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Biologie · Genetik, Evolution und Ökologie
Gen, Allel, Genotyp und Phänotyp, die drei Mendelschen Regeln, Rechnen mit dem Punnett-Quadrat und Rückkreuzung, die drei Erbgänge sowie AB0 und Rhesus als Anwendung.
Reinerbige Eltern geben eine einheitliche F1, die F2 spaltet auf: 3:1 bei dominant-rezessiv, 1:2:1 bei intermediär und kodominant.
| Begriff | Bedeutung |
|---|---|
| Gen, Locus | Erbanlage für ein Merkmal, ihr Platz auf dem Chromosom |
| Allel | eine Zustandsform des Gens, diploid hast du zwei |
| Genotyp | welche Allele vorhanden sind |
| Phänotyp | was man sieht: Allele plus Umwelt |
| homozygot (reinerbig) | beide Allele gleich |
| heterozygot (mischerbig) | beide Allele verschieden |
| P, F1, F2 |
Die Regeln gelten für diploide Lebewesen mit haploiden Keimzellen und für Merkmale, die ein einzelnes Gen auf einem Autosom bestimmt.
Grenzen der einfachen Regeln: Pleiotropie heißt, ein Gen beeinflusst mehrere Merkmale. Bei Epistasie beeinflussen sich Gene gegenseitig. Die Reaktionsnorm ist die Bandbreite an Phänotypen, die ein Genotyp je nach Umwelt zeigt.
| Regel | Kreuzung | Ergebnis |
|---|---|---|
| 1. Uniformität | AA × aa, reinerbig | F1 alle Aa, einheitlich |
| 2. Spaltung (Segregation) | Aa × Aa, also F1 × F1 | F2: 3:1 Phänotyp, 1:2:1 Genotyp |
| 3. Unabhängigkeit | AaBb × AaBb | F2: 9:3:3:1 |
Es ist egal, welcher Elternteil welche Variante trägt: Die F1 bleibt einheitlich (reziproke Kreuzung, deshalb auch Reziprozitätsregel). Beim 9:3:3:1 zeigen 9 beide dominanten Merkmale, je 3 eines, 1 beide rezessiven. So entstehen neue Kombinationen, die weder P noch F1 hatten.
Die dritte Regel braucht Gene auf verschiedenen Chromosomen oder sehr weit auseinander auf demselben. → Ausführlich in: Gen-Kopplung
Zur Vorhersage der Genotypen nutzt man das Punnett-Quadrat: Du schreibst die Keimzellen der Eltern an die Seiten und füllst die Felder mit ihren Kombinationen.
Schrittfolge
Deine AufgabeVerfolge beide Merkmale von P bis F₂. Welche F₂-Phänotypen entsprechen den Eltern, welche kombinieren ihre Merkmale neu?
Schritt 1 von 4
| Aa × Aa | A | a |
|---|---|---|
| A | AA | Aa |
| a | Aa | aa |
Vier Felder zu je 25 %: AA, Aa, Aa, aa. Genotypen also 1:2:1. AA und Aa sehen gleich aus, daher Phänotypen 3:1. Die Wahrscheinlichkeit für ein Kind aa liegt also bei 25 %, bei jedem Kind neu. Dafür braucht es von beiden Eltern ein a, auch gesunde Eltern können Träger sein.
Die Rückkreuzung (Testkreuzung) klärt einen unbekannten Genotyp: Du kreuzt das Individuum mit dominantem Phänotyp mit einem aa-Partner. Kommen nur dominante Nachkommen, war es AA. Kommen zur Hälfte rezessive, war es Aa.
| Erbgang | Heterozygote zeigen | Beispiel |
|---|---|---|
| dominant-rezessiv | nur das dominante Merkmal | Rhesus-D über d |
| intermediär | eine Mischform | Löwenmäulchen: rot × weiß → rosa |
| kodominant | beide Merkmale nebeneinander | Blutgruppe AB |
Intermediär (unvollständige Dominanz) und kodominant haben dieselben Zahlen: F1 einheitlich, F2 1:2:1 in Phänotyp und Genotyp. Zusammen mit der vollständigen Dominanz sind das die drei Abstufungen der Dominanz.
Das AB0-Gen liegt auf Chromosom 9. In der Bevölkerung gibt es drei Allele (multiple Allele), jeder Mensch trägt zwei: A, B und 0. A und B sind kodominant, beide dominieren über 0.
| Blutgruppe | mögliche Genotypen |
|---|---|
| A | AA oder A0 |
| B | BB oder B0 |
| AB | AB |
| 0 | 00 |
Rhesus ist schlicht dominant-rezessiv: Rh-positiv ist DD oder Dd, Rh-negativ dd. Zwei Dd-Eltern haben zu 25 % ein Rh-negatives Kind, zwei Rh-negative nie ein Rh-positives.
Ein Kind mit Blutgruppe 0 braucht von beiden Eltern ein 0-Allel; ein AB-Elternteil schließt das aus.
Im Blut heißt Blutgruppe A: A-Antigen auf den Erythrozyten, Anti-B im Plasma. Transfusionsregeln und die Rhesus-Unverträglichkeit in der Schwangerschaft: → Ausführlich in: Immunbiologie Grundlagen
