Во всех перечисленных случаях нет оснований для постановки указанной запятой.
В этом значении слова брат и сестра пишутся с маленькой буквы.
Вне контекста предложение не вполне понятно. Поэтому нельзя дать однозначный ответ о пунктуации. Запятая нужна, если слова какая есть не являются сказуемым. Если это сказуемое, то следует писать без запятой.
Правильно: заведующая кафедрой.