V4 - T3: BS2 en BS3 Genenparen en monohybride kruisingen

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

basisstof 3: genenparen

V4

Thema 3

Genetica

Klik op de afbeelding hiernaast. Hoe wordt een dergelijke afbeelding genoemd?

1. chromosomenkaart
2. chromogram
3. karyogram
4. allelenpaspoort

Bekijk de afbeelding nogmaals.

Wat is waar?

1. Deze persoon is een man
2. Deze persoon heeft geen chromosomale afwijkingen
3. Er is sprake van aneuploidie: er is een chromosoom te veel weinig
4. Deze persoon heeft trisomie 21: het syndroom van Down

Een puntmutatie in een gen kan leiden tot een afwijkend genproduct (eiwit). Dit komt doordat er een codon veranderd kan zijn waardoor er een ander aminozuur in de eiwitketen geplaatst kan worden.

Leg uit of een karyogram geschikt is om een dergelijke afwijking te constateren.

Chromosomale afwijkingen zoals tri- of monosomieen ontstaan door deelfouten tijdens de meiose 1 of meiose 2.
Onder welke naam staan dergelijke deelfouten beter bekend?

1. Genetische recombinatie
2. Genetische modificatie
3. Non-disjunctie
4. Diploïdie

Zo ook de mens. Hoe veel chromosomen kent het menselijk genoom?

1. 23
2. 46
3. 92
4. 256

Wat houdt de term diploīd in?

Van elk chromosoom zijn er hoeveel exemplaren aanwezig? Vul alleen in getal (in cijfer(s), dus niet in tekst) in!

Leerdoelen

• Je ziet in dat genen op vaste plaatsen in het genoom liggen
• Je kunt het verschil beschrijven tussen een gen en een allel
• Je kunt uitleggen hoe een verschil in dominantie van allelen tot verschillen in fenotypen kan leiden.
• Je kunt verklaren in welke verhoudingen allelen tijdens meiose over gameten worden verdeeld.
• Je kunt uitleggen welke rol recombinatie speelt in genetische variatie.

Sleep de juiste term naar de bijbehorende omschrijving

Een genvariant: door mutaties zijn er verschillen ontstaan. Door deze verschillen zijn de eiwitten van elkaar gaan afwijken. 

Een nucleotidesequentie die coderende informatie bevat waarmee ribosomen in staat zijn om een eiwit the synthetiseren. 

Omdat zowel de vader als de moeder er één gedoneerd heeft, heeft een organisme er hier twee van. Samen behoren ze tot hetzelfde paar. Er bestaan (kleine) genetische verschillen tussen de exemplaren

Een vaste plaats op het chromosoom. Op deze 'plek' ligt bij ieder individue dezelfde coderende genetische informatie, hoewel die wel onderling licht kan verschillen.

homologe chromosomen

allel

locus

gen

Terminologie

Gen: deeltje op een chromosoom dat codeert voor een bepaald eiwit

Allelen: meerdere varianten van een gen

Locus: vaste plek van een gen op een chromosoom

Gen: nucleotidensequentie op een chromosoom dat codeert voor een bepaald eiwit

Gen: deeltje op een chromosoom dat codeert voor een bepaald eiwit

Locus: vaste plek van een gen op een chromosoom                                                                        --> per gen 2 loci waarop dezelfde of verschillende allelen kunnen liggen

Allel: variant van een gen (bv blauwe/bruine ogen)

Homozygoot: 2 dezelfde allelen van één gen 

Heterozygoot: 2 verschillende allelen van één gen

Dominant vs recessief

Dominant allel: komt tot uiting wanneer het aanwezig is 

Recessief allel: komt enkel tot uiting wanneer geen dominant allel aanwezig is

homozygote ouders, heterozygoot kind (drager van blauwe oogkleur)

Dominant vs recessief

Twee allelen per gen/locus

Twee dezelfde allelen voor een gen?  HOMOZYGOOT

Twee verschillende allelen voor een gen? HETEROZYGOOT

Bekijk de afbeelding.

Wat is waar?

Dit organisme is .....

1. homozygoot voor het linker gen heterozygoot voor het gen in het midden heterozygoot voor het rechter gen
2. heterozygoot voor het linker gen heterozygoot voor het gen in het midden homozygoot voor het rechter gen
3. homozygoot voor het linker gen homozygoot voor het gen in het midden heterozygoot voor het rechter gen
4. homozygoot voor het linker gen heterozygoot voor het gen in het midden homozygoot voor het rechter gen

Dominantie

Vaak is het zo dat één allel dominant is. Dit houdt in dat als een individu heterozygoot is, het dominante allel het fenotype volledig bepaalt.

Het andere allel wordt recessief genoemd.

Een zwart cavia-mannetje wordt gekruist met een wit cavia-vrouwtje. Ze krijgen meer dan 20 nakomelingen die allemaal zwart zijn.
Welk allel is dominant? Leg je antwoord uit.

Bij chinchilla's (op cavia lijkend ongedierte) werkt het wat vachtkleur betreft ietsjes anders. Een zwart en wit exemplaar krijgen samen veel nakomelingen. In tegenstelling tot bij cavia's zijn deze nakomelingen allemaal donkergrijs.
Geef een mogelijke verklaring voor dit fenotype.

Onvolledige dominantie - intermediair fenotype

Soms is het recessieve allel ook een beetje bepalend 

een homozygote plant met twee allelen voor rode bloemen heeft een rood fenotype.

een homozygote plant met twee allelen voor witte bloemen heeft een wit fenotype.

een heterozygote plant met een rood en een wit allel heeft een roze fenotype.

Omdat beide allelen even dominant zijn komen beide allelen tot uiting

Dit wordt een intermediair fenotype genoemd.

Onvolledige dominantie - co-dominantie

Beide allelen komen volledig tot uiting in het fenotype

Letternotaties voor genen en allelen

Volledige dominantie

Elk gen krijgt een letter toegewezen of je kiest zelf een letter *

• dominante allel: hoofdletter   A
• recessieve allel: kleine letter   a

Genotypen

--> homozygoot dominant:    AA

--> heterozygoot:                       Aa en aA**

--> homozygoot recessief:      aa

* = als je zelf een letter kiest, kies een letter waarbij de hoofdletter en kleine letter verschillend wordt geschreven

** = de hoofdletter MOET altijd voorop dus aA wordt ook als Aa geschreven.

Een erwtenplant waarvan de zaden (erwten) groen zijn wordt gekruist met een erwtenplant waarvan de erwten geel zijn.
ALLE nakomelingen hebben groene erwten.
Wat is het genotype van beide ouderplanten?
Wat is het genotype van de nakomelingen?
Gebruik de letter K en/of k om de allelen aan te duiden?

Letternotaties voor genen en allelen

Co-dominant en intermediair

Het gen krijgt een letter toegewezen of je kiest zelf een letter *

Omdat beide allelen even dominant zijn, krijgen beide allelen dezelfde hoofdletter, . Er staat een tweede letter achter om het allel aan te huiden:

• BR = allel voor rode bloemen
• BW = allel voor witte bloemen

Genotypen

plant met rode boemen:    BRBR

plant met witte bloemen:  BWBW

plant met roze bloemen:    BRBW en BWBR

Een leeuwenbekje met rode bloemen wordt gekruist met een leeuwenbekje met witte bloemen
ALLE nakomelingen hebben roze bloemen
Wat is het genotype van beide ouderplanten?
Wat is het genotype van de nakomelingen?
Gebruik de letter BR en/of BW om de allelen aan te duiden?

Segregatie van allelen tijdens meiose

Een lichaamscel is diploīd

(2n) dus elk allel is er 2x (bijv. Pp)

Een gameet is haploīd (n) dus elk allel is er 1x (bijv. P)

Bij meiose 1 worden homologe chromosomen gescheiden. 

Dus een cel met genotype Pp die de meiose ondergaat levert:

50% gameten met P

en 

50% gameten met p

Recombinatie en mutatie

Recombinatie = het herverdelen van erfelijke eigenschappen

--> meiose 1, geslachtelijke voortplanting

--> aantal combinaties = 2ⁿ, n = chromosomenparen (bv: 2^3 = 8 combinaties)

--> hoeveel combinaties in lichaamscellen? 

Mutatie

Mutatie = veranderen van erfelijke eigenschappen (positief / negatief)

Tweelingen

Eeneiige tweeling: 1 zaadcel + 1 eicel --> zygote splitst

                                                                     --> zelfde genotype

Twee-eiige tweeling: 2 zaadcellen + 2 eicellen 

                                        --> verschillend genotype

Of je oorlel vast zit aan je hoofd of loshangt is een eigenschap die door 1 gen wordt bepaald. Het allel voor losse oorlellen is dominant.

Een vader die heterozygoot is heeft het genotype Aa.
Welke zaadcellen zal hij produceren in welke verhouding?

1. 100% van zijn zaadcellen zijn Aa
2. 50% van zijn zaadcellen zijn A 50% van zijn zaadcellen zijn a
3. 75% van zijn zaadcellen zijn A 25% van zijn zaadcellen zijn a
4. 100% van zijn zaadcellen zijn a

Een vader die heterozygoot is voor het 'oorlel-gen' krijgt een kind met een moeder die ook heterozygoot is.

Welke gameten maken de ouders aan?

1. papa: 50% A en 50% A mama: 50% a en 50% a
2. papa: 100% Aa mama: 100% Aa
3. papa: 50% A en 50% a mama: 50% A en 50% a
4. papa: 75% A en 25% a mama: 75% A en 25% a

Kruisingstabellen / Punnett squares

gameten van ouders langs de assen

in de cellen: mogelijke genotypen bij nakomelingen

Voorbeeld

kans dat bij bevruchting de zaadcel het recessieve allel bevat is 1/2

kans dat bij bevruchting de eicel het recessieve allel bevat is 1/2

De kans dat de zygote dus beide recessieve allelen bevat is 1/2 * 1/2 = 1/4

Werk deze opgave uit op een stuk papier. Maak een foto van je kruisingstabel en upload deze hier.
Een man die heterozygoot is voor het 'oorlel-gen' krijgt samen met een vrouw die vaste oorlellen (recessief) heeft, een kindje.
Bereken hoe groot de kans is dat het kindje ook vaste oorlellen heeft. Leg je antwoord uit met behulp van een kruisingstabel.

Leerdoelen

• Je ziet in dat genen op vaste plaatsen in het genoom liggen
• Je kunt het verschil beschrijven tussen een gen en een allel
• Je kunt uitleggen hoe een verschil in dominantie van allelen tot verschillen in fenotypen kan leiden.
• Je kunt verklaren in welke verhoudingen allelen tijdens meiose over gameten worden verdeeld.
• Je kunt uitleggen welke rol recombinatie speelt in genetische variatie.

Huiswerk

Maak van BVJ online de volgende opgaven:

• BS2: 15, 17 en 18
• BS3: 20 t/m 24

Monohybride kruisingen

• Kruisingen waarbij één gen/eigenschap bestudeerd wordt
• Vaak sprake van volledige dominantie
• Onvolledige dominantie is zeldzaam 
• Co-dominantie: intermediaire kruising.

Extra oefening nodig? 
Monohybride normaal: https://biologiepagina.nl/Flashfiles/Ispring/1Monohybridekruising.htm

Intermediair: https://biologiepagina.nl/Flashfiles/Ispring/2Intermediair.htm