emeli 06 1

Grundlagen der Grundlagen der VererbungVererbung

Watson-Crick Modell der DNA

emeli 06 2

Auffallend gleiche Erbmerkmale!

Auffallend ähnliche Erbmerkmale!

Eineiige Zwillinge, „Klone“

Merkmale werden von beiden Eltern anihre Nachkommen weiter gegeben

emeli 06 3

VererbungVererbung• Der genetische Der genetische

Code für diese Code für diese Merkmale muss in Merkmale muss in den Zellen den Zellen enthalten sein.enthalten sein.

• Nur so können die Nur so können die Nachkommen Nachkommen ihren Eltern ihren Eltern gleichen!gleichen!

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Mendel: Seiner Zeit weit Mendel: Seiner Zeit weit voraus!voraus!

• Aus armer Aus armer FamilieFamilie

• kränklichkränklich• GymnasiumGymnasium• AugustinermönchAugustinermönch• Studium in WienStudium in Wien• Klostergarten als Klostergarten als

FeldlaborFeldlabor• Entdecker von Entdecker von

ErbgängenErbgängen

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Mendels „Labormäuse“Mendels „Labormäuse“• Die Erbse ist eine Pflanzenart Die Erbse ist eine Pflanzenart

aus der Familie der aus der Familie der Hülsenfrüchtler Unterfamilie Hülsenfrüchtler Unterfamilie SchmetterlingsblütlerSchmetterlingsblütler

• Die Erbse stammt Die Erbse stammt wahrscheinlich aus Kleinasien, wahrscheinlich aus Kleinasien, und ist seit Jahrtausenden eine und ist seit Jahrtausenden eine wichtige Nutzpflanze. Sie ist wichtige Nutzpflanze. Sie ist einjährig, krautig und einjährig, krautig und selbstbefruchtendselbstbefruchtend

• Die grünen Hülsen, Die grünen Hülsen, fälschlicherweise oft als fälschlicherweise oft als "Schoten" bezeichnet, sind bis "Schoten" bezeichnet, sind bis zu 10 cm lang und enthalten zu 10 cm lang und enthalten runde, 5 bis 7 mm große runde, 5 bis 7 mm große Samen.Samen.

• Der Ackerbau begann um 9000 Der Ackerbau begann um 9000 v. Chr. im Nahen Osten. Seit v. Chr. im Nahen Osten. Seit 8200 v. Chr. wurde auf Zypern 8200 v. Chr. wurde auf Zypern und spätestens seit 6500 v. und spätestens seit 6500 v. Chr. in Griechenland und auf Chr. in Griechenland und auf dem Balkan auch die Erbse als dem Balkan auch die Erbse als Nahrungsmittel angebaut.Nahrungsmittel angebaut.

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BlütenquerschnittBlütenquerschnitt

• Der Stempel mit dem Fruchtknoten entspricht dem weiblichen Der Stempel mit dem Fruchtknoten entspricht dem weiblichen GeschlechtsmerkmalGeschlechtsmerkmal

• Bei den Stempeln handelt es sich um die männliche GeschlechtsanlageBei den Stempeln handelt es sich um die männliche Geschlechtsanlage

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Blütendiagramm: Blütendiagramm: SchmetterlingsblütlerSchmetterlingsblütler

• Die Anzahl der Die Anzahl der Staubblätter beträgt Staubblätter beträgt 10 (selten 9 oder 5). 10 (selten 9 oder 5). Die Staubfäden sind Die Staubfäden sind bis auf einen, der frei bis auf einen, der frei ist, miteinander ist, miteinander verwachsen.verwachsen.

Kelchblätter

Kronblätter

Staubblätter

Fruchtknoten

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Die Wunderblume Die Wunderblume ((Mirabilis

jalapa)

• Die Wunderblume stammt ursprünglich aus Mittelamerika.

• 1525 wurden die ersten Pflanzen in europäischen Gebieten gesetzt

• Die Wunderblume aus der Familie der Wunderblumengewächse ist ein Dauerblüher von Juni bis Oktober mit verschiedenfarbigen Blüten.

• Von besonderem Interesse sind weiss- und rotblühende Pflanzen. Sie sind für das Merkmal Blütenfarbe reinerbig.

• Die Pflanze hat eine Besonderheit, ihre Blüten öffnen sich erst am Abend und schließen sich am Morgen!

• Außerdem hat die Wunderblume vielzählige, medizinische Eigenschaften

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KreuzungsversucheKreuzungsversuche

• Bestäubung findet in der Natur über den Pollentransfer mittels Insekten oder Wind Bestäubung findet in der Natur über den Pollentransfer mittels Insekten oder Wind statt.statt.

• Wenn der Mensch in diesen natürlichen Vorgang eingreift, sprechen wir von Wenn der Mensch in diesen natürlichen Vorgang eingreift, sprechen wir von künstlicher Bestäubung (Pflanzen) oder künstlicher Befruchtung (Tiere, Menschen).künstlicher Bestäubung (Pflanzen) oder künstlicher Befruchtung (Tiere, Menschen).

• Bei Pflanzen und Tieren mit verschiedenen Merkmalen sprechen wir von Kreuzung. Bei Pflanzen und Tieren mit verschiedenen Merkmalen sprechen wir von Kreuzung. Die „Produkte“ heissen dementsprechend Kreuzungen, Mischlinge, Bastarde oder Die „Produkte“ heissen dementsprechend Kreuzungen, Mischlinge, Bastarde oder Hybride.Hybride.

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Statistische Auswertung von Statistische Auswertung von KreuzungsversuchenKreuzungsversuchen

• Bei Kreuzungsversuchen werden nicht bloss 4 – 5 Narben bestäubt, Bei Kreuzungsversuchen werden nicht bloss 4 – 5 Narben bestäubt, sondern Hunderte!sondern Hunderte!

• Erst die Auszählung aller Erscheinungsbilder liefert ein verlässliches Erst die Auszählung aller Erscheinungsbilder liefert ein verlässliches Zahlenver-hältnis für die Ausprägungen der Nachkommen.Zahlenver-hältnis für die Ausprägungen der Nachkommen.

25 % 50 % 25 %

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KreuzungstabellenKreuzungstabellenElterngeneration

Parentalgeneration

TochtergenerationFilialgeneraton

Erscheinungsbildphänotypisch

Erbbild in den Körperzellengenotypisch

KeimzellenJedes Merkmal nur

1 Mal!Erbbild in den Körperzellengenotypisch

Erscheinungsbildphänotypisch

Erbanlage für rot

Erbanlage für weiss

emeli 06 12

Reinerbiger ErbgangReinerbiger Erbgang

XIn jeder meiner

Zellen steht zweimal die Erbanlage für WEISS

In jeder meiner Zellen

steht zweimal die Erbanlage

für ROTElterngeneration

Reife- oder Reduktionsteilung, MeioseReife- oder Reduktionsteilung, Meiose

In meinen Pollen steht je einmal die Erbanlage

für ROT

In meinen Samenanlagen

steht je einmal die Erbanlage für

WEISSNach der Bestäubung:Nach der Bestäubung:

In meinen Zellen steht je einmal das Merk-mal für ROT und das Merkmal

für WEISS

In meinen Zellen steht je einmal das Merk-mal für ROT und das Merkmal

für WEISS

Unser Erscheinungs-bild ist deshalb ROSA

Tochtergeneration

Filialgeneration

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Mischerbiger ErbgangMischerbiger Erbgang• Die Elterngeneration dieser Wunder-Die Elterngeneration dieser Wunder-

blumen ist mischerbig.blumen ist mischerbig.• Ihr Erscheinungsbild ist deshalb Ihr Erscheinungsbild ist deshalb

rosa.rosa.

• Jeder Zellkern besitzt eine Jeder Zellkern besitzt eine Erbanlage für Erbanlage für ROTROT und eine und eine Erbanlage für Erbanlage für WEISSWEISS..

• Die Keimzellen (Pollen und Samen-Die Keimzellen (Pollen und Samen-anlage) enthalten entweder nur die anlage) enthalten entweder nur die Erbanlage für Erbanlage für ROTROT oder die oder die Erbanlage für Erbanlage für WEISSWEISS..

• Beim Kreuzen sind drei Beim Kreuzen sind drei verschiedene Kombinationen verschiedene Kombinationen möglich.möglich.

• Die Tochtergeneration ist statistisch Die Tochtergeneration ist statistisch zuzu25 % reinerbig 25 % reinerbig ROTROT50 % mischerbig 50 % mischerbig ROSAROSA (intermediär)(intermediär)25 % reinerbig 25 % reinerbig WEISSWEISS

X

1 : 2 1:

emeli 06 14

Rein- oder mischerbiger Rein- oder mischerbiger Erbgang?Erbgang?

X Xgenotypisch

2 Erbanlagen für die Blütenblätterfarbe

Parentalgenerationphänotypische Farbe

Keimzellen je1 Anlage für die

Blütenblätterfarbe

geno-typisch

Filial-gene-ration,phäno-typisch

intermediärer Erbgang

Uniformitätsregel Spaltungsregel

emeli 06 15

Erbgänge bei der ErbseErbgänge bei der Erbse• Mendel befasste sich Mendel befasste sich

vor-wiegend mit Erbsen.vor-wiegend mit Erbsen.• Welche Blütenfarbe hat Welche Blütenfarbe hat

wohl die Filialgeneration wohl die Filialgeneration von reinerbigen von reinerbigen rotenroten und und weissenweissen Erbsen? Erbsen?

• Wider Erwarten sind die Wider Erwarten sind die Blüten der Nachkommen Blüten der Nachkommen nicht nicht rosarosa, sondern , sondern entweder entweder rotrot oder oder weissweiss!!

• Wie lässt sich dies Wie lässt sich dies erklären?erklären?Genotypisch tragen die Genotypisch tragen die Nachkommen doch die Nachkommen doch die Anlagen von Anlagen von rotrot und und weissweiss!!

X

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emeli 06 16

Dominanter Erbgang bei Dominanter Erbgang bei reinerbigen Erbsenreinerbigen Erbsen

• Die Parentalgeneration PDie Parentalgeneration P11 ist ist reinerbig, d.h., sie besitzen je reinerbig, d.h., sie besitzen je zwei gleiche Erbanlagen zwei gleiche Erbanlagen (Allele) für die Farbe der (Allele) für die Farbe der Blütenblätter.Blütenblätter.

• Bei beliebiger Kombination Bei beliebiger Kombination der Keimzellen tragen die der Keimzellen tragen die Pflanzen der Filialgeneration Pflanzen der Filialgeneration FF11 in jedem ihrer Zelllkerne in jedem ihrer Zelllkerne beide Erb-anlagen für die beide Erb-anlagen für die Ausprägung der Ausprägung der Blütenblätterfarbe.Blütenblätterfarbe.

• Abgelesen wird aber nur die Abgelesen wird aber nur die Blütenfarbe rot. Das Blütenfarbe rot. Das Erbmerk-mal (Gen) rot ist Erbmerk-mal (Gen) rot ist also die über-deckende also die über-deckende Erbanlage.Erbanlage.

• RotRot ist ist dominantdominant, weiss ist , weiss ist die zurücktretende die zurücktretende Erbanlage. Erbanlage. WeissWeiss ist ist rezessivrezessiv..

Die Körperzellen enthalten die Die Körperzellen enthalten die Erbanlagen (Gene) paarweise (Allele).Erbanlagen (Gene) paarweise (Allele).

Das überdeckende Merkmal ist dominant.Das überdeckende Merkmal ist dominant. Das zurücktretende Allel ist rezessiv.Das zurücktretende Allel ist rezessiv.

X

emeli 06 17

Dominater Erbgang bei Dominater Erbgang bei mischerbigen Pflanzenmischerbigen Pflanzen

• Die Parentalgeneration PDie Parentalgeneration P22 ist ist mischerbig. Phänotypisch sind ihre mischerbig. Phänotypisch sind ihre Blüten Blüten ROTROT..

• Die Erbanlage für Die Erbanlage für ROTROT ist ist dominantdominant (überdeckend)! (überdeckend)! Genotypisch sind die Eltern aber Genotypisch sind die Eltern aber mischerbig!mischerbig!

• Die Keimzellen tragen entweder Die Keimzellen tragen entweder die Anlage für die Anlage für ROTROT oder oder WEISSWEISS..

• Die Filialgeneration FDie Filialgeneration F22 ist ist genotypisch entweder reinerbig genotypisch entweder reinerbig oder mischerbig!oder mischerbig!

• Da das Allel für Da das Allel für ROTROT aber aber dominant, dasjenige für dominant, dasjenige für WEISSWEISS rezessiv ist,rezessiv ist,sind 75 % der Nachkommen (Filial-sind 75 % der Nachkommen (Filial-generation Fgeneration F22) phänotypisch ) phänotypisch ROTROT, , und 25 % und 25 % WEISSWEISS..

X

genotypisch:reinerbig rot

genotypisch:reinerbig weiss

genotypisch:mischerbig rot und weiss

phänotypisch:Erscheinungsbild ist rot

phänotypisch:Erscheinungsbild ist weiss

Statistisch fällt die Verteilungder Nachkommen mischerbiger

Eltern mit dominantem Erb-faktor für die Blütenfarbe

im Verhältnis 3 : 1 aus.

emeli 06 18

Erbgang mit 2 Merkmalen: Erbgang mit 2 Merkmalen: FF11

• PP1 1 trägt die beiden Merkmale:trägt die beiden Merkmale:GG Gelb und Gelb und gg nicht gelb nicht gelb grün grünRR Rund und Rund und rr nicht rund nicht rund runzligrunzlig

• GGelb und elb und RRund sind dominante und sind dominante Erbfaktoren, Erbfaktoren, gg und und rr also also rezessivrezessiv

• Jeder Elternteil ist reinerbig:Jeder Elternteil ist reinerbig: GGRRGGRR undund ggrrggrr

• Nach der Reduktionsteilung Nach der Reduktionsteilung enthalten die Keimzellen je ein enthalten die Keimzellen je ein Merkmal für Farbe und Form.Merkmal für Farbe und Form.

• Die Kombination der beiden Die Kombination der beiden Merkmale führt zu folgenden Merkmale führt zu folgenden Tochterzellen (genotypisch):Tochterzellen (genotypisch): GGggRRrr (mischerbig).(mischerbig).

• Phänotypisch treten in der Filial-Phänotypisch treten in der Filial-generation Fgeneration F11 dieselben Formen dieselben Formen auf, wie in der auf, wie in der Parentalgeneration.Parentalgeneration.

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UniformitätsregelUniformitätsregel

Gelb

Rund

grün

runzlig

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Erbgang mit 2 Merkmalen: Erbgang mit 2 Merkmalen: Keimzellen der FKeimzellen der F11

•Die Keimzellen (Pollen) enthalten jedes Die Keimzellen (Pollen) enthalten jedes Merkmalpaar genau ein Mal.Merkmalpaar genau ein Mal.

•Insgesamt sind 4 Kombinationen möglich.Insgesamt sind 4 Kombinationen möglich.

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gG für Gelb und R für Rund

sind dominate Erbmerkmale.g für grün und r für runzlig sind

als Allele in jeder Körperzelleaber auch enthalten.

Phänotypisch unterscheiden sich die Nachkommen der Parental-

generation P1 nicht

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•Genotypisch sind die Samenan-Genotypisch sind die Samenan-lagen der Flagen der F11 gleich gleich ausgestattet.ausgestattet.

•Auch hier sind 4 Kombina-Auch hier sind 4 Kombina-tionen möglich.tionen möglich.

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emeli 06 20

Erbgang mit 2 Merkmalen: Erbgang mit 2 Merkmalen: Körperzellen der FKörperzellen der F22

XX• Die Bestäubung mit vier Die Bestäubung mit vier

genetisch genetisch unterschiedlichen unterschiedlichen Pollensorten auf vier Pollensorten auf vier genetisch verschiedene genetisch verschiedene Samenanlagen führt zu Samenanlagen führt zu total 16 Kreuzungen.total 16 Kreuzungen.

• Eine Kreuzungstabelle Eine Kreuzungstabelle schafft deshalb die beste schafft deshalb die beste Übersicht.Übersicht.

• GG und und RR sind dominante sind dominante Erbfaktoren!Erbfaktoren!

• Ordnet man die Samen Ordnet man die Samen nach ihrem nach ihrem Erscheinungs-bild, ergibt Erscheinungs-bild, ergibt sich ein Zahlen-verhältnis sich ein Zahlen-verhältnis von von 9 : 3 : 3 : 19 : 3 : 3 : 1

• Zwei neue Zwei neue Erbsensorten wurden Erbsensorten wurden gezüchtet!gezüchtet!

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emeli 06 21

Mendels Mendels UnabhängigkeitsregelUnabhängigkeitsregel

• Kreuzt man Kreuzt man Lebewesen, die sich in Lebewesen, die sich in zwei oder mehreren zwei oder mehreren Erbmerkmalen Erbmerkmalen unterscheiden, so unterscheiden, so werden die Anlagen werden die Anlagen unabhängig unabhängig voneinander vererbt.voneinander vererbt.

• Dabei entstehen neue Dabei entstehen neue Kombinationen.Kombinationen.

• Der Mensch hat durch Der Mensch hat durch geeignete Zuchtwahl geeignete Zuchtwahl Pflanzen und Tiere seit Pflanzen und Tiere seit Jahrtausenden seinen Jahrtausenden seinen Bedürfnissen angepasst.Bedürfnissen angepasst.

Wildweizen

Getreide heute

Wolf

Wildpferd

emeli 06 22

ZusammenfassungZusammenfassung

UniformitätsregUniformitätsregelel

SpaltungsregelSpaltungsregel

UnabhängigkeitsUnabhängigkeitsregelregel

Kreuzt man zwei reinerbige Lebewesen einer Kreuzt man zwei reinerbige Lebewesen einer Art miteinander, die sich in einem Merkmal Art miteinander, die sich in einem Merkmal unterscheiden, so sind die Mischlinge der unterscheiden, so sind die Mischlinge der ersten Tochtergeneration (Fersten Tochtergeneration (F11) in diesem ) in diesem Merkmal alle gleich.Merkmal alle gleich.

Kreuzt man Mischlinge der 1. Kreuzt man Mischlinge der 1. Filialgeneration untereinander, so spalten Filialgeneration untereinander, so spalten sich die Nachkommen in einem bestimmten sich die Nachkommen in einem bestimmten Zahlenverhältnis.Zahlenverhältnis.

Kreuzt man Lebewesen, die sich in zwei oder Kreuzt man Lebewesen, die sich in zwei oder mehreren Merkmalen unterscheiden, so mehreren Merkmalen unterscheiden, so werden die Anlagen unabhängig voneinander werden die Anlagen unabhängig voneinander vererbt. Dabei entstehen neue vererbt. Dabei entstehen neue Kombinationen.Kombinationen.

Johann Gregor Mendel (1822 – 1884) war in seinem Fachgebiet seiner Zeit weit voraus. Er entdeckte die Grundlagen der Vererbungslehre, die auch heute noch ihre volle Gültigkeit haben!

emeli 06 23

Und was hat das alles nun

mit mir zu tun?

Ach ja, ich bin ja auch ein Produkt

der Züchtung! Drei Koteletten mehr

als die Wildform !!!

Ich werfe nun noch rasch einen Blick ins Buch: Schroedel, Erlebnis

Biologie 2, Seiten 296 bis 301 !

Dort ist alles bis ins Detail genau beschrieben ...