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Kreuzungsversuche – Drosophila als Modellorganismus

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Die Autor*innen
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Maja O.
Kreuzungsversuche – Drosophila als Modellorganismus
lernst du in der Oberstufe 7. Klasse - 8. Klasse - 9. Klasse

Kreuzungsversuche – Drosophila als Modellorganismus Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Kreuzungsversuche – Drosophila als Modellorganismus kannst du es wiederholen und üben.
  • Erkläre, warum Drosophila melanogaster ein guter Modellorganismus ist.

    Tipps

    Auch die Maus ist ein beliebter Modellorganismus in der Forschung. Überlege, warum es aber einfacher ist, zehn Fliegen zu halten als zehn Mäuse.

    Du kennst Drosophila unter dem Namen „Fruchtfliege“ von zu Hause. Das sind diese kleinen Fliegen, die um das Obst schwirren.

    Lösung

    Drosphila ist in der Genetik ein sehr beliebter Modellorganismus. Da sie so klein ist und sich unter anderem von Früchten ernährt, lässt sie sich sehr platzsparend und kostengünstig züchten. Forscher halten die Fliegen in kleinen Plastikgefäßen, die mit einem Nährboden befüllt sind, in dem meist Apfel enthalten ist. Da Du Fruchtfliegen wahrscheinlich von zu Hause kennst, weißt Du auch, wie schnell sich diese Fliegen vermehren. Allerdings beträgt die Generationszeit 9 bis 14 Tage, und nicht nur drei Tage. Unter der Generationszeit versteht man die Zeitspanne, die vergeht, bis sich eine bestimmte Anzahl von Tieren verdoppelt hat.

  • Erkläre, welche genetischen Erkenntnisse mithilfe von Drosophila gewonnen werden konnten.

    Tipps

    Eine Frau trägt die Geschlechtschromosomen XX.

    Lösung

    Mithilfe von Drosophila melanogaster konnten viele genetische Erkenntnisse gewonnen werden. So fand der Wissenschaftler Thomas Hunt Morgan mithilfe dieses Modellorganismus heraus, dass Chromosomen der Ort der Mendel´schen Erbfaktoren sind, und konnte so die Chromosomentheorie der Vererbung stützen. Zudem konnte die geschlechtsgebundene Vererbung nachgewiesen werden und die Rekombination von Genen.

    Mit der Drosophila konnte außerdem bewiesen werden, dass Strahlung mutagene Wirkung auf die Erbsubstanz hat.

  • Definiere die mendelsche Spaltungsregel.

    Tipps

    Die F$_2$-Generation spaltet sich phänotypisch im Verhältnis 3:1.

    Lösung

    Gregor Mendel erhielt bei der Kreuzung der mischerbigen F$_1$-Generation Nachkommen, die sich phänotypisch und genotypisch aufspalteten. Er formulierte die Spaltungsregel, die besagt, dass, wenn man die Individuen der F$_1$-Generation miteinander kreuzt, sich die F$_2$-Generation phänotypisch im Verhältnis 3:1 und genotypisch im Verhältnis 1:2:1 aufspaltet.

  • Beschreibe zentrale Begriffe der Genetik.

    Tipps

    Die Chromosomen enthalten die Gene.

    Lösung

    Genkopplung beschreibt das Phänomen, dass Gene, die räumlich nah beieinander liegen, zusammen vererbt werden. Die meisten Modellorganismen zeichnen sich durch eine leichte Züchtung, einen schnellen Generationswechsel und eine hohe Nachkommenzahl aus. So können sie der Forschung leicht zur Verfügung stehen. Als Rekombination bezeichnet man die Verteilung und Neuanordnung von genetischem Material. In der Prophase I der Meiose paaren sich homologe Chromosome. Dabei können verschiedene Gene ausgetauscht werden. Je weiter die Gene auseinander liegen auf einem Chromosom, umso höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Kopplungsbruch stattfindet. Als Allel bezeichnet man die mögliche Ausprägung eines Gens. Die Gene liegen auf den Chromosomen, die aus Desoxyribonucleinsäure (=DNA) bestehen.

  • Bestimme Charakteristika von Wildtyp und Mutante der Drosophila.

    Tipps

    Das Bild zeigt eine Mutante der Drosophila. Welche Merkmale aber trägt der Wildtyp?

    Lösung

    Der Wildtyp ist der Träger der häufigsten Merkmalskombination in einer Population. Im Falle von Drosophila ist dies die Kombination von einem graubraunen Körper und roten Augen. Eine Mutante trägt Mutationen in sich und unterscheidet sich dadurch vom Wildtyp. Drosophila-Fliegen, die also anders aussehen als der Wildtyp, gehören zu den Mutanten. Kommt es im black-Gen zu Mutationen, so führt dies zur Merkmalsausprägung eines schwarzen Körpers.

  • Erkläre, wie es zur Neukombination von Genen kommen kann.

    Tipps

    Vor der Trennung der Chromosomen müssen sie sich verdichten und in der Äquatorialebene angelagert werden.

    Lösung

    In der Prophase werden die Chromatiden so zusammengepackt, dass sie geschützt und transportfähig für die Meiose sind. Die Chromosomen lagern sich eng aneinander. Zwischen den Chromosomen kann man Kontaktstellen erkennen, an denen sie sich überkreuzen. Hier findet das Crossing-Over statt. In der Metaphase liegen die kondensierten Chromatiden, also die Chromosomen, in der Äquatorialebene der Zelle. In der Anaphase werden die Chromosomen am Centromer so getrennt, dass jeweils ein Chromatid zu einem Pol der Zelle gezogen wird. In der Telophase wird die Plasmamembran eingeschnürt und es entstehen zwei haploide Tochterzellen.

    An die erste Reifeteilung schließt sich dann die zweite Reifeteilung an.

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