Oefentoets Biologie: Genetica - populatiegenetica | VWO 4/VWO 5/VWO 6 | variant 2

Onzuivere lijn.

Een zuivere lijn kan "onzuiver" worden door

Zuivere lijnen.

Een plant heeft het genotype EeFfGgHh. Voor het overige is de plant homozygoot. Uit deze plant worden door zelfbestuiving zuivere lijnen gekweekt.

Hoeveel, in alle opzichten zuivere lijnen kunnen maximaal uit deze plant worden gekweekt?

Een partij bonen.
Zie figuur A 42 van de bijlage.

Van een partij bonen bepaalt men het gewicht per boon en geeft dit grafisch weer in de figuur.
Men zaait de bonen van de beide uiterste gewichtsklassen (gearceerde zones P en Q in diagram 1) uit. De opbrengsten van de bonen uit de gewichtsklassen P en Q staan uitgezet in diagram 2. De verschillende kweken zijn alle onder gelijke omstandigheden uitgevoerd.

Waardoor werd het verschil in gemiddelde opbrengst van de gewichtsklassen P en Q zoals uitgezet in diagram 2 veroorzaakt?

Zuivere lijnen.

Uit een plant worden door zelfbestuiving in een aantal generaties acht verschillende zuivere lijnen gekweekt.
Uit verdere experimenten blijkt, dat een groter aantal zuivere lijnen niet mogelijk is.

Voor hoeveel eigenschappen zal deze plant heterozygoot zijn geweest?

Een partij bonen.

In een zuivere lijn van bonen varieert de zaadlengte tussen 5 en 15 mm. De meeste bonen hebben een lengte die varieert tussen 9 en 11 mm.

Wat is voor dit laatste de verklaring?

Planten kweken.

Uit een heterozygote plant worden gelijktijdig zowel een zuivere lijn als een kloon gekweekt.

Hebben de planten van de zuivere lijn hetzelfde genotype als de ouderplant?
En de planten van de kloon?

afbeelding

Allelfrequenties.

Binnen een populatie komen allelen in bepaalde frequenties voor.

Waardoor kunnen deze frequenties in de loop van de tijd veranderen?

Partijen bonen.

Van een partij bonen, die alle het genotype hh hebben, bedraagt het gemiddelde gewicht per boon 0,44 gram.
Van een partij bonen, die alle het genotype HH hebben, bedraagt het gemiddelde gewicht per boon 0,56 gram.
Beide partijen bonen zijn onder dezelfde omstandigheden gekweekt. Uit beide partijen bonen worden planten opgekweekt.
Planten uit de ene partij bonen worden gekruist met planten uit de andere partij bonen. Zo wordt een F₁ verkregen, waarvan de bonen een gemiddeld gewicht hebben van 0,56 gram. Door zelfbestuiving wordt hieruit een talrijke F₂ verkregen.
Zowel de F₁ -generatie als de F₂ -generatie wordt onder dezelfde omstandigheden gekweekt als de oudergeneratie.

Wat is het te verwachten gemiddelde gewicht van de bonen van de F₂ ?

Variaties in grootte.

Aan één bepaalde erwtenplant groeien bladeren die variëren in grootte en erwten die variëren in grootte. Er wordt vanuit gegaan dat in de erwtenplanten geen mutaties optreden.

Waardoor kunnen de verschillen in grootte bij de volgroeide bladeren bepaald worden?
En bij rijpe erwten?

afbeelding

Een populatie eencelligen.
Zie figuur B 36 van de bijlage.

Met een groep eencellige dieren van dezelfde soort wordt een experiment gedaan. Dieren van deze soort kunnen zich zowel geslachtelijk als ongeslachtelijk voortplanten. De tien langste exemplaren worden steeds gekozen voor het kweken van een nieuwe generatie. Dit wordt gedurende tien generaties herhaald. Meting van de dieren van de tiende generatie blijkt hetzelfde diagram op te leveren als het getekende diagram van de eerste generatie.

Waardoor zijn de verschillen in lengte van deze dieren ontstaan?

Variaties in opbrenst.

Twee even grote groepen bonen, afkomstig uit één zuivere lijn, worden in verschillende milieus uitgezaaid. Er vindt alleen bestuiving plaats tussen bonenplanten, die behoren tot dezelfde groep.
De opbrengst van beide groepen is zeer verschillend.

Dit verschil kan zijn ontstaan door het optreden van

Erwten.

Over het gewicht van erwten van dezelfde soort en over hun genotype met betrekking tot het gewicht worden twee uitspraken gedaan:

1. Twee erwten kunnen hetzelfde gewicht hebben en een verschillend genotype.
2. Twee erwten kunnen hetzelfde genotype hebben en een verschillend gewicht.

Selectie?

Selectie bij een zuivere lijn heeft geen zin omdat alle individuen

Populatie genetica.

In een bepaalde populatie komen bij 84% van de individuen met de bloedgroepantigenen A en/of B deze antigenen ook voor in het speeksel. Men noemt deze mensen secretors'. Bij 16% van de individuen met de bloedgroepantigenen A en/of B komen die antigenen niet in het speeksel voor. Men noemt deze mensen non-secretors'. Het secretorgen (E) is dominant over het non-secretorgen (e). E en e zijn niet X-chromosomaal en erven onafhankelijk van de ABO-bloedgroepgenen over.
Op deze populatie is de Hardy-Weinberg regel van toepassing.
De verdeling van de bloedgroepen in deze populatie is gegeven in de tabel hieronder. Tevens is vermeld door welk genotype de bloedgroep bepaald wordt.

afbeelding

In een gezin hebben de vader en de moeder bloedgroep AB. Ze zijn beiden secretor. Zij krijgen samen een kind.

Bereken hoe groot de kans is dat dit kind non-secretor is en tegelijk bloedgroep A heeft.

1/2 De regel van Hardy-Weinberg.

Met de regel van Hardy-Weinberg kunnen berekeningen worden uitgevoerd met betrekking tot frequenties van allelen en genotypen in een populatie. De regel is toepasbaar in situaties die aan bepaalde voorwaarden voldoen.

Noem vier van die voorwaarden.

2/2 De regel van Hardy-Weinberg.

In een populatie die voldoet aan de voorwaarden voor toepassing van de regel van Hardy-Weinberg, komt het genotype Gg twee keer zo vaak voor als het genotype gg.

Bereken de allelfrequentie van g.

1/2 Maïsrassen.
Zie figuur A 345 van de bijlage.

Bij maïs wordt de lengte van de kolven bepaald door een aantal verschillende genen. In de afbeelding is de frequentie van de kolflengten van twee maïsrassen G en H weergegeven. Ras G is een popcornras en ras H is een suikermaïsras. Beide rassen zijn homozygoot voor de te beschouwen eigenschappen.
Planten van ras G worden gekruist met planten van ras H. Hieruit ontstaat een F₁ . De frequentieverdeling van de kolflengte van de F₁ -planten is weergegeven in de afbeelding. Zelfbestuiving van de F₁ -planten levert een F₂ -generatie. De frequentieverdeling van de kolflengte van deze F₂ -planten is weergegeven in de afbeelding. Er wordt van uitgegaan dat geen mutaties zijn opgetreden.
De variatie in kolflengten in de F₂ is groter dan die in de F₁ . Hierover worden twee beweringen gedaan:

1. de variatie ontstaat doordat bij de vorming van de gameten in F₁ crossing-over is opgetreden;
2. de variatie ontstaat doordat in de F₂ zowel homozygote als heterozygote planten aanwezig zijn.

Welke van deze beweringen kan of welke kunnen juist zijn?

afbeelding

2/2 Maïsrassen.

In een andere maïspopulatie vinden we lange maïsplanten en dwergmaïsplanten. Dwergmaïs is homozygoot voor de stengellengte en heeft genotype dd. De frequentie van het recessieve allel d is 0,2. De populatie is in (Hardy-Weinberg)evenwicht met betrekking tot dit gen. Twee willekeurige lange maïsplanten uit deze populatie worden gekruist.

Bereken de kans dat de eerste nakomeling die ontstaat uit deze kruising, een dwergmaïsplant is. Geef je antwoord in de vorm van een breuk.

1/2 PTC-proevers.
Zie figuur B 1316 van de bijlage.

PTC (= phenyl-thio-carbamide) is een stof met een bittere smaak. Het vermogen om PTC te kunnen proeven is erfelijk bepaald. Twee allelen spelen een rol: T voor proeven en t voor niet-proeven. Deze eigenschap beïnvloedt de voortplantingskansen niet.

In de afbeelding B 1316 is een stamboom gegeven van een bepaalde familie. Sommige leden van deze familie kunnen PTC proeven, anderen niet.

Van welke van de met nummers aangegeven personen is niet met zekerheid vast te stellen of deze homozygoot of heterozygoot voor de eigenschap PTC proeven is of zijn?

2/2 PTC-proevers.

Het blijkt dat 70% van de wereldbevolking PTC kan proeven.

Bereken de frequentie waarmee allel T en die waarmee allel t in de wereldbevolking voorkomt. Geef je antwoord in twee decimalen.

1/2 Tomaten.

Bij tomaten is G het allel voor een paarse stengel en g het allel voor een groene stengel. H is het allel voor ingesneden bladeren, h is het allel voor 'aardappel'-bladeren. Het gen voor kleur van de stengel en het gen voor bladvorm zijn niet gekoppeld.
In een steekproef uit een populatie die in (Hardy-Weinberg) evenwicht is, bevinden zich de volgende planten:

204 planten met paarse stengel en ingesneden bladeren,
194 planten met paarse stengel en 'aardappel'-vormige bladeren,
102 planten met groene stengel en ingesneden bladeren,
100 planten met groene stengel en 'aardappel'-vormige bladeren.

Hoe groot is de frequentie van allel H (ingesneden)?

2/2 Tomaten.

Een onderzoeker bepaalt de procentuele toename van het versgewicht en van het drooggewicht van jonge tomatenplanten gedurende een etmaal in de zomer. Hij geeft zijn resultaten als volgt in een tabel weer:
afbeelding

Enkele gegevens over jonge tomatenplanten zijn:

1. de planten verdampen in de periode van 7.00 tot 22.00 uur meer water per uur dan in de periode van 22.00 tot 7.00 uur,
2. de planten nemen in de periode van 7.00 tot 22.00 uur meer water per uur op dan in de periode van 22.00 tot 7.00 uur,
3. in de periode van 7.00 tot 22.00 uur vindt per uur minder celstrekking in de planten plaats dan in de periode van 22.00 tot 7.00 uur.

Welk van deze gegevens geeft een verklaring voor het verschil in de toename van het versgewicht gedurende deze beide perioden?

1/3 Populatiegenetica.

In een geïsoleerde populatie van een bepaalde diersoort is gedurende een bepaalde periode de frequentie van het dominante allel R 1/2 en van het bijbehorende recessieve allel r ook 1/2. Aanwezigheid van het ene allel in het genotype biedt gedurende deze periode geen selectievoordeel boven aanwezigheid van het andere allel.

Bereken welk deel van deze populatie het genotype Rr heeft.

2/3 Populatiegenetica.

Alle individuen van deze populatie paren. Er wordt een groot aantal jongen geboren. Het merendeel van deze jongen paart weer onderling waardoor een nieuwe generatie ontstaat.

Hoe zal volgens de regel van Hardy-Weinberg de frequentie van de allelen R en r zijn in deze derde generatie?

3/3 Populatiegenetica.

Op een bepaald moment veranderen de omstandigheden in deze populatie. Dieren met het fenotype dat door de recessieve allelen wordt veroorzaakt, ondervinden nu minder selectiedruk dan dieren met een ander fenotype voor deze eigenschap.

Blijft de frequentie van allel r in de populatie dan gelijk of neemt de frequentie af of toe? Geef een verklaring voor je antwoord.

Resusfactor.

Mensen die resusnegatief zijn, hebben genotype dd. Resuspositieve mensen hebben het genotype DD of Dd. In Midden-Europa is de genfrequentie van d 0,4.
Als een resusnegatieve vrouw een kind verwacht, dat resuspositief is, is er sprake van zogenaamd resusantagonisme.

Bereken het percentage van de zwangerschappen in Midden-Europa waarin resusantagonisme optreedt.

Shorthorn runderen.

In Californië worden zogenaamde Shorthorn runderen gefokt. Bij Shorthorn runderen komen de allelen C^R en C^W voor vachtkleur voor. Dieren met het genotype C^R C^R hebben een rode vacht, dieren met het genotype C^R C^W zijn roodbont en dieren met het genotype C^W C^W zijn wit.
In een bepaald gebied leven op een bepaald moment 99 rode, 48 witte en 153 roodbonte Shorthorn runderen.

Bereken de frequentie van het allel C^R in de genenpool van deze populatie. Geef je antwoord in procenten.

Schapen.

Bij bepaalde schapenrassen is het allel voor de aanwezigheid van horens bij mannetjes dominant, maar bij vrouwtjes recessief. In een steekproef van 300 vrouwelijke schapen uit een populatie van schapen van zo'n ras, werden 75 gehoornde individuen gevonden. De populatie verkeert in (Hardy-Weinberg)-evenwicht met betrekking tot deze eigenschap.

Bereken welk percentage van de vrouwelijke schapen in deze populatie heterozygoot is.

Kale koppen.

Bij mannen is het gen voor een bepaalde vorm van kaalheid dominant en niet X-chromosomaal. Bij vrouwen worden alleen individuen die homozygoot zijn voor deze vorm van kaalheid, min of meer kaal op latere leeftijd. In een steekproef van 10.000 mannen uit een populatie die in Hardy-Weinberg evenwicht is, hebben 7225 mannen het genotype waardoor ze niet kaal zullen worden. Kaalheid op jeugdige leeftijd heeft geen invloed op huwelijks- of voortplantingskansen.

Bereken voor een vergelijkbare steekproef van 10.000 vrouwen uit deze populatie het aantal vrouwen dat helemaal niet kaal zal worden.

Pleksgewijze kaalheid.

Pleksgewijze kaalheid wordt veroorzaakt door een autosomaal (niet X-chromosomaal) gen.
Het gen voor pleksgewijze kaalheid is bij mannen dominant en bij vrouwen recessief.
In een bepaalde populatie komt het gen voor pleksgewijze kaalheid met een frequentie van 0,3 voor. Ga ervan uit dat het hebben van kale plekken op het hoofd geen invloed heeft op de partnerkeuze binnen deze populatie.
Neem aan dat in deze populatie de formule van Hardy-Weinberg toegepast kan worden.

Bereken de frequenties van mannen met pleksgewijze kaalheid en van vrouwen met pleksgewijze kaalheid in deze populatie.

Een tunnel.
Zie figuur B 3908 van de bijlage.

Door de aanleg van een tunnel wordt de geografische scheiding tussen twee populaties mensen in een bergachtig gebied in één keer opgeheven. Vanaf dat moment gaan de bergbewoners uit beide populaties zoveel sociale en economische relaties aan dat al snel sprake is van één populatie.
Beide oorspronkelijke populaties waren even groot. In beide populaties komt een dominant allel (A) en een recessief allel (a) voor. In populatie 1 is de frequentie 0,5 van zowel allel A als van allel a, terwijl in populatie 2 de frequentie van allel A 0,8 is en de frequentie van allel a 0,2 (zie de afbeelding).

Bereken op twee decimalen nauwkeurig de frequenties van allel A en allel a in de populatie bergbewoners die ontstaan is direct na het samengaan van de populaties 1 en 2.
- Voorspel de frequentie, op drie decimalen nauwkeurig, van het genotype Aa in de nieuwe populatie met behulp van de regel van Hardy-Weinberg. Geef je antwoord in de vorm van een berekening.

Genotypenfrequenties.

De genotypenfrequenties bij de nakomelingen van een populatie met vrije paring kunnen worden bepaald door de frequenties te onderzoeken van de verschillende gameten en

Genotypenfrequenties.

De frequentie van elk genotype in een populatie met vrije paring kan worden gevonden door gebruik te maken van de Hardy-Weinberg regel:

p² + 2pq + q² = 1

Het gebruik hiervan geeft aan dat

1/2 Twee eilanden verbonden.

Op twee vlak bij elkaar gelegen eilanden komt een muizensoort voor. De muizen van deze soort zijn bruingrijs gekleurd. Er komt echter albinisme voor, waardoor de muizen spierwit zijn. Albinisme berust op een recessief allel a.
Eiland A heeft 1% albino's, eiland B 16%.
Onder invloed van een ijstijd daalt de zeespiegel zodanig dat de eilanden A en B met elkaar verbonden raken; de populaties van beide eilanden versmelten. De populatie op eiland A is 2x zo groot als die op eiland B.

Bereken het percentage albino's van de generatie muizen die opgroeit na de versmelting.

2/2 Twee eilanden verbonden.

Op het versmolten eiland spoelt een aantal exemplaren van een predatorsoort aan. Deze vangen de albino's die erg opvallend zijn. Alle albino's worden opgegeten voordat ze volwassen worden.

Bereken het percentage albino's bij de jongen nadat een generatie muizen aan deze selectie is blootgesteld.
Als je de vorige vraag niet hebt kunnen oplossen, neem je voor q(a) een waarde van 0,2.

Klokjesgentiaan.
Zie figuur B 5408 van de bijlage.

In een populatie van de klokjesgentiaan (Gentiana pneumonanthe L.) worden met behulp van elektroforese de volgende genotypenfrequenties van het gen voor een stofwisselingsenzym op locus AAT-III bepaald:
I^A I^A : 0.41
I^A I^B : 0.46
I^B I^B : 0.13

Bereken of in deze populatie voor dit gen sprake is van Hardy-Weinberg evenwicht.

Dronken Japanners

Sommige mensen missen het enzym alcoholdehydrogenase (ALDH), dat een rol speelt bij de afbraak van alcohol in de lever. Het eerste afbraakproduct van alcohol is aceetaldehyd. Het ALDH helpt bij de verdere afbraak van deze stof. Mensen zonder ALDH kunnen nauwelijks tegen alcohol. De grote hoeveelheid aceetaldehyd in hun bloed veroorzaakt klachten.
Er zijn twee vormen ALDH. De actieve vorm kan wel aceetaldehyd omzetten, de andere vorm niet. Over welke vorm iemand beschikt is erfelijk vastgelegd. Het betreffende gen heeft twee allelen. Er zijn mensen met een actief ALDH-enzym, mensen zonder dit enzym en mensen met een beetje actief enzym.
Aziaten hebben vaak een beetje of helemaal geen actief enzym.
Zo behoort 25% van de Japanners tot de groep zonder actief enzym. In Rusland kan 99% van de bevolking goed tegen een 'stevige borrel.'

Stel dat een willekeurige Rus trouwt met een willekeurige Japanse vrouw.
Bereken de kans dat hun kind later absoluut niet tegen alcohol kan.

Hardy-Weinberg evenwicht.

Welk van de volgende populaties is in Hardy-Weinberg evenwicht?

Hardy-Weinberg.

De frequentie van elk genotype in een populatie met vrije paring kan worden gevonden door gebruik te maken van de Hardy-Weinberg regel:

p² + 2pq + q² = 1

Het gebruik hiervan geeft aan dat

Genenpool.

In een genenpool met gelijke frequenties van een dominant en een recessief fenotype, zou het verwijderen van recessieve fenotypes in elke generatie

Een schubbenetende vis.
Zie figuur B 5412 van de bijlage.

Michio Hori deed onderzoek naar haplochrominensoorten, vissen in het Tanganyikameer. Een van hen, Perissodus microlepis Boulenger, heeft een merkwaardige voedingsgewoonte: deze vis schraapt schubben van andere vissen af: een rijke eiwitbron (zie afbeelding hiernaast). Hori ontdekte dat er ''rechtsbekkige'' en "linksbekkige" typen zijn, die hun slachtoffer respectievelijk aan de linkerflank of de rechterflank attaqueren.
Het betreft hier een erfelijk kenmerk dat door één gen wordt geregeld. Rechtsbekkig is dominant over linksbekkig.
Nu bleek 75% van de populatie te bestaan uit rechtsbekkige vissen.

Bereken de allelfrequenties p en q van het rechtsbekkige en het linksbekkige allel.

Broedkleuren bij stekelbaarzen.

In een populatie stekelbaarzen in de buurt van Seattle komen mannetjes voor met de volgende drie broedkleuren van hun buik: rood, zwart en zwart met doorschemerend rood.
Uit kruisingen blijkt dat de kleur wordt veroorzaakt door een gen met de allel B^R (zwart) en B^Z (rood).
In de populatie worden de volgende aantallen van de drie fenotypen gevonden: rood: 205, zwart: 5644 en zwart met doorschemerend rood: 2150.

Wat is de allelfrequentie van B^R ?

Vachtkleur bij veldmuizen.

In een onderzoek naar een populatie veldmuizen blijkt uit de vachtkleur dat 50% van de muizen heterozygoot is voor een gen dat de vachtkleur beïnvloedt.

Wat is de allelfrequentie van het dominante allel in deze populatie?

2/4 Een baby als kroongetuige.

De ziekte MMA erft recessief en autosomaal over. Zij komt bij 1 op 48000 baby's voor.

Bereken de frequentie q van het MMA-allel. Rond af op drie decimalen.

3/4 Een baby als kroongetuige.

Je zou kunnen zeggen dat Patricia 'geluk' had dat haar tweede kind David dezelfde ziekte had als Ryan.

Hoe groot was de kans dat David dezelfde ziekte had als zijn broer? Leg je antwoord uit.

4/4 Een baby als kroongetuige.

De kans dat twee willekeurige gezonde ouders in de populatie een MMA-kind krijgen, is klein.

Laat met een berekening zien, hoe klein die kans is.

Duffy-bloedgroep.

Voor de Duffy-bloedgroep vond men in een populatie Samen (Lappen) in Zweden de volgende verdeling:

Fy^a Fy^a : 119 personen
Fy^a Fy^b : 76 personen
Fy^b Fy^b : 13 personen.

Bereken of in deze populatie sprake is van een Hardy-Weinberg evenwicht.

Vachtkleur bij katten.

Voor een populatie van 130 poezen en 112 katers vond de geneticus Searle een allelfrequentie van 0.7 voor het dominante allel O (zwart pigment) en van 0.3 voor het recessieve allel o (oranje pigment). Het betreffende gen ligt op het X-chromosoom. Een poes is XX en een kater XY.

Bereken de genotypenfrequenties bij poezen en katers.

1/2 Hardy-Weinberg in het zwembad.
Zie figuur B 5413 van de bijlage.

In de afbeelding hiernaast zie je een denkbeeldig zwembad met daarin a's en A's. De situatie voldoet aan de voorwaarden van het Hardy-Weinberg evenwicht.

Bepaal voor de zwemmers in het zwembad (in %):
De frequentie van a
De frequentie van A
De genfrequentie van Aa

2/2 Hardy-Weinberg in het zwembad.
Zie figuur B 5414 van de bijlage.

Stel je nu voor dat er meer zwemmers het zwembad in duiken, zoals in de figuur hiernaast.

Zal de genfrequentie van A nu veranderen?
Licht je antwoord toe.

1/2 Het t-complex van de huismuis.
Zie figuur B 5415 van de bijlage.

In natuurlijke huismuispopulaties komt het zogenaamde t-complex voor. Het t-complex bestaat uit een aantal nauw gekoppelde genen die een manier gevonden hebben om de eerlijke verdeling van de chromosomen tijdens de meiose te ontduiken. Individuen die een t-allel bezitten, zijn makkelijk van wildtype individuen te onderscheiden. Door de interactie met een ander gen hebben t-dragers een kortere staart. Als een wildtype vrouwtje (TT) paart met een mannetje dat een t-allel draagt, dan draagt een aanzienlijk groter deel van hun nakomeling dan de verwachte 50% het t-allel. Dat komt waarschijnlijk doordat zaadcellen die het t-allel dragen, de wildtype zaadcellen uit de weg ruimen. Het t-allel heeft op genniveau dus een duidelijk voordeel ten opzichte van het wildtype allel T. Op individueel niveau is dat zeker niet het geval. Zodra het t-allel in frequentie toeneemt, ontstaan er met grotere waarschijnlijkheid paartjes waarvan beide partners het t-allel dragen. Die paartjes produceren zoons die homozygoot zijn voor het t-allel. In veel gevallen zijn die individuen steriel of niet levensvatbaar. Zie ook de afbeelding hiernaast.

Voldoet een natuurlijke populatie van 200 huismuizen met het t-complex aan de voorwaarden voor een Hardy-Weinberg evenwicht?

2/2 Het t-complex van de huismuis.

Welk deel van de nakomelingen in de 2^e generatie zal steriel of niet-levensvatbaar zijn, aangenomen dat de eerste generatie zich slechts onderling voortplant?

Geef de berekening.

Paarden in Mesopotamië.
Zie figuur B 5416 van de bijlage.

De afbeelding hiernaast is gebaseerd op een steen van ca. 3000 voor Chr, opgegraven bij Ur in Mesopotamië (nu Irak).
Er zijn hoofden van paarden te zien. Bij vergelijking van de profielen valt op dat er, wat betreft de manen, drie fenotypen zijn te onderscheiden: 4 x manen omhoog gericht, 4 x manen omlaag gericht en 8 x zonder manen.
Drie leerlingen geven het volgende commentaar op de afbeelding.
Jan: "Volgens mij is zonder manen een intermediair fenotype".
Piet-Joris: "Ik denk dat manen omhoog gericht dominant is".
Corneel: "De verhouding van de drie fenotypen wijst heel duidelijk op een Hardy-Weinberg evenwicht".

Wie heeft of wie hebben gelijk?

1/4 De krasser.
Zie figuur B 5417 van de bijlage.

In Zuidwest-Engeland komt de sprinkhanensoort Chorthippus parallelus voor. De Nederlandse naam van deze soort is 'krasser'.
Van deze soort zijn twee varianten bekend, een grasgroene en een geelgroene. Grasgroen ontstaat onder invloed van het allel (gen) G en geelgroen onder invloed van g.
Mickey doet onderzoek aan een populatie krassers in een weiland. Ze vangt 34 exemplaren: 22 grasgroene en 12 geelgroene. Nadat ze de dieren gemerkt heeft, zet ze ze terug. Twee weken later vangt ze nogmaals krassers: 25 grasgroene, waarvan 5 gemerkt en 12 geelgroene, waarvan 4 gemerkt.

Bereken het aantal grasgroene en het aantal geelgroene krassers in het weiland.

2/4 De krasser.

Bereken het aantal heterozygote exemplaren in de populatie krassers.
Als je het antwoord op de vorige vraag niet wist, gebruik je 12 geelgroene en 132 grasgroene exemplaren in deze berekening.

3/4 De krasser.

In de eerste helft van de lente zijn de grasgroene exemplaren in het voordeel. De geelgroene vallen veel meer op in het frisse groene gras en worden vaak door predatoren opgegeten.
Stel dat geen van de geelgroene krassers zich voortplant.

Bereken nu de genfrequenties p(G) en q(g) bij de nieuwe generatie krassers.
Als je het antwoord op de vorige vraag niet wist, gebruik je een basiswaarde voor q(g) van 0.3.

4/4 De krasser.

Aan het eind van de eerste helft van de lente begint het gras te verdrogen: het wordt geelgroen van kleur.

Wat is het gevolg voor de ontwikkeling van de genfrequenties p(G) en q (g) bij de generatie krassers die nu ontstaat na een nieuwe voortplantingsronde?
Leg je antwoord uit.

Hardy-Weinberg.

In welk geval kan een populatie in Hardy-Weinberg evenwicht blijven?

Roodgroen kleurenblindheid.

Roodgroen kleurenblindheid is een recessieve X-chromosomale afwijking, die bij vrouwen in een bepaalde populatie voorkomt met een frequentie van 0,64%.
Een man en een vrouw die beide kleuren kunnen zien, krijgen een kind.

Bereken de kans dat dit kind een kleurenblind jongetje is.

1/2 Eilandpopulatie.

Met betrekking tot het ABO-bloedgroepensysteem bij de mens zijn er drie allelen: I^A , I^B en i. De allelen I^A en I^B zijn dominant over allel i. Mensen met het genotype I^A I^B hebben bloedgroep AB. Mensen met genotype ii hebben bloedgroep O. Met andere bloedgroepfactoren dan het ABO-systeem hoeft bij deze vragen geen rekening gehouden te worden.
Op een tropisch eiland heeft op dit moment 44% bloedgroep O, 25% A, 25% B en 6% AB.
Een onderzoeker wil graag de huidige allelfrequenties voor de betrokken allelen weten.

Kan hij deze frequenties berekenen als hij niet weet of de populatie op het eiland in Hardy-Weinberg-evenwicht verkeert?

2/2 Eilandpopulatie.

Neem aan dat de populatie op het eiland in Hardy-Weinberg-evenwicht verkeert.

Wat zijn dan de allelfrequenties voor i, I^A en I^B ?

Spierdystrofie van Duchenne.
Zie figuur A 1192 van de bijlage.

Lees de onderstaande tekst. Bekijk ook de poster hiernaast.

China wil gezonde generatie kweken.
In China is een nieuw wetsvoorstel aangenomen, waarin de bevolking wordt opgeroepen baby's te laten aborteren, wanneer bij onderzoek blijkt dat het kind een erfelijke ziekte heeft of ernstige afwijkingen vertoont. De moeder zou volgens de wet zelf de uiteindelijke beslissing in de hand hebben. Bij een eerder voorstel reageerde het buitenland zeer geschokt en protesteerde fel. Hoewel de tekst nu is aangepast, is het doel hetzelfde gebleven. Er moet een "gezonde generatie" komen en de "bevolkingskwaliteit moet omhoog". De wet verbiedt ook dragers van erfelijke ziekten te huwen. Het persbericht meldt dat er nu ruim 10 miljoen invaliden in China leven, welk getal "minder zou zijn als de wet er eerder was geweest".
De spierdystrofie van Duchenne komt alleen bij jongens voor. Een vrouw die draagster is, heeft nergens last van. Maar als ze een zoon krijgt, heeft die 50% kans op de ziekte.

Als de abortuswet uit China in Nederland zou gelden, hoeveel gezonde vrouwen uit een groep van 1 miljoen "potentiële moeders" zouden dan een probleem kunnen krijgen met deze wet?

Tongrollen.

In een afgelegen dorp met 892 inwoners komt het dominante allel ''tongrollen'' 3 x zoveel voor als het allel "niet-rollen". Een student wilde deze allelfrequentieverhouding bevestigen en vroeg ieders medewerking voor zijn onderzoek. Hij vond 670 rollers en 22 niet-rollers, maar hij vermoedde dat een aantal personen wel konden rollen, terwijl zij zeiden het niet te kunnen.

Hoeveel mensen hebben op deze manier het onderzoek gefrustreerd, als de veronderstelde allelfrequentieverhouding juist is?

Nertsen.
Zie figuur B 5418 van de bijlage.

Bij het fokken van nertsen wordt het principe van random mating toegepast (willekeurig paren). Het blijkt dat 9% van de op deze wijze gefokte dieren een ruige vacht heeft. Vanuit financieel oogpunt is het fokken op een ruige vacht minder interessant. Dus besluit een nertsenfokker om het dieren met een ruige vacht onmogelijk te maken om te paren. Het kenmerk ruige vacht is een autosomaal recessief overervend allel. Vervolgens wordt er een volgende generatie gefokt.

Bereken hoe groot in deze generatie het percentage dieren met een ruige vacht is.

Een nieuwe populatie.

Na het eindexamen bouw jij met 19 vrienden en vriendinnen een vlot, zeilt naar een onbewoond eiland en start daar een nieuwe populatie, die volkomen geïsoleerd is van de rest van de wereld.
In de groep zijn er twee die heterozygote drager zijn van het recessieve allel c voor taaislijmziekte.

Hoe vaak, uitgedrukt in procenten, zal die ziekte na verloop van tijd in de nieuwe populatie voorkomen, als frequentie van dit allel niet verandert?

Een slakkenpopulatie.
Zie figuur B 5419 van de bijlage.

Er zit een grote populatie slakken bij de linkeroever van een rivier. Stroomafwaarts, vlak bij een eiland, zit een veel kleinere populatie van deze slakken (zie afbeelding hiernaast).
In de grote populatie is van de twee genen G en g, alleen G aanwezig. Bij het eiland is de frequentie p van G 0.6.
Via de rivier gaan er slakken stroomafwaarts; ze komen van de grote naar de kleine populatie.
Uit onderzoek blijkt dat 12% van de eilandpopulatie nu uit ''allochtonen'' van het vasteland bestaat.

Bereken de nieuwe waarde van p.

Bloedgroepen en genotypenfrequenties.

De allelen van het ABO-systeem stelt men voor door I^A , I^B en i. De frequentie van die allelen worden achtereenvolgens voorgesteld door p(I^A ), q(I^B ) en r(i).
Neem aan dat personen met verschillende bloedgroepen willekeurig paren.

Wat is de genotypenfrequentie van mensen met bloedgroep B?

1/2 Bloedgroep ABO.

Eva en Elvis zijn beiden bloedgroep B. Ze hebben twee kinderen, Olga en Boris.

Hoe groot is de kans dat Olga bloedgroep O heeft?

2/2 Bloedgroep ABO.

Hoe groot is de kans dat zowel Olga als Boris bloedgroep O hebben?

Kleurenblindheid.

Op een verafgelegen eiland leven 5800 mensen, waarvan 2800 mannen.
Van die mannen zijn er 196 kleurenblind, een afwijking die veroorzaakt wordt door een X-chromosomaal recessief allel. De afwijking heeft geen invloed op de algehele gezondheid.

Wat is de kans dat er minstens 1 vrouw kleurenblind is?

1/4 Een geïsoleerde populatie.

Door het meanderen van een rivier in het tropisch regenwoud raken enkele tientallen vierkante kilometers woud geïsoleerd van de rest.

Aan welke voorwaarde voor een Hardy-Weinberg evenwicht wordt dan niet meer voldaan?

2/4 Een geïsoleerde populatie.

Bij een bepaalde apensoort komt albinisme voor. Albinisme erft recessief over; de frequentie van het allel voor albinisme in de basispopulatie is 0,01.
Door het meanderen van de rivier is een groep van 50 apen geïsoleerd geraakt. In die groep bevindt zich het statistisch verwachte aantal heterozygote apen.

Hoeveel heterozygote apen zijn er in die groep?
Geef je berekening. Rond af op een geheel getal.

3/4 Een geïsoleerde populatie.

In de groep zitten 2 albino-apen.

Bereken de nieuwe frequentie van het albino-allel in deze groep.
Als je de vorige vraag niet wist, gebruik je voor het aantal van de heterozygote apen de waarde 2.

4/4 Een geïsoleerde populatie.

Veronderstel dat de genfrequenties in de geïsoleerde populatie niet meer veranderen en dat, terwijl de populatie uitgroeit tot 100 apen, voldaan wordt aan alle eisen voor een Hardy-Weinberg evenwicht.

Hoeveel van de uiteindelijke 100 apen zijn er dan albino? Rond af op een geheel getal.

Geef je berekening.

1/3 Konijnen in het duin.

In een duingebied leefde een grote populatie konijnen van 10.000 exemplaren, waarvan 400 zwart (mm) en de anderen(MM en Mm) wildtype (=bruingrijs) van kleur.

Bereken de allelfrequenties van de allelen m en M.

2/3 Konijnen in het duin.

Doordat de zwarte konijnen veel meer opvielen, hadden ze meer last van roofdieren en roofvogels in het gebied. Van het wildtype sterft slechts 10% door predatie, van de zwarte dieren echter 55%.

Bereken nu de allelfrequenties van m en M na 1 en na 2 generaties.

3/3 Konijnen in het duin.

Na die twee generaties werd het duingebied door een overstroming gescheiden in 100 afzonderlijke duintjes; de konijnen in die duintjes konden elkaar niet meer bereiken.
Roofvogels en roofdieren waren tijdens die overstroming verdwenen uit dit gebied.

- Hoeveel duintjes bevatten na heel lange tijd alleen nog zwarte konijnen en hoeveel alleen nog wildtype?
- En wat is de oorzaak van deze verdeling in twee typen na lange tijd?

3/3 Taaislijmziekte.

Taaislijmziekte komt in Europa voor bij 1 op de 2.000 kinderen.

Als de regel van Hardy-Weinberg van toepassing is, wat is dan de frequentie van het allel
voor taaislijmziekte in Europa (afgerond op 2 decimalen)?

1/3 Bloedgroepen.

De bloedgroepallelen I^A en I^B erven intermediair over: iemand met beide allelen heeft bloedgroep AB. Iemand met twee recessieve allelen i heeft bloedgroep O.
In een Afrikaanse populatie heeft 9% van de bevolking bloedgroep O; 16% heeft bloedgroep A.

Wat is de frequentie van allel i in deze populatie? Gebruik een decimale punt en rond af op 1 decimaal.

2/3 Bloedgroepen.

De bloedgroepallelen I^A en I^B erven intermediair over: iemand met beide allelen heeft bloedgroep AB. Iemand met twee recessieve allelen i heeft bloedgroep O.
In een Afrikaanse populatie heeft 9% van de bevolking bloedgroep O; 16% heeft bloedgroep A.

Wat is de frequentie van allel I^A ? Gebruik een decimale punt.

3/3 Bloedgroepen.

De bloedgroepallelen I^A en I^B erven intermediair over: iemand met beide allelen heeft bloedgroep AB. Iemand met twee recessieve allelen i heeft bloedgroep O.
In een Afrikaanse populatie heeft 9% van de bevolking bloedgroep O; 16% heeft bloedgroep A. Met behulp van de Hardy-Weinberg regel kan bepaald worden wat het percentage mensen met bloedgroep B in deze populatie is.

Wat is dus het percentage mensen met bloedgroep B?

2/3 Ziekte van Tay-Sachs en korte vingers.

In New York is een op de dertig volwassen joden drager van het allel t. Dat is meer dan in andere delen van het land.

Hoe groot is de genfrequentie voor het allel t in de volwassen joodse gemeenschap in New York? Die is .... (rond af op drie decimalen).

3/3 Ziekte van Tay-Sachs en korte vingers.

Hoe groot is de kans dat een willekeurige joodse man en vrouw uit New York een kind krijgen dat lijdt aan de ziekte van Tay-Sachs? Die is ..... (rond af op vijf decimalen).

[invulveld]

Tongrollen.

In een bepaalde populatie kan 84 % van de mensen tongrollen. Tongrollen is een erfelijke eigenschap die berust op de aanwezigheid van tenminste één dominant niet X-chromosomaal allel van één allelenpaar.

Hoe groot is de kans dat in deze populatie een kind van twee ouders die kunnen tongrollen, zelf niet kan tongrollen?

Wijsvingers.

Bij de mens komt een gen voor dat de lengte van de wijsvingers beïnvloedt. Bij mannen is het allel voor korte wijsvinger dominant, bij vrouwen is dat allel recessief. In een bepaalde populatie met evenveel mannen als vrouwen bleken 240 mannen korte wijsvingers te hebben en 420 mannen lange wijsvingers.

Hoeveel vrouwen in die populatie zullen naar verwachting korte wijsvingers hebben?

Bloedgroep Kell.

Naast de meer bekende bloedgroepensystemen als ABO- en resusfactor is er ook het systeem van Kell. In ons land is 8,5% Kell-positief en 91,5% Kell-negatief. De genfrequentie van het recessieve Kell-negatief veroorzakend allel is groter dan van het Kell-positief veroorzakend allel.

Hoeveel procent is de kans dat een kind van een man en een vrouw die beide Kell-positief zijn, Kell-negatief is? Die is (afgerond op een geheel getal) [invulveld] %.

1/2 Wet van Hardy-Weinberg.

Een populatie voldoet wat betreft de onderlinge voortplanting aan de eisen van de Wet van Hardy-Weinberg. Van deze populatie is bekend dat 16% van de individuen voor het dominante allel homozygoot is.

Wat is de frequentie van het recessieve allel in deze populatie?

2/2 Wet van Hardy-Weinberg.

Welk percentage van de individuen met het dominante fenotype is heterozygoot voor deze eigenschap? [invulveld] %

DDT-resistentie.

Neem aan dat DDT-resistentie bij bepaalde vliegen berust op de aanwezigheid van een dominant gen. Bijna 50 jaar geleden werd DDT voor het eerst gebruikt. Nu zijn bijna al deze vliegen in Nederland resistent tegen DDT; het gebruik van dit insecticide is in Nederland nu wettelijk verboden.
Men vraagt zich al af de wet van Hardy & Weinberg van toepassing is op de aanwezigheid van het gen dat betrekking heeft op de DDT-resistentie bij de vliegenpopulatie in Nederland 40 jaar geleden en nu.

Was de wet van Hardy & Weinberg 40 jaar geleden van toepassing, toen de vliegen nog volop met DDT in aanraking kwamen? Is de wet nu in Nederland van toepassing op de vliegen?

1/3 Katten rond Alkmaar.
Zie figuur B 5460 van de bijlage.

De 5 vwo-leerlingen van het Petrus Canisius College in Alkmaar deden enkele jaren geleden een monitor-onderzoek naar de vacht van katten in Alkmaar en omgeving.
Er werden 4 fenotypen onderscheiden:
Kortharig (l), langharig (L), wit (W) en gekleurd (w).
In totaal werden 400 katten op verschillende locaties bekeken.
De afbeelding hiernaast geeft een samenvatting van de resultaten.
Het linker getal op het kaartje betreft steeds de frequentie van het allel voor kortharig (allel l), het rechter getal is de frequentie van het allel voor gekleurd (allel w).
In Heiloo is de frequentiebepaling gebaseerd op 70 katten.

Bereken op grond van de onderzoeksgegevens de frequentie van het allel voor langharig in Heiloo.

2/3 Katten rond Alkmaar.
Zie figuur B 5460 van de bijlage.

Bereken met behulp van de wet van Hardy-Weinberg het aantal witte katten (dat zijn de katten met het dominante fenotype) in die groep van 70 uit Heiloo. Rond af op gehele getallen.

3/3 Katten rond Alkmaar.

Feitelijk mag in de vorige vraag de wet van Hardy-Weinberg niet worden toegepast, want:

1. er is sprake van genetische drift;
2. de steekproef is te klein;
3. er is natuurlijke selectie;
4. er is geen sprake van willekeurig paren.

Geef aan welk van de bovenstaande beweringen juist is of welke juist zijn.

Kans op heterozygoot resuspositief.

In Nederland is 84% van de mensen resuspositief. Dit is een dominant overervende eigenschap. Het kenmerk is niet geslachtsgekoppeld.

Hoeveel % kans is er statistisch dat een resuspositieve persoon heterozygoot is?
Rond je antwoord af op een geheel getal.
Dat is [invulveld] %

Dronken Japanners.

Sommige mensen missen het enzym alcoholdehydrogenase (ALDH), dat een rol speelt bij de afbraak van alcohol in de lever. Het eerste afbraakproduct van alcohol is aceetaldehyd. Het ALDH helpt bij de verdere afbraak van deze stof. Mensen zonder ALDH kunnen nauwelijks tegen alcohol. De grote hoeveelheid aceetaldehyd in hun bloed veroorzaakt klachten.
Er zijn twee vormen ALDH. De actieve vorm kan wel aceetaldehyd omzetten, de andere vorm niet. Over welke vorm iemand beschikt is erfelijk vastgelegd. Het betreffende gen heeft twee allelen. Er zijn mensen met een actief ALDH-enzym, mensen zonder dit enzym en mensen met een beetje actief enzym.
Aziaten hebben vaak een beetje of helemaal geen actief enzym.
Zo behoort 25% van de Japanners tot de groep zonder actief enzym. In Rusland kan 99% van de bevolking goed tegen een 'stevige borrel.'
Stel dat een willekeurige Rus trouwt met een willekeurige Japanse vrouw.

Bereken de kans dat hun kind later absoluut niet tegen alcohol kan.

Hardy-Weinberg.

Bij een onderzoek naar de aanwezigheid van de bijzondere bloedgroep Duffy onder een populatie Samen (Lappen) in Zweden werd de volgende verdeling voor de Duffy-bloedgroep gevonden:

F_a F_a : 119 personen
F_a F_b : 76 personen
F_b F_b : 13 personen

De onderzoekers vragen zich af of deze populatie Samen in Hardy-Weinberg evenwicht is.

Geef de genfrequenties p(F_a ) en q(F_b ).
Bereken vervolgens de frequentie van de verwachte genotypen als er sprake zou zijn van Hardy-Weinberg evenwicht.

Gaucher.

Bij de ziekte van Gaucher is sprake van een verstoring van de vetstofwisseling. Het verantwoordelijke gen bevindt zich op chromosoom nummer 1. Als beide ouders het 'foute’ allel dragen, is de kans op een kind met de ziekte 25%. De ziekte komt bij 1 op de 40.000 mensen voor. De uit Oost-Europa afkomstige Ashkenazi-joden vormen een uitzondering. De frequentie is bij deze bevolkingsgroep veel hoger doordat 1 op de 10 van hen drager is van het 'foute’ allel.
Een 'gewone' (niet-Ashkenazi joodse) vrouw en een Ashkenazi-joodse man krijgen samen een kind.
Ze hebben de ziekte van Gaucher niet.

- Hoe groot is de kans dat de man drager is van het 'foute’ allel?
- Hoe groot is de kans dat de vrouw draagster is?
- Hoe groot is de kans dat hun kind de ziekte van Gaucher zal krijgen?

2/2 Kemphanen.

Als de bovenstaande hypothese juist is, zouden de drie typen in de populatie in Hardy-Weinberg evenwicht moeten zijn. Na telling bleken er 23 typische honk- en randmannen te zijn, 17 typische satellietmannen en 40 ‘mengvormen’.

Wat is de allelfrequentie van het ‘rand- of honk-allel’ (allel R)?
En wat is de allelfrequentie van het ‘satelliet-allel’ (allel S)?
Is de hypothese juist en is er sprake van Hardy-Weinberg evenwicht?

2/3 Planten verdedigen zich.

Uit een weiland in het Amsterdamse bos werden exemplaren van witte klaver verzameld en getest op de aanwezigheid van het enzym x en van het enzym linamarase. Het resultaat is in de volgende tabel gegeven.

afbeelding

Wanneer mag de regel van Hardy-Weinberg worden toegepast om aan de hand van dergelijke gegevens de frequenties van de allelen Ac en ac en van Li en li in deze populatie witte klaverplanten te berekenen? Noem drie van de voorwaarden waaraan moet worden voldaan.
Neem aan dat de regel van Hardy-Weinberg toegepast mag worden.

3/3 Planten verdedigen zich.

afbeelding

Wat zijn de frequenties van het dominante allel Ac en het dominante allel Li in deze populatie witte klaverplanten?

afbeelding

Albinisme.

Een bepaalde vorm van albinisme berust op een afwijking van een enkel gen. Het allel voor deze vorm van albinisme is recessief ten opzichte van dat voor normale pigmentatie. De frequentie van dit allel voor deze vorm van albinisme is in een populatie 0,01.

Twee ouders met normale pigmentatie uit de desbetreffende populatie krijgen een kind. Er wordt vanuit gegaan dat gegaan dat er geen mutaties optreden.

Bereken nauwkeurig (zonder afrondingen) hoe groot de kans is dat dit kind deze vorm van albinisme heeft. Deze kans is [invulveld]

1/2 Oorsmeer en de evolutie van de mens.
Zie figuur C 399 van de bijlage.

Er wordt nog steeds onderzoek gedaan naar de wijze waarop de mens zich over de wereld heeft verspreid. Nieuwe gegevens over de genetica van oorsmeer leveren een bijdrage aan het debat over de route waarlangs de moderne mens (Homo sapiens sapiens) Noord-Amerika heeft bereikt.
Oorsmeer is een secretieproduct van klieren in de gehoorgang. Er worden twee vormen onderscheiden: nat en droog. Er zijn twee allelen: het dominante allel N voor de natte vorm en het recessieve allel n voor de droge vorm. Japanse onderzoekers nemen aan dat het recessieve allel in noordoost Azië is ontstaan, dat het in korte tijd een hoge frequentie heeft bereikt en dat het zich door migratie over andere delen van de wereld heeft verspreid.
Het Japans onderzoeksteam heeft in een aantal gebieden de allelfrequenties van beide allelen bij de inheemse bewoners bepaald.
In de afbeelding zijn die frequenties in sectordiagrammen weergegeven.
Over de route waarlangs de mens Noord-Amerika heeft bereikt, dat wil zeggen de voorouders van de inheemse bewoners, bestaan verschillende theorieën. In de afbeelding zijn met pijlen drie routes aangegeven: noordelijke routes via Siberië (1) of vanuit Europa (2), en een zuidelijke route vanuit Afrika (3).

Welk gegeven in de afbeelding is een ondersteuning voor de theorie dat het allel voor droog oorsmeer Noord-Amerika via route 1 bereikt heeft en niet via route 2 of route 3? Licht je antwoord toe.

2/2 Oorsmeer en de evolutie van de mens.

Ook in Taiwan werd het type oorsmeer bij de oorspronkelijke bevolkingsgroep bepaald. In een steekproef van 103 mensen uit de inheemse populatie werden 69 mensen met nat oorsmeer gevonden.

Wat is de frequentie van allel n in deze Taiwanese bevolkingsgroep, mits de regel van Hardy-Weinberg van toepassing is?