Najdlhšia fáza meiózy. Odporúčania na riešenie úloh C5 (počítanie počtu chromozómov a množstva DNA)

Sprevádzané znížením počtu chromozómov na polovicu. Pozostáva z dvoch po sebe idúcich delení, ktoré majú rovnaké fázy ako mitóza. Avšak, ako je uvedené v tabuľka „Porovnanie mitózy a meiózy“, trvanie jednotlivých fáz a procesy v nich prebiehajúce sa výrazne líšia od procesov prebiehajúcich počas mitózy.

Tieto rozdiely sú hlavne nasledovné.

V meióze profáza I dlhšie trvajúce. Čo sa v ňom deje konjugácia(spojenie homológnych chromozómov) a výmena genetických informácií. V anafáze I centroméry drží chromatidy pohromade, nezdieľaj a jedna z homologmeióz mitózy a vajcových chromozómov smeruje k pólom. Medzifáza pred druhou divíziou veľmi krátke, v ňom DNA nie je syntetizovaná. bunky ( hality), vytvorené ako výsledok dvoch meiotických delení, obsahujú haploidnú (jedinú) sadu chromozómov. Diploidia sa obnovuje splynutím dvoch buniek – materskej a otcovskej. Oplodnené vajíčko je tzv zygota.

Mitóza a jej fázy

Mitóza, príp nepriame delenie, v prírode najrozšírenejšie. Mitóza je základom delenia všetkých nereprodukčných buniek (epiteliálne, svalové, nervové, kostné atď.). Mitóza pozostáva zo štyroch po sebe nasledujúcich fáz (pozri tabuľku nižšie). Vďaka mitóze je zabezpečená rovnomerná distribúcia genetickej informácie rodičovskej bunky medzi dcérske bunky. Obdobie života bunky medzi dvoma mitózami sa nazýva medzifázou. Je desaťkrát dlhší ako mitóza. Pred bunkovým delením v ňom prebieha množstvo veľmi dôležitých procesov: syntetizujú sa molekuly ATP a proteínov, každý chromozóm sa zdvojnásobí a vytvorí dva sesterské chromatidy, ktoré drží pohromade spoločný centroméra, zvyšuje sa počet hlavných organel cytoplazmy.

V profázešpirála a ako výsledok chromozómy zhrubnú, pozostávajúce z dvoch sesterských chromatidov držaných pohromade centromérou. Do konca profázy jadrová membrána a jadierka miznú a chromozómy sú rozptýlené po celej bunke, centrioly sa presúvajú k pólom a vytvárajú vreteno. V metafáze nastáva ďalšia špirála chromozómov. Počas tejto fázy sú najjasnejšie viditeľné. Ich centroméry sú umiestnené pozdĺž rovníka. K nim sú pripevnené závity vretena.

V anafáze Centroméry sa delia, sesterské chromatidy sa od seba oddeľujú a v dôsledku kontrakcie vretenových filamentov sa presúvajú k opačným pólom bunky.

V telofáze Cytoplazma sa delí, chromozómy sa odvíjajú a opäť vznikajú jadierka a jadrové membrány. V živočíšnych bunkách cytoplazma je šnurovaná, v rastline- v strede materskej bunky sa vytvorí priehradka. Takže z jednej pôvodnej bunky (matky) sa vytvoria dve nové dcérske bunky.

Tabuľka - Porovnanie mitózy a meiózy

Fáza Mitóza meióza
1 divízia 2 divízia
Medzifáza

Sada chromozómov 2n.

Dochádza k intenzívnej syntéze bielkovín, ATP a iných organických látok.

Chromozómy sa zdvojujú, každý pozostáva z dvoch sesterských chromatidov držaných pohromade spoločnou centromérou.

Sada chromozómov 2n Pozorujeme rovnaké procesy ako pri mitóze, ale dlhšie, najmä pri tvorbe vajíčok. Sada chromozómov je haploidná (n). Nedochádza k syntéze organických látok.
Profáza Netrvá dlho, dochádza k špirálovitosti chromozómov, zaniká jadrová membrána a jadierko a vzniká štiepne vretienko. Dlhšia výdrž. Na začiatku fázy prebiehajú rovnaké procesy ako pri mitóze. Okrem toho dochádza ku konjugácii chromozómov, pri ktorej sa homológne chromozómy spájajú po celej dĺžke a krútia sa. V tomto prípade môže dôjsť k výmene genetickej informácie (skríženie chromozómov) – prekríženie. Potom sa chromozómy oddelia. Krátke; rovnaké procesy ako pri mitóze, ale s n chromozómami.
Metafáza Nastáva ďalšia špirála chromozómov, ich centroméry sú umiestnené pozdĺž rovníka. Vyskytujú sa procesy podobné tým v mitóze.
Anaphase Centroméry, ktoré držia spolu sesterské chromatidy, sa delia, každá z nich sa stáva novým chromozómom a presúva sa k opačným pólom. Centroméry sa nedelia. Jeden z homológnych chromozómov, pozostávajúci z dvoch chromatidov držaných pohromade spoločnou centromérou, odchádza k opačným pólom. Deje sa to isté ako pri mitóze, ale s n chromozómami.
Telofáza Cytoplazma sa delí, vznikajú dve dcérske bunky, každá s diploidnou sadou chromozómov. Vreteno zmizne a vytvoria sa jadierka. Netrvá dlho. Homológne chromozómy končia v rôznych bunkách s haploidnou sadou chromozómov. Cytoplazma sa nie vždy delí. Cytoplazma sa delí. Po dvoch meiotických deleniach sa vytvoria 4 bunky s haploidnou sadou chromozómov.

Porovnávacia tabuľka medzi mitózou a meiózou.

V posledných dvoch rokoch sa v testovacích verziách Jednotnej štátnej skúšky z biológie začalo objavovať čoraz viac otázok o metódach rozmnožovania organizmov, metódach bunkového delenia, rozdieloch medzi jednotlivými štádiami mitózy a meiózy, súboroch chromozómov. n) a obsah DNA c) v rôznych štádiách bunkového života.

Súhlasím s autormi úloh. Aby ste dôkladne pochopili podstatu procesov mitózy a meiózy, musíte nielen pochopiť, ako sa navzájom líšia, ale tiež vedieť, ako sa mení sada chromozómov ( n), a čo je najdôležitejšie, ich kvalita ( s), v rôznych fázach týchto procesov.

Pamätáme si, samozrejme, že mitóza a meióza sú rôzne metódy delenia jadier bunky skôr ako delenie buniek samotných (cytokinéza).

Pamätáme si tiež, že vďaka mitóze sa množia diploidné (2n) somatické bunky a je zabezpečené nepohlavné rozmnožovanie a meióza zaisťuje tvorbu haploidných (n) zárodočných buniek (gamét) u živočíchov alebo haploidných (n) spór u rastlín.

Pre ľahšie vnímanie informácií

Na obrázku nižšie sú mitóza a meióza znázornené spolu. Ako vidíme, tento diagram nezahŕňa ani neobsahuje úplný popis toho, čo sa deje v bunkách počas mitózy alebo meiózy. Účelom tohto článku a tohto obrázku je upriamiť vašu pozornosť len na tie zmeny, ktoré sa vyskytujú u samotných chromozómov v rôznych štádiách mitózy a meiózy. Práve na to sa kladie dôraz v nových testovacích úlohách USE.

Aby nedošlo k preťaženiu obrázkov, diploidný karyotyp v bunkových jadrách je reprezentovaný iba dvoma pármi homológne chromozómov (t.j. n = 2). Prvý pár sú väčšie chromozómy ( červená A oranžová). Druhý pár sú menšie ( modrá A zelená). Ak by sme mali konkrétne znázorniť napríklad ľudský karyotyp (n = 23), museli by sme nakresliť 46 chromozómov.

Aká bola teda sada chromozómov a ich kvalita pred začiatkom delenia v interfázovej bunke v období G1? Samozrejme, že bol 2n2c. Bunky s takouto sadou chromozómov na tomto obrázku nevidíme. Odvtedy S Počas medzifázového obdobia (po replikácii DNA) počet chromozómov zostáva rovnaký (2n), ale keďže každý chromozóm teraz pozostáva z dvoch sesterských chromatidov, vzorec bunkového karyotypu bude napísaný takto : 2n4c. A toto sú bunky s takýmito dvojitými chromozómami, pripravené začať mitózu alebo meiózu, ktoré sú znázornené na obrázku.

Tento nákres nám umožňuje odpovedať na nasledujúce testovacie otázky:

— Ako sa líši profáza mitózy od profázy I meiózy? V profáze I meiózy nie sú chromozómy voľne distribuované v celom objeme bývalého bunkového jadra (jadrová membrána sa v profáze rozpúšťa), ako v profáze mitózy, ale homológy sa navzájom spájajú a konjugujú (prepletajú). To môže viesť ku kríženiu : výmena niektorých identických oblastí sesterských chromatidov medzi homológmi.

— Ako sa líši metafáza mitózy od metafázy I meiózy? V metafáze I meiózy nie sú bunky zoradené pozdĺž rovníka bichromatidové chromozómy ako v metafáze mitózy, v bivalenty(dva homológy spolu) príp tetrády(tetra - štyri, podľa počtu sesterských chromatidov zapojených do konjugácie).

— Ako sa anafáza mitózy líši od anafázy I meiózy? Počas anafázy mitózy posúvajú vlákna vretienka bunky smerom k pólom sesterské chromatidy(ktorý by sa v tomto čase už mal nazývať jednochromatidové chromozómy). Upozorňujeme, že v súčasnosti, keďže sa z každého bichromatidového chromozómu vytvorili dva jednochromatidové chromozómy a dve nové jadrá ešte neboli vytvorené, bude chromozomálny vzorec takýchto buniek 4n4c. V anafáze I meiózy sa homológy dichromatidov oddeľujú vretenovými vláknami smerom k bunkovým pólom. Mimochodom, na obrázku v anafáze I vidíme, že jedna zo sesterských chromatíd oranžového chromozómu má úseky z červenej chromatídy (a teda naopak) a jedna zo sesterských chromatíd zeleného chromozómu má úseky od modrá chromatid (a teda naopak). Preto môžeme tvrdiť, že počas profázy I meiózy došlo nielen ku konjugácii, ale aj k prekríženiu medzi homológnymi chromozómami.

— Ako sa telofáza mitózy líši od telofázy I meiózy? Počas telofázy mitózy budú dve novovzniknuté jadrá (zatiaľ nie sú dve bunky, vznikajú v dôsledku cytokinézy) diploidný sada jednochromatidových chromozómov - 2n2c. V telofáze I meiózy budú dve výsledné jadrá obsahovať haploidný sada bichromatidových chromozómov - 1n2c. Vidíme teda, že meiózu som už poskytol zníženie delením (počet chromozómov sa znížil na polovicu).

— Čo zabezpečuje meiózu II? Meióza II sa nazýva rovnicové(vyrovnávacie) delenie, v dôsledku ktorého budú štyri výsledné bunky obsahovať haploidnú sadu normálnych jednochromatidových chromozómov - 1n1c.

— Ako sa líši profáza I od profázy II? V profáze II bunkové jadrá neobsahujú homológne chromozómy, ako v profáze I, takže homológy sa nespájajú.

— Ako sa líši metafáza mitózy od metafázy II meiózy? Veľmi „zákerná“ otázka, keďže z ktorejkoľvek učebnice si pamätáte, že meióza II vo všeobecnosti prebieha ako mitóza. Ale pozor, počas metafázy mitózy sa bunky zoradia pozdĺž rovníka dichromatid chromozómy a každý chromozóm má svoj homológ. V metafáze II meiózy sa tiež zoraďujú pozdĺž rovníka dichromatid chromozómy, ale žiadne homológne . Na farebnom výkrese, ako v tomto článku vyššie, je to jasne viditeľné, ale pri skúške sú výkresy čiernobiele. Táto čiernobiela kresba jednej z testovacích úloh zobrazuje metafázu mitózy, pretože existujú homológne chromozómy (veľký čierny a veľký biely sú jeden pár; malý čierny a malý biely sú druhý pár).

— Môže existovať podobná otázka týkajúca sa anafázy mitózy a anafázy II meiózy .

— Ako sa telofáza I meiózy líši od telofázy II? Hoci je súbor chromozómov v oboch prípadoch haploidný, počas telofázy I sú chromozómy bichromatidné a počas telofázy II sú jednochromatidové.

Keď som písal takýto článok na tento blog, nikdy som si nemyslel, že sa obsah testov za tri roky tak zmení. Je zrejmé, že kvôli ťažkostiam s vytváraním ďalších a nových testov, založených na školských osnovách z biológie, už autori nemajú možnosť „hrabať sa v šírke“ (všetko je už dávno „prekopané“) a sú nútení „kopať hlboko“.

*******************************************
Kto má otázky k článku Doučovateľ biológie cez Skype, prosím kontaktujte ma v komentároch.

Vývoj a rast živých organizmov nie je možný bez procesu delenia buniek. V prírode existuje niekoľko typov a spôsobov delenia. V tomto článku si stručne a jasne povieme o mitóze a meióze, vysvetlíme hlavný význam týchto procesov a predstavíme si, v čom sa líšia a v čom sú si podobné.

Mitóza

Proces nepriameho delenia alebo mitózy sa najčastejšie vyskytuje v prírode. Je základom pre delenie všetkých existujúcich nereprodukčných buniek, a to svalových, nervových, epitelových a iných.

Mitóza pozostáva zo štyroch fáz: profáza, metafáza, anafáza a telofáza. Hlavnou úlohou tohto procesu je rovnomerná distribúcia genetického kódu z rodičovskej bunky do dvoch dcérskych buniek. Bunky novej generácie sú zároveň jedna k jednej podobne ako tie materské.

Ryža. 1. Schéma mitózy

Čas medzi procesmi delenia je tzv medzifázou . Najčastejšie je interfáza oveľa dlhšia ako mitóza. Toto obdobie je charakteristické:

  • syntéza molekúl proteínu a ATP v bunke;
  • duplikácia chromozómov a tvorba dvoch sesterských chromatidov;
  • zvýšenie počtu organel v cytoplazme.

meióza

Delenie zárodočných buniek sa nazýva meióza, je sprevádzané znížením počtu chromozómov na polovicu. Zvláštnosťou tohto procesu je, že prebieha v dvoch etapách, ktoré na seba plynule nadväzujú.

TOP 4 článkyktorí spolu s týmto čítajú

Interfáza medzi dvoma štádiami meiotického delenia je taká krátka, že je prakticky nepostrehnuteľná.

Ryža. 2. Schéma meiózy

Biologický význam meiózy je tvorba čistých gamét, ktoré obsahujú haploidný, inými slovami jedinú sadu chromozómov. Diploidia sa obnoví po oplodnení, to znamená fúzii materských a otcovských buniek. V dôsledku fúzie dvoch gamét sa vytvorí zygota s úplnou sadou chromozómov.

Zníženie počtu chromozómov počas meiózy je veľmi dôležité, pretože inak by sa počet chromozómov s každým delením zvyšoval. Vďaka redukčnému deleniu sa zachováva konštantný počet chromozómov.

Porovnávacie charakteristiky

Rozdiel medzi mitózou a meiózou je v trvaní fáz a procesov, ktoré sa v nich vyskytujú. Nižšie vám ponúkame tabuľku „Mitóza a meióza“, ktorá ukazuje hlavné rozdiely medzi týmito dvoma spôsobmi delenia. Fázy meiózy sú rovnaké ako fázy mitózy. Viac o podobnostiach a rozdieloch medzi týmito dvoma procesmi sa dozviete v porovnávacom popise.

Fázy

Mitóza

meióza

Prvá divízia

Druhá divízia

Medzifáza

Súbor chromozómov materskej bunky je diploidný. Syntetizuje sa proteín, ATP a organické látky. Vznikajú dvojité chromozómy a dve chromatidy spojené centromérou.

Diploidná sada chromozómov. Vyskytujú sa rovnaké akcie ako počas mitózy. Rozdiel je v trvaní, najmä počas tvorby vajíčok.

Haploidná sada chromozómov. Neexistuje žiadna syntéza.

Krátka fáza. Jadrové membrány a jadierko sa rozpustia a vytvorí sa vreteno.

Trvá dlhšie ako mitóza. Zaniká aj jadrový obal a jadierko a vzniká štiepne vreteno. Okrem toho sa pozoruje proces konjugácie (spájanie a spájanie homológnych chromozómov). V tomto prípade dochádza k prekríženiu – výmene genetickej informácie v niektorých oblastiach. Potom sa chromozómy oddelia.

Trvanie je krátka fáza. Procesy sú rovnaké ako pri mitóze, len s haploidnými chromozómami.

Metafáza

Pozoruje sa spiralizácia a usporiadanie chromozómov v ekvatoriálnej časti vretienka.

Podobne ako pri mitóze

To isté ako pri mitóze, len s haploidnou sadou.

Centroméry sú rozdelené do dvoch nezávislých chromozómov, ktoré sa rozchádzajú do rôznych pólov.

Centromérne delenie sa nevyskytuje. Jeden chromozóm, pozostávajúci z dvoch chromatidov, siaha až k pólom.

Podobne ako pri mitóze, len s haploidnou sadou.

Telofáza

Cytoplazma sa rozdelí na dve identické dcérske bunky s diploidným súborom a vytvoria sa jadrové membrány s jadierkami. Vreteno zmizne.

Trvanie fázy je krátke. Homológne chromozómy sa nachádzajú v rôznych bunkách s haploidnou sadou. Cytoplazma sa nerozdeľuje vo všetkých prípadoch.

Cytoplazma sa delí. Vznikajú štyri haploidné bunky.

Ryža. 3. Porovnávací diagram mitózy a meiózy

Čo sme sa naučili?

V prírode sa delenie buniek líši v závislosti od ich účelu. Napríklad nereprodukčné bunky sa delia mitózou a pohlavné bunky - meiózou. Tieto procesy majú v niektorých fázach podobné vzorce delenia. Hlavným rozdielom je prítomnosť počtu chromozómov vo vytvorenej novej generácii buniek. Takže počas mitózy má novovytvorená generácia diploidnú sadu a počas meiózy haploidnú sadu chromozómov. Líši sa aj načasovanie štiepnych fáz. Oba spôsoby delenia zohrávajú v živote organizmov obrovskú úlohu. Bez mitózy neprebieha ani jedna obnova starých buniek, reprodukcia tkanív a orgánov. Meióza pomáha udržiavať konštantný počet chromozómov v novovytvorenom organizme počas reprodukcie.

Test na danú tému

Vyhodnotenie správy

Priemerné hodnotenie: 4.3. Celkový počet získaných hodnotení: 4199.

Biologický význam meiózy: Vďaka meióze sa znižuje počet chromozómov. Z jednej diploidnej bunky sa vytvoria 4 haploidné bunky.

Vďaka meióze sa tvoria geneticky odlišné bunky (vrátane gamét), pretože počas procesu meiózy dochádza k rekombinácii genetického materiálu trikrát:

1) v dôsledku prechodu;

2) v dôsledku náhodnej a nezávislej divergencie homológnych chromozómov;

3) v dôsledku náhodnej a nezávislej divergencie crossover chromatidov.

Prvé a druhé oddelenie meiózy pozostáva z rovnakých fáz ako mitóza, ale podstata zmien v dedičnom aparáte je odlišná.

Profáza 1. (2n4c) Najdlhšia a najkomplexnejšia fáza meiózy. Pozostáva z niekoľkých po sebe nasledujúcich etáp. Homologické chromozómy sa začnú navzájom priťahovať podobnými oblasťami a konjugovať.

Konjugácia je proces úzkeho spojenia homológnych chromozómov. Pár konjugovaných chromozómov sa nazýva bivalentný. Bivalenty sa naďalej skracujú a zahusťujú. Každý bivalent je tvorený štyrmi chromatidami. Preto sa volá tetráda.

Najdôležitejšou udalosťou je cross over – výmena chromozómových úsekov. Výsledkom kríženia je prvá rekombinácia génov počas meiózy.

Na konci profázy 1 sa vytvorí vreteno a jadrový obal zmizne. Bivalenty sa presúvajú do rovníkovej roviny.

Metafáza 1. (2n; 4c) Tvorba štiepneho vretena končí. Špiralizácia chromozómov je maximálna. Bivalenty sa nachádzajú v rovníkovej rovine. Okrem toho centroméry homológnych chromozómov čelia rôznym pólom bunky. Umiestnenie bivalentov v rovníkovej rovine je rovnako pravdepodobné a náhodné, to znamená, že každý z otcovských a materských chromozómov môže byť otočený k jednému alebo druhému pólu. To vytvára predpoklady pre druhú génovú rekombináciu počas meiózy.

Anafáza 1. (2n; 4c) K pólom sa presúvajú celé chromozómy, nie chromatidy, ako pri mitóze. Každý pól má polovicu sady chromozómov. Okrem toho sa páry chromozómov rozchádzajú, pretože sa počas metafázy nachádzali v rovníkovej rovine. V dôsledku toho vzniká široká škála kombinácií otcovských a materských chromozómov a dochádza k druhej rekombinácii genetického materiálu.

Telofáza 1. (1n; 2c) U živočíchov a niektorých rastlín chromatidy despirujú a okolo nich sa vytvára jadrový obal. Potom sa cytoplazma delí (u zvierat) alebo vzniká deliaca bunková stena (u rastlín). V mnohých rastlinách bunka okamžite prechádza z anafázy 1 do profázy 2.

Druhé meiotické delenie

Medzifáza 2. (1n; 2s) Charakteristické len pre živočíšne bunky. K replikácii DNA nedochádza. Do druhého štádia meiózy patrí aj profáza, metafáza, anafáza a telofáza.

Profáza 2. (1n; 2c) Chromozómy sa špirálovito zničia, jadrová membrána a jadierka sa zničia, centrioly, ak sú prítomné, sa presunú k pólom bunky a vytvorí sa vreteno.

Metafáza 2. (1n; 2c) Vytvorí sa metafázová doska a vreteno a vlákna vretena sú pripojené k centromérom.

Anafáza 2. (2n; 2c) Centroméry chromozómov sa delia, chromatidy sa stávajú samostatnými chromozómami a filamenty vretienka ich naťahujú k pólom bunky. Počet chromozómov v bunke sa stáva diploidným, ale na každom póle sa vytvára haploidná sada. Keďže v metafáze 2 sú chromatidy chromozómov náhodne umiestnené v ekvatoriálnej rovine, v anafáze nastáva tretia rekombinácia genetického materiálu bunky.

Telofáza 2. (1n; 1c) Vlákna vretienka zmiznú, chromozómy sa despirujú, jadrová membrána okolo nich sa obnoví a cytoplazma sa rozdelí.

V dôsledku dvoch po sebe nasledujúcich meiotických delení teda diploidná bunka dáva vznik štyrom dcérskym, geneticky odlišným bunkám s haploidnou sadou chromozómov.

Úloha 1.

Chromozómový súbor somatických buniek kvitnúcej rastliny N je 28. Určte chromozómový súbor a počet molekúl DNA v bunkách vajíčka pred začiatkom meiózy, v metafáze meiózy I a metafáze meiózy II. Vysvetlite, aké procesy prebiehajú v týchto obdobiach a ako ovplyvňujú zmeny v počte DNA a chromozómov.

Riešenie: Somatické bunky majú 28 chromozómov, čo zodpovedá 28 DNA.

Fázy meiózy

Počet chromozómov

množstvo DNA

Interfáza 1 (2p4s)

Prophase 1 (2n4c)

Metafáza 1 (2n4c)

Anaphase 1 (2n4c)

Telofáza 1 (1n2s)

Interfáza 2 (1n2s)

Prophase 2 (1n2c)

Metafáza 2 (1n2c)

Anaphase 2 (2n2c)

Telofáza 2 (1n1c)

  1. Pred začiatkom meiózy je množstvo DNA 56, pretože sa zdvojnásobilo, ale počet chromozómov sa nezmenil - je ich 28.
  2. V metafáze meiózy I je množstvo DNA 56, počet chromozómov 28, homológne chromozómy sú umiestnené v pároch nad a pod rovníkovou rovinou, tvorí sa vreteno.
  3. V metafáze meiózy II je počet DNA 28, chromozómov 14, keďže po redukčnom delení meiózy I sa počet chromozómov a DNA znížil 2-krát, chromozómy sú umiestnené v rovníkovej rovine, vzniká deliace vreteno .

Úloha 2.

Chromozómový súbor somatických buniek pšenice je 28. Určte chromozómový súbor a počet molekúl DNA v bunkách vajíčka pred začiatkom meiózy, v anafáze meiózy I a anafáze meiózy II. Vysvetlite, aké procesy prebiehajú v týchto obdobiach a ako ovplyvňujú zmeny v počte DNA a chromozómov.

Úloha 3.

Somatická bunka zvieraťa je charakterizovaná diploidnou sadou chromozómov. Určite chromozómovú sadu (n) a počet molekúl DNA (c) v bunke v profáze meiózy I a metafáze meiózy II. Vysvetlite výsledky v každom prípade.

Úloha 4.

Sada chromozómov somatických buniek pšenice je 28. Určte sadu chromozómov a počet molekúl DNA v bunke vajíčka na konci meiózy I a meiózy II. Vysvetlite výsledky v každom prípade.

Úloha 5.

Chromozómový súbor somatických buniek egreša je 16. Určte chromozómový súbor a počet molekúl DNA v telofáze meiózy I a anafáze meiózy II. Vysvetlite výsledky v každom prípade.

Úloha 6.

Somatické bunky Drosophila obsahujú 8 chromozómov. Určte počet chromozómov a molekúl DNA obsiahnutých v jadrách počas gametogenézy pred delením v interfáze a na konci telofázy meiózy I.

Úloha 7.

Chromozómový súbor somatických buniek pšenice je 28. Určte chromozómový súbor a počet molekúl DNA v jadre (bunke) vajíčka pred začiatkom meiózy I a meiózy II. Vysvetlite výsledky v každom prípade.

Úloha 8.

Chromozómový súbor somatických buniek pšenice je 28. Určte chromozómový súbor a počet molekúl DNA v jadre (bunke) vajíčka pred začiatkom meiózy I a v metafáze meiózy I. V každom prípade vysvetlite výsledky.

Úloha 9.

Somatické bunky Drosophila obsahujú 8 chromozómov. Určte počet chromozómov a molekúl DNA obsiahnutých v jadrách počas gametogenézy pred rozdelením do interfázy a na konci telofázy meiózy I. Vysvetlite, ako vzniká taký počet chromozómov a molekúl DNA.

1. Pred začiatkom delenia je počet chromozómov = 8, počet molekúl DNA = 16 (2n4c); na konci telofázy meiózy I je počet chromozómov = 4, počet molekúl DNA = 8.

2. Pred začiatkom delenia sa molekuly DNA zdvojnásobia, ale počet chromozómov sa nemení, pretože každý chromozóm sa stáva bichromatidným (pozostáva z dvoch sesterských chromatidov).

3. Meióza je redukčné delenie, takže počet chromozómov a molekúl DNA je polovičný.

Problém 10.

Hovädzí dobytok má v somatických bunkách 60 chromozómov. Aký bude počet chromozómov a molekúl DNA v testikulárnych bunkách v interfáze pred začiatkom delenia a po delení meiózou I?

1. V interfáze pred začiatkom delenia: chromozómy – 60, molekuly DNA – 120; po meióze I: chromozómy – 30, DNA – 60.

2. Pred začiatkom delenia sa molekuly DNA zdvojnásobia, ich počet sa zvýši, ale počet chromozómov sa nemení – 60, každý chromozóm pozostáva z dvoch sesterských chromatidov.

3) Meióza I je redukčné delenie, preto počet chromozómov a molekúl DNA klesá 2-krát.

Problém 11.

Aká sada chromozómov je charakteristická pre peľové zrno borovice a spermie? Vysvetlite, z akých počiatočných buniek a v dôsledku akého delenia tieto bunky vznikajú.

1. Bunky peľového zrna borovice a spermie majú haploidnú sadu chromozómov – n.

2. Bunky peľových zŕn borovice sa vyvíjajú z haploidných spór pomocou MITÓZY.

3. Spermie borovice sa vyvíjajú z peľových zŕn (generatívnych buniek) pomocou MITÓZY.

meióza - Ide o spôsob delenia eukaryotických buniek, v dôsledku čoho sa z jednej materskej bunky vytvoria 4 dcérske bunky s polovičným počtom chromozómov. Tento typ delenia zahŕňa 2 po sebe idúce delenia, z ktorých každé pozostáva zo 4 fáz: profáza, metafáza, anafáza a telofáza. Sada chromozómov pred delením v materských bunkách je diploidná a v dcérskych bunkách haploidná. Stav dedičnej informácie po oddelení sa mení v dôsledku procesov konjugácie a kríženia. Meiózu prvýkrát opísal nemecký biológ A. Hertrig v roku 1876 na príklade vajíčok morského ježka. Význam meiózy v dedičnosti však popísal až v roku 1890 nemecký biológ A. Weissmann.

Etapy a fázy meiózy

Štádium I - redukčné delenie alebo meióza I:

Profáza I - fáza špirály (kondenzácii) bichromatidové chromozómy. Je najdlhšia v meióze, počas ktorej dochádza k množstvu procesov.

špirála bichromatidové chromozómy. Chromozómy sa skracujú a stávajú sa hustejšími a nadobúdajú vzhľad tyčovitých štruktúr. Potom sa homológne chromozómy priblížia a konjugujú (tesne vedľa seba po celej dĺžke, prepletené, prekrížené).

Takto vznikajú komplexy so 4 chromatidami navzájom pospájanými na určitých miestach, tzv notebooky, alebo bivalenty.

Konjugácia (spájanie a spájanie úsekov homológnych chromozómov) a prechod cez (výmena určitých oblastí medzi homológnymi chromozómami). V dôsledku kríženia vznikajú nové kombinácie dedičného materiálu. Cross over je teda jedným zo zdrojov dedičnej variability. Po určitom čase sa homológne chromozómy začnú od seba vzďaľovať. Je zrejmé, že každá z nich pozostáva z dvoch chromatidov.

Rozdiel medzi centriolami a pólmi.

Zmiznutie jadierok.

Rozpad jadrového obalu na fragmenty.

Vznik štiepneho vretena.

Metafáza I - fáza lokalizácie notebook na rovníku:

Krátke vlákna sú pripojené k centromére len na jednej strane a chromozómy sú usporiadané v dvoch líniách;

Bunky sa nachádzajú na rovníku notebooky.

Anafáza I - rozdielová fáza bichromatické homológne chromozómy.

Každá tetráda je rozdelená na dva chromozómy;

Vretenové vlákna sa sťahujú a naťahujú dichromatické chromozómy smerom k pólom. Na konci anafázy má každý pól bunky haploidnú (polovičnú) sadu chromozómov. Divergencia chromozómov každého páru je náhodná udalosť, ktorá je ďalším zdrojom dedičnej variability.

Telofáza I - despiralizačná fáza dichromatidových chromozómov:

Vytvorenie dvoch buniek s haploidná sada bichromatidových chromozómov;

V bunkách živočíchov a niektorých rastlín chromozómy despirujú a cytoplazma materskej bunky sa delí, no v bunkách väčšiny rastlinných druhov sa cytoplazma nedelí.

Výsledkom meiózy je vytvorenie dvoch dcérskych buniek z jednej materskej bunky s haploidnou sadou bichromatidových chromozómov.

Interfáza medzi meiotickými deleniami je krátka alebo chýba, pretože nedochádza k syntéze DNA.

Stupeň II - mitotická alebo meiózaII

Profáza II - fáza spiralizácie dichromatidových chromozómov.

Metafáza II - fáza usporiadania dichromatidových chromozómov na rovníku.

■ krátke vlákna sú pripojené k centromérom;

■ Na rovníku bunky sú bichromatidové chromozómy usporiadané v jednom rade.

Anafáza II - fáza diferenciácie jednochromatidových chromozómov na bunkové póly:

■ každý chromozóm je rozdelený na chromatidy;

■ vretenové vlákna sa sťahujú a naťahujú chromatidy smerom k pólom.

Telofáza II - despiralizačná fáza jednochromatidových chromozómov:

■ vytvorenie dvoch buniek s haploidnou sadou jednochromatidových chromozómov.

Všeobecným výsledkom meiózy je teda vytvorenie 4 dcérskych buniek z jednej materskej bunky s haploidnou sadou jednoduchých chromatidových chromozómov.

Biologický význam meiózy: 1) zabezpečuje modifikáciu dedičného materiálu; 2) udržiava stálosť karyotypu počas sexuálneho rozmnožovania; 3) je základom sexuálnej reprodukcie.

Porovnávacie charakteristiky mitózy a meiózy

znamenia

mitóza

meióza

počet divízií

Počet vytvorených buniek 3 jedna

Sada chromozómov pred delením buniek

diploidný

diploidný

Sada chromozómov v dcérskych bunkách

Diploidné (2p1s)

Haploid (1p1s)

Stav dedičných informácií v bunkách

nezmenené

upravené

Procesné rozdiely v profáza mitóza a profáza 1 meióza

Žiadna konjugácia alebo prekríženie

Prítomnosť konjugácie a kríženia

Procesné rozdiely v metafáza mitóza a metafáza 1 meióza

Na rovníku sú chromozómy usporiadané v jednom rade

Na rovníku sú chromozómy usporiadané v dvoch radoch vo forme tetrád

Rozdiely v procesoch v anafáze mitózy a anafázy 1 meióza

Jednotlivé chromatidové chromozómy sa rozchádzajú

Dichromatidové chromozómy sa rozchádzajú

Rozdiely v procesoch v telofáze mitózy a telofáza 1 meióza

Vzniknú dve diploidné bunky s jedným chromatidovým chromozómom

Vzniknú dve haploidné bunky s bichromatidovými chromozómami

Okrem mitózy sa eukaryotické bunky môžu deliť aj inými spôsobmi. Sú to amitóza a endomitóza.

Amitóza (priame delenie) - delenie, ku ktorému dochádza bez chromozómovej špirály a bez vytvorenia deliaceho vretienka. Robí sa to opätovným šnurovaním jadra, vytvorením prepážky a podobne. Hlavné znaky amitózy sú: a) jadro je rozdelené zúžením na dve alebo viac rovnakých alebo nerovnakých častí; b) neexistuje presná distribúcia DNA a chromozómov medzi dvoma alebo viacerými časťami jadra; c) jadierko a jadrová membrána nezmiznú. Amitóza sa spravidla pozoruje v bunkách odsúdených na smrť, v ožiarených bunkách a podobne.

Endomitóza- delenie, ktoré je sprevádzané rozmnožovaním chromozómov bez vytvorenia vretienka pri zachovaní jadrového obalu. Všetky fázy mitotického delenia prebiehajú v jadre. Endomitóza sa vyskytuje v bunkách rôznych tkanív, ktoré intenzívne fungujú a výsledkom takejto separácie môže byť: a) viacnásobné zvýšenie počtu chromozómov v bunke (napríklad v pečeňových bunkách, svalových vláknach) b) zvýšenie ploidia bunky pri zachovaní konštantného počtu polyténových (polychromatidových) chromozómov (napríklad v bunkách améb, nálevníkov, euglena, slinných žliaz dvojkrídlového hmyzu a embryového vaku niektorých rastlín).

BIOLÓGIA +Edward Strassburger (1844-1912 ) - Nemecký botanik, ktorého hlavné vedecké práce sa týkajú cytológie, anatómie a embryológie rastlín. Zaviedol do vedy pojem cytoplazma, haploidný súbor chromozómov, opísal meiózu u vyšších rastlín, oplodnenie u papraďorastov a nahosemenných rastlín, zistil, že rastlinné bunky a jadrá vznikajú delením, vysvetlil biologický význam redukcie počtu chromozómov , atď. Jeho „Workshop o botanike“ bol dlhý čas hlavným nástrojom pre mikroskopiu rastlín.

Energia sa nevytvára ani neničí, ale iba sa prenáša z jednej formy do druhej.

Zákon zachovania energie