Reifeteilung - Reduktionsteilung
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Meiose – die Reifeteilung Du lernst hier: Aufbau des Zellkerns Aufbau der Chromosomen Aufbau der DNA Chromosomensatz des Menschen Meiose Mitose und Meiose im Vergleich + + ©emeli06 Klicke langsam – lies und studiere zuerst! Mache dir Notizen! 1 Chromosomen – Träger der Erbmerkmale ©emeli06 Der Zellkern enthält Chromatin, den Träger aller Erbmerkmale. Chromatin ist ein fädiges Gebilde aus 2 Strängen. Für die Zellteilungs-vorgänge werden die ChromatinStränge auf-spiralisiert und dadurch verkürzt. Es entstehen Chromosomen, die Transportform für die Zellteilungsvorgänge. Die menschliche Zelle enthält 23 Chromosomenpaare. Sie zeigen eine deutliche Zweiteilung. 2 Chromosomen und ihre Teile Chromatide Chromatide Chromosom ©emeli06 Die beiden Längshälften eines Chromosoms hängen am Centromer zusammen. Bei Zellteilungsvorgängen trennen sich die beiden Längshälften beim Centromer. Die beiden Chromatiden eines Chromosoms werden deutlich sichtbar. Auf jeder Chromatide sitzen die Genorte für die Erbmerkmale. Die Gene für dieselben Merkmale (Allele) befinden sich am gleichen Ort. Als Beispiel: Merkmal für die Hautfarbe, Variante A Das Merkmal „Hautfarbe, Variante B“ sitzt auf dem 2. homologen Chromosom. 3 Gene - Erbmerkmale Haarfarbe des Vaters: blond Haarfarbe eines Haarfarbe der Vorfahren Mutter: schwarz Haarfarbe eines Vorfahren + Körperzellen enthalten in ihren Zellkernen pro Erbmerkmal ein Anlagenpaar (Allel). Welches Merkmal im Erscheinungsbild zur Ausprägung gelangt, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Ist die Zelle rein- oder mischerbig? Ist ein Merkmal dominant oder rezessiv? Zur Zellvermehrung teilen sich die Zellen mitotisch. Für die Fortpflanzung teilen sich die Keimzellen meiotisch. ©emeli06 Keimzellen (Pollen, Samenanlage oder Spermien und Eianlage) dürfen für jedes Erbmerkmal nur eine Erbanlage enthalten. Die Meiose trennt jedes Anlagenpaar auf und verteilt sie auf verschiedene Keimzellen. Bei der Verschmelzung von Keimzellen entstehen wieder Anlagenpaare pro Merkmal. 4 Zellteilung - Mitose Menschliche Körperzellen Menschliche Keimzellen + Reduktionsteilung – Reifeteilung - Meiose ©emeli06 5 Grundsätzliches zur Mitose – Meiose Urkeimzelle Zelle Zellkern Chromosomenpaar Die Erbinformationen sind paarweise auf Chromosomen im Zellkern gespeichert. Jede Erbinformation wird auf zwei Zellen verteilt. Nach der Zellteilung wird jedes Chromosom wieder ergänzt! ©emeli06 In der Reduktionsteilung (Meiose) werden die Anlagenpaare (Chromosomen) schrittweise auf vier Keimzellen verteilt. Jede Keimzelle enthält jedes Merkmal also noch genau ein Mal! 6 Meiose: Wozu der Aufwand? ©emeli06 Der Mensch hat 22 Chromosomenpaare und 2 Geschlechtschromosomen. Total enthalten die Zellkerne also 46 Chromosomen. Bei der Verschmelzung von männlichen und weiblichen Keimzellen würden so 2 x 46 Chromosomen zusammen kommen. In der nächsten Generation 184, dann 368, 736, 1472, 2944, 5888 usw. Jede Erbanlage darf aber nur paarweise enthalten sein! Sonst wären die Nachkommen nicht mehr lebensfähig. Die Meiose reduziert die Chromosomenzahl auf genau einen Chromosomensatz! 7 Meiose – 1. Reifeteilung: Prophase ©emeli06 In der Prophase verkürzen sich die Chromatinfäden und bilden Chromosomen (Transportform!). Erst jetzt wird die Erbsubstanz auch unter dem Lichtmikroskop klar erkennbar. Die homologen (gleichartigen) Chromosomen rücken zusammen, so dass ihre Chromosomenabschnitte nebeneinander zu liegen kommen. Die beiden Chromatiden werden aber immer noch vom Centromer zusammen gehalten. Die Strahlenkörperchen (Zentriolen) wandern langsam zu den Zellpolen hin. 8 Meiose – 1. Reifeteilung: Metaphase ©emeli06 Die Kernmembran löst sich auf. Die homologen Chromosomen ordnen sich paarweise im Mittelbereich (Äquatorialebene) der Zelle an. Die Chromatiden werden aber immer noch vom Centromer zusammen gehalten. Die Zentriolen erreichen die Zellpole. Spindelfasern wachsen von den Strahlenkörperchen (Zentriolen) zu den Centromeren der Chromosomen. Jedes Centromer ist nun fest über den Spindelapparat mit einem Zentriol verbunden. 9 Meiose – 1. Reifeteilung: Anaphase ©emeli06 Die Spindelfasern verkürzen sich. Pro Chromosomenpaar wird je ein homologes Chromosom zu den Zellpolen hin gezogen. Welches der beiden homologen Chromosomen zum Nordpol oder zum Südpol der Zelle gezogen wird, bleibt dem Zufall überlassen! Die Zellwand verändert ihre Form. Sie wird in die Länge gezogen. Der Spindelapparat wird abgebaut. 10 Meiose – 1. Reifeteilung: Telophase ©emeli06 In der Zwischenzeit hat die Zellwand begonnen, sich langsam in der Äquatorialebene abzuschnüren . In jeder Polhälfte der Zelle befindet sich jetzt nur noch ein einziger Chromosomensatz zu je zwei Chromatiden. Die erste Reifeteilung ist damit abgeschlossen. An die erste Reifeteilung schliesst unmittelbar die zweite Reifeteilung an. 11 Meiose – 2. Reifeteilung: Prophase ©emeli06 Die endgültige Teilung der Zellen findet statt. Die Strahlenkörperchen (Zentriolen) teilen sich und wandern polwärts. Der Spindelapparat baut sich auf. Je zwei Spindelfasern haften am Centromer der Chromosomen, die immer noch aus je zwei Chromatiden bestehen. 12 Meiose – 2. Reifeteilung: Metaphase ©emeli06 Von jedem Chromosom ist pro Zelle nur noch eines vorhanden. Jedes Chromosom besteht aber noch aus je zwei Chromatiden. Diese werden von den Centromeren zusammen gehalten. Die Chromosomen wandern entlang der Spindelfasern zur Äquatorialebene. 13 Meiose – 2. Reifeteilung: Anaphase ©emeli06 Die Spindelfasern verkürzen sich. Die beiden Chromatiden der einzelnen Chromosomen trennen sich. Die Spindelfasern ziehen je eine Chromatide zu ihrem Pol hin. Die Chromatiden gelangen so in die sich neu bildenden Zellen. Jetzt besteht jedes Chromosom nur noch aus einer Chromatide! 14 Meiose – 2. Reifeteilung: Telophase ©emeli06 In der Zwischenzeit hat die Zellwand begonnen, sich langsam in der Äquatorialebene abzuschnüren . Der Spindelapparat ist überflüssig geworden. Er wird abgebaut. Am Ende der Meiose sind aus einer Zelle mit doppeltem Chromosomensatz vier Zellen mit einfachem Chromosomensatz entstanden. Jedes Chromosom der meiotisch neu entstandenen Zellen besteht nur noch aus einer Chromatide! 15 Keimzellen bei Mann und Frau Ausdifferenzierung Aus einer Zelle entstehen vier unabhängige Zellen (Spermatiden). Bei der Ausdifferenzierung entstehen daraus schwimmfähige Spermien mit einem vollständigen, aber einfachen Chromosomensatz. ©emeli06 Trotz Meiose bleiben die vier Eizellen miteinander verbunden. Drei Zellen davon verkümmern und bilden die Polkörperchen. Diese bestimmen die Körperachse des werdenden Lebens. 16 Von der Keimzelle zur Zygote, Befruchtung ©emeli06 Männliche Keimzellen entstehen im Überfluss, egal, ob es sich um pflanzliche oder tierische handelt. Pollen und Samenzellen (Spermien) haben nur ein Ziel: Das in ihnen enthaltene Erbgut mit dem Erbgut weiblicher Keimzellen zu kombinieren. Beim Menschen machen sich Millionen von Spermien auf ihren lebensfeindlichen Weg zur Eizelle. Ein Bruchteil davon schafft es, bis zu ihr vorzudringen. Aber nur ein einziges Spermium kann in die Eizelle eindringen. 17 Befruchtung + + Das Spermium enthält genau einen Chromosomensatz zu je einer Chromatide (22 + x) oder (22+y) Die Einzelle enthält genau einen Chromosomensatz zu je einer Chromatide (22 + x) Sobald zwei Keimzellen miteinander verschmelzen, verbinden sich die homologen Chromosomen. Es bildet sich wieder ein ganzer Chromosomensatz mit zwei Chromatiden. Die Chromosomen entspiralisieren und verdoppeln sich wieder! ©emeli06 18 ©emeli06 Das war geistige Schwerstarbeit! Der Schädel brummt, die Zähne knirschen! Aber: Im Schroedel, Erlebnis Biologie 2 ab Seite 302 findest du alles im Detail bestens beschrieben. Studiere diese Seiten und vergleiche dann nochmals mit diesem Lernprogramm! Zurück zum Thema: Schmunzeln erlaubt!!! 19
