Meiose: Bildung der Keimzellen
Du lernst, wie bei der Meiose Keimzellen mit halbem Chromosomensatz entstehen und warum dabei genetische Vielfalt entsteht.
So funktioniert es
Bei der Befruchtung verschmelzen eine Eizelle und eine Spermienzelle. Hätten beide 46 Chromosomen, hätte das Kind 92, die nächste Generation 184 und so weiter. Damit die Chromosomenzahl gleich bleibt, müssen Keimzellen nur den halben Chromosomensatz haben. Sie entstehen durch die Meiose (Reifeteilung).
Haploid und diploid
- Diploid (2n): zwei Chromosomensätze, je einer von Mutter und Vater. Beim Menschen 46 Chromosomen in 23 Paaren. So sind die Körperzellen.
- Haploid (n): ein Chromosomensatz, beim Menschen 23 Chromosomen. So sind Eizellen und Spermienzellen.
Die beiden Chromosomen eines Paares heißen homologe Chromosomen. Sie tragen Gene für dieselben Merkmale, aber möglicherweise in verschiedenen Varianten.
Ablauf
Vor der Meiose wird die DNA verdoppelt. Dann folgen zwei Teilungen:
- Meiose I (Reduktionsteilung): Die homologen Chromosomen legen sich paarweise aneinander und werden dann getrennt. Jede Tochterzelle bekommt von jedem Paar nur ein Chromosom (noch aus zwei Chromatiden). Die Chromosomenzahl wird halbiert.
- Meiose II (Äquationsteilung): Wie bei einer Mitose werden die Chromatiden getrennt.
Am Ende stehen aus einer diploiden Zelle vier haploide Zellen. Beim Mann entstehen daraus vier Spermienzellen, bei der Frau eine Eizelle und drei kleine Polkörperchen, die zugrunde gehen.
Genetische Vielfalt
Die Meiose sorgt dafür, dass Geschwister (außer eineiigen Zwillingen) verschieden sind:
- Zufällige Verteilung der homologen Chromosomen in der Meiose I. Beim Menschen ergeben sich allein dadurch 2²³, also über 8 Millionen Kombinationen pro Keimzelle.
- Crossing-over: Homologe Chromosomen tauschen Abschnitte aus und mischen so die Gene von Mutter und Vater auf einem Chromosom.
- Befruchtung: Welche Eizelle mit welcher Spermienzelle verschmilzt, ist zufällig.
Fehler in der Meiose
Werden Chromosomen nicht richtig getrennt, kann eine Keimzelle ein Chromosom zu viel haben. Bei Trisomie 21 (Down-Syndrom) ist das Chromosom 21 dreimal vorhanden.
Kurz gemerkt
Die Meiose erzeugt aus einer diploiden Zelle (2n) vier haploide Keimzellen (n). Meiose I trennt die homologen Chromosomen, Meiose II die Chromatiden. Zufallsverteilung und Crossing-over schaffen genetische Vielfalt.
Durchgerechnete Beispiele
Beispiel 1
- Körperzellen sind diploid (2n = 14).
- Keimzellen sind haploid: n = 7.
Ergebnis 7 Chromosomen
Beispiel 2
- n = 7 Chromosomenpaare
- Jedes Paar hat zwei Möglichkeiten: 2⁷
Ergebnis 128 Kombinationen
Übungen
Was bedeutet haploid?
Lösung anzeigen
Die Zelle hat nur einen einfachen Chromosomensatz.
Wie viele Zellen entstehen aus einer Zelle durch Meiose?
Lösung anzeigen
Vier.
Was passiert beim Crossing-over?
Lösung anzeigen
Homologe Chromosomen tauschen Abschnitte aus.
Hier passieren die meisten Fehler
In der Meiose I werden die Chromatiden getrennt.
In der Meiose I werden die homologen Chromosomen getrennt, die Chromatiden erst in der Meiose II.
Keimzellen werden als diploid bezeichnet.
Keimzellen sind haploid, erst die Zygote ist wieder diploid.
Hinweis zur Klassenstufe
Dieses Thema steht in vielen Bundesländern in Klasse 10 auf dem Lehrplan. Je nach Land und Schulform kann es früher oder später kommen.