am Puls Biologie 8, Schulbuch

41 Vererbungsregeln und Humangenetik Die Chromosomentheorie der Vererbung Auch wenn Mendel nichts von Chromosomen oder Genen wusste, entsprachen viele seiner Interpretationen dem, was die zellbiologische Forschung Anfang des 20. Jahrhunderts entdeck- te: Mendels Erbanlagen sind die Gene bzw. Allele auf den Chromosomen (siehe S. 37). In jeder Körperzelle liegen Paare von jeweils zwei homo- logen Chromosomen vor, die bei Meiose und Befruchtung neu kombiniert werden. Damit war die Chromosomentheorie der Verer- bung formuliert ( k Abb. 8). Demnach lässt sich ein Vererbungsvorgang in einem Kreuzungssche- ma darstellen: Dabei wird zwischen äußeren Merkmalen (dem Phänotyp) und zugrunde lie- genden Genen (dem Genotyp) in den diploiden Körperzellen unterschieden. Wieso existieren dominante oder rezessive Alle- le? Hier gibt es verschiedene Mechanismen. Häu- fig ist folgender Zusammenhang: Gene codieren bestimmte Protein. Diese codierende Funktion kann aber verloren gehen. Ein rezessives Allel ist also ein Gen, das die Funktion zur Ausprägung eines Merkmals verloren hat. Kann das funktions- tüchtige Allel am homologen Chromosom das ausgleichen, ist es dominant. Die Vererbung von Chromosomen ist der Vorgang, der durch Kreuzungs- schemata beschrie- ben wird Struktur und Funktion Abb. 8: Die Chromosomentheorie der Vererbung stellt eine Verbindung zwischen Mendels Regeln (a) und der Zellbiologie (b) her. F 2 -Generation Zahlenverhältnis P-Generation Inzucht F 1 -Generation × × × : 3 1 Replikation und Meiose Körperzelle Genorte Replikation und Meiose n n n N N N nn nn NN NN Nn Nn Nn Nn Erklärung durch Chromosomentheorie Vererbungsregeln N n Keimzelle Bei der Befruchtung entstehen die Genotypkombinationen NN , Nn und nn im Verhältnis 1:2:1. Aus dieser Kreuzung gehen hoch- und niedrigwüchsige Erbsen etwa im Zahlenverhältnis 3:1 hervor. Die hochwüchsigen Pflanzen der misch- erbigen Folgegeneration sehen uniform aus, er kreuzte sie untereinander. Mendel kreuzte reinerbig hochwüchsige mit rein- erbig niedrigwüchsigen Erbsensorten. Die Folgegeneration ist heterozygot, das dominante Allel N bestimmt das Erscheinungsbild. Es werden jeweils zwei verschiedene Keimzelltypen gebildet. Die Sorten sind homozygote Träger des Al- lels N bzw. n , die nach Replikation und Mei- ose jeweils einen Typ Keimzellen bilden. 2.3 Chromosomen, Gene und Merkmale Aufgabe E 1 Kreuzungsschema: Wähle ein Fallbei- spiel aus Abb. 3, S. 39, und setze dies in einem Kreuzungsschema um. Basiskonzept Struktur und Funktion: Es ist freilich kein Zufall, dass Mendels Theorie über den Ablauf der Vererbung und die struktu­ rellen Eigenschaften der Zelle zusammen­ passen: Der von Mendel beschriebene Mecha- nismus ergibt sich aus dem Ablauf der Meiose, welche die Rekombination der Chromosomen ermöglicht. Nur zu Prüfz ecken – Eigentum des Verlags öbv