Biologie Abitur Hessen Q1(ABI 16)

Allel

Eine Zustandsform eines Gens (spezifische Erbanlage)(z.B. Gen für Samenfarbe enthält entweder Allel für grüne oder Allel für gelbe Samen)

Reinerbig/Homozygot

in Bezug auf ein bestimmtes Merkmal ist ein Lebewesen, wenn die Allele eines bestimmten Gens gleich sind. Treten verschiedene Allele pro Gen auf, spricht man von einem mischerbigen/heterozygoten Lebewesen

der Phänotyp

(das Erscheinungsbild) eines Lebewesens muss nicht immer dessen Genotyp (Erbanlage) entsprechen, da manche Allele dominant (überlagernd) und andere rezessiv (zurückgezogen) wirken

monohybrid, dihybrid

Erbgänge bei denen ein Merkmal betrachtet wird, nennt man monohybrid. Betrachtet man zwei Merkmale, nennt man dies dihybrid

1. Mendelsche Regel:

(auch Uniformitäts- oder Reziprozitätsregel) Kreuzt man zwei Individuen einer Art, die sich in einem Merkmal unterscheiden, für das sie reinerbig sind, so sind ihre Nachkommen in der F1 in Bezug auf dieses Merkmal uniform.

2. Mendelsche Regel

(auch Spaltungsregel) Kreuzt man die Individuen der F1 untereinander, so ist die F2 nicht uniform, sondern die Merkmale spalten in bestimmten Zahlenverhältnisse auf. (Beim dominant-rezessiven Erbgang im Phänotypenverhältnis 3:1)

3. Mendelsche Regel (dihybrider Erbgang)

(auch Rekombinantenregel) Kreuzt man Individuen einer Art, die sich in mehreren Merkmalen unterscheiden, für die sie reinerbig sind, so sind ihre Nachkommen in der F1 in Bezuge auf dieses Merkmal uniform. In der F2 treten neben den Merkmalskombinationen der Eltern auch neue Zusammenstellungen auf. (Phänotypenverhältnis von 9:3:3:1)

1.2 Prinzip der Mitose und Meiose

1.2.1 Mitose

- Mitose: Teilung einer Zelle, bei der aus einer Zelle zwei neue, identische Zellen entstehen

- Zweck: Wachstum des Organismus

- Der gesamte Vorgang von der Teilung der Mutterzelle bis zur erneuten

Teilung der Tochterzellen heißt Zellzyklus

- Bestimmende Faktoren für Einleitung der Mitose sind Zellgröße, verfügbarer Energievorrat und Teilungssignale der Umgebung                    (à Wundheilung)

Interphase:

Der Abschnitt zwischen zwei Mitosen. Das Erbgut liegt in diesem Zeitraum als Chromatin vor. Man unterscheidet:           

- G₁-Stadium: Wachstumsstadium, in dem Tochterzellen zur Größe der Mutterzelle heranwachsen

- S-Stadium: Synthesestadium, die Erbsubstanz wird verdoppelt (Ein-Chromatid-Chromosomen à Zwei-Chromatid-Chromosomen)

- G₂-Stadium: Ruhestadium

- Prophase

fädiges Chromatin wird durch Faltung verkürzt und verdichtet zu Chromosomen. Hier bestehen die Chromosomen aus je zwei identischen Chromatiden, man spricht daher von Zwei-Chromatiden-Chromosomen. Der Spindelapparat bildet sich zudem aus

- Metaphase

Anordnung der maximal verkürzten Chromosomen in der Äquatorialebene. Spindelfasern setzen am Centromer an.

- Anaphase

Trennung der beiden Chromatiden durch Verkürzung der Spindelfasern. An jedem Zellpol befindet sich nun ein vollständiger Satz diploider Ein-Chromatid-Chromosomen

- Telophase

Spindelfasern lösen sich auf. Chromosomen entfalten sich wieder zu Chromatin. Kernkörperchen und Kernmembran bilden sich neu. Zwei Zellkerne sind entstanden.

1.2.2 Meiose

Zweck: Ermöglichung der Fortpflanzung bzw. der Kombination von mütterl. und väterlichem Erbgut durch Reduzierung des diploiden Chromosomensatzes auf einen haploiden Chromosomensatz

            ← andernfalls würde sich die Chromosomenzahl in jeder Generation verdoppeln

            ← Kombination des Erbguts stellt genetische Vielfalt sicher

- Prophase I

Verdichtung des Chromatins zu Chromosomen, Bildung von Tetraden (4 homologe Chromatiden) durch paarige Anordnung der jeweils homologen Zwei-Chromatiden-Chromosomen

← Ermöglichung des „Crossing-Over“ = Stückaustausch zwischen Chromatiden einer Tetrade

- Metaphase I

Anordnung der Chromosomen in der Äquatorialebene durch die Spindelfasern

- Anaphase I

Aufteilung der homologen Chromosomen zu den beiden Zellpolen hin durch Spindelfasern. An jedem Zellpol liegt nun ein haploider Satz vor.

- Telophase I

Teilung der Zellen. Beim Mann liegen nun zwei gleich große haploide Zellen vor, bei der Frau eine große Zelle und ein Polkörperchen

2. Reifeteilung (Meiose II)

Die zweite Reifeteilung entspricht einer Mitose; auch hier werden die Zwei-Chromatid-Chromosomen in Ein-Chromatid-Chromosomen aufgeteilt. Allerdings liegt hier am Ende nur noch ein haploider Satz vor. Ergebnis sind vier haploide Spermienzellen bzw. eine haploide Eizelle mit drei haploiden Polkörperchen, die später absterben.

1.2.3 Störungen der Meiose (numerische Chromosomenanomalie):

- Werden Chromosomen während der 1. Reifeteilung bzw. Chromatiden während der 2. Reifeteilung nicht voneinander getrennt, entstehen Zygoten mit über- oder unterzähligen Chromosomen

- Besitzt der Embryo dann ein dreifaches Chromosom spricht man von Trisomie, besitzt er ein einzelnes spricht man von Monosomie

- Anomalien können sowohl bei Autosomen als auch bei Gonosomen auftreten

- Meist führen Chromosomenanomalien zum frühzeitigen Tod des Kindes. Die Überlebenschancen mit einer solchen Anomalie sind abhängig von der genetischen Informationsmenge der betroffenen Chromosomen. Chromosom 13, 18 und 21 sind besonders genarm, daher ist hier die Überlebenschance am größten.

- Häufigste numerische Anomalie ist Trisomie 21 (DOWN-Syndrom). Das Krankheitsbild ist gekennzeichnet durch Minderwuchs, veränderte Kopfform, verminderten IQ und verringerte Lebenserwartung