Schema der Meiose erstellen
Beschriftete Schemata aller Phasen von Meiose I und II mit Chromosomenzahlen, Crossing-over, unabhängiger Verteilung, Nondisjunction, Mitose gegen Meiose sowie Spermien- und Eizellbildung. Bewährt im Genetikunterricht.
Meiose – Beispielschemata
Vier Schemata der Meiose (2n = 4): voll beschriftet, einfach, mit Meiose I und II nebeneinander und als leeres Arbeitsblatt. Jedes Bild ist ein echtes Rendering seines Prompts; ein Klick lädt ihn zum Bearbeiten.
Beschriftetes Schema der Meiose, Phase für Phase, für eine Zelle mit 2n = 4
Zehn Felder in zwei Reihen: Die Meiose I oben halbiert die Chromosomenzahl, die Meiose II darunter trennt die Chromatiden. Mütterliche Chromosomen sind rot, väterliche blau.
- 1
Interphase → Prophase I
Die DNA wird einmal kopiert; homologe Chromosomen paaren sich zu Tetraden, und Nicht-Schwesterchromatiden tauschen an den Chiasmata Abschnitte aus.
- 2
Metaphase I → Telophase I
Die Paare ordnen sich in der Äquatorialebene an, die Homologen wandern zu entgegengesetzten Polen; jede neue Zelle hat 2 verdoppelte Chromosomen.
- 3
Prophase II → Anaphase II
Ohne erneute Replikation ordnen sich die Chromosomen einzeln an, und die Schwesterchromatiden werden auseinandergezogen.
- 4
Telophase II → Keimzellen
Vier haploide Zellen, jede mit einem langen und einem kurzen Chromatid, keine zwei davon gleich.
Meiose 1, Meiose 2, Crossing-over und weitere Meiose-Schemata
Jedes davon wird aus derselben Zelle mit 2n = 4 gezeichnet, solange Sie keine andere Zahl angeben. Nennen Sie das gewünschte; ein Prompt, der nur „Meiose“ sagt, ergibt die vollständige Folge aus zehn Feldern oben.
Meiose 1 (Reduktionsteilung)
Prophase I bis Telophase I. Homologe Chromosomen paaren sich, tauschen Abschnitte aus und ordnen sich in der Metaphase I paarweise an, wobei beide Schwester-Kinetochore eines Chromosoms zum selben Pol zeigen; in der Anaphase I lösen sich die Chiasmata, und ganze Homologe wandern auseinander, während die Schwesterchromatiden am Centromer verbunden bleiben. Aus einer menschlichen Zelle mit 46 Chromosomen werden zwei Zellen mit je 23, jedes Chromosom noch aus zwei Chromatiden.
Prophase 1
Die längste Phase, in fünf Unterstadien gegliedert: Leptotän (die Chromosomen kondensieren zu Fäden), Zygotän (die Homologen beginnen sich zu paaren, der synaptonemale Komplex bildet sich), Pachytän (Paarung abgeschlossen, Crossing-over), Diplotän (der Komplex zerfällt, die Homologen weichen bis auf die Chiasmata auseinander) und Diakinese (vollständige Kondensation, die Kernhülle zerfällt). Menschliche Eizellen verharren von der Zeit vor der Geburt bis zum Eisprung im Diplotän.
Meiose 2 (Äquationsteilung)
Zwei haploide Zellen teilen sich erneut, ohne S-Phase dazwischen. Die Chromosomen ordnen sich in der Metaphase II einzeln an, die Schwester-Kinetochore zeigen nun zu entgegengesetzten Polen, und in der Anaphase II trennen sie sich. Das sieht aus wie eine Mitose, doch nach dem Crossing-over sind die beiden Schwesterchromatiden nicht mehr identisch; zeichnen Sie sie deshalb mit ihren getauschten Abschnitten. Eine menschliche Zelle endet mit 23 Chromosomen aus je einem Chromatid.
Meiose Phasen mit Chromosomenzahl
Die Phasen von Meiose I und II mit einer Zählung unter jeder Zelle: für 2n = 4 vor der ersten Teilung 4 Chromosomen und 8 Chromatiden, danach 2 und 4, nach der zweiten 2 und 2. Prüfungsaufgaben fragen genau nach diesen Zahlen, und wer sie einträgt, zeigt, dass sich die Zahl in der Meiose I halbiert, nicht in der Meiose II.
Unterschied Mitose und Meiose
Eine Mutterzelle mit 2n = 4, zweimal gezeichnet: Die Mitose ergibt zwei Zellen mit je 4 Chromosomen, die Meiose vier Zellen mit je 2. Am deutlichsten zeigt den Unterschied die Metaphase: einzelne Chromosomen in der Äquatorialebene bei der Mitose, homologe Paare in der Metaphase I. Verlangen Sie beide Spalten in denselben Farben, damit Gleiches mit Gleichem verglichen wird.
Crossing-over
Ein homologes Paar in Nahansicht: vier Chromatiden, von denen sich zwei Nicht-Schwesterchromatiden an einem Chiasma überkreuzen und einander entsprechende Abschnitte tauschen. Setzen Sie zwei Gene auf das Chromosom, A/a und B/b, je eines auf jeder Seite der Überkreuzung; das Ergebnis sind zwei elterliche Chromatiden (AB, ab) und zwei rekombinante (Ab, aB).
Interchromosomale Rekombination
Zwei homologe Paare in der Metaphase I, in beiden möglichen Ausrichtungen nebeneinander gezeichnet, die zusammen vier Keimzelltypen ergeben. Bei n Paaren gibt es 2ⁿ Kombinationen: 4 bei zwei Paaren, 8.388.608 bei den 23 Paaren des Menschen, noch bevor das Crossing-over weitere hinzufügt.
Nondisjunction
Zwei Spalten. In der Meiose I wandert ein homologes Paar zum selben Pol, sodass alle vier Keimzellen abweichen: Zwei tragen ein zusätzliches Chromosom (n + 1), zweien fehlt eines (n − 1). In der Meiose II trennen sich in einer Zelle zwei Schwesterchromatiden nicht, was zwei normale Keimzellen, eine mit n + 1 und eine mit n − 1 ergibt. Eine Eizelle mit n + 1 und einem zusätzlichen Chromosom 21 führt nach der Befruchtung zu einer Trisomie 21.
Spermatogenese
Meiose in den Samenkanälchen des Hodens: Eine Spermatogonie (2n) teilt sich mitotisch, eine Tochterzelle wird zur primären Spermatocyte (2n), die Meiose I ergibt zwei sekundäre Spermatocyten (n) und die Meiose II vier Spermatiden (n), die zu Spermien reifen. Sie läuft ab der Pubertät ununterbrochen, und alle vier Produkte werden zu Spermien.
Oogenese
Dieselben zwei Teilungen, mit ungleicher Cytokinese und zwei Pausen. Eine primäre Oocyte (2n) hält schon vor der Geburt in der Prophase I an; ab der Pubertät vollendet jeweils eine die Meiose I und wird zu einer großen sekundären Oocyte und einem kleinen ersten Polkörperchen. Die sekundäre Oocyte hält in der Metaphase II an und teilt sich nur fertig, wenn ein Spermium eindringt; daraus gehen eine Eizelle und ein zweites Polkörperchen hervor.
Meiose zeichnen
Eine Fassung, einfach genug zum Abzeichnen von Hand: ein langes und ein kurzes Chromosomenpaar, mütterlich in einer Farbe und väterlich in einer anderen, durch zwei Teilungen zu vier Zellen. Zwei Paare sind die kleinste Zahl, an der sich die zufällige Verteilung noch zeigen lässt, deshalb zeichnen Lehrbücher 2n = 4. Verlangen Sie eine Strichzeichnung nur mit den Phasennamen.
Die Phasen der Meiose und was in jeder geschieht
Die Phasen, die ein beschriftetes Meiose-Schema üblicherweise zeigt, was mit den Chromosomen jeweils geschieht und was zu zeichnen ist. Das ist der Standardumfang, solange Sie keinen kürzeren verlangen.
| Phase | Was geschieht | Was zeichnen |
|---|---|---|
| Interphase (vor der Meiose) | Die DNA wird repliziert, jedes Chromosom besteht nun aus zwei Schwesterchromatiden | Eine diploide Zelle mit intaktem Zellkern |
| Prophase I | Chromosomen kondensieren, homologe Chromosomen paaren sich (Synapsis) und tauschen Abschnitte aus | Gepaarte Homologe, an Chiasmata verbunden, Kernhülle zerfällt |
| Metaphase I | Homologe Paare ordnen sich in der Äquatorialebene an, jedes in zufälliger Ausrichtung | Paare nebeneinander in der Zellmitte, Spindelfasern von beiden Polen |
| Anaphase I | Homologe Chromosomen werden zu den Polen gezogen, Schwesterchromatiden bleiben verbunden | Ganze X-förmige Chromosomen, die auseinanderwandern |
| Telophase I und Cytokinese | Zwei haploide Zellen entstehen, jedes Chromosom noch aus zwei Chromatiden | Zwei Zellen mit je der halben Chromosomenzahl |
| Prophase II | Chromosomen kondensieren erneut, neue Spindeln bilden sich, ohne DNA-Replikation | Zwei Zellen, jede mit neuer Spindel |
| Metaphase II | Chromosomen ordnen sich einzeln in der Äquatorialebene jeder Zelle an | Eine Reihe X-förmiger Chromosomen je Zelle |
| Anaphase II | Schwesterchromatiden trennen sich und wandern zu den Polen | Einzelne Chromatiden, die in beiden Zellen auseinanderwandern |
| Telophase II und Cytokinese | Zellkerne bilden sich neu, beide Zellen teilen sich | Vier haploide, genetisch verschiedene Zellen |
Wie viele Phasen verlangt werden, hängt vom Kurs ab. Für den Einstieg genügen oft Meiose I und II als zwei Schritte bis zu vier Zellen; in der Oberstufe und an der Universität kommen Prometaphase, Interkinese, der synaptonemale Komplex und die Unterphasen der Prophase I hinzu. Nennen Sie die Phasen, die Sie brauchen, und nur diese werden gezeichnet.
Was zeigt ein Schema der Meiose?
Ein Schema der Meiose zeigt, wie sich eine diploide Zelle zweimal in vier haploide Zellen teilt: In der Meiose I trennen sich homologe Chromosomen nach dem Crossing-over, in der Meiose II die Schwesterchromatiden. Jede Phase erscheint der Reihe nach.
Auf einen Blick
- Eine Replikation, zwei Teilungen. Die Chromosomen werden einmal verdoppelt, in der S-Phase vor der Meiose, dann teilt sich die Zelle zweimal und halbiert die Chromosomenzahl: Beim Menschen von 46 auf 23.
- Meiose I trennt homologe Chromosomen, Meiose II die Schwesterchromatiden. Nach der Meiose I ist jede Zelle bereits haploid, jedes Chromosom besteht aber noch aus zwei Chromatiden; die Meiose II trennt sie, ähnlich wie eine Mitose.
- Das Crossing-over findet in der Prophase I statt. Homologe Chromosomen lagern sich eng aneinander (Synapsis), Nicht-Schwesterchromatiden tauschen Abschnitte aus; die Überkreuzungsstellen sind als Chiasmata sichtbar, mindestens eines je Chromosom.
- Die zufällige Verteilung vervielfacht die Vielfalt. Jedes homologe Paar ordnet sich in der Metaphase I zufällig an, deshalb kann eine menschliche Zelle mit 23 Paaren über 8 Millionen (2²³) Chromosomenkombinationen bilden, das Crossing-over noch nicht mitgezählt.
- Die vier Produkte sind genetisch verschieden. Crossing-over und zufällige Verteilung machen jede haploide Zelle einzigartig, anders als die zwei identischen Zellen einer Mitose.
Mitose und Meiose: Worin liegt der Unterschied?
Die Mitose ist eine Teilung, die zwei mit der Mutterzelle genetisch identische Zellen mit gleicher Chromosomenzahl bildet; die Meiose sind zwei Teilungen, die vier genetisch verschiedene Zellen mit halber Chromosomenzahl bilden. Die Mitose dient Wachstum und Erneuerung, die Meiose bildet die haploiden Zellen der geschlechtlichen Fortpflanzung, bei Tieren Ei- und Samenzellen.
| Mitose | Meiose | |
|---|---|---|
| Zahl der Teilungen | Eine | Zwei |
| Gebildete Zellen | Zwei | Vier |
| Chromosomenzahl | Wie bei der Mutterzelle | Halbiert, von diploid zu haploid |
| Erbgut | Identisch mit der Mutterzelle | Verschieden von der Mutterzelle und untereinander |
| Paarung homologer Chromosomen | Nein | Ja, in der Prophase I |
| Crossing-over | Nein | Ja, in der Prophase I |
| Was ordnet sich in der Äquatorialebene an | Einzelne Chromosomen | Homologe Paare in der Metaphase I, einzelne Chromosomen in der Metaphase II |
| Zweck | Wachstum, Regeneration und ungeschlechtliche Fortpflanzung | Keimzellen oder Sporen für die geschlechtliche Fortpflanzung |
| Ort im menschlichen Körper | Körperzellen | Eierstöcke und Hoden |
Zeichnen Sie in der Meiose I Paare X-förmiger Chromosomen und in der Meiose II einzelne, und behalten Sie die mütterliche und die väterliche Farbe durch alle Phasen bei, damit das Crossing-over als getauschte Abschnitte sichtbar wird. Ein Schema, das Homologe in der Mitose paart oder Schwesterchromatiden schon in der Anaphase I trennt, enthält den häufigsten Fehler.
Häufige Fragen zum Schema der Meiose
Was gehört in ein beschriftetes Schema der Meiose?
Standard sind Prophase I mit Crossing-over, Metaphase I, Anaphase I und Telophase I, dann Prophase II, Metaphase II, Anaphase II und Telophase II bis zu vier haploiden Zellen, mit homologen Chromosomen, Schwesterchromatiden, Chiasmata, Spindelfasern und Äquatorialebene beschriftet. Verlangen Sie weniger Beschriftungen, werden nur diese gezeichnet.
Was ist der Unterschied zwischen Spermatogenese und Oogenese?
Beide sind Meiose, doch die Spermatogenese macht aus jeder primären Spermatocyte vier Spermien, die Oogenese aus jeder primären Oocyte eine Eizelle und kleinere Polkörperchen. Die Spermatogenese läuft ab der Pubertät ununterbrochen; die Oogenese pausiert zweimal, in der Prophase I schon vor der Geburt und in der Metaphase II bis zur Befruchtung.
In welcher Reihenfolge laufen die Phasen der Meiose ab?
Prophase I, Metaphase I, Anaphase I und Telophase I, dann Prophase II, Metaphase II, Anaphase II und Telophase II. Viele Lehrbücher nennen zusätzlich Prometaphase I und II, und manche Arten durchlaufen zwischen den beiden Teilungen eine kurze Interkinese ohne DNA-Replikation.
Was ist der Unterschied zwischen Meiose I und Meiose II?
Die Meiose I trennt homologe Chromosomen und halbiert die Chromosomenzahl (Reduktionsteilung); die Meiose II trennt Schwesterchromatiden und lässt die Zahl gleich (Äquationsteilung). Crossing-over und zufällige Verteilung finden beide in der Meiose I statt; die Meiose II gleicht einer Mitose in einer haploiden Zelle.
Was ist Crossing-over und wann findet es statt?
Crossing-over ist der Austausch von Abschnitten zwischen Nicht-Schwesterchromatiden eines homologen Paares in der Prophase I. Ein Proteingerüst, der synaptonemale Komplex, hält das Paar zusammen, während die DNA geschnitten und neu verknüpft wird; die Austauschstellen erscheinen als Chiasmata, die das Paar bis zur Anaphase I verbinden.
Warum entsteht bei der Meiose genetische Vielfalt?
Durch Crossing-over in der Prophase I und die zufällige Ausrichtung der homologen Paare in der Metaphase I. Mit 23 Chromosomenpaaren kann ein Mensch allein durch die zufällige Verteilung über 8 Millionen Chromosomenkombinationen bilden; das Crossing-over vervielfacht diese Zahl.
Was ist der Unterschied zwischen haploid und diploid?
Eine diploide Zelle hat zwei Chromosomensätze, einen von jedem Elternteil; eine haploide Zelle hat einen. Beim Menschen sind Körperzellen diploid mit 46 Chromosomen (2n = 46), Ei- und Samenzellen haploid mit 23 (n = 23); die Befruchtung stellt die diploide Zahl wieder her.
Was passiert, wenn sich Chromosomen in der Meiose nicht trennen?
Das ist eine Nondisjunction, und sie führt zu Keimzellen mit einem zusätzlichen oder fehlenden Chromosom. Geschieht sie in der Meiose I, sind alle vier Keimzellen betroffen, in der Meiose II zwei von vier. Eine befruchtete Eizelle mit einem zusätzlichen Chromosom 21, die Trisomie 21, führt zum Down-Syndrom.
Geht auch eine einfache Zeichnung der Meiose für jüngere Klassen?
Ja, verlangen Sie einen einfachen Überblick, und das Schema beschränkt sich auf das Wesentliche: eine Ausgangszelle, die sich zweimal in vier Keimzellen teilt, jede mit halber Chromosomenzahl. Fünf Beschriftungen oder weniger reichen in der Mittelstufe meist aus.
Wie stellt das Tool sicher, dass die Phasen der Meiose in der richtigen Reihenfolge stehen?
Die fachliche Vorgabe ist eingebaut. Jedes Bild wird angewiesen, der üblichen Lehrbuchfolge zu entsprechen, jede Phase in ihrer richtigen Reihenfolge und durch Pfeile mit der nächsten verbunden, jeder Phasenname exakt geschrieben. Prüfen Sie Chromosomenzahlen und Begriffe vor dem Druck an Ihrem Lehrplan; auf der Leinwand lässt sich jede Beschriftung direkt korrigieren.
Darf ich ein Meiose-Schema von hier im Genetikunterricht oder in einem Protokoll verwenden?
Ja – die Meiose-Schemata, die Sie erzeugen, gehören Ihnen und lassen sich in Genetik-Arbeitsblättern, Lernkarten, Folien und Abschlussarbeiten verwenden. Der Export reicht je nach Modell bis 4K.
Kann ich die Phasen nachträglich umbenennen oder die Beschriftung übersetzen?
Ja. Die Leinwand erkennt jede Beschriftung: Sie können „Chiasmata“ durch „Überkreuzungen“ ersetzen, die Phasennamen übersetzen, eine Beschriftung zwischen den Zellen verschieben oder die beiden Chromosomensätze umfärben, ohne die Abbildung neu zu erzeugen.
Quellen
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