Mendelsche Regeln und Kreuzungsschema: Vererbung einfach erklärt

Warum hat ein Kind die Augenfarbe der Mutter, aber die Haarfarbe des Großvaters? Die Grundlagen der Vererbung entdeckte der Mönch Gregor Mendel im 19. Jahrhundert mit Erbsenpflanzen. Seine drei Regeln gehören bis heute zum Kern des Biologieunterrichts in Klasse 9 und 10.

Grundbegriffe

• Gen: Abschnitt auf der DNA, der ein Merkmal bestimmt.
• Allel: Ausprägungsform eines Gens (z. B. rote oder weiße Blütenfarbe).
• Genotyp: die Erbanlagen (z. B. Rr).
• Phänotyp: das Erscheinungsbild (z. B. rote Blüte).
• Homozygot (reinerbig): zwei gleiche Allele (RR oder rr).
• Heterozygot (mischerbig): zwei verschiedene Allele (Rr).
• Dominant/rezessiv: Das dominante Allel setzt sich gegen das rezessive durch. Es wird mit Großbuchstaben geschrieben.

1. Mendelsche Regel: Uniformitätsregel

Kreuzt man zwei reinerbige Eltern, die sich in einem Merkmal unterscheiden (RR × rr), sind alle Nachkommen der ersten Generation (F1) gleich (uniform): Rr. Bei dominant-rezessiver Vererbung sehen alle aus wie der dominante Elternteil – alle blühen rot.

2. Mendelsche Regel: Spaltungsregel

Kreuzt man die F1-Pflanzen untereinander (Rr × Rr), spalten sich die Merkmale in der zweiten Generation (F2) wieder auf. Das Kreuzungsschema zeigt es:

• Keimzellen beider Eltern: R und r.
• Kombinationen: RR, Rr, rR, rr.
• Genotypverhältnis: 1 RR : 2 Rr : 1 rr.
• Phänotypverhältnis: 3 rot : 1 weiß.

3. Mendelsche Regel: Unabhängigkeitsregel

Bei zwei Merkmalen (dihybrider Erbgang) werden die Allele unabhängig voneinander vererbt – sofern die Gene auf verschiedenen Chromosomen liegen. Kreuzt man zwei doppelt mischerbige Pflanzen (RrGg × RrGg), ergibt sich im 4×4-Kreuzungsschema das Phänotypverhältnis 9 : 3 : 3 : 1.

Das Kreuzungsschema zeichnen

Das Kreuzungsschema (Punnett-Quadrat) ist eine Tabelle: Oben stehen die Keimzellen des einen Elternteils, links die des anderen. In die Felder schreibt man die Kombinationen. Bei einem Merkmal entstehen 4 Felder, bei zwei Merkmalen 16.

Die Rückkreuzung

Eine rot blühende Pflanze kann RR oder Rr sein – man sieht es ihr nicht an. Die Rückkreuzung mit einer rezessiv reinerbigen Pflanze (rr) bringt Klarheit: Sind alle Nachkommen rot, war sie RR. Treten auch weiße auf (Verhältnis 1 : 1), war sie Rr.

Intermediärer Erbgang

Nicht immer setzt sich ein Allel vollständig durch. Bei der Wunderblume ergibt die Kreuzung von rot und weiß rosa Nachkommen. In der F2 zeigt sich dann das Verhältnis 1 rot : 2 rosa : 1 weiß – Genotyp und Phänotyp stimmen hier überein.

Typische Fehler

• Genotyp und Phänotyp verwechselt.
• Keimzellen mit zwei Allelen notiert – jede Keimzelle enthält nur ein Allel pro Gen.
• Verhältnisse falsch gezählt (Rr und rR sind derselbe Genotyp).

Vererbung beim Menschen

Beim Menschen werden Vererbungsregeln an Stammbäumen untersucht, etwa bei Erbkrankheiten. Aus der Verteilung in einer Familie lässt sich ableiten, ob ein Merkmal dominant oder rezessiv, autosomal oder geschlechtsgebunden vererbt wird – eine typische Aufgabe in der Oberstufe.

Teste dich selbst

1. Welche Nachkommen entstehen bei AA × aa? – Lösung: nur Aa (Uniformitätsregel).
2. Phänotypverhältnis bei Aa × Aa (dominant-rezessiv)? – Lösung: 3 : 1.
3. Verhältnis bei der Rückkreuzung Aa × aa? – Lösung: 1 Aa : 1 aa.
4. Phänotypverhältnis beim dihybriden Erbgang AaBb × AaBb? – Lösung: 9 : 3 : 3 : 1.

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