Biologie · Mittelstufe · Klasse 9–10 (Vertiefung Oberstufe)
Klassische Genetik: Mendel und Stammbäume
Die Mendelschen Regeln, Kreuzungsschemata und die Analyse von Stammbäumen bei menschlichen Erbgängen.
🎯 Lernziele
Nach diesem Thema kannst du …
- Grundbegriffe wie Gen, Allel, dominant, rezessiv, Genotyp und Phänotyp anwenden
- die drei Mendelschen Regeln formulieren und mit Kreuzungsschemata belegen
- dominant-rezessive und intermediäre Erbgänge unterscheiden
- Erbgänge in Stammbäumen bestimmen
💡 Erklärung
Ein Gen ist ein Abschnitt der DNA, der für ein Merkmal verantwortlich ist. Ein Gen kann in verschiedenen Varianten vorkommen, den Allelen. Da Körperzellen diploid sind, hat jeder Mensch für jedes Gen zwei Allele. Sind beide gleich, ist er homozygot (reinerbig), sind sie verschieden, heterozygot (mischerbig). Die Allelkombination ist der Genotyp, das sichtbare Merkmal der Phänotyp.
Ein dominantes Allel setzt sich im Phänotyp durch, ein rezessives zeigt sich nur, wenn es doppelt vorliegt. Gregor Mendel fand mit Erbsenkreuzungen drei Regeln: 1. Uniformitätsregel: Kreuzt man zwei reinerbige Eltern, die sich in einem Merkmal unterscheiden, sind alle Nachkommen der F1-Generation gleich. 2. Spaltungsregel: Kreuzt man die F1 untereinander, spalten die Merkmale in der F2 wieder auf – bei dominant-rezessivem Erbgang im Verhältnis 3 : 1. 3. Unabhängigkeitsregel: Merkmale auf verschiedenen Chromosomen werden unabhängig vererbt; bei zwei Merkmalen ergibt sich in der F2 9 : 3 : 3 : 1.
Beim intermediären Erbgang setzt sich keines der Allele durch; Mischerbige zeigen eine Zwischenform (z. B. rosa Blüten bei der Wunderblume). In der F2 ergibt sich dann 1 : 2 : 1.
Beim Menschen kann man nicht kreuzen, deshalb wertet man Stammbäume aus. Hinweise: Haben zwei gesunde Eltern ein krankes Kind, ist das Merkmal rezessiv. Haben zwei kranke Eltern ein gesundes Kind, ist es dominant. Sind fast nur Männer betroffen und vererbt sich das Merkmal über gesunde Mütter, spricht das für X-chromosomal-rezessive Vererbung (z. B. Rot-Grün-Sehschwäche, Bluterkrankheit).
Kreuzung zweier mischerbiger Erbsen mit gelben Samen (Gg × Gg; G = gelb dominant, g = grün): mögliche Kombinationen GG, Gg, gG, gg → 3 gelbe : 1 grüne Erbse. Unter den gelben sind zwei Drittel mischerbig.
📘 Fachbegriffe
- Gen / Allel
- Erbanlage für ein Merkmal / Variante dieses Gens.
- homozygot / heterozygot
- Zwei gleiche / zwei verschiedene Allele.
- Genotyp / Phänotyp
- Erbbild (Allelkombination) / Erscheinungsbild.
- dominant / rezessiv
- Setzt sich durch / zeigt sich nur reinerbig.
- intermediär
- Mischerbige zeigen eine Zwischenform.
- F1, F2
- Erste und zweite Tochtergeneration einer Kreuzung.
- Keimbahn
- Zellfolge, aus der Keimzellen hervorgehen; nur hier vererbbare Veränderungen.
⚠️ Typische Fehler
- „Dominant heißt häufig“ – dominant sagt nichts über die Häufigkeit aus.
- Genotyp und Phänotyp verwechseln.
- Erwarten, dass bei einer Familie mit vier Kindern genau das Verhältnis 3 : 1 auftritt – das sind Wahrscheinlichkeiten, bei wenigen Nachkommen weicht es stark ab.
✏️ Übungen
Aufgabe 1 · leicht: Was bedeutet „heterozygot“? Gib ein Beispiel für einen Genotyp.
Lösung anzeigen
Mischerbig: zwei verschiedene Allele, z. B. Aa.
Aufgabe 2 · mittel: Kreuze zwei Meerschweinchen: schwarz reinerbig (SS, dominant) × weiß (ss). Gib F1 und F2 mit Zahlenverhältnis an.
Lösung anzeigen
F1: alle Ss, schwarz (Uniformitätsregel). F2 (Ss × Ss): SS, Ss, Ss, ss → 3 schwarz : 1 weiß (Spaltungsregel).
Aufgabe 3 · anspruchsvoll: Zwei gesunde Eltern haben eine Tochter mit einer Erbkrankheit. Bestimme den Erbgang und begründe, warum er nicht X-chromosomal-rezessiv sein kann.
Lösung anzeigen
Rezessiv, weil gesunde Eltern ein krankes Kind haben – beide sind mischerbig. Autosomal: Wäre es X-chromosomal-rezessiv, müsste die Tochter vom Vater ein X mit dem Krankheitsallel erhalten haben; dann wäre der Vater (nur ein X) selbst krank. Er ist aber gesund.
✅ Selbsttest
🧾 Zusammenfassung
- Gene liegen als Allele doppelt vor (homo- oder heterozygot).
- Mendel: Uniformität (F1), Spaltung 3 : 1 (F2), Unabhängigkeit 9 : 3 : 3 : 1.
- Intermediär: Zwischenform, F2 1 : 2 : 1.
- Stammbaum: gesunde Eltern – krankes Kind ⇒ rezessiv; kranke Eltern – gesundes Kind ⇒ dominant.
👩 Frag CELINA zu „Klassische Genetik: Mendel und Stammbäume“
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