Grundlagen der Genetik und Zellteilung
Mendelsche Regeln
- 1. Uniformitätsregel: Wenn zwei reinerbige Sorten, die sich in einem Merkmal unterscheiden, gekreuzt werden, ist die Nachkommenschaft einheitlich und zeigt das dominante Merkmal.
- 2. Spaltungsregel: Das rezessive Merkmal, das in der F1-Generation nicht zum Ausdruck kommt, erscheint in der F2-Generation in einem Verhältnis von 3:1 (dominant zu rezessiv).
- 3. Unabhängigkeitsregel: Bei Individuen, die für zwei oder mehr Merkmale heterozygot sind, wird jedes Merkmal unabhängig von den anderen an die nächste Generation weitergegeben. Dadurch entstehen alle möglichen Kombinationen dieser Merkmale.
DNA
Die DNA enthält die angeborene genetische Information, kontrolliert die Ausprägung von Merkmalen und überträgt Informationen bei der Zellteilung auf die Nachkommen.
Reproduktive Strategien
- Hohe Geburtenrate: Hohe Sterblichkeit der Jungtiere (häufig bei Fischen).
- Niedrige Geburtenrate: Häufig bei Säugetieren, verbunden mit Pflege und Schutz der Nachkommen.
Populationswachstum
- Unbegrenzte Ressourcen: Führen zu einem exponentiellen Wachstum (J-Kurve) und einer Bevölkerungsexplosion.
- Begrenzte Ressourcen: Führen zu einem logistischen Wachstum (S-Kurve) und der Erhaltung der Kapazitätsgrenze.
Mitose
- Prophase: Das Chromatin kondensiert zu sichtbaren Chromosomen. Die Zellmembran verschwindet und die Chromosomen verteilen sich.
- Metaphase: Die verkürzten und verdickten Chromosomen ordnen sich in der Äquatorialebene an.
- Anaphase: Die Chromatiden jedes Chromosoms trennen sich am Zentromer und wandern zu den entgegengesetzten Zellpolen.
- Telophase: An jedem Ende bildet sich eine neue Kernmembran. Nach der Mitose erfolgt die Zytokinese durch eine Teilungsfurche (bei Tieren) oder einen Phragmoplasten (bei Pflanzen).
Meiose
- Erste Reifeteilung: Homologe Chromosomen paaren sich und ordnen sich in der Äquatorialebene an. Jedes Paar trennt sich, wobei ein Vertreter zu jedem Pol wandert. Jede Tochterzelle erhält einen vollständigen Satz homologer Chromosomen.
- Zweite Reifeteilung: Die Chromosomen ordnen sich erneut in der Äquatorialebene an. Das Zentromer teilt sich und die Chromatiden wandern zu den entgegengesetzten Polen. Am Ende entstehen 4 Tochterzellen mit dem halben Chromosomensatz der Ursprungszelle.