Mendelsche Regeln
In diesem Artikel geht es um die Mendelschen Regeln. Mithilfe von Beispielen erklären wir dir, was es damit auf sich hat und wir erklären dir alle drei Mendelsche Regeln.
Dieser Artikel gehört zum Fach Biologie und erweitert das Thema Genetik.
Übrigens: am Ende dieses Artikels findest du einen kurzen Überblick mit den wichtigsten Fakten, die du zum Thema Mendelsche Regeln können musst! |
Definition und Geschichte der Mendelschen Regeln
Gregor Mendel (1822-1884), ein Augustinermönch, führte im Garten seines Klosters Kreuzungsexperimente mit Erbsenpflanzen durch und wertete sie statistisch aus. So gelang es ihm, Gesetze zu finden, die bestimmen wie bestimmte Merkmale der Pflanzen vererbt werden. Er stellte drei Gesetze auf, die bis heute als Mendelsche Regeln bezeichnet werden:
- Die 1. Mendelsche Regel, die Uniformitätsregel
- Die 2. Mendelsche Regel, die Spaltungsregel
- Die 3. Mendelsche Regel, die Unabhängigkeitsregel
Mehr zu den drei Mendelschen Regeln erfährst du später.
Erst einmal erklären wir dir, welche Experimente Mendel genau durchführte:
Mendel untersuchte über längere Zeit die Nachkommen von Erbsenpflanzen: als die Nachkommen einer Pflanze mit Bezug auf ein bestimmtes Merkmal alle gleich waren, konnte er davon ausgehen, dass die Eltern im Bezug auf dieses Merkmal reinerbig (homozygot) waren.
Hatten also alle Nachkommen einer Pflanze gelbe Samen, ging er davon aus, dass die Elternpflanzen mit Bezug auf die Samenfarbe reinerbig waren. Dann kreuzte er verschiedene reinerbige Pflanzen und wertete die Ergebnisse statistisch aus. Die große Bedeutung seiner Forschungsergebnisse wurde erst nach dem Tod Mendels bekannt.
IMPORTANT TO KNOW
!! Um diesen Artikel zu verstehen, solltest du die Grundbegriffe der Genetik, wie dominante/rezessive Gene und Allele kennen. Falls du nochmal nachlesen möchtest, was es damit auf sich hat, empfehlen wir dir unseren Artikel zur Genetik. Außerdem solltest du wissen, was es mit Genotyp und Phänotyp auf sich hat, bevor wir uns die Mendelschen Regeln genauer ansehen. !!
Wie lauten die drei Regeln nach Gregor Mendel?
Wie bereits erwähnt, stellte Mendel drei Regeln auf, die wir uns jetzt genauer ansehen.
Die 1. Mendelsche Regel: Uniformitätsregel
Kreuzt man zwei homozygote Eltern (Parentalgeneration, P-Generation), die sich in der Ausprägung eines Merkmals oder mehrerer Merkmale (Phänotyp) unterscheiden, sind die Nachkommen in der F1-Generation (erste Filialgeneration/erste Tochtergeneration) untereinander im Phänotyp gleich (uniform).
Aus: STARK: AbiturSkript - Biologie – Bayern, S. 32
Dabei ist es sowohl egal, ob es sich um einen monohybriden oder dihybriden, als auch ob es sich um einen dominant-rezessiven oder einen intermediären Erbgang handelt: sofern die Eltern reinerbig sind, sind die Individuen der F1-Generation untereinander immer gleich.
Um Erbgänge schematisch darzustellen, nutzt man eine Symbolschreibweise. Dabei wird einem Gen ein Buchstabe zugeordnet. Wir wählen hier den Anfangsbuchstaben des dominanten Merkmals, allerdings können auch die Anfangsbuchstaben des Alphabets genutzt werden. Bei einem dominant-rezessiven Erbgang erhalten beide Allele den gleichen Buchstaben. Dabei nutzt man Großbuchstaben für dominante und Kleinbuchstaben für rezessive Gene.
Beispiel zur Uniformitätsregel:
Kreuzung von Erbsenpflanzen, die aus runden Samen hervorgingen, mit Erbsenpflanzen, die aus kantigen Samen hervorgingen.
Allel für „rund“ (dominant): R
Allel für „kantig“ (rezessiv): r
Im Falle der geschlechtlichen Fortpflanzung wird jedes Merkmal von zwei Genen bestimmt.
Genotyp der reinerbig rundsamigen Pflanze: RR
Genotyp der reinerbig kantigen Pflanze: rr
Die Keimzellen der rundsamigen Pflanze erhalten das Gen R, die Keimzellen der kantigen Pflanze erhalten das Gen r.
Erbgang des Beispiels in Symbolschreibweise:
Abb. 1: 1. Mendelsche Regel
aus: STARK: Abitur-Training-Biologie Band 1, S.115
Das Gen für „rund“ ist dominant, daher sind alle Individuen der F1-Generation untereinander im Phänotyp gleich. Dies ist die Kernaussage der 1. Mendelschen Regel.
Der Erbgang kann auch im Kombinationsquadrat dargestellt werden:
Abb. 2: Kombinationsquadrat
aus: STARK: Abitur-Training - Biologie Band 1, S. 115
Die 2. Mendelsche Regel: Spaltungsregel
Kreuzt man Individuen der F1-Generation untereinander, so treten in der F2-Generation sowohl Merkmalsausprägungen der F1-Generation als auch der P-Generation in einem bestimmten Zahlenverhältnis auf.
Aus: STARK: AbiturSkript - Biologie – Bayern, S. 32
Beispiel zur Spaltungsregel:
Nun werden bei einem dominant-rezessiven Erbgang die mischerbigen (heterozygoten) Erbsenpflanzen mit runden Samen der F1-Generation aus dem vorherigen Beispiel (Genotyp Rr) miteinander gekreuzt:
Abb. 3: Kombinationsquadrat
aus: STARK: Abitur-Training - Biologie Band 1, S. 116
In der F2-Generation treten nun runde und kantige Erbsensamen im Verhältnis rund : kantig = 3 : 1 auf. Dabei ist der Genotyp der rundsamigen Erbsen nicht einheitlich, es ergibt sich folgendes Verhältnis von Genotypen: RR : Rr : rr = 1 : 2 : 1
Die 3. Mendelsche Regel: Unabhängigkeitsregel
Kreuzt man in einem dihybriden dominant-rezessiven Erbgang die Individuen der F1-Generation untereinander, so spalten sich die Merkmalsausprägungen der Nachkommen in der F2-Generation im Zahlenverhältnis 9 : 3 : 3 : 1 auf. Dabei werden die Gene unabhängig voneinander neu kombiniert.
Aus: STARK: AbiturSkript - Biologie – Bayern, S. 32
Die 3. Mendelsche Regel bezieht sich auf einen sogenannten dihybriden Erbgang. Das bedeutet, die Vererbung von zwei Merkmalen wird untersucht. Dabei gilt die Regel nur, wenn die Gene nicht gekoppelt sind, also auf unterschiedlichen Chromosomen liegen.
Beispiel zur Unabhängigkeitsregel:
Wieder werden Erbsenpflanzen untersucht, diesmal mit Hinblick auf zwei Merkmale: Die Form der Samen (rund/kantig) und deren Farbe (gelb/grün). Dabei sind die Allele für gelb (G) und rund (R) dominant, diejenigen für grün (g) und kantig (r) sind rezessiv.
Phänotypen P-Generation: gelb, rund × grün, kantig
Genotypen P-Generation: GGRR ggrr
Keimzellen der P-Generation: GR gr
Daraus ergibt sich folgendes Kombinationsquadrat:
Abb. 4: Kombinationsquadrat
aus: STARK: Abitur-Training - Biologie Band 1, S. 117
Die Phänotypen der F1-Generation sind gelb und rund, das ergibt sich aus der 1. Mendelschen Regel. Wie vorher bereits erwähnt, liegen die Gene für die Merkmale Farbe und Form auf unterschiedlichen Chromosomen, daher können sich in der F1-Generation folgende Keimzellen bilden:
Keimzellen der F1-Generation: GR Gr gR gr
Daraus ergibt sich dieses Kombinationsquadrat für die F2-Generation:
Abb. 5: Kombinationsquadrat
aus: STARK: Abitur-Training - Biologie Band 1, S. 118
In der F2-Generation treten neue reinerbige Geno- und Phänotypen auf:
- GGrr (gelb, kantig)
- ggRR (grün, rund)
Es kam zur Neukombination der Gene.
Die Phänotypen treten in folgendem Verhältnis auf:
gelb-rund gelb-kantig grün-rund grün-kantig
9 : 3 : 3 : 1
(Alle Beispiele aus STARK: Abitur-Training - Biologie Band 1)
Mendelsche Regeln - das Wichtigste auf einen Blick!
Gregor Mendel führte Kreuzungsexperimente mit Erbsenpflanzen durch und wertete statistisch aus, wie bestimmte Merkmale vererbt werden. Er stellte drei Regeln auf:
- 1. Mendelsche Regel, Uniformitätsregel
Werden reinerbige (homozygote) Eltern, die sich in der Ausprägung (Phänotyp) eines Merkmals unterscheiden, gekreuzt, sind die Nachkommen (F1-Generation) im Hinblick auf dieses Merkmal im Phänotyp untereinander gleich. - 2. Mendelsche Regel, Spaltungsregel
Werden die Individuen dieser F1-Generation miteinander gekreuzt, treten in der F2-Generation sowohl Merkmalsausprägungen der F1-Generation als auch der P-Generation in einem bestimmten Verhältnis auf. - 3. Mendelsche Regel, Unabhängigkeitsregel
Werden in einem dihybriden Erbgang die Individuen der F1-Generation untereinander gekreuzt, spalten sich die Merkmalsausprägungen in der F2-Generation im Verhältnis 9 : 3 : 3 :1 auf. Die Gene werden dabei unabhängig voneinander neu kombiniert.
IMPORTANT TO KNOW
!! Am einfachsten kannst du dir die drei Mendelschen Regeln merken, wenn du sie anhand der Beispiele lernst. Präge dir dazu besonders die Kombinationsquadrate gut ein !!
Glückwunsch! Du kennst nun die Mendelschen Regeln. Sie sind ein wichtiger Teil der Genetik. Wenn du sie verstanden hast, werden dir auch andere Aspekte dieses Themas leichter fallen. Wenn du dein Wissen vertiefen willst, dann schau doch mal auf StudySmarter vorbei. Dort findest du weitere Artikel, Literatur und Übungsaufgaben zur Genetik und zu vielen anderen Themen.
