Übungsaufgaben
| ⁕ | leicht |
| ⁕⁕ | mittelschwer, muss aber Jede(r) wissen! |
| ⁕⁕⁕ | schwierig, für Spezialisten |
1. ⁕ Beschreiben Sie die wesentlichen Merkmale eines menschlichen Metaphasenchromosoms.
Lösung
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Lösung
Ein Metaphasen-Chromosom besteht aus zwei Chromatiden, welche am Centromer zusammengehalten werden. Dieses teilt ein Chromosom in zwei Arme, wobei der kürzere mit p, der längere mit q bezeichnet wird. Die Enden eines Chromosom nennt man Telomere. Am Centromer befinden sich die Kinetochoren, Proteine, welche die Anheftung der Spindelmikrotubuli ermöglichen. Metaphase-Chromosomen teilt man aufgrund ihrer Grösse und der Lage des Centromers in metazentrische, submetazentrische, acrozentrische oder telozentrische Chromosomen auf.
2. ⁕ Beschreiben Sie den Zellzyklus, und unterscheiden Sie seine verschiedenen Phasen.
Lösung
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Ein Zellzyklus setzt sich aus der Teilungsphase (M-Phase) und der Interphase zusammen. Die Interphase wird weiter in G1-Phase (Bereitstellung von Enzymen und Strukturproteinen), S-Phase (DNA-Synthese) und G2-Phase unterteilt. Die M-Phase beinhaltet die verschiedenen Stadien der Kernteilung: Prophase, Prometaphase, Metaphase, Anaphase, Telophase und Cytokinese. Zellen, die sich nicht mehr teilen können, verharren in der der G1-Phase vergleichbaren G0-Phase.
3. ⁕⁕ Skizzieren Sie die Vorgänge bei Mitose und Meiose, und zeigen Sie die jeweils charakteristischen Merkmale.
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4. ⁕ Erklären Sie, warum in der Meiose die Chromosomenzahl um die Hälfte reduziert werden muss und in der Mitose nicht.
Lösung
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Bei der Verschmelzung einer männlichen mit einer weiblichen Keimzelle entsteht eine befruchtete Eizelle. Damit sich die Anzahl der Chromosomen nicht von Generation zu Generation verdoppelt, muss sie bei der Keimzellreifung irgendwann um die Hälfte reduziert werden, und zwar in geordneter Form, so dass sich jeweils die homologen Chromosomen voneinader trennen und Zellen mit haploiden Chromosomensätzen entstehen. Dies ist die Aufgabe der Meiose (Reifeteilung).
Bei der Mitose (Kernteilung) wird das gesamte Genmaterial einer Zelle erbgleich an zwei Tochterzellen weitergegeben. Solche Zellteilungen sind nötig, wenn ein Organismus durch Zellvermehrung wachsen will,oder wenn er zugrunde gegangene Zellen ersetzen muss.
5. ⁕⁕ Was ist ein "Chiasma" und was versteht man unter einem "Crossing-over"? Wo und wann treten sie in Erscheinung, und was ist ihre biologische Bedeutung?
Lösung
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Ein Chiasma ist der morphologische Ausdruck für ein genetisches Phänomen, welches man Crossing-over nennt. Bei diesen Überkreuzungen werden in der 1. Reifeteilung der Meiose Chromosomenstücke zwischen Nicht-Schwesterchromatiden ausgetauscht (homologe Rekombination) und damit das Genmaterial neu verteilt.