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Biologie · Mittelstufe · Klasse 9–10 (Vertiefung Oberstufe)

Zellteilung: Mitose und Meiose

Wie aus einer Zelle zwei identische Zellen werden (Mitose) und wie Keimzellen mit halbem Chromosomensatz entstehen (Meiose).

🎯 Lernziele

Nach diesem Thema kannst du …

  • den Bau eines Chromosoms beschreiben
  • die Phasen der Mitose in der richtigen Reihenfolge beschreiben
  • den Zellzyklus mit Interphase und Verdopplung der DNA erklären
  • Mitose und Meiose vergleichen und die Bedeutung der Meiose für die Vielfalt erklären

💡 Erklärung

Die Erbinformation liegt in den Chromosomen im Zellkern. Menschliche Körperzellen sind diploid (2n = 46): Sie enthalten 23 Chromosomenpaare, je eines von Mutter und Vater (homologe Chromosomen). Vor einer Teilung wird jedes Chromosom verdoppelt und besteht dann aus zwei identischen Chromatiden, die am Zentromer zusammenhängen.

Der Zellzyklus besteht aus der Interphase und der Teilung. In der Interphase wächst die Zelle, und in der S-Phase wird die DNA verdoppelt (Replikation). Die Mitose läuft in vier Phasen ab: In der Prophase verdichten sich die Chromosomen, der Spindelapparat bildet sich, die Kernhülle löst sich auf. In der Metaphase ordnen sich die Chromosomen in der Äquatorialebene an. In der Anaphase werden die Chromatiden zu den Zellpolen gezogen. In der Telophase bilden sich neue Kernhüllen, danach teilt sich die Zelle (Cytokinese). Ergebnis: zwei erbgleiche diploide Tochterzellen – für Wachstum und Erneuerung.

Die Meiose bildet Keimzellen (Eizellen, Spermien). In der Meiose I werden die homologen Chromosomen getrennt – die Zahl halbiert sich (Reduktionsteilung). In der Meiose II werden wie bei der Mitose die Chromatiden getrennt. Ergebnis: vier haploide Zellen (n = 23) mit unterschiedlicher Erbinformation.

Die Meiose schafft genetische Vielfalt: Welche homologen Chromosomen in welche Zelle kommen, ist zufällig (zufällige Verteilung, beim Menschen 2²³ Möglichkeiten), und beim Crossing-over tauschen homologe Chromosomen Stücke aus. Fehler bei der Verteilung können zu veränderten Chromosomenzahlen führen, z. B. Trisomie 21.

Beispiel

Eine Hautwunde heilt durch Mitose: Die Zellen am Wundrand teilen sich, und jede neue Zelle enthält dieselbe Erbinformation. Geschwister dagegen sehen sich nur ähnlich, aber nicht gleich (außer eineiigen Zwillingen): Durch die Meiose der Eltern hat jede Keimzelle eine andere Kombination.

📘 Fachbegriffe

Chromosom
Träger der Erbinformation; DNA mit Proteinen verpackt.
Chromatide
Eine der beiden identischen Hälften eines verdoppelten Chromosoms.
diploid / haploid
Doppelter (2n) / einfacher (n) Chromosomensatz.
homologe Chromosomen
Gleich gebaute Chromosomen von Mutter und Vater mit denselben Genorten.
Mitose
Kernteilung zu zwei erbgleichen Tochterkernen.
Meiose
Reifeteilung; bildet haploide Keimzellen.
Crossing-over
Stückaustausch zwischen homologen Chromosomen in der Meiose I.

⚠️ Typische Fehler

  • Chromosomen und Chromatiden verwechseln.
  • Glauben, in der Mitose werde der Chromosomensatz halbiert – das passiert nur in der Meiose I.
  • Die Verdopplung der DNA in die Mitose legen – sie findet vorher in der Interphase statt.

✏️ Übungen

Aufgabe 1 · leicht: Ordne die Mitosephasen: Anaphase, Prophase, Telophase, Metaphase.

Lösung anzeigen

Prophase → Metaphase → Anaphase → Telophase.

Aufgabe 2 · mittel: Eine Körperzelle eines Hundes hat 78 Chromosomen. Wie viele Chromosomen haben die Tochterzellen nach einer Mitose, wie viele eine Keimzelle?

Lösung anzeigen

Mitose: 78 (diploid, erbgleich). Keimzelle nach Meiose: 39 (haploid).

Aufgabe 3 · anspruchsvoll: Vergleiche Mitose und Meiose in vier Kriterien.

Lösung anzeigen

Anzahl der Teilungen: 1 / 2. Tochterzellen: 2 / 4. Chromosomensatz: bleibt diploid / wird haploid. Erbinformation: identisch / verschieden (zufällige Verteilung, Crossing-over). Funktion: Wachstum, Regeneration / Bildung von Keimzellen.

✅ Selbsttest

1. In welcher Phase ordnen sich die Chromosomen in der Äquatorialebene an?
2. Wann wird die DNA verdoppelt?
3. Was wird in der Meiose I getrennt?

🧾 Zusammenfassung

  • Mitose: zwei erbgleiche diploide Zellen (Pro-, Meta-, Ana-, Telophase).
  • DNA-Verdopplung in der S-Phase der Interphase.
  • Meiose: vier haploide, genetisch verschiedene Keimzellen.
  • Vielfalt durch zufällige Verteilung und Crossing-over.

👩 Frag CELINA zu „Zellteilung: Mitose und Meiose“

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