(Klassische) Genetik (Vererbungslehre)

 Die Mendelschen Gesetze: (1865)

   

Das Versuchsobjekt Erbse:  

Vorzüge des Versuchsobjektes Erbse: 
 
1)      Sehr viele Nachkommen (geeignet für Statistik!)  
  2)      Leicht beobachtbare Merkmale (Erbsenfarbe, -form);  
  3)      Kurze Generationsdauer (1 Jahr);  
  4)      Leichte Zucht;  
  5)      Erbsen sind Selbstbestäuber, d. h. Inzucht möglich (wichtig für die Zucht in Bezug auf Reinerbigkeit).  

Experimentelle Manipulation an der Erbsenblüte

1)      Kastrieren einer Zwitterblüte:
Die Entfernung entweder der männlichen Staubblätter oder des weiblichen Stempels;

2)      Künstliche Bestäubung:
Übertragung von männlichen Keimzellen (Blütenstaub = Pollen) auf den Stempel.

Wichtige Definitionen:

Phänotyp:  äußeres Erscheinungsbild (Summe aller Merkmale);
Genotyp: "Erbbild"= Summe der Erbanlagen
Gen: einzelne Erbanlage, die für die Ausbildung eines Merkmals verantwortlich ist;
Allel: Variante eines Gens; z. B. das Gen für Erbsenfarbe tritt in zwei Allelen auf: Allel für gelb, Allel für grün; wenn ein Gen in mehr als zwei Allelen (Varianten) auftritt, nennt man das multiple Allelie;  
reinerbig = homozygot: von Vater und Mutter wurde für ein Merkmal das gleiche Allel vererbt .
mischerbig = heterozygot:  von Vater und Mutter wurden verschiedene Allele eines Gens vererbt
hier unterscheidet man drei Fälle:
a) dominant-rezessiv: 
   dominant:
eines der beiden Allele setzt sich im Phänotyp allein durch;

   rezessiv: das andere Allel "tritt zurück" d.h. ist im Phänotyp nicht sichtbar
b)   intermediär: beide Allele setzen sich im Phänotyp durch zu einer Mischung, z.B.: weiß  x  rot  à  rosa;  
c)     kodominant: beide Allele setzen sich im Phänotyp durch, aber jedes für sich, z.B.: weiß x rot à  rot-weiß-gepunktet

monohybrider Erbgang: Erbgang, in dem ein Merkmal untersucht wird;
dihybrider Erbgang: Erbgang, in dem zwei Merkmale untersucht werden.

P-Generation: Elterngeneration
 F1-Generation: 1. Filialgeneration=Tochtergeneration ("Kinder")
 F2-Generation: 2. Tochtergeneation ("Enkel")
 monohybrider Bastard: mischerbiger Nachkomme reinerbiger Eltern (
nur bezüglich eines Merkmals)       
             

 
Aus der 2. Regel kann man schließen, dass jedes Merkmal von 2 Allelen festgelegt wird: eines von der Mutter, eines vom Vater. Begründung: Die F1-Bastarde müssen das rezessive Allel in sich tragen, denn in der F2-Generation taucht es wieder auf.
Aus der 3. Regel kann man schließen, dass die Gene frei kombinierbar sind, d.h. in den Keimzellen (Kz) treten alle Allelkombinationen auf.
Darstellung der Vererbungsgesetzmäßigkeiten mit Hilfe eines  Kreuzungsschemas (= Erbschema)
Man wählt für die Gene am besten die ersten  Buchstaben aus dem Alphabet. Dominante Allele bekommen den Großbuchstaben, rezessive den Kleinbuchstaben. (Im Intermediär-Fall: nur Großbuchstaben)
Kreuzungsschema zur 1. Mendel-Regel
Man kreuzt reinerbig gelbe mit reinerbig grünen Erbsen. Die F1  ist uniform gelbsamig.

Monohybrider, dominant-rezessiver Erbgang:

Kreuzungsschema zur 2. Mendel-Regel:
Die Kreuzung der gelbsamigen F1 -Bastarde führt zu einer Aufspaltung der F2 in 75% gelbsamige und 25% grünsamige.

Kreuzungsschema zur dritten Regel: 
Man kreuzt reinerbig gelb/runzlige mit grün/glatten Erbsen, die F1  ist uniform gelb/glatt. Die Kreuzung der F1-Bastarde führt zu einer Aufspaltung in der F2 von 9:3:3:1

          dihybrider, dominant-rezessiver Erbgang

 
Kreuzungsquadrat:
Ergebnis:

Aufgabe:

Die Rückkreuzung als Test auf Reinerbigkeit

Problem: Wie geht ein Züchter vor, wenn er beweisen muss, dass ein/e Zuchttier/-pflanze reinerbig ist?

z.B.: Ist eine gelbe Erbse reinerbig? à mögliche Genotypen einer gelben Erbse: AA oder Aa

Def. Rückkreuzung: Kreuzung mit einem Partner, der homozygot rezessiven Genotyp hat.
                         à Rückkreuzung mit Genotyp aa (= grüne Erbse)

Dihybride Rückkreuzung

              d) falls die Erbse für Farbe und Form mischerbig war: AaBb

   Ergebnis: Aufspaltung bezüglich Farbe und Form  1 :1 :1 :1

 

Würdigung der Verdienste MENDELS

  • Mendel beschränkte sich auf wenige, leicht beobachtbare Merkmale, die nicht von Umweltfaktoren (Wetter, Dünger..) abhängen.
  • Mendel erkannte, dass die Nachkommenaufspaltung statistisch ausgewertet werden muss.
    ànur bei großer Nachkommenzahl möglich!
  • Mendel erkannte (ohne etwas von den Chromosomen zu wissen) , dass die Eltern an ihre Kinder "stoffliche Einheiten" = Erbfaktoren = Gene weitergeben - und zwar für jedes Merkmal zwei (ein Allel vom Vater, ein Allel von der Mutter)

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