Kromosomer, koblede gener og dieldrinresistens hos malariamygg
Lov på eksamen
- Kalkulator
- CAS
- Graftegner og regneark
- Lærebok, formelsamling og egne notater
Ikke åpent internett, kommunikasjon med andre eller kunstig intelligens.
Kan den løses uten PC?
Alle deloppgavene kan løses uten PC.
Fra 2027 er det bare kalkulator og skriftlige hjelpemidler på del 2. Vurderingen er gjort med KI og kan inneholde feil.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Noen malariamyggarter av slekten Anopheles har 6 kromosomer i kroppscellene. Hannene har XY og fire autosomer, og hunnene har XX og fire autosomer.
Kromosomene på figuren er kryss-formet fordi de inneholder to identiske kromatider som skal skille lag og bli til de stavformede kromosomene i dattercellene.
Figuren viser kromosomene fra en hannmygg. Skriv genotypen til denne hannmyggen ved å bruke opplysningene på høyre side av figuren. Bruk samme måten å skrive genotype på som er vist nede på denne siden, men ta med alle fire genene som står på figuren over.
Ved meiose blir det dannet fire haploide datterceller av hver diploid celle. Ta utgangspunkt i kromosomene på høyre side av figuren over, og bruk bokstavene til å vise fordelingen av kromosomer/kromatider på fire ulike datterceller slik de kan være etter en meiose.
Vi skal se på nedarvingen av to gener med allelparene/genvariantene Dd og Ee. Dd er et kjønnsbundet gen, og Ee er ikke kjønnsbundet. De to genene er ikke koblet.
Vi krysser en hunn som har genotypen Ee, med en hann som har genotypen ee.
Lag krysningsskjema og en tabell som viser hvor vanlig (sannsynlig) hver av genotypene vil være etter denne krysningen.
De kjønnsbundne genvariantene Dd og Ff er koblet.
En hunnmygg er heterozygot for begge genene: Dd og Ff. Hun har genvariantene Df på det ene av de homologe kromosomene og genvariantene dF på det andre. Hun blir krysset med en hannmygg som har genvariantene Df på sitt X-kromosom.
Forklar om det kan bli hanner som har begge de to recessive genvariantene etter en krysning mellom disse to myggene.
Mygg med genvarianten G, er motstandsdyktige mot insektmiddelet dieldrin. Genvarianten g verner ikke mot dieldrin. Hunnmygg som har genvarianten G legger færre egg enn mygg uten denne genvarianten.
Bruk kunnskapene dine om evolusjon til å forklare om genvarianten G vil bli vanligere eller mindre vanlig dersom metoden til Oxitec blir brukt i stedet for insektmiddelet dieldrin.
Fasit
Genotypen er Ee Gg.
Fire celler som er to og to like, for eksempel e G , e G , E g Y og E g Y. Andre kombinasjoner er like sannsynlige.
Åtte genotyper, hver med andelen : Ee, ee, Ee, ee, Ee, ee, Ee og ee.
Ja, men bare dersom det skjer en overkryssing mellom de to koblede genene i meiosen hos hunnen, slik at det blir dannet et -kromosom. Slike hanner blir sjeldne.
Genvarianten G blir mindre vanlig. Uten dieldrin gir G ingen fordel, bare ulempen med færre egg, og seleksjonen virker derfor mot G.
LøsningsforslagKI-generert
Hvert kromosom på skissen er kryssformet og har to like kromatider. Derfor står den samme bokstaven to ganger på hvert kromosom.
- Det første autosomparet har e–e på det ene kromosomet og E–E på det andre. Genotypen for dette genet er Ee.
- Det andre autosomparet har G–G på det ene kromosomet og g–g på det andre. Genotypen er Gg.
- X-kromosomet har to gener tegnet inn: d–d og F–F. Hannen har bare ett X-kromosom, så han har bare én genvariant av hvert av disse to genene: d og F. Y-kromosomet har ingen av de fire genene.
Genotypen til hannmyggen blir derfor Ee Gg.
Begge genene på X-kromosomet skrives som hevet skrift på X-en, fordi de sitter på det samme kromosomet. Hannen er hemizygot for disse to genene: han har bare én genvariant av hvert, og begge slår derfor ut i fenotypen.
Ved meiose I skiller de homologe kromosomene lag, og ved meiose II skiller de to kromatidene i hvert kromosom lag. Cellen har tre kromosompar: e og E, G og g, og X og Y. Parene fordeler seg uavhengig av hverandre.
Etter meiose I har den ene cellen e–e, G–G og med to kromatider hver, mens den andre cellen har E–E, g–g og Y. Meiose II deler hver av dem i to like celler. Ett mulig utfall blir da:
| Dattercelle | Autosom 1 | Autosom 2 | Kjønnskromosom |
|---|---|---|---|
| 1 | e | G | |
| 2 | e | G | |
| 3 | E | g | Y |
| 4 | E | g | Y |
Fordi kromosomparene fordeler seg uavhengig, er andre utfall like sannsynlige, for eksempel e g , e g , E G Y og E G Y. Genene d og F ligger på det samme X-kromosomet og følger derfor alltid hverandre.
Legg merke til at dattercellene blir to og to like. De to kromatidene i hvert kromosom er like, og det er bare tegnet inn ett gen på hvert autosom, så en overkryssing ville ikke gi nye kombinasjoner av genvarianter på selve kromosomet. Oppgaven sier heller ingenting om overkryssing, så vi ser bort fra det her.
Hunnen har genotypen Ee. Genene er ikke koblet, så hun lager fire typer eggceller: E, e, E og e. Hannen har genotypen ee og lager to typer sædceller: e og Y e.
| e | Y e | |
|---|---|---|
| E | Ee | Ee |
| e | ee | ee |
| E | Ee | Ee |
| e | ee | ee |
Alle de åtte rutene er like sannsynlige, og ingen genotype går igjen i mer enn én rute. Hver genotype får derfor andelen :
| Genotype | Kjønn | Andel |
|---|---|---|
| Ee | hunn | 12,5 % |
| ee | hunn | 12,5 % |
| Ee | hunn | 12,5 % |
| ee | hunn | 12,5 % |
| Ee | hann | 12,5 % |
| ee | hann | 12,5 % |
| Ee | hann | 12,5 % |
| ee | hann | 12,5 % |
Halvparten av avkommet blir hunner og halvparten hanner. Ingen av hunnene blir , for de arver alltid fra faren.
Hunnen har D og f på det ene X-kromosomet og d og F på det andre, altså . Hannen har .
Sønnene arver alltid Y-kromosomet fra faren og X-kromosomet fra mora. Det er derfor bare mora som avgjør hvilke genvarianter av D/d og F/f sønnene får. En hann med begge de recessive genvariantene må ha .
Genene er koblet. De ligger på det samme kromosomet og følger vanligvis hverandre. Da lager mora bare to typer eggceller: og . Ingen av dem gir en sønn med både d og f.
Ved meiosen kan det likevel skje en overkryssing mellom de to genene på de homologe X-kromosomene hos hunnen. Kromatidene bytter da biter, og to nye kombinasjoner oppstår: og . En sønn som arver , har begge de recessive genvariantene. Siden han bare har ett X-kromosom, slår begge ut i fenotypen.
Svaret er altså ja, det kan bli slike hanner, men de blir sjeldne. Hvor sjeldne de blir, kommer an på avstanden mellom de to genene: jo nærmere de ligger hverandre på kromosomet, jo sjeldnere skjer det en overkryssing mellom dem.
Genvarianten G blir mindre vanlig.
Uten dieldrin gir G ingen fordel lenger. Å være motstandsdyktig mot et giftstoff som ikke blir brukt, betyr ingenting for overlevelsen. Ulempen er derimot fortsatt der: hunnmygg som har G, legger færre egg enn mygg uten G.
Naturlig utvalg virker på forskjeller i hvor mange avkom individene får. Hunner uten G legger flest egg og får derfor flest avkom. Andelen av genvarianten g øker dermed fra generasjon til generasjon, mens andelen av G synker.
Da dieldrin ble brukt, var det motsatt. Giften drepte myggene som bare hadde g, og fordelen ved å overleve var mye større enn ulempen med færre egg. Derfor ble G vanligere. Dette viser at det er miljøet som avgjør om en genvariant er en fordel eller en ulempe.
Metoden til Oxitec rammer alle myggene likt, uansett om de har G eller g. Den gir altså ikke noe seleksjonspress i favør av G. Metoden gjør derimot populasjonen mye mindre, og i en liten populasjon kan tilfeldig genetisk drift også endre hvor vanlig G er. Genvarianten kan da forsvinne helt fra området.