ARBEITSBLATT 5 Vorteile sexueller Fortpflanzung

ARBEITSBLATT 5
Vorteile sexueller Fortpflanzung
Lösungen
1. Wie alle höher entwickelten Lebewesen vermehrt sich auch der Mensch durch sexuelle Fortpflanzung. Diese Form der Weitergabe von Erbinformation muss Vorteile gegenüber der ungeschlechtlichen Vermehrung haben.
a) Erläutern Sie die unten dargestellten Phasen eines sexuellen Fortpflanzungszyklus!
A
A
B
C
Ein Spermium (haploider Chromosomensatz, drei Ein-Chromatid-Chromosomen) bewegt sich auf eine Eizelle (haploider Chromosomensatz, drei Ein-ChromatidChromosomen) zu. Dringt es bis zur Eizelle vor, so verschmelzen die beiden Zellmembranen. Der Kern des Spermiums dringt dann in die Eizelle ein. Nach Auflösung
der Kernmembranen liegen in der diploiden Zygote sechs Chromosomen vor; die Befruchtung ist abgeschlossen.
B
Durch fortgesetzte Mitosen entwickelt sich aus der Zygote ein vollständiges LebeweMeiose
sen. Die Abbildung zeigt eine Zelle dieses Lebewesens in der Telophase. Es könnte
sich um eine Körperzelle handeln oder auch um eine Urgeschlechtszelle. Die sechs
Chromosomen sind kondensierte Ein-Chromatid-Chromosomen. Drei stammen von
C
© 2004 Schroedel, Braunschweig
der Mutter, drei vom Vater.
Zwischen den Abbildungen B und C hat eine männliche Meiose stattgefunden. Aus einer diploiden Spermien-Mutterzelle mit sechs Chromosomen sind vier haploide Spermien mit je drei Chromosomen entstanden. Abbildung C verdeutlicht, dass dabei mütterliche und väterliche Chromosomen neu kombiniert wurden: Die Kerne der Spermien
enthalten Chromosomen beider Eltern.
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Vorteile sexueller Fortpflanzung
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b) Definieren Sie die Begriffe „diploid“ und „haploid“. Welche der oben dargestellten Zellen sind
diploid, welche haploid?
diploid: Zelle mit doppeltem Chromosomensatz, je zwei Chromosomen sind homolog
(B).
haploid: Zelle mit einfachem Chromosomensatz (A und C).
2. Biologen sehen einen wesentlichen Vorteil der sexuellen Fortpflanzung in der größeren genetischen Variabilität.
Erläutern Sie ausführlich, weshalb durch sexuelle Fortpflanzung eine größere Variabilität bei Nachkommen entsteht als durch asexuelle Fortpflanzung. Gehen Sie dabei auch auf verschiedene Formen der Rekombination ein!
Durch sexuelle Fortpflanzung wird das Erbmaterial zwei verschiedener Individuen miteinander kombiniert. Die Anordnung der „mütterlichen“ und „väterlichen“ Chromosomen während der Metaphase I der Meiose in der Äquatorialebene erfolgt zufällig, sodass sich nach
der Trennung der homologen Zwei-Chromatiden-Chromosomen eine zufallsbestimmte
Neukombination von Chromosomen „mütterlicher“ und „väterlicher“ Herkunft in den Tochterzellen ergibt (interchromosomale Rekombination).
Bei der Bildung haploider Keimzellen (Spermien oder Eizellen) kommt es in der Prophase I
der Meiose zum Crossing-over (intrachromosomale Rekombination). Dadurch können
Allele zwischen homologen Chromosomen ausgetauscht werden. So werden Allele ge-
Meiose
koppelt, die vorher nicht gekoppelt waren.
Die sexuelle Fortpflanzung führt zu einer größeren genetischen Variabilität, da sie Nachkommen hervorbringt, die eine einzigartige Kombination von Allelen beider Elternteile auf© 2004 Schroedel, Braunschweig
weist. Bei der asexuellen Fortpflanzung durch mitotische Zellteilung (zum Beispiel bei Einzellern) ist das Erbmaterial der Nachkommen hingegen identisch mit dem elterlichen Erbmaterial.
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