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Mitose

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Schematischer Ablauf der Zellteilung

Einleitung

Bei der Mitose verteilt eine eukaryotische Zelle ihre zuvor verdoppelten Chromosomen auf zwei neue Zellkerne. Meist folgt die Teilung des Zellplasmas, die Cytokinese. Dieser Kurs richtet sich an Lernende der Klassen 9–11. Du lernst, die Phasen zu erkennen, ihre Funktion zu erklären und die Mitose von der Meiose zu unterscheiden.

Zellzyklus und Vorbereitung

Vor der Mitose liegt die Interphase mit G1-, S- und G2-Phase. In der S-Phase wird die DNA verdoppelt. Jedes replizierte Chromosom besteht anschließend aus zwei Schwesterchromatiden, die am Centromer verbunden sind. Die Chromosomenzahl wird durch die Verdopplung nicht erhöht: Ein Zwei-Chromatid-Chromosom zählt weiterhin als ein Chromosom. Kontrollpunkte überwachen unter anderem DNA-Schäden und die korrekte Vorbereitung der Teilung.

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Zellzyklus mit Interphase und M-Phase

Prophase und Prometaphase

In der Prophase kondensiert das Chromatin zu sichtbaren Chromosomen. Der Spindelapparat aus Mikrotubuli organisiert sich. In der Prometaphase zerfällt die Kernhülle; Spindelfasern können über Kinetochore an Chromosomen binden. Die Spindel sorgt später für die geordnete Trennung der Chromatiden. Nicht alle Zelltypen organisieren ihre Spindel auf dieselbe Weise.

Metaphase und Anaphase

In der Metaphase ordnen sich die Chromosomen an der Äquatorialebene an. Der Spindelkontrollpunkt verhindert normalerweise die Trennung, solange nicht alle Chromosomen korrekt angeheftet sind. In der Anaphase lösen sich die Verbindungen zwischen Schwesterchromatiden; diese wandern als eigenständige Tochterchromosomen zu entgegengesetzten Polen.

Anordnung der Chromosomen in der Metaphase

Telophase und Cytokinese

In der Telophase bilden sich neue Kernhüllen und die Chromosomen lockern sich. Die Cytokinese trennt das Cytoplasma: Tierzellen schnüren sich meist durch einen kontraktilen Ring ein, Pflanzenzellen bilden eine Zellplatte. Ergebnis sind normalerweise zwei Tochterzellen mit derselben Chromosomenausstattung wie die Ausgangszelle vor der DNA-Replikation. Mutationen oder Verteilungsfehler können dennoch Unterschiede erzeugen.

Bedeutung, Fehler und Abgrenzung

Mitose ermöglicht Wachstum, Zellersatz und Wundheilung. Fehlregulation des Zellzyklus kann zur Tumorentwicklung beitragen. Anders als die Meiose erzeugt die Mitose normalerweise keine Halbierung des Chromosomensatzes. Die Meiose umfasst zwei Kernteilungen und dient bei vielen Organismen der Bildung haploider Zellen. Vergleiche stets die Zahl der Kernteilungen und die Verteilung der homologen Chromosomen.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste dein Wissen

Wann wird die DNA im Zellzyklus verdoppelt? (S-Phase) (!G1-Phase) (!Anaphase) (!Cytokinese)

Was wird bei der Mitose auf Tochterkerne verteilt? (Chromosomen) (!Ribosomen) (!Zellwände) (!Mitochondrien ausschließlich)

Was geschieht in der Prophase? (Chromatin kondensiert) (!DNA wird erstmals verdoppelt) (!Zellplatte ist fertig) (!Chromatiden trennen sich)

Was kennzeichnet die Prometaphase? (Kernhülle zerfällt) (!Neue Zellwand ist fertig) (!Homologe paaren sich) (!DNA-Replikation beginnt)

Wo liegen Chromosomen in der Metaphase? (An der Äquatorialebene) (!Nur im Nucleolus) (!Außerhalb der Zelle) (!In der Zellplatte)

Was trennt sich in der Anaphase? (Schwesterchromatiden) (!Homologe Paare in jeder Mitose) (!Zellmembran zuerst) (!Ribosomenhälften)

Was entsteht in der Telophase? (Neue Kernhüllen) (!Eine neue DNA-Doppelhelix pro Chromatid) (!Vier haploide Kerne) (!Nur eine Zellplatte)

Was bedeutet Cytokinese? (Teilung des Cytoplasmas) (!Verdopplung der DNA) (!Auflösung der Chromosomen) (!Bildung der Spindel)

Wie teilen sich viele Pflanzenzellen? (Durch Bildung einer Zellplatte) (!Durch Einschnürung wie Tierzellen) (!Durch Auflösung der Zellwand) (!Durch Verschmelzung zweier Kerne)

Was unterscheidet die Meiose? (Zwei aufeinanderfolgende Kernteilungen) (!Immer identische Tochterzellen) (!Keine Chromosomen) (!Keine DNA-Replikation vor der ersten Teilung)

Memory

Prophase	Chromosomen kondensieren
Prometaphase	Kernhülle zerfällt
Metaphase	Anordnung in der Zellmitte
Anaphase	Schwesterchromatiden trennen sich
Telophase	Neue Kernhüllen entstehen

Drag and Drop

Passende Begriffe zuordnen	Beschreibung
Interphase	DNA-Replikation vor der Kernteilung
Spindelapparat	Bewegt die Chromosomen
Kinetochor	Bindungsstelle für Spindelfasern
Centromer	Region der Schwesterchromatidenverbindung
Cytokinese	Trennung des Zellplasmas

Kreuzworträtsel

Mitose	Wie heißt die Kernteilung für zwei Tochterkerne?
Prophase	In welcher Phase kondensieren Chromosomen?
Metaphase	In welcher Phase liegen Chromosomen in der Zellmitte?
Anaphase	In welcher Phase trennen sich Schwesterchromatiden?
Telophase	In welcher Phase bilden sich neue Kernhüllen?
Chromatin	Wie heißt der DNA-Protein-Komplex im Zellkern?

LearningApps

Lückentext

Offene Aufgaben

Leicht

Phasenfolge: Zeichne die fünf Kernteilungsphasen in richtiger Reihenfolge.
Chromosom: Beschrifte Schwesterchromatiden und Centromer.
Fachbegriffe: Erstelle sechs Karteikarten.
Bildanalyse: Beschreibe das erste Schaubild in eigenen Worten.

Standard

Zellzyklus: Erkläre in einem Zeitstrahl die Rolle der S-Phase.
Mikroskopie: Ordne öffentlich verfügbare Zellbilder begründet den Phasen zu.
Pflanzenzelle: Vergleiche die Cytokinese bei Tier- und Pflanzenzellen.
Erklärvideo: Entwirf ein eigenes Drehbuch ohne fremde Medien zu kopieren.

Schwer

Spindelkontrolle: Erkläre die Folgen einer fehlerhaften Kinetochorbindung.
Tumorbiologie: Untersuche den Zusammenhang zwischen Zellzykluskontrolle und Krebs.
Mitosevergleich: Erstelle eine begründete Gegenüberstellung von Mitose und Meiose.
Experimentplanung: Plane eine sichere Beobachtung von Zwiebelwurzelspitzen mit Schulaufsicht.

Lernkontrolle

Fehlerdiagnose: Begründe, weshalb eine falsch angeheftete Spindelfaser problematisch ist.
Transfer: Erkläre die Bedeutung der Mitose für die Wundheilung.
Vergleich: Vergleiche Chromosomenzahl und DNA-Menge vor und nach der S-Phase.
Bilddeutung: Identifiziere anhand der Chromatidenlage die Mitosephase.
Beurteilung: Bewerte die Aussage, Mitose und Cytokinese seien identisch.

Lernnachweis

Du kannst die Phasen an Abbildungen unterscheiden, den Weg der Schwesterchromatiden erklären, ein beschriftetes Modell erstellen, Fehlerfolgen begründen und Mitose mit Meiose vergleichen. Sammle deine Zeichnungen, Quiz-Ergebnisse und eine kurze Reflexion in einem Lernportfolio.