AUFGABENSAMMLUNG Störung der Mitose

AUFGABENSAMMLUNG
Störung der Mitose
Lösungen
Colchicin, das Gift der Herbstzeitlosen, stört die Tätigkeit des Spindelapparats, indem es die Verkürzung der Mikrotubuli verhindert. Beschreiben Sie die Folgen einer Behandlung einer sich teilenden Zelle mit Colchicin!
Verweise:
Animation: Ablauf der Mitose
Seite 117 f.: Mitotische Zellteilung
Seite 162: Chromosomen des Menschen
Lösung:
Wenn man eine sich teilende Zelle mit Colchicin behandelt, wird die Anaphase gehemmt, sodass eine
Verteilung der Ein-Chromatid-Chromosomen auf zwei Tochterkerne unterbleibt. Die Ein-ChromatidChromosomen bleiben zunächst in der Äquatorialebene liegen und werden schließlich gemeinsam von
einer Kernmembran umhüllt. Die Zelle hat dadurch ihre Chromosomenzahl verdoppelt. War sie vorher
diploid, so ist sie jetzt tetraploid.
In der Pflanzenzucht werden zu einem bestimmten Zweck Sprosse, die aus Geweben oder Zellkulturen regeneriert werden, mit Colchicin behandelt. Erläutern Sie!
Verweise:
Animation: Ablauf der Mitose
Seite 117 f.: Mitotische Zellteilung
Seite 162: Chromosomen des Menschen
Abbildung 135.2: Genommutation bei der Erdbeerpflanze
Seite 134 f.: Mutationen
Lösung:
 2005 Schroedel, Braunschweig
Mitose
Werden Sprosse, die man aus Geweben oder Zellkulturen regeneriert, in denen also ständig Mitosen ablaufen, mit Colchicin behandelt, so erreicht man eine Polyploidisierung: Die Anzahl der Chromosomensätze in der Pflanze wird verdoppelt. Aus diploiden Pflanzen werden so tetraploide, aus triploiden Pflanzen hexaploide. Dies ist insofern von Vorteil, als sich bei der Züchtung von Kulturpflanzen zeigte, dass
häufig mit dem Grad der Polyploidisierung der Ertrag wächst.
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Störung der Mitose
Lösungen
Warum ist solch eine Behandlung mit Colchicin notwendig, wenn pflanzliche Arthybriden, die man
unter experimentellen Bedingungen erzeugt hat, zur sexuellen Vermehrung befähigt werden sollen? Bedenken Sie dabei, dass Arthybride in ihren Zellkernen zwei unterschiedliche Chromosomensätze enthalten!
Verweise:
Abbildung 119.1: Meiotische Zellteilung mit Bildung der Geschlechtszellen
Seite 119 f.: Meiotische Zellteilung
Seite 408: Exkurs: Isolation, Hybridisierung und horizontaler Gentransfer
Lösung:
 2005 Schroedel, Braunschweig
Mitose
Hat man unter experimentellen Bedingungen Arthybride erzeugt, so sind diese in der Regel nicht zur sexuellen Vermehrung fähig. Dies zeigt das Beispiel der Maultiere beziehungsweise Maulesel, die ja Arthybriden zwischen Pferd und Esel sind. Diese Infertilität liegt darin begründet, dass die unterschiedlichen
Chromosomensätze, die in den Zellkernen eines solchen Hybriden vorliegen, zumindest nicht vollständig
in Paare homologer Chromosomen geordnet werden können. Daher ist in der ersten Reifeteilung die Bildung der Tetraden gestört. Die entstehenden Gameten enthalten unregelmäßige Chromosomensätze und
sind daher für die Fortpflanzung ungeeignet.
Macht man durch Behandlung mit Colchicin einen solchen Arthybriden tetraploid, so ist das Problem behoben: Nun liegen alle Chromosomen aus beiden Chromosomensätzen doppelt vor. Die Tetradenbildung
kann also ungestört ablaufen. Die Meiose führt dann zu diploiden Gameten, die jeweils einen vollständigen Chromosomensatz der beiden Ausgangsarten enthalten.
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