Genetik - Die Vererbung des Erbguts

Die Mendelschen Regeln

Die Mendelschen Regeln bilden den Grundsatz der Genetik. Sie sind nach  Johann Gregor Mendel benannt.

Erklärung von wichtigen Begriffen

• Gen: Anlage für ein Merkmal
• Allel: Zustandsform eines Gens
• dominant: das in der F1-Generation vorherrschende Merkmal
• rezessiv: das in der F1-Generation unterdrückte Merkmal
• homozygot: reinerbig, die Allele eines Gens sind gleich
• heterozygot: mischerbig, die Allele eines Gens sind verschieden
• P = Parentalgeneration: Elterngeneration
• F = Filialgeneration: direkte Nachkommen der Elterngeneration
• K = Keimzelle
• Phänotyp: äußeres Erscheinungsbild
• Genotyp: inneres Erscheinungsbild
• intermediär: gemischte Merkmalsausprägung, die von beiden Allelen beeinflusst wird

Die drei Mendelschen Regeln

1. Kreuzt man zwei Individuen einer Art, die sich in einem Merkmal reinerbig unterscheiden, so sind die Nachkommen in der F1-Generation in diesem Merkmal alle gleich (uniform).

2. Kreuzt man die Individuen der F1-Generation untereinander, so spaltet die F2-Generation in festen Zahlenverhältnissen bezüglich der Merkmale der Eltern auf: Beim dominant-rezessiven Erbgang erfolgt die Aufspaltung im Verhältnis 3:1 und beim intermediären Erbgang im Verhältnis 1:2:1.

3. Kreuzt man zwei reinerbige Individuen einer Art, die sich in mehreren Merkmalen unterscheiden, so werden die einzelnen Merkmale unabhängig voneinander vererbt. In der F2-Generation treten neben den Merkmalskombinationen der Elterngeneration auch neue Merkmalskombinationen auf.

Übungsaufgaben

1. Eine reinerbige Gartenschnecke mit ungebändertem Schneckenhaus und eine reinerbige Gartenschnecke mit gebändertem Schneckenhaus werden miteinander gekreuzt. Die F1 trägt ausschließlich ungebänderte Schneckenhäuser. Erstellen Sie für die F2-Generation ein Kombinationsquadrat! Erklären Sie den Erbgang unter Verwendung von Fachbegriffen (B = Allel für ein ungebändertes Schneckenhaus, b = Allel für ein gebändertes Schneckenhaus)! In welchem Verhältnis spalten die Merkmale "ungebändert" zu "gebändert" in der F2-Generation phänotypisch auf?

2. Bei der südeuropäischen Pillenbrennnessel, die scharf gezahnte Blätter besitzt, gibt es auch eine Form mit ganz schwach gezahnten bzw. ganzrandige Blättern. Die Anlagen für das Merkmal ganzrandig werden rezessiv vererbt.

• a) Stelle den Erbgang von der P- bis zur F2-Generation dar, wenn du von homozygoten Eltern ausgehst.
• b) Benenne den Erbgang.
• c) Wie viel Prozent der Pflanzen in der F2-Generation sind homozygot ganzrandig?

3. Es werden die Wildkartoffel und eine Kulturkartoffel gekreuzt. Die Wildkartoffel ist virusfest und hat aber einen geringen Ertrag, während die Kulturkartoffel virusanfällig ist, aber einen hohen Ertrag hat. Wenn man homozygoten Eltern ausgeht, welche Phäno- und Genotypen erhält man dann in der F2-Generation?

Zellkern und Chromosomen

Zellkern

Bestandteile

Der Zellkern besteht aus der Kernmembran, den Kernporen, dem Kernplasma und den Kernkörperchen. Das Kernplasma besteht seinerseits aus dem Kernsaft (dient als Quellungs- und Lösungsmittels des Chromatins) und dem Chromatin (besteht aus DNA und Eiweißen), welches die entspiralisierten Chromosomen darstellt.

Funktion

Der Zellkern ist der Träger der Erbinformation und die Steuerzentrale der Zellen.

Chromosom

Aufbau

Ein Zweichromatidchromosom besteht aus zwei Chromatiden, einem Zentromer und der die DNA beinhaltenden Eiweißhülle.

Karyogramm

Ein Karyogramm ist eine Chromosomenkarte und stellt den Chromosomensatz einer Zelle dar. Auf der Chromosomenkarte sind die Chromosomen einer Zelle nach Größe und Gestalt geordnet.

Chromosomensatz

Die Gesamtheit der Chromosomen nennt man Chromosomensatz. Man unterteilt in einfachen (haploiden) und doppelte (diploiden) Chromosomensätze.

haploid

Jedes Chromosom tritt nur einmal auf. Beispiel: Geschlechtszelle (Ei- und Samenzellen). Die Anzahl und Form der Chromosomen in jeder Zelle eines Organismus sind artenspezifisch.

diploid

Jeweils zwei in Form und Größe gleiche Chromosomen treten auf (=homologe Chromosomen). Beispiel: Körperzellen vieler Tiere und Samenpflanzen.