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Analyse von Erbgängen

Entdecke die Stammbaumanalyse in der Biologie! Finde heraus, wie man Stammbäume aufbaut und welche Erbgänge es gibt: dominant, rezessiv, autosomal, gonosomal. Erfahre alles über Vererbungsmuster und erlerne, wie man sie interpretiert. Interessiert? Tauche tiefer in die Welt der Genetik ein!

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Die Autor*innen
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Maja O.
Analyse von Erbgängen
lernst du in der Oberstufe 7. Klasse - 8. Klasse - 9. Klasse

Analyse von Erbgängen Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Analyse von Erbgängen kannst du es wiederholen und üben.
  • Skizziere und beschrifte typische Symbole, die zur Erstellung eines Stammbaumes genutzt werden.

    Tipps

    Eine Auswahl passt in keine Lücke.

    Lasse dich nicht durch die Farben irritieren. Manchmal werden sie genutzt, um phänotypisch gesunde (blaue) und kranke (rote) Personen eindeutiger darzustellen.

    Orientiere dich bei der Symbolisierung von Frauen und Männern an ihrem biologischen Habitus: Wessen Körperbau ist eher kantig, wessen eher rund?

    Lösung

    Meistens sind Stammbäume farblos. Doch es gibt auch farbige Stammbäume. Eine typische Symbolisierung eines Stammbaumes sieht dann folgendermaßen aus:

    1. Weiblich, kein Merkmal
    2. Weiblich, Merkmalsträger
    3. Männlich, Überträger bzw. Konduktor
    4. Männlich, Merkmalsträger
    5. Männlich, kein Merkmal
    6. Paarung
    7. Geschwister

    Konduktoren, oder auch Überträger, können weiblich oder männlich sein. Es handelt sich hierbei um Individuen, welche die Erbanlage für ein Merkmal tragen, ohne dass das Merkmal phänotypisch in Erscheinung tritt.

  • Benenne die jeweilige Definition der folgenden Grundbegriffe der Stammbaumanalyse.

    Tipps

    Das Präfix gono- kommt von dem griechischen Substantiv goné und bedeutet unter anderem das Geschlecht.

    Das Wort dominant kommt vom Lateinischen dominans und bedeutet soviel wie überlegen oder vorherrschend.

    Der Phänotyp ist die Menge aller Merkmale eines Individuums. Hierbei sind alle morphologischen und physiologischen Eigenschaften gemeint.

    Lösung

    Autosomen sind sämtliche Chromosomen, welche nicht an der Bestimmung des Geschlechts eines Individuums beteiligt sind, also die Chromosomenpaare 1 bis 22.
    Gonosomen dagegen sind die Chromosomen, die das Geschlecht bestimmen, also das Chromosomenpaar 23 (X und Y).

    Allele bezeichnen die spezifischen Ausprägungen eines Gens.
    Ist ein Allel dominant, dann setzt sich die Ausprägung bei Heterozygotie durch. Ist es stattdessen rezessiv, wird sie unterdrückt.

    Der Phänotyp bezeichnet das äußere Erscheinungsbild eines Individuums mit allen morphologischen und physischen Eigenschaften. Hat ein Mensch die Augenfarbe blau, so ist der Phänotyp in Hinblick auf dieses Merkmal blau.
    Der Phänotyp wird vorwiegend vom Genotyp bestimmt, der alle in den Genen festgelegten Erbinformationen enthält, so auch die, welche in diesem Beispiel zur Ausprägung von blauen Augen führen.

  • Bestimme den Genotyp ausgewählter Mitglieder einer Familie, in deren Stammbaum die Erbkrankheit Morbus Wilson auftritt.

    Tipps

    Drei der möglichen Genotypen passen in keine Lücke.

    Rezessive Allele werden mit Kleinbuchstaben, dominante mit Großbuchstaben dargestellt.

    Bekommen phänotypisch gesunde Eltern kranke Kinder, dann müssen die Eltern bezüglich der Krankheit heterozygot sein.

    Die Krankheit Morbus Wilson ist selten. Es gibt deutlich mehr phänotypisch gesunde Menschen, die nur ein defektes Gen in sich tragen und vererben können, als es tatsächlich Erkrankte gibt.

    Lösung

    Die Allelverteilung dieses Stammbaums:

    Die Konduktoren besitzen je ein rezessives und ein dominantes Allel (Aa). Dadurch sind sie phänotypisch gesund, können Morbus Wilson aber vererben. Da die Erbkrankheit autosomal-rezessiv ist, können die Konduktoren sowohl weiblich als auch männlich sein. Sie sind immer heterozygot.

    Kommen zwei Krankheitsallele zusammen (aa), beispielsweise weil beide Eltern entweder krank oder Konduktoren sind, dann bricht die Krankheit aus. Erkrankte mit Morbus Wilson sind immer homozygot.

    Bei zwei gesunden Allelen (AA) sind die Individuen sowohl phänotypisch als auch genotypisch gesund und immer homozygot.

  • Leite aus dem vorliegenden Familienstammbaum den entsprechenden Erbgang der Krankheit Brachydaktylie und die Merkmalsausprägung des jüngsten Geschwisterpaares ab.

    Tipps

    Wenn beide Eltern phänotypisch krank sind, aber ein phänotypisch gesundes Kind zur Welt bringen, das das Merkmal nicht überträgt, müssen sie diesbezüglich heterozygot sein.

    Gibt es im Stammbaum keine Konduktor/innen, also Familienmitglieder, die phänotypisch gesund und zugleich merkmalsübertragend sind, so handelt es sich wahrscheinlich nicht um einen rezessiven Erbgang.

    Ist ein Kind zweier heterozygoter, phänotypisch kranker Eltern gesund und nicht merkmalsübertragend, muss das Allel, das für die Erkrankung verantwortlich ist, dominant sein.

    Lösung

    Brachydaktylie ist eine autosomal-dominante Erbkrankheit.

    Das ist erkennbar in der ersten Generation des Stammbaums. Hier bekommen zwei phänotypisch kranke Eltern zwei kranke Kinder und ein gesundes Kind. Der Genotyp der Eltern muss demzufolge heterozygot und das Allel für die Kurzfingrigkeit dominant sein.

    Die Eltern des Geschwisterpaars sind bezüglich des Merkmals homozygot. Demzufolge besitzt die Mutter den Genotyp AA und der Vater den Genotyp aa. Da die Kinder von jedem Elternteil ein Allel vererbt bekommen, sind sie bezüglich der Krankheit heterozygot (Aa) und somit phänotypisch krank.

  • Stelle die Genotypen dar, die einen gesunden oder krankhaften Phänotyp bei einer gonosomal-rezessiven Erbkrankheit hervorbringen.

    Tipps

    Rote Chromosomen tragen ein entsprechend defektes Allel.

    Damit bei einem rezessiven Erbleiden die Krankheit phänotypisch in Erscheinung tritt, müssen bei einer Homozygotie beide Allele defekt sein.

    Das phänotypische Erscheinen der Krankheit kann auch bei nur einem defekten Allel auftreten. Doch hierfür wird eine Hemizygotie vorausgesetzt.

    Lösung

    Bei gonosomal-rezessiven Erbkrankheiten sind Männer im Durchschnitt doppelt so häufig betroffen wie Frauen. Der Grund liegt im Genotyp:

    Normalerweise kommen sämtliche Allele eines diploiden Chromosomensatzes doppelt vor. Das männliche Gonosom bildet eine Ausnahme, da X- und Y-Chromosom nur je einmal vorkommen. Dieser Zustand, bei dem ein Allel bzw. Gen in einem diploiden Chromosomensatz nur auf einem Chromosom vorkommt, heißt Hemizygotie. Dadurch sind Männer anfälliger für Erbkrankheiten, die das Gonosom betreffen.

    Besitzen Frauen zwei gesunde X-Chromosomen und Männer je ein gesundes X- und ein gesundes Y-Chromosom, dann sind beide phänotypisch und genotypisch gesund.

    Trägt ein Mann das rezessive Krankheitsallel auf dem X-Chromosom, kann dies nicht durch ein weiteres X-Chromosom ausgeglichen werden. Der Mann ist bezüglich der Erbkrankheit hemizygot und somit phänotypisch und genotypisch krank.
    Trägt eine Frau das rezessive Krankheitsallel auf einem X-Chromosom, so kann dies durch ein gesundes zweites X-Chromosom ausgeglichen werden. Die Frau ist phänotypisch gesund. Sie ist heterozygot bezüglich der Krankheit und damit Konduktorin.
    Sind die Allele auf beiden X-Chromosomen bei einer Frau defekt, so ist sie bezüglich der Erbkrankheit homozygot und somit sowohl phänotypisch als auch genotypisch krank.

  • Beurteile anhand eines auf Informationen über die Familienmitglieder beruhenden Stammbaumes, wie das Marfan-Syndrom vererbt wird.

    Tipps

    Markiere zuerst die erkrankten Personen mit dem entsprechenden Marker, um so nicht die Übersicht zu verlieren.
    Welche Familienmitglieder sind vom Marfan-Syndrom betroffen?
    Lies den Text noch mal genau.

    Markiere anschließend den richtigen Erbgang mit dem anderen Marker.

    In einem rezessiven Erbgang können einzelne Generationen übersprungen werden.

    Bei gonosomalen Erbgängen gibt es häufig deutlich mehr betroffene Männer als Frauen.

    Lösung

    Das Marfan-Syndrom ist eine angeborene Bindegewebsschwäche. Daher sind Betroffene meist überdurchschnittlich groß und haben schmale, lange Finger und sehr bewegliche Gelenke. Die Instabilität des Bindegewebes kann häufig zu Herzfehlern, Augenschäden und Störungen am Skelettsystem führen. Die Krankheit kann behandelt, aber derzeit nicht geheilt werden.

    In Toms Familie kommt die Krankheit im väterlichen Familienzweig vor: Betroffen sind Tom selbst und sein Vater. Toms Tante und seine Großmutter sind am Marfan-Syndrom gestorben. Sein Großvater sowie die gesamte Familie seiner Mutter sind gesund.

    Das Marfan-Syndrom kommt in Toms Familie in jeder Generation vor. Sein gesunder Großvater väterlicherseits hat mit der kranken Großmutter zwei kranke Kinder zur Welt gebracht. Genauso hat seine gesunde Mutter zusammen mit seinem kranken Vater ein krankes Kind, Tom selbst, bekommen. Es sind gleich viele Männer wie Frauen von der Krankheit betroffen. Es ist also davon auszugehen, dass der Erbgang autosomal-dominant ist.