Mendelsche Regeln – Anwendung (Basiswissen) 08:28 min
Transkript Mendelsche Regeln – Anwendung (Basiswissen)
Hallo, heute befassen wir uns mit der Vererbung von Merkmalen und wir werden dabei die mendelschen Regeln in Anwendung bringen müssen. Im Internet stieß ich auf eine Grundkurs Aufgabe. Ich will euch heute zeigen, wie man sie lösen kann. Als Vorwissen solltet ihr die erste und zweite Mendelsche Regel kennen: Die Uniformitäts- und die Spaltungsregel. Außerdem wisst ihr, dass die Phänotypen die Erscheinungsbilder und die Genotypen die Erbbilder der Lebewesen sind. Die Uniformitätsregel drückt aus, dass die Nachkommen reinerbiger Individuen einheitlichen Bezug auf das betrachtete Merkmal sind. Es wird also hierbei nur das Erscheinungsbild erfasst. Kreuzt man nun die uniformen Nachkommen der ersten Tochtergeneration untereinander weiter, spaltet die zweite Tochtergeneration in bestimmten Zahlenverhältnissen auf. Es entstehen dabei verschiedene Phänotypen. So, genug der Vorrede. Ich komme jetzt zur Aufgabe: Die Blüten einer bestimmten Pflanzenart unterscheiden sich in der Blütenfarbe und der Blütengröße. Die Kreuzung zweier reinerbiger Pflanzen dieser Pflanzenart ergibt nur mittelgroße, rote Blüten. Kreuz man diese unter sich, so entdeckt man die Phänotypen mit den Merkmalspaaren: groß-blau, groß-rot, mittelgroß und blau, mittelgroß und rot, klein und blau, sechstens: klein und rot. Wie ihr gemerkt habt, habe ich gleich die Merkmale, die zu beachten sind zuvor unterstrichen. Wir kommen jetzt zu den einzelnen Aufgaben: Wie werden die Merkmale vererbt? Erstellen Sie für beide Kreuzungen ein Erbschema unter Angabe der entsprechenden Genotypen und leiten Sie aus der letzten Kreuzung das Zahlenverhältnis der genannten Phänotypen ab. Nachdem die Aufgaben klar sind, machen wir uns einige Notizen. Wir konnten dem Informationstext entnehmen, dass die Parentalgeneration, das heißt also die Elterngeneration, reinerbig ist. Die Filialgeneration, also die erste Tochtergeneration, ist uniform. Alle sind einheitlich rot und mittelgroß in ihrer Blüte. Weiterhin konnten wir entnehmen, dass die zweite Tochtergeneration in bestimmten Verhältnissen aufspaltet. Natürlich kommen die erste und die zweite Mendelsche Regel zur Anwendung. Es gibt zwei Merkmalspaare: für die Farbe - rot und blau und für die Größe - groß und klein. Jetzt versuchen wir die Erbgänge zu ergründen. Die Blütengröße wird intermediär, also zwischenelterlich, vererbt. Hingegen ist für die Blütenfarbe zu sagen, dass es sich um einen dominant-rezessiven Erbgang handeln muss. Es gibt keine Zwischenform. Wir legen jetzt die Symbole für die Anlagen der Merkmale fest. Für das dominante Rot, wähle ich groß R, und das rezessive blau nennen wir klein r. Für die Größe wähle ich klein g und für das Merkmal klein, klein k. Es empfiehlt sich bei intermediärer Vererbung immer kleine Buchstabensymbole zu verwenden. Kommen wir jetzt zu den Kreuzungen und den Erbschemata. Ich gehe von einer Annahme aus: Die Eltern sind reinerbig und ich lege für den einen Elter zweimal groß R und zweimal klein g fest, und für den anderen Elter zweimal klein r und zweimal klein k. Die reinerbigen Eltern können immer nur einen Gametentyp bilden. Also es kann nur kombiniert werden: groß R - klein g, groß R- klein g, klein r - klein k und klein r- klein k. Das Kombinationsquadrat für die F1 soll uns zeigen, welche Typen nach der Befruchtung entstehen können. Wir erhalten immer nur einen Phänotyp. Alle Nachkommen der F1 haben rote Blüten und die Blüten sind mittelgroß. Alle Individuen sind mischerbig, das heißt also spalterbig. Wir kreuzen jetzt die Individuen aus der F1 untereinander weiter. Da die Vertreter mischerbig sind, können sie vier Gametentypen bilden. Ich erstelle jetzt das Kombinationsquadrat für die F2.Es ergeben sich 16 Kästchen, die ich ausfüllen muss. Ist eigentlich ganz logisch, Vier mal Vier ist bekanntermaßen 16. Jetzt trage ich die Kombinationsmöglichkeiten der Anlagen ein. Gleich bin ich fertig. Ich will hoffen, dass alles richtig ist. Insgesamt finden wir sechs verschiedene Phänotypen vor. Ich habe sie anhand ihrer Erbbilder einzeln ausgezählt. Es ergab sich ein phänotypisches Spaltungsverhältnis von sechs zu drei zu drei zu zwei zu eins zu eins (6:3:3:2:1:1). Lest einfach, was sich ergeben hat. Mit der Angabe der einzelnen Phänotypen, wäre unsere Aufgabe zum großen Teil gelöst. Doch wie sehen die Spaltungsverhältnisse für beide Merkmale im Einzelnen aus? Zwölf Blüten sind rot und vier blau. Gekürzt ergibt sich ein Spaltungsverhältnis von Drei zu Eins. Zählt man die Nachkommen nach der Blütengröße aus, ergibt sich ein Zahlenverhältnis von 4:8:4 und gekürzt von 1:2:1. Das ist typisch für einen intermediären Erbgang. Kommen wir zur Zusammenfassung: Was konntest du heute lernen? Ich glaube du konntest heute lernen, wie man einem Informationstext die wichtigsten Begriffe entnimmt. Weiterhin konntest du erleben wie man die erste und zweite Mendelsche Regel anwendet. Du konntest nachvollziehen, wie man einen dihybriden Erbgang, das ist ein Erbgang mit zwei Merkmalspaaren, darstellt. Und zu guter Letzt, haben wir die Spaltungsverhältnisse herausgefunden. So, das war's für heute. Ich sage Tschüss, wie immer bis zum nächsten Mal. Euer Oktavus.
Videobeschreibung
Es ist es gar nicht so schwer einen Erbgang zu ergründen. Ich zeige es dir in diesem Video am Beispiel der Blütenfarbe und Blütengröße von Pflanzen. Zunächst müssen wir die Erbgänge ergründen und die Symbolik für die Merkmale des dihybriden Erbganges festlegen. Dann werden die Erbgänge mithilfe von Erbschemata, den Kombinationsquadraten, dargestellt und es können die phänotypischen Zahlenverhältnisse ausgezählt werden. Es ist kein Problem, man muss nur wissen, wie man am besten vorgeht.
Der Tutor:
StR i. R.
Mendelsche Regeln – Anwendung (Basiswissen)
Mendelsche Regeln – Anwendung (Basiswissen) Übung
Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Mendelsche Regeln – Anwendung (Basiswissen) kannst du es wiederholen und üben.
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Nenne die Genotypen aller Gameten.
Tipps
Gameten tragen von jedem Gen nur ein Allel!
Reinerbige Individuen produzieren nur Gameten mit identischen Allelkombinationen.
Lösung
Jedes Individuum verfügt über Allele jedes Gens. Bei der Bildung der Gameten wird von jedem Gen eines der beiden Allele zufällig ausgewählt. Bei reinerbigen Organismen ergibt sich daher nur eine Allelkombination für die Gameten: Beide Allele der Gene sind jeweils gleich, es ist also unerheblich, welches der beiden Allele ausgewählt wird. Die Individuen der Elterngeneration bilden daher nur Gameten mit der Allelkombination Rg bzw. rk. Die gemischterbigen Nachkommen verfügen jeweils über beide Allele der beiden Gene. Es gibt daher auch vier mögliche Kombinationen von Allelen für die Gameten: Rg, Rk, rg und rk.
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Gib an, an welcher Stelle der Aufgabenstellung die entscheidenden Informationen genannt werden.
Tipps
Welches Schlüsselwort zeigt dir, dass alle Pflanzen der F1-Generation die gleiche Merkmalskombination zeigen?
Intermediär bedeutet, dass das Merkmal bei Vorhandensein beider Allele des entsprechenden Gens eine Mischung der beiden reinerbigen Merkmalsausprägungen ist.
Wie sähe die F1-Generation aus, wenn die Blütenfarbe in einem intermediären Erbgang vererbt werden würde?
Lösung
Wenn man die F1-Generation als uniform bezeichnet, so bedeutet dies, das alle Individuen der F1-Generation die gleiche Merkmalsausprägung zeigen. Das Wörtchen nur im Aufgabentext zeigt dir, dass es nur eine einzige Ausprägung des Merkmalspaares in der Generation gibt.
Im Gegensatz dazu gibt es in der F2-Generation sechs unterschiedliche Ausprägungen des Merkmalspaares. Die Generation ist also alles andere als uniform, sie ist aufgespalten.
Die mittlere Größe der Blüten in der F1-Generation beweist, dass die Mischung der beiden Allele des Gens für die Größe der Blüte eine mittlere Blütengröße hervorruft. Der Erbgang ist daher intermediär. Im Gegensatz dazu ist das Allel für die rote Blütenfarbe dominant gegenüber dem rezessiven Allel für die blaue Blütenfarbe, da alle Blüten in der F1-Generation rot sind. -
Ordne den Phänotypen der F2-Generation die entsprechenden Genotypen zu.
Tipps
Die Farbe wird durch die Allele R und r festgelegt, wobei R die rote Farbe verursacht und r die blaue.
Das Allel R ist dominant: Alle Individuen, die dieses Allel tragen, haben also rote Blüten.
- gg: groß
- kk: klein
- gk: mittel-groß
Lösung
Da das Allel für die rote Blütenfarbe dominant ist, haben alle Pflanzen, die dieses Allel tragen, rote Blüten. Die entsprechenden Allelkombinationen sind RR und Rr. Nur Pflanzen mit der Allelkombination rr sind blau.
Für die Blütengröße gibt es drei mögliche Kombinationen:- gg: groß
- kk: klein
- gk: mittel-groß
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Arbeite die korrekten Schlussfolgerungen aus der Beschreibung heraus.
Tipps
Ein intermediärer Erbgang ist daran zu erkennen, dass das Merkmal im Phänotyp eine Mischform der beiden unterschiedlichen Merkmalsausprägungen sein kann.
Das dominante Merkmal setzt sich bei der Kreuzung reinerbiger Individuen immer durch!
Überlege, welche Merkmale rezessiv vererbt werden!
Da die Elterntiere reinerbig sind, müssen alle vier Merkmale im Phänotyp der Elterntiere beobachtbar sein.
Lösung
Da in der $F_1$-Generation keine Mischungen zwischen den Merkmalen zu beobachten sind, müssen beide Merkmale dominant-rezessiv vererbt werden. Im Bezug auf beide Merkmale sind alle Individuen der $F_1$-Generation heterozygot. Da alle Rinder ein schwarzes, ungeschecktes Fell haben, müssen die Allele für diese Fellfarbe und Musterung dominant sein.
Da die Elterntiere reinerbig sind, müssen alle vier Merkmale im Phänotyp der beiden Tiere beobachtbar sein. Auch die rezessiv vererbbaren Merkmale müssen beobachtbar sein, da die entsprechenden Allele homozygot vorliegen. Das heißt, ein Elterntier muss braunes und eines schwarzes Fell haben, eines geschecktes und eines ungeschecktes Fell. -
Gib die Schlussfolgerungen zur Vererbung der Merkmale Blütenfarbe und Blütengröße wieder.
Tipps
Die 1. Mendel'sche Regel – die Unifomitätsregel – bezieht sich auf die $F_1$-Generation!
Bei einer intermediären Vererbung gibt es bei heterozygoten Organismen eine Mischform des Merkmals der beiden reinerbigen Eltern.
Lösung
Da die Eltern reinerbig sind, müssen alle Pflanzen der $F_1$-Generation in Bezug auf beide Merkmale gemischterbig sein. Aus dem Phänotyp mittelgroße rote Blüten lässt sich folgern, dass...
- ... das Allel für die rote Blütenfarbe dominant ist und dieses Merkmal daher dominant-rezessiv vererbt wird.
In der darauffolgenden Generation sind die Merkmale unterschiedlich, also aufgespalten. Dies entspricht der Spaltungsregel. -
Ermittle das Zahlenverhältnis der vier Phänotypen in der $F_2$-Generation.
Tipps
Das dominante Allel wird immer vor dem rezessiven Allel aufgeführt!
Verschmelzen zwei Gameten, so enthält das Ergebnis immer sämtliche Allele, die auch in den Gameten vorhanden waren.
Die Angaben zeigen dir, welche Allele dominant sind!
Überlege, welcher Phänotyp sich jeweils aus dem Genotyp ergibt!
Sind die Allele A und B vorhanden, so hat das Rind immer ein schwarzes, ungeschecktes Fell.
Lösung
Da die Merkmale schwarzes Fell und ungescheckt dominant sind, sind auch Rinder mit dieser Merkmalskombination in der $F_2$-Generation am häufigsten zu finden: Neun der 16 Kombinationsmöglichkeiten zeigen diesen Phänotyp.
Die Merkmalskombination braunes Fell und ungescheckt kommt dann vor, wenn im Genotyp mindestens einmal das Allel A vorkommt, und die Allelkombination bb vorliegt. Dies ist bei drei Kombinationsmöglichkeiten der Fall. Tiere mit schwarzem, geschecktem Fell gibt es genauso oft.
Die Merkmalskombination braunes Fell und gescheckt ist am seltensten, sie kommt nur bei einer Kombinationsmöglichkeit vor.
Die Zahlenverhältnisse in der $F_2$-Generation sind also 9:3:3:1.
13 Kommentare
Hallo Mirjam Herbst,
schau mal im Thema „Klassische Genetik“. Dort findest du viele weitere Videos zu den Vererbungsregeln inklusive Übungen. Hier der Link zur Übersichtsseite: https://www.sofatutor.com/biologie/genetik-und-entwicklungsbiologie/genetik/klassische-genetik
Ich hoffe, das hilft dir weiter.
Beste Grüße aus der Redaktion
Ich brauche bitte noch mehr übungen zum lösen von Kreuzungsquadraten
Hallo Jule,
an der Parentalgeneration siehst du, welche Gametentypen die reinerbigen Eltern aufweisen. Es wird gesagt, dass davon ausgegangen wird, dass beide Eltern homozygot sind. Daher haben sie zwei Allele für dasselbe Merkmal, wie z.B. RR und gg. Das ergibt für beide Eltern die Gameten 2x Rg und 2x rk.
Ich hoffe, das hilft dir weiter.
Viele Grüße aus der Redaktion
Wie kommt man auf die 4 Gametentypen?
Hallo Farah,
in diesem Video werden konkrete Anwendungsaufgaben erarbeitet, daher ist es vom Niveau her anspruchsvoller. Schau dir doch die anderen Videos zu den Mendelschen Regeln an. Vielleicht helfen sie weiter. Wenn du trotzdem noch Fragen hast, kannst du sie gerne hier oder im Hausaufgabenchat stellen.
Viele Grüße aus der Redaktion!