2. Mendelsche Regel (Spaltungsregel)
Was die 2. Mendelsche Regel (Spaltungsregel) besagt und wie sie funktioniert, erfährst du hier im Beitrag und in unserem Video !
Inhaltsübersicht
2. Mendelsche Regel einfach erklärt
Die 2. Mendelsche Regel (Spaltungsregel) behandelt die Vererbung von Merkmalen in der „Enkelgeneration”, also der zweiten Nachkommensgeneration. Sie ist eine der drei Mendelschen Regeln in der Genetik.
Der Mönch Gregor Mendel wollte die Vererbung von Merkmalen an ihre Nachkommen untersuchen. Dafür führte er zahlreiche Kreuzungsexperimente mit Erbsenpflanzen durch. Diese Pflanzen waren je in einem Merkmal verschieden. Sie wiesen also zum Beispiel unterschiedliche Samen- oder Blütenfarben auf.
Mendel kreuzte nun zuerst reinerbige gelbe mit reinerbigen grünen Erbsensamen und erhielt identische mischerbige gelbe Nachkommen. Anschließend kreuzte er diese mischerbigen Erbsenpflanzen mit gelben Erbsensamen nochmals untereinander. Daraus entstanden sowohl gelbe, als auch grüne Nachkommen im Zahlenverhältnis 3:1.
Mendel schlussfolgerte daraus, dass Merkmalsformen der 2. Generation der Nachkommen (F2) in einem bestimmten Verhältnis auftreten. Dabei zeigt die F2-Generation sowohl Merkmalsausprägungen der Elterngeneration (Parentalgeneration), als auch der 1. Tochtergeneration (Filialgeneration 1).
Die 2. Mendelsche Regel, oder auch Spaltungsregel, besagt: Bei einer Kreuzung von identischen mischerbigen Individuen der F1-Generation spaltet sich die Merkmalsverteilung der Nachkommen in der F2-Generation nach festen Zahlenverhältnissen auf. Der dominant-rezessive Erbgang folgt dem Verhältnis 3:1.
2. Mendelsche Regel Grundbegriffe
Für die 2. Mendelsche Regel benötigst du einige wichtige Grundbegriffe:
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Gen
: Ein Gen ist ein bestimmter Abschnitt auf einem Chromosom. Es ist für die Merkmalsausprägung — wie die Samen- oder Blütenfarbe — verantwortlich.
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Allel
: Ein Allel ist eine Genvariante. So ist zum Beispiel ein Allel für die Ausprägung gelber Samen und ein anderes für die Ausprägung grüner Samen zuständig.
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Genotyp
/ Phänotyp
: Der Genotyp ist in der klassischen Genetik
die Kombination aus zwei Allelen, die für die Ausprägung eines Merkmals sorgen. Die äußerliche Erscheinungsform eines Merkmals bei einem Lebewesen, wie zum Beispiel die Haarfarbe, ist der Phänotyp.
- 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.
Achtung: Die 2. Mendelsche Regel gilt nur für diploide Lebewesen, also solche mit doppeltem Chromosomensatz pro Körperzelle. Dazu zählst du zum Beispiel Menschen, aber auch einige Tiere und Pflanzen.
2. Mendelsche Regel dominant rezessiver Erbgang
Betrachten wir die 2. Mendelsche Regel zunächst an einem dominant-rezessiven Erbgang. Bei dieser Art von Erbgang setzt sich ein dominantes Allel gegen ein rezessives Allel durch. Nur das dominante Allel sorgt dann für eine Merkmalsausprägung im Phänotyp.
Merke: In der Vererbungslehre schreibst du dominante Allele im Genotyp groß. Rezessive Allele sind dagegen an einem Kleinbuchstaben erkennbar.
Beispiel 2. Mendelsche Regel
Sehen wir uns zwei mischerbigen Erbsenpflanzen mit gelben Samen an. Sie besitzen jeweils den Genotyp Gg und sind aus einer Kreuzung aus zwei reinerbigen Erbsenpflanzen entstanden:
gelbe Erbsensamen (GG) x grüne Erbsensamen (gg)
Merke: Die reinerbigen Eltern bezeichnest du als Parentalgeneration (P), die mischerbigen Nachkommen als 1. Filialgeneration (F1).
Kreuzen wir nun die heterozygoten Pflanzen (Gg) mit den gelben Samen der F1-Generation untereinander:
gelbe Erbsensamen (Gg) x gelbe Erbsensamen (Gg)
Das Ergebnis: In der F2-Generation treten Erbsen mit gelben Samen und Erbsen mit grünen Samen auf. Es erfolgt also, gemäß der 2. Mendelschen Regel, eine Aufspaltung der jeweiligen Phänotypen.
Das Verhältnis der beiden Phänotypen gelb : grün ist dabei 3 : 1. Drei Viertel der Nachkommen haben also gelbe Samen, ein Viertel grüne.
Kreuzungsquadrat 2. Mendelsche Regel
Um die jeweiligen Genotypen der Nachkommen herauszufinden, ist ein Kreuzungsquadrat, oder auch Kreuzungsschema beziehungsweise Kombinationsquadrat, sehr nützlich.
Du trägst dafür die Gene der Keimzellen des einen Elternteils waagrecht und des anderen senkrecht auf. Daraufhin kombinierst du die jeweiligen Erbanlagen miteinander und trägst sie in die freien Felder ein. So erhältst du den Genotyp der Nachkommen, in diesem Fall der F2-Generation.
Das Kreuzungsquadrat lautet in diesem Fall:
| Keimzellen | G | g |
| G | GG | Gg |
| g | Gg | gg |
Die F2-Generation hat dementsprechend folgende Genotypen:
GG, Gg und gg im Verhältnis 1 : 2 : 1
Es treten jeweils zur Hälfte reinerbige (GG und gg) und zur Hälfte mischerbige Individuen (Gg) auf. Da es sich hier aber um einen dominant-rezessiven Erbgang handelt, setzt sich beim mischerbigen Genotyp das dominante Allel G (gelb) im Phänotyp durch. 3 von 4 Samen sind deswegen gelb. Das Zahlenverhältnis ist also im Phänotyp und Genotyp unterschiedlich.
Schon gewusst? Die 2. Mendelsche Regel zeigt auch, dass sich bei der Herstellung von Keimzellen die beiden Allele auftrennen. Jede Keimzelle enthält also nur noch eine Allel-Kopie. Das ist wichtig, da die Zahl der Erbanlagen bei jedem Lebewesen gleich bleiben soll. Bei einer Befruchtung werden sie wieder kombiniert (Rekombination ).
2. Mendelsche Regel intermediärer Erbgang
Anders als beim dominant-rezessiven Erbgang, setzt sich beim intermediären Erbgang nicht immer ein Allel durch. Hier ist die Dominanz bestimmter Allele nämlich nicht eindeutig (unvollständige Dominanz). Weil sich keines der beiden Elternallele durchsetzt, entsteht im Phänotyp eine „Mischform” aus beiden Merkmalen der Eltern.
Beispiel intermediärer Erbgang
Sehen wir uns das ganze einmal an einem Beispiel an:
Die heterozygote F1-Generation von Löwenmäulchen (Blumen) besitzt jeweils Erbanlagen für rote (r) und weiße (w) Blüten.
Ihr Genotyp ist deswegen jeweils rw, der Phänotyp dementsprechend rosa, weil sich keines der beiden Allele eindeutig durchsetzt.
Schauen wir uns nun an, welche Nachkommen bei der F2-Generation entstehen. Hier erhalten wir gemäß der Spaltungsregel verschiedene Phänotypen und Genotypen. In diesem Beispiel also ein Löwenmäulchen mit roter (rr), eins mit weißer (ww) und zwei mit rosa (rw) Blüten.
Das Zahlenverhältnis lautet hier:
rot : rosa : weiß = 1 : 2 : 1
Weitere Mendelsche Regeln
Die 2. Mendelsche Regel ist aber nicht die einzige Orientierung bei der Vererbung. Es gibt noch zwei weitere Regeln, die von Gregor Mendel aufgestellt worden sind. Dort erklären wir dir alles Weitere, was du zur Vererbung wissen solltest!
