Inhalt Was ist der Zellzyklus? – Basiswissen Biologie Zellzyklus – Definition Zellzyklusphasen – Mitose und Interphase Zellzyklus – Interphase Zellzyklus – Mitose und Meiose Zellzyklus – Kontrollpunkte und Apoptose Zellzyklus – Krebszellen Wie oft teilen sich gesunde Zellen? Zellzyklus – Zusammenfassung Was ist der Zellzyklus? – Basiswissen Biologie
Unsere Zellen sind in der Lage, sich zu vermehren. Dafür durchlaufen sie den Zellzyklus, der aus verschiedenen Phasen besteht. Dadurch können sich beispielsweise Gewebe oder Organe entwickeln. Zellteilungen spielen ebenfalls eine wichtige Rolle, wenn du wächst oder dich verletzt hast. Deshalb werden wir uns genauer ansehen, welche Phasen es im Zellzyklus gibt und welche Funktionen diese haben. Außerdem werden wir uns anschauen, wie der Zellzyklus gesteuert wird, was man unter Apoptose versteht und warum der Zellzyklus in Krebszellen eine Rolle spielt. Zellzyklus – Definition
Einfach erklärt umfasst der Zellzyklus die Wachstumsprozesse zwischen zwei Zellteilungen durch die periodische Abfolge festgelegter Phasen.
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Mit dem Zellzyklus befassen wir uns in diesem Artikel. Dabei erklären wir euch, was man unter dem Zellzyklus versteht und aus welchen Vorgängen dieser besteht. Dieser Artikel gehört zu unserem Bereich Biologie. Für Tiere, Menschen und Pflanzen ist es zum Überleben sehr wichtig neue Zellen zu bilden. Dieser Vorgang wird in der Biologie als Zellzyklus verstanden. Der Zellzyklus besteht im Regelfall aus Interphase und Mitose (Zellteilung). Was sich dahinter verbirgt wird gleich näher erläutert. Die folgende Auflistung zeigt schon einmal vorab den Ablauf eines Zellzyklus. Ablauf Zellzyklus:
G 1 -Phase
S-Phase
G 2 -Phase
Prophase
Metaphase
Anaphase
Telophase
Nach dem siebten Punkt ( Telophase) beginnt oft wieder die G 1 -Phase. Zellzyklus: Interphase
Der Zellzyklus startet mit der Interphase. Diese wird zur besseren Übersicht noch einmal unterteilt in G 1 -Phase, S-Phase und G 2 -Phase. G 1 -Phase / Gap Phase:
In der G 1 -Phase des Zellzyklus - manchmal auf Gap-Phase genannt - wächst die Zelle sehr stark und bereitet sich auf die Zellteilung vor.
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Je nach Zelltyp werden in dieser Phase auch Zell-Zell-Kontakte zu benachbarten Zellen gelöst. Nach Abschluss dieser Phase tritt die Zelle wieder in die M-Phase ein und der Zyklus schließt sich. Dazu kannst du dir die einzelnen Phasen auch noch einmal in der Abbildung anschauen. Nun kennen wir also alle Phasen des Zellzyklus und deren Funktionen genauer, aber wie unterscheidet sich der Zellzyklus bei der Mitose und der Meiose? Zellzyklus – Mitose und Meiose
Eukaryotische Zellen können sich auf zwei verschiedene Arten teilen. Körperzellen vermehren sich durch Mitose. Dazu gehören z. B. Haut- und Leberzellen. Sie sind diploid, das heißt, sie haben einen doppelten Chromosomensatz (2n). Diese Zellen durchlaufen die oben beschriebenen Phasen des Zellzyklus einmal für die Zellteilung. Die Tochterzellen sind somit genetisch identisch mit der Mutterzelle und ebenfalls diploid. Es entstehen also Kopien einer Zelle. Keimzellen, zu denen z. B. die Eizelle gehört, vermehren sich durch Meiose. Diese findet im Gegensatz zur Mitose in zwei Zyklen statt und besteht aus der Reduktionsteilung oder Reifeteilung I (Meiose I) und der Äquationsteilung oder Reifeteilung II (Meiose II), die der mitotischen Teilung entspricht.
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/2. Stunde: Codeknacker – wie Watson und Crick die DNA entschlüsselten: Erarbeitung des Aufbaus der DNA 2. /3. Stunde: Wie aus einer Zelle ein Mensch wird: Fachsprachliche Darstellung des Prozesses der Mitose mithilfe eines Erklärvideos 4. Stunde: Das Erklärvideo: ein Modell? : Präsentation und Beurteilung der Filmprodukte 5. /6. Stunde: Krebs – der Zellzyklus außer Kontrolle: Erarbeitung der Mechanismen des Zellzyklus und der Zellzykluskontrolle 7. Stunde: Die Behandlung von Krebs: Entwicklung von hypothetischen Medikamenten zur Tumorbehandlung basierend auf dem Vorwissen zu Mitose und Zellzyklus
Den Videodreh planen und Mitose Arbeitsblatt nutzen Bei der Planung des Videodrehs müssen die Schülerinnen und Schüler sich zum einen mit den zu visualisierenden Inhalten im Video auseinandersetzen. Zum anderen befassen sie sich mit der Umsetzbarkeit und digitalen Ausgestaltung des Videos. Für die Erarbeitung des Fachinhaltes zur Mitose nutzen sie das Biologiebuch. Für die Visualisierung dieses Inhaltes helfen den Lernenden vorgefertigte Legekarten: Mitose Arbeitsblatt Legekarten.
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Zunächst legen die Schülerinnen und Schüler ein Storyboard an. In diesem halten sie detailliert einzelne Planungsschritte fest, wie Visualisierung, Sprechtext und Abläufe. Um eine hohe fachsprachliche Qualität des Erklärvideos zu sichern, verschriftlichen sie zudem den Sprechertext des Videos. Eine fundierte Planung der Videos, insbesondere des Sprechtextes, ist sowohl für einen zügigen Videodreh, als auch als Kontrollinstanz für die Lehrkraft nützlich. Das Erklärvideo drehen Die Videos werden im Legetrick-Stil und über ein One-Shot-Verfahren gedreht. Die Endgeräte der Schülerinnen und Schüler werden dabei mithilfe eines Stativs gehalten. So können sie den Untergrund horizontal filmen. Auf diesen legen sie unterschiedliche Visualisierungen, wie die Legekarten vom Mitose Arbeitsblatt oder Objekte. Auch können sie Fachwörter auf weiteren Karten notiert verwenden. Das Video wird in einem Stück gedreht. Dies ermöglicht eine relativ zügige Videoproduktion. Zudem sind die Schülerinnen und Schüler, mit Ausnahme ihrer Hände, bei diesem Format im Video selbst nicht sichtbar.
Während der nächsten Mitose werden sich diese beiden trennen und auf die Tochterzellen verteilen. Die S-Phase dauert etwa 7-8 Stunden. G2-Phase:
Die G2-Phase stellt den Übergang zur Mitose dar; alle Voraussetzungen für die Kernteilung sind nun vorhanden. Die Übergänge in die einzelnen Phasen werden von speziellen Proteinen gesteuert. In Geweben lösen sich die Zellkontakte zu den Nachbarzellen, die Zelle rundet sich ab und vergrößert sich durch Flüssigkeitsaufnahme. Es werden verstärkt RNA-Moleküle und zellteilungsspezifische Proteine synthetisiert, um die nachfolgende Mitose vorzubereiten. Die G 2 -Phase dauert in etwa vier Stunden. Damit ist die Interphase des Zellzyklus abgeschlossen. Zellzyklus: Mitose
Im Zellzyklus folgt nach der Interphase die Mitose. Prinzipiell kann man dazu sagen: Einzeller vermehren sich, in dem sich eine Zelle in zwei Tochterzellen teilt. Diese Tochterzellen wachsen im Anschluss auf die Größe der Ausgangszelle. Dabei entstehen zwei Tochterzellen, die genetisch mit der Originalzelle identisch sind.
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