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7.2: Mitose und der Zellzyklus (Aufbereitung der Lehrmaterialien) - Biologie

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Labormaterialien

Das ist die Vorbereitung für ein Abschnitt von 24 Schülern.

Teil 2: Simulationen von Mitoseperlen

Die Schüler werden diesen Teil in Tischteams bearbeiten.

MaterialienMengeAnmerkungen
Chromosomenperlen-Sets1 Satz pro Tisch

Teil 3: Mikroskopische Mitose

Die Schüler werden diesen Teil in Tischteams bearbeiten.

MaterialienMengeAnmerkungen
Mitosefolien der Zwiebelwurzelspitze1 Kiste14/2C
Felchen-Mitose-FolienKastenZL6/113

Teil 4: Schätzung der relativen Zeit, die in jedem Stadium der Mitose verbracht wird

Die Schüler werden diesen Teil in Tischteams bearbeiten.

MaterialienMengeAnmerkungen
Alu-Rutschen1 Kiste

Teil 5: Mitose-Bingo

Die Schüler werden diesen Teil in Tischteams bearbeiten.

MaterialienMengeAnmerkungen
Diashow von Mitosebildern1(Slideshare-URL)

ZUSÄTZLICHE ZUBEHÖR: Modelle

Die Schüler werden diesen Teil in Tischteams bearbeiten.

MaterialienMenge
Mitosemodelle
DNA-Modelle2

Biologie 171

Der Zellzyklus bezieht sich auf eine Reihe von Ereignissen, die die Stoffwechselprozesse des Wachstums und der Vermehrung von Zellen beschreiben. Der Großteil des Zellzyklus wird in der „lebenden Phase“ verbracht, die als bekannt ist Zwischenphase. Wie Sie zuvor gelesen haben, hat die Interphase 3 verschiedene Phasen: G1 (Lücke 1), S (Synthese) und G2 (Lücke 2),

Die Interphase wird weiter in 3 verschiedene Phasen unterteilt: G1 (Lücke 1), S (Synthese) und G2 (Lücke 2). g1 ist die Wachstumsphase, in der die Zelle Ressourcen ansammelt, um zu leben und zu wachsen. Nach Erreichen einer bestimmten Größe und Anhäufung von genügend Rohstoffen wird ein Kontrollpunkt erreicht, an dem die Zelle anhand biochemischer Marker entscheidet, ob die nächste Phase eintreten soll. Befindet sich die Zelle in einer Umgebung mit genügend Nährstoffen in der Umgebung, genügend Platz und hat die Zelle die entsprechende Größe erreicht, tritt die Zelle in die S-Phase ein. S-Phase ist, wenn der Stoffwechsel in Richtung der Replikation (oder Synthese) des genetischen Materials verschoben wird. Während der S-Phase wird die DNA-Menge im Zellkern verdoppelt und in Vorbereitung auf die Teilung exakt kopiert. Die Chromosomen am Ende von G1 bestehen aus einem einzigen Chromatid. Am Ende der S-Phase besteht jedes Chromosom aus zwei identischen Schwesterchromatiden beigetreten bei der Zentromer. Wenn die DNA-Synthese abgeschlossen ist, geht die Zelle weiter in die zweite Wachstumsphase namens g2. Ein weiterer Kontrollpunkt findet am Ende von G . statt2 um die Treue der replizierten DNA zu gewährleisten und den Erfolg der Zellteilungsfähigkeit in der Umwelt wiederherzustellen. Bei günstigen Bedingungen geht die Zelle weiter zu Mitose.

Mitose ist der Prozess der Kernteilung, der in Verbindung mit der Zytokinese verwendet wird, um 2 identische Tochterzellen zu produzieren. Zytokinese ist die eigentliche Trennung dieser beiden Zellen, die in ihren eigenen Zellmembranen eingeschlossen sind. Einzeller nutzen diesen Teilungsprozess, um sich ungeschlechtlich fortzupflanzen. Prokaryotischen Organismen fehlt ein Kern, daher durchlaufen sie einen anderen Prozess, der als binäre Spaltung bezeichnet wird. Mehrzellige Eukaryoten durchlaufen eine Mitose zur Gewebereparatur und zum Wachstum. Der Prozess der Mitose ist nur ein kurzer Zeitraum der Lebensdauer von Zellen. Die Mitose wird traditionell in vier Stadien unterteilt: prophase, Metaphase, Anaphase, und Telophase. Die tatsächlichen Ereignisse der Mitose sind nicht diskret, sondern treten in einer kontinuierlichen Abfolge auf – die Aufteilung der Mitose in vier Stadien ist für unsere Diskussion und Organisation nur bequem. Während dieser Stadien werden wichtige Zellstrukturen synthetisiert und führen die Mechanik der Mitose aus. In tierischen Zellen sind beispielsweise zwei Mikrotubuli-organisierende Zentren namens Zentriolen replizieren. Die Zentriolenpaare bewegen sich auseinander und bilden zwischen sich eine Achse proteinhaltiger Mikrotubuli, die als bezeichnet wird Spindelfasern. Diese Spindelfasern wirken als Motoren, die an den Zentromeren der Chromosomen ziehen und die Schwesterchromatiden in neu erkannte Chromosomen trennen. Die Spindeln drücken auch gegeneinander, um die Zelle zu dehnen, um die Bildung von zwei neuen Kernen und separaten Zellen vorzubereiten. In tierischen Zellen schmiegt sich ein kontraktiler Ring aus Aktinfasern um die Mittellinie der Zelle zusammen, um die Zytokinese zu koordinieren. Dieses Zusammenziehen der Zellmembran erzeugt eine Struktur namens Spaltfurche. Schließlich trennt sich das Zusammenziehen der Membran vollständig in zwei Tochterzellen. Pflanzenzellen benötigen die Produktion von neuem Zellwandmaterial zwischen Tochterzellen. Anstelle einer Spaltfurche werden die beiden Zellen durch eine Reihe von Bläschen aus dem Golgi getrennt. Diese Vesikel verschmelzen entlang der Mittellinie und sezernieren gleichzeitig Zellulose in den Raum zwischen zwei Zellen. Diese Reihe von Vesikeln wird als bezeichnet Zellplatte.

Abbildung 1: Die vier Stadien der Mitose. Prophase (manchmal auch unterteilt in Prometaphase), Metaphase, Anaphase und Telophase. Das Ziel der Mitose besteht darin, zwei Zellen mit der gleichen DNA-Menge wie die ursprüngliche Zelle zu erzeugen.


Mitose und der Zellzyklus

Die Stadien der Mitose und die Rolle der Interphase

Die Mitose ist ein wunderbarer Vorgang. Bei der Herstellung der drei Billionen Zellen unseres Körpers gelingt es ihm, die Chromosomen getreu zu replizieren und gleichmäßig auf alle Tochterzellen zu verteilen. Diese Lektion konzentriert sich auf die wichtigsten Details der Mitose und Aktivitäten mithilfe einer interaktiven Animation. Einige Fragen helfen den Schülern, diese Details im Kontext des gesamten Mitoseprozesses zu verstehen.

Beschreibung der Lektion

Leitende Fragen

Wie teilen Zellen ihren Zellkern in zwei Teile?

Was denkst du passiert mit den Chromosomen in den beiden Zellen im Diagramm?

Was passiert, wenn die DNA-Menge im Zellkern während der Interphase verdoppelt wird?

Aktivität 1 Einführung in die Mitose

Studieren Sie diese interaktive Animation von Mitosis from Cells Alive und lesen Sie die Details auf der Seite unten, um zu sehen, was bei der Mitose passiert.

Notieren Sie sich im Geiste, was mit den Chromosomen in den einzelnen Hauptstadien passiert.
Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase.

Aktivität 2: Mitose-Zusammenfassung Aktivitäten

Verwenden Sie die Animation in Aktivität 1 und führen Sie die unten gezeigten Schüleraktivitäten zur Mitose durch.

Versuchen Sie diese Fragen im IB-Stil zu Mitose und dem Zellzyklus

Aktivität 3 (Erweiterung) Krebs und Verdauungstrakt

Probieren Sie diese Datenanalyseaktivität zum Thema Mitose aus. Dieser Zusammenhang mit der Mitose ist nicht sofort offensichtlich. Dies ist die Art von Frage, die die Fähigkeit eines Schülers testet, herauszufinden, was in einer bestimmten biologischen Studie passiert, die er zuvor noch nicht gesehen hat.

Die Beweise in der Studie unterstützen das Konzept der deregulierten Mitose im Dünndarm, die Krebs verursachen kann.

Hinweise für Lehrer

Eine gute Möglichkeit, diese Lektion auszuführen, besteht darin, entweder die Animation auf dem Whiteboard zu demonstrieren oder den Schülern Zugriff auf die Seite zu gewähren und sie die Animation in Aktivität 1 in ihrem eigenen Tempo erkunden zu lassen.

Mit diesen Informationen über Mitose können die Schüler diese Schüleraktivitäten zum Thema Mitose durchführen, die sich auf die Bewegung der Chromosomen in den verschiedenen Stadien der Mitose konzentrieren

Die Kartensortierung hilft den Schülern, strukturierte Notizen zu machen, und die Aktivität hilft den Schülern, die Details der Mitose zu verstehen.

Es gibt eine kurze Reihe von Fragen im IB-Stil, um den Schülern die Möglichkeit zu geben, ihr Wissen und ihr Verständnis der Mitose auf formalere Weise auszudrücken.

Hier gibt es einige Whiteboard-Folien mit Hinweisen zur Mitose und Modellantworten:

Eine alternative Aktivität, die ich im Unterricht nicht verwendet habe, die aber für die Erweiterung oder für HL-Klassen nützlich sein könnte, sind


7.2: Mitose und der Zellzyklus (Aufbereitung der Lehrmaterialien) - Biologie

Mitose ist die Bezeichnung für die Art der Zellteilung, die eine größere Anzahl von Zellen hervorbringt = Zellvermehrung nach der Teilung, die Tochterzellen sind etwa halb so groß wie ihre Eltern, und sie wachsen, bevor die Teilung wieder erfolgt. Eine Zelle teilt sich in zwei Tochterzellen, die mit der Ursprungszelle und untereinander genetisch identisch sind. Zellen vermehren sich, um einen Organismus zu vergrößern, Schäden zu reparieren oder die Anzahl solcher Organismen zu vervielfachen.

Der Zellzyklus bezieht sich auf die fortlaufende Reihe von Teilungen, die sich mit dem Zellwachstum abwechseln: Interphase—Mitose—Interphase—Mitose—Interphase. Ein Akronym für den Zellzyklus ist . IPMAT IPMAT IPMATI. Die meiste Zeit befindet sich eine Zelle in der Interphase, der Wachstums- und Vorbereitungsphase des Zyklus.

Mitose, der eigentliche Teilungsprozess hat vier definierte Phasen: Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase, dann treten die Tochterzellen in die Interphase ein. Die Mitose ist ein kontinuierlicher Prozess, und die Phasen gehen ineinander über. Es kann oft schwer zu sagen sein, ob sich ein Bild im späten Teil einer Phase oder im frühen Teil einer anderen befindet. Wir sehen sie in Büchern als Momentaufnahmen eines bestimmten Moments in dem Prozess gezeigt, in dem Sie beurteilen müssen, was passierte, als die Musik aufhörte

Notiz: Pflanzenzellen haben oft die Form von Kästen, weil sie am Ende der Mitose von einer Zellwand umgeben sind, die Zellplatte teilt die beiden Tochterzellen. Tierische Zellen nehmen am Ende der Mitose verschiedene Formen an, ein Hals bildet sich, um die beiden Tochterzellen zu trennen.

Folien—PHASEN DES ZELLZYKLUS:

PLANT CELL DIVISION—Wurzelmeristem von Allium cepa, die Gartenzwiebel

Lauch Wurzelspitze:

Telophase und Zytokinese:

ANIMAL CELL DIVISION—Embryonales Blastulastadium der Felchen

Felchen Blastula:

Telophase und Zytokinese:

UNTERSTÜTZEN, WAS SIE ÜBER DIE SCHRITTE IN DER MITOSE GELERNT HABEN

Modellierung der Mitose mit Pfeifenreinigern und Perlen: Die Pfeifenreiniger stellen Chromosomen dar und die Perlen repräsentieren Zentromere.

Verwenden Sie diese Modelle, um das Verhalten von Chromosomen während einer Runde des Zellzyklus, d. h. der Interphase (G 1 , S, G 2 ) über die Zellteilung (Schritte der Mitose [Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase] und Zytokinese) zurück zur Interphase. Sie werden die Stadien sowohl für haploide als auch für diploide Zellen überprüfen.

BRINGEN SIE MINDESTENS VIER VERSCHIEDENE FARBSTIFTE ZUM KLASSEN MIT.

Haploide Zellen, die eine Mitose durchlaufen

  • 4 Pfeifenreiniger: 2 lange Pfeifenreiniger der gleichen Farbe und 2 kurze Pfeifenreiniger der gleichen Farbe.
  • 4 Perlen der gleichen Farbe.

Wenn Sie mit den Pfeifenreinigern arbeiten, verwenden Sie Ihre Farbstifte, um jede Phase in den Kreisen des Diagramms zu zeichnen.

  1. Stellen Sie die Pfeifenreiniger und Perlen so auf, dass sie Interphase G . darstellen 1 .
  2. Drücken Sie einen identischen Pfeifenreiniger durch jedes Zentromer, um das Ergebnis der Replikation in Interphase S darzustellen.
  3. Weiter durch G 2
  1. prophase
  2. Metaphase
  3. Anaphase (Zentromere nach Bedarf hinzufügen)
  4. Telophase
  5. Zytokinese

Zusätzliche Bedingungen Sie sollten angewendet/gelernt haben: Replikation, doppelsträngiges Chromosom, Schwesterchromatid, einzelsträngiges Chromosom, Zentromer, Spindelapparat, Äquatorialebene, Zellplatte (nur für Pflanzen) und Spaltfurche (nur für Tiere).

Diploide Zellen, die eine Mitose durchlaufen

  • 4 lange Pfeifenreiniger: 2 lange Pfeifenreiniger einer Farbe und 2 lange Pfeifenreiniger einer anderen Farbe.
  • 4 kurze Pfeifenreiniger: 2 kurze Pfeifenreiniger der einen Farbe 2 kurze Pfeifenreiniger einer anderen Farbe.
  • 8 Perlen der gleichen Farbe.

Wenn Sie mit den Pfeifenreinigern arbeiten, verwenden Sie Ihre Farbstifte, um jede Stufe in den Kreisen des Diagramms zu zeichnen.

  1. Stellen Sie die Pfeifenreiniger und Perlen so auf, dass sie Interphase G . darstellen 1 .
  2. Drücken Sie einen identischen Pfeifenreiniger durch jedes Zentromer, um das Ergebnis der Replikation in Interphase S darzustellen.
  3. Weiter durch G 2
  1. prophase
  2. Metaphase
  3. Anaphase (Zentromere nach Bedarf hinzufügen)
  4. Telophase
  5. Zytokinese

Zusätzliche Bedingungen: homologe Chromosomen

Erklären Sie Ihrem Nachbarn und Ihrem Lehrer, was Sie getan haben. Verknüpfen Sie Ihr Modell mit den Bildern der Mitose in Lauch Wurzelspitzenmeristem und Felchen-Blastula.


Mitose: Definition, Stadien der Mitose und ihre Bedeutung

Die alten Zellen teilen sich, um neue Zellen zu produzieren. In diesem Fall teilt sich eine einzelne alte Zelle in zwei Zellen und diese beiden neuen Zellen teilen sich erneut, um vier Zellen zu produzieren und so weiter. Im Allgemeinen wird dieser Prozess als Zellteilung bezeichnet, bei der sich eine Elternzelle in zwei oder mehr Tochterzellen teilt.

Die Fähigkeit der Zellteilung in lebenden Organismen ist einzigartig und produziert immer mehr Zellen. Auf diese Weise werden täglich fast zwei Billionen Zellen im menschlichen Körper produziert. Laut Biologen beträgt die Zahl der Zellen im menschlichen Körper etwa 37 Billionen. Während der Zellteilung teilen sich die Elternzellen, um zwei Tochterzellen zu produzieren, und dieser Prozess läuft zyklisch ab, bekannt als Zellzyklus. Aus Sicht des Zellzyklus ist die Mitose die eine Art des Teilungsprozesses, bei der die DNA des Zellkerns in zwei gleiche Chromosomensätze zerfällt.

Die Mitose ersetzt ein Leben lang alte, abgenutzte Zellen durch neue. Im Allgemeinen besteht das Ziel der Mitose darin, sicherzustellen, dass jede Tochterzelle einen absoluten, vollständigen Chromosomensatz erhält. Wenn die Zelle zu wenige oder zu viele Chromosomen enthält, funktionieren sie normalerweise nicht perfekt. Denn diese Zellen können überhaupt nicht überleben oder sie können Krebs in Ihrem Körper verursachen, der zum Tod führt.

Je nach Zelltyp erfolgt die Zellteilung auf zwei Wegen: Mitose und Meiose. Mitose ist der Prozess einer Zellteilung, bei dem die Mutterzelle präzise in zwei neue Tochterzellen mit zwei neuen Chromosomensätzen aufgeteilt wird und jede Tochterzelle genetisch identisch mit der ursprünglichen Mutterzelle ist, während sich bei der Meiose eine einzelne Zelle in teilt vier Tochterzellen, in denen die Anzahl der Chromosomen um die Hälfte reduziert wird, um haploide Gameten zu produzieren. In diesem Fall ist die Mitose-Zellteilung gut für das grundlegende Wachstum, die Wartung und die Reparatur. Bei der Meiose wird jedoch die Anzahl der Chromosomen um die Hälfte reduziert, was für eine genetische Vielfalt sorgt, die für die sexuelle Fortpflanzung wichtig ist.

Der Zellzyklus oder mitotische (M) Zyklus

Die Mitose ist ein Zellteilungsprozess, der erfolgreich die neuen diploiden Zellen bildet. In sich kontinuierlich teilenden Zellen durchläuft eine einzelne Zelle zwei Hauptphasen der Zelle oder den mitotischen Zyklus oder den Zellzyklus. Eine wachsende Zelle durchläuft einen Zellzyklus, der im Wesentlichen aus zwei Phasen besteht, d. h. der Interphase und der mitotischen Phase. Die Interphase wird als Ruhephase der Zelle angesehen, während die mitotische Phase der wichtigste Teil des Zyklus ist, in dem sich die Zelle teilt.

Zwischenphase

Die Interphase ist das Intervall zwischen Zellteilungen, in dem Wachstum und Syntheseaktivitäten stattfinden. Diese Phase wird auch als intermitotische Phase bezeichnet. In dieser Phase bereitet sich eine Zelle vor, wächst, indem sie Nährstoffe und Energie sammelt. Die Zelle nimmt auch an Größe zu, produziert Organellen und DNA wird verdoppelt, indem während dieser Zeit eine Kopie erstellt wird. Es gliedert sich in die folgenden drei Phasen:

S-Phase oder Syntheseperiode

Diese Phase ist ein spezifischer Teil der Interphase, in der die DNA-Synthese stattfindet. Die S-Phase wird ersetzt und gefolgt von zwei Lückenperioden der Zwischenphase G2 und G1. In dieser Phase erstellt die Zelle eine vollständige Kopie der Desoxyribose-Nukleinsäure oder DNA in ihrem Zellkern. Es kopiert auch eine Mikrotubuli-organisierende Struktur namens Zentrosom. Während der M-Phase ist das Zentrosom essentiell, um Desoxyribose-Nukleinsäure oder -DNA zu trennen.

G2-Zeitraum

Es ist das Intervall zwischen dem Ende der S-Phase und dem Beginn der Mitose. In dieser Phase findet das Wachstum der Zellen statt, es werden Proteine ​​und Organellen hergestellt. Für die Vorbereitung der Mitose beginnen verschiedene Inhalte. Die G2-Periode endet und die Mitose beginnt.

G1-Zeitraum

Es ist das Intervall zwischen dem Ende der Mitose und dem Beginn der S-Phase. In dieser Phase treten Zellen physisch größer auf und Organellen werden kopiert. Diese Periode wird auch als erste Lückenphase bezeichnet. In dieser Phase werden die molekularen Bausteine ​​hergestellt.

Während der Interphase werden die folgenden charakteristischen Merkmale beobachtet:


7.2: Mitose und der Zellzyklus (Aufbereitung der Lehrmaterialien) - Biologie

WAS MUSS ICH LERNEN?

Erklären Sie, wie vielzellige Organismen wachsen, basierend darauf, wie Zellen wachsen und sich vermehren.

Unterscheiden Sie zwischen einem Gen, einem DNA-Molekül, einem Chromosom und einem Chromatid.

Identifizieren Sie die wichtigsten Ereignisse, die die 5 Phasen des Zellzyklus kategorisieren.

Beschreiben Sie den Aufbau und die Funktion der Spindel während der Mitose.

Fassen Sie die Ereignisse der 4 Stadien der Mitose zusammen.

Zytokinese in tierischen und pflanzlichen Zellen differenzieren

Vergleichen Sie haploide und diploide Zellen

Unterscheiden Sie zwischen homologen Chromosomen, Autosomen und Geschlechtschromosomen

Erklären Sie, wie die Eigenschaften von Lebewesen von Generation zu Generation weitergegeben werden.

Beschreiben Sie, wie genetisches Material während der sexuellen und asexuellen Fortpflanzung von den Eltern an die Jungen weitergegeben wird

Fassen Sie die Ereignisse zusammen, die während der Meiose I und der Meiose II auftreten

Identifizieren Sie 3 Arten der asexuellen Fortpflanzung

Unterscheiden Sie zwischen den 3 wichtigsten Sexuallebensweisen der Eukaryoten.

TAG 1- EINFÜHRUNG/ ÜBERBLICK ZUR ZELLREPRODUKTION

Präsentation eines Überblicks über die Themen der Kapitel 6-7, die behandelt werden, und Diskussion der häufigsten Missverständnisse, die während des Kapitels vermieden werden sollten

HAUSAUFGABEN: Lesen Sie 6-1 (S. 118-124), machen Sie sich Notizen und beantworten Sie alle Fragen zur Abschnittsüberprüfung

TAG 2- Zellreproduktion und Chromosomen

Die Schüler werden die Prüfungsfragen des Abschnitts als Klasse benoten.

Präsentation über Chromosomen – Einführung in das Konzept, dass das grundlegende Produkt der Zellteilung die Reproduktion von Zellen zum Zwecke des Wachstums, der Entwicklung, der Reparatur oder der asexuellen Reproduktion ist. Die Schüler werden dann überprüfen, wie Prokaryoten und Eukaryoten die Zellteilung durchlaufen. Bekräftigen Sie die Vorstellung, dass Reproduktion die Weitergabe von genetischem Material ist. Besprechen Sie, wie genetisches Material in eukaryotischen Zellen Chromosomen bildet und Veränderungen der Chromosomen zu spezifischen genetischen Anomalien führen können.

TAG 3- Aktivität und Lesen von Chromosomenmutationen

Die Schüler lernen die Arten von Chromosomenmutationen und ihre Auswirkungen mit einer kurzen Chromosomenmutationsaktivität im Unterricht kennen.

HAUSAUFGABE: Lesen Sie den wissenschaftlichen Zeitschriftenartikel "Chromosomale Syndrome und genetische Erkrankungen"

TAG 4- Zeitschriftenartikel zur Chromosomenmutation

Die Schüler werden Arten von Chromosomenmutationen und ihre Auswirkungen überprüfen, indem sie Fragen aus dem wissenschaftlichen Artikel beantworten, den sie lesen.

TAG 5- Zeitschriftenartikel zur Chromosomenmutation, Fortsetzung

Die Schüler werden Fragen aus dem Papier zur Chromosomenmutation wiederholen. Nach der Benotung der Arbeitsblattfragen bespricht die Klasse bestimmte Krankheiten, über die sie gelernt hat.

KLASSENAUFGABEN/HAUSAUFGABEN: Lesen Sie 6-2 und 6-3 (S. 125-132), machen Sie sich Notizen und beantworten Sie beide Sätze von Fragen zur Abschnittsüberprüfung

TAG 6- Der somatische Zellzyklus


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