science-live-lemgo ‚Who is who' im Tal der Könige – Musterlösung ...

science-live-lemgoBiotech-Labor für Schülerinnen und Schüler‚Who is who’ im Tal der Könige – Musterlösung (LK)Der Prüfling ........................................................................................................1erreichbarePunktzahlstellt die biologischen Grundlagen des genetischen Fingerabdrucks dar!• Menschen sind diploide Organismen. Die Zahl ihrer Chromosomen beträgt in den Körperzellen 2n = 46.• Jedes Chromosom besteht aus zwei Chromatiden.• Chromatiden bestehen aus einer Abfolge codierender (Gene) und nicht codierender DNA-Abschnitte.• Ein Gen besteht aus einer Abfolge codierender (Exons) und nicht codierender (Introns) Abschnitte. Anfang und Ende einesGens werden durch den Promotor bzw. den Terminator bestimmt.• Introns bestehen häufig aus sich wiederholenden kurzen Basensequenzen. Diese sich wiederholenden kurzenBasensequenzen werden short tandem repeats = STRs genannt.• Die Zahl der STRs homologer Introns kann infolge von strukturellen Mutationen variieren. Introns spielen für dasje 1 = 10Genprodukt keine Rolle, da es sich um nicht codierende Abschnitte der DNA handelt. Bei der Veränderung der STR-Zahlhandelt es sich um stumme Mutationen.• Chromosomen werden als Ganzes vererbt und damit auch die auf ihnen liegenden Introns mit ihren STRs.• Die Vererbung der STR-Zahl homologer Introns folgt den MENDELschen Regeln.• STRs mit einer charakteristischen Anzahl an Wiederholungen müssen sich entweder bei der Mutter und/ oder beim Vaterdes Individuums nachweisen lassen.• Entsprechendes gilt für das Verhältnis Großeltern und Enkel.erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium. 2Kompetenzbereich: FachwissenKompetenz:Biologisches Wissen in komplexeren Kontexten neu verwendenAFB: I (1-9), III (10)ermittelt die verwandtschaftlichen Verhältnisse von TUTANCHAMUN durch Analyse und Auswertung der genetischenFingerabdrücke der zehn in Tabelle 1 aufgeführten Personen!Analyse und Auswertung erfolgt nach dem Ausschlussverfahren: Fehlt bei einem potenziellen Vor- oder Nachfahren derbetrachteten Person ein STR, kann es sich nicht um eine Kind-Eltern-Beziehung handeln. Für den Ausschluss reicht ein nichtpassendes STR aus.Bekannt ist:• Tuja und Juja = Ehepaar, beide in Grab 46• Amenophis III und Teje = Ehepaar, beide in Grab 35• In Grab 35 war auch Mumie 3 bestattet.• Tutanchamun und Anchesenamun = Ehepaar, in Grab 62 bzw. 21• In Grab 62 waren auch zwei Kinder bestattet.• Echnaton wurde alleine in Grab 55 bestattet.Wer ist der Vater von Tutanchamun? (möglich, nicht möglich)Mumie NameGrab-STRGeschlechtnummer1 2 3 4 5 6 7 87 JUJA KV 46 ♂ 11 / 13 6 / 15 22 / 27 29 / 34 6 / 10 12 / 22 9 / 12 20 / 258 AMENOPHIS III KV 35 ♂ 10 / 16 6 / 15 16 / 27 25 / 34 8 / 13 16 / 22 6 / 9 23 / 319 ECHNATON KV 55 ♂ 10 / 12 15 / 15 16 / 26 29 / 34 11 / 13 16 / 19 9 / 12 20 / 2310 TUTANCHAMUN KV 62 ♂ 10 / 12 10 / 15 16 / 26 29 / 34 8 / 13 19 / 19 6 / 12 23 / 23Weder Juja noch Amenophis III können der Vater von Tutanchamun sein.Echnaton ist der Vater von Tutanchamun.Wer ist die Mutter von Tutanchamun?Mumie NameGrab-STRGeschlechtnummer1 2 3 4 5 6 7 81 TUJA KV 46 ♀ 9 / 12 10 / 13 19 / 26 26 / 35 11 / 13 8 / 19 7 / 12 24 / 262 TEJE KV 35 ♀ 11 / 12 10 / 15 22 / 26 26 / 29 6 / 11 19 / 22 9 / 12 20 / 263 unbekannt KV 35 ♀ 10 / 12 6 / 10 16 / 26 25 / 29 8 / 11 16 / 19 6 / 12 20 / 234eventuell10 / 16 -/ - - / 26 - / 35 8 / - 10 / - - / 12 23 / -KV 21 ♀ANCHESENAMUN10 TUTANCHAMUN KV 62 ♂ 10 / 12 10 / 15 16 / 26 29 / 34 8 / 13 19 / 19 6 / 12 23 / 23Tuja und Teje können nicht die Mutter von Tutanchamun sein.Die beiden unbekannten bzw. nicht eindeutig identifizierten Frauen können die Mutter von Tutanchamun sein, insbesondere Mumie3, da Übereinstimmung in allen acht untersuchten Genloci.Mumie 3 war zusammen mit dem Ehepaar Amenophis III und Teje in Grab 35 bestattet. Gibt es eine verwandtschaftlicheBeziehung zwischen den drei Personen?Mumie NameGrab-STRGeschlechtnummer1 2 3 4 5 6 7 82 TEJE KV 35 ♀ 11 / 12 10 / 15 22 / 26 26 / 29 6 / 11 19 / 22 9 / 12 20 / 263 unbekannt KV 35 ♀ 10 / 12 6 / 10 16 / 26 25 / 29 8 / 11 16 / 19 6 / 12 20 / 238 AMENOPHIS III KV 35 ♂ 10 / 16 6 / 15 16 / 27 25 / 34 8 / 13 16 / 22 6 / 9 23 / 31Bei Mumie 3 handelt es sich um die Tochter von Teje und Amenophis III. Damit können Amenophis III und Teje die Großelternmütterlicherseits von Tutanchamun sein.Ist der Vater von Echnaton unter den untersuchten Personen?Mumie NameGrab-STRGeschlechtnummer1 2 3 4 5 6 7 87 JUJA KV 46 ♂ 11 / 13 6 / 15 22 / 27 29 / 34 6 / 10 12 / 22 9 / 12 20 / 258 AMENOPHIS III KV 35 ♂ 10 / 16 6 / 15 16 / 27 25 / 34 8 / 13 16 / 22 6 / 9 23 / 319 ECHNATON KV 55 ♂ 10 / 12 15 / 15 16 / 26 29 / 34 11 / 13 16 / 19 9 / 12 20 / 2310 TUTANCHAMUN KV 62 ♂ entfällt, da SohnJuja kann nicht der Vater von Echnaton sein, wohl aber Amenophis.erreichtePunktzahlvon 10

Ist Teje, die Ehefrau von Amenophis III, die Mutter von Echnaton?Mumie NameGrab-STRGeschlechtnummer1 2 3 4 5 6 7 82 TEJE KV 35 ♀ 11 / 12 10 / 15 22 / 26 26 / 29 6 / 11 19 / 22 9 / 12 20 / 269 ECHNATON KV 55 ♂ 10 / 12 15 / 15 16 / 26 29 / 34 11 / 13 16 / 19 9 / 12 20 / 238 AMENOPHIS III KV 35 ♂ 10 / 16 6 / 15 16 / 27 25 / 34 8 / 13 16 / 22 6 / 9 23 / 31Teje ist die Mutter von Echnaton. Echnaton ist der Sohn von Teje und Amenophis III und Bruder und ggf. (Ehe)-Mann von Mumie3.Amenophos III und Teje sind die Großeltern väterlicher- und mütterlicherseits von Tutanchamun.Gibt es eine verwandtschaftliche Beziehung zwischen Tuja, Juja, Teje und Amenophis III?Mumie NameGrab-STRGeschlechtnummer1 2 3 4 5 6 7 87 JUJA KV 46 ♂ 11 / 13 6 / 15 22 / 27 29 / 34 6 / 10 12 / 22 9 / 12 20 / 251 TUJA KV 46 ♀ 9 / 12 10 / 13 19 / 26 26 / 35 11 / 13 8 / 19 7 / 12 24 / 268 AMENOPHIS III KV 35 ♂ 10 / 16 6 / 15 16 / 27 25 / 34 8 / 13 16 / 22 6 / 9 23 / 312 TEJE KV 35 ♀ 11 / 12 10 / 15 22 / 26 26 / 29 6 / 11 19 / 22 9 / 12 20 / 26Tuja und Juja sind nicht die Eltern von Amenophis, sondern von Teje.Tutanchamun wurde zusammen mit zwei Kindern im Grab 62 bestattet. Ist Tutanchamun der Vater der beiden Kinder?Mumie NameGrab-STRGeschlechtnummer1 2 3 4 5 6 7 85 Kind 1 KV 62 ♀ 12 / 16 10 / 13 16 / - 29 / - 8 / - - / 19 - / 12 23 / -6 Kind 2 KV 62 ♀ 10 / - 6 / 15 - / 26 29 / 35 8 / 13 10 / 19 - / 12 23 / -10 TUTANCHAMUN KV 62 ♂ 10 / 12 10 / 15 16 / 26 29 / 34 8 / 13 19 / 19 6 / 12 23 / 23Tutanchamun ist der Vater der beiden Kinder.Kann es sich bei Mumie 4 um die Mutter der beiden Kinder und damit um die Ehefrau Anchesenamun von Tutanchamun handeln?Mumie NameGrab-STRGeschlechtnummer1 2 3 4 5 6 7 85 Kind 1 KV 62 ♀ 12 / 16 10 / 13 16 / - 29 / - 8 / - - / 19 - / 12 23 / -6 Kind 2 KV 62 ♀ 10 / - 6 / 15 - / 26 29 / 35 8 / 13 10 / 19 - / 12 23 / -10 TUTANCHAMUN KV 62 ♂ 10 / 12 10 / 15 16 / 26 29 / 34 8 / 13 19 / 19 6 / 12 23 / 234eventuellANCHESENAMUNKV 21 ♀ 10 / 16 -/ - - / 26 - / 35 8 / - 10 / - - / 12 23 / -Mumie 4 könnte die Mutter von Kind 2 und Kind 2 sein und damit Anchesenamun. Die Verwandtschaft zu den Kindern ist aufgrundder unbefriedigenden Befunde nicht eindeutig.Mumie 4 war eng verwandt mit Tutanchamun (5 von 8 STRs identisch).Überprüfung: Ist Mumie 4 verwandt mit Echnaton und Mumie 3, den Eltern von Tutanchamun?Mumie NameGrab-STRGeschlechtnummer1 2 3 4 5 6 7 89 ECHNATON KV 55 ♂ 10 / 12 15 / 15 16 / 26 29 / 34 11 / 13 16 / 19 9 / 12 20 / 233 unbekannt KV 35 ♀ 10 / 12 6 / 10 16 / 26 25 / 29 8 / 11 16 / 19 6 / 12 20 / 2310 TUTANCHAMUN KV 62 ♂ 10 / 12 10 / 15 16 / 26 29 / 34 8 / 13 19 / 19 6 / 12 23 / 23eventuell4KV 21 ♀ 10 / 16 -/ - - / 26 - / 35 8 / - 10 / - - / 12 23 / -ANCHESENAMUNDer Vergleich bekräftigt eine enge Verwandtschaft von Mumie 4 mit Tutanchamun und seinen Eltern (5 von 8 STRs identisch)..4erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium. 2Kompetenzbereich: ErkenntnisgewinnungKompetenz:Daten auswerten, Modelle kritisch prüfen im Hinblick auf ihre AussagekraftAFB:II + III445von 39leitet einen Stammbaum der zehn Personen ab!10erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium. 2Kompetenzbereich: KommunikationKompetenz: Darstellungsform wechselnvon 10AFB:II4begründet mithilfe genetischer Kenntnisse das gehäufte Auftreten von Krankheiten nach Verwandtenehen am Beispielvon ...!Statistisch gesehen ist jedes Individuum Träger von ≈200 verschiedenen rezessiven Allelen, die homozygot auftretend schwereKrankheiten verursachen können. In einer großen Population ist die Wahrscheinlichkeit gering, dass zwei Individuen mitidentischen krank machenden rezessiven Allelen zusammentreffen und diese in einem Nachkommen homozygot kombiniertwerden. PKU tritt z. B. mit einer Häufigkeit von 1:10.000 auf.Tutanchamuns Eltern Echnaton und Mumie 3 waren Geschwister. Wenn Amenophis II und/oder Teje Träger eines krank5machenden Allels waren, lag die Wahrscheinlichkeit, dass sowohl Echnaton als auch Mumie 3 dieses Allel geerbt habenkönnen, bei ½. Bei Inzest steigt die Wahrscheinlichkeit, dass dieses Allel bei einem Nachkommen, hier Tutanchamun,homozygot auftrtitt, auf ½ x ½ an.erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium. 2Kompetenzbereich: BewertungKompetenz: Biologischen Sachverhalt in einem bekannten Bewertungskontext wiedergebenvon 5AFB:I∑ (1 – 4)= von 64