AUFGABENSAMMLUNG Mitose - Schulbuchzentrum Online
Werbung
AUFGABENSAMMLUNG Mitose Lösungen Stellen Sie die einzelnen Phasen einer Zellteilung in einer Tabelle zusammen! * Verweise: Animation: Ablauf der Mitose Abbildung 117.1: Mitotische Zellteilung bei Pflanzenzellen Seite 117 f.: Mitotische Zellteilung Lösung: In der Prophase liegen die Chromosomen zunächst in Form einer fädigen und verknäuelt erscheinenden Struktur vor, die aufgrund ihrer leichten Färbbarkeit als Chromatin bezeichnet wird (griech. chromos, Farbe). Im weiteren Verlauf verdichten sich die Chromatinfäden durch Aufschraubung und Auffaltung zu im Lichtmikroskop sichtbaren Zwei-Chromatiden-Chromosomen (Kondensation). Die Kernhülle zerfällt und von den beiden Polregionen der Zelle aus bildet sich ein Spindelapparat aus zahlreichen Proteinfasern (Mikrotubuli). Metaphase In der Metaphase haben die Chromosomen den höchsten Kondensationsgrad erreicht. Nun lässt sich im Lichtmikroskop die Anzahl der Chromosomen einer Zelle leicht bestimmen. Die Zwei-Chromatiden-Chromosomen ordnen sich in der Mitte der Zelle zwischen den Zellpolen zur Äquatorialplatte an. Mikrotubuli des Spindelapparats, die Zugfasern, setzen an den Centromeren der Zwei-Chromatiden-Chromosomen an. Anaphase In der Anaphase verkürzen sich die Zugfasern. Dadurch werden die EinChromatid-Chromosomen voneinander getrennt. Da sich jedes Ein-ChromatidChromosom zu einem der entgegengesetzten Zellpole bewegt, weist jeder Zellpol schließlich einen kompletten diploiden Satz von Ein-ChromatidChromosomen auf. Die Polfasern verbinden die Zellpole miteinander. Sie stabilisieren den Spindelapparat. Telophase Nachdem die Erbsubstanz gleichmäßig auf die beiden künftigen Zellkerne verteilt worden ist, beginnen sich in der Telophase die Ein-ChromatidChromosomen zu dekondensieren. Der Spindelapparat löst sich auf und es werden neue Kernhüllen gebildet, sodass schließlich zwei neue Zellkerne mit jeweils einem kompletten Chromosomensatz entstanden sind. Die Teilung des Cytoplasmas, die Cytokinese, ist am Ende der Telophase abgeschlossen. Zwischen den beiden neuen Zellkernen sind zwei Zellmembranen und eine Zellwand ausgebildet worden. Mitose Prophase Da eine Zelle bei der Mitose in zwei Tochterzellen mit identischer genetischer Ausstattung geteilt werden soll, muss zuvor das komplette Genom der Zelle verdoppelt werden. Außerdem muss sie auf die Größe der Mutterzelle heranwachsen. Dies geschieht in der Interphase, die in die Phasen G1, S und G2 unterteilt ist. In der G1-Phase ermöglicht die Proteinbiosynthese das Wachstum der Zelle. Gegen Ende dieser Phase wird dann entschieden, ob die Zelle erneut eine Zellteilung durchläuft oder den Zellzyklus verlässt und in einen Zustand ohne Zellteilung übergeht, die G0-Phase. In der S-Phase erfolgt dann die Verdopplung der Ein-Chromatid-Chromosomen zu Zwei-Chromatiden-Chromosomen. In der G2-Phase werden die Vorbereitungen zur Kern- und Zellteilung abgeschlossen. 2005 Schroedel, Braunschweig Interphase * Diese Lösung entspricht teilweise den Erläuterungstexten der CD-ROM. Die Schülerinnen und Schüler sollten eigenständig formulierte Lösungen liefern. 1 AUFGABENSAMMLUNG Mitose Lösungen Vergleichen Sie Mitose und Meiose tabellarisch miteinander! Erläutern Sie Gemeinsamkeiten und Unterschiede von Mitose und Meiose! Verweise: Animation: Ablauf der Mitose Abbildung 117.1: Mitotische Zellteilung bei Pflanzenzellen Seite 117 f.: Mitotische Zellteilung Abbildung 119.1: Meiotische Zellteilung mit Bildung der Geschlechtszellen Seite 119 f.: Meiotische Zellteilung Lösung: vorherige Replikation der DNA Anzahl der Kernteilungen Anzahl der Reduktionsteilungen Paarung homologer ZweiChromatiden-Chromosomen (Tetradenbildung) Crossing-over Rekombination Anzahl der Tochterzellen wenige Minuten bis zu einigen Stunden ja eine keine nein nein nein zwei, mit Ausgangszelle genetisch identisch Größe der Tochterzellen ähnlich Chromosomensatz der Tochterzellen Bedeutung für Lebewesen diploid Wachstum, Regeneration Meiose Urgeschlechtszellen in den Geschlechtsdrüsen bis zu mehreren Wochen ja zwei eine (1. Reifeteilung) ja ja ja (inter- und intrachromosomal) vier, weder mit Ausgangszelle noch untereinander genetisch identisch männliche Meiose: vier ähnlich große Spermien weibliche Meiose: eine große Eizelle, drei degenerierte Polkörperchen durch ungleichmäßige Zellteilung haploid Bildung haploider Geschlechtszellen zur Aufrechterhaltung der artspezifischen Chromosomenanzahl, Rekombination Mitose Dauer Mitose jedes teilungsaktive Gewebe 2005 Schroedel, Braunschweig Ort 2 AUFGABENSAMMLUNG Mitose Lösungen Stellen Sie die Begriffe Zellzyklus, Mitose und Cytokinese einander gegenüber! Vergleichen Sie die Cytokinese einer pflanzlichen Zelle mit der einer tierischen! Verweise: Animation: Ablauf der Mitose Film: Ablauf der Mitose Abbildung 117.1: Mitotische Zellteilung bei Pflanzenzellen Seite 117 f.: Mitotische Zellteilung Abbildung 118.1: Zellzyklus mit Kondensationsformen eines Chromosoms Literatur- und Internetrecherche: Pflanzliche Cytokinese Lösung: Unter dem Zellzyklus versteht man eine geordnete Abfolge von Vorgängen bei sich teilenden Zellen. Er setzt sich zusammen aus Interphase, Mitose und Cytokinese. Die Mitose ist der Abschnitt des Zellzyklus, in dem das im Zellkern gelagerte Erbmaterial, das während der Interphase verdoppelt wurde, so auf zwei Tochterkerne verteilt wird, dass diese untereinander und mit dem Mutterkern genetisch identisch sind. Die Cytokinese ist der Prozess, in dem nach erfolgter Mitose der Zellinhalt auf zwei Tochterzellen verteilt wird. 2005 Schroedel, Braunschweig Mitose Bei der Cytokinese einer pflanzlichen Zelle beginnt während der Telophase die Bildung einer neuen Zellwand. Dazu wird Zellwandmaterial, das in GOLGI-Vesikel verpackt ist, entlang der Polfasern zur Äquatorialebene der Zelle gebracht. Dort verschmelzen die Vesikel zu einer membranumhüllten scheibenförmigen Struktur, der Zellplatte. Durch Anlagerung weiterer Vesikel am Rand der Zellplatte dehnt diese sich aus, bis sie an die Zellmembran und die Zellwand stößt. Durch Einlagerung von Cellulose-Fibrillen in die Zellplatte wird diese schließlich zu einer Zellwand verstärkt. Während der Anaphase einer tierischen Zelle beginnen die Zellpole auseinander zu wandern. Dies verstärkt die Trennung der Ein-Chromatid-Chromosomen und zieht die Zelle in die Länge. Gleichzeitig kontrahiert sich allmählich ein Ring aus Actin und Myosin, der sich in Höhe der Äquatorialebene an der Zellmembran angelagert hatte. Dadurch wird die Zelle eingeschnürt und schließlich in der Telophase durchgeschnürt. 3
