Sexuelle Fortpflanzung durch Keimzellen, die durch Meiose entstehen
Schema: Veränderung der Kernphasen in der Generationenfolge

Meiose:
Ort: Keimdrüsen (Gonaden) Tiere: Eierstock (Ovar) und Hoden (Testes)
Pflanzen: Fruchtknoten und Staubblatt
Zeitpunkt/Dauer: Mensch: Junge: ab Pubertät bis Tod
Mädchen: Embryo ab 3.Monat(Prophase1)àWechseljahre
biologische Bedeutung: 1) Bildung von Keimzellen mit halber Chromosomenzahl = einfacher Chromosomensatz (um eine Verdopplung der Chromosomenzahl in jeder Generation zu verhindern)
2) Neukombination des Erbguts (durch Zufallsverteilung der väterlichen und mütterlichen Homologen)
       (
Bedeutung für die Evolution: siehe später)

Ablauf der Meiose:

Aufgaben:  
Skizzieren Sie für 2n = 4 die Metaphase der Mitose und die Metaphase 1+2 der Meiose.
Ordnen Sie folgende Bilder folgenden Meiosephasen zu: Metapase 1+2 ; Anaphase 1+2  

Erläuterungen zur Meiose:

Prophase I: Aufspiralisierung zur Transportform, Homologenpaarung, Tetraden, Chiasma
Die Chromosomen spiralisieren sich zur Transportform auf. Dabei erscheinen die homologen Chromosomenpaare (väterlicher und mütterlicher Herkunft) nebeneinander [à Unterschied zur Mitose!]  
Am Ende löst sich die Kernhülle auf.  
In diesem Stadium liegen die Chromosomenpaare (jeweils als Zweichromatidchromosomen) so eng aneinander = "Tetrade", dass es zu Überkreuzungen von Nichtschwesterchromatiden (d.h. von väterlichen und mütterlichen Chromatiden) kommt = Chiasma.  
Bei der späteren Trennung der Paare, kommt es zu Crossover, d. h. zum Bruch und Über-Kreuz- Verheilung.
 

Metaphase I: Zufallsanordnung der Homologenpaare
Die Chromosomenpaare ordnen sich in der Äquatorialebene an. Dabei ist es dem Zufall überlassen,
wie die väterlichen und mütterlichen Homologen zu liegen kommen 
à siehe Möglichkeit 2.  

Anaphase I: Homologentrennung 
Die homologen Chromosomenpaare werden getrennt
(nicht die Chromatiden!).    

Telophase I  Prophase II: 
Es entstehen 2 Tochterzellen mit halber Chromosomenzahl!
à man nennt deshalb diese erste Zellteilung der Meiose: Reduktionsteilung (= 1. Reifeteilung). Es schließt sich die 2. Reifeteilung an à  Prophase II bis Telophase II (entspricht einer Mitose).  

Metaphase II: Anordnung der 2-Chromatidchromosomen in der Äquatorebene

Anaphase II: Chromatidentrennung

Telophase II: 
 
Es sind 4 haploide Keimzellen entstanden mit jeweils einfachem Chromosomensatz d.h. halber  Chromosomenzahl.

 Durch die Zufallsanordnung in der Metaphase I gibt es 2n Kombinationsmöglichkeiten, d.h. bei 2n=4 Chromosomen à  22 = 4 verschiedene Kombinationsmöglichkeiten (n = Zahl der Chromosomen im einfachen Satz oder Zahl der Chromosomenpaare); beim Menschen also 2²³ = ca.8 Millionen Kombinations-
möglichkeiten.

à
durch die Meiose kommt es zu einer Neukombination von  Chromosomen  väterlicher und mütterlicher Herkunft; à Neuverteilung der Geneà   3.Mendel-Regel!

Unterschied zwischen Samenreifung (= Meiose beim Mann) und Eireifung (= Meiose bei der Frau)    
Spermatogenese:
Es entstehen vier gleich große Keimzellen, die anschließend zu Samenzellen reifen.s.o.

Ovogenese:
Es entsteht eine große Eizelle mit dem gesamten Zellplasma (=Nährstoffvorrat = "Dotter") und drei verkümmerte winzige Zellen (= Polkörperchen /oder Richtungskörperchen).  

Vergleich: Mitose- Meiose

Zusammenfassung: Meiose und Befruchtung:

Zufallsgemäße Neukombination bei der Meiose für 2n = 6

Ergebnis: Bei 3 Chromosomenpaaren sind 8 genetisch verschiedene Keimzellen möglich (=23), wenn die Trennung der homologen Paare zufallsgemäß erfolgt. Beim Menschen mit 23 Chromosomenpaaren sind also 223 = 8 388608 unterschiedliche Eizellen bzw. Spermien möglich! Die Wahrscheinlichkeit, dass es nochmal zur gleichen Gameten-Paarung kommt ist sehr unwahrscheinlich:
1/223 x  1/223 = 1 zu 246 !! 
Geschwister werden also statistisch gesehen immer genetisch verschieden sein! (Ausnahme: Eineiige Zwillinge)
Nachtrag: Meioseablauf bei Frauen:

Übungsaufgabe: Ordne den folgenden Skizzen des Chromosoms die jeweilige Zellphase zu!

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