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Die Mendelschen Regeln

Warum haben zwei braunäugige Eltern manchmal ein blauäugiges Kind? In dieser Lektion lernst du die Begriffe dominant, rezessiv, homozygot und heterozygot und rechnest ein Kreuzungsschema Schritt für Schritt durch.

  • Fach: Biologie
  • Klasse 9
  • Thema: Genetik
  • Dauer: 17 Min
  • Niveau: Mittel
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Wie Gregor Mendel die Vererbung entschlüsselte

Gregor Mendel kreuzte ab 1856 im Klostergarten Erbsenpflanzen, die sich in jeweils einem Merkmal unterschieden, und zählte über Jahre die Nachkommen. Dass er zählte, war der entscheidende Schritt. Vor ihm glaubte man, Merkmale der Eltern würden sich in den Kindern einfach vermischen. Aus roten und weißen Blüten hätten dann rosa werden müssen. Mendel fand stattdessen klare Zahlenverhältnisse, die sich über die Generationen wiederholten.

Die Erklärung: Für jedes Merkmal besitzt ein Lebewesen zwei Anlagen, eine von der Mutter und eine vom Vater. Solche Varianten eines Gens nennt man Allele. Bei der Bildung der Geschlechtszellen werden die beiden Allele getrennt, jede Eizelle und jedes Spermium bekommt nur eines. Bei der Befruchtung kommen wieder zwei zusammen. Die Allele vermischen sich dabei nicht, sie bleiben als Einheiten erhalten – deshalb kann ein Merkmal eine Generation überspringen und später wieder auftauchen.

Zwei Begriffspaare musst du sauber trennen. Der Genotyp ist die Kombination der Allele, also was im Erbgut steht, zum Beispiel Aa. Der Phänotyp ist das, was du siehst, zum Beispiel „braune Augen“. Und: Homozygot bedeutet, dass beide Allele gleich sind (AA oder aa), heterozygot, dass sie verschieden sind (Aa). Aus dem Phänotyp allein kannst du den Genotyp oft nicht ablesen – AA und Aa sehen gleich aus.

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Dominant oder rezessiv?

Treffen in einem heterozygoten Lebewesen zwei verschiedene Allele aufeinander, setzt sich beim dominant-rezessiven Erbgang eines davon im Phänotyp durch. Das stärkere heißt dominant und wird mit einem Großbuchstaben geschrieben, das unterdrückte heißt rezessiv und bekommt denselben Buchstaben klein. Das rezessive Allel ist nicht verschwunden – es wird weitervererbt und wird sichtbar, sobald es doppelt vorliegt.

Genau daran liegt die Antwort auf die Eingangsfrage: Zwei braunäugige Eltern mit dem Genotyp Aa tragen beide ein Allel für blaue Augen. Geben beide dieses weiter, ist das Kind aa – und blauäugig. Eine Besonderheit ist der intermediäre Erbgang, etwa bei der Wunderblume: Dort ist keines der Allele dominant, und aus rot und weiß werden tatsächlich rosa Blüten. Das ist die Ausnahme, nicht die Regel.

Dominantes Allel (A)

Setzt sich im Phänotyp durch. Es genügt einmal: Schon der Genotyp Aa zeigt das dominante Merkmal.

Beispiele

  • AA homozygot dominant – braune Augen
  • Aa heterozygot – braune Augen, trägt aber die Anlage für blaue
  • Bei Mendels Erbsen: rote Blütenfarbe, runde Samenform

Signalwörter

  • Großbuchstabe
  • wird bei AA und bei Aa sichtbar
  • zwei gleich aussehende Eltern können verschiedene Genotypen haben
  • Merkmal kann keine Generation überspringen

Rezessives Allel (a)

Wird im Phänotyp unterdrückt. Es zeigt sich nur, wenn es doppelt vorliegt, also beim Genotyp aa.

Beispiele

  • aa homozygot rezessiv – blaue Augen
  • Aa ist Träger: Merkmal unsichtbar, wird aber weitervererbt
  • Bei Mendels Erbsen: weiße Blütenfarbe, runzelige Samenform

Signalwörter

  • Kleinbuchstabe
  • nur bei aa sichtbar
  • kann eine Generation überspringen
  • Merkmalsträger sind immer homozygot
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Kreuzungsschema Schritt für Schritt

Eine homozygot rotblühende Erbse (AA) wird mit einer homozygot weißblühenden (aa) gekreuzt. Bestimme Genotypen und Phänotypen der ersten Generation F1 und der zweiten Generation F2. Rot ist dominant.

Gegeben:

  • Elterngeneration P: AA (rot) × aa (weiß)
  • Arot, dominant; aweiß, rezessiv

Gesucht:

Genotypen und Phänotypen von F1 und F2 mit Zahlenverhältnis

Lösung:

  1. Geschlechtszellen der Eltern: Die AA-Pflanze kann nur A weitergeben, die aa-Pflanze nur a. Jede Elternpflanze ist homozygot, hat also nur eine Sorte Keimzellen.
  2. F1: Jede Kombination ist A von oben und a von unten, also sind alle Nachkommen Aa – heterozygot. Weil A dominant ist, blühen alle rot. Das ist die 1. Mendelsche Regel, die Uniformitätsregel: Alle Nachkommen gleichen sich.
  3. Kreuzung der F1 untereinander: Aa × Aa. Jetzt bildet jede Pflanze zwei Sorten Keimzellen, A und a, und zwar je zur Hälfte. Kombiniere jede Keimzelle des einen mit jeder des anderen: A+A, A+a, a+A, a+a.
  4. F2: Das ergibt die Genotypen 1 AA : 2 Aa : 1 aa. Im Phänotyp sehen AA und Aa gleich aus, also 3 rot : 1 weiß. Das ist die 2. Mendelsche Regel, die Spaltungsregel – das unterdrückte Merkmal tritt wieder auf.

F1: alle Aa, alle rot (Verhältnis 1 : 0). F2: Genotypen 1 AA : 2 Aa : 1 aa, Phänotypen 3 rot : 1 weiß. Achte darauf, welches Verhältnis gefragt ist – beim Genotyp 1 : 2 : 1, beim Phänotyp 3 : 1.

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Jetzt bist du dran!

Aufgabe 1 von 3

Zwei heterozygote Pflanzen (Aa) werden gekreuzt. In welchem Verhältnis stehen die Phänotypen der Nachkommen? Schreibe das Verhältnis mit Doppelpunkt, zum Beispiel 1:1.

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Das Wichtigste in Kürze

  • Genotyp ist die Allelkombination im Erbgut, Phänotyp das sichtbare Merkmal.
  • Homozygot: beide Allele gleich (AA oder aa). Heterozygot: verschieden (Aa).
  • Dominant (Großbuchstabe) setzt sich schon einmal vorhanden durch, rezessiv (klein) nur bei aa.
  • 1. Regel (Uniformität): Kreuzt man zwei homozygote Eltern, sind alle F1-Nachkommen gleich.
  • Typischer Fehler: Genotyp- und Phänotypverhältnis in der F2 verwechseln. Genotyp 1 : 2 : 1, Phänotyp 3 : 1 – gefragt ist meistens das Phänotypverhältnis.

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