Genetik Definiton DANN = DNS := Desoyrebonkleinsäure Fädige Erbsubstanz Liegt verknäult im Zellkern Chromosomen Erscheint nur bei Zellteilung Beim Menschen 46 Chromosomen 22 Paare + Geschlechtschromosomenpaar Diploider Chromosomensatz Gen := Abschnitt auf der DNA Liefert Informationen für die Bildung von Proteinen Merkmal Genom Gesamtheit der DNA eines Organismus Besteht aus: DNA, die Proteine codieren DNA, die die Bildung von Proteinen regulieren DNA, deren Bereiche noch nich erforscht sind z.B.: Schrott DANN Klassische Genetik Begründer: Gregor Mendel 1822-1884 Führte Kreuzungsversuche mit ERBSENPFLANZEN durch Markant unterschiedliche Merkmale: Hochwüchsige und kurzwüchsige Pflanzen Weiße und rote Blüten Glatte und Runzelige Samen Grüne und gelbe Samen Erste kreuzung mit hochwüchsigen und kurzwüchsigen Pflanzen Ergebnis: Alle Nachkommen (1. Tochergeneration [F1] waren hochwüchsig Mendels Folgerung: Hochwüchsig ist ein Dominantes (bestimmendes) Merkmal Kurzwüchsig ist ein Rezessives (unterdrückendes) Merkmal Mendels Annahmen: Nachkommen haben von beiden Eltern Gene Pro Merkmal sind 2 Gene vorhanden. Allel Ist eine von zwei (oder mehreren) Vartianten des gleichen Gens, die zu einem bestimmten Erscheinungsbild eines Merkmals beiträgt. Bsp.: Merkmal Haarfarbe Erscheinungsbilder: blond, rot, braun Aus diesen Ergebnissen leitet Mendel seine erste Vererbungsregel ab 1. Mendelsche Regel = Uniformitätsregel Kreuzt man zwei Individuen einer Art, die sich in einem Merkmal voneinander Unterscheiden und in Bezug auf dieses Merkmal reinerbig sind, so sind alle Nachkommen in diesem Merkmal untereinander gleich (uniform) Kreuzungsbeispiel Runde und Runzelige Samen P: RR x rr RR x r r F1 4 * Rr Alle gleich (Heterozygot) Phänotyp (PT):= Äußere Merkmale, Erscheinungsbild Auch Lage der Organe, Verhaltensmerkmale und physiologische Werte Genotyp (GT) := Der vollständige Satz von Genen, den ein Organismus geerbt hat. Reinerbig = homozygot := Ein Lebewesen beinhaltet zwei gleiche Allele bezüglich eines bestimmten Merkmales Mischerbeig = herterozygot := Ein Lebewesen besitzt 2 verschiedene Allele bezüglich eines Merkmales Nomenklatur Für Allelen eines Merkmals wird ein Buchstabe verwendet Dominates Allel werden GROSSBUCHSTAVEN verwendet Rezessive Allel durch Kleinbuchstaben gekennzeichnet 2. Mendelsche Regel Mendel kreuzt seine Pflanzen der Tochtergen F1 miteinander Ergebnis ¾ hochwüchsig ¼ kurzwüchsig 3dominaten 1 rezessiv (1 homozygot dominant) (2 herozygot) (1 homozygot rezessiv) im Genotyp Spaltungsregel: Kreuz man die Mischlinge der F1 untereinander, so spalten sich die F2- generation auf: Die Merkmale der Parentalgeneration (P) erscheinen in einem bestimmten verhältniss wieder. Der intermediäre Erbgang Entdeck von deutschen Botaniker Carl Carrens (1864-1933) Kreuzung von rot und weißblüheneden Wunderblumen Entdeck dabei Allele, die sich gleichstark ausprägen := Kodominate Allele Nomenklatur: Verwendung von verschieden Buchstaben Die Rückkreuzung: Um festzustellen ob ein Organismus bezüglich eines Merkmales hetero oder Homozygot ist Kreuzung des Testorganismus mit einem reinerbig rezessiven Organismus Mögl Ergebnisse: Fall 1: sind alle nachkommen gleich (uniform), ist das Merkmal homozygot angelegt Fall 2: DANN EBEN NICHT! 3. Menschliche Regel Mendel führte auch kreuzunge von Pflanzen durch, die sich in zwei Merkmalenunterscheiden Bsp.: Pflanzen mit gelben und glatten Samen mit Pflanzen mit grünen und runzeligen Samen Ergebnis in F1: Uniform gelb und glatte Samen (PT) herterozygot in beiden Merkmalen (GT) Kreuzt man 2 Individuen, die sich in mehr als einem Merkmal untereinander unterscheiden, so werden die Erbanlagen dieser Merkmale unabhängig voneinander vererbt Die führt zu neukombination von Merkmalen in F2 und so entstehen neue Arten. Korrektur der 3. Mendelschen Regel Kreuzung von Tomatenpflanzen P: hochwüchsig und runde Früchte mit kl. wüchsigen mit länglichen Früchten. Ergebnis F1: Uniform hochwüchsige Pflanzen mit runden Früchten Ergebnis F2: Abweichung!! Es sind keine neuen Sorten entstanden ¾ hochwüchsige Pflanzen mit runden Früchten ¼ kleinwüchsige Pflanzen mit länglichen Früchten Erklärung: Es liegen mehrere Gene auf einem Chromosom Gene für die Wuchsform und Fruchtform werden gekoppelt vererbt. Korrektur: Merkmale werden NUR unabhängig vererbt, wenn die Gene NICHT auf denselben Chromosomen liegen. Crossing Over := Stückaustauch zw. Väterlicher und Mütterlichen Chromosomen Bei der Entwicklung der Keimzellen (=Meiose) In der Pro-Phase I legen sich die homologe Chromosomen aneinander Homologe Chromosomen := einander entsprechende Chromosomen in der diploiden Körperzelle, enthalten Mütterliche und Väterliche Erbinformationen An bestimmten Stellen überkreuzen sich die Chromosomen Punkte werden CHIASMA (EZ) bzw. CHIASMATA (MZ) genannt Teilstücke werden ausgetauscht Es entstehen neu kombinierte Chromosomen Genkarten beschreiben die Anordnung von Genen auf einem Chromosom BS. 11 Erklärung: Je größer der Abstand zwischen den Genen auf einem Chromosom, desto wahrscheinlicher tritt ein Crossing Over auf. Erdgeschichte Brückentiere 1. Definition Tiere die Merkmale von verschieden Gruppen in sich vereinigen Auch Brückenwesen, Mosaikformen, Übergangsformen oder connecting link Wichtig um Evolution beobachten zu können Belegen als Zwischenform eine stammesgeschichtliche Verwandtschaft zweier Tiegruppen 2. Verschiedene Beispiele Ichthyosthega = Urlurch Erstes zweiteiliges Landwirbeltier Merkmale von Fischen und Amphibien Aus Deron Fischmerkmale: Flossen; Schuppen; Form der Wirbelsäule Amphibienmerkmale Vier Extremitäten mit je 5 Zehen Schulter und Beckengürtel; Lunge- & Hautatmung Seymournia Aus dem Perm Biologischer Beleg für Existenz des Urkontinenst Pangäa Nur so Verbreitung möglich Merkmale von Amphibien und Reptilien Amphibien Merkmale Lebenweise (Wasser und Land) Metamorphose Reptilien Merkmale: Beine nicht mehr seitlich, sondern an der Körperunterseite Cynognathus „Hundekopf“ Etwa die größe eines Hundes oder eines Wolfes Aus dem Trias Zwischen Reptielien und Säugetieren Reptilienmerkmale: Skelett Lange Schwanzwirbelsäule Säugetiermerkmale: Raubtiergebiss Gaumen, vermutlich Fell Archeopteryx = Urvogel Größe einer Taube oder Krähe Zeit: Jura Brückentier zwischen reptielien und Vögeln Konnte vermutlich nicht fliegen, nur gleiten Vogelmerkmale: Schädel Lange und kräftige Beine (Laufvogel) Federkleid Armskellet (vogelähnlich) Schultergürtel mit Stütze der Flugmuskuatur Erste Zehe nach hinten gerichtet. Gabelbein Vogelbecken Reptilienmerkmale Kegelzähne Lange Schwanzwirbelsäule Freie Finger und Handmittelknochen Schien und Wadenbein nicht verwachsen Krallen an der Vorderseite und Hinter Extremitäten 3. Lebende Fossilien Rezente Lebewesen, die sich in Jahrmillionen kaum verändert haben Lebensraum muss gleich geblieben sein! Können zugleich Brückentiere sein Quasenflosser Tiefseefisch (Inselgruppe Komoren) Aus dem Devon Bis zu 1,8m lang und 95kg schwer Bindeglied zwischen Fisch und Amphibien Bindeglied zwischen Wasser und Landleben Fischmerkmale Flossen Zwei Brustflossen, zwei Bauchflossen, zwei Afterflossen, zwei Rückenflossen Fischähnliches Gebiss Reste von Kiemendeckel Kiemen Amphibienmerkmale Durch Knochen gestütztes Grundgerüst Knochenartiges Kopfskelett Knöcherne Armskelett Zur Luftatmung befähigte Schwimmblase Schnabeltier Zwischen Reptilien und Säugetieren 40-60cm groß 1-2kg schwer Reptilienmerkmale Legt weiche lederartige Eier Besitzt Kloake Kiefer ist schnabelflörmig und mit Hornplatten überzogen Kann damit el. Impulse aufnehmen Beutelknochhen am Becken Männl. Tiere besitzen Giftdrüsen Säugetiermerkmale Milchdrüse Gehörknöchelchen Behaarung -> gut isoliert Gleichwarme Körpertemperatur Ginkobaum Rezente Pflanze Seit Trias Laubtragender Nacktsamer Übergangsform zwischen Farnpflanze und Samenpflanze Evolutionsbeweise: Übersicht: Brückentiere Homologien Rudimente Atavismen Belege aus der vergleichenden Embryologie Keien Evolutionsbeweise Analoge Organe Aufgaben Homologe := gr. Homologia = Übereinstimmung Bsp.: Skelett eines Fledermausflügels + Grabbein eines Maulwurfes Mutter bzw. Vater Kind (Genmaterial) Halswirbelsäule von Giraffe und Maulwurf Ähnlichkeit bei Merkmale infolge gemeinsamer Abstammung bezeichnet man als Homologie Rudimente