Abiturvorbereitung Biologie
kompaktes Wissen

Mendelsche Kreuzungsexperimente
Was hat der verrückte Priester da gemacht?
Mendel? Gregor Mendel? Johan Gregor Mendel! Diesen Name solltet ihr euch dringend merken, denn er wird euch auf eurem Weg zu Abitur ständig begegnen. Mendel ist eine bedeutende Persönlichkeit der Biologie. Er experimentierte jahrelang mit Saaterbsen und veröffentlichte 1866 seine "Versuche über Pflanzenhybriden". Die aus den Versuchen gewonnenen Zahlenverhältnisse erklärte er mit den "Regeln der Kombination", denen wir uns in diesem Kapitel widmen möchten.
Mendels Experimente und seine Theorie bildeten das Fundament für Weiterentwicklungen im 20Jh.und waren Ausschlag gebend für die moderne Genetik.
Mendel begann seine Forschungen mit der Beschaffung 34 verschiedener Saaterbsen (lat.pilum sativum). Kennzeichnend für die gewählten Typen war eine optisch leicht erkennbare Merkmalsausprägung, wie z.B. Färbung und Form.
Mendel fand nach zweijährigen Experimenten heraus, dass 22 seiner selektierten Erbsentypen durch Selbstbestäubung sehr ähnliche Nachkommen hatten (sie waren phänotypisch identisch). Daher benutzte er diese für seine folgenden Kreuzungsexperimente in denen er gezielte Fremdbestäubung durchführte. D.h. er entfernte Pollen einer noch nicht ganz entwickelten Knospe und ersetzte sie durch fremde Pollen. Daraufhin untersuchte er die entstandenen Hybriden auf ihre Übereinstimmung mit den reinerbigen Merkmalen der Eltern. Zudem führte er Rückkreuzungen (reziproke Kreuzungen) durch, um zu verifizieren, dass nicht der Pollen Ausschlag gebend für die Samenfarbe war.
Auf Basis seiner Experimente begründete er eine Theorie, die auch heute noch, wenn auch in abgewandelter Form, gültig ist.
Er ging davon aus, dass die phänotypischen Ausprägungen auf Grundlage der in der Zelle befindlichen Substanzen erklärbar sind. Heute spricht man in diesem Zusammenhang von Genen (=Erbanlagen). Jeder Samen besitzt ein Gen für die Färbung, jedoch in 2 verschiedenen Informationsformen, welche als Allele bezeichnet werden und in der Parentalgeneration P die Färbungen "Grün" und "Gelb" bewirken.
Kreuzt man jedoch die Eltern miteinander, so entstehen immer nur Hybriden der ersten Filialgeneration F1 mit dem Phänotyp "Gelb". Das für die Samenfarbe "Gelb" verantwortliche Allel ist in diesem Fall dominant. D.h. er herrscht sozusagen über das "grüne" Allel und drängt es in den Hintergrund. Das "grüne" Allel wird hier als rezessiv bezeichnet und wirkt sich, wie gerade beschrieben, aufgrund der Dominanz von Allel "Gelb" phänotypisch nicht aus. => dominant-rezessiver-Erbgang.
Im vorliegenden Versuch liegen als Parentalgeneration reine Keimzellen vor, welche als Genotyp nur ein Allel pro Merkmal enthalten; befruchtete Körperzellen hingegen haben 2 Allele pro Merkmal. So können die Zellen der Filialgeneration 3 mögliche Genotypen aufweisen. AA und aa als homozygoter Genotyp und Aa als heterozygoter Genotyp. Beim dominant-rezessiven-Erbgang können sich 2 Genotypen jedoch ausschließlich in 2 Phänotypen ausprägen. Bei AA und aa ist logisch, wie sich diese Allelkombi auswirkt. Beim Genotyp Aa überwiegt das Allel A (hier für Färbung). Folglich entstehen Zahlenverhältnisse von 1:2:1 (AA:aa:Aa) auf bzw. 3:1 (Gelb:Grün).
Wie schon erwähnt und aus dem nebenstehenden Schema deutlich ersichtlich, sind laut Mendel die Hybriden der F1-Generation entwerder homozygot oder heterozygot. Möchte man den tatsächlichen Genotyp in Erfahrung bringen, so muss man die gelbsamige Erbse der F1-Generation mit einer homozygoten grünen (aa) kreuzen. Daraus resultieren 100% gelbsamige (Aa) heterozygote, wenn die gelbe Erbse homozygot war und 50% gelbsaminge und 50% grünsamige (aa) bei Heterozygotie der gelben Erbse.
Mendels Experimente und seine Theorie bildeten das Fundament für Weiterentwicklungen im 20Jh.und waren Ausschlag gebend für die moderne Genetik.
Mendel begann seine Forschungen mit der Beschaffung 34 verschiedener Saaterbsen (lat.pilum sativum). Kennzeichnend für die gewählten Typen war eine optisch leicht erkennbare Merkmalsausprägung, wie z.B. Färbung und Form.
Mendel fand nach zweijährigen Experimenten heraus, dass 22 seiner selektierten Erbsentypen durch Selbstbestäubung sehr ähnliche Nachkommen hatten (sie waren phänotypisch identisch). Daher benutzte er diese für seine folgenden Kreuzungsexperimente in denen er gezielte Fremdbestäubung durchführte. D.h. er entfernte Pollen einer noch nicht ganz entwickelten Knospe und ersetzte sie durch fremde Pollen. Daraufhin untersuchte er die entstandenen Hybriden auf ihre Übereinstimmung mit den reinerbigen Merkmalen der Eltern. Zudem führte er Rückkreuzungen (reziproke Kreuzungen) durch, um zu verifizieren, dass nicht der Pollen Ausschlag gebend für die Samenfarbe war.
Auf Basis seiner Experimente begründete er eine Theorie, die auch heute noch, wenn auch in abgewandelter Form, gültig ist.
Er ging davon aus, dass die phänotypischen Ausprägungen auf Grundlage der in der Zelle befindlichen Substanzen erklärbar sind. Heute spricht man in diesem Zusammenhang von Genen (=Erbanlagen). Jeder Samen besitzt ein Gen für die Färbung, jedoch in 2 verschiedenen Informationsformen, welche als Allele bezeichnet werden und in der Parentalgeneration P die Färbungen "Grün" und "Gelb" bewirken.
Kreuzt man jedoch die Eltern miteinander, so entstehen immer nur Hybriden der ersten Filialgeneration F1 mit dem Phänotyp "Gelb". Das für die Samenfarbe "Gelb" verantwortliche Allel ist in diesem Fall dominant. D.h. er herrscht sozusagen über das "grüne" Allel und drängt es in den Hintergrund. Das "grüne" Allel wird hier als rezessiv bezeichnet und wirkt sich, wie gerade beschrieben, aufgrund der Dominanz von Allel "Gelb" phänotypisch nicht aus. => dominant-rezessiver-Erbgang.
Im vorliegenden Versuch liegen als Parentalgeneration reine Keimzellen vor, welche als Genotyp nur ein Allel pro Merkmal enthalten; befruchtete Körperzellen hingegen haben 2 Allele pro Merkmal. So können die Zellen der Filialgeneration 3 mögliche Genotypen aufweisen. AA und aa als homozygoter Genotyp und Aa als heterozygoter Genotyp. Beim dominant-rezessiven-Erbgang können sich 2 Genotypen jedoch ausschließlich in 2 Phänotypen ausprägen. Bei AA und aa ist logisch, wie sich diese Allelkombi auswirkt. Beim Genotyp Aa überwiegt das Allel A (hier für Färbung). Folglich entstehen Zahlenverhältnisse von 1:2:1 (AA:aa:Aa) auf bzw. 3:1 (Gelb:Grün).
Wie schon erwähnt und aus dem nebenstehenden Schema deutlich ersichtlich, sind laut Mendel die Hybriden der F1-Generation entwerder homozygot oder heterozygot. Möchte man den tatsächlichen Genotyp in Erfahrung bringen, so muss man die gelbsamige Erbse der F1-Generation mit einer homozygoten grünen (aa) kreuzen. Daraus resultieren 100% gelbsamige (Aa) heterozygote, wenn die gelbe Erbse homozygot war und 50% gelbsaminge und 50% grünsamige (aa) bei Heterozygotie der gelben Erbse.
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2003-2006
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