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MENDELsche Regeln

Mendel - Chromosomen/Mitose/Meiose - Crossing over - Blutgruppen - Hautfarben

Jeder Schüler und jeder Student jeglichen Geschlechts sollte die drei Mendelschen Regeln kennen. Für Abiturienten sind diese Regeln wichtig, weil bei fast jeder zweiten Biologie-Abituraufgabe die Analyse eines Stammbaums gefragt ist. Da sind Kenntnisse der Klassischen Genetik (Mendelsche Regeln, Chromosomentheorie der Vererbung, Ablauf von Mitose und Meiose) schon gefragt.

1. Die Uniformitätsregel

Die wichtigste und auch die einfachste Regel von Mendel ist die Uniformitätsregel. Sie besagt, dass die Nachkommen von zwei reinerbigen Eltern alle den gleichen Genotyp und damit auch den gleichen Phänotyp haben.

Zur Uniformitätsregel
Autor: Ulrich Helmich 2021, Lizenz: siehe Seitenende

Hier sehen wir einen einfachen Erbgang, wie er in jedem Schulbuch steht. Pflanzen mit roten Blüten und dem Genotyp rr werden gekreuzt mit weißblütigen Pflanzen, Genotyp ww.

Die Nachkommen haben alle den gleichen Genotyp rw und damit auch den gleichen Phänotyp. Da es sich hier um einen intermediären Erbgang handelt, haben die Blüten der F1-Generation eine Mischfarbe aus rot und weiß, sind also rosa.

Uniformitätsregel

Die Nachkommen von zwei Eltern, die in dem betrachteten Merkmal reinerbig sind (AA oder aa), haben alle den gleichen Genotyp Aa und damit auch den gleichen Phänotyp.

Wenn beide Eltern den Genotyp AA haben, dann haben auch alle Nachkommen den Genotyp AA. Sollten beide Eltern den Genotyp aa besitzen, werden auch alle Nachkommen vom Genotyp aa sein. Sind die Eltern homozygot (reinerbig), haben aber unterschiedliche Gentypen AA und aa, sind die Nachkommen ebenfalls uniform, sie haben alle den heterozygoten (mischerbigen) Genotyp Aa.

Uniformitätsregel

Einzelheiten zu dieser Mendelschen Regel finden Sie auf dieser Spezialseite. Hier wird auch eine Erklärung im Sinne der Chromosomentheorie erarbeitet, und auch molekularbiologische Aspekte werden behandelt.

2. Die Spaltungsregel

Was passiert nun, wenn man zwei Elternpflanzen oder -tiere miteinander kreuzt, die in dem gerade betrachteten Merkmal heterozygot sind, also mischerbig. Konkret schauen wir uns den Erbgang rw x rw näher an, wieder am Beispiel unserer Blütenpflanzen.

Die beiden rosafarbenen Eltern haben rote, rose und weiße Nachkommen, und zwar im Verhältnis 1:2:1. Offensichtich findet eine Aufspaltung der Erbanlagen statt.

Kreuzung rw x rw - Genotypen
Autor: Ulrich Helmich 2021, Lizenz: siehe Seitenende

Die rw-Pflanzen können zwei Sorten von Keimzellen bilden, Samen- oder Eizellen mit dem r-Allel, und Samen- oder Eizellen mit dem w-Allel. Von jeder Sorte werden ziemlich genau 50% gebildet.

Bei der Befruchtung gibt es nun vier Kombinationsmöglichkeiten:

  1. r + r = rr (25%)
  2. r + w = rw (25%)
  3. w + r = wr (25%)
  4. w + w = ww (25%)

Zwei dieser vier Möglichkeiten führen zu mischerbigen rw-Nachkommen, daher haben 50% der Nachkommen rosafarbene Blüten (rw und wr), 25% (rr) haben rote Blüten, und 25% (ww) haben weiße Blüten.

Diese Erkenntnisse, für die Mendel viele Jahre Arbeit benötigt hat, werden als die Spaltungsregel zusammengefasst:

Spaltungsregel

Die Nachkommen von zwei Eltern, die in dem betrachteten Merkmal mischerbig sind (Aa), spalten sich im Verhältnis 1 : 2 : 1 wieder in die Genotypen AA, Aa und aa auf. Es kommen also die Genotypen AA und aa der Großeltern wieder zum Vorschein.

Spaltungsregel

Einzelheiten zu dieser Mendelschen Regel finden Sie auf dieser Spezialseite.

3. Die Unabhängigkeitsregel

Im echten Leben treten Erbgänge auf, die viele verschiedene Merkmale umfassen. Beim Menschen wird ja nicht nur die Augenfarbe vererbt, sondern auch die Haarfarbe, die Hautfarbe und viele Tausend andere Merkmale. Mendel hat bei seinen Kreuzungsexperimenten mit Pflanzen häufig zwei Merkmale gleichzeitig untersucht, zum Beispiel die Blütenfarbe und die Form der Früchte bzw. Samen (zum Beispiel bei Erbsen).

Er stellte bei seinen Versuchen fest, dass die Gene und ihre Allele, die für diese Merkmale bzw. die Merkmalsausprägungen verantwortlich sind, unabhängig voneinander vererbt werden. Die Haarfarbe eines Menschen wird unabhängig von der Augenfarbe vererbt, und die Blütenfarbe einer Erbse wird unabhängig von der Form ihrer Samen vererbt.

Unabhängigkeitsregel

Bei einem dihybriden Erbgang werden die beiden Merkmale unabhängig voneinander vererbt.

Unabhängigkeitsregel

Einzelheiten zu dieser Mendelschen Regel finden Sie auf dieser Spezialseite.

4. Chromosomentheorie

Die Chromosomentheorie kann alle drei MENDELschen Regeln leicht erklären.

Bei Eltern, die in Bezug auf das betrachtete Merkmal reinerbig sind, gibt es jeweils nur eine Sorte von Keimzellen und damit bei der Befruchtung auch nur eine einzige Kombinationsmöglichkeit - alle Nachkommen haben den gleichen Genotyp und damit den gleichen Phänotyp.

Bei Eltern, die in Bezug auf das Merkmal heterozygot sind, gibt es verschiedene Sorten von Keimzellen. Bei einem monohybriden Erbgang (nur ein Gen beteiligt) mit zwei Allelen können jeweils zwei Sorten von Keimzellen entstehen, so dass es bei der Befruchtung vier Kombinationsmöglichkeiten gibt.

Die dritte MENDELsche Regel schließlich kann dadurch erklärt werden, dass sich verschiedene Gene auf unterschiedlichen Chromosomen befinden können, die während der Metaphase der Meiose zufällig auf die Tochterzellen verteilt werden.