Aufgaben 45 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 entdeckte: Mendels Erbanlagen sind die Gene bzw. Allele auf den Chromosomen (siehe S. 41). In jeder Körperzelle liegen Paare von jeweils zwei homologen Chromosomen vor, die bei Meiose und Befruchtung neu kombiniert werden. Damit war die Chromosomentheorie der Vererbung formuliert (kAbb. 8). Demnach lässt sich ein Vererbungsvorgang in einem Kreuzungsschema darstellen: Dabei wird zwischen äußeren Merkmalen (dem Phänotyp) und zugrunde liegenden Genen (dem Genotyp) in den diploiden Körperzellen unterschieden. Wieso existieren dominante oder rezessive Allele? Hier gibt es verschiedene Mechanismen. Häufig ist folgender Zusammenhang: Gene codieren bestimmte Proteine. Diese codierende Funktion kann aber verloren gehen. Ein rezessives Allel kann also auch eine Genvariante sein, die die Fähigkeit zur Herstellung eines Proteins und damit zur Ausprägung eines Merkmals verloren hat. Kann das andere Allel am homologen Chromosom dies ausgleichen, ist es dominant. Die Vererbung von Chromosomen ist der Vorgang, der durch Kreuzungsschemata beschrieben wird Struktur und Funktion Es ist kein Zufall, dass Mendels Theorie über den Ablauf der Vererbung und die strukturellen Eigenschaften der Zelle zusammenpassen: Der von Mendel beschriebene Mechanismus ergibt sich aus dem Ablauf der Meiose, welche die Rekombination der Chromosomen ermöglicht. Abb.8: Die Chromosomentheorie der Vererbung stellt eine Verbindung zwischen Mendels Regeln (a) und der Zellbiologie (b) her. F2-Generation Zahlenverhältnis P-Generation Inzucht F1 -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 mischerbigen Folgegeneration sehen uniform aus, er kreuzte sie untereinander. Mendel kreuzte reinerbig hochwüchsige mit reinerbig 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 Allels N bzw. n, die nach Replikation und Meiose jeweils einen Typ Keimzellen bilden. 2.3 Chromosomen, Gene und Merkmale 1 W Um herauszufinden, ob Nachkommen rein- oder mischerbig sind, ist eine Rückkreuzung (siehe S. 42) nötig: Stelle ein Kreuzungsschema zwischen Gg-Erbsen der F1-Generation und gg-Erbsen der P-Generation auf sowie – zum Vergleich – ein zweites mit GG-Erbsen der F1-Generation und gg-Erbsen der P-Generation. Vergleiche die Ergebnisse und erkläre, warum so homo- und heterozygote Individuen unterschieden werden können. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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