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Keimzellbildung
Mitose & Meiose ...

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5. Reproduktion Donnerstag, 26. März 2020

15:59

Prozesse des Zellzyklus und Keimzellenbildung

Mitose und Meiose Meiose Definition: Verdopplung der DNS bei der geschlechtl. Fortpflanzung • Aus diploiden Körperzellen oder Ur-Geschlechtszelle werden: ➢ 4 haploide Geschlechtszellen (Gameten) ➢ Mit jeweils einfachem Chromosomensatz ➢ Gleiche Chromosomenanzahl (Mensch: 23) Bei Befruchtung: Verschmelzung zweier haploider Zellkerne • • Somit hat Zygote wieder diploiden Chromosomensatz (Mensch: 46) Zygote = eukaryotische diploide Zelle, die bei der geschlechtlichen Fortpflanzung entsteht • Ort: Keimzellen • Chromosomensatz der Mutterzelle: doppelt • Chromosomensatz der Tochterzelle: einfach • Ergebnis: 4 Tochterzellen mit genetisch unterschiedlichem Erbgut • Bedeutung: Bildung genetisch unterschiedlicher Keimzellen für die geschlechtliche Fortpflanzung Zellteilung, die der Fortpflanzung dient Die Meiose ist verantwortlich für die Reduzierung des Chromosomensatzes und für die Entstehung neuer Arten.

Stadien der Meiose

Genetik Seite 1

• • • • •

• • • •

Interphase Mutterzelle vergrößert sich Vervielfältigung Organellen Nach der Teilung genug für zwei Zellen Verdoppelt genetische Material Sodass jedes Chromosomen 2 identische Chromatid die am Zentromer hängen ➢ DNA Replikation Prophase I Chromosomenpaarung Spindelapparat bildet sich aus Kernhülle wird aufgelöst Synapse ➢ 2 Chromosomen eines Paares heften sich aneinander ➢ Chromosomen eines Paares = homolog ➢ Tauschen gleich lange Abschnitte der DNA • Crossing Over • Erhöht genetische Vielfalt der Gameten

Metaphase I • Homologe Chromosome ordnen sich in Äquatorialebene an • Nebeneinander Anaphase I • Homologe Chromosomenpaare werden geteilt • Chromosomensatz wird reduziert (doppelt zu einfach) Telophase I

Genetik Seite 2

• Zelle teilt sich: zwei haploide Rochterzellen entstehen • Kernhüllen bilden sich aus Nun in jedem Zellkern noch ein Chromosomensatz Zytokinese • Zelle teilt sich • Aus diploider Mutterzelle entstehen zwei haploide Tochterzellen Keine zweite Interphase! Prophase II • Kernhülle löst sich aus • Spindelapparat bildet sich Metaphase II • Chromosome ordnen sich an Äquatorialebene an • Spindelfasern setzten sich am Centromer an

•

Anaphase II Chromosome werden in Chromatide getrennt

Telophase II • Neue Kernhülle wird gebildet • Teilung in 4 haploide Tochterzellen • Spindelapparat verschwindet Zytokinese • 2 haploide Tochterzellen werden 4 haploide Tochterzellen mit Chromosomen, welche aus einem Chromatid bestehen

Bedeutung: Bildung genetisch unterschiedlicher Keimzellen für die geschlechtliche Fortpflanzung

Zusammenfassung (vereinfacht)

A) B) C) D)

Mutterzelle diploid Anordnung der Chromosomen in der Mitte Pole ziehen ganze Chromosomen an Zellen teilen sich

Genetik Seite 3

E) F) G) H)

Tochterzellen mit einfachem Chromosomensatz entstehen Anordnung der Chromosomen in der Mitter Pole ziehen ganze Chromatide an Teilung in vier Tochterzellen

Mitose Definition: Verdopplung der DNS bei der ungeschlechtlichen Fortpflanzung • • • • o o

Ort: Körperzellen Chromosomensatz der Mutterzelle: doppelt Chromosomensatz der Tochterzelle: doppelt Start: 2-chromatiden-Chromosom 46 Chromosome / 23 homologe Chromosomenpaare (½ von Mutter; ½ von Vater)

o o o o o o

Interphase Mutterzelle vergrößert sich Vervielfältigung Organellen Nach der Teilung genug für zwei Zellen Verdoppelt genetische Material Sodass jedes Chromosomen 2 identische Chromatid die am Zentromer hängen DNA Replikation

Prophase o Spiralisierung der DNA o Auflösung der Kernhülle o Zustand: zwei homologe 2-ChromatidenChromosome Metaphase o Chromosome ordnen sich in der Äquatorialebene an o Spindelfasern setzen sich am Centromer ab Anaphase o Spindelfasern verkürzen sich o Chromatide wandern zu den Zellpolen o An den Polen befinden sich nun 1Chromatiden-Chromosom Telophase o Ausbildung neuer Kernhüllen o Entspiralisierung o Auflösung der Spindelfasern Zytokinese o Pflanzen • Transport von Wandmaterial durch Vesikel • In Mitte der Zelle • Durch verschmelzen Vesikel neue Zellwand

Genetik Seite 4

o Tierisch • Teilungsfurche in Mitte der Zelle • Schnürt bis zur Teilung Danach Teilung erneut möglich Ergebnis: 2 Tochterzellen mit identischem Erbgut Doppelter Chromosomensatz Bedeutung: o Bildung identischer Tochterzellen für Wachstum, Regeneration und ungeschlechtliche Fortpflanzung o Wachstum des Körpers, seinen Organen & bei Prokaryoten der ungeschlechtl. Fortpflanzung

Zusammenfassung (vereinfacht)

1. Mutterzelle mit diploidem Chromosomensatz Chromosomen vergrößern und verdicken sich 2. Kernmembran hat sich aufgelöst Beginn der Teilung der Chromosomen 3. Zerteilung der Chromosomen Ordnen sich in der Mittelebene Bildung der Pole 4. Chromosomen teilen sich Pole ziehen die Chromatiden zu sich 5. Beginn der Teilung in 2 Tochterzellen 6. Mutterzelle spaltet sich in 2 Tochterzellen Zellwand hat sich geeilt DNS verdoppelt

Mitose und Meiose im Vergleich Mitose

Meiose

Funktion

Vermehrung von Zellen

Bildung von Geschlechtszellen

Ort

In allen wachsenden Körperzellen

Geschlechtszellen

Ablauf

Eine Kernteilung: Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase

Zwei Kernteilungen: Meiose I: Prophase I, Metaphase I, Anaphase I, Telophase I Meiose II: Prophase II, Metaphase II, Anaphase II, Telophase II

Erbgut

Ist mit der Ausgangszelle identisch

Unterscheidet sich von Ausgangszelle

Ergebnis

Zwei Zellen mit diploidem Chromosomensatz

Vier Zellen mit haploidem Chromosomensatz

Interplaneta Nach jeder Teilung re

Nach beiden Teilungen

Rekombinat Nein - erbgleiche Teilung ion Jede Tochterzelle enthält die gleiche

Ja - erbungleiche Teilung - vier genetisch verschiedene Tochterzellen

Genetik Seite 5

Erbinformation wie die Mutterzelle Crossingover

Keine

Im Durchschnitt 1 pro homologem Chromosomenpaar

Genetik Seite 6...