Найтриваліша фаза мейозу. Рекомендації щодо вирішення завдань С5 (підрахунок кількості хромосом та кількості ДНК)

Що супроводжується зменшенням числа хромосом удвічі. Він складається з двох послідовностей, що йдуть поділів, що мають ті ж фази, що і мітоз. Однак, як показано в таблиці «Порівняння мітозу та мейозу», тривалість окремих фаз і процеси, що відбуваються в них, значно відрізняються від процесів, що відбуваються при мітозі.

Ці відмінності переважно полягають у наступному.

У мейозі профаза Iбільш тривала. У ній відбувається кон'югація(з'єднання гомологічних хромосом) та обмін генетичною інформацією. В анафазі I центроміри, що скріплюють хроматиди, не діляться, а до полюсів відходить одна з гомологмейозів мітозу та інших хромосом. Інтерфазаперед другим розподілом дуже коротка, у ній ДНК не синтезується. Клітини ( галити), що утворюються в результаті двох мейотичних поділів, містять гаплоїдний (одінарний) набір хромосом. Диплоїдність відновлюється при злитті двох клітин - материнської та батьківської. Запліднену яйцеклітину називають зиготою.

Мітоз та його фази

Мітоз, або непрямий поділ, Найбільш поширений у природі. Мітоз лежить в основі поділу всіх нестатевих клітин (епітеліальних, м'язових, нервових, кісткових та ін.). Мітозскладається із чотирьох послідовних фаз (див. далі таблицю). Завдяки мітозузабезпечується рівномірний розподіл генетичної інформації батьківської клітини між дочірніми. Період життя клітини між двома мітозами називають інтерфазою. Вона в десятки разів триваліша за мітоз. У ній відбувається ряд дуже важливих процесів, що передують поділу клітини: синтезуються молекули АТФ і білків, подвоюється кожна хромосома, утворюючи дві сестринські хроматиди, скріплені загальною центромірою, збільшується кількість основних органоїдів цитоплазми

У профазіспіралюються і внаслідок цього товщають хромосоми, що складаються з двох сестринських хроматид, що утримуються разом центроміром. До кінця профазиядерна мембрана та ядерця зникають і хромосоми розосереджуються по всій клітині, центріолі відходять до полюсів та утворюють веретено поділу. У метафазі відбувається подальша спіралізація хромосом. У цю фазу вони добре видно. Їхні центроміри розташовуються за екватором. До них прикріплюються нитки веретена поділу.

В анафазіцентроміри діляться, сестринські хроматиди відокремлюються один від одного і за рахунок скорочення ниток веретена відходять до протилежних полюсів клітини.

У телофазіцитоплазма ділиться, хромосоми розкручуються, знову утворюються ядерця та ядерні мембрани. У тварин клітинахцитоплазма перешнуровується, у рослинних- у центрі материнської клітини утворюється перегородка. Так із однієї вихідної клітини (материнської) утворюються дві нові дочірні.

Таблиця - Порівняння мітозу та мейозу

Фаза Мітоз Мейоз
1 розподіл 2 поділ
Інтерфаза

Набір хромосом 2n.

Йде інтенсивний синтез білків, АТФ та інших органічних речовин.

Подвоюються хромосоми, кожна виявляється що складається із двох сестринських хроматид, скріплених загальною центромірою.

Набір хромосом 2n Спостерігаються ті ж процеси, що і в мітозі, але триваліша, особливо при утворенні яйцеклітин. Набір гаплоїдний хромосом (n). Синтез органічних речовин відсутній.
Профаза Нетривала, відбувається спіралізація хромосом, зникають ядерна оболонка, ядерце, утворюється веретено поділу. Більше тривала. На початку фази самі процеси, як у мітозі. Крім того, відбувається кон'югація хромосом, при якій гомологічні хромосоми зближуються по всій довжині та скручуються. При цьому може відбуватися обмін генетичною інформацією (перехрест хромосом) – кросинговер. Потім хромосоми розходяться. Коротка; самі процеси, як у мітозі, але за n хромосом.
Метафаза Відбувається подальша спіралізація хромосом, їх центроміри розташовуються за екватором. Відбуваються процеси, аналогічні тим, що у мітозі.
Анафаза Центроміри, що скріплюють сестринські хроматиди, діляться, кожна з них стає новою хромосомою та відходить до протилежних полюсів. Центроміри не діляться. До протилежних полюсів відходить одна з гомологічних хромосом, що складається з двох хроматид, скріплених загальною центроміром. Відбувається те саме, що й у мітозі, але за n хромосом.
Телофаза Діляється цитоплазма, утворюються дві дочірні клітини, кожна із диплоїдним набором хромосом. Зникає веретено поділу, формуються ядерця. Триває недовго Гомологічні хромосоми потрапляють до різних клітин з гаплоїдним набором хромосом. Цитоплазма ділиться який завжди. ділиться цитоплазма. Після двох мейотичних поділів утворюється 4 клітини з набором гаплоїдним хромосом.

Таблиця порівняння мітозу та мейозу.

В останні два роки у варіантах тестових завдань ЄДІ з біології стало з'являтися все більше питань щодо способів розмноження організмів, способів поділу клітин, відмінностей різних стадій мітозу і мейозу, наборів хромосом (n) та вмісту ДНК (с) у різних стадіях життя клітин.

Я згоден із авторами завдань. Щоб добре вникнути в суть процесів мітозу і мейозу треба не тільки розуміти, чим вони відрізняються один від одного, але і знати, як змінюється набір хромосом. n), а, головне, їх якість ( з), на різних стадіях цих процесів.

Пам'ятаємо, звичайно, що мітоз і мейоз - це різні способи поділу ядраклітин, а чи не розподіл самих клітин (цитокінез).

Пам'ятаємо і те, що завдяки мітозу відбувається розмноження диплоїдних (2n) соматичних клітин та забезпечується безстатеве розмноження, а мейоз забезпечує утворення гаплоїдних (n) статевих клітин (гамет) у тварин або гаплоїдних (n) спор у рослин.

Для зручності сприйняття інформації

на малюнку нижче мітоз та мейоз зображені разом. Як бачимо, ця схема не включає , в ній немає і повного опису того, що відбувається в клітинах при мітоз або мейозі. Мета цієї статті та цього малюнка звернути вашу увагу лише на ті зміни, які відбуваються із самими хромосомами на різних стадіях мітозу та мейозу. Саме на цьому наголошується на нових тестових завданнях ЄДІ.

Щоб не перевантажувати малюнки, диплоїдний каріотип у ядрах клітин представлений лише двома парами гомологічниххромосом (тобто n = 2). Перша пара - більші хромосоми ( червонаі помаранчева). Друга пара - дрібніші ( синяі зелена). Якби ми зображували конкретно, наприклад каріотип людини (n = 23), довелося б малювати 46 хромосом.

Так як був набір хромосом та їх якість до початку поділу в інтерфазній клітині в період G1? Звичайно, він був 2n2c. Клітини з таким набором хромосом ми на цьому малюнку не бачимо. Бо після Sперіоду інтерфази (після реплікації ДНК) кількість хромосом, хоч і залишається колишньою (2n), але, оскільки кожна з хромосом тепер складається з двох сестринських хроматид, то формула каріотипу клітини буде записуватися вже так : 2n4c. І ось клітини з такими подвійними хромосомами, готові вже приступити до мітозу або мейозу, зображені на малюнку.

Даний малюнок дозволяє нам відповісти на такі запитання тестових завдань

— Чим відрізняється профаза мітозу від профази І мейозу? У профазі I мейозу хромосоми не вільно розподілені по всьому об'єму колишнього клітинного ядра (ядерна оболонка в профазі розчиняється), як у профазі мітозу, а гомологи поєднуються і кон'югують (переплітаються) один з одним. Це може призвести до кросинговеру : обмін деякими ідентичними ділянками сестринських хроматид у гомологів.

— Чим відрізняється метафаза мітозу від метафази І мейозу? У метафазі I мейозу за екватором клітини вибудовуються не окремі двороматидні хромосомияк у метафазі мітозу, біваленти(по два гомологи разом) або зошити(Тетра - чотири, за кількістю задіяних у кон'югації сестринських хроматид).

— Чим відрізняється анафаза мітозу від анафази І мейозу? В анафазу мітозу нитками веретена поділу до полюсів клітини розтягуються. сестринські хроматиди(які в цей час вже слід називати однохроматидними хромосомами). Зверніть увагу, що в цей час, оскільки з кожної двороматидної хромосоми утворилося дві однохроматидні хромосоми, а два нових ядра ще не утворилися, то хромосомна формула таких клітин матиме вигляд 4n4c. В анафазу I мейозу нитками веретена поділу до полюсів клітини розтягуються двороматидні гомологи. До речі, на малюнку в анафазу I ми бачимо, що одна із сестринських хроматид помаранчевої хромосоми має ділянки із червоної хроматиди (і, відповідно, навпаки), а одна із сестринських хроматид зеленої хромосоми має ділянки із синьої хроматиди (і, відповідно, навпаки). Тому ми можемо стверджувати, що в профазі I мейозу між гомологічними хромосомами відбувалася не тільки кон'югація, а й кросинговер.

— Чим відрізняється телофаза мітозу від телофази I мейозу? У телофазу мітозу в двох нових ядрах (двох клітин ще немає, вони утворюються в результаті цитокінезу) буде міститися диплоїднийнабір однохроматидних хромосом - 2n2c. У телофазу I мейозу у двох ядрах, що утворюються, буде знаходитися гаплоїднийнабір двороматидних хромосом - 1n2c. Отже, бачимо, що мейоз I вже забезпечив редукційнерозподіл (кількість хромосом знизилася вдвічі).

- Що забезпечує мейоз II? Мейоз II називається екваційне(зрівняльний) поділ, в результаті якого в чотирьох клітинах, що утворилися, буде знаходитися гаплоїдний набір нормальних однохроматидних хромосом - 1n1c.

- Чим відрізняється профаза I від профази II? У профазу II ядра клітин не містять гомологічних хромосом, як у профазу I, тому немає об'єднання гомологів.

— Чим відрізняється метафаза мітозу від метафази II мейозу? Дуже "підступне" питання, тому що з будь-якого підручника ви запам'ятаєте, що мейоз II в цілому протікає як мітоз. Але, зверніть увагу, в метафазу мітозу екватора клітини вибудовуються двороматидніхромосоми і кожна хромосома має її гомолог. У метафазі II мейозу за екватором теж вишиковуються двороматидніхромосоми, але немає гомологічних . На кольоровому малюнку, як у статті вище, це добре видно, але на іспиті малюнки чорно-білі. На цьому чорно-білому малюнку одного з тестових завдань зображена метафаза мітозу, тому що тут є гомологічні хромосоми (велика чорна і велика біла одна пара; маленька чорна і маленька біла інша пара).

— Може бути й аналогічне питання щодо анафази мітозу та анафази II мейозу .

- Чим відрізняється телофаза I мейозу від телофази II? Хоча набір хромосом в обох випадках гаплоїдний, але під час телофази I двороматидні хромосоми, а під час телофази II вони однохроматидні.

Коли писав на цьому блозі подібну статтю, ніяк не думав, що за три роки зміст тестів так сильно зміниться. Очевидно, через складнощі створювати нові і нові тести, спираючись на шкільну програму з біології, автори-упорядники вже не мають можливості «копати вшир» (все вже давно «вкопано») і вони змушені «копати вглиб».

*******************************************
У кого будуть питання щодо статті до репетитору біології з Скайпу, прошу звертатися у коментарях.

Розвиток і зростання живих організмів неможливе без процесу розподілу клітин. У природі існує кілька видів та способів поділу. У цій статті ми коротко і зрозуміло розповімо про мітоз і мейоз, роз'яснимо основне значення цих процесів, познайомимо з тим, чим вони відрізняються, а чим схожі.

Мітоз

Процес непрямого поділу, або мітоз, найчастіше зустрічається у природі. На ньому ґрунтується розподіл усіх існуючих нестатевих клітин, а саме м'язових, нервових, епітеліальних та інших.

Складається мітоз із чотирьох фаз: профази, метафази, анафази та телофази. Основна роль цього процесу - рівномірний розподіл генетичного коду від батьківської клітини до двох дочірніх. При цьому клітини нового покоління один до одного схожі на материнські.

Мал. 1. Схема мітозу

Час між процесами поділу називаються інтерфазою . Найчастіше інтерфаза набагато довша за мітоз. Для цього періоду характерні:

  • синтез білка та молекули АТФ у клітині;
  • подвоювання хромосом та утворення двох сестринських хроматид;
  • збільшення числа органоїдів у цитоплазмі.

Мейоз

Розподіл статевих клітин називається мейозом, воно супроводжується зменшенням числа хромосом удвічі. Особливість даного процесу полягає в тому, що проходить він у два етапи, які безперервно йдуть один за одним.

ТОП-4 статтіякі читають разом з цією

Інтерфаза між двома етапами поділу мейозу настільки короткочасна, що практично непомітна.

Мал. 2. Схема мейозу

Біологічним значенням мейозу є утворення чистих гамет, які містять гаплоїдний, тобто одинарний, набір хромосом. Диплоїдність відновлюється після запліднення, тобто злиття материнської та батьківської клітини. В результаті злиття двох гамет утворюється зигота з повним набором хромосом.

Зменшення числа хромосом при мейозі дуже важливе, тому що в іншому випадку при кожному розподілі число хромосом збільшувалося б. Завдяки редукційному поділу підтримується постійне число хромосом.

Порівняльна характеристика

Відмінність мітозу і мейозу полягає в тривалості фаз і процесах, що відбуваються в них. Нижче пропонуємо вам таблицю "Мітоз і мейоз", де вказані основні відмінності двох способів поділу. Фази мейозу такі ж, як і у мітозу. Детальніше дізнатися про подібності та відмінності двох процесів ви зможете у порівняльній характеристиці.

Фази

Мітоз

Мейоз

Перший поділ

Другий поділ

Інтерфаза

Набір диплоїдних хромосом материнської клітини. Синтезується білок, АТФ та органічні речовини. Хромосоми подвоюються, утворюються дві хроматиди, з'єднані центроміром.

Диплоїдний набір хромосом. Відбуваються ті ж дії, що і за мітозу. Відмінністю є тривалість, особливо під час утворення яйцеклітин.

Гаплоїдний набір хромосом. Синтез відсутня.

Нетривала фаза. Розчиняються ядерні мембрани та ядерце, формується веретено поділу.

Займає більше часу, ніж за мітозу. Також зникають ядерна оболонка та ядерце, формується веретено поділу. Крім цього спостерігається процес кон'югації (зближення та злиття гомологічних хромосом). При цьому відбувається кросинговер – обмін генетичної інформації на деяких ділянках. Після хромосоми розходяться.

За тривалістю – коротка фаза. Процеси такі ж, як і за мітозу, тільки з гаплоїдними хромосомами.

Метафаза

Спостерігається спіралізація та розташування хромосом в екваторіальній частині веретену.

Аналогічно мітозу

Теж, що і за мітозу, тільки з гаплоїдним набором.

Центроміри поділяються на дві самостійні хромосоми, які розходяться до різних полюсів.

Поділ центромір не відбувається. До полюсів відходить одна хромосома, що складається із двох хроматид.

Аналогічно мітоз, тільки з гаплоїдним набором.

Телофаза

Цитоплазма поділяється на дві однакові дочірні клітини з диплоїдним набором, утворюються ядерні мембрани з ядерцями. Веретено поділу зникає.

По тривалості нетривала фаза. Гомологічні хромосоми розташовуються у різних клітинах із гаплоїдним набором. Цитоплазма ділиться не завжди.

Цитоплазма поділяється. Утворюється чотири гаплоїдні клітини.

Мал. 3. Порівняльна схема мітозу та мейозу

Що ми дізналися?

У природі розподіл клітин відрізняється залежно від призначення. Так, наприклад, нестатеві клітини діляться шляхом мітозу, а статеві – мейозу. Ці процеси мають схожі схеми розподілу деяких етапах. Головною відмінністю є кількість хромосом в утвореного нового покоління клітин. Так при мітоз у новоствореного покоління диплоїдний набір, а при мейозі гаплоїдний набір хромосом. Час протікання фаз розподілу також різняться. Велику роль життєдіяльності організмів грають обидва способу поділу. Без мітозу не проходить жодне оновлення старих клітин, репродукція тканин та органів. Мейоз допомагає підтримувати постійну кількість хромосом у новоствореному організмі при розмноженні.

Тест на тему

Оцінка доповіді

Середня оцінка: 4.3. Усього отримано оцінок: 4199.

Біологічне значення мейозу: завдяки мейозу відбувається редукція числа хромосом. З однієї диплоїдної клітини утворюється 4 гаплоїдних.

Завдяки мейозу утворюються генетично різні клітини (у тому числі гамети), тому що в процесі мейозу тричі відбувається перекомбінація генетичного матеріалу:

1) рахунок кросинговера;

2) рахунок випадкового і незалежного розбіжності гомологічних хромосом;

3) рахунок випадкового і незалежного розбіжності кросоверных хроматид.

Перший і другий поділ мейозу складаються з тих же фаз, що і мітоз, але сутність змін у спадковому апараті інша.

Профаза 1. (2n4с)Найтриваліша і найскладніша фаза мейозу. Складається із низки послідовних стадій. Гомологічні хромосоми починають притягуватися один до одного подібними ділянками та кон'югують.

Кон'югацією називають процес тісного зближення гомологічних хромосом. Пару кон'югуючих хромосом називають бівалентом. Біваленти продовжують коротшати і потовщуватися. Кожен бівалент утворений чотирма хроматидами. Тому його називають зошитом.

Найважливішим подією є кросинговер – обмін ділянками хромосом. Кросинговер призводить до першої під час мейозу рекомбінації генів.

Наприкінці профази 1 формується веретено поділу, зникає ядерна оболонка. Біваленти переміщуються в екваторіальну площину.

Метафаза 1. (2n; 4с)Закінчується формування веретена поділу. Спіралізація хромосом максимальна. Біваленти розташовуються у площині екватора. Причому центроміри гомологічних хромосом звернені до різних полюсів клітини. Розташування бівалентів в екваторіальній площині є рівноймовірним і випадковим, тобто кожна з батьківських і материнських хромосом може бути повернена у бік того чи іншого полюса. Це створює передумови для другої під час мейозу рекомбінації генів.

Анафаза 1. (2n; 4с)До полюсів розходяться цілі хромосоми, а чи не хроматиди, як із мітозу. Кожен полюс має половину хромосомного набору. Причому пари хромосом розходяться так, як вони розташовувалися у площині екватора під час метафази. В результаті виникають найрізноманітніші поєднання батьківських та материнських хромосом, відбувається друга рекомбінація генетичного матеріалу.

Телофаза 1. (1n; 2с)У тварин та деяких рослин хроматиди деспіралізуються, навколо них формується ядерна оболонка. Потім відбувається розподіл цитоплазми (у тварин) або утворюється клітинна стінка (у рослин). У багатьох рослин клітина з анафази 1 відразу переходить у профазу 2.

Другий поділ мейозу

Інтерфаза 2. (1n; 2с)Характерна лише тварин клітин. Реплікація ДНК не відбувається. Друга стадія мейозу включає також профазу, метафазу, анафазу та телофазу.

Профаза 2. (1n; 2с)Хромосоми спіралізуються, ядерна мембрана та ядерця руйнуються, центріолі, якщо вони є, переміщаються до полюсів клітини, формується веретено поділу.

Метафаза 2. (1n; 2с)Формуються метафазна пластинка і веретено поділу, нитки веретена поділу прикріплюються до центромірів.

Анафаза 2. (2n; 2с)Центромери хромосом діляться, хроматиди стають самостійними хромосомами, і нитки веретена поділу розтягують до полюсів клітини. Число хромосом у клітині стає диплоїдним, але на кожному полюсі формується гаплоїдний набір. Оскільки метафази 2 хроматиди хромосом розташовуються в площині екватора випадково, в анафазі відбувається третя рекомбінація генетичного матеріалу клітини.

Телофаза 2. (1n; 1с)Нитки веретена поділу зникають, хромосоми деспіралізуються, довкола них відновлюється ядерна оболонка, ділиться цитоплазма.

Таким чином, в результаті двох послідовних поділів мейозу диплоїдна клітина дає початок чотирьом дочірнім генетично різним клітинам з гаплоїдним набором хромосом.

Завдання 1.

Хромосомний набір соматичних клітин квіткової рослини N дорівнює 28. Визначте хромосомний набір та число молекул ДНК у клітинах сім'язачатку перед початком мейозу, метафазі мейозу I та метафазі мейозу II. Поясніть, які процеси відбуваються у ці періоди та як вони впливають на зміни числа ДНК та хромосом.

Рішення: У соматичних клітинах 28 хромосом, що відповідає 28 ДНК.

Фази мейозу

Число хромосом

Кількість ДНК

Інтерфаза 1 (2п4с)

Профаза 1 (2n4с)

Метафаза 1 (2n4с)

Анафаза 1 (2n4с)

Телофаза 1 (1n2с)

Інтерфаза 2 (1n2с)

Профаза 2 (1n2с)

Метафаза 2 (1n2с)

Анафаза 2 (2n2с)

Телофаза 2 (1n1с)

  1. Перед початком мейозу кількість ДНК - 56, оскільки вона подвоїлася, а число хромосом не змінилося - 28.
  2. У метафазі мейозу I кількість ДНК - 56, число хромосом - 28, гомологічні хромосоми попарно розташовуються над і під площиною екватора, веретено поділу сформовано.
  3. У метафазі мейозу II кількість ДНК - 28, хромосом - 14, так як після редукційного поділу мейозу I число хромосом і ДНК зменшилося в 2 рази, хромосоми розташовуються в площині екватора, веретено поділу сформовано.

Завдання 2.

Хромосомний набір соматичних клітин пшениці дорівнює 28. Визначте хромосомний набір та число молекул ДНК у клітинах сім'язачатку перед початком мейозу, в анафазі мейозу I та анафазі мейозу II. Поясніть, які процеси відбуваються у ці періоди та як вони впливають на зміни числа ДНК та хромосом.

Завдання 3.

Для соматичної клітини тварини характерний диплоїдний набір хромосом. Визначте хромосомний набір (n) та число молекул ДНК (с) у клітині у профазі мейозу I та метафазі мейозу II. Поясніть результати у кожному випадку.

Завдання 4.

Хромосомний набір соматичних клітин пшениці дорівнює 28. Визначте хромосомний набір та число молекул ДНК у клітині сім'язачатку наприкінці мейозу I та мейозу II. Поясніть результати у кожному випадку.

Завдання 5.

Хромосомний набір соматичних клітин аґрусу дорівнює 16. Визначте хромосомний набір та число молекул ДНК у телофазі мейозу I та анафазі мейозу II. Поясніть результати у кожному випадку.

Завдання 6.

У соматичних клітинах дрозофіли містить 8 хромосом. Визначте, яке число хромосом та молекул ДНК міститься при гаметогенезі в ядрах перед поділом в інтерфазі та наприкінці телофази мейозу I.

Завдання 7.

Хромосомний набір соматичних клітин пшениці дорівнює 28. Визначте хромосомний набір та число молекул ДНК у ядрі (клітині) сім'язачатку перед початком мейозу I та мейозу II. Поясніть результати у кожному випадку.

Завдання 8.

Хромосомний набір соматичних клітин пшениці дорівнює 28. Визначте хромосомний набір та число молекул ДНК у ядрі (клітині) сім'язачатка перед початком мейозу I та метафазі мейозу I. Поясніть результати в кожному випадку.

Завдання 9.

У соматичних клітинах дрозофіли містить 8 хромосом. Визначте, яке число хромосом і молекул ДНК міститься при гаметогенезі в ядрах перед розподілом в інтерфазу і наприкінці телофази мейозу I. Поясніть, як утворюється таке число хромосом та молекул ДНК.

1. Перед початком розподілу число хромосом = 8, число молекул ДНК = 16 (2n4с); наприкінці телофази мейозу I число хромосом = 4, число молекул ДНК = 8.

2. Перед початком розподілу молекули ДНК подвоюються, але число хромосом не змінюється, тому що кожна хромосома стає двороматидною (складається із двох сестринських хроматид).

3. Мейоз – редукційний поділ, тому число хромосом та молекул ДНК зменшується вдвічі.

Завдання 10.

У великої рогатої худоби у соматичних клітинах 60 хромосом. Яким буде число хромосом і молекул ДНК у клітинах сім'яників в інтерфазі перед початком поділу та після поділу мейозу I?

1. В інтерфазі перед початком поділу: хромосом – 60 молекул ДНК – 120; після мейозу I: хромосом – 30, ДНК – 60.

2. Перед початком розподілу молекули ДНК подвоюються, їх кількість збільшується, а число хромосом не змінюється – 60, кожна хромосома складається із двох сестринських хроматид.

3) Мейоз I – редукційний поділ, тому число хромосом та молекул ДНК зменшується у 2 рази.

Завдання 11.

Який хромосомний набір характерний для клітин пилкового зерна та сперміїв сосни? Поясніть, з яких вихідних клітин та внаслідок якого поділу утворюються ці клітини.

1. Клітини пилкового зерна сосни та спермії мають гаплоїдний набір хромосом – n.

2. Клітини пилкового зерна сосни розвиваються з гаплоїдних суперечок МІТОЗОМ.

3. Спермії сосни розвиваються з пилкового зерна (генеративної клітини) мітозом.

Мейоз - це спосіб поділу еукаріотичних клітин, в результаті якого з однієї материнської утворюються 4 дочірні клітини з удвічі меншим набором хромосом.Цей тип поділу включає 2 послідовні поділки, кожен з яких складається з 4 фаз: профази, метафази, анафази та телофази.Набір хромосом перед поділом у материнських клітинах диплоїдний, а в дочірніх клітинах – гаплоїдний. Стан спадкової інформації після поділу видозмінений завдяки процесам кон'югації та кросинговеру. Мейоз вперше описав німецький біолог А. Гертриг у 1876 році на прикладі яєць морських їжаків. Проте важливість мейозу у спадковості було описано лише 1890 року німецьким біологом А. Вайсманом.

Етапи та фази мейозу

I етап - редукційний поділ, або Мейоз I:

Профаза І - фаза спіралізації (конденсації) двороматидних хромосом.Вона є найдовшою за часом у мейозі, при ній відбувається низка процесів.

спіралізаціядвороматидних хромосом. Хромосоми коротшають і ущільнюються і набувають вигляду паличкоподібних структур. Після цього гомологічні хромосоми зближуються і кон'югують (тісно прилягають один до одного по всій довжині, обвиваються, перехрещуються).

Так утворюються комплекси з 4 хроматид, з'єднаних між собою у певних місцях, так звані зошити,або біваленти.

Кон'югація (зближення та злиття ділянок гомологічних хромосом) та кросинговер (Обмін певними ділянками між гомологічними хромосомами). В результаті кросинговера утворюються нові комбінації спадкового матеріалу. Таким чином, кросинговер є одним із джерел спадкової мінливості. Через деякий час гомологічні хромосоми починають відходити одна від одної. При цьому стає помітним, що кожна з них складається із двох хроматид.

Відмінність центріолей до полюсів.

Зникнення ядерців.

Розпад ядерної оболонки на фрагменти.

Формування веретена поділу.

Метафаза І - фаза розташування зошит на екваторі:

Короткі нитки прикріплюються до центроміру тільки з одного боку і хромосоми розташовуються двома лініями;

На екваторі клітини розташовуються зошити.

Анафаза І - фаза відмінності двороматидних гомологічних хромосом.

Кожен зошит поділяється на двороматидні хромосоми;

Нитки веретена поділу скорочуються і розтягують двороматидні хромосоми до полюсів. Наприкінці анафази у кожного з полюсів клітини виявляється гаплоїдний (половинний) набір хромосом. Розбіжності хромосом кожної пари є випадковою подією, що є ще одним джерелом спадкової мінливості.

Телофаза І - фаза деспіралізації двороматидних хромосом:

Освіта двох клітин з гаплоїдним набором двороматидних хромосом;

У клітинах тварин та деяких рослин хромосоми деспіралізуються та ділиться цитоплазма материнської клітини, але у клітинах більшості видів рослин цитоплазма не ділиться.

Результатом мейозу є утворення з однієї материнської клітини двох дочірніх клітин з гаплоїдним набором двохроматидних хромосом.

Інтерфаза між розподілами мейозу коротка або відсутня, оскільки синтез ДНК не відбувається.

II етап – мітотичний або МейозII

Профаза II - фаза спіралізації двороматидних хромосом

Метафаза II - фаза розташування двороматидних хромосом на екваторі

■ короткі нитки прикріплюються до центроміру;

■ на екваторі клітини в один ряд розташовуються двороматидні хромосоми.

Анафаза II - фаза відмінності однохроматидних хромосом до полюсів клітин:

■ кожна хромосома поділяється на хроматиди;

■ нитки веретена поділу скорочуються і розтягують хроматиди до полюсів.

Телофаза II - фаза деспіралізації однохроматидних хромосом:

■ утворення двох клітин із гаплоїдним набором однохроматидних хромосом.

Отже, загальним результатом мейозу є утворення з однієї материнської клітини 4 дочірніх клітин із гаплоїдним набором однохроматидних хромосом.

Біологічне значення мейозу: 1) забезпечує видозміну спадкового матеріалу; 2) підтримує сталість каріотипу при статевому розмноженні; 3) є основою статевого розмноження.

Порівняльна характеристика мітозу та мейозу

ознаки

мітоз

мейоз

кількість поділів

Кількість утворених клітин 3 однієї

Набір хромосом перед поділом у клітинах

диплоїдний

диплоїдний

Набір хромосом у дочірніх клітинах

Диплоїдний (2п1с)

Гаплоїдний (1п1с)

Стан спадкової інформації у клітинах

незмінений

видозмінений

Відмінності процесів у профазімітозу та профазі 1 мейоз

Відсутність кон'югації та кросинговеру

Наявність кон'югації та кросинговеру

Відмінності процесів у метафазімітозу та метафазі 1 мейоз

На екваторі хромосоми розташовуються в один ряд

На екваторі хромосоми розташовуються у два ряди у вигляді зошит

Відмінності процесів в анафазі мітозу та анафазе 1 мейоз

Розходяться однохроматидні хромосоми

Розходяться двороматидні хромосоми

Відмінності процесів у телофазі мітозу та телофазі 1 мейоз

Утворюються дві диплоїдні клітини з однохроматидними хромосомами.

Утворюються дві гаплоїдні клітини з двороматидними хромосомами.

Крім мітозу, клітини еукаріотів можуть ділитися й іншими способами поділу. Це амітоз та ендомітоз.

Амітоз (прямий поділ) – поділ, який відбувається без спіралізації хромосом і без утворення веретена поділу. Здійснюється перешнуровуванням ядра, утворенням перегородки тощо. Основними ознаками амітозу є: а) ядро ​​ділиться шляхом перетяжки на дві або кілька рівних чи нерівних частин; б) точного розподілу ДНК та хромосом між двома або декількома частинами ядра не буває; в) ядерце та ядерна мембрана не зникають. Амітоз, як правило, спостерігається у приречених на загибель клітинах, в опромінених клітинах тощо.

Ендомітоз- поділ, що супроводжується репродукцією хромосом без утворення веретена поділу за збереження ядерної оболонки. Усі фази мітотичного поділу відбуваються усередині ядра. Зустрічається Ендомітоз у клітинах різних тканин, які інтенсивно функціонують, і результатом такого поділу може бути: а) багаторазове збільшення числа хромосом у клітині (наприклад, у клітинах печінки, м'язових волокнах); б) збільшення плоїдності клітини при збереженні в ній постійної кількості політенних (багатохроматидних) ) хромосом (наприклад, у клітинах амеб, інфузорій, евглен, слинних залоз двокрилих комах, зародкового мішка деяких рослин).

БІОЛОГІЯ +Едвард Страсбургер (1844-1912 ) - німецький ботанік, основні наукові праці якого відносяться до цитології, анатомії та ембріології рослин. Ввів у науку поняття цитоплазма, гаплоїдний набір хромосом, описав мейоз у вищих рослин, запліднення в папоротеподібних, голонасінних, виявив, що клітини та ядра рослин утворюються шляхом поділу, пояснив біологічне значення редукції числа хромосом та ін. Його "Практикум з ботаніки" тривалий час був основним посібником з мікроскопії рослин.

Енергія не створюється і не зникає, а лише переходить із однієї форми до іншої.

Закон збереження енергії