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Wie du eine dominant-rezessive Kreuzung machst


Aufgabe

Eine reinerbig rotblütige Erbsenpflanze wird mit einer reinerbig weißblütigen Erbsenpflanze gekreuzt. Erstelle das Kreuzungsschema und gib die Genotypen- und Phänotypenverteilung an.

  1. Für die F1-Generation.
  2. Für die F2-Generation.

Teilaufgabe a)

Erstelle das Kreuzungsschema für die F1-Generation und gib die Genotypen- und Phänotypenverteilung an.

Schritt 1: Überlege dir die Geno- und Phänotypen der Elterngeneration

Du sollst das Kreuzungsschema von 2 reinerbigen Erbsenpflanzen erstellen. Erst mal der Pänotyp, weil der ganz einfach ist.

Eine hat rote Blüten und die andere weiße:

Wie du eine dominant-rezessive Kreuzung machst - Abbildung 1

Wenn du keine Bilder von Erbsenblüten hast, male vielleicht einfach irgendeine Blüte in Weiß und eine in Rot.

Was wissen wir jetzt über den Genotyp?

Um den Genotyp leichter aufzuschreiben, kürzt man ihn mit Buchstaben abWir nehmen jetzt mal A.

Blütenfarbe = A

Dann musst du noch wissen, was das dominante und was das rezessive Allel ist. Bei der Blütenfarbe von Erbsen ist Rot dominant, also wird dafür das Allel mit einem Großbuchstaben abgekürzt. Weiß ist rezessiv, da benutzt man den Kleinbuchstaben. 

Blütenfarbe Rot = A

Blütenfarbe Weiß = a

In der Aufgabe steht, dass die Pflanzen reinerbig sind. Das heißt, dass in beiden Pflanzen für dieses Gen jeweils das gleiche Allel vorhanden ist. Sie haben einen homozygoten Genotyp. Dann ist bei den Eltern (also in der parentalen Generation) die Genotyp-Phänotyp-Verteilung wie folgt:

Phanönotyp rot weiß
Genotyp AA aa

 Schritt 2: Stelle das Kreuzungsschema auf

Wenn du den Genotyp der Eltern hast, kannst du das Kreuzungsschema aufstellen. Denk daran, dass jede Pflanze für jedes Allel eine Spalte oder Zeile bekommt. Also kriegt die rote Pflanze 2 Spalten mit Groß-A und die weiße Pflanze 2 Zeilen mit Klein-a. Das kannst du auch andersherum machen, mit Zeilen für die rote und Spalten für die weiße Pflanze. 

Wie du eine dominant-rezessive Kreuzung machst - Abbildung 2

Um das Schema auszufüllen, musst du jede mögliche Kombination aufschreiben. Dazu füllst du einfach jede Spalte und Zeile mit dem jeweiligen Allel aus. Beachte dabei, dass jeder Nachkomme von jedem Elternteil nur ein Allel bekommt. 

Wie du eine dominant-rezessive Kreuzung machst - Abbildung 3

Bei 2 Allelen pro Gen gibt es insgesammt 4 Nachkommen, wenn du jede mögliche Kombination aufschreiben möchtest. Also fülle jede Zeile und jede Spalte aus. Wenn du fertig bist, müssen alle anfangs leeren Kästchen je 2 Allele enthalten.

Wie du eine dominant-rezessive Kreuzung machst - Abbildung 4

Manchmal wir auch eine andere Schreibweise für Kreuzungsschema benutzt. Das sieht dann so aus:

Wie du eine dominant-rezessive Kreuzung machst - Abbildung 5

Prinzipiell ist das genau das Gleiche. Oben sind die Phänotypen der Elterngeneration, dann der Genotyp der Elterngeneration.

Unten ist der Genotyp der Tochtergeneration. Um diese Kästchen auszufüllen, musst du nur darauf achten, dass du die Pfeile richtig setzt. Jedes Allel der einen Pflanze muss mit jedem Allel der anderen Pflanze gepaart werden. Die Allele derselben Pflanze dürfen nicht miteinander gepaart werden.  

Am besten kriegst du das hin, indem du einen Pfeil vom ersten Allel der ersten Pflanze zur ersten und dritten Pflanze der Tochtergeneration ziehst (lila ausgefüllte Pfeile). Vom zweiten Allel der ersten Pflanze ziehst du Pfeile zu der zweiten und vierten Tochterpflanze (lila gestrichelte Pfeile). Bei der zweiten Pflanze nimmst du je Allel die anderen Tochterpflanzen. Also fürs erste Allel die erste und zweite Tochterpflanze (schwarz ausgefüllte Pfeile) und fürs zweite die dritte und vierte Tochterpflanze (schwarz gestrichelte Pfeile). 

Zur Kontrolle noch mal: An keinem der unteren Kästchen, die für die Tochterpflanzen stehen, darf dieselbe Pfeilkombination ankommen. Dann nur noch an das Ende der Pfeile den Buchstaben einsetzen, der auch am jeweiligen Anfang des Pfeils steht, und du bist fertig.

Schritt 3: Überlege dir die Geno- und Phänotypenverteilung der Tochtergeneration

Hier sind die Genotypen ganz einfach. Sie stehen nämlich direkt in deinem Kreuzungsschema. Es gibt genau einen Genotyp, nämlich Aa. Die Pflanzen der Tochtergeneration sind alle heterozygot und haben ein dominantes Allel für rote Blüten und ein rezessives für weiße Blüten. Das heißt, dass sie nur den Phänotyp des dominanten Allels ausbilden. Alle Pflanzen haben rote Blüten.

In einer Aufgabe wie dieser, also bei der Kreuzung von reinerbigen Pflanzen in der Parentalgeneration, kannst du immer die erste mendelsche Regel anwenden, die Uniformitätsregel. Sie ist aus genau so einem Szenario entwickelt worden. Deswegen kannst du dir schon ganz am Anfang denken, dass alle Tochterpflanzen der F1-Generation uniform, also gleich sein müssen. 

Teilaufgabe b)

Erstelle das Kreuzungsschema für die F2-Generation und gib die Genotypen- und Phänotypenverteilung an.

Schritt 1: Überlege dir die Geno- und Phänotypen der Elterngeneration

Jetzt sollst du noch das Kreuzungsschema für die F2-Generation machen, also die nachfolgende Generation. Hier ist die F1 aus Teilaufgabe a die Elterngeneration. Da hast du ja den Geno- und Phänotyp schon bestimmt. 

Alle Individuen der F1-Generation haben den Phänotyp rote Blüten und den Genotyp Aa.

 Schritt 2: Stelle das Kreuzungsschema auf

Jetzt musst du das Kreuzungsschema machen. Wir kreuzen die F1-Geneartion untereinander, deswegen kommt auf jede Tabellenseite dasselbe.

Wie du eine dominant-rezessive Kreuzung machst - Abbildung 6

Jetzt kannst du wieder das Schema einfach ausüllen – und achte darauf, weder in der Spalte noch in der Zeile zu verrutschen.

Wie du eine dominant-rezessive Kreuzung machst - Abbildung 7

Wenn du fertig bist, schaut das so aus:

Wie du eine dominant-rezessive Kreuzung machst - Abbildung 8

Natürlich gibt es auch hier die andere Schreibweise für das Kreuzungsschema: 

Wie du eine dominant-rezessive Kreuzung machst - Abbildung 9

Achte auch hier besonders auf das Setzen der Pfeile. Jedes Allel der einen Pflanze muss mit jedem Allel der anderen Pflanze gepaart werden und die Allele derselben Pflanze dürfen nicht miteinander gepaart werden.

Schritt 3: Überlege dir die Geno- und Phänotypenverteilung der Tochtergeneration

Auch hier sind die Genotypen ganz einfach. Sie stehen nämlich einfach in deinem Kreuzungsschema. Es gibt 3 Genotypen, nämlich AA, Aa und aa und sie stehen im Verhältnis 1 : 2 : 1. Also gibt es in dieser Tochtergeneration, der F2-Generation, für jede Pflanze, die zweimal das dominante Allel A hat, also den homozygoten Genotyp AA, eine Pflanze mit zweimal dem rezessiven Allel a, also dem homozygoten Genotyp aa, und 2 heterozygote Pflanzen mit dem Genotyp Aa. 

Was sagt uns das jetzt über den Phänotyp? Die homozygoten Pflanzen mit dem dominanten Allel haben natürlich den dominanten Phänotyp, also rote Blüten. Die homozygoten mit dem rezessiven Allel den rezessiven, also weiße Blüten. Und die heterozygoten mit Aa? Die haben auch den dominanten Phänotyp, genau wie in der F1-Generation. Das gibt bei den Phänotypen ein Verhältnis von dominant zu rezessiv von 3 : 1. 

In einer Aufgabe wie dieser, also bei der Kreuzung von heterozygoten Pflanzen der F1-Generation in der Parentalgeneration, kannst du immer die zweite mendelsche Regel anwenden, die Spaltungsregel. Sie wurde aus genau so einem Szenario heraus entwickelt. Deswegen kannst du dir schon ganz am Anfang denken, dass sich in der F2-Generation die Phänotypen in einem Verhätnis von 3 : 1 spalten und die Genotypen in einem Verhältnis von 1 : 2 : 1

Lösung:

  1. Die F1-Generation hat den Phänotyp rote Blütenfarbe und den heterozygoten Genotyp Aa (A = rot, a = weiß). Beides ergibt sich aus folgendem Kreuzungsschema:
    Wie du eine dominant-rezessive Kreuzung machst - Abbildung 10
  2. Die F2-Generation hat die Phänotypen dominant = rot und rezessiv = weiß in einer Verteilung von 3 : 1 und die Genotypen homozygot dominant = AA zu heterozygot = Aa zu homozygot rezessiv = aa in einem Verhältnis von 1 : 2 : 1. Beides ergibt sich aus folgendem Kreuzungsschema:
    Wie du eine dominant-rezessive Kreuzung machst - Abbildung 11
  • Schwierigkeitsgrad:  1
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