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Questions and Answers
Welches der folgenden Konzepte beschreibt die Ausprägung unterschiedlicher Allele eines Gens zur gleichen Zeit?
Welches der folgenden Konzepte beschreibt die Ausprägung unterschiedlicher Allele eines Gens zur gleichen Zeit?
Alle Blutgruppen im AB0-System können als dominant-rezessiv kategorisiert werden.
Alle Blutgruppen im AB0-System können als dominant-rezessiv kategorisiert werden.
False (B)
Was führt das Allel für das Hämoglobingen in Afrika unter anderem zu?
Was führt das Allel für das Hämoglobingen in Afrika unter anderem zu?
Blutarmut (Sichelzellanämie)
Die Körnerfarbe von Weizen wird durch _______ Gene bestimmt.
Die Körnerfarbe von Weizen wird durch _______ Gene bestimmt.
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Ordnen Sie die folgenden Begriffe ihren Beschreibungen zu:
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Was untersucht die klassische Genetik?
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Die molekulare Genetik verwendet ausschließlich experimentelle Methoden, um die Vererbung zu untersuchen.
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Wem wird die Entdeckung der Zelle als Grundbaustein lebender Wesen zugeschrieben?
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Die Wildform des _____ konnte nur durch molekularbiologische Methoden identifiziert werden.
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Ordne die Entdeckung der Wissenschaftler ihrer kulinarischen bedeutung zu:
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Welches Organismusbeispiel wird für die Zucht erwähnt?
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Populationsgenetik ist hauptsächlich mit der Vererbung bei Individuen beschäftigt.
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Wer schloss Nukleinsäuren als Erbmaterial aus?
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Gregor Mendel führte seine Kreuzungsexperimente hauptsächlich an Erbsen durch.
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Was war das Hauptziel von Mendels Kreuzungsexperimenten?
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Die Chromosomenzahl bleibt bei der _______ unverändert.
Die Chromosomenzahl bleibt bei der _______ unverändert.
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Ordne den Wissenschaftlern ihre Beiträge zu:
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Was war eine Herausforderung für Mendel bei seinen Experimenten?
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Mendel verwendete keine statistischen Methoden in seinen Forschungen.
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Wie wurden die Pflanzen bei Mendels Experimenten kombiniert?
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Inzuchtstämme ermöglichen Selbstbefruchtungen bei _______ Pflanzen.
Inzuchtstämme ermöglichen Selbstbefruchtungen bei _______ Pflanzen.
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Was bezeichnet man als Allele?
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Diploide Zellen haben nur einen Chromosomensatz.
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Was passiert, wenn eine Mutation zu einem Nullallel führt?
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Ein Organismus, der zwei unterschiedliche Allele eines Gens hat, ist _____.
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Ordne die Allele ihren Auswirkungen zu:
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Was erkennt man bei unvollständiger Dominanz?
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Das Wildtypallel wird meist mit Kleinbuchstaben gekennzeichnet.
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Was ist ein Letalfaktor?
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Ein Gen, das für eine blütenfarbende Enzym codiert, bewirkt _____.
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Was ist ein Beispiel für eine Mutation bei Blütenfarbe?
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Was beschreibt der Begriff 'reine Linien' in der Genetik?
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Inzucht erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass dominante Erbdefekte zur Ausprägung kommen.
Inzucht erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass dominante Erbdefekte zur Ausprägung kommen.
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Nenne eine Ausnahme, bei der Hybride Merkmale übertreffen können.
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Mendel bezeichnete das dominante Merkmal als ___ und das rezessive Merkmal als ___.
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Ordne die Begriffe den entsprechenden Definitionen zu:
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Was sagt die Uniformitätsregel in der Mendelschen Genetik aus?
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Die F1-Generation zeigt immer eine Variation von Merkmalen in rezessiven und dominanten Formen.
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Was passiert mit den positiven Eigenschaften von Hybriden bei Rückkreuzungen?
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Die 1. Mendelsche Regel befasst sich mit der ___ von Merkmalen in der F1-Generation.
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Welches der folgenden Merkmale gehört nicht zur ersten Mendelschen Regel?
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Study Notes
Einführung in Genetik - Teil 1
- Genetik ist die Wissenschaft der Vererbung
- Ursprünglich untersuchten Genetiker die Regeln der Vererbung, danach auch die zugrundeliegenden Prinzipien.
- Klassische Genetik untersucht die Grundelemente der Vererbung und ihre Verteilung bei der Zellteilung.
- Molekulare Genetik untersucht die molekularen Vorgänge mit biochemischen Methoden.
- Populationsgenetik ist wichtig zur Untersuchung evolutionärer Vorgänge in Organismengruppen (Herden, Familien).
Anfänge der Genetik
- Menschen entwickelten bereits vor der modernen genetischen Forschung ein Verständnis für Vererbungsvorgänge durch Beobachtung und Experimente.
- Heutige Nutzpflanzen und Nutztiere wurden schon vor Jahrtausenden aus Wildformen gezüchtet bzw. nach spontanen Mutationen ausgewählt.
- Die Auswahl erfolgte, indem nur die stärksten und größten Individuen für die Weiterzucht verwendet wurden.
- Erfolge der klassischen Züchtungen sind beeindruckend, z.B. Mais, dessen Wildform Teosinte (in Mexiko beheimatet) durch molekularbiologische Methoden identifiziert werden konnte.
Anfänge der Genetik: Wichtige Komponenten
- Zelle als Grundbaustein lebender Wesen (R. Hooke, 1665, England).
- Zellkerne bei Pflanzen (R. Brown, 1831, England) und Tieren (T. Schwann, 1839, Deutschland).
- Zellteilung als Grundprinzip des Lebens („omnis cellula e cellula“ - R. Virchow, Deutschland, um 1855).
Anfänge der Genetik: Weitere Entdeckungen
- Zellkerne verschmelzen bei Befruchtung (1875/77, Hertwig/E. Strasburger, Deutschland).
- Chromosomenzahl bleibt bei der Mitose unverändert (W. Flemming, 1882, Deutschland).
- Meiose als Teilung mit Chromosomenzahl-Halbierung (ca. 1885, T. Boveri u.a., Deutschland).
- Nukleinsäuren im Zellkern (1871, F. Miescher, Schweiz). (Zuerst als Erbmaterial nicht erkannt).
Gregor Mendel
- Gregor Mendel veröffentlichte 1866 seine "Versuche über Pflanzenhybride".
- Er benutzte Kreuzungsexperimente an Erbsen (Pisum sativum), um grundlegende Vererbungsregeln zu formulieren.
- Er benutzte dabei erstmals Methoden der Wahrscheinlichkeitsrechnung (Statistik) in der biologischen Forschung.
- Interessante Merkmale an Erbsen wurden gegeneinander abgrenzt (z.B. Farbe, Form von Samen, Hülsen, Früchte).
Mendels sieben Merkmale
- Detaillierte Beschreibung von sieben Merkmalen an Erbsen, die von Mendel in seinen Experimenten untersucht wurden. (Zusammenstellung der Merkmale in Tab. 2.1, Seite 9)
- Die Merkmale sind durch dominant/rezessiv Paare charakterisiert. Dominante Merkmale drücken sich immer aus, wenn vorhanden. Eine rezessive Ausführung zeigt sich nur, wenn beide Ausprägungen rezessiv sind.
Mendels Experimente
- Mendel kombinierte zwei Erbsenpflanzen mit unterschiedlichen Merkmalen in reziproken Kreuzungen.
- Die Blüten der Erbsenpflanzen sind zwittrig, was eine Selbstbestäubung ermöglichte, was für die Experimente aufwendig war aber auch eine Fremdbestäubung ermöglichte, was für die Experimente hinderte.
Inzuchtstämme
- Einhäusige Pflanzen ermöglichen Selbstbefruchtungen.
- Durch Wiederholte Selbstbefruchtungen entstehen "reine Linien", bei denen alle Nachkommen genetisch identisch sind (isogen).
- Inzuchtstämme sind wichtig für Gentests und für andere Laborarbeiten.
- Da durch Inzucht oft Erbdefekte, die rezessiv sind, zur Ausprägung kommen, ist das auch mit der menschlichen Gesundheit verbunden. Inzucht wird daher in fast allen Kulturen gemieden.
1. Mendelsche Regel – Uniformitätsregel
- Nachkommen aus der Kreuzung reiner Linien zeigen einen einheitlichen Merkmalsphänotyp in der ersten Generation.
- Die ersten Kreuzungsergebnisse bei der Untersuchung nur eines Merkmalspaares zeigen, dass von den alternativen Merkmalsformen bei diesen Nachkommen nur eine zum Ausdruck kommt.
- Alle Mitglieder der F₁-Generation weisen gleiche Merkmale auf.
- Das ausgeprägte Merkmal wurde vom Mendel als dominant bezeichnet, das verborgene als rezessiv.
- Die Regel kann auch als Reziprozitätsregel bezeichnet werden.
Punnett-Quadrat
- Hilfreiches Werkzeug zur Analyse von Kreuzungsexperimenten.
- Alle entstehenden Typen und ihre Häufigkeit können direkt abgelesen werden.
- Die Erhebung von Daten einer Kreuzung wird visualisiert.
2. Mendelsche Regel – Spaltungsregel
- Kreuzung der F₁-Hybriden untereinander führt zu einer Aufspaltung in der F₂-Generation.
- Die rezessiven urspünglichen Merkmale erscheinen bei 25% der Nachkommen.
- Die dominante Merkmale sind bei 75% zu finden in der folgenden F₂-Generation.
- Phänotypische Aufspaltung beträgt 3:1.
3. Mendelsche Regel – Unabhängigkeitsregel
- Bei Kreuzungen, die sich anhand mehrerer Merkmalspaare voneinander unterscheiden, gelten die unabhängig segregierenden Merkmale.
- Die Allele der Merkmale verteilen sich unabhängig voneinander in den Nachkommen.
- Dieses Gesetz beschreibt die Unabhängigkeit der Merkmale beim Vererben.
Wichtige Begriffe der Genetik
- Gen: Grundeinheit der Vererbung, codiert für Polypeptide oder RNAs.
- Genom: Gesamtheit der Erbsubstanz einer Zelle.
- Genotyp: Gesamtheit der Geneigenschaften einer Zelle.
- Phänotyp: Erscheinungsbild einer Zelle oder eines Organismus.
- Allel: Varianten eines Gens.
- Diploide Zellen: Zellen mit zwei Chromosomensätzen.
- Haploide Zellen: Zellen mit einem Chromosomensatz.
- Homozygoten-Organismus: Der Organismus besitzt zwei gleiche Allele für ein bestimmtes Merkmal.
- Heterozygoten-Organismus: Der Organismus besitzt zwei unterschiedliche Allele für ein bestimmtes Merkmal.
- Multiple Allele: Mehrere Allele eines Gens.
- Wildtypenallel: Am häufigsten vorkommende Variante des Gens.
- Mutantenallele: Allele von Genen, die sich von der Wildtypen-Variante abweichen.
- Letalfaktor: Allel, das bei homozygoter Kombination zum Tod des Organismus führt.
Ergänzungen zu den Mendelschen Regeln
- Unvollständige Dominanz: Beide Allele drücken sich mitteln aus, wenn beide vorhanden sind (z.B. rosafarbene Blüten bei weißen und roten Elternfarben).
- Codominanz: Beide Allele drücken sich gleichzeitig aus (z.B. Blutgruppe AB).
- Polygenie: Eigenschaften werden durch mehr als ein Gen geprägt. Beispielsweise die Körnerfarbe beim Weizen.
- Pleiotropie: Ein Gen kann mehrere Eigenschaften beeinflussen. Beispielweise das Hämoglobin-Gen, das sowohl Blutarmut als auch Resistenz gegen Malaria beeinflusst.
- Penetranz: Die Variabilität der Gen-Ausprägung kann durch Umweltfaktoren (z.B. Temperatur) beeinflusst werden.
- Epistasie: Die Wirkung eines Gens kann von der Wirkung anderer Gene abhängen. Beispiele hierfür sind der Adeninstoffwechsel und die rote Farbe der Hefe.
- Genkopplung: Unterschiedliche Gene können oft nicht unabhängig voneinander vererbt werden, wenn sie in geringem Abstand auf dem gleichen Chromosom liegen.
Mendels Nachfolger
- Die Entdeckungen Mendels blieben zunächst unbeachtet, wurden aber um 1900 wiederentdeckt.
- Die Chromosomentheorie der Vererbung wurde aufgestellt und die DNA wurde als der Träger der Erbinformation identifiziert.
- Experimentelle Nachweise (Griffith, Avery, MacLeod, McCarty und Hershey/Chase) bewiesen die Bedeutung der DNA als Informationsträger und widerlegten die Annahme, Proteine seien der Träger der Erbinformation.
Exkurs: Isotopen und Radioaktivität
- Isotopen (Atomvarianten eines Elements, die sich in der Neutronenzahl unterscheiden) sind ein wichtiges Werkzeug in der biochemischen Forschung.
- Radioaktive Isotope erlauben die Nachverfolgung von Stoffen in biochemischen Reaktionen und Prozessen. (Wichtig für Experimente).
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Description
Testen Sie Ihr Wissen über die Grundlagen der Genetik mit diesem Quiz. Es behandelt wichtige Konzepte wie Allele, Blutgruppen, molekulare Genetik und die Entdeckung der Zelle. Ideal für Studierende der Biologie, die ihr Verständnis von Vererbung und genetischer Variation vertiefen möchten.
