Lernziele
Nach der Durchführung des Labors zur Mitose sollten Sie in der Lage sein:
- die folgenden Begriffe zu definieren: Chromosom, Spindel, Zentromer, Zentrosom, Gameten, somatisch, Zytokinese, Spaltfurche, Homologe (homologe Chromosomen),
- zählen Sie die Stadien des Zellzyklus der Reihe nach auf
- beschreiben Sie die zellulären Ereignisse, die während der Interphase auftreten (achten Sie darauf, die spezifischen Abschnitte der Interphase wie G1, S und G2)
- Beschreiben Sie den Gesamtprozess der Mitose (was ist der Zweck und das Ergebnis der Mitose)
- Beschreiben Sie die Ereignisse der Prophase der Mitose
- Beschreiben Sie die Ereignisse der Metaphase der Mitose
- Beschreiben Sie die beschreibe die Vorgänge in der Anaphase der Mitose
- beschreibe die Vorgänge in der Telophase der Mitose
- erläutere, was man unter einer diploiden Chromosomenzahl und einer haploiden Chromosomenzahl versteht
- wenn man die Chromosomenzahl der Mutterzelle kennt, Bestimme die Chromosomenzahl der Tochterzellen nach der Mitose
Slideshow
Einführung
Nach der Zelltheorie der Biologie entstehen alle Zellen aus bereits existierenden Zellen. Bei Eukaryonten geschieht dies im Allgemeinen durch den Prozess der mitotischen Zellteilung, der die getrennten, aber oft koordinierten Prozesse der Zytokinese (Teilung des Zytoplasmas und der Organellen) und der Mitose (Teilung des Zellkerns und der zugehörigen DNA) umfasst. Die Mitose ohne das gleichzeitige Auftreten der Zytokinese führt zur Bildung von Zellen mit mehreren Kernen, wie sie in der Natur im Skelett- und Herzmuskel vorkommen. Die mitotische Zellteilung führt zur Bildung genetisch identischer Tochterzellen aus vorhandenen Mutterzellen. Die mitotische Zellteilung wird bei der ungeschlechtlichen Fortpflanzung, dem Wachstum und der Reparatur eingesetzt. Die Meiose ist eine weitere Form der Zellteilung bei Eukaryonten, die zur Bildung von Keimzellen führt. Der Prozess der Mitose ist zwar ein kontinuierlicher Prozess innerhalb des Zellzyklus (d. h. er erfolgt nicht in einzelnen Schritten), doch Biologen sind Klassifizierer und neigen dazu, Dinge in einzelne Kategorien einzuteilen. Die Mitose wird im Allgemeinen in vier Hauptphasen unterteilt: Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase. In manchen Darstellungen der Mitose wird der Prozess noch weiter unterteilt, so dass zwischen Prophase und Metaphase auch die Prometaphase liegt. In dieser Übung werden wir die Prometaphase als Bestandteil der Prophase betrachten.
Teil 1. Mitose-Diagramm
Stellen Sie anhand der Abbildungen 1-4 die Phasen der Mitose dar und beschreiben Sie im rechten Feld die Ereignisse jeder Phase unter Verwendung einer Chromosomenzahl von 6 (2n = 6).
Abbildung 1. Prophase
Abbildung 2. Metaphase
Abbildung 3. Anaphase
Abbildung 4. Telophase
Einführung
In Pflanzen findet die Zellteilung im Allgemeinen in meristematischen Geweben statt, in denen die Pflanze aktiv wächst, also an der Spitze von Wurzeln und Sprossen. Eine Zwiebelwurzel lässt sich grob in vier Bereiche unterteilen:
- die Wurzelkappe – ein Schutzgewebe, das größtenteils aus abgestorbenen Zellen besteht
- meristematisches Gewebe – sich schnell teilende Zellen, die sich direkt hinter der Wurzelkappe befinden
- verlängerte Zellen – befinden sich direkt hinter dem meristematischen Gewebe
- reife und spezialisierte Zellen – Wurzelhaare und andere Pflanzengewebe
Sie werden Zellen des meristematischen Gewebes untersuchen, das sich direkt hinter der Wurzelhaube am spitzen Ende der Wurzelspitze befindet.
Materialien
- Kompositmikroskop
- Zwiebelwurzelspitzen-Objektträger
Vorgehensweise
- Bestimme in der folgenden Abbildung 5 die Phase der Mitose und schreibe den Namen der Phase unter jedes Diagramm. Die Zellen durchlaufen den Zellzyklus in der entsprechenden zeitlichen Abfolge, und Sie werden wahrscheinlich denselben Begriff mehrmals verwenden. Obwohl es sich technisch gesehen nicht um eine Phase der Mitose handelt, können Sie für einige der Zellen den Begriff „Interphase“ verwenden, sollten aber nicht den Begriff „Zytokinese“ benutzen.
- Halten Sie den Objektträger der Zwiebelwurzel gegen das Licht und stellen Sie fest, dass sich mehrere Längsschnitte auf dem Objektträger befinden. Untersuchen Sie alle Schnitte auf dem Objektträger. Lokalisiere das meristematische Gewebe, um die Phasen der Mitose mit hoher Leistung zu beobachten.
- Finde jede Phase der Mitose auf dem Objektträger. Wenn du jede Phase gefunden hast, wird dein Ausbilder überprüfen, ob du richtig liegst, und dein Papier abzeichnen. Nachdem du die Bestätigung deines Lehrers erhalten hast, zeichne die Zelle in Tabelle 1.
Abbildung 5. Mitose in der Zwiebelwurzelspitze
| Tabelle 1. Finde, identifiziere und zeichne die Phasen der Mitose in der Zwiebelwurzelspitze und der Weißfischblastula. | ||
|---|---|---|
| Zwiebelwurzelspitze | Weißfischblastula | |
| Prophase | ||
| Metaphase | ||
| Anaphase | ||
| Telophase | ||
Mitose in der Felchenblastula
Einführung
Materialien
- Kompositmikroskop
- Vorbereiteter Objektträger der Felchenblastula
Vorgehensweise
- Bestimme in Abbildung 6 die Phase der Mitose und schreibe den Namen der Phase unter jedes Diagramm. Die Zellen durchlaufen den Zellzyklus in der entsprechenden zeitlichen Abfolge, und es ist wahrscheinlich, dass Sie denselben Begriff mehrmals verwenden. Obwohl es sich technisch gesehen nicht um eine Phase der Mitose handelt, können Sie für einige der Zellen den Begriff „Interphase“ verwenden, sollten aber nicht den Begriff „Zytokinese“ benutzen.
- Halten Sie den Objektträger der Weißfischblastula gegen das Licht und stellen Sie fest, dass sich auf dem Objektträger eine Reihe von Abschnitten befinden. Untersuche alle Abschnitte auf dem Objektträger mit hoher Leistung, um alle Phasen der Mitose zu finden.
- Finde jede Phase der Mitose auf dem Objektträger. Wenn du jede Phase gefunden hast, wird dein Lehrer überprüfen, ob du richtig liegst, und dein Papier abzeichnen. Nachdem du die Bestätigung deines Lehrers erhalten hast, zeichne die Zelle in Tabelle 1.
Abbildung 6. Mitose in der Felchenblastula.
Fragen
- Wie unterscheidet sich die Zytokinese zwischen pflanzlichen und tierischen Zellen?
- Welche spezifischen Funktionen finden während der Interphase statt, die die Zelle auf die Teilung vorbereiten. (Diese können nicht mit dem Lichtmikroskop beobachtet werden.)
- Beschrifte Abbildung 7 mit den Stadien des Zellzyklus (Interphase, G1, S, G2, M).
