Arbeitsblatt: Mendelsche Regeln 1 und 2

1. mendelsche Regel Lisa hat zwei Hasen. Beim Kauf wurde Lisa gesagt, dass beide Tiere weiblich sind und Lisa die beiden unbesorgt in einem Käfig halten kann. Während Lisa sich mit der Verkäuferin über die Haltung von Hasen unterhält, erfährt sie, dass der schwarze Hase aus einer Familie stammt, die bereits über viele Generationen nur Hasen mit schwarzem Fell hervorgebracht hat. Stets wurde darauf geachtet, dass Hasen die zur Paarung hinzugegeben wurden, auch eine lange Ahnenreihe mit schwarzem Fell hatten. Der weiße Hase stammt hingegen aus einer Zucht, bei der streng auf weißes Fell geachtet wurde. Beim Aussuchen zweier weiblicher Tiere unterläuft der Verkäuferin ein Fehler. Der schwarze Hase ist männlich. Nach ein paar Wochen hat Lisas weiße Häsin Nachwuchs. Es zeigt sich, dass die Nachkommen, auch Tochtergeneration genannt, alle schwarz sind. Lisa weiß, dass 50% der Erbinformationen von der Mutter und 50% der Erbinformationen vom Vater stammen und fragt sich daher Informationstext: Für jemanden, der sich mit Hasen nicht auskennt, unterscheiden sich beide Tiere nur aufgrund ihrer Fellfarbe. Darum kann man, wenn man den Phänotypen( das äußere Erscheinungsbild) der Hasen beschreiben will, nur sagen, einer ist schwarz, der andere weiß. Die verschiedenen Ausprägungen eines Merkmals werden Allele genannt. Bei der Fellfarbe gibt es in diesem Fall nur zwei Allele, ein Allel für schwarzes Fell und eines für weißes Fell. Der Genotyp gibt Auskunft über die Allele eines Hasens. Zur Abkürzung werden die Allele nicht ihrem vollständigen Namen versehen. Stattdessen werden oft nur Buchstaben genutzt, die sinnvoll erscheinen. Da bei den Hasen die hier betrachteten Allele die Fellfarbe festlegen, kann man folgendermaßen Abkürzen: Allel für schwarze Fellfarbe: Allel für weiße Fellfarbe f und stehen in diesem Fall für Fellfarbe. Nehmen wir an, ein Hase hätte zwei Gene, die die Fellfarbe bestimmen. Ein Gen wurde von der Mutter (über die Eizelle) vererbt und das andere vom Vater (über das Spermium). War sowohl in der Eizelle als auch im Spermium die gleiche Information bezüglich der Fellfarbe vorhanden (bei Lisas schwarzem Hasen dementsprechend zweimal die Information: schwarzes Fell), ist der daraus entstandene Hase bezogen auf seine Fellfarbe reinerbig homozygot. Sollte der Hase gemischterbig sein heterozygot, haben Eizelle und Spermium verschiedene Informationen zur Fellfarbe gehabt. Ein Hase kann phänotypisch schwarz sein, obwohl er heterozygot ist und somit auch die Information für weißes Fell hat. Dies kommt zustande, da ein Allel dominant ist, das andere rezessiv. Sobald das dominante Allel vorhanden ist, wird das rezessive Allel „überdeckt. Phänotypisch ist das weiße Allel nicht festzustellen, obwohl es genotypisch immer noch vorhanden ist. Dominante Merkmal werden immer mit einem großen Buchstaben dargestellt, rezessive mit einem kleinen Buchstaben. Der homozygot schwarze Hase hat zwei Allele für schwarze Fellfarbe, gekennzeichnet mit dem Buchstaben F. FF FF Der Genotyp sähe dementsprechend folgendermaßen aus: Der Genotyp des homozygot weißen Hasens, wobei das Allel für weiße Fellfarbe mit gekennzeichnet wird, sähe folgendermaßen aus: Der Buchstabe wurde willkürlich festgelegt. Man hätte sich auch für X, Y, etc. entscheiden können. Jedoch bietet sich das bei der Untersuchung der Fellfarbe einfach an. Unterscheiden sich die Individuen in nur einem Merkmal und sind ansonsten vollkommen gleich, nennt man den Erbgang monohybrid. Unterscheiden sich die Individuen in zwei Merkmalen, nennt man den Erbgang dihybrid, bei 3 trihybrid und so weiter. Sollte sich der schwarze Hase mit dem weißen Hasen fortpflanzen, erhalten die Nachkommen wieder 50% der väterlichen und 50% der mütterlichen Gene. Parentalgeneration Phänotypen: (Elterngeneration) Genotypen: f FF FF mögliche Spermien: mögliche Eizellen: Kreuzungsschema: Vater Mutter Filialgeneration: F1 (Tochtergenerati on) Phänotypen: Genotypen: Aufgaben: 1. Beschreiben Sie in eigenen Worten: Phänotyp Genotyp Allel dominant rezessiv homozygot heterozygot monohybrid dihybrid 2. Füllen Sie das Kreuzungsschema aus. 3. Zeichnen Sie in die 2. Tabelle die Hasen der F1-Generation und die dazugehörigen Genotypen. 4. Setzen Sie die Formulierung der ersten mendelschen Regel mit Hilfe der Ergebnisse vom Kreuzungsschema fort: 1. Mendelsche Regel: Uniformitätsregel Für monohybride dominant-rezessive Erbgänge gilt: Kreuzt man verschieden homozygote Individuen, so . 5. Wieso befindet sich in den Eizellen und den Spermien nur ein F, während die Hasen zwei haben? Was würde nach ein paar Generationen mit den Spermien Eizellen passieren, wenn diese zwei enthalten würden? 2. mendelsche Regel: Spaltungsregel So gerne Lisa ihre kleinen Hasen auch hat, es sind einfach zu viele. Zum Glück findet sie unter ihren Freunden schnell ein paar Abnehmer, die sowohl die beiden Hasen der Elterngeneration, als auch die Hasen der Tochtergeneration aufnehmen. Lisas Schwester Pia möchte die letzten zwei Hasen aus dem Wurf der Tochtergeneration behalten. Pia verspricht die Hasen stets getrennt zu halten. Nach einigem Zögern lässt sich Lisa überreden und gibt Pia zwei Hasen der Tochtergeneration. Nach ein paar Wochen zeigt sich, dass sich erneut ein „Unfall ergeben hat. Einer von Pias Hasen erwartet Nachwuchs. Pia kann nicht erklären, wie dass passieren konnte. Nachdem der erste Ärger verflogen ist, fragt sich Lisa ob wohl dieses Mal weiße Hasen im Wurf der zweiten Tochtergeneration vorhanden sind. Wie hoch wohl die Chancen dafür liegen? Filialgeneration F1 (Tochtergenerati on) Phänotypen: Genotypen: Vater (F1) Mutter (F1) Filialgeneration: F2 (Tochtergeneration) Phänotypen: F2 Aufgaben: 1. Füllen Sie in Partnerarbeit das Kreuzungsschema aus und bestimmen Sie die Phänotypenverteilung der F2Generation. 2. Setzen Sie sich mit einer anderen Partnergruppe zusammen, die ebenfalls Aufgabe 1 fertig bearbeitet hat. a. Vergleichen Sie Ihre Ergebnisse. b. Formulieren Sie zur Verteilung der Phänotypen in der F2Generation eine Regel. Tipp: Orientieren Sie sich beim Formulieren an der 1. mendelschen Regel. 3. Überprüfen Sie, welche Hypothese sich als richtig erwiesen hat. 1. Mendelsche Regel: Uniformitätsregel Für monohybride dominantrezessive Erbgänge gilt: Kreuzt man verschieden homozygote Individuen, so sind die Individuen der F1Generation alle gleich. 2. mendelschen Regel: Spaltungsregel Für monohybride dominantrezessive Erbgänge gilt: Kreuzt man gleiche heterozygote Individuen einer F1Generation untereinander, spalten sich die beiden Merkmale in der F2Generation in einem Verhältnis von 3:1 auf.