Die Mendelschen Regeln
Du lernst die Grundbegriffe der Vererbung kennen, wendest die drei Mendelschen Regeln an und stellst Kreuzungen mit dem Kreuzungsschema dar.
Erklärung
Der Augustinermönch Gregor Mendel führte in der Mitte des 19. Jahrhunderts im Klostergarten in Brünn Kreuzungsversuche mit Erbsen durch. 1866 veröffentlichte er seine Ergebnisse. Sie wurden erst um 1900 wiederentdeckt und gelten als Grundlage der Genetik.
Grundbegriffe
- Gen: Erbanlage für ein Merkmal, zum Beispiel die Blütenfarbe
- Allel: Variante eines Gens, zum Beispiel „rote Blüte“ oder „weiße Blüte“
- Genotyp: die Kombination der Allele (zum Beispiel Rr)
- Phänotyp: das sichtbare Erscheinungsbild (zum Beispiel rote Blüte)
- homozygot (reinerbig): zwei gleiche Allele (RR oder rr)
- heterozygot (mischerbig): zwei verschiedene Allele (Rr)
- dominant: Das Allel setzt sich durch, Großbuchstabe (R)
- rezessiv: Das Allel wird überdeckt, Kleinbuchstabe (r). Es zeigt sich nur bei rr.
1. Uniformitätsregel
Kreuzt man zwei reinerbige Eltern (P-Generation), die sich in einem Merkmal unterscheiden, sind alle Nachkommen der F₁-Generation gleich (uniform).
RR × rr → alle Rr (rot)
2. Spaltungsregel
Kreuzt man die F₁-Pflanzen untereinander, spaltet sich die F₂-Generation auf:
Rr × Rr → RR, Rr, Rr, rr
Phänotypisch im Verhältnis 3 : 1 (drei rot, einer weiß), genotypisch 1 : 2 : 1.
3. Unabhängigkeitsregel
Bei zwei Merkmalen, deren Gene auf verschiedenen Chromosomen liegen, werden die Allele unabhängig voneinander vererbt. In der F₂ eines dihybriden Erbgangs ergibt sich das Verhältnis 9 : 3 : 3 : 1.
Das Kreuzungsschema
Man schreibt die möglichen Keimzellen eines Elternteils an den Rand einer Tabelle, die des anderen oben, und kombiniert sie in den Feldern (Punnett-Quadrat). Jedes Feld ist gleich wahrscheinlich.
Intermediärer Erbgang
Nicht immer ist ein Allel dominant. Bei der Wunderblume ergibt Rot × Weiß in der F₁ rosa Blüten. Das nennt man intermediär. In der F₂ spalten sich die Phänotypen dann 1 : 2 : 1 auf.
Rückkreuzung
Ob ein Tier mit dominantem Phänotyp homozygot oder heterozygot ist, prüft man durch Kreuzung mit einem rezessiv homozygoten Partner. Treten rezessive Nachkommen auf, war es heterozygot.
Merke
Uniformitätsregel: Reinerbige Eltern ergeben uniforme F₁. Spaltungsregel: F₁ × F₁ ergibt 3 : 1 (dominant-rezessiv) bzw. 1 : 2 : 1 (intermediär). Unabhängigkeitsregel: Merkmale auf verschiedenen Chromosomen werden unabhängig vererbt (9 : 3 : 3 : 1).
Beispiele mit Lösungsweg
Beispiel 1
- Keimzellen: Gg bildet G und g, gg bildet nur g
- Kombinationen: Gg und gg, je zur Hälfte
Ergebnis 50 % gelb (Gg) und 50 % grün (gg), Verhältnis 1 : 1
Beispiel 2
- Spaltungsregel: Verhältnis 3 : 1, also ¼ rezessiv
- 750 : 4 = 187,5
Ergebnis etwa 188 Pflanzen
Aufgaben zum Üben
Was ist der Unterschied zwischen Genotyp und Phänotyp?
Lösung anzeigen
Der Genotyp ist die Allelkombination, der Phänotyp das sichtbare Merkmal.
Welches Zahlenverhältnis zeigen die Genotypen in der F₂ eines monohybriden Erbgangs?
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1 : 2 : 1 (AA : Aa : aa).
Zwei braunäugige Eltern bekommen ein blauäugiges Kind (blau rezessiv). Welche Genotypen haben die Eltern?
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Beide sind heterozygot (Bb). Hinweis: Die Augenfarbe wird in Wirklichkeit von mehreren Genen bestimmt, das Beispiel ist vereinfacht.
Fehler, die Punkte kosten
Ein dominantes Merkmal wird automatisch für häufiger gehalten.
Dominant bedeutet nur, dass sich das Allel im heterozygoten Zustand durchsetzt, nicht, dass es häufiger vorkommt.
In der F₂ wird das Verhältnis 3 : 1 für jede kleine Stichprobe exakt erwartet.
Die Verhältnisse sind Wahrscheinlichkeiten. Bei wenigen Nachkommen kann es deutlich abweichen.
Hinweis zur Klassenstufe
Wir ordnen das Thema Klasse 10 zu, weil es dort in den meisten Lehrplänen vorkommt. Bei dir kann die Reihenfolge abweichen.