Biologie für Mediziner WiSe 2007/08 Praktikumsteilteil: Zellzyklus und Mitose (Zellteilung) Meiose (Reifeteilung) Leitung: PD Dr. Joachim Schachtner Folien zum download: http://web.uni-marburg.de/cyto
Kursinhalt 1. Einführungsvorlesung 2. Vorbesprechung in den Gruppen 3. Praktischer Teil - Pflichtteil: Mitosestadien in der Zwiebelwurzel Meiose in der Lilie - Freiwillig: Spermiogenese 4. Abschlussbesprechung in den Gruppen
Zellzyklus vier Phasen: M-Phase: Teilung G 1 -Phase S-Phase Interphase G 2 Phase
Zellzyklus M-Phase: Mitose (Kernteilung) + Cytokinese (Teilung des Cytoplasmas
Zellzyklus G 1 -Phase RNA u. Proteinsynthese, Vorbereitung zur DNA Replikation G 0 -Phase 2n (diploid) /2c 1 Chromatid/ Chromosom
Zellzyklus S-Phase Replikation der DNA
Zellzyklus G 2 Phase RNA u. Proteinsynthese Vorbereitung der Mitose Kondensation der Chromsomen 2n/ 4c 2 Chromatiden/ Chromosom
Mitosestadien Prophase: Kondensation der Chromosomen Prometaphase: Abbau der Kernhülle Metaphase: Aufbau des Spindelapparates Anaphase: Trennung der Chromatiden Telophase: Entspiralisierung der Chromosomen, Wiederaufbau der Kernhülle
2 Schwesterchromatiden/ Chromosom - Kondensation der Chromosomen Lungenepithel Molch Zeit = 0 min
- Abbau der Kernhülle Zeit = 79 min
- Aufbau des Spindelapparates Zeit = 250 min
2 Tochterchromosomen - Trennung der Chromatiden Zeit = 279 min
- Entspiralisierung der Chromosomen - Wiederaufbau der Kernhülle Zeit = 315 min
Aktin und Myosin Film! Zeit = 362 min
Praktischer Teil - Pflichtteil: Mitosestadien in der Zwiebelwurzel Meiose in der Lilie
Aufgaben 1. Untersuchen Sie Ihr Präparat auf verschiedene Kernteilungsstadien. 2. Suchen sie in Ihren Präparaten die einzelnen Mitosestadien und fertigen sie Zeichnungen von ihnen an. 3. Versuchen Sie, in Ihren Zwiebelpräparaten den Mitoseindex zu bestimmen.
Sexueller Reproduktionszyklus
Meiose Die Meiose besteht aus einer Reduktionsteilung (Meiose I) und einer anschließenden Mitose (Meiose II) Aus einer diploiden Ausgangszelle entstehen vier haploide Keimzellen
2n/2c 2n/4c Meiose I Meiose II 1n/1c 1n/2c
Meiose Erste meiotische Teilung (Reduktionsteilung) Prophase I (inter-, intrachromosomale Rekombination) Leptotän Zygotän Pachytän Diplotän Diakinese Metaphase I Anaphase I Telophase I
Leptotän erste Kondensierung der Chromosomen über Telomere an Kernmembran fixiert
Zygotän Paarung homologer Chromosomen Bildung des synaptonemalen Komplexes
Pachytän Unterteilung in zwei Chromatiden sichtbar (Tetrade) Crossing-over
Diplotän Parallelanordnung lockert sich Kreuzungsstellen als Chiasmata sichtbar
Diakinese Chromosomen haben maximale Kondensation Auflösung der Kernmembran Film!
Praktischer Teil - Pflichtteil: Mitosestadien in der Zwiebelwurzel Meiose in der Lilie (Dauerpräparate)
Anthere der Lilie Anthere 1 Blütenboden 2 Kelchblätter 3 Kronblätter 4 Staubblätter (Staubfaden mit Staubbeutel = Anthere) 5 Fruchtblätter 1 Staubfaden 2 Theka 3 Konnektiv 4 Pollensack
Anthere der Lilie 1 Leitbündel 2 Epidermis 3 Faserschicht 4 Tapetum 5 Pollen
Aufgaben 1. Zeichnen Sie schematisch die Anordnung eines Chromosoms bzw. eines Chromosomenpaares (mit den Spindelfasern) während der Metaphase einer mitotischen Teilung sowie während der ersten und zweiten meiotischen Teilung. 2. Skizzieren Sie in den DNA-Gehalt einer Zelle im Verlauf einer Mitose und während beider meiotischer Teilungen.
Aufgaben 3. Sehen Sie sich die verschiedenen Stadien der Prophase der ersten meiotischen Teilung in den Dauerpräparaten der Lilie an und Skizzieren Sie diese. Achten Sie dabei bitte insbesondere auf die Stadien Diplotän und Diakinese, bei denen Sie, als Folge der Crossover, die Chiasmata beobachten können. Freiwillig: 4. Sehen Sie sich die Spermatogenese am Beispiel einer Käferart (Anasa) an.
Literatur und Ressourcen im Internet Literatur Morgan DO. 2007. The Cell Cycle. In: Primers in Biology. New Science Press LTD. ISBN-13:978-0-9539181-2-6. Lodish H et al. 2007. Molecular Cell Biology. 6th Edition. WH Freeman and Company, NY. ISBN-13:978-0-7167-7601-7. Alberts et al. 2004. Molekularbiologie der Zelle. 4. Auflage. Ed L. Jaenicke. Wiley-VCH Verlag ISBN 3-527-30492-4 Internet Internetseiten zu Molecular Cell Biology http://bcs.whfreeman.com/lodish6e/ auf dieser Seite dann auf Animations klicken. In Chapter 1 und 5 finden sich die Animationen zum Zellzyklus, zu Mitose und Meiose. E-Learning Modul zum Zellzyklus - inkl. Quiz http://www.lisbo.de/zellvermehrung/zellvermehrung.html