Biologie · Klasse 9–10 · aktualisiert
Erbgang verstehen: Arten, Schema und Stammbaum
Erbgänge vergleichen und Kreuzungsschemata deuten: dominant, rezessiv, intermediär, kodominant und die Grenzen von Stammbaumhinweisen.
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Kurz gesagt
Ein Erbgang beschreibt die Weitergabe eines genetisch beeinflussten Merkmals. Zuerst klärst du die Allele und ihre Wirkung, dann die Lage des Gens. Ein Kreuzungsschema zeigt Wahrscheinlichkeiten; ein Familienstammbaum liefert Hinweise, keine sichere Diagnose.
Ein Erbgang beschreibt, wie eine genetisch beeinflusste Merkmalsausprägung von einer Generation an die nächste weitergegeben wird. Um einen einfachen Erbgang zu untersuchen, trennst du drei Fragen: Welche Allele liegen vor? Wie wirken sie zusammen? Liegt das Gen auf einem Autosom oder einem Geschlechtschromosom? Auf dieser Seite arbeitest du mit vereinfachten Modellen mit einem betrachteten Gen. Sie helfen beim Denken, liefern bei realen Familien aber keine sichere Diagnose.
Deine Lernziele
Hake ab, was du schon kannst. Löst du alle Aufgaben eines Abschnitts, hakt Mela das Ziel für dich ab.
4 Abschnitte
Ein Gen ist ein DNA-Abschnitt mit Erbinformation. Eine Variante dieses Gens heißt Allel. Für ein Gen auf einem Autosom liegen in menschlichen Körperzellen normalerweise zwei Allele vor – eines von jedem Elternteil. Ein Autosom ist ein Nicht-Geschlechtschromosom. Sind beide Allele gleich, ist der Genotyp homozygot oder reinerbig. Sind sie verschieden, ist er heterozygot oder mischerbig. Ein monohybrider Erbgang betrachtet ein Merkmal beziehungsweise ein Allelpaar. Ein dihybrider Erbgang betrachtet zwei Merkmale gemeinsam; er gehört nicht zum Kern dieses Lernwegs.
Definition
Genotyp und Phänotyp
Der Genotyp beschreibt hier die Allelkombination für das betrachtete Gen, zum Beispiel AA, Aa oder aa. Der Phänotyp ist die beobachtbare Merkmalsausprägung. Er kann außer von genetischen Anlagen auch von Umweltfaktoren beeinflusst werden.
Beispiel
- 1Für ein vereinfachtes dominant-rezessives Modell steht A für das dominante und a für das rezessive Allel:
- 2AA: homozygot dominant
- 3Aa: heterozygot
- 4aa: homozygot rezessiv
- 5Die Buchstaben bezeichnen Allele und nicht das sichtbare Merkmal selbst.
Teste dich
Die Allelkombination allein reicht noch nicht aus. Du musst zusätzlich wissen, wie die beiden Allele den Phänotyp beeinflussen. Dominant-rezessiv: Ein dominantes Allel bestimmt bereits im heterozygoten Zustand den Phänotyp. Ein rezessives Merkmal wird in diesem Modell mit zwei Allelen pro Gen nur bei homozygot rezessivem Genotyp sichtbar. Das rezessive Allel ist bei Aa nicht verschwunden. Es kann weitergegeben werden, obwohl es im Phänotyp nicht sichtbar ist. Intermediär und kodominant: Beim intermediären Erbgang liegt der heterozygote Phänotyp zwischen den beiden homozygoten Formen. Ein Beispiel sind Löwenmäulchen: Aus der Kreuzung reinerbig rot und reinerbig weiß blühender Pflanzen entstehen rosa blühende Nachkommen. Nur der Phänotyp ist eine Mischform; die Allele verschmelzen nicht. Beim kodominanten Erbgang sind die Wirkungen beider Allele im heterozygoten Phänotyp erkennbar. Ein Beispiel ist die Blutgruppe AB: Das A- und das B-Allel werden beide ausgeprägt. Ein Farbmuster allein beweist dagegen keine Kodominanz; dazu musst du wissen, wie die beteiligten Allele wirken.
| Genotyp | Phänotyp |
|---|---|
| AA | dominant |
| Aa | dominant |
| aa | rezessiv |
Merke: Heterozygot bedeutet nicht automatisch dominant. Entscheidend ist die Allelbeziehung: dominant-rezessiv zeigt nur das dominante Merkmal, intermediär eine Mischform und kodominant beide Merkmale nebeneinander.
Teste dich
Im einfachen Modell kreuzt du zwei heterozygote Eltern: Aa × Aa. Jeder Elternteil bildet Keimzellen mit A oder a, im Modell gleich wahrscheinlich. Die Keimzellen treffen zufällig aufeinander. Die vier gleich wahrscheinlichen Kombinationen sind AA, Aa, aA und aa; Aa und aA bezeichnen denselben heterozygoten Genotyp. Daher gilt für einen Nachkommen: 25 % AA, 50 % Aa und 25 % aa. Bei vollständiger Dominanz beträgt die Wahrscheinlichkeit für den dominanten Phänotyp 75 %, für den rezessiven 25 %.
Diese Werte sind Wahrscheinlichkeiten pro Nachkomme. Auch bei vier Kindern müssen nicht genau drei den dominanten und eines den rezessiven Phänotyp zeigen. Ein anderes Kreuzungsschema ergibt andere Werte.
Beispiel: Ein anderes Kreuzungsschema: Aa × aa
- 1A steht für das dominante, a für das rezessive Allel. Ein Elternteil ist Aa, der andere aa.
- 2Aa kann A oder a weitergeben; aa gibt nur a weiter.
- 3Die beiden gleich wahrscheinlichen Kombinationen sind Aa und aa.
- 4Bei vollständiger Dominanz zeigt ein modellierter Nachkomme mit 50 % Wahrscheinlichkeit den dominanten und mit 50 % den rezessiven Phänotyp.
| Keimzellen | a |
|---|---|
| A | Aa |
| a | aa |
Teste dich
Bei Menschen werden keine Kreuzungsexperimente durchgeführt. Eine Stammbaumanalyse verfolgt ein Merkmal über Generationen und schließt von beobachtbaren Phänotypen auf mögliche Genotypen. Prüfe getrennt: dominant oder rezessiv beschreibt die Allelwirkung; autosomal oder gonosomal beschreibt die Lage des Gens. Autosomen sind Nicht-Geschlechtschromosomen. Gonosomal bedeutet hier X- oder Y-chromosomal.
Im einfachen Modell nehmen wir an, dass keine neuen Allele durch Mutation entstehen und jeder Genotyp den zugeordneten Phänotyp zuverlässig zeigt. „Betroffen“ heißt, dass das untersuchte Merkmal vorliegt. Ein Merkmal in jeder Generation kann zu Dominanz passen; übersprungene Generationen oder ein betroffenes Kind unbetroffener Eltern können zu Rezessivität passen. Vergleiche auch Geschlechter und Übertragungsrichtung. Gonosomal heißt nicht „nur Männer“: Bei X-chromosomal-dominanter Vererbung können Frauen und Männer betroffen sein.
Ein Stammbaummuster ist eine Hypothese, keine Gewissheit. Mehrere Gene, Umweltfaktoren und kleine Familien begrenzen das einfache Modell mit einem Gen. Prüfe konkurrierende Hypothesen auf Widersprüche und formuliere „passt zum Modell“ oder „ist mit dem Modell unvereinbar“. Eine Modellwahrscheinlichkeit ist keine sichere Vorhersage oder Diagnose für eine Person.
Beispiel: Der Genotyp verändert die Vorhersage
- 1Im einfachen autosomal-dominanten Modell ist eine betroffene Person Aa und die andere aa.
- 2Aa × aa ergibt zur Hälfte Aa und zur Hälfte aa; der dominante Phänotyp hat damit 50 % Modellwahrscheinlichkeit.
- 3Wäre die betroffene Person AA, wären bei AA × aa alle modellierten Nachkommen Aa und betroffen.
- 4Ist AA oder Aa möglich, lässt sich ohne weiteren Genotypbefund keine einzelne Wahrscheinlichkeit angeben.
| Frage | Bedeutung |
|---|---|
| dominant oder rezessiv | Wie wirken die Allele beim untersuchten Merkmal? |
| autosomal oder gonosomal | Auf welcher Chromosomenart liegt das Gen? |
Teste dich
Alles auf einen Blick
Erbgang
Begriffe
Gen, Allel, Genotyp und Phänotyp unterscheiden
Allelbeziehung
dominant-rezessiv, intermediär oder kodominant bestimmen
Genlage
autosomal oder gonosomal einordnen
Modellierung
mögliche Genotypen im Kreuzungsschema kombinieren
Deutung
Wahrscheinlichkeiten von sicheren Vorhersagen trennen
Grenze
Stammbaumhinweise als Hypothesen statt als Beweise behandeln
Musteraufgabe · Schritt für Schritt
Dominant-rezessiv: den Fall Aa × aa auswerten
- 1Lege fest: A ist dominant, a ist rezessiv; die Eltern tragen Aa und aa.
- 2Notiere die Keimzellen: Der erste Elternteil liefert A oder a, der zweite nur a.
- 3Kombiniere: Es entstehen die Genotypen Aa und aa mit gleicher Modellwahrscheinlichkeit.
- 4Deute: Bei vollständiger Dominanz sind 50 % der modellierten Nachkommen dominant und 50 % rezessiv; ein echtes Geschwisterpaar muss diese Verteilung nicht zeigen.
Fehler finden
Was folgt aus Aa × aa? In einer Zeile steckt ein Fehler. Tippe sie an.
Fehler in Zeile 4Richtig: Für jedes Kind beträgt die Modellwahrscheinlichkeit des rezessiven Phänotyps 50 %. Die Anzahl bei zwei Kindern ist nicht festgelegt.
Lückentext
Wähl in jeder Lücke das passende Wort und prüf dann deine Antworten.
Bei Wirkung zeigt Aa im einfachen Modell den dominanten Phänotyp. Bei Wirkung liegt der heterozygote Phänotyp zwischen den homozygoten Formen. Ein Kreuzungsschema liefert für mögliche Nachkommen.
Karteikasten
Erst selbst überlegen, dann umdrehen.
Übung mit Feedback