1. Wenn man Hefezellen mit ultraviolettem Licht bestrahlt, können bei bestimmten
Wellenlängen Mutationen auftreten. Im folgenden Kurvendiagramm sind die Muta-
tionsrate sowie die Absorptionskurven von Proteinen und DNA eingetragen.
UV-Strahlen können nur dann Mutationen auslösen, wenn sie auch absorbiert wer-
den. Andernfalls gehen die Strahlen durch die Substanz hindurch, ohne eine Wir-
kung auszuüben.
a) Benennen Sie die Bausteine (Monomere), aus denen die Makromoleküle der Pro-
teine und der DNA zusammengesetzt sind. (AB I)
b) Beschreiben Sie die Graphen des Kurvendiagramms und erklären Sie etwaige
Zusammenhänge. Welche These lässt sich durch dieses Experiment beweisen?
(AB II)
c) Nennen Sie einen weiteren Versuch, der das Ergebnis dieses Experiments bestä-
tigt. (AB I)
2. Mischlinge aus Pferd und Esel (Maulesel bzw. Maultier) sind beliebte Nutztiere, al-
lerdings sind sie unfruchtbar. Ursache ist die Tatsache, dass Pferde in ihren Körper-
zellen 60 Chromosomen, Esel dagegen 66 Chromosomen besitzen. Maultiere entste-
hen 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. (AB I)
b) Entwickeln Sie ein mit Fachbegriffen beschriftetes Schema, das zeigt, wie bei ei-
ner der beiden Arten der Chromosomensatz über die Generationen hinweg kon-
stant gehalten wird. (AB II)
c) Stellen Sie dar, welche Chromosomenkombination das Maultier, eine Kreuzung
aus Eselhengst und Pferdestute, besitzt und warum es selbst unfruchtbar ist.
(AB I, II)
d) Reziproke Kreuzungen führen normalerweise nicht zu unterschiedlichen Merk-
malen in der Nachfolgegeneration. Stellen Sie eine begründete Vermutung an,
warum in diesem Fall Maultier und Maulesel so unterschiedliche Merkmale ha-
ben. (AB III)
3. 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. (AB I)
b) Führen Sie mögliche Gründe an, warum die Replikation so präzise ist, während
bei der Transkription eine vergleichsweise hohe Fehlerrate toleriert wird.
(AB III)
c) Bei der nachträglichen Reparatur von Replikationsfehlern oder einzelner Basen-
veränderungen, der sogenannten Excisionsreparatur, werden folgende Enzyme
eingesetzt: DNA-Polymerase, Ligase, DNA-Endonuclease. Geben Sie die Funkti-
onen dieser Enzyme in der richtigen Reihenfolge an. (AB II)
4. Die Vererbung der Lactoseintoleranz beim Menschen folgt einem rezessiven Erb-
gang. Das dafür verantwortliche Gen codiert für einen Transkriptionsfaktor.
Nachfolgend ist ein Ausschnitt dieses Gens von einer lactoseintoleranten Person an-
gegeben:
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 an-
dere Aminosäure eingebaut, nämlich Arginin. Die übrigen Aminosäuren sind iden-
tisch.
a) Rekonstruieren Sie die Genotypen einer lactoseintoleranten Person mit Eltern,
die lactosehaltige Produkte vertragen. Kennzeichnen Sie das Allel für Lactoseun-
verträglichkeit mit „c“ (für Cytosin), das Allel für Lactoseverträglichkeit mit „T“
(für Thymin). Geben Sie die Wahrscheinlichkeit an, mit der die Lactoseintole-
ranz auftritt. (AB II)
b) Definieren Sie, was man unter einem Transkriptionsfaktor versteht. Nennen Sie
eine mögliche Erklärung, warum die Lactoseintoleranz erst nach dem Kleinkin-
dalter auftritt. (AB II, III)
c) Rekonstruieren Sie aus der angegebenen DNA-Sequenz die zugehörige Amino-
säuresequenz. Geben Sie anschließend an, durch welche Basenveränderungen
auf der DNA es zur Bildung von Arginin in der Position 2 kommen kann. (AB II,
III)
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