Mitose und Meiose: der Unterschied

Vertiefung zum ThemaZellteilung

„Vergleiche Mitose und Meiose“ – diese Aufgabe steht in fast jeder Klausur zur Zellteilung. Wer hier nur „Mitose: 2 Zellen, Meiose: 4 Zellen“ schreibt, verschenkt Punkte. Hier findest du den Unterschied zwischen Mitose und Meiose so aufbereitet, dass du ihn kriterienbezogen begründen und auf jeder Abbildung erkennen kannst.

Einfach erklärt

Diese Seite vertieft das Thema Zellteilung. Sie vergleicht zwei Arten von Kernteilung. Die Mitose macht aus einer Zelle zwei gleiche Zellen. Beide haben die volle Zahl an Chromosomen. Die Mitose dient dem Wachstum und der Erneuerung.

Die Meiose bildet Keimzellen, also Eizellen und Spermien. Sie hat zwei Teilungen hintereinander. Davor kopiert die Zelle ihre Erbinformation nur einmal. Deshalb haben die vier neuen Zellen nur halb so viele Chromosomen. Bei der Befruchtung entsteht wieder die volle Zahl.

Nur in der Meiose finden sich die homologen Chromosomen zu Paaren. Das sind die zwei gleich gebauten Chromosomen von Mutter und Vater. Sie tauschen dabei Stücke aus. Dieser Austausch heißt Crossing-over. Deshalb gleicht keine Keimzelle der anderen.

Merke: Mitose macht zwei gleiche Zellen, Meiose macht vier verschiedene Keimzellen.

Unterschied Mitose Meiose: die große Vergleichstabelle

Mitose und Meiose sind die beiden Formen der Kernteilung, mit denen bei Tieren, Pflanzen und Pilzen eine Zellteilung beginnt. Beiden geht eine S-Phase voraus, in der die DNA verdoppelt wird. Wie dieser Vorlauf im Zellzyklus abläuft, ist für beide Teilungen gleich. Danach trennen sich die Wege. Die Tabelle vergleicht die Teilungen nach den Kriterien, die in Klausuren am häufigsten gefragt sind:

Kriterium	Mitose	Meiose
Wo? (Mensch)	in fast allen Geweben mit Zellteilung, z. B. Haut, Darm, Knochenmark	nur in Hoden und Eierstöcken, bei der Bildung der Keimzellen
Wozu?	Wachstum, Erneuerung, Wundheilung, ungeschlechtliche Vermehrung	Keimzellen für die geschlechtliche Fortpflanzung
DNA-Verdopplung	einmal vorher (S-Phase)	einmal vorher, keine zwischen Meiose I und II
Zahl der Teilungen	eine	zwei (Meiose I und Meiose II)
Paarung homologer Chromosomen	nein	ja, in der Prophase I (Tetraden)
Crossing-over	nein	ja, zwischen Chromatiden homologer Chromosomen
Anordnung in der Metaphase	einzelne Chromosomen in der Zellmitte	Meiose I: Chromosomenpaare; Meiose II: einzelne Chromosomen
Was wird getrennt?	Schwesterchromatiden	Meiose I: homologe Chromosomen; Meiose II: Schwesterchromatiden
Zahl der Tochterzellen	2	4 (bei der Frau: 1 Eizelle und kleine Polkörperchen)
Chromosomensatz	bleibt gleich: 2n → 2n	wird halbiert: 2n → n
Zustand der Tochterzellen	2n2c (Mensch: 46 Chromosomen)	1n1c (Mensch: 23 Chromosomen)
Erbinformation der Tochterzellen	identisch untereinander und mit der Mutterzelle	verschieden, neu kombiniert
Dauer beim Menschen	M-Phase etwa 1 Stunde	viel länger: Spermienbildung insgesamt rund zwei Monate, Eizellen pausieren bis zu Jahrzehnte
Folgen einer Fehlverteilung	betrifft nur die Nachkommen der fehlerhaften Zelle im Körper	kann alle Zellen eines Kindes betreffen, z. B. Trisomie 21

Die Angaben n und c in der Tabelle beschreiben Chromosomensätze und DNA-Menge. Wie du sie für jede Phase bestimmst, übst du auf der Seite n und c: Chromosomensatz und DNA-Gehalt.

Drei Unterschiede, auf die es wirklich ankommt

Die Tabelle ist lang, doch fast alle Zeilen folgen aus drei Grundunterschieden. Wenn du diese drei verstanden hast, kannst du den Rest herleiten:

1. Nur in der Meiose finden sich die homologen PartnerHomologe Chromosomen sind die beiden gleich gebauten Chromosomen eines Paares, eines von der Mutter, eines vom Vater. In der Mitose bewegt sich jedes Chromosom für sich. In der Prophase I der Meiose legen sich die Partner dagegen der Länge nach aneinander. Erst diese Paarung macht es möglich, sie in der Meiose I gezielt zu trennen und dabei Stücke auszutauschen.
2. Zwei Teilungen nach nur einer VerdopplungDie Mitose verteilt eine verdoppelte DNA-Menge auf zwei Zellen: Jede erhält wieder genau den Ausgangszustand. Die Meiose teilt zweimal hintereinander, ohne die DNA dazwischen erneut zu kopieren. Deshalb endet sie mit halb so vielen Chromosomen. Bei der Befruchtung verschmelzen zwei solcher Zellen, und der volle Satz ist wieder hergestellt.
3. Gleich gegen neu gemischtDie Mitose liefert Kopien. Die Meiose mischt auf zwei Wegen: Die Chromosomenpaare ordnen sich in der Metaphase I zufällig an, und beim Crossing-over werden Abschnitte zwischen mütterlichen und väterlichen Chromatiden getauscht. Deshalb gleicht keine Keimzelle der anderen.

Zum Vergleich gehören aber auch die Gemeinsamkeiten: Beide Teilungen setzen eine DNA-Verdopplung voraus, nutzen einen Spindelapparat aus Mikrotubuli und laufen in Pro-, Meta-, Ana- und Telophase ab. Die Meiose II gleicht im Ablauf einer Mitose, denn in beiden werden Schwesterchromatiden getrennt. Der Unterschied: Die Zellen der Meiose II sind bereits haploid. Die einzelnen Phasen beschreiben die Seiten Mitose und Meiose genauer.

Mitose oder Meiose? So erkennst du es auf Abbildungen

In Klausuren musst du oft eine Zeichnung oder ein Mikroskopbild zuordnen. Am sichersten gelingt das in der Metaphase. Zähle zuerst die Chromosomen und überlege, wie viele Paare die Art hat. Dann prüfe, wie die Chromosomen in der Zellmitte liegen:

Was du siehst (Beispiel 2n = 4)	Zuordnung	Begründung
4 Zwei-Chromatid-Chromosomen, einzeln in einer Reihe	Metaphase der Mitose	volle Chromosomenzahl, keine Paarung
2 Paare aus je zwei Zwei-Chromatid-Chromosomen, Partner liegen nebeneinander	Metaphase I der Meiose	Homologe sind gepaart (Tetraden)
2 Zwei-Chromatid-Chromosomen, ungleich lang, einzeln in einer Reihe	Metaphase II der Meiose	nur ein Chromosomensatz, aber noch zwei Chromatiden
Zwei Gruppen ganzer Zwei-Chromatid-Chromosomen wandern auseinander	Anaphase I	Homologe werden getrennt, Chromatiden bleiben zusammen

Ein starkes Indiz ist eine ungerade Chromosomenzahl in der Metaphase einer Art mit gerader Zahl im Körper: Dann ist die Zelle haploid und befindet sich in der Meiose II. Auch das Ergebnis verrät viel. Zwei Zellen mit vollem Satz sprechen für Mitose, vier Zellen mit halbem Satz für Meiose. Liegt nur ein Zwischenzustand vor, hilft die Frage: Welche Partner wurden gerade getrennt, Homologe oder Schwesterchromatiden?

Vertiefung Oberstufe: Wenn „Meiose = Keimzellen“ nicht passt

Beim Menschen und bei allen Tieren sind die Produkte der Meiose direkt die Keimzellen. Bei Pflanzen ist das anders. In den Staubbeuteln einer Blütenpflanze entstehen durch Meiose zunächst haploide Sporen. Aus jeder Spore wird ein Pollenkorn, in dem durch Mitosen die eigentlichen Spermazellen gebildet werden. Auch im Fruchtknoten entsteht durch Meiose eine Spore, aus der durch weitere Mitosen der Embryosack mit der Eizelle hervorgeht. Keimzellen entstehen bei Pflanzen also durch Mitose, aus haploiden Zellen.

Daraus folgt eine wichtige Einsicht: Die Mitose ist nicht an diploide Zellen gebunden. Sie erhält einfach den Chromosomensatz, den eine Zelle gerade hat. Bei Moosen ist die grüne Moospflanze sogar haploid und wächst durch Mitosen. Die diploide Generation ist dort nur die kleine Sporenkapsel. Dieser Wechsel zwischen einer haploiden und einer diploiden Generation heißt Generationswechsel. Bei manchen Algen wie der Grünalge Chlamydomonas ist sogar nur die Zygote diploid: Sie macht direkt nach der Befruchtung eine Meiose, und alle übrigen Zellen sind haploid.

Für den Vergleich heißt das: Der Kern des Unterschieds liegt nicht im Ort, sondern in der Leistung. Die Mitose erhält den Chromosomensatz und erzeugt genetisch gleiche Zellen. Die Meiose halbiert ihn und kombiniert die Erbanlagen neu. Wo im Lebenszyklus das geschieht, unterscheidet sich zwischen Tieren, Pflanzen und Pilzen.

Fachbegriffe

homologe Chromosomen

Die beiden gleich gebauten Chromosomen eines Paares, eines von der Mutter, eines vom Vater.

Tetrade (Bivalent)

Gepaartes Homologenpaar aus vier Chromatiden in der Prophase I der Meiose.

Reduktionsteilung

Meiose I: Trennung der homologen Chromosomen, der Chromosomensatz wird halbiert.

Äquationsteilung

Teilung, die Schwesterchromatiden trennt und den Chromosomensatz erhält: Mitose und Meiose II.

Rekombination

Neukombination von Erbanlagen durch zufällige Verteilung der Chromosomen und Crossing-over.

diploid / haploid

Mit zwei Chromosomensätzen (2n) bzw. mit einem Chromosomensatz (n).

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