Мейоз и его биологическое значение
- непрямое деление клетки, при котором из одной диплоидной материнской клетки образуется 4 гаплоидные дочерние клетки, генетический материал которых отличен от генетического материала материнской клетки.
Включает 2 деления:
1. Редукционное (2n4c→1n2c) – вдвое уменьшается число хромосом.
2. Эквационное (1n2c→1n1c) – число хромосом уравнивается с числом ДНК (хроматид).
Редукционное деление
Включает 4 фазы:
Профаза I
Включает 5 стадий:
Лептотена – ДНК спирализуется и становятся видны хромосомы в виде тонких нитей.
Зиготена – происходит коньюгация – сближение и соединение между собой гомологичных хромосом (гомологичные хромосомы – хромосомы одинаковые по форме, размерам и расположению генов). В результате образуются биваленты (тетрады). Каждый бивалент состоит из 2 гомологичных хромосом (4 хроматид (ДНК).
Пахитена – происходит кроссинговер – обмен участками между гомологичными хромосомами.
Диплотена – хромосомы в бивалентах немного отталкиваются друг от друга. Становятся видны места перекреста – хиазмы.
Диакинез – хромосомы остаются в бивалентах, но полностью обособляются друг от друга. Ядерная оболочка распадается, ядрышко исчезает, центриоли расходятся к разным полюсам. Между ними начинают формироваться нити веретена деления.
В клетке 2n4c.
Метафаза I
Биваленты выстраиваются по экватору клетки. К центромерам хромосом прикрепляются нити веретена деления. В клетке 2n4c.
Анафаза I
Разделения центромеры не происходит. Из каждого бивалента одна двухроматидная хромосома идет к одному полюсу, другая к другому. Закон независимого расхождения гомологичных хромосом: в каждой паре гомологичных хромосом расхождение хромосом происходит независимо от других пар. У полюсов становится по 1n2c, а в целом в клетке 2n4c.
Телофаза I
ДНК деспирализуется. Хромосомы становятся не видны. Вокруг них образуется ядерная оболочка, внутри ядра формируется ядрышко. Затем происходит цитокинез (цитотомия) – разделение цитоплазмы, и образуются 2 клетки с набором 1n2с.
Между 1 и 2 делениями мейоза может быть небольшой период покоя – интеркинез. Однако в ходе него не происходит удвоения ДНК, так как каждая хромосома все еще состоит из 2 хроматид.
Эквационное деление (по сути это митоз)
Включает 4 фазы:
Профаза II
Днк спирализуется и становятся видны хромосомы. Ядерная оболочка распадается, ядрышко исчезает, центриоли расходятся к разным полюсам. Между ними начинают формироваться нити веретена деления. В клетке 1n2c.
Метафаза II
Двухроматидные хромосомы выстраиваются в области экватора, образуя материнскую звезду. К центромерам хромосом прикрепляются нити веретена деления. В клетке 1n2c.
Анафаза II
Происходит разделение центромеры. Каждая хромосома распадается на две хроматиды, которые становятся сестринскими хромосомами. Хроматиды (сестринские хромосомы) расходятся к разным полюсам клетки. У полюсов становится по 1n1c, а в целом в клетке 2n2c.
Телофаза II
ДНК деспирализуется (раскручивается). Хромосомы становятся не видны. Вокруг них образуется ядерная оболочка, внутри ядра формируется ядрышко. Затем происходит цитокинез (цитотомия) – разделение цитоплазмы, и образуются 2 клетки с набором 1n1с.
Значение мейоза:
1. Делает возможным половое размножение, обеспечивая гаплоидность гамет.
2. Увеличивает генетическое разнообразие потомства, что повышает выживаемость в изменяющихся условиях среды обитания.
Задания для закрепления изучаемого материала
А. Вставьте необходимое по смыслу слово:
1. Первое деление мейоза, в ходе которого число хромосом уменьшается в 2 раза, называется … .
2. Стадия профазы I мейоза, в ходе которой происходит коньюгация, называется … .
3. Процесс сближения гомологичных хромосом, в ходе которого образуются биваленты, называется … .
4. Хромосомы, одинаковые по форме, размерам и расположению генов, называются … .
5. Обмен участками между гомологичными хромосомами называется … .
6. В стадию диплотены профазы I мейоза становятся видны места перекреста - … .
7. Кроссинговер происходит на стадии … профазы I мейоза.
8. В ходе анафазы I мейоза к полюсам клетки расходятся … .
9. В ходе анафазы II мейоза к полюсам клетки расходятся … .
10. Биваленты выстраиваются в области экватора на стадии … мейоза.
Б. Какие стадии мейоза изображены на рис.1-8 ?
В. Как вы понимаете слова и словосочетания? Задайте по два вопроса к каждому понятию (словосочетанию).
Коньюгация, кроссинговер, редукционное деление, эквационное деление, гомологичные хромосомы, биваленты, тетрады.
|
1. В ходе мейоза из одной диплоидной клетки образуется:
а) четыре гаплоидные клетки;
б) четыре диплоидные клетки;
в) 2 гаплоидные клетки;
г) 2 диплоидные клетки.
2. Деление мейоза, в ходе которого количество хромосом уменьшается в 2 раза, называется:
а) эквационным;
б) редукционным;
в) уравнительным;
г) нетипичным.
3. Процесс сближения гомологичных хромосом называется:
а) кроссинговер;
б) коньюгация;
в) репликация;
г) транскрипция.
4. В процессе мейоза биваленты образуются на стадии:
а) лептотены;
б) зиготены;
в) пахитены;
г) диплотены.
5. В процессе мейоза кроссинговер происходит на стадии:
а) лептотены;
б) зиготены;
в) пахитены;
г) диплотены.
6. Процесс обмена участками между гомологичными хромосомами называется:
а) кроссинговер;
б) транслокация
в) коньюгация;
г) трансдукция.
7. Независимое расхождение гомологичных хромосом в процессе мейоза происходит на стадии:
а) метафазы I;
б) анафазы I;
в) метафазы II;
г) анафазы II.
8. Биваленты располагаются в области экватора на стадии:
а) метафазы I;
б) анафазы I;
в) метафазы II;
г) телофазы II.
9. В процессе мейоза хромадиды к полюсам клетки расходятся на стадии:
а) метафазы I;
б) анафазы I;
в) метафазы II;
г) анафазы II.
10. В процессе мейоза ядерная оболочка распадается и ядрышко исчезает на стадии:
а) профазы I;
б) анафазы I;
в) метафазы II;
г) телофазы II.
Жизненный цикл клетки
Жизненный цикл клетки - период жизни клетки с момента ее образования в ходе деления до последующего деления или смерти.
Клеточный цикл складывается из митоза и периода между делениями – интерфазы.
В интерфазе выделяют 3 периода:
1. G1 (постмитотический или пресинтетический):
Происходит активный синтез белков, жиров, углеводов, число органоидов увеличивается до числа, характерного для зрелой клетки.
Также происходит синтез особых «запускающих» белков. Если их концентрация достигает особого порогового значения – «точки рестрикции» (точки «R»), клетка разрешается продолжить жизненный цикл и перейти в следующий синтетический период.
Начинается активная подготовка к синтетическому периоду: синтезируются нуклеотиды и ферменты, необходимые для репликации ДНК.
Если концентрация запускающих белков не достигает точки «R», то клетка переходит в период G0 – период покоя. Есть три причины, по которым клетка может не достигнуть точки рестрикции:
а) в ДНК клетки обнаружены серьезные поломки, которые необходимо исправить (процесс исправления ошибок в ДНК называется репарацией);
б) неблагоприятное воздействие внешней среды;
в) клетка переходит к дифференцировке, приобретает характерные черты специализации, определенное время выполняет свои функции и затем умирает.
2) S- период(синтетический период). Происходит процесс репликации ДНК. Идет активный синтез белков-гистонов, необходимых для упаковки дочерних ДНК. Начинается удвоение центриолей.
3) G2- период (премитотический, постсинтетический). Клетка готовиться к предстоящему митозу, идет накопление АТФ и синтез белка тубулина, необходимых для построения микротрубочек веретена деления.