MENDELS 3 GESETZE UND DIE ERBSENEXPERIMENTE - BIOLOGIE - 2025

Die drei Mendelschen oder Mendelschen Genetiken sind die wichtigsten Aussagen zur Vererbung. Gregory Mendel, ein österreichischer Mönch und Naturforscher, gilt als Vater der Genetik. Durch seine Experimente mit Pflanzen entdeckte Mendel, dass bestimmte Merkmale in bestimmten Mustern vererbt wurden.

Mendel studierte die Vererbung, indem er mit Erbsen einer Pisum sativum-Pflanze experimentierte, die er in seinem Garten hatte. Diese Pflanze war ein ausgezeichnetes Testmodell, da sie sie selbst bestäuben oder befruchten konnte und mehrere Merkmale besaß, die nur zwei Formen hatten.

Beispiel: Das Merkmal "Farbe" kann nur grün oder gelb sein, das Merkmal "Textur" kann nur glatt oder rau sein und so weiter mit den anderen 5 Merkmalen mit jeweils zwei Formen.

Gregor Mendel formulierte seine drei Gesetze in seiner als Experimente zur Pflanzenhybridisierung (1865) veröffentlichten Arbeit, die er bei der Brünn Natural History Society vorstellte, obwohl sie ignoriert und erst 1900 berücksichtigt wurden.

Gregor Mendel Geschichte

Gregor Mendel gilt aufgrund der Beiträge, die er durch seine drei Gesetze geleistet hat, als Vater der Genetik. Er wurde am 22. Juli 1822 geboren und soll schon in jungen Jahren in direktem Kontakt mit der Natur gestanden haben, was ihn dazu veranlasste, sich für Botanik zu interessieren.

1843 trat er in das Brünner Kloster ein und drei Jahre später wurde er zum Priester geweiht. Später, 1851, beschloss er, Botanik, Physik, Chemie und Geschichte an der Universität Wien zu studieren.

Nach dem Studium kehrte Mendel ins Kloster zurück und führte dort die Experimente durch, die es ihm ermöglichten, die sogenannten Mendelschen Gesetze zu formulieren.

Als er seine Arbeit präsentierte, blieb sie leider unbemerkt und Mendel soll die Vererbungsexperimente aufgegeben haben.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts begann seine Arbeit jedoch Anerkennung zu finden, als mehrere Wissenschaftler und Botaniker ähnliche Experimente durchführten und auf seine Studien stießen.

Mendels Experimente

Mendel untersuchte sieben Merkmale der Erbsenpflanze: Samenfarbe, Samenform, Blütenposition, Blütenfarbe, Hülsenform, Hülsenfarbe und Stammlänge.

Es gab drei Hauptschritte zu Mendels Experimenten:

1-Durch Selbstbefruchtung entstand eine Generation reiner Pflanzen (homozygot). Das heißt, Pflanzen mit lila Blüten produzierten immer Samen, die lila Blüten produzierten. Er nannte diese Pflanzen die P-Generation (der Eltern).

2-Dann kreuzte er Paare von reinen Pflanzen mit unterschiedlichen Merkmalen und deren Nachkommen nannte er zweite Filialgeneration (F1).

3- Schließlich erhielt er eine dritte Pflanzengeneration (F2), indem er zwei Pflanzen der F1-Generation selbst bestäubte, dh zwei Pflanzen der F1-Generation mit denselben Merkmalen kreuzte.

Versuchsergebnisse

Mendel fand einige unglaubliche Ergebnisse aus seinen Experimenten.

Generation F1

Mendel stellte fest, dass die F1-Generation immer das gleiche Merkmal aufwies, obwohl die beiden Elternteile unterschiedliche Eigenschaften hatten. Wenn Sie beispielsweise eine lila Blütenpflanze mit einer weißen Blütenpflanze gekreuzt haben, hatten alle Nachkommenpflanzen (F1) lila Blüten.

Dies liegt daran, dass die lila Blume das dominierende Merkmal ist. Daher ist die weiße Blume das rezessive Merkmal.

Diese Ergebnisse können in einem Diagramm dargestellt werden, das als Punnett-Quadrat bezeichnet wird. Das dominante Gen für Farbe wird mit einem Großbuchstaben und das rezessive Gen mit einem Kleinbuchstaben angezeigt. Hier ist lila das dominante Gen, das mit einem "M" gezeigt wird, und weiß ist das rezessive Gen, das mit einem "b" gezeigt wird.

Generation F2

In der F2-Generation stellte Mendel fest, dass 75% der Blüten lila und 25% weiß waren. Er fand es interessant, dass obwohl beide Eltern lila Blüten hatten, 25% der Nachkommen weiße Blüten hatten.

Das Auftreten der weißen Blüten ist auf ein rezessives Gen oder Merkmal zurückzuführen, das bei beiden Elternteilen vorhanden ist. Hier ist das Punnett-Quadrat, das zeigt, dass 25% der Nachkommen zwei 'b'-Gene hatten, die die weißen Blüten hervorbrachten:

Wie wurden Mendels Experimente durchgeführt?

Mendels Experimente wurden mit Erbsenpflanzen durchgeführt, eine etwas komplexe Situation, da jede Blume einen männlichen und einen weiblichen Teil hat, dh sich selbst befruchtet.

Wie könnte Mendel also die Nachkommen von Pflanzen kontrollieren? Wie könnte ich sie überqueren?

Die Antwort ist einfach: Um die Nachkommen der Erbsenpflanzen zu kontrollieren, hat Mendel ein Verfahren entwickelt, mit dem er verhindern konnte, dass sich die Pflanzen selbst befruchten.

Das Verfahren bestand darin, die Staubblätter (männliche Organe der Blüten, die die Pollensäcke enthalten, dh diejenigen, die Pollen produzieren) der Blüten der ersten Pflanze (BB genannt) zu schneiden und den Pollen der zweiten Pflanze auf die zu stäuben Stempel (weibliches Blütenorgan, in der Mitte) des ersten.

Mit dieser Aktion kontrollierte Mendel den Befruchtungsprozess, eine Situation, die es ihm ermöglichte, jedes Experiment immer wieder durchzuführen, um sicherzustellen, dass immer die gleichen Nachkommen erhalten wurden.

Auf diese Weise gelang es ihm, die heutigen Mendelschen Gesetze zu formulieren.

Warum hat Mendel die Erbsenpflanzen gewählt?

Gregor Mendel wählte Erbsenpflanzen für seine genetischen Experimente, weil sie billiger als jede andere Pflanze waren und weil die Generationszeit derselben sehr kurz ist und eine große Anzahl von Nachkommen hat.

Der Nachwuchs war wichtig, da viele Experimente durchgeführt werden mussten, um seine Gesetze formulieren zu können.

Er wählte sie auch für die große Vielfalt, die es gab, dh jene mit grünen Erbsen, jene mit gelben Erbsen, jene mit runden Schoten, unter anderem.

Abwechslung war wichtig, weil man wissen musste, welche Eigenschaften vererbt werden konnten. Daher entsteht der Begriff Mendelsche Vererbung.

Mendels 3 Gesetze zusammengefasst

Mendels erstes Gesetz

Es wird beobachtet, dass in der elterlichen Generation 1 (Vater ww, Mutter RR) alle Nachkommen das dominante R-Gen haben.

Mendels erstes Gesetz oder das Gesetz der Einheitlichkeit besagt, dass, wenn sich zwei reine Individuen (homozygot) kreuzen, alle Nachkommen in ihren Merkmalen gleich (einheitlich) sind.

Dies ist auf die Dominanz einiger Zeichen zurückzuführen. Eine einfache Kopie davon reicht aus, um die Wirkung eines rezessiven Zeichens zu maskieren. Daher weisen sowohl homozygote als auch heterozygote Nachkommen den gleichen Phänotyp auf (sichtbares Merkmal).

Mendels zweites Gesetz

Mendels zweites Gesetz, auch Gesetz der Trennung von Charakteren genannt, besagt, dass sich Allele (erbliche Faktoren) während der Bildung von Gameten so trennen (trennen), dass die Nachkommen von jedem Verwandten ein Allel erwerben.

Dieses genetische Prinzip veränderte die anfängliche Annahme, dass Vererbung ein reiner „Kombinationsprozess“ ist, bei dem die Nachkommen Zwischenmerkmale zwischen den beiden Elternteilen aufweisen.

Mendels drittes Gesetz

Mendels drittes Gesetz ist auch als Gesetz der unabhängigen Trennung bekannt. Während der Bildung von Gameten werden die Charaktere für die verschiedenen Merkmale unabhängig voneinander vererbt.

Es ist derzeit bekannt, dass dieses Gesetz nicht für Gene auf demselben Chromosom gilt, die zusammen vererbt würden. Chromosomen trennen sich jedoch während der Meiose unabhängig voneinander.

Von Mendel eingeführte Begriffe

Mendel prägte einige der Begriffe, die derzeit auf dem Gebiet der Genetik verwendet werden, darunter: dominant, rezessiv, hybrid.

Dominant

Als Mendel in seinen Experimenten das dominierende Wort verwendete, bezog er sich auf den Charakter, der sich äußerlich im Individuum manifestierte, unabhängig davon, ob nur einer von ihnen oder zwei von ihnen gefunden wurden.

Rezessiv

Mit rezessiv meinte Mendel, dass es sich um einen Charakter handelt, der sich nicht außerhalb des Individuums manifestiert, weil ein dominanter Charakter ihn verhindert. Damit dies überwiegt, muss das Individuum zwei rezessive Zeichen haben.

Hybrid

Mendel verwendete das Wort Hybrid, um sich auf das Ergebnis einer Kreuzung zwischen zwei Organismen verschiedener Arten oder mit unterschiedlichen Merkmalen zu beziehen.

Ebenso war er derjenige, der die Verwendung des Großbuchstabens für die dominanten Allele und der Kleinbuchstaben für die rezessiven Allele festlegte.

Anschließend beendeten andere Forscher ihre Arbeit und verwendeten den Rest der heute verwendeten Begriffe: Gen, Allel, Phänotyp, homozygot, heterozygot.

Mendelsche Vererbung beim Menschen

Die Merkmale des Menschen können durch Mendelsche Vererbung erklärt werden, solange die Familiengeschichte bekannt ist.

Es ist notwendig, die Familiengeschichte zu kennen, da mit ihnen die notwendigen Informationen über ein bestimmtes Merkmal gesammelt werden können.

Zu diesem Zweck wird ein Stammbaum erstellt, in dem alle Merkmale der Familienmitglieder beschrieben werden und somit bestimmt werden kann, von wem sie geerbt wurden.

Beispiel für die Vererbung bei Katzen

In diesem Beispiel wird die Fellfarbe durch B (braun, dominant) oder b (weiß) angegeben, während die Schwanzlänge durch S (kurz, dominant) oder os (lang) angegeben wird.

Wenn die Eltern für jedes Merkmal homozygot sind (SSbb und ssBB), sind ihre Kinder in der F1-Generation für beide Allele heterozygot und zeigen nur die dominanten Phänotypen (SsbB).

Wenn sich die Welpen paaren, treten in der F2-Generation alle Kombinationen von Fellfarbe und Schwanzlänge auf: 9 sind braun / kurz (lila Kästchen), 3 sind weiß / kurz (rosa Kästchen), 3 sind braun / lang (blaue Kästchen) und 1 ist weiß / lang (grünes Kästchen).

4 Beispiele für Mendelsche Merkmale

- Albinismus : Es handelt sich um ein erbliches Merkmal, das in der Veränderung der Produktion von Melanin (einem Pigment, das der Mensch hat und für die Farbe von Haut, Haaren und Augen verantwortlich ist) besteht, weshalb es bei vielen Gelegenheiten existiert die völlige Abwesenheit davon. Dieses Merkmal ist rezessiv.

- Freie Ohrläppchen : Es ist ein dominantes Merkmal.

- Vereinigte Ohrläppchen : Es ist ein rezessives Merkmal.

- Haar- oder Witwenspitze : Diese Funktion bezieht sich auf die Art und Weise, wie der Haaransatz auf der Stirn endet. In diesem Fall würde es mit einem Peak in der Mitte enden. Diejenigen mit diesem Merkmal haben eine Form des Buchstabens "w" rückwärts. Es ist ein dominantes Merkmal.

Faktoren, die die Mendelsche Segregation verändern

Geschlechtsgebundene Vererbung

Vererbung in Verbindung mit Geschlecht bezieht sich auf das, was mit dem Paar von Geschlechtschromosomen zusammenhängt, dh auf diejenigen, die das Geschlecht des Individuums bestimmen.

Menschen haben X-Chromosomen und Y-Chromosomen. Frauen haben XX-Chromosomen, während Männer XY haben.

Einige Beispiele für geschlechtsgebundene Vererbung sind:

–Daltonismus: Es ist eine genetische Veränderung, bei der Farben nicht unterschieden werden können. Normalerweise kann man nicht zwischen Rot und Grün unterscheiden, aber das hängt vom Grad der Farbenblindheit ab, die die Person zeigt.

Farbenblindheit wird durch das mit dem X-Chromosom verknüpfte rezessive Allel übertragen. Wenn also ein Mann ein X-Chromosom erbt, das dieses rezessive Allel präsentiert, ist er farbenblind.

Während Frauen diese genetische Veränderung präsentieren können, ist es notwendig, dass beide X-Chromosomen verändert haben. Aus diesem Grund ist die Anzahl der Frauen mit Farbenblindheit geringer als die der Männer.

- Hämophilie : Es handelt sich um eine Erbkrankheit, die wie Farbenblindheit mit dem X-Chromosom zusammenhängt. Hämophilie ist eine Krankheit, bei der das Blut der Menschen nicht richtig gerinnt.

Wenn sich eine Person mit Hämophilie schneidet, hält ihre Blutung aus diesem Grund viel länger an als die einer anderen Person, die sie nicht hat. Dies geschieht, weil Sie nicht genug Protein in Ihrem Blut haben, um Blutungen zu kontrollieren.

–Duchenne-Muskeldystrophie: Es handelt sich um eine rezessive Erbkrankheit, die mit dem X-Chromosom verbunden ist. Es handelt sich um eine neuromuskuläre Erkrankung, die durch das Vorhandensein einer signifikanten Muskelschwäche gekennzeichnet ist und sich generalisiert und progressiv entwickelt.

- Hypertrichose : Es handelt sich um eine Erbkrankheit, die auf dem Y-Chromosom vorhanden ist und nur von einem Vater auf ein männliches Kind übertragen wird. Diese Art der Vererbung wird hollandisch genannt.

Hypertrichose besteht aus dem übermäßigen Wachstum von Haaren, so dass diejenigen, die darunter leiden, Teile ihres Körpers haben, die übermäßig behaart sind. Diese Krankheit wird auch als Werwolf-Syndrom bezeichnet, da viele der Betroffenen fast vollständig mit Haaren bedeckt sind.

Verweise

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