Meiose

Allele und monohybrider Erbgang nach Mendel

Wie Allele definiert sind, was homozygot und heterozygot bedeutet und wie sich daraus die Verhältnisse 1:2:1 und 3:1 im monohybriden Erbgang ergeben.

Prüfungsrelevanz: gut zu wissen ✓ gelesen
Das Wichtigste in Kürze5 Punkte
  • Allele sind einander entsprechende Gene am selben Genort homologer Chromosomen, die unterschiedliche Information für dasselbe Merkmal tragen können.
  • Homozygot bedeutet zwei identische Allele eines Gens (\(AA\) oder \(aa\)), heterozygot zwei verschiedene (\(Aa\)).
  • Weil sich in der Meiose die Homologen trennen, enthält ein Gamet in der Regel nur ein Allel eines Allelpaares.
  • Die Kreuzung \(AA \times aa\) ergibt eine uniforme \(F_1\) aus lauter Heterozygoten \(Aa\) (Uniformitätsregel).
  • Bei \(Aa \times Aa\) spalten die Genotypen 1:2:1, im dominant-rezessiven Erbgang die Phänotypen 3:1.

Worum es geht

Ein Gen kann in verschiedenen Varianten vorliegen, den Allelen. Wie die Meiose sie auf die Keimzellen verteilt, bestimmt die Merkmale der Nachkommen. Mendels Erbsenversuche zeigen diese Regeln am einfachsten Fall.

Allele

Allele sind einander entsprechende Gene am selben Genort homologer Chromosomen. Sie können unterschiedliche Information für dasselbe Merkmal tragen, etwa für violette oder weiße Blütenfarbe. Ein diploider Organismus besitzt pro Gen zwei Allele, ein Allelpaar: eines von der Mutter, eines vom Vater. Neue Allele entstehen durch Mutation. Das Crossing-over kombiniert vorhandene Allele nur neu.

📖 Definition: Homozygot und heterozygot

Homozygot (reinerbig) ist ein Individuum, dessen zwei Allele eines Gens identisch sind, also \(AA\) oder \(aa\). Heterozygot (mischerbig) ist es bei zwei verschiedenen Allelen, also \(Aa\).

Eine Zygote ist daher je nach den verschmelzenden Gameten homozygot oder heterozygot. Die Begriffe beschreiben nur die Allelausstattung eines Gens. Mit Zweihäusigkeit von Pflanzen oder der Ableitung homologer Organe haben sie nichts zu tun.

In der Meiose trennen sich die homologen Chromosomen. Deshalb erhält jeder Gamet in der Regel nur ein Allel jedes Allelpaares.

Zwei homologe Chromosomen mit markiertem Genort A beziehungsweise a, darunter zwei Gameten mit je einem Chromosom.

Allele liegen am selben Genort homologer Chromosomen; die Meiose verteilt sie auf verschiedene Gameten.

Die Allelkombination bildet den Genotyp, das ausgeprägte Merkmal den Phänotyp. Verschiedene Allele werden nicht immer sichtbar. Ein dominantes Allel (Großbuchstabe) setzt sich im Phänotyp durch. Das rezessive Allel (Kleinbuchstabe) zeigt sich nur im homozygoten Zustand.

Monohybrider Erbgang

Mendel kreuzte reinerbige Erbsen, die sich in einem Allelpaar unterscheiden: violett blühend (\(AA\)) mit weiß blühend (\(aa\)). Jeder Elternteil bildet nur eine Sorte Gameten. Alle Nachkommen der \(F_1\) sind daher \(Aa\). Sie sind genotypisch und phänotypisch gleich (Uniformitätsregel) und entsprechen genotypisch keinem Elternteil. Im dominant-rezessiven Erbgang bestimmt das dominante Allel ihren Phänotyp: Alle blühen violett.

Kreuzt man die \(F_1\) untereinander (\(Aa \times Aa\)), bildet jeder Elternteil \(A\)- und \(a\)-Gameten zu gleichen Teilen. Das Kombinationsquadrat kombiniert sie zufällig und gleich wahrscheinlich:

Gameten \(A\) \(a\)
\(A\) \(AA\) \(Aa\)
\(a\) \(Aa\) \(aa\)

Je ein Viertel ist homozygot wie einer der Eltern, die Hälfte ist heterozygot. Genotypisch spaltet die \(F_2\) also 1:2:1 (25 % \(AA\), 50 % \(Aa\), 25 % \(aa\)). Da \(AA\) und \(Aa\) gleich aussehen, ergibt sich phänotypisch 3:1.

Kreuzungsschema einer violett und einer weiß blühenden Erbse, darunter die violette F1-Generation und ein Vier-Felder-Quadrat mit drei violetten und einer weißen F2-Pflanze.

Monohybrider dominant-rezessiver Erbgang: uniforme \(F_1\), Spaltung der \(F_2\) in Genotypen 1:2:1 und Phänotypen 3:1.

Ein Beispiel: Von 200 \(F_2\)-Pflanzen erwartet man 50 \(AA\), 100 \(Aa\) und 50 \(aa\). Davon blühen 150 violett und 50 weiß.

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Aussage 1

Ein Gamet enthält in der Regel nur ein Allel eines Allelpaares, weil sich die homologen Chromosomen in der Meiose trennen.

Die Trennung der Homologen verteilt die beiden Allele eines Paares auf verschiedene Gameten.

Aussage 2

Bei der Kreuzung \(Aa \times Aa\) ist die Hälfte der Nachkommen heterozygot.

Das Kombinationsquadrat ergibt 25 % \(AA\), 50 % \(Aa\) und 25 % \(aa\).

Aussage 3

Die \(F_1\) aus der Kreuzung \(AA \times aa\) gleicht genotypisch dem homozygot dominanten Elternteil.

Alle \(F_1\)-Individuen sind \(Aa\), also heterozygot. Phänotypisch gleichen sie im dominant-rezessiven Erbgang dem dominanten Elternteil, genotypisch keinem der beiden.

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