Erbliche Netzhauterkrankung

Abituraufgaben 2021 LK

Diese Abituraufgabe für den Leistungskurs besteht aus vier umfangreichen Materialien sowie aus vier mehrteiligen Aufgaben.

Materialien

Material A: Vererbung der Leberschen kongenitalen Amaurose

In der Wikipedia findet sich folgende Beschreibung dieser Erbkrankheit:

Die Lebersche kongenitale Amaurose (LCA) ist eine angeborene Funktionsstörung des Pigmentepithels der Netzhaut mit degenerativen Erscheinungsformen der Aderhaut. Sie ist eine Erbkrankheit und wurde erstmals im Jahre 1869 von dem deutschen Augenarzt und Wissenschaftler Theodor Carl Gustav Leber beschrieben. Die Betroffenen kommen bereits erheblich sehbehindert oder blind zur Welt, und die Wahrscheinlichkeit einer Erkrankung nachfolgender Geschwister liegt bei etwa 25 %. Mehr als 10 % aller angeborenen Fälle von Blindheit können auf die Lebersche kongenitale Amaurose zurückgeführt werden.

Der Text in Material A enthält ähnliche Informationen. Zusätzlich ist in Material A ein Stammbaum einer von LCA betroffenen Familie abgebildet.

Material B: Aufgaben der Pigmentschicht

In diesem Material werden die Aufgaben der Pigmentschicht kurz beschrieben:

• Absorption von Streulicht
• Abtransport von Wärme
• Versorgung der Lichtsinneszellen mit Wasser, Ionen und Nährstoffen
• Abbau abgestorbener Lichtsinneszellen
• Beteiligung am Retinal/Retinol-Zyklus, vor allem "Entsorgung" des schädlichen trans-Retinals, das während des Zyklus gebildet wird.

Eine Abbildung zeigt den Retinal-Zyklus. Das trans-Retinal gelangt in die Pigmentschicht und wird dort über mehrere Zwischenschritte zu cis-Retinal regeneriert, das dann zusammen mit dem Protein Opsin das lichtempfindliche Rhodopsin bildet. An dieser Regeneration sind fünf Enzyme beteiligt, die als E1 bis E5 bezeichnet werden.

Der Retinal/Retinol-Zyklus
Autor: Ulrich Helmich, Lizenz: Public domain

Die Abbildung zeigt eine stark vereinfachte Darstellung des Zyklus. Die Umwandlung von all-trans-Retinol in 11-cis-Retinal geschieht in der Pigmentschicht.

Aufgaben

Aufgabe 1

• Definition der reproduktiven Isolation.
• Ermittlung des Isolationsmechanismus zwischen den in Material A genannten Grillenarten.
• Erläuterung der Bedeutung von Lock- und Balzgesang der Grillenmännchen unter evolutiven Aspekten.

Aufgabe 2

• Zusammenfassung der in Abb. 2 und 3 gezeigten Ergebnisse
• Ableitung der Selektionsvorteile und -nachteile für Teleogryllus oceanicus-Männchen
• Angeben der Unterschiede zwischen konvergenter und divergenter Entwicklung
• Analyse der Abbildung 4

Aufgabe 3

• Erklärung der zu erwartenden Ergebnisse der Kreuzungsexperimente
• Auswertung der tatsächlich erhaltenen Ergebnisse

Aufgabe 4

• Erklärung der Entwicklung der stummen Grillen mit Hilfe der Synthetischen Evolutionstheorie
• Erläuterung der Geschwindigkeit des evolutionären Wandels bei Teleogryllus oceanicus.

Benötigte Vorkenntnisse

Fassen wir einmal die für die Lösung dieser Aufgabe benötigten Vorkenntnisse zusammen.

Evolutionsbiologie

• Synthetische Evolutionstheorie (Artbildung, Selektion)
• Isolation und Isolationsmechanismen
• konvergente und divergente Entwicklungen (bzw. Analogien und Homologien)

Genetik

• Mendelsche Regeln
• Auswertung von Kreuzungsergebnissen
• Kenntnis von X-chromosomalen Erbgängen

Ökologie

• Parasitismus