Mendels Erbsen





Übung 1: Kreuzung der reinerbigen Elterngeneration

Wissenschaftler und Züchter bezeichnen Organismen mit identischen Formen (Varianten) der Ausprägung eines Merkmals als reinerbig oder homozygot für dieses Merkmal. Reinerbige Organismen besitzen identische Erbfaktoren (Allele) für ein bestimmtes Merkmal wie etwa die Blütenfarbe.

Betrachten wir nun zwei Gruppen reinerbiger Erbsenpflanzen. Eine Gruppe besitzt purpurfarbene, die andere weiße Blüten. Die purpurfarben blühenden Pflanzen weisen zwei identische Faktoren für die Blütenfarbe auf, die wir mit P bezeichnen wollen.

Den Genotyp, also die genetische Ausstattung, dieser Erbsenpflanze für die Blütenfarbe beschreiben wir als PP.

Die weiß blühende Pflanze besitzt ebenfalls zwei identische Allele für die Blütenfarbe: Wir wollen diese mit W bezeichnen.

Somit lautet der Genotyp dieser Erbsenpflanze für die Blütenfarbe WW.

(Für diese Übung verwenden wie eine Bezeichnung für die genetischen Faktoren, die sich von der allgemein akzeptierten unterscheidet, die Sie in Ihrem Lehrbuch finden werden. (Vergleiche: Eine Bemerkung zur Schreibweise genetischer Faktoren.)

Sie werden nun einige virtuelle Versuche durchführen, anhand derer Sie einige wichtige wissenschaftliche Prinzipien erlernen können. Auch wenn Sie einiges an Grundwissen mitbringen, das Mendel nicht haben konnte, werden Sie Ihre Entdeckungen auf ganz ähnliche Weise machen wie er.

Beim Bearbeiten der folgenden Fragen sollten Sie immer daran denken, dass die bei der Meiose gebildeten Gameten nur halb so viele Chromosomen und Gene aufweisen wie die somatischen Zellen der Eltern und deren Nachkommen (die Zygoten.)

Beginnen Sie Ihren Versuch, indem Sie die Antworten zu folgenden Fragen in die dafür vorgesehenen Felder eintragen.

  1. Der Genotyp der purpurfarben blühenden Pflanzen lautet PP. Wie sehen die möglichen Genotypen der bei der Meiose entstehenden Gameten dieser Eltern im Hinblick auf die Blütenfarbe aus?
  2. Wie lauten alle möglichen Genotypen der Gameten von weiß blühenden Pflanzen?
  3. Wie lauten die Genotypen der ersten Nachkommengeneration? Wissenschaftler bezeichnen diese als F1-Generation.


elterliche Genotypen
PP
X
WW
Gameten 1) 2)
F1-Generation
3)
Zygote



Wie wird Ihrer Meinung nach die F1-Generation aussehen? Das heißt, wie wird ihr Phänotyp sein? Wird einer der Faktoren, die die Blütenfarbe bestimmen, über den anderen dominieren, oder werden sie gleichermaßen exprimiert werden? Und sollte einer dominieren, werden dann alle Blüten purpurn oder alle weiß aussehen? Werden bei gleicher Expression alle Blüten der F1-Generation eine Färbung zwischen purpurn und weiß aufweisen, oder werden einige Pflanzen purpurfarbene, andere weiße Blüten hervorbringen?

Dies ist jener Punkt im Wissenschaftsprozess, an dem die Wissenschaft am kreativsten ist. Nun müssen Sie, der Wissenschaftler, aufgrund Ihrer Erfahrungen und Kenntnisse über Pflanzen eine plausible Vermutung aufstellen, wie sich die Faktoren verhalten werden und wie daher die F1-Generation aussehen wird. Eine solche auf Kenntnissen aufbauende Vermutung bezeichnet man als Hypothese.

Schauen Sie sich die Musterhypothesen an und formulieren Sie anschließend Ihre eigene oder übernehmen Sie eine der Musterhypothesen.

ACHTUNG: Seien Sie auf der Hut! Akzeptieren Sie nie die Vermutungen eines anderen, bevor Sie das Problem selbst durchdacht haben !!

Musterhypothesen:

    Der Faktor für Weiß ist dominant über den Faktor für Purpurfarben.
    Der Faktor für Purpurfarben ist dominant über den Faktor für Weiß.
    Beide Faktoren werden gleichermaßen exprimiert.



Ihre Hypothese: (Geben Sie Ihre Hypothese in das Eingabefeld ein.)





Der nächste Forschungsschritt besteht darin, aufgrund Ihrer Hypothese eine Vorhersage zu treffen. Wie wird die F1-Generation aussehen?

Wissenschaftler formulieren ihre Vorhersagen oft in der Form "wenn/dann". Eine auf der ersten Musterhypothese basierende Mustervorhersage wäre:

Mustervorhersage:




    Wenn der Faktor für Weiß über den Faktor für Purpurfarben dominant ist, dann werden alle Blüten der F1 -Generation weiß aussehen.



Formulieren Sie eine auf Ihrer Hypothese basierende Vorhersage.

Ihre Vorhersage:


Nun ist es Zeit für den nächsten Forschungsschritt: Führen Sie einen Versuch durch, um herauszufinden, was genau geschieht, wenn Sie eine reinerbige (homozygote), purpurfarben blühende Pflanze mit einer reinerbigen weiß blühenden kreuzen.

Mit Hilfe des unten stehenden Punnett-Schemas werden Sie nun ein virtuelles Experiment durchführen. Fügen Sie die Gameten, die sie für jeden Elternteil bestimmt haben, in das Punnet-Schema ein; setzen Sie pro Feld immer nur einen Gameten ein. Achten Sie auf die Großschreibung.

Schreiben Sie die Gameten der PURPURFARBEN blühenden Elternpflanze in die obere Zeile und die der WEISS blühenden in die linke Spalte.




purpurfarbene
Elternpflanze
weiße
Elternpflanze
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?? ??

Kreuzen Sie die Erbsen, um die Ergebnisse Ihres Versuchs zu sehen.

Kreuzung