Nejdelší fáze meiózy. Doporučení pro řešení úloh C5 (počítání počtu chromozomů a množství DNA)

Doprovázeno snížením počtu chromozomů o polovinu. Skládá se ze dvou po sobě jdoucích dělení, které mají stejné fáze jako mitóza. Nicméně, jak je uvedeno v tabulka "Porovnání mitózy a meiózy", trvání jednotlivých fází a procesy v nich probíhající se výrazně liší od procesů probíhajících během mitózy.

Tyto rozdíly jsou především následující.

v meióze profáze I delší. Děje se to v něm časování(spojení homologních chromozomů) a výměna genetických informací. V anafázi I centromery které drží chromatidy pohromadě nesdílejte a jeden z homologmeiózy mitózy a ostatní chromozomy odcházejí k pólům. Mezifáze před druhou divizí velmi krátké, v něm DNA není syntetizována. Buňky ( hality), vzniklé v důsledku dvou meiotických dělení, obsahují haploidní (jedinou) sadu chromozomů. Diploidie se obnoví, když se spojí dvě buňky – mateřská a otcovská. Oplozené vajíčko je tzv zygota.

Mitóza a její fáze

Mitóza, popř nepřímé dělení, je nejrozšířenější v přírodě. Mitóza je základem dělení všech nepohlavních buněk (epiteliální, svalové, nervové, kostní atd.). Mitóza sestává ze čtyř po sobě jdoucích fází (viz tabulka níže). Díky mitóze je zajištěna rovnoměrná distribuce genetické informace rodičovské buňky mezi dceřinými buňkami. Období života buňky mezi dvěma mitózami se nazývá mezifáze. Je desetkrát delší než mitóza. Probíhá v něm řada velmi důležitých procesů, které předcházejí buněčnému dělení: syntetizují se molekuly ATP a bílkovin, každý chromozom se zdvojuje a tvoří dva sesterské chromatidy, které drží pohromadě společný centromera, zvyšuje se počet hlavních organel cytoplazmy.

v profázi spirála a jako výsledek chromozomy ztloustnou, skládající se ze dvou sesterských chromatid držených pohromadě centromerou. Do konce profáze jaderná membrána a jadérka zmizí a chromozomy se rozptýlí po celé buňce, centrioly se přesunou k pólům a vytvoří se štěpné vřeteno. V metafázi dochází k další spiralizaci chromozomů. V této fázi jsou nejzřetelněji viditelné. Jejich centromery jsou umístěny podél rovníku. K nim jsou připojena vřetenová vlákna.

v anafázi centromery se dělí, sesterské chromatidy se od sebe oddělují a díky kontrakci vřetenových vláken se přesouvají k opačným pólům buňky.

v telofázi cytoplazma se rozdělí, chromozomy se rozvinou, jadérka a jaderné membrány se znovu vytvoří. v živočišných buňkách cytoplazma je ligována v zelenině- ve středu mateřské buňky se vytvoří přepážka. Takže z jedné původní buňky (matky) vzniknou dvě nové dceřiné buňky.

Tabulka - Srovnání mitózy a meiózy

Fáze Mitóza Redukční dělení buněk
1 divize 2 divize
Mezifáze

Sada chromozomů 2n.

Dochází k intenzivní syntéze bílkovin, ATP a dalších organických látek.

Chromozomy se zdvojují, každý se skládá ze dvou sesterských chromatid držených pohromadě společnou centromerou.

Sada chromozomů 2n Pozorujeme stejné procesy jako u mitózy, ale déle, zejména při tvorbě vajíček. Sada chromozomů je haploidní (n). Nedochází k syntéze organických látek.
Profáze Je krátkodobý, chromozomy se spiralizují, nukleární obal a jadérko mizí a vzniká dělicí vřeténka. Delší. Na začátku fáze probíhají stejné procesy jako u mitózy. Navíc dochází ke konjugaci chromozomů, kdy se homologní chromozomy k sobě přibližují po celé délce a stáčejí se. V tomto případě může dojít k výměně genetické informace (křížení chromozomů) – cross over. Poté se chromozomy oddělí. krátký; stejné procesy jako u mitózy, ale s n chromozomy.
metafáze Dochází k další spiralizaci chromozomů, jejich centromery jsou umístěny podél rovníku. Existují procesy podobné těm v mitóze.
Anafáze Centromery držící sesterské chromatidy pohromadě se rozdělí, každá z nich se stane novým chromozomem a přesune se k opačným pólům. Centromery se nedělí. Jeden z homologních chromozomů, sestávající ze dvou chromatid, držených pohromadě společnou centromerou, odchází k opačným pólům. Totéž se děje jako u mitózy, ale s n chromozomy.
Telofáze Cytoplazma se dělí, vznikají dvě dceřiné buňky, každá s diploidní sadou chromozomů. Vřeteno dělení mizí, tvoří se jadérka. Netrvá dlouho Homologní chromozomy vstupují do různých buněk s haploidní sadou chromozomů. Ne vždy se cytoplazma dělí. Cytoplazma je rozdělena. Po dvou meiotických děleních se vytvoří 4 buňky s haploidní sadou chromozomů.

Tabulka srovnávající mitózu a meiózu.

V posledních dvou letech se stále častěji objevují otázky týkající se způsobů reprodukce organismů, způsobů dělení buněk, rozdílů mezi různými stádii mitózy a meiózy, sad chromozomů (n) a obsahu DNA (c) v různých stádiích buňky. život se začal objevovat ve variantách úloh testu USE v biologii.

Souhlasím s autory úkolů. Abychom dobře pochopili podstatu procesů mitózy a meiózy, musíme nejen pochopit, jak se od sebe liší, ale také vědět, jak se mění sada chromozomů ( n), a co je nejdůležitější, jejich kvalita ( S), v různých fázích těchto procesů.

Pamatujte, samozřejmě, že mitóza a meióza jsou různé způsoby dělení jádra buňky, spíše než dělení buněk samotných (cytokineze).

Pamatujeme si také, že vlivem mitózy dochází k rozmnožování diploidních (2n) somatických buněk a je zajištěno nepohlavní rozmnožování a meióza zajišťuje tvorbu haploidních (n) zárodečných buněk (gamet) u zvířat nebo haploidních (n) spor u rostlin.

Pro usnadnění vnímání informací

na obrázku níže jsou mitóza a meióza znázorněny společně. Jak vidíme, toto schéma nezahrnuje, neobsahuje úplný popis toho, co se děje v buňkách během mitózy nebo meiózy. Účelem tohoto článku a tohoto obrázku je upozornit pouze na ty změny, ke kterým dochází u samotných chromozomů v různých fázích mitózy a meiózy. Na to je kladen důraz v nových testovacích úlohách USE.

Aby nedošlo k přetížení kreseb, je diploidní karyotyp v buněčných jádrech zastoupen pouze dvěma páry homologní chromozomy (tj. n = 2). První pár jsou větší chromozomy ( Červené A oranžový). Druhý pár je menší modrý A zelená). Pokud bychom měli konkrétně znázornit například lidský karyotyp (n = 23), museli bychom nakreslit 46 chromozomů.

Vzhledem k tomu, jaká byla sada chromozomů a jejich kvalita před začátkem dělení v interfázové buňce v období G1? Samozřejmě, že byl 2n2c. Na tomto obrázku nevidíme buňky s takovou sadou chromozomů. Protože po S během interfázové periody (po replikaci DNA) počet chromozomů, i když zůstává stejný (2n), ale protože každý z chromozomů se nyní skládá ze dvou sesterských chromatid, vzorec buněčného karyotypu bude zapsán následovně : 2n4c. A zde jsou buňky s takovými dvojitými chromozomy, připravené ke spuštění mitózy nebo meiózy, a jsou znázorněny na obrázku.

Tento obrázek nám umožňuje odpovědět na následující testovací otázky

Jaký je rozdíl mezi profází mitózy a profází I meiózy? V profázi I meiózy nejsou chromozomy volně distribuovány v celém objemu bývalého buněčného jádra (jaderná membrána se v profázi rozpouští), jako v profázi mitózy, a homology se spojují a konjugují (proplétají) s každým jiný. To může vést ke křížení : výměna některých identických úseků sesterských chromatid v homologech.

Jaký je rozdíl mezi mitotickou metafází a meiotickou metafází I? V metafázi I meiózy se buňky seřadí podél rovníku a neoddělí se bichromatidové chromozomy jako v metafázi mitózy, in bivalenty(dva homology dohromady) popř tetrády(tetra - čtyři, podle počtu sesterských chromatid zapojených do konjugace).

Jaký je rozdíl mezi mitotickou anafází a meiotickou anafází I? V anafázi mitózy jsou vřetenová vlákna dělení k pólům buňky odtažena sesterské chromatidy(který by se v tuto chvíli již měl jmenovat jednochromatidové chromozomy). Vezměte prosím na vědomí, že v tuto chvíli, protože se z každého dvouchromatidového chromozomu vytvořily dva jednochromatidové chromozomy a dvě nová jádra se ještě nevytvořila, bude chromozomový vzorec takových buněk vypadat jako 4n4c. V anafázi I meiózy jsou dvouchromatidové homology oddělovány vlákny vřetena k pólům buňky. Mimochodem, na obrázku v anafázi I vidíme, že jedna ze sesterských chromatid oranžového chromozomu má sekce červené chromatidy (a podle toho naopak) a jedna ze sesterských chromatid zeleného chromozomu má sekce modré chromatidy (a v souladu s tím i naopak). Můžeme tedy konstatovat, že během I. profáze meiózy docházelo mezi homologními chromozomy nejen ke konjugaci, ale i ke křížení.

Jaký je rozdíl mezi telofázou mitózy a telofází I meiózy? V telofázi mitózy budou dvě nově vytvořená jádra (zatím neexistují dvě buňky, vznikají jako výsledek cytokineze) diploidní sada jednochromatidových chromozomů - 2n2c. V telofázi I meiózy budou dvě vytvořená jádra obsahovat haploidní sada dvouchromatidových chromozomů - 1n2c. Vidíme tedy, že meiózu jsem již poskytl redukce dělení (počet chromozomů se snížil na polovinu).

Co poskytuje meióza II? Meióza II se nazývá rovnicové(vyrovnávací) dělení, v jehož důsledku budou čtyři výsledné buňky obsahovat haploidní sadu normálních jednochromatidových chromozomů - 1n1c.

Jaký je rozdíl mezi profází I a profází II? V profázi II neobsahují buněčná jádra homologní chromozomy, jako v profázi I, takže nedochází k asociaci homologů.

Jaký je rozdíl mezi mitotickou metafází a meiotickou metafází II? Velmi „záludná“ otázka, protože z jakékoli učebnice si pamatujete, že meióza II obecně probíhá jako mitóza. Ale pozor, v metafázi mitózy se buňky seřadí podél rovníku dichromatid chromozomy a každý chromozom má svůj homolog. V metafázi II meiózy, podél rovníku, se také seřadí dichromatid chromozomy, ale nejsou homologní . Na barevné kresbě, jako v tomto článku výše, je to jasně vidět, ale u zkoušky jsou kresby černobílé. Tato černobílá kresba jedné z testovacích úloh zobrazuje metafázi mitózy, protože existují homologní chromozomy (velký černý a velký bílý jsou jeden pár; malý černý a malý bílý jsou další pár).

- Může existovat podobná otázka na anafázi mitózy a anafázi II meiózy .

Jaký je rozdíl mezi telofází I meiózy a telofází II? Přestože je sada chromozomů v obou případech haploidní, během telofáze I jsou chromozomy dvouchromatidové a během telofáze II jsou jednochromatidové.

Když jsem psal podobný článek na tento blog, nikdy jsem si nemyslel, že za tři roky se obsah testů tak změní. Je zřejmé, že kvůli potížím s vytvářením dalších a dalších testů vycházejících ze školního kurikula z biologie už autoři-sestavovatelé nemají možnost „hrabat se do šířky“ (všechno je už dávno „překopáno“) a jsou nuceni „kopat hluboko“.

*******************************************
Kdo bude mít dotazy k článku učitel biologie přes skype prosím kontaktujte mě v komentářích.

Vývoj a růst živých organismů je nemožný bez procesu buněčného dělení. V přírodě existuje několik typů a způsobů dělení. V tomto článku si stručně a srozumitelně pohovoříme o mitóze a meióze, vysvětlíme si hlavní význam těchto procesů a představíme, v čem se liší a v čem jsou si podobné.

Mitóza

Proces nepřímého štěpení neboli mitózy je v přírodě nejběžnější. Je založena na dělení všech existujících nepohlavních buněk, a to svalových, nervových, epiteliálních a dalších.

Mitóza se skládá ze čtyř fází: profáze, metafáze, anafáze a telofáze. Hlavní úlohou tohoto procesu je rovnoměrná distribuce genetického kódu z rodičovské buňky do dvou dceřiných buněk. Buňky nové generace jsou přitom jedna k jedné podobné těm mateřským.

Rýže. 1. Schéma mitózy

Doba mezi štěpnými procesy se nazývá mezifáze . Nejčastěji je interfáze mnohem delší než mitóza. Toto období je charakteristické:

  • syntéza proteinů a molekul ATP v buňce;
  • duplikace chromozomů a tvorba dvou sesterských chromatid;
  • zvýšení počtu organel v cytoplazmě.

Redukční dělení buněk

Dělení zárodečných buněk se nazývá meióza, je doprovázeno snížením počtu chromozomů na polovinu. Zvláštností tohoto procesu je, že probíhá ve dvou fázích, které na sebe plynule navazují.

TOP 4 článkykteří čtou spolu s tímto

Interfáze mezi oběma stupni meiotického dělení je tak krátká, že je téměř nepostřehnutelná.

Rýže. 2. Schéma meiózy

Biologický význam meiózy je tvorba čistých gamet, které obsahují haploid, jinými slovy, jeden soubor chromozomů. Diploidie je obnovena po oplodnění, to znamená splynutí mateřských a otcovských buněk. V důsledku fúze dvou gamet vzniká zygota s kompletní sadou chromozomů.

Pokles počtu chromozomů během meiózy je velmi důležitý, protože jinak by se počet chromozomů s každým dělením zvyšoval. Díky redukčnímu dělení je zachován konstantní počet chromozomů.

Srovnávací charakteristiky

Rozdíl mezi mitózou a meiózou je v trvání fází a procesů v nich probíhajících. Níže Vám nabízíme tabulku "Mitóza a meióza", která ukazuje hlavní rozdíly mezi oběma způsoby dělení. Fáze meiózy jsou stejné jako fáze mitózy. Více o podobnostech a rozdílech mezi těmito dvěma procesy se můžete dozvědět ve srovnávacím popisu.

Fáze

Mitóza

Redukční dělení buněk

První divize

Druhá divize

Mezifáze

Sada chromozomů mateřské buňky je diploidní. Syntetizují se bílkoviny, ATP a organické látky. Chromozomy se duplikují, vznikají dvě chromatidy spojené centromerou.

diploidní sada chromozomů. Probíhají stejné akce jako u mitózy. Rozdíl je v trvání, zejména při tvorbě vajíček.

haploidní sada chromozomů. Syntéza chybí.

krátká fáze. Jaderné membrány a jadérko se rozpouštějí a vzniká vřeténko.

Trvá déle než mitóza. Zaniká i jaderný obal a jadérko a vzniká štěpné vřeténo. Kromě toho je pozorován proces konjugace (sbližování a fúze homologních chromozomů). V tomto případě dochází k překračování – výměně genetické informace v některých oblastech. Poté, co se chromozomy rozcházejí.

Podle trvání - krátká fáze. Procesy jsou stejné jako u mitózy, pouze s haploidními chromozomy.

metafáze

Je pozorována spirálovitost a uspořádání chromozomů v ekvatoriální části vřeténka.

Podobné jako mitóza

Stejné jako u mitózy, jen s haploidní sadou.

Centromery jsou rozděleny do dvou nezávislých chromozomů, které se rozcházejí do různých pólů.

K dělení Centromer nedochází. Jeden chromozom, sestávající ze dvou chromatid, odchází k pólům.

Podobně jako mitóza, pouze s haploidní sadou.

Telofáze

Cytoplazma se dělí na dvě stejné dceřiné buňky s diploidním souborem, vznikají jaderné membrány s jadérky. Vřeteno dělení zmizí.

Doba trvání je krátká fáze. Homologní chromozomy se nacházejí v různých buňkách s haploidní sadou. Cytoplazma se ve všech případech nedělí.

Cytoplazma se dělí. Vzniknou čtyři haploidní buňky.

Rýže. 3. Srovnávací schéma mitózy a meiózy

co jsme se naučili?

V přírodě se buněčné dělení liší v závislosti na jejich účelu. Takže například nepohlavní buňky se dělí mitózou a pohlavní buňky - meiózou. Tyto procesy mají v některých krocích podobná schémata rozdělení. Hlavním rozdílem je přítomnost počtu chromozomů ve vytvořené nové generaci buněk. Takže během mitózy má nově vytvořená generace diploidní sadu a během meiózy haploidní sadu chromozomů. Liší se také doba fází dělení. Oba způsoby dělení hrají v životě organismů obrovskou roli. Bez mitózy neprobíhá ani jedna obnova starých buněk, reprodukce tkání a orgánů. Meióza pomáhá udržovat konstantní počet chromozomů v nově vytvořeném organismu během reprodukce.

Tématický kvíz

Vyhodnocení zprávy

Průměrné hodnocení: 4.3. Celková obdržená hodnocení: 4199.

Biologický význam meiózy Meióza snižuje počet chromozomů. Z jedné diploidní buňky se vytvoří 4 haploidní buňky.

Meióza produkuje geneticky odlišné buňky (včetně gamet), protože v procesu meiózy je genetický materiál třikrát rekombinován:

1) kvůli přejezdu;

2) v důsledku náhodné a nezávislé segregace homologních chromozomů;

3) kvůli náhodné a nezávislé divergenci crossover chromatid.

První a druhé dělení meiózy se skládá ze stejných fází jako mitóza, ale podstata změn v dědičném aparátu je odlišná.

Profáze 1. (2n4s) Nejdelší a nejsložitější fáze meiózy. Skládá se z několika po sobě jdoucích fází. Homologní chromozomy se k sobě začnou přitahovat podobnými oblastmi a konjugovat se.

Konjugace je proces blízkého přiblížení homologních chromozomů. Pár konjugovaných chromozomů se nazývá bivalentní. Bivalenty se nadále zkracují a zahušťují. Každý bivalent je tvořen čtyřmi chromatidami. Proto se jí říká tetráda.

Nejdůležitější událostí je cross over – výměna částí chromozomů. Crossover vede k první rekombinaci genů během meiózy.

Na konci profáze 1 se vytvoří vřeteno a jaderný obal zmizí. Bivalenty se přesouvají do rovníkové roviny.

Metafáze 1. (2n; 4s) Tvorba štěpného vřetena je dokončena. Spiralizace chromozomů je maximální. Bivalenty se nacházejí v rovině rovníku. Centromery homologních chromozomů navíc směřují k různým pólům buňky. Umístění bivalentů v ekvatoriální rovině je stejně pravděpodobné a náhodné, to znamená, že každý z otcovských a mateřských chromozomů může být otočen k jednomu nebo druhému pólu. To vytváří předpoklady pro rekombinaci druhého genu během meiózy.

Anafáze 1. (2n; 4s) K pólům se rozbíhají celé chromozomy, nikoli chromatidy, jako u mitózy. Každý pól má polovinu chromozomové sady. Navíc se páry chromozomů rozcházejí, protože se během metafáze nacházely v rovině rovníku. V důsledku toho vzniká široká škála kombinací otcovských a mateřských chromozomů a dochází k druhé rekombinaci genetického materiálu.

Telofáze 1. (1n; 2s) U živočichů a některých rostlin se chromatidy despiralizují a kolem nich se vytvoří jaderná membrána. Poté se cytoplazma dělí (u živočichů) nebo vzniká oddělující buněčná stěna (u rostlin). V mnoha rostlinách buňka z anafáze 1 okamžitě přechází do profáze 2.

Druhé dělení meiózy

Mezifáze 2. (1n; 2s) Je charakteristický pouze pro živočišné buňky. K replikaci DNA nedochází. Druhá fáze meiózy také zahrnuje profázi, metafázi, anafázi a telofázi.

Profáze 2. (1n; 2s) Chromozomy se spiralizují, jaderná membrána a jadérka jsou zničeny, centrioly, pokud existují, se přesunou k pólům buňky a vytvoří se dělicí vřeténka.

Metafáze 2. (1n; 2s) Vytvoří se metafázová deska a vřeteno a vlákna vřetena jsou připojena k centromerám.

Anafáze 2. (2n; 2s) Centromery chromozomů se dělí, chromatidy se stávají samostatnými chromozomy a vlákna vřeténka je natahují k pólům buňky. Počet chromozomů v buňce se stává diploidním, ale na každém pólu se tvoří haploidní sada. Protože v metafázi 2 jsou chromatidy chromozomu náhodně umístěny v ekvatoriální rovině, dochází ke třetí rekombinaci genetického materiálu buňky v anafázi.

Telofáze 2. (1n; 1s) Závity štěpného vřeténka mizí, chromozomy se despiralizují, obnovuje se jaderný obal kolem nich a dělí se cytoplazma.

V důsledku dvou po sobě jdoucích dělení meiózy tedy diploidní buňka dává vzniknout čtyřem dceřiným, geneticky odlišným buňkám s haploidní sadou chromozomů.

Úkol 1.

Sada chromozomů somatických buněk kvetoucí rostliny N je 28. Určete sadu chromozomů a počet molekul DNA v buňkách vajíčka před meiózou, v metafázi meiózy I a metafázi meiózy II. Vysvětlete, jaké procesy v těchto obdobích probíhají a jak ovlivňují změny v počtu DNA a chromozomů.

Řešení: V somatických buňkách je 28 chromozomů, což odpovídá 28 DNA.

Fáze meiózy

Počet chromozomů

Množství DNA

Interphase 1 (2p4s)

Prophase 1 (2n4c)

Metafáze 1 (2n4s)

Anaphase 1 (2n4s)

Telofáze 1 (1n2s)

Interphase 2 (1n2s)

Prophase 2 (1n2s)

Metafáze 2 (1n2s)

Anaphase 2 (2n2s)

Telophase 2 (1n1s)

  1. Před začátkem meiózy je množství DNA 56, protože se zdvojnásobilo, a počet chromozomů se nezměnil - je jich 28.
  2. V metafázi meiózy I je množství DNA 56, počet chromozomů 28, homologní chromozomy jsou umístěny v párech nad a pod rovníkovou rovinou, vzniká dělicí vřeténka.
  3. V metafázi meiózy II je počet DNA 28, chromozomů - 14, protože po redukčním dělení meiózy I se počet chromozomů a DNA snížil dvakrát, chromozomy jsou umístěny v rovině rovníku, vzniká dělicí vřeteno.

Úkol 2.

Sada chromozomů somatických buněk pšenice je 28. Určete sadu chromozomů a počet molekul DNA v buňkách vajíčka před meiózou, v meióze anafáze I a meiózové anafázi II. Vysvětlete, jaké procesy v těchto obdobích probíhají a jak ovlivňují změny v počtu DNA a chromozomů.

Úkol 3.

Somatická buňka zvířete je charakterizována diploidní sadou chromozomů. Určete sadu chromozomů (n) a počet molekul DNA (c) v buňce v meiotické profázi I a meiotické metafázi II. Vysvětlete výsledky v každém případě.

Úkol 4.

Sada chromozomů somatických buněk pšenice je 28. Určete sadu chromozomů a počet molekul DNA v buňce vajíčka na konci meiózy I a meiózy II. Vysvětlete výsledky v každém případě.

Úkol 5.

Sada chromozomů somatických buněk angreštu je 16. Určete sadu chromozomů a počet molekul DNA v telofázi meiózy I a anafázi meiózy II. Vysvětlete výsledky v každém případě.

Úkol 6.

Somatické buňky Drosophila obsahují 8 chromozomů. Určete, kolik chromozomů a molekul DNA je obsaženo v jádrech během gametogeneze před dělením v interfázi a na konci telofáze meiózy I.

Úkol 7.

Sada chromozomů somatických buněk pšenice je 28. Určete sadu chromozomů a počet molekul DNA v jádře (buňce) vajíčka před meiózou I a meiózou II. Vysvětlete výsledky v každém případě.

Úkol 8.

Sada chromozomů somatických buněk pšenice je 28. Určete sadu chromozomů a počet molekul DNA v jádře (buňce) vajíčka před začátkem meiózy I a v metafázi meiózy I. V každém případě vysvětlete výsledky.

Úkol 9.

Somatické buňky Drosophila obsahují 8 chromozomů. Určete, kolik chromozomů a molekul DNA je obsaženo v jádrech během gametogeneze před rozdělením do interfáze a na konci meiózy telofáze I. Vysvětlete, jak takový počet chromozomů a molekul DNA vzniká.

1. Před začátkem dělení počet chromozomů = 8, počet molekul DNA = 16 (2n4c); na konci telofáze meiózy I počet chromozomů = 4, počet molekul DNA = 8.

2. Před začátkem dělení se molekuly DNA zdvojnásobí, ale počet chromozomů se nemění, protože každý chromozom se stává dvouchromatidou (skládá se ze dvou sesterských chromatid).

3. Meióza je redukční dělení, takže počet chromozomů a molekul DNA je poloviční.

Úkol 10.

Skot má ve svých somatických buňkách 60 chromozomů. Jaký bude počet chromozomů a molekul DNA v buňkách varlat v interfázi před začátkem dělení a po dělení meiózy I?

1. V interfázi před začátkem dělení: chromozomy - 60, molekuly DNA - 120; po meióze I: chromozomy - 30, DNA - 60.

2. Před začátkem dělení se molekuly DNA zdvojnásobí, jejich počet se zvýší a počet chromozomů se nemění - 60, každý chromozom se skládá ze dvou sesterských chromatid.

3) Meióza I je redukční dělení, takže počet chromozomů a molekul DNA je snížen 2krát.

Úkol 11.

Jaká sada chromozomů je typická pro pylové zrno borovice a spermie? Vysvětlete, z jakých počátečních buněk a v důsledku jakého dělení tyto buňky vznikají.

1. Pyl borovice a spermie mají haploidní sadu chromozomů - n.

2. Pylové buňky borovice se vyvíjejí z haploidních spor pomocí MITÓZY.

3. Spermie borovice se vyvíjejí z pylového zrna (generativní buňky) pomocí MITÓZY.

Redukční dělení buněk - Jedná se o způsob dělení eukaryotických buněk, jehož výsledkem jsou z jedné mateřské buňky 4 dceřiné buňky s polovičním počtem chromozomů. Tento typ dělení zahrnuje 2 po sobě jdoucí dělení, z nichž každé se skládá ze 4 fází: profáze, metafáze, anafáze a telofáze. Sada chromozomů před dělením v mateřských buňkách je diploidní a v dceřiných buňkách haploidní. Stav dědičné informace po oddělení se mění v důsledku procesů konjugace a křížení. Meiózu poprvé popsal německý biolog A. Gertrig v roce 1876 na příkladu vajíček mořského ježka. Význam meiózy v dědičnosti však popsal až v roce 1890 německý biolog A. Weissmann.

Etapy a fáze meiózy

Stupeň I - redukční dělení nebo meióza I:

Profáze I - fáze šroubovice (kondenzace) bichromatické chromozomy. V meióze je časově nejdelší, dochází při ní k řadě procesů.

spirálovitost bichromatické chromozomy. Chromozomy jsou zkrácené a zhutněné a mají formu tyčovitých struktur. Poté se homologní chromozomy přiblíží a konjugují (těsně vedle sebe po celé délce, obtočení, křížení).

Tak vznikají komplexy se 4 chromatidami propojenými v určitých místech, tzv notebooky, nebo bivalenty.

Časování (konvergence a fúze úseků homologních chromozomů) a překračující (výměna určitých oblastí mezi homologními chromozomy). V důsledku křížení se tvoří nové kombinace dědičného materiálu. Cross over je tedy jedním ze zdrojů dědičné variability. Po nějaké době se homologní chromozomy začnou od sebe vzdalovat. V tomto případě je patrné, že každá z nich se skládá ze dvou chromatid.

Rozdíl mezi centrioly a póly.

Zmizení jadérek.

Rozpad jaderného obalu na fragmenty.

Formování vřetena.

Metafáze I - fáze umístění notebook na rovníku:

Krátká vlákna jsou připojena k centromeře pouze na jedné straně a chromozomy jsou uspořádány ve dvou liniích;

Buňky jsou umístěny na rovníku notebooky.

Anafáze I - rozdílová fáze bichromatický homologní chromozomy.

Každá tetráda je rozdělena na dva chromozomy;

Vřetenová vlákna se stahují a natahují dvě chromatidy chromozomu směrem k pólům. Na konci anafáze má každý z pólů buňky haploidní (poloviční) sadu chromozomů. Divergence chromozomů každého páru je náhodná událost, která je dalším zdrojem dědičné variability.

Telofáze I - fáze despiralizace dvouchromatidových chromozomů:

Vznik dvou buněk haploidní sada dvouchromatidových chromozomů;

V buňkách živočichů a některých rostlin dochází k despiralizaci chromozomů a dělení cytoplazmy mateřské buňky, ale v buňkách většiny rostlinných druhů se cytoplazma nedělí.

Výsledkem meiózy je vznik dvou dceřiných buněk z jedné mateřské buňky s haploidní sadou dvouchromatidových chromozomů.

Interfáze mezi meiotickými děleními je krátká nebo chybí, protože nedochází k syntéze DNA.

Stádium II - mitotické nebo meiózaII

Profáze II - fáze spirály dvouchromatidových chromozomů.

Metafáze II - fáze uspořádání dvouchromatidových chromozomů na rovníku.

■ krátká vlákna jsou připojena k centromeře;

■ Na rovníku buňky jsou umístěny dva chromozomy v jedné řadě.

Anafáze II - fáze rozdílu jednochromatidových chromozomů k pólům buněk:

■ každý chromozom je rozdělen na chromatidy;

■ vlákna vřetena se stahují a natahují chromatidy k pólům.

Telofáze II - fáze despiralizace jednochromatidových chromozomů:

■ vytvoření dvou buněk s haploidní sadou jednochromatidových chromozomů.

Obecným výsledkem meiózy je tedy vytvoření 4 dceřiných buněk z jedné mateřské buňky s haploidní sadou jednoduchých chromatidových chromozomů.

Biologický význam meiózy: 1) poskytuje modifikaci dědičného materiálu; 2) udržuje stálost karyotypu během sexuální reprodukce; 3) je základem pohlavního rozmnožování.

Srovnávací charakteristiky mitózy a meiózy

znamení

mitóza

redukční dělení buněk

počet divizí

Počet vytvořených buněk 3 jedna

Sada chromozomů před dělením v buňkách

diploidní

diploidní

Sada chromozomů v dceřiných buňkách

Diploidní (2p1s)

Haploid (1p1s)

Stav dědičné informace v buňkách

beze změny

upraveno

Procesní rozdíly v profáze mitóza a profáze 1 meióza

Nedostatek konjugace a překračování

Přítomnost konjugace a křížení

Procesní rozdíly v metafáze mitóza a metafáze 1 meióza

Chromozomy se seřadí na rovníku

Na rovníku jsou chromozomy uspořádány ve dvou řadách ve formě tetrád.

Rozdíly v procesech v anafázi mitózy a anafáze 1 meióza

Chromozomy se oddělují

Dvě chromatidy chromozomu se rozcházejí

Rozdíly v procesech v telofázi mitózy a telofáze 1 meióza

Vznikají dvě diploidní buňky s jedním chromatidovým chromozomem

Vznikají dvě haploidní buňky se dvěma chromatidami

Kromě mitózy se eukaryotické buňky mohou dělit i jinými způsoby. Jsou to amitóza a endomitóza.

Amitóza (přímé dělení) - dělení, ke kterému dochází bez spiralizace chromozomů a bez vytvoření dělicího vřeténka. Provádí se podvázáním jádra, vytvořením přepážky a podobně. Hlavní známky amitózy jsou: a) jádro je rozděleno zúžením na dvě nebo více stejných nebo nestejných částí; b) neexistuje přesná distribuce DNA a chromozomů mezi dvěma nebo více částmi jádra; c) jadérko a jaderná membrána nezmizí. Amitóza je zpravidla pozorována v buňkách odsouzených k smrti, v ozářených buňkách a podobně.

Endomitóza- separace, která je doprovázena reprodukcí chromozomů bez vytvoření štěpného vřeténka při zachování jaderného obalu. Všechny fáze mitotického dělení probíhají uvnitř jádra. Endomitóza se vyskytuje v buňkách různých tkání, které intenzivně fungují, a výsledkem takového dělení může být: a) mnohonásobné zvýšení počtu chromozomů v buňce (například v jaterních buňkách, svalových vláknech) b) zvýšení buněčná ploidie při zachování konstantního počtu polytenových (bagatochromatid) ) chromozomů (např. v buňkách améb, nálevníků, euglena, slinných žláz dvoukřídlého hmyzu, zárodečného vaku některých rostlin).

BIOLOGIE +Edward Strasburger (1844-1912 ) - Německý botanik, jehož hlavní vědecké práce se týkají cytologie, anatomie a embryologie rostlin. Zavedl do vědy pojem cytoplazma, haploidní soubor chromozomů, popsal meiózu u vyšších rostlin, oplodnění u kapradin, nahosemenných rostlin, zjistil, že rostlinné buňky a jádra vznikají separací, vysvětlil biologický význam snížení počtu chromozomů , atd. Jeho „Dílna o botanice“ byla dlouhou dobu hlavním manuálem rostlinné mikroskopie.

Energie se nevytváří a nemizí, ale pouze přechází z jedné formy do druhé.

Zákon zachování energie