2. Mendelregel (Abb. 4)
Werbung
waren stabile Linien, aus gelben Erbsen wurden immer wieder gelbe, ebenso war es bei den grünen. Mendel beobachtete, dass die erste Tochtergeneration immer nur aus gelben Erbsen bestand. Dadurch stellte er das Phänomen der Dominanz und der Rezessivität fest. Schließlich konnte die Uniformitätsregel formuliert werden: „Kreuzt man die Individuen einer Art, die sich nur in einem Merkmal reinerbig unterscheiden, ist die erste Tochtergeneration immer einheitlich (uniform). Diese Einheitlichkeit bezieht sich nicht nur auf den Phänotyp. Auch im Genotyp herrscht Einheitlichkeit: Alle Individuen der Tochtergeneration sind heterozygot.“ 2. Mendelregel (Abb. 4) des Merkmal Uniformitäts- und Spaltungsregel. Die einzelnen Allele können bei der Meiose und der Befruchtung unabhängig voneinander neu kombiniert werden.“ Die Rückkreuzung hilft, den Genotyp festzustellen Um vom Phänotyp auf den nicht bekannten Genotyp schließen zu können, bedient man sich der Methode der Rückkreuzung. Dabei kreuzt man das zu untersuchende Individuum mit dem rezessiven Organismus der Parentalgeneration. Ist die F1 uniform, so war das fragliche Lebewesen homozygot. Ergibt sich ein 1 : 1-Verhältnis bei den Phänotypen, so war es heterozygot. Die Methode der Rückkreuzung war eine bereits bekannte züchterische Methode. Auch Mendel bediente sich ihrer, um zu beweisen, dass es vier verschiedene Keimzellen bei einer dihybriden Kreuzung geben muss. Im Folgeversuch kreuzte er die heterozygote F1-Generation untereinander. Obwohl hier die Erbsen phänotypisch einheitlich gelb waren, traten in der F2-Generation plötzlich wieder grüne Erbsen auf. Dies veranlasste Mendel, feste Erbfaktoren zu vermuten (siehe Arbeitsaufgabe 1), die nicht mischbar sind und heute als Gene bezeichnet werden. Die zweite Erkenntnis war, dass rezessive Merkmale, die nicht immer „sichtbar“ sind, plötzlich wieder auftreten können. Sie überspringen im Phänotyp Gameten GR manchmal eine Generation, im GeP notyp sind sie immer vorhanden. Weil eine „gelbe Generation“ in der Samen gelb/rund nächsten wieder gelbe und grüne GG RR Erbsen erzeugt, spricht man von der Spaltungsregel: GR Aufgrund des Ergebnisses (vgl. Arbeitsaufgabe 3 und Abb. 5) konnte Mendel einen weiteren Zusammenhang formulieren, der später Unabhängigkeitsregel oder 3. Mendelregel genannt wurde. „Kreuzt man Individuen einer Art, die sich in mehreren Merkmalen reinerbig unterscheiden, so gelten für je- Aufgabe, Experiment Bestäubung G r Aufgabe 3 g r Jedes Merkmal folgt genau den bisher bekannten Regeln (Abb. 5). Ausgehend von einer reinerbigen Parentalgeneration (Gelb-Rund und grün-runzelig), erhielt Mendel in der F2 folgende Phänotypen: Gelb-Rund und grün-runzelig wie die Großeltern, aber auch Gelbrunzelig und grün-Rund. Jedes Farbmerkmal konnte sich also mit jedem Gestaltmerkmal kombinieren. Daraus konnte die 3. Mendelregel, die Unabhängigkeitsregel, formuliert werden. Samen grün/kantig gg rr gR GR gR g r Bestäubung G r g r F1 Gg Rr F2 Gg Rr 315 : 108 : 101 : 32 Mendels Anzahlverhältnisse F2 Leiten Sie aus dem Ergebnis der Kreuzung (Abb. 5) in der 2. Filialgeneration ein allgemeines Zahlenverhältnis ab. Gameten (Spermienzellen) GR Gr gR gr G GRR GGR r Gg RR Gg R r GGR r GG r r GgR r Gg r r GgRR GgR r ggRR ggR r GgR r Gg r r ggR r gg r r GR Gr gR g r Erbsensamen (Phänotyp), Körperzellen (Genotyp) Abb. 5 Dihybrider Erbgang bei der Erbsenpflanze Körperzellen (Genotyp) In einem weiteren Schritt versuchte Mendel, den Erbgang zweier Merkmale zu verfolgen. Er wählte das Gen „Erbsenfarbe“ mit den Allelen „Gelb“ (dominant) und „grün“ (rezessiv) und das Gen „Erbsenform“ mit den Allelen „Rund“ (dominant) und „runzelig“ (rezessiv). Bestäubung Erbsensamen (Phänotyp), 3. Mendelregel (Unabhängigkeitsregel) Entfernung der Staubblätter Gameten Gameten (Eizellen) „Kreuzt man die Individuen der F1Generation untereinander, ist die zweite Tochtergeneration nicht einheitlich, sondern spaltet in bestimmte Zahlenverhältnisse auf. Bei einem dominanten Erbgang 3 : 1, bei einem intermediären 1 : 2 : 1, ein Verhältnis, das dem der Genotypen entspricht.“ Gen Allel Polymorphismus Chromosom haploid diploid homozygot heterozygot dominant rezessiv intermediär monohybrid dihybrid Uniformitätsregel Spaltungsregel Unabhängigkeitsregel Rückkreuzung Das Mendel-Museum in Brünn können Sie unter http://www.mendelmuseum.org besuchen. 131 Über die Natur kompakt für HLW © 2010 Verlag E. DORNER GmbH, Wien
