Übungen zu Zellteilung, Mitose, Meiose und Genetik

Übungen: Biologische Variabilität & Merkmale

Übung 1

Was ist Zytokinese?

Lösung:

Die Verteilung des Zytoplasmas zwischen zwei Tochterzellen und die anschließende Trennung der beiden Zellen.

Übung 2

Nennen Sie die vier Phasen der Mitose in der richtigen Reihenfolge.

Lösung:

Die vier Phasen sind: Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase.

Übung 3

Ordnen Sie die folgenden Beschreibungen der entsprechenden Phase zu:

• Dekondensation der Chromosomen zu Chromatin.
• Die Verdopplung des genetischen Materials.
• Anordnung der Chromosomen an der Metaphaseplatte.
• Verteilung des Zytoplasmas auf die Tochterzellen.
• Kondensation des Chromatins zu Chromosomen.

Lösung:

• Telophase: Dekondensation der Chromosomen zu Chromatin.
• Interphase: Verdopplung des genetischen Materials.
• Metaphase: Anordnung der Chromosomen an der Metaphaseplatte.
• Zytokinese: Verteilung des Zytoplasmas auf die Tochterzellen.
• Prophase: Kondensation des Chromatins zu Chromosomen.

Übung 4

Bestimmen Sie den Typ der folgenden Chromosomen (A, B, C):

(Hinweis: Die Beschreibung basiert auf der ursprünglichen Lösung, da keine Bilder vorhanden sind.)

Chromosom A, Chromosom B, Chromosom C

Lösung:

A: Metazentrisch
B: Akrozentrisch
C: Telozentrisch

Übung 5

Was ist der Karyotyp?

Lösung:

Der Karyotyp ist die geordnete Darstellung aller Chromosomen einer somatischen Zelle (Körperzelle) einer Art. Dabei werden die homologen Chromosomen paarweise nach Größe und Form sortiert.

Übung 6

Die Zeichnungen (A, B, C, D) stellen Chromosomensätze von Zellen einer bestimmten Pflanze dar.

(Hinweis: Die Beschreibung basiert auf der ursprünglichen Lösung, da keine Bilder vorhanden sind.)

a. Welche Zeichnungen stellen somatische Zellen und welche Gameten dar?
b. Geben Sie an, ob die Zellen haploid oder diploid sind.
c. Was ist die charakteristische diploide Chromosomenzahl dieser Art?

Zelle A, Zelle B, Zelle C, Zelle D

Lösung:

a. & b.:

• Zelle A: Gamet (haploid)
• Zelle B: Somatische Zelle (diploid)
• Zelle C: Gamet (haploid)
• Zelle D: Somatische Zelle (diploid)

c. Die charakteristische diploide Chromosomenzahl ist 6 (2n = 6).

Übung 7

Was sind die Merkmale des Kernmaterials von Gameten?

Lösung:

Der Kern einer Keimzelle (Gamet) enthält die Hälfte der für die Art charakteristischen Chromosomenzahl (haploider Satz, n). Das bedeutet, er enthält nur ein Chromosom von jedem homologen Paar.

Übung 8

In welcher Phase der Meiose befinden sich die homologen Chromosomenpaare in der Mitte der Zelle?

Lösung:

In der Metaphase I. (Zum Vergleich: In der Metaphase der Mitose ordnen sich einzelne Chromosomen, nicht Paare, in der Mitte an.)

Übung 9

Welche der folgenden Aussagen ist richtig?

1. Geschlechtszellen haben 2n Chromosomen.
2. Haploide Zellen haben n Chromosomen und diploide Zellen haben 2n Chromosomen.
3. Die Hälfte der Chromosomen eines Kindes stammt vom Vater, die andere Hälfte von der Mutter.
4. In der Meiose I werden die homologen Chromosomen getrennt.
5. In der Meiose I trennen sich die Schwesterchromatiden eines Chromosoms.
6. In der Meiose II trennen sich die homologen Chromosomen.
7. In der Meiose II trennen sich die Schwesterchromatiden.

Lösung:

Die richtigen Aussagen sind: b, c, d, g.

Übung 10

Was ist die Funktion der Zellteilung durch Mitose?

Lösung:

Die Funktion der Mitose ist die Produktion von Tochterzellen, die genetisch identisch mit der Mutterzelle sind. Dies ermöglicht Wachstum, Regeneration von Geweben und den Ersatz von Zellen entsprechend den Bedürfnissen des Organismus.

Übung 11

Wie sind die Arme eines submetazentrischen Chromosoms?

Lösung:

Die Arme sind ungleich lang. Das Zentromer teilt das Chromosom in ein Paar kürzere und ein Paar längere Arme, liegt aber nicht genau in der Mitte oder am Ende.

Übung 12

Erläutern Sie die Bedeutung des Begriffs 'haploide Zelle'.

Lösung:

Dieser Begriff bezeichnet Zellen, die nur einen einfachen Chromosomensatz besitzen (n), also die Hälfte der für die Art charakteristischen diploiden Chromosomenzahl (2n). Gameten (Keimzellen) sind typischerweise haploide Zellen.

Übung 13

Welche Bedeutung hat die Zellteilung durch Meiose für einen Organismus?

Lösung:

Die Meiose ermöglicht:

1. Die Konstanthaltung der Chromosomenzahl über Generationen hinweg bei geschlechtlicher Fortpflanzung (durch Halbierung des Chromosomensatzes bei der Gametenbildung).
2. Die Erzeugung genetischer Variabilität bei den Nachkommen durch Rekombination (Crossing-over) und zufällige Verteilung der homologen Chromosomen.
3. Die Bildung von Gameten (Keimzellen) für die geschlechtliche Fortpflanzung.

Übung 14

Wir untersuchen die Gefiederfarbe eines tropischen Vogels. Bei dieser Art gibt es zwei Allele: Das Allel F bestimmt die dunkelgrüne Farbe, und das Allel f bestimmt die hellgrüne Farbe. Es gibt Vögel mit dunkelgrünem und hellgrünem Gefieder. Individuen, die für dieses Merkmal heterozygot sind (Ff), haben ein dunkelgrünes Gefieder.

Beantworten Sie die folgenden Fragen:

1. Welches Merkmal untersuchen wir?
2. Welche Allele kontrollieren dieses Merkmal?
3. Was sind Genotyp und Phänotyp der heterozygoten Individuen?
4. Um welche Art von Erbgang handelt es sich?
5. Welchen Genotyp haben Individuen mit hellgrünem Gefieder?

Lösung:

1. Wir untersuchen das Merkmal Gefiederfarbe bei dieser tropischen Vogelart.
2. Es gibt zwei Allele: F (bestimmt dunkelgrün) und f (bestimmt hellgrün).
3. Der Genotyp heterozygoter Individuen ist Ff, ihr Phänotyp ist dunkelgrün.
4. Es handelt sich um einen dominant-rezessiven Erbgang, da bei heterozygoten Individuen (Ff) nur das dominante Allel (F) im Phänotyp ausgeprägt wird und das rezessive Allel (f) verborgen bleibt.
5. Hellgrün wird durch das rezessive Allel f bestimmt, das nur im homozygoten Zustand (ff) ausgeprägt wird. Der Genotyp dieser Individuen ist daher ff.

Übung 15

Bei Feldmäusen wird das Gen, das die Schwanzlänge bestimmt, durch zwei Allele kontrolliert. Das Allel L, das für einen kurzen Schwanz kodiert, ist dominant über das Allel l, das für einen langen Schwanz kodiert.

1. Welches Merkmal untersuchen wir?
2. Nennen Sie die beiden möglichen Genotypen von Mäusen mit kurzem Schwanz.
3. Wie lautet der Phänotyp, der dem Genotyp ll entspricht?

Lösung:

1. Wir untersuchen das Merkmal Schwanzlänge bei Feldmäusen.
2. Da das Allel L (kurzer Schwanz) dominant über l (langer Schwanz) ist, gibt es zwei Genotypen für Mäuse mit kurzem Schwanz: LL (homozygot dominant) und Ll (heterozygot).
3. Der Phänotyp für den Genotyp ll ist 'langer Schwanz'.