Arbeitsblatt: Grundbegriffe der Genetik + Mendel

Grundbegriffe der GENETIK ALLES ÜBER GENETIK DNA Chromosomen und Gene Mutationen Mendelsche Regeln Vererbung DIE ERBSUBSTANZ DNA deoxyribonucleic acid (DNA) Desoxyribonucleinsäure (DNS) Entdeckung des Aufbaus der DNA durch James D. WATSON und Francis CRICK 1953 BAU DER DNA organisches, schraubig gewundenes, doppelsträngiges Riesenmolekül (Doppelhelix) Verknüpfung der Stränge durch organische Basenpaare Guanin (G), Cytosin (C), Adenin (A), Thymin (T) CHROMOSOMEN EIGENSCHAFTEN DER DNA identische Verdopplung der DNA (identische Replikation) • Spaltung des Doppelstranges durch Enzyme in Einzelstränge • Ergänzung neuer Bausteine aus dem Zellstoffwechsel entsprechend Komplementärbasen-Regel • Voraussetzung für die Zellteilung (Entstehen identischer diploider CHROMOSOMENSATZ DES MENSCHEN Körperzellen: diploid 2n 44 Körperchromosomen 2 Geschlechtschromosomen Geschlechtschromosomen in Körperzellen: XX Frau, XY Mann gesamt: 46 Chromosomen je Körperzelle Geschlechtszellen: haploid 22 Körperchromosomen 1 Geschlechtschromosom (X oder Y) MUTATIONEN Mutationen sind sprunghafte (zufällige) genetisch bedingte (somit erbliche) Veränderungen, der Chromosomenanzahl (Genommutation), der Chromosomenstruktur (Chromosomenmutation), einzelner Gene (Genmutation) oder Basen (Punktmutation) z.B. Trisomie 21, Bluterkrankheit (Hämophilie) MUTATIONEN innere Faktoren äußere Faktoren natürlich geerbt oder körpereigene Wirkstoffe; Fehler bei Replikation, Meiose oder Mitose radioaktive, UV-, Röntgen- u.a. Strahlen; giftige Stoffe Mutagene MUTATIONEN positive negative Folgen Folgen Beitrag zur Erbgutänderungen führen zu Artenvielfalt Fehlbildungen, Stoffwechselund damit zur störungen, eingeschränkter Evolution der Lebensqualität oder Organismen verminderten Lebensfunktionen z.B. Mukoviszidose, Sichelzellen-anämie, MUTATIONEN neutrale Mutationen: z.B. weiße Haarsträhne Mutationen und Neukombinationen sind Ursachen der genetisch bedingten Variabilität. MENDELSCHE REGELN Formulierung der Regeln durch GREGOR MENDEL (1822 – 1884 nach vielen Kreuzungsexperimenten, z.B. mit Erbsenpflanzen, im Jahr 1866 MENDELSCHE REGELN Wichtige Grundbegriffe Allel Merkmalsträger Phänotyp Menge aller Merkmale eines Organismus Genotyp Menge aller Gene eines Organismus dominant das Allel, das das Merkmal bestimmt rezessiv das Allel, das das Merkmal nicht bestimmt uniform gleich intermediär eine Mischform der Allele (dominantes und rezessives Merkmal mischen sich) heterozygot mischerbig (Organimus hat zwei Alleltypen mit unterschiedlichem Gen) MENDELSCHE REGELN Wichtige Abkürzungen Parental (Elterngeneration) Filial (Tochtergeneration) Allel (dominant) GROSSBUCHSTABEN Allel (rezessiv) KLEINBUCHSTABEN 1. MENDELSCHE REGEL Uniformitätsregel Kreuzt man Individuen (einer Art), die sich in einem Merkmal reinerbig unterscheiden, so sind die Nachkommen in der 1. Tochtergeneration in diesem Merkmal gleich (uniform). 1. MENDELSCHE REGEL Kreuzung von Erbsenpflanzen, F1 dominant-rezessiver 1. MENDELSCHE REGEL Kreuzung von Erbsenpflanzen, F2 1. MENDELSCHE REGEL rationelle Darstellung mit Kreuzungsquadr aten dominant-rezessiver Erbgang 1. MENDELSCHE REGEL Kreuzung von GartenLöwenmaulpflanzen, F1 intermediärer Erbgang 1. MENDELSCHE REGEL Kreuzung von GartenLöwenmaulpflanzen, F2 1. MENDELSCHE REGEL rationelle Darstellung mit Kreuzungsquadr aten intermediärer Erbgang 2. MENDELSCHE REGEL Spaltungsregel Werden gleichartige mischerbige Individuen [z.B. die der 1. Tochtergeneration entsprechend 1. Mendelscher Regel] gekreuzt, so sind ihre Nachkommen in Gruppen mit festen Zahlenverhältnissen im Genound Phänotyp gespalten. 2. MENDELSCHE REGEL Kreuzung mischerbige F1-Hybride bei Erbsenpflan zen dominan trezessive 2. MENDELSCHE REGEL Auswertung dominant-rezessiver Erbgang 2. MENDELSCHE REGEL Kreuzung mischerbige F1-Hybride bei Löwenmaulpflanzen intermediär er Erbgang 2. MENDELSCHE REGEL Auswertung intermediärer Erbgang 3. MENDELSCHE REGEL Unabhängigkeitsregel Die einzelnen Gene sind frei kombinierbar; d.h., wenn man 2 Lebewesen kreuzt, die sich in mehr als einem Merkmal reinerbig unterscheiden, so werden die Gene unabhängig voneinander vererbt. Sie können bei der Befruchtung neu kombiniert werden (Neukombination 3. MENDELSCHE REGEL Kreuzung zweier Rinderrassen, die sich in zwei Allelen unterscheiden: – schwarz, – rot, – ungescheckt, – gescheckt; dominant-rezessiver Erbgang 3. MENDELSCHE REGEL 3. MENDELSCHE REGEL Auswertung Rinderkreuzung, dominantrezessiver Erbgang Neukombinationen: AABB, aabb Zahlenverhältnis im Phänotyp: 9 3 3 1 schwarz, ungescheckt: AABB, AABb, AaBB, AaBb schwarz gescheckt: AAbb, Aabb rot, ungescheckt: aaBB, aaBb rot, gescheckt: aabb VERERBUNG Vererbung ist die Weitergabe von Chromosomen mit ihren Genen von Generation zu Generation VERERBUNG DES GESCHLECHTS theoretisch müsste also die Erdbevölkerung aus 50% Frauen und 50% Männern bestehen