Das lernst du: Du unterscheidest DNA, Gen und Chromosom, erklärst den Zweck von Mitose und Meiose und wertest ein einfaches Kreuzungsschema aus. Vorwissen: Zellen.
Eine Anleitung in den Zellen
Geschwister ähneln sich oft, sind aber – abgesehen von eineiigen Zwillingen – genetisch nicht gleich. Bei der sexuellen Fortpflanzung werden Erbinformationen der Eltern neu kombiniert. Gleichzeitig beeinflusst die Umwelt, wie sich viele Merkmale entwickeln. Körpergröße hängt beispielsweise nicht nur von Genen, sondern unter anderem auch von der Ernährung während des Wachstums ab.
Die DNA ist ein langes Molekül, in dessen Basenfolge genetische Information gespeichert ist. Ihre zwei Stränge bilden eine Doppelhelix. Die Basen heißen Adenin (A), Thymin (T), Guanin (G) und Cytosin (C). Zwischen den Strängen passt A zu T und G zu C.
| Begriff | So kannst du ihn einordnen |
|---|---|
| DNA | Das Molekül, das genetische Information trägt. |
| Gen | Ein DNA-Abschnitt, dessen Information für ein funktionelles Produkt genutzt wird, häufig über RNA für ein Protein. |
| Chromosom | Eine lange DNA-Einheit mit zugehörigen Proteinen. Vor einer Zellteilung wird sie besonders dicht verpackt. |
| Allel | Eine Variante eines Gens, zum Beispiel A oder a in einem vereinfachten Erbgang. |
| Merkmal | Eine beobachtbare oder messbare Eigenschaft, zum Beispiel eine Blütenfarbe. |
DNA ist also nicht dasselbe wie ein Chromosom, und ein Gen ist nicht ein ganzes Chromosom. Viele Gene liegen auf demselben Chromosom. Die meisten Körperzellen des Menschen besitzen im Zellkern 46 Chromosomen, geordnet in 23 Paare. Ein Chromosom jedes Paares stammt von der Mutter, das andere vom Vater.
Vom Gen zum Merkmal
Bei vielen Genen wird zunächst eine RNA-Abschrift hergestellt. Ribosomen nutzen die Information einer solchen Boten-RNA, um ein Protein aufzubauen. Proteine übernehmen Aufgaben als Enzyme, Baustoffe oder Transportmoleküle. Auf diesem Weg beeinflussen Gene Merkmale. Es gibt auch Gene, deren Produkt eine funktionelle RNA bleibt.
Mitose und Meiose: unterschiedliche Aufgaben
| Mitose | Meiose | |
|---|---|---|
| Wozu? | Wachstum, Erneuerung und Reparatur von Geweben. | Bildung von Zellen mit einfachem Chromosomensatz für die sexuelle Fortpflanzung. |
| Chromosomensatz | Bleibt bei der Teilung erhalten. | Wird halbiert. |
| Ergebnis | Aus einer Zelle entstehen zwei genetisch weitgehend gleiche Tochterzellen. | Nach zwei Teilungen entstehen grundsätzlich vier haploide Zellen; bei der Eizellbildung wird nur eine zur großen Eizelle. |
| Beim Menschen | Eine typische Körperzelle mit 46 Chromosomen bildet Tochterzellen mit je 46. | Ei- und Samenzellen besitzen normalerweise je 23 Chromosomen. |
Vor Mitose beziehungsweise vor der ersten meiotischen Teilung wird die DNA verdoppelt. Ein verdoppeltes Chromosom besteht aus zwei Schwesterchromatiden; es wird zunächst weiterhin als ein Chromosom gezählt. Bei der Meiose werden Chromosomen neu verteilt und DNA-Abschnitte zwischen homologen Chromosomen ausgetauscht. Bei der Befruchtung vereinigen sich Ei- und Samenzelle: 23 + 23 = 46.
Ein überschaubares Modell: Aa × Aa
Wir betrachten ein Modellmerkmal, das von einem Gen mit zwei Allelen abhängt. A ist vollständig dominant gegenüber a. Daher zeigen AA und Aa dieselbe dominante Ausprägung; nur aa zeigt die rezessive. Dominant bedeutet weder besser noch häufiger. AA und aa heißen reinerbig (homozygot), Aa heißt mischerbig (heterozygot).
Beide Eltern haben den Genotyp Aa. In einer Keimzelle liegt jeweils nur eines der beiden Allele. Jeder Elternteil gibt im Modell mit gleicher Wahrscheinlichkeit A oder a weiter:
| Keimzelle von Elternteil 1 ↓ / Elternteil 2 → | A (½) | a (½) |
|---|---|---|
| A (½) | AA – ¼ | Aa – ¼ |
| a (½) | Aa – ¼ | aa – ¼ |
Genotypen: ¼ AA, ½ Aa, ¼ aa. Phänotypen: ¾ mit dominanter und ¼ mit rezessiver Ausprägung. Das sind Wahrscheinlichkeiten für jeden Nachkommen. Bei vier Nachkommen muss deshalb nicht genau einer die rezessive Ausprägung zeigen.
Warum sind Organismen verschieden?
Die Neukombination vorhandener Erbanlagen heißt Rekombination. Mutationen verändern dagegen die DNA selbst. Sie können ohne erkennbare Wirkung bleiben oder Eigenschaften beeinflussen. An Nachkommen werden bei sexueller Fortpflanzung Veränderungen weitergegeben, die in die Keimbahn gelangen; eine Veränderung einer gewöhnlichen Hautzelle wird nicht dadurch an Kinder vererbt.
Für Aufgaben gehst du systematisch vor: Lege die Allelsymbole fest, notiere die Genotypen der Eltern, bestimme mögliche Keimzellen und kombiniere sie im Schema. Unterscheide anschließend Genotyp und sichtbare Ausprägung.
Üben: wissen, anwenden, erklären
- Erkläre in einem Satz den Unterschied zwischen Gen und Allel.
- Warum halbiert die Meiose den Chromosomensatz?
- Ein Elternteil ist Aa, der andere aa. Welche Genotypen sind möglich, und mit welchen Wahrscheinlichkeiten?
- Bei Aa × Aa zeigen die ersten drei Nachkommen die dominante Ausprägung. Muss der vierte die rezessive zeigen?
- Warum ist das Kreuzungsschema kein geeignetes Modell, um die genaue Körpergröße eines Kindes vorherzusagen?
Lösungen anzeigen
- Ein Gen ist ein bestimmter Abschnitt der Erbinformation; Allele sind unterschiedliche Varianten dieses Gens.
- Weil bei der Befruchtung zwei Keimzellen zusammenkommen. Die Halbierung verhindert, dass sich die Chromosomenzahl in jeder Generation verdoppelt.
- Der erste Elternteil bildet A- und a-Keimzellen, der zweite nur a-Keimzellen: ½ Aa und ½ aa.
- Nein. Unter den Modellannahmen bleibt die Wahrscheinlichkeit für aa bei jedem Nachkommen ¼.
- Körpergröße wird von vielen Genen und Umweltbedingungen beeinflusst. Das Schema behandelt nur ein Gen mit zwei Allelen.
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Quellen und weiterführendes Wissen
Grundwissen bis zur mittleren Reife · Stand: 18. Oktober 2026. Reihenfolge und Vertiefung können je nach Bundesland und Schule variieren.