Wie geht diese Hausaufgabe (brauche schnell Hilfe)?
Es geht um die Mendelschen Regeln. Das ist zur Zeit unser Thema in Biologie. Die Aufgabe:
G = gelber Samen (dominant)
g = grüner Samen
R = runde, glatte Form (dominant)
r = runzelig
H = grüne Hülse (dominant)
h = gelbe Hülse
Kann mir das vielleicht jemand lösen? Am besten ausführlich. Danke schon mal im Voraus.😄
2 Antworten
Das ist aber so leider keine Aufgabe. :) Wahrscheinlich sollst du verschiedene Kreuzungen durchspielen und dann das Aussehen der 1. und 2. Generation aufschreiben. (?) Dominante und rezessive Merkmale sind angegeben. Das geht dann z.B. mit dem Punnett Quadrat recht übersichtlich. https://de.wikipedia.org/wiki/Punnett-Quadrat
Moin,
hmm, wenn du eine Frage gestellt hättest, könnte man darauf konkret antworten, aber du hast lediglich geschrieben, worum es bei euch in Biologie gerade geht und dann ein paar Allele definiert.
Dennoch rate ich mal, was du meinst, und versuche, das dann ausführlich zu erklären...
Also: Es geht um Erbgänge in der klassischen Genetik. Dabei betrachtet man Merkmale und wie sie vererbt werden.
In deinem Beispiel geht es um drei Merkmale, die Samenfarbe, die Samenform und die Schoten- bzw. Hülsenfarbe. Solche Erbgänge, in denen drei Merkmale betrachtet werden, bezeichnet man als "trihybrid".
Bei jedem Merkmal gibt es eine Alternative: Der Samen kann gelb oder grün sein; der Samen kann rund und glatt oder kantig-runzelig sein; die Hülse kann ebenfalls grün oder gelb sein.
Die Alternativen sind jeweils durch zwei verschiedene Allele eines Gens repräsentiert. Ein Gen ist ein Abschnitt auf einem Erbträger (Chromosom), dessen Ausführung zur Ausbildung eines Merkmals beiträgt. Ein Allel ist nun wiederum die genaue Ausführungsvorschrift des betreffenden Gens. Soweit so klar? - Ich hoffe...
Wenn also auf einem Chromosom an dem Ort, wo das Gen für die Samenfarbe zu finden ist, steht, dass der Samen gelb gefärbt sein soll, dann befindet sich an dem Ort die Ausführungsvorschrift (das Allel) für gelbe Samenfarbe. Oder es befindet sich dort die Ausführungsvorschrift (das Allel) für die Herstellung von grünen Samen.
Wenn nun die eine Ausführungsvorschrift (das eine Allel) in ihrer (seiner) Auswirkung auf das spätere Merkmal die andere Ausführungsvorschrift (das andere Allel) überdeckt, dann sagt man, das eine Allel "dominiert" das andere. Das eine Allel ist "dominant", das andere "rezessiv". Auch noch klar?
Okay, dann weiter: Eine Erbsenpflanze hat einen diploiden Chromosomensatz (es gibt auch Lebensformen, die im haploiden Stadium leben, also mit einem einfachen Chromosomensatz ausgestattet sind, aber die lassen wir jetzt einmal außer acht). Ein diploider Chromosomensatz bedeutet, dass jede Körperzelle (bis auf die Keimzellen) von jedem Chromosom zwei Stück besitzt, eins vom "Vater" und eins von der "Mutter". Diese beiden Chromosomen tragen jeweils die gleichen Erbinformationen zu irgendwelchen Merkmalen. Diese Chromosomenpaare nennt man "homolog". Du hast dann also zwei Chromosomen, die an gleicher Stelle zum Beispiel das Gen für die Samenfarbe haben. Beide Gene können identische Ausführungsvorschriften (Allele) haben, zum Beispiel "Mache gelbe Samen!" oder "Mache grüne Samen!" oder das eine Chromosom hat das Allel für gelbe Samen, während das andere das Allel trägt, das grüne Samen hervorbringt.
Im ersten Fall bezeichnet man das als "homozygot" ("reinerbig"), im zweiten als "heterozygot" (mischerbig").
In deinem Beispiel werden alle drei Merkmale dominant-rezessiv vererbt. Darum handelt es sich hier um einen trihybriden, dominant-rezessiven Erbgang, verstehst du?
Nun gut. Kommen wir zu den Mendel-Regeln. Die erste Mendel-Regel lautet:
1. Mendel-Regel (Uniformitätsregel)
»Kreuzt man reinerbige Individuen einer Art, die sich in einem Merkmal unterscheiden, dann sehen ihre Nachkommen in Bezug auf dieses Merkmal alle gleich aus (sie sind uniform!)«
Es gibt noch eine weitere Erkenntnis in diesem Zusammenhang, nämlich:
»Wenn das Merkmal dominant-rezessiv vererbt wird, so gleichen sich die Nachkommen in Bezug auf das Merkmal nicht nur untereinander, sondern auch dem Elternteil, der die dominante Merkmalsausprägung hat. Dabei spielt es keine Rolle, ob die dominante Merkmalsausprägung vom Vater oder von der Mutter kommt.«
Diese zusätzliche Erkenntnis führt dazu, dass man die erste Mendel-Regel auch "Reziprokizitätsregel" nennt, was eben darauf anspielt, dass es egal ist, ob das dominante Allel vom Vater oder (reziprok) von der Mutter stammt.
Was bedeutet das nun für dein Beispiel? - Nun, zunächst einmal müssen die Eltern-Erbsenpflanzen in Bezug auf das betrachtete Merkmal reinerbig (homozygot) sein. Das heißt, beide Allele im diploiden Chromosomensatz müssen identisch sein.
Und die Eltern müssen sich in der Merkmalsausprägung unterscheiden. Das heißt, der eine Elternteil muss reinerbig für gelbe Samen sein, der andere reinerbig für grüne. Das wiederum bedeutet, dass der eine Elternteil genotypisch die Ausstattung "GG" hat, der andere die Ausstattung "gg". Welcher Elternteil "GG" hat, ist dabei egal.
Das gilt nun analog für alle drei betrachteten Merkmale. Demnach könntest du zum Beispiel bei einem Elternteil die genetische Ausstattung
"GGRRHH" haben, wobei der andere Elternteil dann "ggrrhh" wäre. Das würde bedeuten, dass der eine Elternteil in allen drei Merkmalen die dominante Merkmalsausprägung besäße (also gelbe, glatte Samen in grünen Hülsen hätte), während der andere Elternteil in allen drei Merkmalen die jeweils rezessive Alternative zeigen würde (also grüne, runzelige Samen in gelben Hülsen).
Aufgrund der Reziprokizität wäre aber auch denkbar, dass die Eltern folgende genetische Ausstattungen hätten:
"GGrrhh" und "ggRRHH" oder
"ggRRhh" und GGrrHH" oder... du weißt schon...
Die Hauptsache ist, dass die Merkmalsalternative dominant-rezessiv ist und dass die Eltern im jeweiligen Merkmal reinerbig sind (zweimal den gleichen Buchstaben besitzen).
Egal ist dagegen, welcher Elternteil das jeweils dominante Allelenpaar hat, und welcher das rezessive.
Wenn sich diese Individuen nun paaren und Nachkommen zeugen, dann müssen alle Nachkommen laut der ersten Mendel-Regel gleich aussehen (und in ihrer Merkmalsausprägung dem Elternteil gleichen, der die dominante Variante hat).
Okay, dann kreuzen wir mal... Ich mache das jetzt exemplarisch an zwei Beispielen. Dann wirst du sehen, dass beide Male das gleiche herauskommt...
1. Beispiel: GGRRHH x ggrrhh
Individuen mit der diploiden Chromosomenausstattung "GGRRHH" bilden im Verlauf der Meiose nur Keimzellen mit der genetisch haploiden Ausstattung "GRH", weil bei der Meiose der diploide Chromosomensatz halbiert wird, aber von jedem Gen eines der Allele in der Keimzelle landet. Individuen mit der Ausstattung "ggrrhh" bilden entsprechend Keimzellen der Ausstattung "grh". Wenn sich dann diese Keimzellen zu einer Zygote (= befruchtete Eizelle) vereinen, hat diese Zygote die genetische Ausstattung "GgRrHr". Das heißt, dass alle Nachkommen genotypisch gleich sind (nämlich heterozygot), aber auch phänotypisch übereinstimmen (sie haben gelbe, glatte Samen in grünen Hülsen). Und nicht nur das! Alle Nachkommen gleichen in ihren Merkmalsausprägungen auch dem dominanten Elternteil. Das heißt, die erste Mendel-Regel ist (hier) korrekt...
2. Beispiel: Vater GGrrHH x Mutter ggRRhh
Hier hat der eine Elternteil gelbe, runzelige Samen in grünen Schoten, während der andere Elternteil grüne, glatte Samen in gelben Schoten hat. Der erste Elternteil bildet Keimzellen mit der Ausstattung "GrH", der andere solche mit der Ausstattung "gRh". Vereinen sich solche Keimzellen, entstehen Individuen mit der Ausstattung "GgrRHh". Da es egal ist, ob man bei der genetischen Ausstattung "rR" oder "Rr" schreibt, weil beides unabhängige Allele auf getrennten Chromosomen sind, kann man die Ausstattung der Nachkommen auch so schreiben: "GgRrHh". Und siehe da! - Die Ausstattung ist dieselbe wie beim ersten Beispiel. Und wieder sind nicht nur alle Nachkommen untereinander gleich, nein, sie gleichen auch in ihren Merkmalsausprägungen stets dem Elternteil, das die dominante Variante hat. Das heißt, die erste Mendel-Regel trifft wirklich zu!
Kommen wir zur zweiten Regel...
2. Mendel-Regel (Spaltungsregel)
»Kreuzt man Individuen miteinander, die in Bezug auf ein Merkmal heterozygot sind, so spaltet sich die Merkmalsausprägung bei den Nachkommen in bestimmten Zahlenverhältnissen auf.«
Diese Regel erscheint auf den ersten Blick relativ sinnlos zu sein, weil sie wenig konkret ist. Was, bitte schön, soll das heißen, dass sich die Merkmalsausprägungen in bestimmten Zahlenverhältnissen aufspalten? Aber bei genauerer Betrachtung ist diese Regel nicht so sinnlos, wie sie sich vielleicht zunächst anhört.
Das Interessante ist nämlich, dass sich die Zahlenverhältnisse je nach Erbgang immer gleichen! Dass man allerdings nicht genauer eingrenzt, um welche Zahlenverhältnisse es dabei geht, hängt damit zusammen, dass es verschiedene Erbgänge gibt, in denen noch gewisse "Tücken" in Form von Sonder- und Spezialfällen eingebaut sein können. Aber wenn ein Erbgang nach einem bestimmten Muster erfolgt, dann spalten sich die Merkmalsausprägungen auch stets im selben Zahlenverhältnis auf!
Nimm als Beispiel den einfachen Fall, dass wir nur ein Merkmal betrachten (monohybrider Erbgang). Das Merkmal solle dominant-rezessiv vererbt werden, zum Beispiel rote Blüte (dominant) und weiße Blüte (rezessiv). Die Allelendefinition sei A: rote Blüte; a: weiße Blüte.
In einem solchen Fall wird sich die Merkmalsausprägung in der F2-Generation stets im Verhältnis 3:1 aufspalten. Und hier der Beweis:
P-Generation: AA (reinerbig-rot) x aa (reinerbig-weiß)
F1-Generation: Aa (mischerbig-rot)
Aa (mischerbig-rot) x Aa (mischerbig-rot)
F2-Generation: AA (reinerbig-rot) Aa (mischerbig-rot) aA (mischerbig-rot) aa (reinerbig-weiß)
Wow, tatsächlich... phänotypisch 3 (rot) : 1 (weiß).
In einem dominant-rezessiven Erbgang, in dem du zwei verschiedene Merkmale betrachtest (dihybrider Erbgang), die unabhängig voneinander vererbt werden, spalten die Phänotypen zum Beispiel im Verhältnis 9:3:3:1 auf... Aufgrund der 2. Mendel-Regel ist das vorhersagbar. Die Überprüfung erspare ich uns jetzt mal.
In deinem Beispiel, in dem du drei Merkmale betrachtest, die unabhängig voneinander dominant-rezessiv vererbt werden, ergibt sich folgendes Kreuzungsquadrat (Punnett-Quadrat):
GgRrHh x GgRrHh
Mögliche Keimzellen: GRH; GRh; GrH; Grh; gRH; gRh; grH; grh
Mögliche Kombinationen im Punnett-Quadrat:
GRH GRh GrH Grh gRH gRh grH grh
GRH GGRRHH GGRRHh GGRrHH GGRrHh GgRRHH GgRRHh ...
GRh GGRRHh GGRRhh GGRrHh GGRrhh GgRRHh GgRRhh ...
GrH GGRrHH GGRrHh ...
Grh GGRrHh GGRrhh ...
gRH GgRRHH GgRRHh ...
gRh GgRRHh GgRRhh ...
grH GgRrHH GgRrHh ...
grh GgRrHh GgRrhh ... ... ggrrhh
Am Ende kommt jedenfalls eine phänotypische Aufspaltung im Verhältnis 27:9:9:9:3:3:3:1 heraus.
3. Mendel-Regel (Unabhängigkeitsregel)
»Kreuzt man heterozygote Individuen, die aus einer Kreuzung von homozygoten Eltern hervorgegangen sind, die sich in mindestens zwei Merkmalen voneinander unterschieden, so werden die Merkmale (im Prinzip) unabhängig voneinander vererbt. Das heißt, in der F2-Generation kommen auch Merkmalsausprägungen vor, die es so in der P- oder der F1-Generation nicht gegeben hat.«
Diese Regel besagt, dass Gene zunächst einmal (im Prinzip) unabhängig voneinander vererbt werden. Wenn du das auf dein Beispiel beziehst und das erste Beispiel oben heranziehst, hast du
P-Generation
GGRRHH (gelbe, glatte Erbsen in grüner Schote)
ggrrhh (grüne, runzelige Erbsen in gelber Schote)
F1-Generation
GgRrHh (gelbe, glatte Erbsen in grüner Schote)
F2-Generation
27/64 x gelbe, runde Erbsen in grüner Schote;
9/64 x gelbe, runzelige Erbsen in grüner Schote;
9/64 x gelbe, runde Erbsen in gelber Schote;
9/64 x grüne, runde Erbsen in grüner Schote;
3/64 x gelbe, runzelige Erbsen in grüner Schote;
3/64 x grüne, runzelige Erbsen in grüner Schote;
3/64 x grüne, runde Erbsen in gelber Schote;
1/64 x grüne, runzelige Erbsen in gelber Schote.
In diesem Fall sind die 27/64 phänotypisch wie der dominante Elternteil und die 1/64 der Nachkommen wie der rezessive Elternteil.
Alle anderen sind neue Kombinationen der Merkmalsausprägungen, die es so zuvor nicht gab.
Das zeigt, dass auch die dritte Mendel-Regel gilt.
Dazu muss jedoch angemerkt werden, dass es sehr wichtig ist, den Zusatz "im Prinzip unabhängig" zu machen, denn es ist ja immerhin möglich, dass sich zwei Gene auf ein und demselben Chromosom befinden. Dann würden die jeweiligen Merkmale oftmals zusammen vererbt und wären damit nicht immer unabhängig voneinander. So etwas bezeichnet man dann als "Kopplungsgruppe".
Aber selbst im Falle von Kopplungsgruppen kann es passieren, dass es zu einer unabhängigen Vererbung kommt. Dann nämlich, wenn es zu einem "Kopplungsbruch" kommt. So ein Kopplungsbruch kann zum Beispiel durch ein Crossing-over während der Prophase-I in der Meiose eintreten.
Eigentlich hatte Mendel bei der Auswahl seiner untersuchten Merkmale geradezu "unverschämtes Schwein", denn er wählte zufällig sieben Merkmale aus, die tatsächlich durch sieben Gene auf sieben verschiedenen Chromosomen gesteuert und damit wirklich regelmäßig unabhängig voneinander vererbt werden. Noch deutlicher wird dieser geradezu unglaubliche Zufall, wenn man bedenkt, dass der haploide Chromosomensatz der Erbse auch nur sieben Chromosomen umfasst. Mit anderen Worten: Mendels Auswahl seiner sieben Merkmale war durch sieben Gene auf sieben Chromosomen verteilt, wobei es auch nur sieben verschiedene Chromosomen überhaupt gibt. Wie klein ist bitte schön die Wahrscheinlichkeit, dass man tatsächlich Merkmale aussucht, die nicht auf einem Chromosom gekoppelt vorliegen?? Aber so war's...
Ich hoffe, dass dir diese ausführlichen Erläuterungen helfen.
LG von der Waterkant.
