Klassische Genetik ¨Ubersicht
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BIOLOGIE Dein Lernverzeichnis Basiswissen | Aufgaben und Lösungen ◮ Genetik | Klassische Genetik | Die Mendelschen Regeln Skript Klassische Genetik Die Mendelschen Regeln Übersicht 1 Die klassische Genetik – eine Einführung 1 2 Die Mendelschen Regeln 2.1 Die Erste Mendel’sche Regel – Die Uniformitätsregel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 2.2 Die Zweite Mendel’sche Regel – Die Spaltungsregel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1 Rückkreuzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 6 2.3 Die Dritte Mendel’sche Regel – Die Unabhängigkeitsregel . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 c Karlsruhe 2014 | SchulLV | Verena Bessenbacher Vervielfältigung nur innerhalb einer Lehrer-/Klassen- oder Schullizenz und mit Hinweis auf BiologieLV erlaubt. www.BiologieLV.net BIOLOGIE Dein Lernverzeichnis Basiswissen | Aufgaben und Lösungen ◮ Genetik | Klassische Genetik | Die Mendelschen Regeln Skript 1 Die klassische Genetik – eine Einführung Willkommen in der Welt der Genetik! Die Genetik stellt sich die Frage, wie die Vererbung von Merkmalen funktioniert. Dabei betrachten Zytogenetik und die Molekulare Genetik die Vorgänge im Körper, die dazu führen, das bestimmte Merkmale an die Nachkommen weitergegeben werden. Die Klassische Genetik beschäftigt sich mit der zahlenmäßigen Weitergabe der Merkmale an die Nachkommen. Die Grundfrage der Klassischen Genetik ist: Nach welchen Regeln werden Merkmale von Vater und Mutter an die Nachkommen vererbt? Sie erklärt die Vererbungsregeln für Merkmale an Nachkommen. Dabei gibt es verschiedene denkbare Möglichkeiten: Es könnte beispielsweise sein, das ein Nachkomme in allen Merkmalen eine Mischform von Vater und Mutter ist. Hat dein Vater also beispielsweise schwarze Haare, deine Mutter aber blonde Haare, so besitzen du und alle deine Geschwister braune Haare. Du kannst bestimmt anhand von vielen Gegenbeispielen belegen, das diese Möglichkeit nicht der Realität entspricht. Eine andere Möglichkeit ist, dass die Merkmale der Eltern wie Spielkarten vermischt werden und das Kind dann zufällig entweder die Merkmalsausprägung des Vaters oder die der Mutter zieht“. Im Bei” spiel mit der Haarfarbe würde das bedeuten, dass bei einem schwarzhaarigen Vater und einer blonden Mutter alle Kinder entweder schwarzhaarig oder blond sein müssen. Auch dies ist, wie du bestimmt belegen kannst, nicht der Fall. Vielmehr sind die wahren Vererbungsregeln eine Zwischenform aus beiden Möglichkeiten: Nachkommen können sowohl Mischformen der Elternmerkmale als auch die direkten Merkmale der Eltern erben. Sie können sogar Merkmale ausbilden, die keine der beiden Eltern ausgebildet hat! So sind bei unserem Haarfarbenbeispiel Kinder mit schwarzen, braunen, blonden oder sogar roten Haaren möglich. Die Regeln, die hinter diesem scheinbaAbbildung 1: junge Kätzchen aus einem Wurf sehen nicht aus wie Mutter che Merkmale, die sie voneinander unterscheiden. ren Chaos stehen, werden nun in diesem Skript erklärt. Sie haben einen prominenten wikipedia.org - Pieter Lanser from The Netherlands (CC-BY-SA 2.0) Entdecker: den Mönch G REGOR M ENDEL. oder Vater oder wie deren Mischform, sondern besitzen viele unterschiedli- Er lebte im 19. Jahrhundert in einem Kloster und spürte dort den Regeln nach, die die Vererbung von Merkmalen bestimmen. Noch vor der Entdeckung der Chromosomen führte er Untersuchungen an Pflanzen im Garten seines Klosters durch, die ihn nach statistischer Auswertung dazu brachten, die drei Mendel’schen Regeln aufzustellen, die die Vererbung von Merkmalen bestimmen. Unbeachtet von der damaligen Fachwelt veröffentlichte er 1866 sein Buch, indem er die Mendel’schen Regeln aufstellte. Erst viele Jahre später wurden seine Ergebnisse der breiten Öffentlichkeit bekannt. Im Folgenden werden dir die drei Mendel’schen Regeln erklärt. 2 Die Mendelschen Regeln Es gibt drei Mendel’sche Regeln. Sie bestimmen, mit welchen Wahrscheinlichkeiten Merkmale der Eltern bei den Nachkommen wieder auftauchen; mit welcher Wahrscheinlichkeit Merkmale von Generac Karlsruhe 2014 | SchulLV | Verena Bessenbacher Seite 1/9 Vervielfältigung nur innerhalb einer Lehrer-/Klassen- oder Schullizenz und mit Hinweis auf BiologieLV erlaubt. www.BiologieLV.net BIOLOGIE Dein Lernverzeichnis Basiswissen | Aufgaben und Lösungen ◮ Genetik | Klassische Genetik | Die Mendelschen Regeln Skript tion zu Generation weitergegeben werden. Zuerst werden dir einige zentrale Begriffe erklärt, die für das Verständnis der Mendel’schen Regeln grundlegend sind. homozygot = reinerbig Bei diploiden Organismen ist der Chromosomensatz doppelt vorhanden. Sie besitzen dadurch von jedem Gen zwei Ausprägungen, die man Allele nennt. Sind die Allele identisch, spricht man von einem reinerbigen Merkmal des Individuums. In Abbildung 2 wären beide Allele gleich. heterozygot = mischerbig Sind bei einem diploiden Organismus die beiden Allele eines Gens unterschiedlich, spricht man von einem heterozygoten Merkmal des Individuums. In Abbildung 2 wären die beiden Allele unterschiedlich. Genotyp Der Genotyp eines Individuums ist die Gesamtheit aller Erbinformationen (= Gene). Alle Merkmale des Individuums, die in dessen Genen festgelegt sind, ergeben den Genotyp. Ein anderes Wort für Genotyp ist Erbbild. Hier gehören alle Gene mit ihren jeweiligen Allelen hinein. Phänotyp Als Phänotyp bezeichnet man die Gesamtheit aller ausgeprägten Merkmale eines Individuums. Der Phänotyp ist das gesamte Erscheinungsbild des Individuums. Im Phänotyp sind nicht die Gene eines Individuums enthalten, sondern nur die Merkmale, die durch diese Gene ausgeprägt werden. homologes Chromosomenpaar 1. Allel 2. Allel Abbildung 2: Allele Mendel untersuchte die Vererbungsregeln unter anderem an Erbsenpflanzen. Innerhalb dieser Pflanzenart (Pisum sativum) unterscheiden sich die einzelnen Individuuen unter anderem in ihrer Blütenfarbe und in der Form ihrer Erbsen. Einige Erbsenpflanzen haEine künstliche Kreuzung zweier ben weiße Blüten, einige violette Blüten. Ebenso gibt es Individuen ist deren geschlechtliche einige Erbsenpflanzen mit runden Erbsen und einige, die Fortpflanzung, die zu Nachkomkantige Erbsen besitzen. G REGOR M ENDEL stellte dies fest men führt. Dabei werden die zwei und begann, anhand von Kreuzugsversuchen herauszuIndividuen, die sich miteinander fortfinden, mit welchen Regeln diese Merkmale (weiße oder pflanzen sollen, bewusst von einem violette Blüten, runde oder kantige Erbsen) vererbt werZüchter ausgewählt. den. Dabei bemerkte er, dass nicht etwa immer die Hälfte aller Pflanzen runde Erbsen hatte und die andere Hälfte kantige, sondern dass das Prinzip, nachdem die Merkmale an die Nachkommen verteilt wurden, komplexer war. Es handelt sich hier um einen dominantrezessiven Erbgang (mehr zu den verschiedenen Erbgängen findest du im gleichnamigen Skript). Bei Abbildung 3: runde Erbsen dem dominant-rezessiven Erbgang ist eine Merkmalsausprägung und sein entsprechendes Allel dominant, die wikipedia.org - Renee Comet (photographer) AV Number: AV-9400-4164 (pu- andere Merkmalsausprägung und Allel des Gens ist blic domain) c Karlsruhe 2014 | SchulLV | Verena Bessenbacher Seite 2/9 Vervielfältigung nur innerhalb einer Lehrer-/Klassen- oder Schullizenz und mit Hinweis auf BiologieLV erlaubt. www.BiologieLV.net BIOLOGIE Dein Lernverzeichnis Basiswissen | Aufgaben und Lösungen ◮ Genetik | Klassische Genetik | Die Mendelschen Regeln Skript rezessiv. Das bedeutet für die Ausprägung des entsprechenden Merkmals: ist ein Individuum homozygot auf das dominante Allel, besitzt es auch die dominante Merkmalsausprägung. Ist das Individuum homozygot auf das rezessive Allel, besitzt es analog die rezessive Merkmalsausprägung. Ist es jedoch heterozygot und besitzt damit ein dominantes und ein rezessives Allel auf den homologen Genorten, so setzt sich das dominante Allel durch und das Inidivuum besitzt die dominante Merkmalsausprägung. M ENDEL stellte fest, dass violette Blüten und runde Erbsen das dominanten Merkmal sind und weiße Blüten sowie kantige Erbsen rezessiv vererbt werden. Abbildung 4 zeigt dir das noch einmal im Überblick. Genotyp RR Rr rr R = Allel für runde Erbse (dominant) r = Allel für kantige Erbse (rezessiv) Phänotyp Abbildung 4: Phänotyp und Genotyp bei Erbsenpflanzen 2.1 Die Erste Mendel’sche Regel – Die Uniformitätsregel ◮ Erklärung des Vererbungsschemas P-Generation rund kantig RR rr R F1-Generation Rr R Rr r Rr r Rr Phänotyp Um die Mendel’schen Regeln anschaulich zu erklären, werden häufig Verer- Genotyp bungsschemata erstellt. Diese komple- Meiose xen Abbildungen (wie Abbildung 5) werden dir im Folgenden kurz erklärt. Gameten Befruchtung In einem Vererbungsschema erklärt man den Mechanismus, wie Merkmale von Genotyp der Eltern-Generation an die FilialGeneration (= F-Generation) der Nach- Phänotyp rund rund rund rund kommen weitergegeben werden. Die Vorgänge dieser Weitergabe von Erbin- formationen kennst du schon aus den Skripten der Zytogenetik. Sieh dir Abbildung 5 an. Die oberste Zeile beschreibt die Eltern-Generation (= ParentalAbbildung 5: Erste Mendel’sche Regel Generation) in ihrem Phänotyp und in der zweiten Zeile den Genotyp, der diesen Phänotyp bestimmt. Dabei werden beim Genotyp zwei Buchstaben verwendet, die die beiden Allele des Gens repräsentieren. Das dominante Allel ist immer in einem Großbuchstaben geschrieben, das rezessive Allel im dazugehörigen Kleinbuchstaben. Beide diploiden Elternindividuen führen in ihren Geschlechtsorganen die Meiose durch (dritte Zeile), bei der Keimzellen entstehen (vierte Zeile), die nur noch den einen Chromosomensatz besitzen. Die Keimzellen sind haploid. Analog verteilen sich auch die Allele des betrachteten Gens in die Keimzellen. In der Hälfte der Keimzellen befindet sich das eine Allel, in der anderen Hälfte das andere. Nun werden beide Elternindividuen gekreuzt, eine Befruchtung der Keimzelle der männlichen Erbsenpflanze mit der Keimzelle der weiblichen Erbsenpflanze findet statt (fünfte Zeile). Dabei verschmilzen die beiden haploiden Keimzellen wieder zu einer diploiden Zelle (sechste Zeile). In diesem Schema werden nun alle möglichen Kombinationen der Elternallele, die durch diesen Vorgang entstehen können, dargestellt. Mit einem Vererbungschema können die Wahrscheinlichkeiten berechnet und dargestellt werden, mit denen die Nachkommen bestimmte Merkmale der Eltern bekommen. ◮ Die Erste Mendel’sche Regel Die erste Mendel’sche Regel beschreibt den Fall, der in Abbildung 5 dargestellt wird. Dabei werden c Karlsruhe 2014 | SchulLV | Verena Bessenbacher Seite 3/9 Vervielfältigung nur innerhalb einer Lehrer-/Klassen- oder Schullizenz und mit Hinweis auf BiologieLV erlaubt. www.BiologieLV.net BIOLOGIE Dein Lernverzeichnis Basiswissen | Aufgaben und Lösungen ◮ Genetik | Klassische Genetik | Die Mendelschen Regeln Skript zwei homozygote Elter miteinander gekreuzt, wobei ein Elter homozygot auf das rezessive Merkmal ist und der andere homozygot auf das dominante Merkmal. Durch die Meiose werden die einzelnen Allele getrennt und bei der Befruchtung wieder miteinander verbunden. Es kann hier jedes Allel des einen Elter mit jedem Allel des anderen Elter verbunden werden. Die Kombinationen bei der Befruchtung (fünfte Zeile) können in einer einfachen Tabelle dargestellt werden, dem Punnett-Quadrat: R R r Rr Rr r Rr Rr Du erkennst: Die Nachkommen sind alle heterozygot. Sie besitzen den gleichen Genotyp und dadurch auch den gleichen (= uniformen) Phänotyp. Alle Erbsenpflanzen, die aus dieser Kreuzung entstanden sind, sind heterozygot und besitzen runde Erbsen, da das die dominante Merkmalsausprägung ist. Die Erste Mendel’sche Regel = Uniformitätsregel besagt, dass bei einem dominant-rezessiven Erbgang aus einer Kreuzung zweier auf ein bestimmtes Merkmal homozygoter, aber unterschiedlicher Individuen einer Art die Nachkommen der ersten Generation (F1 -Generation) alle untereinander gleich und heterozygot sind. Reziprozitätsregel: Die Uniformitätsregel gilt unabhängig vom Geschlecht der Eltern. Das bedeutet, dass es egal ist, ob der weibliche Elter homozygot dominant und der männliche Elter homozygot rezessiv ist oder andersherum. 2.2 Die Zweite Mendel’sche Regel – Die Spaltungsregel P-Generation Phänotyp rund kantig RR rr Genotyp Meiose R R r r Gameten Die Zweite Mendel’sche Regel schließt direkt an das Kreuzungsexperiment der Ersten Mendel’schen Regel an. Hier wird mit der F1 -Generation gearbeitet, die bei der ersten Kreuzung in Abbildung 5 entstanden ist. In Abbildung 6 ist dieser Zusammen- Befruchtung Rr Rr Rr Rr F1-Generation rund rund Rr Rr Genotyp hang dargestellt: der obere, schwach eingefärbte Abschnitt beschreibt die Phänotyp Vorgänge, die bei der ersten Kreuzung der Ersten Mendel’schen Regel Genotyp Meiose R F2-Generation r R r RR Rr Rr rr rund rund rund kantig Gameten werden zwei Individuen aus der F1 -Generation miteinander gekreuzt. Genotyp Diese sind, wie du weißt, alle heterozygot. Die Zweite Mendel’sche Regel } : Vorgänge erläutert, die zur Zweiten Mendel’schen Regel führen. Hier Befruchtung Phänotyp 3 geschehen. Im unteren, hervorgehobenen Teil der Abbildung 6 sind die beschreibt nun, was passiert, wenn man diese Individuen miteinander kreuzt: 1 Abbildung 6: Zweite Mendel’sche Regel c Karlsruhe 2014 | SchulLV | Verena Bessenbacher Seite 4/9 Vervielfältigung nur innerhalb einer Lehrer-/Klassen- oder Schullizenz und mit Hinweis auf BiologieLV erlaubt. www.BiologieLV.net BIOLOGIE Dein Lernverzeichnis Basiswissen | Aufgaben und Lösungen ◮ Genetik | Klassische Genetik | Die Mendelschen Regeln Skript Die beiden heterozygoten Individuen produzieren Keimzellen, die jeweils zur Hälfte das dominante und zur Hälfte das rezessive Allel besitzen. Verschmelzen die Keimzellen in der Befruchtung, ergeben sich wieder verschiedene Möglichkeiten der Rekombination der Allele, die die folgende Tabelle zeigt: R r R RR Rr r Rr rr Du erkennst den Unterschied zur ersten Kreuzung: Die Individuen der F2 -Generation, die Nachkommen der F1 -Generation, sind nicht alle untereinander gleich. Tatsächlich spalten sich Genotypen und Phänotypen der Nachkommen in der F2 -Generation in einem bestimmten Verhältnis auf. Dies zeigt dir die folgende Tabelle: Genotyp Verhältnis RR 1 Rr : Rr 2 rr : 1 Phänotyp Verhältnis 3 : 1 Dabei ist wichtig zu beachten, dass diese Verhältnisse nur Wahrscheinlichkeiten ausdrücken. Entstehen aus einer solchen Kreuzung vier Nachkommen, bedeutet das nicht automatisch, dass sich ihr Phänotyp im Verhältnis 3:1 aufspaltet. Erst bei großen Versuchsreihen mit vielen Nachkommen stellt sich das Verhältnis ein. Die Zweite Mendel’sche Regel = Spaltungsregel besagt, dass bei einem dominant-rezessiven Erbgang aus einer Kreuzung zweier heterozygoter Individuen einer Art die Merkmale der Nachkommen (F2 -Generation) sich in einem ganz bestimmten Verhältnis aufspalten: Im Genotyp: 1 : 2 : 1 Im Phänotyp: 3 : 1 c Karlsruhe 2014 | SchulLV | Verena Bessenbacher Seite 5/9 Vervielfältigung nur innerhalb einer Lehrer-/Klassen- oder Schullizenz und mit Hinweis auf BiologieLV erlaubt. www.BiologieLV.net BIOLOGIE Dein Lernverzeichnis Basiswissen | Aufgaben und Lösungen ◮ Genetik | Klassische Genetik | Die Mendelschen Regeln Skript 2.2.1 Rückkreuzung 1.Fall: F2-Individuum heterozygot Rückkreuzung 2.Fall: F2-Individuum homozygot Phänotyp P+F2-Generation rund kantig Rr rr Phänotyp Genotyp rund kantig RR rr Genotyp Meiose R r r r Gameten Meiose R R r r Befruchtung RF2-Generation Rr Rr rr rr rund rund kantig kantig Genotyp Gameten Befruchtung Rr Rr Rr Rr rund rund rund rund Phänotyp Genotyp Phänotyp } } 1 : 1 Abbildung 7: Rückkreuzung Nach der zweiten Kreuzung erhält man die F2 -Generation, die aus homozygoten und heterozygoten Individuen besteht. Diese unterscheiden sich nicht in ihrem Phänotyp. Man kann also von außen nicht erkennen, ob eine Pflanze, die die dominante Merkmalsausprägung zeigt, heterozygot oder homozygot ist. Es gibt allerdings eine Möglichkeit, die Pflanze auf ihre Allelzusammensetzung zu untersuchen: die Rückkreuzung. Dabei wird das Individuum der F2 -Generation, dessen Allelzusammensetzung man erfahren möchte, mit dem rezessiv-homozygoten Elter aus der P-Generation gekreuzt. Je nachdem, ob das Individuum homozygot oder heterozygot ist, ergeben sich andere Verhältnisse der Merkmalsausprägungen bei den Nachkommen. Dies ist in Abbildung 7 dargestellt. 1. Fall Bei der Rückkreuzung mit dem rezessiven Elter entstehen Nachkommen der RF2 -Generation (Rückkreuzung), die in einem Verhältnis von 1 : 1 die rezessive Merkmalsausprägung oder die dominante Merkmalsausprägung besitzen. R r r Rr rr r Rr rr Das Individuum ist damit heterozygot. 2. Fall Bei der Rückkreuzung mit dem rezessiven Elter entstehen Nachkommen der RF2 -Generation, die alle uniform die dominante Merkmalsausprägung besitzen. Dies entspricht der Ersten Mendel’schen Regel (Uniformitätsregel). Das Individuum ist damit homozygot. 2.3 Die Dritte Mendel’sche Regel – Die Unabhängigkeitsregel Um die ersten beiden Regeln aufzustellen, hat M ENDEL nur ein Merkmal der Erbsenpflanzen, und zwar die Form ihrer Erbsen, untersucht. Eine Erbsenpflanze hat aber noch viele andere Eigenschaften. M EN c Karlsruhe 2014 | SchulLV | Verena Bessenbacher Seite 6/9 Vervielfältigung nur innerhalb einer Lehrer-/Klassen- oder Schullizenz und mit Hinweis auf BiologieLV erlaubt. www.BiologieLV.net BIOLOGIE Dein Lernverzeichnis Basiswissen | Aufgaben und Lösungen ◮ Genetik | Klassische Genetik | Die Mendelschen Regeln Skript hat sich gefragt, ob diese Eigenschaften unabhängig voneinander vererbt werden oder nur im Ver” bund“an die Nachkommen weitergegeben werden. Zum Verständnis der folgenden Erläuterung sind einige Fachbegriffe wichtig: DEL monohybrid Betrachtet man nur ein Merkmal bei der Kreuzung von zwei Individuen oder unterscheiden sich die beiden Individuen nur in einem Merkmal, spricht man von einem monohybriden Erbgang. dihybrid Betrachtet man zwei Merkmale bei der Kreuzung von zwei Individuen oder unterscheiden sich die beiden Individuen in zwei Merkmalen, spricht man von einem dihybriden Erbgang. Im Folgenden wird die Vererbung von Merkmalen bei dihybriden Erbgängen untersucht. Von M ENDEL wurden bei der Untersuchung dihybrider Verwendete Abkürzungen: Erbgänge die Form der Erbsen und die Farbe der Erbsen untersucht. Dabei sind eine runde Form und eine gelbe R = Allel für runde Erbsen (dominant) r = Allel für kantige Erbsen (rezessiv) Farbe dominant; die kantige Form und die grüne Farbe der Erbsen sind rezessive Merkmalsausprägungen. Y = Allel für gelbe Erbsen (dominant) y = Allel für grüne Erbsen (rezessiv) M ENDEL ging wie bei seinen monohybriden Erbgängen vor und begann zuerst mit einer Kreuzung zweier auf beide Merkmale homozygoter Individuen. Auch hier entsteht wieder nach der Ersten P-Generation Phänotyp Mendel’schen Regel eine F1 -Generation, in der alle Nachkommen heterozygot und Genotyp uniform ist. Hier sind noch keine Schlüsse darauf möglich, ob die beiden Merkmale kantig & grün rund & gelb RRYY rryy Meiose RY F1-Generation RY RrYy RrYy rund gelb F1-Generation ry RrYy RrYy rund gelb rund gelb rund gelb RrYy RrYy Gameten unabhängig voneinander vererbt werden. Dafür werden wie nach der Zweiten Men- Befruchtung del’schen Regel die heterozygoten Indivi- Genotyp duen aus der F1 -Generation miteinander gekreuzt. Je nachdem, ob die Merkmale Phänotyp nun unabhängig oder abhängig voneinander vererbt werden, sind die Merkmalsausprägungen bei der F2 -Generation anders verteilt. Um das darzustellen, reicht Genotyp Meiose das Vererbungsschema aus Abbildung 8 nicht mehr aus. Man behilft sich wieder Gameten mit Tabellen. alle möglichen Kombinationen Befruchtung 1. Fall Die Merkmale werden abhängig voneinander vererbt: Alle möglichen kombinationen an Genotypen R F2-Generation ry r y R Y r y RY rund gelb 9 : 3 kantig grün kantig gelb rund grün : 3 : Phänotyp RY RRYY RrYy ry RrYy 1 Abbildung 8: Kreuzung bei dihybridem Erbgang c Karlsruhe 2014 | SchulLV | Verena Bessenbacher ry Seite 7/9 Vervielfältigung nur innerhalb einer Lehrer-/Klassen- oder Schullizenz und mit Hinweis auf BiologieLV erlaubt. rryy www.BiologieLV.net BIOLOGIE Dein Lernverzeichnis Basiswissen | Aufgaben und Lösungen ◮ Genetik | Klassische Genetik | Die Mendelschen Regeln Skript Damit ergäbe sich eine phänotypische Merkmalsverteilung: Phänotyp rund gelb Verhältnis 3 kantig grün : 1 2. Fall Die Merkmale werden unabhängig voneinander vererbt: RY Ry rY ry RY RRYY RRYy RrYY RrYy Ry RRYy RRyy RrYy Rryy rY RrYY RrYy rrYY rrYy ry RrYy rrYy rryy Rryy Damit ergäbe sich ein phänotypische Merkmalsverteilung von: Phänotyp rund gelb Verhältnis 9 rund grün : 3 kantig grün kantig gelb : 3 : 1 Nach seinen Untersuchungen wertete M ENDEL die Merkmale vieler Individuen der F2 -Generation aus und berechnete das Verhältnis. Er kam annähernd auf das Verhältnis 9 : 3 : 3 : 1, was ihn zu seiner Dritten Mendel’schen Regel brachte: c Karlsruhe 2014 | SchulLV | Verena Bessenbacher Seite 8/9 Vervielfältigung nur innerhalb einer Lehrer-/Klassen- oder Schullizenz und mit Hinweis auf BiologieLV erlaubt. www.BiologieLV.net BIOLOGIE Dein Lernverzeichnis Basiswissen | Aufgaben und Lösungen ◮ Genetik | Klassische Genetik | Die Mendelschen Regeln Skript Die Dritte Mendel’sche Regel = Unabhängigkeitsregel besagt, dass bei einem dihybriden, dominant-rezessiven Erbgang die Nachkommen der F2 -Generation sich in ihren phänotypischen Merkmalsausprägungen im Verhältnis 9 : 3 : 3 : 1 aufspalten. Dabei werden die einzelnen Gene unabhängig voneinander vererbt. Erweiterungen: Zu der Zeit von M ENDEL waren die zytogenetischen Grundlagen der Vererbung noch unbekannt. Heute weiß man, dass alle Gene auf einer geringen Anzahl von Chromosomen liegen. Beim Menschen zum Beispiel verteilen sich etwa 23.000 Gene auf 23 Chromosomen. Liegen zwei Gene (z.B. für die Erbsenfarbe und die Erbsenform) auf unterschiedlichen Chromosomen, werden sie unabhängig voneinander vererbt. Gene, die auf demselben Chromosom liegen, werden abhängig voneinander vererbt (= Genkopplung). Die von G REGOR M ENDEL erforschten Merkmale wurden durch Gene festgelegt, die auf unterschiedlichen Chromosomen lagen. Sie wurden somit unabhängig voneinander vererbt. Ein weiterer Mechanismus kann aber dazu führen, dass Gene auf dem gleichen Chromosom unabhängig voneinander vererbt werden oder Gene, die auf verschiedenen Chromosomen liegen, abhängig voneinander vererbt werden: Beim Crossing-over (siehe Skript Mutationen“) werden ” ganze Teile von Chromosomen zwischen Chromosomen ausgetauscht. Werden durch das Crossingover die Genorte von den untersuchten Merkmalen ändern, kann sich deren Abhängigkeit zu anderen Merkmalen ändern. c Karlsruhe 2014 | SchulLV | Verena Bessenbacher Seite 9/9 Vervielfältigung nur innerhalb einer Lehrer-/Klassen- oder Schullizenz und mit Hinweis auf BiologieLV erlaubt. www.BiologieLV.net
