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Männliche Keimzellen - Spermien

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Team Digital
Männliche Keimzellen - Spermien
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Grundlagen zum Thema Männliche Keimzellen - Spermien

Männliche Keimzellen – Spermien – Biologie

Wenn ein Kind gezeugt wird, erhält es Erbgut von beiden Elternteilen. Das passiert, weil bei der Befruchtung eine weibliche Keimzelle, von der Mutter, und eine männliche Keimzelle, vom Vater, miteinander verschmelzen. In diesem Text erfährst du, einfach erklärt, den Aufbau und die Funktion männlicher Keimzellen.

Was sind männliche Keimzellen? – Definition

Männliche Keimzellen gehören zu den kleinsten Zellen des menschlichen Körpers. Sie sind fadenförmig, besitzen einen charakteristischen Aufbau und dienen der Befruchtung von Eizellen. Weißt du auch, wie männliche Keimzellen noch heißen? Richtig, ein anderer Name für die männlichen Keimzellen ist Spermien. Und was denkst du, wie groß ein Spermium ist? Ein Spermium hat eine Länge von nur $\pu{0,06 mm}$.

Wie werden männliche Keimzellen gebildet?

Spermien werden in den Keimdrüsen des Mannes, den Hoden, aus Stammzellen durch Teilungs- und Reifeprozesse produziert. Bereits bei der Geburt sind bei Jungen Milliarden von „Vorläufern“ männlicher Keimzellen vorhanden. Diese werden auch als Urspermienzellen oder Spermienmutterzellen bezeichnet. Ab der Pubertät beginnen die Zellen, sich zu teilen. Dabei werden zwei Reifeteilungen durchgeführt. Aus einer Urspermienzelle entstehen damit vier Spermien, die in den Hoden heranreifen.
Die Reifungsdauer der männlichen Keimzelle beträgt etwa zehn Wochen. Bei normaler Funktionsfähigkeit der Keimdrüsen beträgt die Anzahl männlicher Keimzellen, die an einem Tag produziert wird, etwa 104 Millionen. Ab der Pubertät findet die Produktion von Spermien das gesamte Leben lang statt. Sobald die Spermien reif sind, werden sie in den Nebenhoden gelagert. Dort kann das Spermium bis zu vier Wochen überdauern. Die Hoden und die Nebenhoden liegen im Hodensack. Dieser sorgt für die passende Umgebungstemperatur von $32 °C$ für die Spermien. Innerhalb des Körpers ist es mit etwa $37 °C$ für die Spermien zu warm. Eine zu hohe Temperatur würde eine Schädigung der männlichen Keimzellen zur Folge haben.

Welche Funktion haben die männlichen Keimzellen?

Die Hauptfunktion der Spermien besteht in der Befruchtung der weiblichen Eizelle. Aus einer befruchteten Eizelle kann dann ein Embryo entstehen. Beim Geschlechtsverkehr, während der Ejakulation, werden etwa fünf Milliliter – das entspricht etwa einem Teelöffel – Sperma abgegeben. Darin befinden sich über 100 Millionen Spermien.
Was meinst du, wie schnell ein Spermium ist? Die Spermien können sich mit einer Geschwindigkeit von drei Millimetern pro Sekunde fortbewegen. Dabei gelangen nur wenige 100 Spermien bis zur Eizelle. Es ist wichtig, zu wissen, wie lange ein Spermium nach der Ejakulation überleben kann. Die Lebensdauer des Spermiums in der Gebärmutter oder im Gebärmutterhals beträgt nämlich einige Tage und somit ist eine Befruchtung der Eizelle auch in dieser Zeit noch möglich.

Wie ist eine männliche Keimzelle aufgebaut?

Ein reifes Spermium sieht einer Kaulquappe sehr ähnlich. Im Folgenden wird der Aufbau der männlichen Keimzelle erläutert. Allgemein ist die Keimzelle wie eine Tierzelle aufgebaut. Um den Aufbau einer Tierzelle zu wiederholen, kannst du dir das Video Tierzelle – Aufbau anschauen.

In der folgenden Abbildung kannst du sehen, wie ein Spermium aufgebaut ist.

Aufbau, Aufgabe, Funktion, Anatomie Spermium und männliche Keimzelle Beschriftung

Kopf des Spermiums Er enthält den Zellkern, das Akrosom und die Zentriole.
Zellkern Er enthält die Erbinformationen – also die Hälfte der Erbinformationen des zukünftigen Embryos.
Akrosom Es enthält Enzyme, die dabei helfen, die Schutzhülle der Eizelle aufzulösen, damit das Spermium problemlos eindringen kann.
Mittelstück Es enthält viele Mitochondrien, die die Energie für den Geißelapparat bereitstellen.
Schwanz Er wird auch als Flagellum bezeichnet und dient der Fortbewegung des Spermiums.

Dieses Video

In diesem Video lernst du, wie man eine männliche Keimzelle nennt und aus was ein Spermium besteht. Du erfährst, dass täglich viele Millionen Keimzellen in den Hoden eines Mannes produziert werden und reifen. Die reifen Spermien werden in den Nebenhoden gelagert, wo sie über vier Wochen überlebensfähig sind. Außerdem lernst du den genauen Aufbau und die Funktion der männlichen Keimzelle bzw. der Spermien kennen.

Weißt du auch, was während der Pubertät von Jungen passiert oder welche Geschlechtsorgane ein Mann besitzt? Weiterführend kannst du dir dazu die folgenden Videos anschauen: Pubertät bei Jungen und Geschlechtsorgane des Mannes. Übrigens: Auch Mädchen haben Keimzellen – die Eizellen. Mehr dazu kannst du dir in dem Video über die Eizelle ansehen.

Im Anschluss an das Video und diesen Text findest du Übungen und Arbeitsblätter zu dem Thema Männliche Keimzellen – Spermien, um dein erlerntes Wissen zu überprüfen. Viel Spaß!

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Männliche Keimzellen - Spermien Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Männliche Keimzellen - Spermien kannst du es wiederholen und üben.
  • Bestimme alle Abbildungen, auf denen männliche Keimzellen zu sehen sind.

    Tipps

    Spermien sind die männlichen Keimzellen.

    Es gibt zwei richtige Antworten.

    Lösung

    Spermien sind die männlichen Keimzellen, die in den Keimdrüsen gebildet werden. Mit einer Größe von etwa 0,06 Millimetern zählen Spermien zu den kleinsten Zellen im menschlichen Körper.

    Ein Spermium hat die Funktion, die weibliche Keimzelle, die Eizelle, zu befruchten.

  • Stelle den groben Aufbau eines Spermiums dar.

    Tipps

    Ein Spermium gliedert sich grob in Mittelstück, Schwanz und Kopf.

    Lösung

    Ein Spermium gliedert sich grob in Kopf, Mittelstück und Schwanz:

    • Der Kopf des Spermiums besteht hauptsächlich aus dem Zellkern, der die Erbinformationen enthält.
    • Vorn am Kopf befindet sich außerdem das Akrosom. Es enthält Enzyme, die dabei helfen, die Schutzhülle der Eizelle aufzulösen. So kann ein Spermium in eine Eizelle eindringen und die Befruchtung kann stattfinden.
    • An den Hals des Spermiums schließt sich sein Mittelstück an. Das Mittelstück enthält in einem Spiralfaden mehrere Mitochondrien, die die Energie in Form von Adenosintriphosphat (ATP) für die Fortbewegung bereitstellen.
    • Der Spiralfaden geht am Ende des Mittelstücks in einen beweglichen Schwanzteil über: die Geißel mit einem kurzen Endstück.

  • Erkläre, was Spermien sind und wie sie entstehen.

    Tipps

    Das Präfix „Ur-“ drückt aus, dass etwas bereits vor langer Zeit existiert hat. Beispiele sind Uroma, Ureinwohner und Urwald.

    Die beiden Hoden sind die männlichen Keimzellen.

    Lösung

    Spermien sind männliche Keimzellen, die in den Keimdrüsen gebildet werden. Der Kopf des Spermiums besteht hauptsächlich aus dem Zellkern, der die Erbinformationen enthält. Von Kopf bis Schwanzende ist ein Spermium nur etwa 0,06 Millimeter groß.

    Die Keimdrüsen sind bei biologischen Jungen und Männern die Hoden, die zu den männlichen Geschlechtsorganen gehören. Nebenhoden und Hoden liegen im Hodensack. Hier herrscht eine ideale Temperatur von etwa 32 Grad Celsius.

    In den Hoden eines Jungen befinden sich Milliarden von Urspermienzellen. Sobald die Pubertät beginnt, teilen sich diese Zellen. So entstehen aus jeder Urspermienzelle vier Spermienzellen.

    Die Spermienzellen wachsen und reifen in den Hoden heran. Reife Spermienzellen werden dann in den Nebenhoden gespeichert.

  • Schildere, wie es bei ungeschütztem Geschlechtsverkehr zu einer Befruchtung der weiblichen Eizelle kommen kann.

    Tipps

    Nur ein Spermium schafft es, in die Eizelle einzudringen und sie zu befruchten.

    Der Samenerguss des Mannes ist der Startschuss für die Spermien, im wahrsten Sinne des Wortes.

    Lösung

    Bei ungeschütztem Geschlechtsverkehr kann es folgendermaßen zu einer Befruchtung der weiblichen Eizelle kommen:

    • Beim Höhepunkt eines Orgasmus kommt es zum Samenerguss.
    • Dabei gelangen etwa 5 ml Sperma, welches über hundert Millionen Spermien enthält, in den Körper der Frau.
    • Vom Rand der Gebärmutter bewegen sie sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 3 mm/sec vorwärts in Richtung Eizelle.
    • Jedoch schaffen es nur einige Hunderte der über hundert Millionen Spermien bis zur Eizelle im Eileiter.
    • Das schnellste Spermium schafft es, in die weibliche Eizelle einzudringen und sie zu befruchten.
    • Direkt danach wird eine Reaktion ausgelöst, die das Eindringen weiterer Spermien blockiert.

  • Gib an, welche Abbildung das Prinzip der Fortbewegung eines Spermiums darstellt.

    Tipps

    Spermien bewegen sich rotierend fort.

    Beim Rotieren dreht sich ein Gegenstand kreisförmig.

    Lösung

    Lange dachte man, Spermien würden schwimmen wie ein Aal, also ihren Schwanz hin- und herbewegen, wodurch eine Schlängelbewegung entsteht.

    Doch eine Forschergruppe der Universität Bristol hat die Bewegungen von Spermien mithilfe moderner 3D-Mikroskopie aufgezeichnet und festgestellt: Sie rotieren ähnlich wie ein Kreisel und schrauben sich demnach vorwärts.

  • Beschreibe besondere Fakten zu den jeweiligen Aspekten in Bezug auf männliche Keimzellen.

    Tipps

    Durch die Ejakulation bei ungeschütztem Geschlechtsverkehr gelangen die Spermien in den Körper der Frau.

    Aus jeder Urspermienzelle entstehen vier Spermienzellen.

    Lösung

    Es gibt viele interessante Fakten über die männlichen Keimzellen:

    • Die Urspermienzelle befindet sich im Hoden und teilt sich in der Pubertät.
    • Ein reifes Spermium kann im Nebenhoden bis zu vier Wochen überdauern.
    • Das Akrosom enthält Enzyme, die dabei helfen, die Schutzhülle der Eizelle aufzulösen.
    • Das Mitochondrium stellt die Energie in Form von ATP für die Fortbewegung bereit.
    • Die Ejakulation ist der Samenerguss beim Höhepunkt eines Orgasmus.