Отличия ( особенности ) митоза от мейоза

Митоз	Мейоз
1. Осуществляется при делении соматических клеток 2 Осуществляется во всех клетках и тканях организма 3. Одно деление клетки   4. Одна интерфаза 5. Ведёт образованию двух дочерних клеток ( соматических ) 6. Дочерние клетки идентичны материнской и имеют набор хромосом ( кариотип ), равный материнской клетке 7. В профазе конъюгация и кроссинговер не осуществляются 8. В метафазе к хромосомам гомологичной пары нити веретена деления прикрепляются с двух сторон 9. В анафазе к полюсам клетки расходятся дочерние хромосомы ( однохроматидные ) 10. Комбинации хромосом во всех клетках одинаковые     11. Рекомбинации родительских хромосом не происходит; уровень мутационной изменчивости незначителен 12 Не имеет значения в эволюции организмов	1. Осуществляется при гаметогенезе и спорогенезе 2. Осуществляется только в гаметангиях и спорангиях 3. Осуществляется два деления ( редукционное и эквационное ) 4. Две интерфазы 5. Ведёт к образованию четырёх дочерних клеток ( гамет или спор ) 6. Дочерние клетки не идентичны материнской и имеют набор хромосом вдвое меньший чем в материнской клетке 7. В профазе I осуществляются процессы конъюгации и кроссинговера 8. В метафазе I к хромосомам гомологичной пары нити веретена деления прикрепляются только с одной стороны 9. В анафазе I к полюсам клетки расходятся целые ( двухроматидные ) гомологичные хромосомы . 10. В каждой клетке комбинации родительских хромосом различно – осуществляется независимое расхождение родительских хромосом 11. Осуществляется значительная рекомбинация родительских хромосом ( комбинативная наследственная изменчивость ) и мутационная изменчивость 12. Имеет большое значение в эволюции организмов ( поставляет материал для естественного отбора в виде мутаций и генетических рекомбинаций )

Сходства митоза и мейоза

5. Образуются дочерние клетки

6. Одинаковые фазы ( про-, мета-, ана- и телофаза )

7. Редупликация ДНК осуществляется только один раз

8. Вызывают мутации ДНК, образование аномальных клеток

Развитие половых клеток у покрытосеменных растений

· Состоит из двух этапов : спорогенеза и гаметогенеза

q при формировании мужских гамет– микроспорогенез и микрогаметогенез

q при формировании женских гамет – макроспорогенез и макрогаметогенез

· В основе спорогенеза лежит мейоз

Образование мужских гамет

· Микроспорогенез происходит в специальной ( археспориальной ) ткани пыльника тычинок

q Клетки археспориальной ткани пыльника многократно делятся путём митоза –образуются многочисленные материнские клетки микроспор – микроспороцисты (2n 2c )

q Первичные клетки пыльцы осуществляют мейоз ; после двух мейотических делений образуются четыре гаплоидных микроспоры – пыльцевые зёрна ( n c )

v Каждое пыльцевое зерно покрыто двумя оболочками : внутренней ( интина ) и наружной ( экзина )

· Внутри пыльцевого зерна начинается микрогаметогенез , состоящий из двух последовательных митотических делений :

q После первого деления образуются две клетки – вегетативная и генеративная ( ♂ гаметофит покрытосеменных растений )

q Второе деление осуществляет только генеративная клетка , при её делении образуются две собственно половые клетки – спермии

Образование женских гамет

· Макроспорогенез происходит в тканях семяпочки , расположенной в завязи пестика цветка ; в ней обособляется одна археспориальная клетка которая усиленно растёт и становиться крупнее всех других клеток

q Крупная клетка делится путём митоза несколько раз , образуя первичные клетки макроспор

q Первичные клетки макроспор осуществляют мейоз ; после двух мейотических делений образуются четыре гаплоидных клетки – макроспоры , из которых три погибают , а одна ( самая крупная ) приступает к макрогаметогенезу

· При макрогаметогенезе макроспора осуществляет три последовательных митотических деления

· В результате образуется восемь клеток (♀ гаметофит покрытосеменных растений) , которые распределяются следующим образом :

16. одна клетка трансформируется в яйцеклетку и располагается у входа в семяпочку – микропиле - месте , где происходит проникновение спермиев

17. 5 клеток образуют зародышевый мешок ( 2 из них – синергиды – локализуются около яйцеклетки , а 3 клетки – антиподы - располагаются на противоположном конце семяпочки )

v Синергиды , расположенные у микропиле содержат ферменты , растворяющие оболочки пыльцевых трубок со спермиями

v Антиподы выполняют функцию передатчика питательных веществ из семяпочки в зародышевый мешок

18. 2 оставшиеся клетки располагаются в центре зародышевого мешка и сливаются , образуя диплоидную центральную клетку

Семяпочка

2 синергиды 3 антиподы

Яйцеклетка Центральная клетка ( диплоидная )

Микропиле

( пыльцевход )

Схема строения женского гаметофита покрытосеменных растений
Двойное оплодотворение у покрытосеменных растений (открыто С. Г. Навашиным в 1898 году )

· Оплодотворению предшествует опыление – перенос пыльцы из пыльников тычинок на рыльце пестика ( пыльца может переноситься насекомыми , птицами , ветром , водой )

· Попав на рыльце пестика пыльцевое зерно прорастает , т.е. за счёт деления вегетативной клетки образуется пыльцевая трубка , которая дорастает до завязи и входа в семяпочку – микропиле ( из генеративной клетки к этому времени образуются два спермия , которые спускаются в пыльцевую трубку )

· Пыльцевая трубка входит в семяпочку через микропиле ( пыльцевход ) , кончик трубки разрывается освобождая спермии

q Первый сперматозоид оплодотворяет яйцеклетку с образованием диплоидной зиготы , из которой развивается зародыш семени

q Второй спермий сливается с центральной диплоидной клеткой , образуя триплоидную клетку , от деления которой возникает питательная ткань семени – эндосперм ( обеспечивает питательными веществами развивающийся зародыш ) ; т. о. клетки эндосперма триплоидны

· Из стенки семяпочки формируется семенная кожура , из разрастающейся стенки завязи образуется околоплодник , внутри которого находятся семена

· Двойное оплодотворение является уникальной особенностью покрытосеменных растений

q Биологическое значение двойного оплодотворения заключается в возникающей благодаря ему возможности очень быстрого образования питательной ткани и значительном ускорении образования семян

Оплодотворение у животных

Оплодотворение ( или сингамия ) – это процесс слияния мужских и женских половых клеток , сопровождающийся объединением геномов , в результате которого образуется оплодотворённая яйцеклетка ( зигота )

· Зигота – клетка , представляющая собой дочернюю особь на наиболее ранней стадии развития

· Оплодотворение влечёт :

- активацию яйца , т. е. побуждение его к развитию ( является следствием значительных сдвигов в обмене веществ яйцеклетки , которые сопутствуют оплодотворению )

- кариогамию – образование диплоидного ядра зиготы в результате слияния гаплоидных ядер гамет, несущих генетическую информацию двух родительских организмов

· Выделяют несколько типов оплодотворения :

q Изогамия – зигота образуется в результате слияния гамет , морфологически неотличимых ( равных )

q Гетерогамия – зигота образуется в результате слияния отличающихся по ряду морфологических и функциональных признаков гамет

Механизм оплодотворения у животных( млекопитающих , человека )

· Процесс оплодотворения происходит в маточной ( фаллопиевой ) ,трубе куда после овуляции из яичника попадают овоциты II порядка и многочисленные сперматозоиды

· Процесс оплодотворения начинается с акросомальной реакции , которая осуществляется в момент соприкосновения головки сперматозоида с поверхностью вторичного овоцита ( при соприкосновении акросома разрывается , а её содержимое , включающее ряд ферментов , в частности протеазу , высвобождается и разрушает фолликулярные клетки , окружающие яйцо и оболочки яйца

· Акросома вытягивается , образуя акросомальный отросток , сливающийся с цитоплазматической мембраной овоцита II

· По акросомальному отростку сперматозоид проникает во вторичный овоцит ( вторичный овцит после проникновения в него сперматозоида претерпевает второе мейотическое деление , в результате которого образуется яйцеклетка и вторичный полоцит )

· После проникновения сперматозоида яйцеклетка формирует ( отслаивает ) на поверхности толстую непроницаемую оболочку оплодотворения , препятствующую проникновению других сперматозоидов

v В оплодотворении участвуют огромное число сперматозоидов ( десятки и сотни миллионов ) , поскольку только их значительное их число даёт достаточное количество ферментов , необходимых для проникновения сперматозоидов в яйцеклетку

v В оболочке яйцеклетки некоторых животных существует числокрошечное отверстие – микропиле , через которое проникает сперматозоид

v Встрече гамет способствует выделение яйцеклетками растений и животных в окружающую среду химических веществ – гомонов , активизирующих сперматозоиды к направленному движению

v Различают :

- моноспермию , при которой в яйцо проникает только один сперматозоид ( у водных животных и позвоночных )

- полиспермию, в результате которой в яйцо проникают множество сперматозоидов , но только один из них осуществляет кариогамию ( слияние ядер ) ; характерна для части птиц и рептилий , насекомых , рыб

· Клеточная оболочка сперматозоида разрушается , или встраивается в мембрану яйцеклетки , образуя мозаичную мембрану зиготы , а его ядро высвобождается

· Гаплоидные ядра яйцеклетки и сперматозоида набухают , образуя мужской и женский пронуклеусы

· Происходит слияние мужского и женского пронуклеусов ( кариогамия ) с образованием диплоидного ядра –зиготы ( именно этот момент можно назвать собственно оплодотворением )

· В результате из двух гаплоидных гамет образуется одна диплоидная клетка – зигота

· Процесс , обеспечивающий встречу гамет называется осеменением ; различают наружное , внутреннее и смешаное осеменение

q Наружное осеменение ( оплодотворение ) – осуществляется во внешней среде , куда попадают мужские и женские гаметы и где происходит их взаимодействие и , в значительной мере , случайное оплодотворение (лучше всего для этой цели подходит водная среда – так осуществляется оплодотворение у рыб и бесхвостых амфибий ) ; это примитивный и довольно ненадёжный способ соединения гамет , осуществляющийся по типу моноспермии и характерный для большинства видов , обитающих и размножающихся в воде

q Внутреннее осеменение ( оплодотворение ) – выделяемая самцом семенная жидкость , содержащая сперматозоиды , вводится в половые пути самки ( этот тип характерен для всех наземных позвоночных животных _ рептилий , птиц и млекопитающих , членистоногих

v Оплодотворение яйцеклеток млекопитающих , включая человека , возможно в пробирке , а развившиеся зародыши могут быть имплантированы в матку женщины , где они подвергаются дальнейшему нормальному развитию ; известно немало случаев рождения « пробирочных детей »

q Смешанное , или сперматофорное осеменение ( оплодотворение ) - спермии , заключённые в специальном « пакете » - сперматофоре , откладываются самцом во внешнюю среду , а затем самки клоакой или другим путём захватывают их и вводят внутрь тела ( этот тип характерен для некоторых хвостатых амфибий - тритоны , саламандры и членистоногих

· Различают также :

q перекрестное оплодотворение – процесс слияния половых клеток разных особей

q самооплодотворение– слияние гамет , продуцируемых одним и тем же организмом ( встречается среди гермафродитов , да и то в исключительных случаях )

Значение оплодотворения

1. Образование зиготы – одноклеточного зародыша

2. Поддержание постоянства кариотипа вида - формирование в зиготе ( и будущем организме ) диплоидного набора хромосом

2. Объединение гаплоидных геномов отцовского и материнского организмов и формирование уникальной комбинации генов в генотипе диплоидной зиготы потомка , т. е. основадля возникновения комбинативной наследственной изменчивости , являющейся элементарным эволюционным фактором ( материал для естественного отбора )