Mendels Erbsen





Übung 5: Die Vererbung von zwei Merkmalen: die Kreuzung reinerbiger Eltern.

Die Farbe und Form von Erbsensamen werden von zwei unterschiedlichen Genen gesteuert. Samen können entweder rund oder runzelig in der Form und von grüner oder gelber Farbe sein.

Betrachten Sie zwei Populationen von Erbsenpflanzen. Die eine Population bringt runde gelbe Samen hervor und, da sie reinerbig ist, besitzt sie je zwei identische Allele für Samenfarbe und Samenform. Der Genotyp, die genetische Ausstattung, dieser Erbsenpflanzen für die Samenfarbe lautet also YY (gelb für englisch yellow) und für die Samenform RR (rund für englisch round). Die andere Population besitzt runzelige Samen, und weil sie ebenfalls reinerbig ist, jeweils zwei identische Faktoren für Samenform und -farbe. Ihr Genotyp für die Samenfarbe lautet GG(grün für englisch green) und für die Samenform WW (runzelig für englisch wrinkled).

Mendel führte seine Experimente mit zwei reinerbigen Erbsenpopulationen durch, die genau mit den gerade beschriebenen übereinstimmten. Er wollte herausfinden, ob die Merkmale Samenform und Samenfarbe gekoppelt von den Elternpflanzen auf die F1-Generation übertragen werden. Bleiben die Merkmale zusammen und werden mit jeder Generation als Einheit weitergegeben, oder werden Sie unabhängig voneinander vererbt?

Sie werden nun eine dihybride Kreuzung durchführen: ein virtuelles Experiment, bei dem Sie nicht nur das Schicksal von einem, sondern von zwei Merkmalen - Samenfarbe und Samenform - verfolgen.

  1. Der Genotyp der Pflanze mit gelben runden Samen lautet YYRR. Wie sehen die möglichen Genotypen aller von diesen Eltern produzierten Gameten aus?

  2. Der Genotyp der Pflanze mit grünen runzeligen Samen lautet GGWW. Wie sehen die möglichen Genotypen aller von diesen Eltern produzierten Gameten aus?

  3. Wie werden die Genotypen der Nachkommen der F1-Generation aussehen?


elterliche Genotypen
YYRR
X
GGWW
Gameten 1) 2)
F1-Generation 3)
Zygote



Wie wird Ihrer Meinung nach die F1-Generation aussehen?
Wird einer der Faktoren, welche die Samenfarbe steuern, über den anderen dominieren, oder werden sie gleichermaßen exprimiert?
Werden die Merkmale gekoppelt bleiben, oder werden wir gelbe runzelige und grüne glatte Samen erhalten?



Erneut haben Sie nun den entscheidenden Punkt in Ihrem Wissenschaftsprozess erreicht, an dem Sie als Wissenschaftler eine Hypothese über das Verhalten dieser Merkmale bei der Übertragung auf die nächste Generation erstellen müssen.

Musterhypothesen:




    Die Merkmale Samenform und Samenfarbe sind voneinander unabhängig, und die sie bestimmenden Faktoren werden bei der Übertragung auf die nächste Generation aufgetrennt werden.
    Die Faktoren für Samenform und Samenfarbe sind bei der Fortpflanzung miteinander gekoppelt und werden als Einheit vererbt.



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




Treffen Sie nun aufbauend auf Ihrer Hypothese eine Vorhersage. Wissenschaftler formulieren ihre Vorhersagen oft in der Form "wenn/dann". Einige auf der ersten Musterhypothese basierende Mustervorhersagen wären:

Mustervorhersagen:




    Wenn die Merkmale bei der Übertragung aufgetrennt werden, dann werden alle Nachkommen der F1-Generation phänotypisch identisch sein, und ihr Aussehen wird durch diejenige Merkmalsform bestimmt werden, die dominant für das jeweilige Merkmal ist.
    Wenn die Merkmale gemeinsam vererbt werden, werden alle Nachkommen der F1-Generation genotypisch und phänotypisch identisch sein. Bei allen wird jeweils der dominante Faktor für jedes Merkmal exprimiert werden.
    Alle Nachkommen der F1-Generation werden den gleichen Genotyp und den gleichen Phänotyp aufweisen, unabhängig davon, ob die Merkmalsformen gekoppelt sind. Bei allen wird jeweils der dominante Faktor für jedes Merkmal exprimiert werden.
    Wenn die Merkmalsformen bei der Übertragung aufgetrennt werden, wird dies jeweils zu vier verschiedenen Genotypen und Phänotypen führen.
    Alle Nachkommen der F1-Generation werden den gleichen Genotyp und den gleichen Phänotyp aufweisen, unabhängig davon, ob die Merkmalsformen gekoppelt sind. Im Phänotyp werden die Merkmalsformen zwischen denen der beiden Eltern liegen.



Ihre Vorhersage:



Nun ist es Zeit für den nächsten Forschungsschritt. Führen Sie ein Experiment durch, um herauszufinden, was genau passiert, wenn Sie eine reinerbige Elternpflanze mit gelben runden Samen mit einer reinerbigen Elternpflanze mit grünen runzeligen Samen kreuzen.

Sie wissen mittlerweile, dass es für jedes Merkmal von einer Elternpflanze, die für dieses Merkmal homozygot ist, nur einen möglichen Gameten geben kann. In einem früheren Schritt dieses Experiments haben Sie festgestellt, dass eine Elternpflanze nur YR-Gameten hervorbrachte, die andere nur GW-Gameten.

Wie die F1-Generation dieser Kreuzung aussehen wird, können wir leicht ohne ein solches großes Punnett-Schema ermitteln, wie es unten abgebildet ist. Für die Kreuzungen, die sie anschließend durchführen werden, werden Sie allerdings ein Punnett-Schema dieser Größe brauchen. Füllen Sie dieses große Punnett-Schema aus, damit Sie einen sichtbaren Anhaltspunkt haben, um die phänotypischen Veränderungen, die sich bei dieser Kreuzung ergeben, besser verstehen zu können; dazu tragen Sie einfach die Gameten der ersten Elternpflanze viermal in die obere Zeile der Eingabefelder ein und die der zweiten Elternpflanze viermal in die linke Spalte. Führen Sie anschließend die Kreuzung durch, studieren Sie die Ergebnisse und fahren fort mit Übung 6. Denken Sie daran: Achten Sie auf die Großschreibung.



Elternpflanze mit
gelben runden Samen
Elternpflanze mit
grünen runzeligen Samen
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Kreuzung