Zellzyklus und Meiose: Lernleitfaden

Kernideen

Zellen wachsen, kopieren ihre DNA und teilen sich in einem regulierten Zyklus. Die Mitose erzeugt zwei identische diploide Zellen für Wachstum und Reparatur, die Meiose vier verschiedene haploide Zellen für die geschlechtliche Fortpflanzung.

• Die Interphase besteht aus G₁, S (DNA-Replikation) und G₂. Die Mitose folgt in vier Stadien, Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase, danach teilt sich das Cytoplasma.
• Die Mitose erhält die Chromosomenzahl: 2n → 2n. Die Meiose hat zwei Teilungen und halbiert sie: 2n → n, wobei Crossing-over und freie Kombination Variation erzeugen.
• Die DNA verdoppelt sich in der S-Phase, die Chromosomenzahl verdoppelt sich aber nur im Sinne der Chromatiden. In der Meiose I halbiert sich die Chromosomenzahl.
• Bei n Chromosomenpaaren ergibt die freie Kombination allein 2ⁿ verschiedene Gameten.

Wichtige Gleichungen

• mitotic index = cells in mitosis ÷ total cells × 100
• time in phase = (cells in phase ÷ total) × cycle time
• gamete combinations = 2ⁿ

Durchgerechnetes Beispiel

Von 200 gezählten Zellen befinden sich 30 in der Mitose, der Mitoseindex ist also 30 ÷ 200 = 15 %. Dauert der Zellzyklus 24 h, nimmt die Mitose 0,15 × 24 = 3,6 h ein. Beim Menschen (2n = 46) hat eine Zelle in G₂ 46 Chromosomen und 92 Chromatiden, und die freie Kombination allein erlaubt 2²³ ≈ 8,4 Millionen verschiedene Gameten.

Häufige Fehler

• Sagen, die Chromosomenzahl verdopple sich in der S-Phase. Der DNA-Gehalt verdoppelt sich, aber jedes Chromosom hat nun zwei Chromatiden.
• Die Stadien verwechseln: Schwesterchromatiden trennen sich in der Anaphase der Mitose und der Anaphase II der Meiose, homologe Chromosomen aber in der Anaphase I.
• Die Produkte der Meiose genetisch identisch nennen. Crossing-over und freie Kombination machen sie verschieden.

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