Botanik für Gärtner - Mitose und Meiose in Pflanzen

Botanik für Gärtner - Mitose und Meiose in Pflanzen

Hier möchte ich Pflanzenwachstum und -vermehrung auf zellulärer Ebene - ein sehr komplexes Thema - viel verständlicher machen. Als ausgebildeter Wissenschaftler habe ich auch viele Beschreibungen dieser Prozesse als schwer zu verstehen empfunden. Ich hoffe, dass Sie nach diesem Artikel einen guten Griff haben werden...

In Diesem Artikel:

Multiplizieren und Dividieren

Alle lebenden Organismen beginnen als eine einzelne Zelle. In Organismen, die durch sexuelle Fortpflanzung entstehen, ist diese ganz besondere Einzelzelle bekannt als a . Wie diese Zygote geformt wird und was danach passiert, ist die Essenz des Pflanzenwachstums und der Pflanzenentwicklung. Das Verständnis dafür, wie eine Pflanze wächst und sich entwickelt, liegt darin, dass man weiß, aus welchen Mitteln eine Zelle zwei wird. Dieser Prozess wird als Zellteilung bezeichnet und kann auf zwei verschiedene Arten auftreten. Welcher der beiden Wege stattfindet, hängt davon ab, ob die produzierten Zellen zur Bildung des Pflanzenkörpers beitragen oder sich zu Geschlechtszellen, bekannt als . Der Hauptunterschied zwischen den beiden Arten liegt im Unterschied zwischen Multiplizieren und Dividieren.

Jeder der beiden Wege hat einen speziellen biologischen Begriff. Wenn sich eine Zelle teilt, um zwei Zellen zu bilden, die mit der ursprünglichen Zelle identisch sind, hat sich die ursprüngliche Zelle im wesentlichen dupliziert. Diese erste Art von Zellteilung tritt auf, wenn eine Pflanze in der Größe wächst und mehr Blätter, Wurzeln und Stämme produziert. Zellteilung wie diese ist bekannt als oder Zellmultiplikation. Wenn nun die ursprüngliche Zelle sich teilt, aber die beiden resultierenden Zellen nur die Hälfte der Anzahl der Chromosomen haben, die die ursprüngliche Zelle hatte, hat sich diese Zelle im wesentlichen auf zwei "Halbzellen" reduziert Zellen. Diese zweite Art der Zellteilung ist bekannt als und wird auch mit dem Ausdruck "reduction division" bezeichnet. In der Meiose teilen sich die Zellen tatsächlich "in zwei Hälften". Zellteilung dieser Art ist, wie Geschlechtszellen oder Gameten in den Blüten oder reproduktiven Strukturen einer Pflanze produziert werden.

Auseinanderziehen oder zusammenziehen

Ein Verständnis dafür, wie diese Prozesse genau funktionieren, zeigt Ihnen, warum Klonen und sexuelle Fortpflanzung nicht gleich sind und nicht die gleichen Ergebnisse liefern. Sie sehen, bei der Klonierung ist der Prozess Mitose, während bei der sexuellen Fortpflanzung der Prozess Meiose ist.

Bei der Mitose muss sich das Chromosomenzell der Zelle zuerst verdoppeln oder sich duplizieren. Zum Beispiel, wenn eine Zelle normalerweise 4 Chromosomen hat, ist das erste, was passieren muss, diese müssen sich duplizieren. Die Zelle endet dann mit zwei Sätzen von 4 oder insgesamt 8 Chromosomen. Als nächstes reihen sich diese Chromosomen sozusagen "Rücken an Rücken" auf und bewegen sich dann in ihren separaten 4er-Gruppen zu gegenüberliegenden Enden der Zelle (siehe Vorschaubild oben, rechts). Eine neue Wand bildet sich, um die beiden zu trennen, und Sie haben jetzt zwei Zellen, jede mit dem normalen Satz von 4 Chromosomen! Dies geschieht unabhängig davon, ob Sie einen Schnitt machen, der Wurzeln bilden wird, um eine neue Pflanze zu bilden, oder ob Sie Pflanzengewebezellen kultivieren (genannt Zellen) in einem Reagenzglas, um kleine Pflänzchen zur Vermehrung zu bilden. Die resultierenden Zellen (und Pflanzen) sind Klone voneinander mit identischen Chromosomensätzen (abgesehen von unerwarteten Mutationen im Prozess!).

Botanik für Gärtner - Mitose und Meiose in Pflanzen: botanik

In der Meiose sind die Ergebnisse jedoch sehr unterschiedlich, obwohl der Teilungsprozess Ähnlichkeiten mit der Mitose aufweist. Um zu beginnen, die Meiose zu verstehen, wird zunächst klar, dass ein Körper oder eine Körperzelle die Hälfte ihrer Chromosomen von einem Elternteil und einem von dem anderen Elternteil erhält. Das bedeutet, dass jedes Chromosom sozusagen eine "Gegenstückzahl" hat, mit der es hinsichtlich der Art der Gene vergleichbar ist. In der Abbildung links stellen die roten Chromosomen den Beitrag eines Elternteils und das hellblaue den Beitrag des anderen dar. Nehmen wir an, dass jedes Chromosomenpaar nur ein Gen hat und dass dieses Gen die Pflanzenhöhe angibt. In diesem Beispiel wird einer aus dem Paar für die Größe und der andere für die Kürze kodieren. Was auch immer dominant ist, wie die Pflanze aussieht, wenn sie angebaut wird. Echte Chromosomen haben mehrere Gene auf ihnen, aber jedes Gen wird sein Gegenstück in dem "Gegenstückzahl" -Chromosom haben. Ein Chromosomenpaar, das in der Art und Weise, die ich gerade beschrieben habe, ähnlich ist, wird gesagt . Die wichtige Sache zu erinnern ist, dass sie nicht identisch sind. Jedes Chromosom gibt einen bestimmten Ausdruck einer Reihe von Merkmalen in der Pflanze an.

Als nächstes, beginnend mit einer Zelle, die 4 einzelne Chromosomen enthält, duplizieren sich die Chromosomen . Dann paaren sich die verdoppelten Chromosomen derart, dass jedes Paar homolog ist. Das bedeutet, dass jedes verdoppelte Chromosom des einen Elternteils mit dem doppelten "Gegenstück" des anderen Elternteils, das zu ihm homolog ist, ausgeht. In einer Zelle mit 4 verdoppelten Chromosomen ergeben sich 2 homologe Paare doppelter Chromosomen. Beachten Sie, dass die zwei Gruppen von verdoppelten Chromosomen zu 4 addieren, nicht 8 wie in der Mitose. Diese beiden Gruppen ordnen sich gewissermaßen "Rücken an Rücken" und bewegen sich zu entgegengesetzten Enden der Zelle, so dass 2 an einem Ende und 2 am anderen Ende sind. Zwischen ihnen bildet sich eine Mauer und Sie haben zwei Zellen mit jeweils zwei doppelten Chromosomen darin. Diese erste Unterteilung wird Meiose I genannt. Sie sehen, dass dies keine identischen Zellen sind, da keine der doppelten Chromosomen nach dem Duplizieren getrennt wurden. Anders als bei der Mitose tritt jetzt eine zweite Teilung auf, die Meiose II, aber diesmal trennen sich die zuvor verdoppelten Chromosomen.Jede der zwei Zellen aus der Meiose teile ich dann in zwei Zellen mit jeweils zwei einzelnen Chromosomen. Das Endergebnis sind vier Zellen mit jeweils zwei einzelnen Chromosomen. Dies ist die halbe Anzahl einer somatischen Zelle und so werden diese haploiden Zellen genannt. Sie sind die Art von Zelle, die eine Sex-Zelle oder Gamete wird.

Bemerke einen weiteren entscheidenden Unterschied hier; Sehen Sie, wie einige der Chromosomen teilweise rot und teilweise blau dargestellt sind? Das soll verdeutlichen, dass während der Zwischenphase oder des anfänglichen Duplizierungsprozesses ein Ereignis aufgerufen wird fand statt, wobei homologe Chromosomen Teile austauschten, um die Dinge ein wenig zu vermischen. Das Überkreuzen hilft Pflanzen bei der sexuellen Fortpflanzung zu diversifizieren.

Putting sie wieder zusammen

Der letzte Schritt in der sexuellen Fortpflanzung ist, wenn eine männliche Gamete und eine weibliche Gamete zusammenkommen, um eine Zygote zu bilden, wo wir am Anfang des Artikels angefangen haben. Die beiden haploiden Zellen, ein männliches und ein weibliches, fusionieren und führen, wie in meinem Beispiel 2 plus 2 gezeigt, zu einer Zygote mit 4 Chromosomen, dem Beginn einer neuen Pflanze, die auf sexuellem Wege erzeugt wird. Neue Pflanzen bilden diesen Weg über viele nachfolgende mitotische Trennungen (Spaltungen über Mitose) und wir genießen sie in unseren Häusern und Gärten.

Videoergänzungsan: Wie vermehren sich Pflanzen? - Vegetative Vermehrung.


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