Die Vererbung
Möchtest du mehr über die spannende Welt der Vererbung erfahren? Von der Definition der Vererbung, über Gene und Allele, bis hin zu dominanten und rezessiven Erbgängen: Wir bieten perfektes Basiswissen für angehende Biologen! Erfahre, wie du sogar die Augenfarbe deiner Kinder vorhersagen kannst! Neugierig geworden? Dann lies weiter und entdecke mehr!
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Lerntext zum Thema Die Vererbung
Vererbung – Biologie
Bestimmt hast du schon einmal Ähnlichkeiten zwischen dir und deinen Eltern oder dir und deinen Geschwistern bemerkt. Vielleicht habt ihr die gleiche Haarfarbe, vielleicht habt ihr alle lockiges Haar oder die gleiche Nasenform. Dann wurde dir bestimmt schon einmal gesagt, dass du diese Eigenschaft von einem deiner Elternteile geerbt hast. Doch was ist Vererbung eigentlich? Was genau wird genetisch vererbt und was wird von der Mutter und was von dem Vater vererbt? Diese Fragen wollen wir im Folgenden klären.
Vererbung – Definition
Als Vererbung wird die Weitergabe von Genen von einer Generation an die nächste bezeichnet – also zum Beispiel von deinen Eltern an dich und deine Geschwister. Der Träger des Erbmaterials, also der Gene, ist die DNA.
Grundlagen der Vererbung beim Menschen
Um ein gutes Grundverständnis für die Vererbung zu bekommen, schauen wir uns zunächst ein paar Grundbegriffe genauer an und klären, nach welchen Prinzipien Vererbung erfolgen kann.
Dass bei der Vererbung Gene an die nächste Generation weitergegeben werden, bedeutet auch, dass bestimmte Merkmale oder Eigenschaften weitergegeben werden. Die Gene sind nämlich für die Ausprägung von Merkmalen zuständig. So hast du zum Beispiel Gene, die deine Augenfarbe – das wäre in diesem Beispiel das Merkmal – codieren. Deine Merkmale lassen sich im sogenannten Phänotyp, deinem Erscheinungsbild, zusammenfassen. Die Gesamtheit deiner Gene bezeichnet man als Genotyp.
Wie entscheidet sich nun aber, ob du ein bestimmtes Merkmal deiner Mutter oder deines Vaters vererbt bekommst? Um das zu verstehen, müssen wir uns zunächst anschauen, wie die Gene bei der Fortpflanzung weitergegeben werden. Dazu werden nämlich von den Eltern sogenannte Keimzellen ausgebildet. Diese enthalten einen einfachen (haploiden) Chromosomensatz. Das kannst du dir vereinfacht so vorstellen: Dieser Chromosomensatz enthält eine Variante des Gens, das für deine Augenfarbe codiert. Die Keimzellen deiner Eltern verschmelzen nun und du erhältst von jedem Elternteil einen haploiden Chromosomensatz – insgesamt hast du nun einen doppelten (diploiden) Chromosomensatz. Das bedeutet, dass du zwei Genvarianten (Allele) hast, die für die Augenfarbe codieren. Dieses Prinzip lässt sich in einem Kreuzungsschema veranschaulichen.
Und wenn wir unterschiedliche Genvarianten vererbt bekommen, welche setzt sich dann durch? Das hängt von der Art des Erbgangs ab. Die Vererbung der Augenfarbe können wir vereinfacht als dominant-rezessiven Erbgang betrachten. So gibt es dominante Allele, die sich bei der Ausprägung des Merkmals durchsetzen. Zum Beispiel setzt sich das Allel, das für eine braune Augenfarbe codiert, gegenüber dem Allel, das für die blaue Augenfarbe codiert, durch. Letzteres bezeichnet man daher auch als rezessives Allel. Wenn du von deiner Mutter beispielsweise das Gen für die braune Augenfarbe und von deinem Vater das für die blaue Augenfarbe vererbt bekommst, dann wirst du braune Augen haben – denn dieses ist das dominante Allel.
Es gibt aber auch andere Arten von Erbgängen: Wenn zwei Allele aufeinandertreffen, die einander gleichwertig sind, handelt es sich um kodominante und intermediäre Erbgänge. In diesen Fällen werden entweder beide Merkmalsformen ausgebildet oder es kommt zu einer Mischform.
Das Video zur Vererbung
In diesem Video wird dir die Vererbung einfach erklärt. Darauf aufbauend gibt es viele Regeln und Zusammenhänge, die wir in vertiefenden Videos erklären. Auch zur Vererbung findest du interaktive Übungen und Arbeitsblätter, du kannst dein neu gewonnenes Wissen also sogleich testen!
Die Vererbung Übung
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Beschreibe verschiedene Ausprägungen von Merkmalen.
TippsRezessiv leitet sich von dem lateinischen Wort recedere ab und bedeutet zurückweichen.
LösungEin Kind bekommt immer zwei Genvarianten von den Eltern vererbt: Ein Allel stammt von der Mutter, das andere vom Vater. Beispielsweise hat das Kind zwei Genvarianten für die Augenfarbe. Eine dieser Varianten wird jedoch ausgeschaltet, die andere wird exprimiert.
Wenn sich ein Merkmal eines Allels durchsetzt, so ist dieses Merkmal dominant.
Ein Merkmal kann aber auch unterdrückt werden, es ist rezessiv. Nur wenn mindestens ein Allel in dieser Form bei beiden Elternteilen vorkommt, kann dieses Merkmal bei den Nachkommen auftreten.
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Leite aus dem Stammbaum der Familie die noch fehlende, mögliche Kombination an Allelen ab und ergänze sie.
TippsDie Mukoviszidose ist eine Krankheit, die rezessiv vererbt wird.
LösungMit einer Wahrscheinlichkeit von 1:4 geben die Eltern beide rezessive Allele an das Kind weiter, das dadurch die Krankheit Mukoviszidose bekommen kann.
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Begründe die folgenden Vorgänge beim dominant-rezessiven Erbgang.
TippsJedes Individuum hat zwei Allele, die verschiedene Genvarianten tragen können.
LösungIn einer Zelle wird immer nur eine Genvariante exprimiert, weil eine Kopie des Vaters oder der Mutter ausgeschaltet wird.
Mukoviszidose ist eine Krankheit, die nur mit einer Wahrscheinlichkeit von 25 % auftritt, wenn beide Elternteile jeweils verschiedene Genvarianten tragen, da sie rezessiv vererbt wird.
Die Huntington-Krankheit tritt mit einer Wahrscheinlichkeit von 50 % auf, wenn nur ein Elternteil der Träger ist, da sie dominant vererbt wird.
Manchmal werden Merkmale nicht so ausgeprägt, wie es in den Genen codiert ist, da einige Merkmale auch von der Umgebung und der Lebensweise der Lebewesen beeinflusst werden.
Einige Merkmale können auch Mischformen von den Merkmalen der Elternteile sein, weil sie nicht dominant-rezessiv vererbt werden.
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Erkläre den dominant-rezessiven Erbgang anhand verschiedener Genotypen.
TippsZeichne dir einen Stammbaum mit den verschiedenen Genotypen (Buchstabenkombinationen) auf.
Wenn man die Allele der Elternteile kombiniert, ergeben sich vier Kombinationsmöglichkeiten für die Nachkommen.
Allgemein werden Großbuchstaben, also dominante Allele, zuerst geschrieben und auch in Variation zusammengefasst (mM → Mm).
LösungDer Genotyp, der die Krankheit Mukoviszidose hervorruft, ist mm, da diese Krankheit rezessiv vererbt wird.
Wenn man nur die Kombinationen der Allele betrachtet, ergeben sich vier mögliche Genotypen für die Nachkommen. Danach haben zwei Nachkommen den Genotyp Mm und zwei haben den Genotyp mm.
Die Wahrscheinlichkeit, an Mukoviszidose zu erkranken, liegt also bei 50 %, wenn ein Elternteil die Krankheit schon hat und das andere Elternteil einen gemischten Genotyp für dieses Gen aufweist.
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Nenne Eigenschaften eines dominant-rezessiven Erbganges.
TippsJedes Elternteil hat zwei Allele, jeweils eines der beiden wird zufällig an die Nachkommen weitervererbt.
Drei der fünf Aussagen sind richtig.
LösungBeim dominant-rezessiven Erbgang dominiert eines der beiden Allele, das heißt, dass das dominante Gen exprimiert wird. Rezessive Merkmale können bei den Nachkommen nur auftreten, wenn beide Elternteile ein rezessives Allel haben.
Merkmalsausprägungen können sich beim dominant-rezessiven Erbgang nicht vermischen, wenn die Nachkommen zwei unterschiedliche Allele bekommen.
Die gemischte Merkmalsausprägung findet nur beim sogenannten intermediären Erbgang statt. -
Bestimme dominante bzw. rezessive Gene und Merkmale anhand ihres Auftretens während der Vererbung.
TippsZeichne dir die Stammbäume auf ein Blatt Papier und schreibe Großbuchstaben für ein dominantes Allel und Kleinbuchstaben für ein rezessives Allel.
Vier der insgesamt sieben Beispiele werden dominant vererbt.
LösungDie Krankheit Mukoviszidose wird rezessiv vererbt. Bei den Nachkommen tritt sie mit einer Wahrscheinlichkeit von 1:4 auf, wenn beide Elternteile jeweils ein dominantes und ein rezessives Allel haben.
Bei der Huntington-Krankheit, die dominant vererbt wird, liegt die Wahrscheinlichkeit bei 50 %, dass die Nachkommen daran erkranken, auch wenn nur ein Elternteil betroffen ist.
Zwei Mäuse mit grauer Fellfarbe bekommen Nachkommen, die ebenfalls grau sind. Dieses Merkmal wird dominant vererbt. In der Folgegeneration treten vereinzelt Mäuse mit weißer Fellfarbe auf, die rezessiv vererbt wird. In diesem Beispiel haben sich graue Mäuse gepaart, die jeweils ein rezessives Allel trugen (Ff). So kann in der Folgegeneration ein Nachkomme mit einer rezessiven Kombination (ff) auftreten.
Albinismus wird rezessiv vererbt. Wenn beide Elternteile ein dominantes und ein rezessives Allel (Aa) aufweisen, können sie beide rezessive Allele (aa) an ihren Nachkommen weitergeben.
Die Nachtblindheit wird dominant vererbt. Ein Nachkomme (Nn) und sein Vater (Nn) sind von der Nachtblindheit betroffen. Der Sehsinn der Mutter (nn) und der Schwester (nn) des Nachkommen sind im Dunkeln jedoch nicht beeinträchtigt. Die Mutter hat zwei rezessive Allele.
Die Kurzfingrigkeit wird dominant vererbt. Ein Nachkomme hat normal lange Finger (kk), obwohl beide Elternteile verkürzte Finger aufweisen. Die Eltern haben dann jeweils ein dominantes und ein rezessives Allel (Kk).
Vererbungsregeln – 1. Mendelsche Regel
Vererbungsregeln – 2. und 3. Mendelsche Regel
Die Vererbung
Wer war Gregor Mendel?
Vererbungslehre – Grundlagen
Erbgänge – dominant, rezessiv, intermediär und kodominant
intermediäre Erbgänge
Kreuzungsschema – Grundlagen
Rückkreuzung
Kreuzungsversuche – Drosophila als Modellorganismus
Kreuzungsversuche – Wahrscheinlichkeit der Vererbung berechnen
Genkopplung, Rekombination, Genkartierung – Drosophila als Modellorganismus
Mendel und die Regeln der Vererbung – es war einmal Forscher und Erfinder (Folge 16)
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