Versteht das jemand?
Hallo! Undzwar hat meine Cousine heute diese Aufgabe bekommen als Hausaufgabe und wir sind hier schon seit einer halben Stunde am sitzen weil wir das beide nicht verstehen also Aufgabe 1 und 2. kann uns da bitte jemand helfen?
4 Antworten
Moin,
okay, also gar keine Ahnung... Dann wird es jetzt aber etwas länger...
Zuerst ein paar Grundbegriffe:
Chromosom:
Das sind die (anfärbbaren Körperchen; chroma = Farbe und soma = Körper), die bestimmte Erbinformationen (nennen wir sie mal Gene) tragen.
Gen:
Das ist ein Abschnitt auf der DNA, der eine Information codiert, mit deren Hilfe man in der Regel Einfluss auf die Ausprägung eines Merkmals genommen wird. Kurz: das sind Erbinformationen.
Allel:
Das ist die konkrete Ausführungsvorschrift eines Gens. Das kannst du dir so vorstellen: Es gibt zum Beispiel Erbinformationen zu deinem Ohrläppchen. Diese Information (= das Gen) befindet sich auf einem bestimmten Chromosom. Aber von diesem Gen gibt es zwei mögliche Ausführungsvorschriften, nämlich die Anweisung: „mache angewachsene Ohrläppchen” oder „mache freie (nicht angewachsene) Ohrläppchen”. Diese konkrete Anweisung bezeichnet man als Allel. In deinem Beispiel wäre das zum Beispiel: Gen - Samenfarbe; Allel 1 - gelb, Allel 2 - grün...
Phänotyp:
Das ist das konkrete Aussehen eines Merkmals (ist der Samen gelb gefärbt oder grün?).
Genotyp:
Das ist die genetische Ausstattung eines Lebewesens, also vereinfacht gesagt das, was an Erbinformationen in den Erbanlagen steckt und an Nachkommen vererbt werden kann.
diploid & haploid:
Die meisten „höheren” Lebewesen (so auch Blütenpflanzen wie die Erbse) haben einen doppelten (diploiden) Chromosomensatz. Sie haben jedes Chromosom in zweifacher Ausführung, eines vom Vater und eines von der Mutter. Nimm als Beispiel: Die Erbsenpflanze hat ein Chromosom 1, auf dem gibt es das Gen zur Samenfarbe und diese Samenfarbe kann im konkreten Fall entweder gelb oder grün sein (je nachdem, welche Allele die Pflanze tatsächlich hat)...
Damit aber aus einem diploiden Organismus auch wieder ein diploider Organismus als Nachkomme hervorgehen kann, muss der diploide Organismus seinen diploiden Chromosomensatz halbieren und ein eine Keimzelle (Spermium oder Eizelle) stecken. Das passiert bei der Meiose, einer besonderen Zellteilungsform, die nur die Urkeimzellen ausführen können.
Reinerbig (= homozygot):
Ein reinerbiger (homozygoter) Organismus hat in seinem diploiden (doppelten) Chromosomensatz ein bestimmtes (interessierendes) Chromosom doppelt vorliegen, deren Allele identisch sind.
Stell dir eine Erbsenpflanze vor, die vom Vater ein Chromosom 1 bekommen hat, auf dem das Gen zur Samenfarbe liegt, wobei das Allel aussagt: „mache grüne Erbsensamen”. Und von der Mutter hat er das entsprechende Chromosom 1 bekommen, auf dem ebenfalls das Gen zur Samenfarbe zu finden ist. Und auch hier besagt die konkrete Ausführungsvorschrift (wie beim väterlichen Chromosom 1) „mache grüne Erbsensamen”. Dann wäre dieser Organismus reinerbig (homozygot), weil er in der Meiose nur Keimzellen herstellen kann, die mit einem Chromosom 1 ausgestattet werden können, auf dem das Allel „mache grüne Erbsensamen” zu finden ist. Er kann also nur grüne Erbsensamen vererben...
Genauso gut ist auch ein anderer Organismus reinerbig (homozygot), der auf beiden Chromosomen 1 (dem vom Vater und dem von der Mutter) einheitlich die Anweisung „mache gelbe Samenfarbe” hätte, weil er nur diese eine Anweisung vererben kann.
Mischerbig (= heterozygot):
Sind dagegen die Allele auf den Chromosomen uneinheitlich (also verschieden), dann ist der Organismus mischerbig (heterozygot). Denn er hätte zum Beispiel auf dem väterlichen Chromosom 1 das Gen zur Samenfarbe mit dem Allel „mache grüne Samenfarbe”, während an gleicher Stelle auf dem entsprechenden mütterlichen Chromosom die Anweisung „mache gelbe Samenfarbe” steht. So ein Organismus kann also bei der Meiose entweder das Allel für grüne Samenfarbe ODER das Allel für gelbe Samenfarbe hinein tun. Daher kann er an seine Nachkommen sowohl die Information für grüne als auch für gelbe Samenfarbe vererben.
dominant / rezessiv:
Es gibt Allele, die in ihrer phänotypischen Wirkung die Allelalternative überdecken. Solche Allele bezeichnet man als dominant, weil sie die Wirkung des anderen Allels überdecken (dominieren). Die unterdrücke Allelvariante bezeichnet man dann als rezessiv.
monohybrid (mono = eins):
Erbgang, bei dem ein Merkmal von einem Gen beeinflusst wird (von dem es aber zwei verschiedene Allele geben kann).
dihybrid (di = zwei):
Erbgang, bei dem zwei Merkmale von jeweils einem Gen beeinflusst werden (wobei jedes dieser Gene mit jeweils zwei Allelen daherkommt).
Generation:
Organismen eines Zeitabschnitts. Man unterscheidet eine Elterngeneration (= P-Generation; P von parental = Eltern, elterlich), eine erste Nachkommensgeneration (F1-Generation; F von filial = Nachkommenschaft, Kinder) und eine zweite Generation an Nachkommen (F2-Generation).
Es gäbe noch eine Reihe weiterer wichtiger Begriffe, aber um den Erbgang in deinem Beispiel nachvollziehen zu können, reicht das erst einmal...
Gehen wir mit Hilfe unserer neuen Vokabeln jetzt diesen Erbgang einmal durch:
Oben siehst du die Merkmalsausprägungen von Samen in der P-Generation. Es gibt vom Aussehen (phänotypisch) runde und gelbe Erbsen bei dem einen Elternteil sowie grüne schrumpelige (kantige) Erbsen beim anderen Elternteil.
Du betrachtest also einen Erbgang, bei dem es um zwei Merkmale geht. Und da kommen wir zunächst auf die Idee, dass es sich auch um einen dihybriden Erbgang handelt (bei dem also jeweils ein Gen die jeweilige Ausprägung der Merkmale beeinflusst).
Die Gene betreffen demnach die Samenfarbe und die Samenform.
Von jedem Gen gibt es eine alternative Ausprägung: gelb oder grün (Farbe) beziehungsweise rund oder kantig (Form).
Damit man den Erbgang leichter verdeutlichen kann, benutzt man nun für die Gene (bzw. die Allele der Gene) Buchstaben. Häufig verwendet man die ersten Buchstaben des Alphabets (obwohl man auch alle möglichen anderen Bezeichnungen verwenden könnte.
Wenn nun ein Allel eines Gens dominant gegenüber seiner Alternative ist, benutzt man einen großgeschriebenen Buchstaben. Die rezessive Alternative bekommt den gleichen Buchstaben, aber klein geschrieben.
Aber woher weiß ich aber, ob sich die Allele zueinander dominant-rezessiv verhalten? Nun, da hilft hier ein Blick in die F1-Generation. Hier erfährt man, dass alle Nachkommen (100%) aus der Kreuzung der P-Generation gelbe und runde Samen haben. Und das, obwohl doch ein Elternteil grüne und kantige Erbsen hatte.
Wenn wir nun wissen, dass sich die Nachkommen stets aus den Chromosomen vom Vater UND der Mutter zusammen setzen (diploide Organismen!), dann wissen wir auch, dass die Erbinformationen für grüne Samen und kantige samen in den Individuen der f1-Generation enthalten sein müssen. Aber offenbar drücken sich diese Informationen im Phänotyp der F1-Pflanzen nicht aus. Oder anders gesagt: die Information grün wird von der Information gelb dominiert. Und die Information für kantig wird von der Information für rund unterdrückt (dominiert).
Nun haben wir alles beisammen, um die Allele definieren zu können:
A: „mache gelbe Samenfarbe”
a: „mache grüne Samenfarbe”
und
B: „mache runde Erbsen”
b: „mache kantige Erbsen”
Und jetzt können wir uns um die Genotypen der Pflanzen kümmern. Die Eltern sollen reinerbig sein. Das bedeutet, sie müssen jedes Allel zweimal identisch besitzen.
Da der eine Elternteil gelbe und runde Samen hat, muss er die genetische Ausstattung „AABB” haben, denn A bedeutet „mache gelbe Samenfarbe” und B bedeutet „mache runde Erbsen” Und reinerbig bedeutet, wenn ich einmal A (groß-A) habe, muss ich noch einmal A (groß-A) haben (und bei B genau so).
Da der andere Elternteil grüne und kantige Erbsen hat, muss er den Genotyp „aabb” haben (warum, wirst du jetzt schon selbst erklären können, nicht wahr?!).
Demnach sieht der Genotyp der P-Generation folgendermaßen aus:
P-Generation: AABB x aabb
(gelb, rund) x (grün, kantig)
Tja, soweit, so gut...
Doch was für Keimzellen (Spermien oder Eier) können diese Eltern nun bilden? Und wie sieht dann der Genotyp der Individuen in der F1-Generation aus?
Wir erinnern uns: Keimzellen entstehen bei der Meiose und haben nur noch einen haploiden (halben) Chromosomensatz. Natürlich müssen trotzdem zu jedem Gen Informationen in der Keimzelle sein. Es geht also nicht, den diploiden Chromosomensatz AABB des einen Elternteils in AA und BB zu teilen. Es muss (damit zu jedem Gen eine Information vorliegt) die Halbierung so erfolgen:
AB und AB
Analog bildet der andere Elternteil die Keimzellen ab und ab...
Und wenn diese Keimzellen bei der Befruchtung dann aufeinandertreffen und zu einer Zygote (= befruchtete Eizelle) verschmelzen, dann ergibt sich wieder ein diploider Organismus. Dieser hat hier die genetische Ausstattung
AaBb
weil die Informationen „AB” vom einen Elternteil und die Informationen „ab” vom anderen Elternteil stammen.
Und siehe da: A bedeutet „mache gelbe Samenfarbe” und B „mache runde Erbsen”, also genau das, was alle Nachkommen der f1-Generation phänotypisch haben: gelbe runde Erbsen. Die Informationen grün und kantig stecken zwar auch im Erbgut der F1-Individuen, aber weil sie rezessiv sind, drücken sie sich im Phänotyp nicht aus.
Doch so richtig interessant wird es erst jetzt. Was passiert, wenn man nun Individuen mit der genetischen Ausstattung der F1-Wesen untereinander kreuzt?
Wieder fragen wir uns, welche Keimzellen die f1-Individuen bilden können. Und hier gibt es mehrere Möglichkeiten, denn die Informationen A, a, B und b können (im Prinzip) unabhängig und zufällig auf die Keimzellen verteilt werden. Das bedeutet, dass die F1-Individuen folgende Keimzellen bilden können:
AB, Ab, aB oder ab
Da alle diese vier verschiedenen Keimzellen bilden können, können auch alle vier dieser Keimzellen bei einer Paarung aufeinander treffen. Und die Folgen davon zeigt man am einfachsten mit Hilfe eines F2-Kreuzungsquadrats (das zu Ehren seines Erfinders auch Punnett-Quadrat genannt wird):
..........AB........Ab........aB.......ab
AB...AABB...AaBb...AaBB...AaBb
Ab...AABb....AAbb...AaBb...Aabb
aB...AaBB...AaBb....aaBB....aaBb
ab....AaBb...Aabb....aaBb....aabb
Wie du siehst, hast du in diesem Punnett-Quadrat insgesamt 9/16 Nachkommen, die gelbe und runde Erbsen haben, weil sie in ihrem Genotyp mindestens einmal A (groß-A) UND B (groß-B) haben.
Du hast 3/16 Nachkommen mit der Merkmalskombination gelbe, kantige Erbsen, weil diese im Genotyp mindestens einmal ein A haben, aber immer nur bb.
Du hast noch einmal 3/16 Nachkommen, die grüne und runde Erbsen haben, weil sie die genotypische Ausstattung aa, aber mindestens einmal B haben.
Und schließlich hast du 1/16 Nachkommen mit grünen und kantigen Erbsen, weil sie im Genotyp nur a UND b haben.
Das macht zusammen vier Phänotypen im Verhältnis 9:3:3:1.
Außerdem kannst du sehen, dass es neben den schon bekannten Merkmalskombinationen gelb, rund (ein Elternteil und die F1-Generation) und grün, kantig (der andere Elternteil) noch zwei neue Kombinationen gibt, die es so weder in der P- noch in der F1-Generation gab, nämlich gelb, kantig und grün, rund...
Jetzt zu deinen Aufgaben: In Aufgabe 1 sollst du alle reinerbigen Genotypen nennen. Reinerbig heißt, dass ihre Kombinationen von gleichen Buchstaben stets gleichartig sein müssen. Wenn A, dann noch einmal A. Wenn a, dann noch einmal a...
Reinerbig sind demnach
AABB (1 x gelb, rund),
AAbb (1 x gelb, kantig),
aaBB (1 x grün, rund) und
aabb (1 x grün, kantig).
In Aufgabe 2 sollst du erklären, wie es zu den neuen Merkmalskombinationen kommt. Nun, das liegt daran, dass Mendel drei Regeln zur Vererbung aufgestellt hat.
Mendel 1 (Uniformitätsregel):
Kreuzt man reinerbige Individuen miteinander, die sich in der Ausprägung eines Merkmals unterscheiden, so sehen alle Nachkommen in Bezug auf dieses Merkmal gleich aus (sie haben eine Form, sind uniform).
Mendel 2 (Spaltungsregel):
Kreuzt man die Individuen der F1-Generation von reinerbigen Eltern untereinander, so spalten die Ausprägungen des Merkmals in der F2-Generation in einem ganz bestimmten Zahlenverhältnis auf.
[Und jetzt kommt's!]
Mendel 3 (Unabhängigkeitsregel):
Die Allele von verschiedenen Genen werden (im Prinzip) unabhängig voneinander vererbt. Dadurch können sich neue Merkmalskombinationen ergeben (die es zuvor nicht gab).
Die erste Mendelregel konntest du bei der Kreuzung von der P- auf die F1-Generation sehen.
Die zweite Mendel-Regel konntest du bei der Kreuzung der F1-Generation untereinander in der F2-Generation sehen, denn das Zahlenverhältnis von 9:3:3:1 zeigt dir, dass es sich um einen dihybriden, doppelt-dominant-rezessiven Erbgang handelt, weil 9:3:3:1 gerade für diesen Erbgang die typische Aufspaltung ist.
Aber die dritte Mendel-Regel siehst du wieder an den Individuen der F2-Generation, weil es hier neue Merkmalskombinationen gibt, die es so zuvor (P, F1) nicht gab.
Alles klar?
LG von der Waterkant
"Mendelsche Regel" ... verstehe ich, ja! Die müsst ihr halt beachten / anwenden! :)
Vergleiche die Phänotypen im Kombinationsquadrat mit den Phänotypen der P-Generation und der F1.
Welche sind neu?
Man erkennt nichts im Bild zu schlechte Auflösung