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Zellteilung

MittelschuleBiologieEin idealisierter diploider Zellzyklus mit festen Phasenanteilen, DNA-Replikation in der S-Phase und Teilung in zwei diploide Tochterzellen

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Über dieses Experiment

Verfolge Wachstum, DNA-Verdopplung und Teilung als getrennte Prozesse. Gehe den Zellzyklus durch, um die DNA-Menge pro Zelle mit der gesamten DNA-Menge im verfolgten System zu vergleichen. Die Chromosomenzahl wird anhand der Centromere bestimmt. So lässt sich erkennen, warum DNA-Replikation und Chromosomentrennung unterschiedliche Ereignisse sind.

Lernziele

  • Finde G1, S, G2 und die Teilung innerhalb eines vollständigen Zellzyklus.
  • Unterscheide den DNA-Gehalt pro Zelle vom gesamten DNA-Gehalt.
  • Verfolge die Chromosomenzahl, ohne replizierte Schwesterchromatiden vor ihrer Trennung als zwei Chromosomen zu zählen.

Anleitung

  1. 1Erfasse die anfängliche Zellzahl, den DNA-Gehalt und die Chromosomenzahl.
  2. 2Gehe die S-Phase durch und vergleiche die sich ändernde DNA-Menge mit der unveränderten Centromerzahl.
  3. 3Untersuche das späte Teilungsintervall und schließe dann die Zytokinese ab.
  4. 4Ändere die Anzahl der Chromosomenpaare oder die Zyklusdauer und wiederhole die Vergleiche.

Das Modell

DNA-Bilanz des Systems und der einzelnen Zelle
DNA-Verteilung im Verlauf des Zyklus

Annahmen

  • G1 nimmt 35 Prozent, S 30 Prozent, G2 20 Prozent und die Teilung 15 Prozent des ausgewählten Zyklus ein. Diese vorgegebenen Anteile sind keine organismusspezifischen Vorhersagen.
  • Ein C entspricht dem DNA-Gehalt eines nicht replizierten haploiden Genoms. Während der S-Phase steigt der DNA-Gehalt von 2C auf 4C; jede der beiden Tochterzellen erhält 2C. Das gesamte verfolgte System behält nach der Teilung 4C.
  • Das Modell geht von einer diploiden Zelle aus, berücksichtigt weder Mutationen noch Chromosomenverluste und bildet weder Kontrollpunkte noch Zelltod ab. Das Gesamtvolumen wächst vor der Teilung von einem auf das Doppelte des Volumens der Ausgangszelle; die Formen sind schematisch dargestellt.

Im Unterricht ausprobieren

  1. Q1Warum verdoppelt sich der DNA-Gehalt, bevor sich die Zellzahl verdoppelt?
  2. Q2Warum kann sich die Chromosomenzahl in einer ungeteilten Zelle während der Anaphase kurzzeitig verdoppeln?

Häufig gestellte Fragen

Verändert eine Änderung der Zyklusdauer das Genom der Tochterzellen?

Nein. Dadurch wird die Modelluhr neu skaliert, während dieselbe Abfolge von Kopieren und Aufteilen beibehalten wird.

Warum wird die gesamte DNA nach der Zytokinese nicht halbiert?

Das verfolgte System umfasst beide Tochterzellen. Nur die DNA-Menge pro Zelle wird halbiert.