Mendelsche Regeln

Mendelsche Regeln einfach erklärt

Der Mönch Gregor Mendel führte zahlreiche Kreuzungsexperimente mit Erbsenpflanzen durch. Die Pflanzen wiesen verschiedene äußere Merkmale, wie eine bestimmte Samenfarbe (gelb / grün) oder Samenform (glatt / runzlig), auf. Mendel untersuchte, welche Merkmalsformen in welchen Verhältnissen bei einer Kreuzung an die nachfolgenden Generationen weitervererbt wurden.

Aus seinen Beobachtungen und statistischen Auswertungen stellte er drei Regeln auf – die Mendelschen Regeln oder früher auch Mendelsche Gesetze genannt: 

1. Mendelsche Regel: Uniformitätsregel
2. Mendelsche Regel: Spaltungsregel
3. Mendelsche Regel: Unabhängigkeitsregel

Seine Vererbungsregeln sind auch heute noch die Grundlage der Genetik, also der Vererbungslehre.

Mendelsche Regeln Grundbegriffe

Die folgenden Grundbegriffe aus der Genetik solltest du beherrschen: 

• Diploid : Das bedeutet, dass ein doppelter Chromosomensatz pro Körperzelle vorliegt. So ist das bei „höheren” Lebewesen, wie Menschen, vielen Tieren und Pflanzen der Fall. Die Mendelschen Regeln gelten nur für diploide Lebewesen.
• Haploid : Diese Zellen besitzen jeweils nur einen einfachen, also haploiden, Chromosomensatz. Beim Menschen kommt das nur bei Spermien und Eizellen vor.
  
• Genotyp / Phänotyp : In der klassischen Genetik ist der Genotyp die genetische Ausstattung eines Individuums, also die Kombination bestimmter Erbanlagen. Die äußerliche Erscheinungsform eines Merkmals bei einem Lebewesen ist der Phänotyp.
• Gen / Allel : Die Erbanlagen, die für die Merkmalsausprägung zuständig sind, bezeichnest du als Gene. Bei verschiedenen Genvarianten sprichst du von Allelen. Das können zum Beispiel verschiedene Augen- oder Haarfarben sein.
• Homozygot / heterozygot : Stimmen beide Erbanlagen (Allele) für ein Merkmal überein, bezeichnest du den Genotyp als homozygot (reinerbig). Sind die beiden Erbanlagen hingegen verschieden, handelt es sich um einen heterozygoten (mischerbigen) Genotyp.
• Dominat / rezessiv: Setzt sich bei heterozygoten Genotypen eine Erbanlage im Phänotyp durch, dann nennst du das ein dominantes Allel. Die „unterdrückte” Erbanlage ist das rezessive Allel. Liegen in einem Erbgang beide Allel-Arten vor, sprichst du von einem dominant rezessiven Erbgang .

1. Mendelsche Regel: Uniformitätsregel

Die 1. mendelsche Regel oder Uniformitätsregel lautet: 

Die Ausgangsgeneration bezeichnest du dabei als Elterngeneration oder Parentalgeneration (lat. parentes für „Eltern”). Die erste Tochtergeneration nennst du Filialgeneration beziehungsweise F1-Generation (lat. filia für „Tochter”).

Wenn du noch mehr über die 1. Mendelsche Regel erfahren möchtest, dann schau dir unbedingt unser Video dazu an!

Beispiel Uniformitätsregel

Sehen wir uns die 1. Mendelsche Regel anhand eines konkreten Beispiels an:

Wir kreuzen homozygote grüne Erbsensamen mit homozygoten gelben Erbsensamen. Hier wird nur ein Merkmal, nämlich die Farbe, betrachtet. Du sprichst deswegen von einer monohybriden Kreuzung .

Die Genotypen und Phänotypen der Eltern (Parentalgeneration) und der 1. Nachkommen (Filialgeneration) sehen wie folgt aus:

Das dominante Allel für die gelbe Samenfarbe setzt sich gegen das rezessive Allel für die grüne Samenfarbe durch. Deswegen besitzen alle Nachkommen denselben Genotyp (Gg) und Phänotyp (gelbe Samenfarbe). Die F1-Generation ist also uniform.

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Du kannst den Erbgang auch im sogenannten (Re-)Kombinationsquadrat, beziehungsweise Kreuzungsschema, darstellen.

Das Kombinationsquadrat in unserem Beispiel sieht folgendermaßen aus:

2. Mendelsche Regel: Spaltungsregel

Die 2. Mendelsche Regel oder Spaltungsregel lautet:

Die zweite Mendelsche Regel erklären wir dir in einem eigenen Video noch einmal ausführlich. Schau gerne vorbei!

Beispiel Spaltungsregel

Auch die zweite Mendelsche Regel lässt sich am Beispiel von Erbsenpflanzen nachvollziehen.

Wir kreuzen nun die Nachkommen der F1-Generation der heterozygoten Erbsenpflanzen (Gg) untereinander. Sie alle haben gelbe Samen. In der F2-Generation erhalten wir dann Erbsen mit gelben Samen und Erbsen mit grünen Samen.

Das Verhältnis der Phänotypen gelb : grün ist hier 3 : 1. 

Sehen wir uns die jeweiligen Genotypen im Kombinationsquadrat an.

Bei den Nachkommen treten also die Genotypen GG, Gg und gg im Verhältnis 1 : 2 : 1 auf. 

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Merke: Bei einem dominant rezessiven Erbgang lautet das Zahlenverhältnis der F2-Generation im Phänotyp 3 : 1 und im Genotyp 1 : 2 : 1.

3. Mendelsche Regel: Unabhängigkeitsregel

Die 3. Mendelsche Regel , die Unabhängigkeitsregel oder auch Neukombinationsregel, lautet: 

Wichtig: Die Unabhängigkeitsregel gilt nur für Gene, die auf verschiedenen Chromosomen liegen. So kann nämlich eine Trennung während der Meiose erfolgen. Die 3. Mendelsche Regel erklären wir dir noch detaillierter in diesem Video !

Beispiel Unabhängigkeitsregel

Sehen wir uns jetzt Erbsenpflanzen an, die sich in zwei Merkmalen unterscheiden, ihrer Form und Farbe.

Eine reinerbige Erbsensorte bringt nur glatte, gelbe Samen hervor. Weil beide Merkmale dominant sind, lautet ihr Genotyp GGRR. Durch die Betrachtung von zwei Merkmalen, statt nur von einem, hat der Genotyp vier statt zwei Stellen. Eine andere reinerbige Sorte erzeugt nur runzlige, grüne Samen. Beide Allele sind rezessiv. Ihr Genotyp lautet deshalb ggrr.

Die entsprechenden haploiden Keimzellen der Eltern erhalten also jeweils folgende Gene (GR) oder (gr).

F1-Generation: 

Bei dieser Kreuzung treten in der 1. Filialgeneration nur gelbe (G) und glatte (R) Erbsensamen auf. Der dazugehörige Genotyp lautet: GgRr.

Die Nachkommen in der F1-Generation sind also uniform. Die dominanten Allele „gelb” und „glatt” haben sich im Phänotyp durchgesetzt.

Da die Gene für Farbe und Form auf unterschiedlichen Chromosomen liegen, können sich folglich diese Keimzellen bilden: GR, Gr, gR und gr, da beide Merkmale unabhängig voneinander vererbt werden.

F2-Generation:

Für die F2-Generation ergibt sich nun folgendes Kombinationsquadrat:

Wir erhalten also neun verschiedene Genotypen und vier verschiedene Phänotypen. Die Phänotypen kommen in folgendem Zahlenverhältnis vor:

gelb/glatt: gelb/runzlig: grün/glatt: grün/runzlig = 9 : 3 : 3 : 1

In der F2-Generation sind also auch zwei völlig neue Phänotypen entstanden, nämlich: „grün und glatt” und „gelb und runzlig”.

Die elterlichen Merkmalsformen treten bei den Nachkommen in neuen Kombinationen auf, du sprichst von rekombinanten Phänotypen.

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Merke: Bei einem dominant-rezessiven Erbgang ergibt sich eine Aufspaltung im Zahlenverhältnis: 9 : 3 : 1.

Intermediärer Erbgang

Beim dominant-rezessiven Erbgang setzt sich das dominante Allel durch und ist im Phänotyp sichtbar. Es gibt aber auch Erbgänge, bei denen die Dominanz bestimmter Allele nicht eindeutig ist (unvollständige Dominanz). Das ist beispielsweise beim sogenannten intermediären Erbgang der Fall.

Hier setzt sich keines der beiden Elternallele durch. Die Nachkommen in der F1-Generation besitzen deshalb im Phänotyp eine „Mischform” aus beiden Merkmalen der Eltern. Auch bei der Vererbung im intermediären Erbgang gelten die Mendelschen Regeln.

Beispiel Intermediärer Erbgang

Ein reinerbiges rotes Löwenmäulchen (Blume) wird mit einem reinerbigen weißen Löwenmäulchen gekreuzt. Dabei entstehen Löwenmäulchen mit rosa Blüten – eine „Mischform” aus rot und weiß. Nach der Uniformitätsregel gleichen sich die F1-Nachkommen in Phänotyp (rosa) und Genotyp (rw).

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In der F2-Generation erhalten wir nun gemäß der Spaltungsregel verschiedene Phänotypen und Genotypen. In unserem Fall ein rotes (rr), ein weißes (ww) und zwei rosa Löwenmäulchen (rw). Die Zahlenverhältnisse lauten hier:

rot : rosa : weiß = 1 : 2 : 1

Mendelsche Regeln — häufigste Fragen

• Was sind die drei Mendelschen Regeln der Vererbung?
  – 1. Mendelsche Regel: Uniformitätsregel
  – 2. Mendelsche Regel: Spaltungsregel
  – 3. Mendelsche Regel: Unabhängigkeitsregel/(Neu-)Kombinationsregel
  
  
• Was ist die 1. Mendelsche Regel Definition?
  Die 1. Mendelsche Regel (Uniformitätsregel) besagt: Kreuzt man zwei Individuen einer Art, die beide reinerbig (homozygot) sind, sich aber in einem Merkmal unterscheiden, sind die Nachkommen in der F1-Generation (1. Tochtergeneration) in diesem Merkmal alle gleich (uniform).
  
  
• Was besagt die 3. Mendelsche Regel?
  Die 3. Mendelsche Regel (Unabhängigkeitsregel) besagt: Kreuzt man zwei reinerbige Individuen einer Art, die sich in mehreren Merkmalen unterscheiden, können diese Merkmale frei kombiniert, also unabhängig voneinander vererbt werden.

Stammbaumanalyse

Um die Merkmalsvererbung über mehrere Generationen beim Menschen herauszufinden, analysierst du den Stammbaum der Familie.

Wie du bei einer Stammbaumanalyse am besten vorgehst und was du aus ihr alles herauslesen kannst, zeigen wir dir in diesem Video , bis gleich!