Einsendeaufgabe Biologie Sgd BOL03, Note 1,0

1. Aufgabe:
Wenn man Hefezellen mit ultraviolettem Licht bestrahlt, können bei bestimmten Wellenlängen Mutationen auftreten. Im folgenden Kurvendiagramm sind die Mutationsrate sowie die Absorptionskurven von Proteinen und DNA eingetragen.
UV-Strahlen können nur dann Mutationen auslösen, wenn sie auch absorbiert werden. Andernfalls gehen die Strahlen durch die Substanz hindurch, ohne eine Wirkung auszuüben.
a) Benennen Sie die Bausteine (Monomere), aus denen die Makromoleküle der Proteine und der DNA zusammengesetzt sind
b) Beschreiben Sie die Graphen des Kurvendiagramms und erklären Sie etwaige Zusammenhänge. Welche These lässt sich durch dieses Experiment beweisen?
c) Nennen Sie einen weiteren Versuch, der das Ergebnis dieses Experiments bestätigt.
2. Aufgabe:
Mischlinge aus Pferd und Esel (Maulesel bzw. Maultier) sind beliebte Nutztiere, allerdings sind sie unfruchtbar. Ursache ist die Tatsache, dass Pferde in ihren Körperzellen 60 Chromosomen, Esel dagegen 66 Chromosomen besitzen. Maultiere entstehen durch eine Kreuzung aus Eselhengst und Pferdestute und haben ein pferdeähnliches Erscheinungsbild. Die durch eine reziproke Kreuzung entstandenen Maulesel ähneln eher einem Esel.
a) Beschreiben Sie den Aufbau eines Chromosoms.
b) Entwickeln Sie ein mit Fachbegriffen beschriftetes Schema, das zeigt, wie bei einer der beiden Arten der Chromosomensatz über die Generationen hinweg konstant gehalten wird.
c) Stellen Sie dar, welche Chromosomenkombination das Maultier, eine Kreuzung aus Eselhengst und Pferdestute, besitzt und warum es selbst unfruchtbar ist
d) Reziproke Kreuzungen führen normalerweise nicht zu unterschiedlichen Merkmalen in der Nachfolgegeneration. Stellen Sie eine begründete Vermutung an, warum in diesem Fall Maultier und Maulesel so unterschiedliche Merkmale haben.
3. Aufgabe:
Man hat gefunden, dass die Replikation ein außerordentlich präziser Prozess ist. Die Fehlerquote liegt bei etwa 1 zu 10 Milliarden. Die wenigen Fehler können außerdem nachträglich repariert werden. Bei der Transkription treten dagegen etwa 100 000-mal so viele Fehler auf.
a) Benennen Sie die Ausgangsstoffe und die Produkte, die bei der Replikation und der Transkription gebildet werden.
b) Führen Sie mögliche Gründe an, warum die Replikation so präzise ist, während bei der Transkription eine vergleichsweise hohe Fehlerrate toleriert wird.
c) Bei der nachträglichen Reparatur von Replikationsfehlern oder einzelner Basenveränderungen, der sogenannten Excisionsreparatur, werden folgende Enzyme eingesetzt: DNA-Polymerase, Ligase, DNA-Endonuclease. Geben Sie die Funktionen dieser Enzyme in der richtigen Reihenfolge an.
4. Aufgabe:
Die Vererbung der Lactoseintoleranz beim Menschen folgt einem rezessiven Erbgang. Das dafür verantwortliche Gen codiert für einen Transkriptionsfaktor.
Nachfolgend ist ein Ausschnitt dieses Gens von einer lactoseintoleranten Person angegeben:
Codogener Strang der DNA: 3' … TAG CCC CTG GCC TCA … 5'
Aminosäureposition (willkürlich) 1 2 3 4 5
Bei Personen, die Lactose verwerten können, wird dagegen an der Position 2 eine andere Aminosäure eingebaut, nämlich Arginin. Die übrigen Aminosäuren sind identisch.
a) Rekonstruieren Sie die Genotypen einer lactoseintoleranten Person mit Eltern, die lactosehaltige Produkte vertragen. Kennzeichnen Sie das Allel für Lactoseunverträglichkeit mit „c“ (für Cytosin), das Allel für Lactoseverträglichkeit mit „T“ (für Thymin). Geben Sie die Wahrscheinlichkeit an, mit der die Lactoseintoleranz auftritt.
b) Definieren Sie, was man unter einem Transkriptionsfaktor versteht. Nennen Sie eine mögliche Erklärung, warum die Lactoseintoleranz erst nach dem Kleinkindalter auftritt.
c) Rekonstruieren Sie aus der angegebenen DNA-Sequenz die zugehörige Aminosäuresequenz. Geben Sie anschließend an, durch welche Basenveränderungen auf der DNA es zur Bildung von Arginin in der Position 2 kommen kann.