Az élő szervezetek fejlődése és növekedése lehetetlen a sejtosztódási folyamat nélkül. A természetben az osztódásnak többféle típusa és módja létezik. Ebben a cikkben röviden és világosan beszélünk a mitózisról és a meiózisról, elmagyarázzuk e folyamatok fő jelentését, és bemutatjuk, hogy miben különböznek és miben hasonlítanak.

Mitózis

A természetben a közvetett hasadás, vagyis a mitózis folyamata a leggyakoribb. Az összes létező, nem nemi sejt osztódásán alapul, nevezetesen izom-, ideg-, hámsejtek és mások.

A mitózis négy fázisból áll: profázisból, metafázisból, anafázisból és telofázisból. Ennek a folyamatnak a fő szerepe a genetikai kód egyenletes eloszlása ​​a szülősejttől a két leánysejtig. Ugyanakkor az új generáció sejtjei egytől egyig hasonlítanak az anyákhoz.

Rizs. 1. A mitózis sémája

A hasadási folyamatok közötti időt ún interfázis . Leggyakrabban az interfázis sokkal hosszabb, mint a mitózis. Ezt az időszakot a következők jellemzik:

• fehérje és ATP molekulák szintézise a sejtben;
• a kromoszómák megkettőződése és két testvérkromatid kialakulása;
• az organellumok számának növekedése a citoplazmában.

Meiosis

A csírasejtek osztódását meiózisnak nevezzük, ez a kromoszómák számának felére csökkenésével jár. Ennek a folyamatnak az a sajátossága, hogy két szakaszban zajlik, amelyek folyamatosan követik egymást.

TOP 4 cikkakik ezzel együtt olvastak

A meiotikus osztódás két szakasza közötti interfázis olyan rövid, hogy szinte észrevehetetlen.

Rizs. 2. A meiózis sémája

A meiózis biológiai jelentősége a tiszta ivarsejtek kialakulása, amelyek haploidot, más szóval egyetlen kromoszómakészletet tartalmaznak. A megtermékenyítés után helyreáll a diplomidia, vagyis az anyai és apai sejtek összeolvadása. Két ivarsejt fúziójának eredményeként egy teljes kromoszómakészlettel rendelkező zigóta jön létre.

A kromoszómák számának csökkenése a meiózis során nagyon fontos, mert különben a kromoszómák száma minden osztódással növekedne. A redukciós osztódás miatt a kromoszómák állandó száma megmarad.

Összehasonlító jellemzők

A mitózis és a meiózis közötti különbség a fázisok és a bennük zajló folyamatok időtartama. Az alábbiakban egy „Mitózis és meiózis” táblázatot kínálunk, amely bemutatja a két osztási módszer közötti főbb különbségeket. A meiózis fázisai megegyeznek a mitózis fázisaival. A két folyamat közötti hasonlóságokról és különbségekről egy összehasonlító leírásban tudhat meg többet.

Fázisok	Mitózis	Meiosis
		Első osztály	Második osztály
Interfázis	Az anyasejt kromoszómáinak halmaza diploid. Fehérje, ATP és szerves anyagok szintetizálódnak. A kromoszómák megkettőződnek, két kromatid képződik, amelyeket centromer köt össze.	diploid kromoszómakészlet. Ugyanazok a műveletek mennek végbe, mint a mitózisban. A különbség az időtartam, különösen a peték kialakulásában.	haploid kromoszómakészlet. A szintézis hiányzik.
	rövid fázis. A magmembránok és a magmembránok feloldódnak, és kialakul az orsó.	Tovább tart, mint a mitózis. Eltűnik a magburok és a mag is, kialakul a hasadási orsó. Ezenkívül megfigyelhető a konjugációs folyamat (a homológ kromoszómák közeledése és fúziója). Ebben az esetben átlépés történik - bizonyos területeken genetikai információcsere. Miután a kromoszómák szétváltak.	Időtartam szerint - egy rövid szakasz. A folyamatok ugyanazok, mint a mitózisban, csak haploid kromoszómákkal.
metafázis	Megfigyelhető a kromoszómák spiralizációja és elrendeződése az orsó egyenlítői részén.	Hasonló a mitózishoz	Ugyanaz, mint mitózisban, csak haploid készlettel.
	A centromerek két független kromoszómára oszlanak, amelyek különböző pólusok felé haladnak.	Centromer osztódás nem fordul elő. Egy kromoszóma, amely két kromatidából áll, a pólusokra távozik.	Hasonló a mitózishoz, csak haploid készlettel.
Telofázis	A citoplazma két egyforma, diploid halmazú leánysejtre osztódik, magmembránok képződnek nukleolusokkal. Az osztódás orsója eltűnik.	Az időtartam egy rövid szakasz. A homológ kromoszómák különböző sejtekben helyezkednek el haploid készlettel. A citoplazma nem minden esetben osztódik.	A citoplazma osztódik. Négy haploid sejt képződik.

Rizs. 3. A mitózis és a meiózis összehasonlító sémája

Mit tanultunk?

A természetben a sejtosztódás céljuktól függően eltérő. Így például a nem nemi sejtek mitózissal, a nemi sejtek pedig meiózissal osztódnak. Ezek a folyamatok bizonyos lépésekben hasonló felosztási sémákkal rendelkeznek. A fő különbség a kromoszómák számának jelenléte a kialakult új generációs sejtekben. Tehát a mitózis során az újonnan kialakult nemzedéknek diploid, a meiózis során pedig haploid kromoszómakészlete van. A felosztási fázisok időpontja is eltérő. Mindkét osztódási módszer óriási szerepet játszik az élőlények életében. Mitózis nélkül a régi sejtek egyetlen megújulása, a szövetek és szervek reprodukciója sem megy végbe. A meiózis segít fenntartani a kromoszómák állandó számát az újonnan képződött szervezetben a szaporodás során.

Téma kvíz

Jelentés értékelése

Átlagos értékelés: 4.3. Összes értékelés: 3469.

Cél: a tanulók elmélyítik ismereteiket az élőlények szaporodási formáiról; új fogalmak formálódnak a mitózisról és a meiózisról, valamint biológiai jelentőségükről.

Felszerelés:

1. Oktatási szemléltető eszközök: táblázatok, plakátok
2. technikai oktatási segédanyagok: interaktív tábla, multimédiás prezentációk, oktatási számítógépes programok.

Tanterv:

1. Idő szervezése
2. Ismétlés.
   1. Mi a szaporodás?
   2. Milyen szaporodási típusokat ismer? Meg tudod határozni őket?
   3. Soroljon fel példákat az ivartalan szaporodásra? Adj rá példákat.
   4. Az ivartalan szaporodás biológiai jelentősége?
   5. Milyen szaporodást nevezünk szexuálisnak?
   6. Milyen nemi sejteket ismersz?
   7. Miben különböznek az ivarsejtek a szomatikus sejtektől?
   8. Mi a megtermékenyítés?
   9. Melyek az ivaros szaporodás előnyei az ivartalan szaporodáshoz képest?
3. Új anyagok tanulása

Az órák alatt

Az örökletes információ átvitele, a szaporodás, valamint a növekedés, fejlődés és regeneráció a legfontosabb folyamaton – a sejtosztódáson – alapszik. Az osztódás molekuláris lényege a DNS azon képességében rejlik, hogy képes önmegkettőződni a molekulákra.

Az óra témájának meghirdetése. Mivel a mitózis és a meiózis fázisait általánosságban már 9. osztályban tanulmányoztuk, az általános biológia feladata ennek a folyamatnak a molekuláris és biokémiai szintű vizsgálata. Ezzel kapcsolatban kiemelt figyelmet fordítunk a kromoszómaszerkezetek változásaira.

A sejt az élő szervezetekben nemcsak szerkezeti és működési egység, hanem genetikai egység is. Ez az öröklődés és változékonyság egysége, amely a sejtosztódás folyamatában nyilvánul meg. A sejt örökletes tulajdonságainak elemi hordozója a gén. A gén egy DNS-molekula több száz nukleotidból álló szegmense, amely egy fehérjemolekula szerkezetét és egy sejt valamilyen örökletes tulajdonságának megnyilvánulását kódolja. A DNS-molekula fehérjével kombinálva kromoszómát alkot. A sejtmag kromoszómái és a bennük lokalizált gének a sejt örökletes tulajdonságainak fő hordozói. A sejtosztódás kezdetén a kromoszómák megrövidülnek és intenzívebben festődnek, így külön-külön is láthatóvá válnak.

Egy osztódó sejtben a kromoszóma kettős rúd alakú, és két félből vagy kromatidából áll, amelyeket a kromoszóma tengelye mentén rés választ el. Minden kromatid egy DNS-molekulát tartalmaz.

A kromoszómák belső szerkezete, a bennük lévő DNS-szálak száma a sejt életciklusa során változik.

Emlékezzünk vissza: mi a sejtciklus? Melyek a sejtciklus szakaszai? Mi történik az egyes szakaszokban?

Az interfázis három periódusból áll.

A G 1 preszintetikus periódus közvetlenül a sejtosztódás után következik be. Ebben az időben a fehérjék, az ATP, a különféle típusú RNS és az egyes DNS-nukleotidok szintézise zajlik a sejtben. A sejt növekszik, és különféle anyagok intenzíven felhalmozódnak benne. Ebben az időszakban minden kromoszóma egykromatid, a sejt genetikai anyaga 2n 1xp 2c (n a kromoszómák halmaza, xp a kromatidok száma, c a DNS mennyisége).

Az S szintetikus periódusban a sejt DNS-molekuláinak reduplikációja megy végbe. A DNS megkettőződése következtében minden kromoszóma kétszer annyi DNS-t tartalmaz, mint az S-fázis kezdete előtt, de a kromoszómák száma nem változik. Most a sejt genetikai készlete 2n 2xp 4c (diploid halmaz, kromoszómák kétkromatid, DNS mennyisége 4).

Az interfázis harmadik periódusában - posztszintetikus G 2 - folytatódik az RNS, a fehérjék szintézise és a sejt energiafelhalmozódása. Az interfázis végén a sejt mérete megnő, és osztódni kezd.

Sejtosztódás.

A természetben a sejtosztódásnak 3 módja van - amitózis, mitózis, meiózis.

Az amitózis osztja a prokarióta szervezeteket és néhány eukarióta sejtet, például a hólyagot, az emberi májat, valamint a régi vagy sérült sejteket. Először a sejtmag osztódik bennük, majd a sejtmag két vagy több részre szűkül, majd az osztódás végén a citoplazma két vagy több leánysejtbe fűződik. Az örökletes anyag és a citoplazma eloszlása ​​nem egyenletes.

Mitózis- az eukarióta sejtek osztódásának univerzális módszere, melynek során egy diploid anyasejtből két hasonló leánysejtet alakítanak ki.

A mitózis időtartama 1-3 óra, folyamatának 4 fázisa van: profázis, metafázis, anafázis és telofázis.

Prophase.Általában a sejtosztódás leghosszabb fázisa.

A sejtmag térfogata nő, a kromoszómák spiralizálódnak. Ebben az időben a kromoszóma két kromatidából áll, amelyek az elsődleges szűkület vagy centromer régiójában kapcsolódnak egymáshoz. Ezután a sejtmagok és a nukleáris burok feloldódnak - a kromoszómák a sejt citoplazmájában helyezkednek el. A centriolok a sejt pólusaihoz térnek el, és maguk között képezik az osztódási orsó szálait, majd a profázis végén a szálak a kromoszómák centromereihez kapcsolódnak. A sejt genetikai információja még mindig olyan, mint az interfázisban (2n 2xp 4c).

Metafázis. A kromoszómák szigorúan a sejt egyenlítőjének zónájában helyezkednek el, metafázis lemezt alkotva. A metafázis stádiumában a kromoszómák a legrövidebbek, mivel ekkor erősen spirálisak és kondenzáltak. Mivel a kromoszómák jól láthatóak, a kromoszómák számlálása és tanulmányozása általában ebben az osztódási időszakban történik. Időtartamát tekintve ez a mitózis legrövidebb fázisa, mivel addig tart, amikor a megkettőződött kromoszómák centromerei szigorúan az egyenlítői vonal mentén helyezkednek el. És a következő pillanatban kezdődik a következő fázis.

Anafázis. Mindegyik centromer ketté válik, és az orsószálak a leánycentromereket ellentétes pólusokra húzzák. A centromerek magukkal húzzák az elválasztott kromatidákat. Egy párból egy kromatid érkezik a pólusokhoz – ezek a leánykromoszómák. A genetikai információ mennyisége az egyes pólusokon most (2n 1xp 2s).

A mitózis befejeződött telofázis. Az ebben a fázisban lezajló folyamatok a profázisban megfigyelt folyamatok fordítottjai. A pólusokon a leánykromoszómák despiralizációja következik be, elvékonyodnak és alig megkülönböztethetők. Körülöttük magmembránok képződnek, majd magok jelennek meg. Ugyanakkor megtörténik a citoplazma osztódása: állati sejtekben - szűkítéssel, növényekben pedig a sejt közepétől a perifériáig. A növényi sejtekben a citoplazma membrán kialakulása után cellulóz membrán képződik. Két leánysejt képződik egykromatid kromoszómák diploid halmazával (2n 1xp 2c).

Meg kell jegyezni, hogy a sejtben előforduló összes folyamat, beleértve a mitózist is, genetikai szabályozás alatt áll. A gének szabályozzák a DNS-replikáció egymást követő szakaszait, mozgását, a kromoszómák spiralizációját stb.

A mitózis biológiai jelentősége:

1. A kromoszómák pontos megoszlása ​​és genetikai információik a leánysejtek között.
2. Biztosítja a kariotípus állandóságát és a genetikai folytonosságot minden sejtes megnyilvánulásban; mert különben nem lehetne fenntartani egy többsejtű szervezet szerkezetének állandóságát, szerveinek és szöveteinek megfelelő működését.
3. Biztosítja a legfontosabb életfolyamatokat - az embrionális fejlődést, növekedést, a szövetek és szervek helyreállítását, valamint az élőlények ivartalan szaporodását.

Meiosis

A csírasejtek (ivarsejtek) képződése másképp megy végbe, mint a szomatikus sejtek szaporodási folyamata. Ha az ivarsejtek kialakulása ugyanezt az utat követné, akkor a megtermékenyítés (a hím és női ivarsejtek fúziója) után a kromoszómák száma minden alkalommal megduplázódna. Ez azonban nem történik meg. Minden fajt meghatározott számú kromoszómakészlet és saját kromoszómakészlet (kariotípus) jellemez.

A meiózis az osztódás egy speciális típusa, amikor a nemi szervek diploid (2p) szomatikus sejtjeiből képződnek az állatok és növények csírasejtjei (ivarsejtjei), vagy a spóranövényekben a spórák, amelyekben ezekben a sejtekben haploid (n) kromoszómakészlet található. Ezután a megtermékenyítés során a csírasejtek magjai egyesülnek, és helyreáll a diploid kromoszómakészlet (n + n = 2n).

A meiózis folyamatos folyamatában két egymást követő felosztás van: az I. és a II. meiózis. Minden osztályban ugyanazok a fázisok, mint a mitózisban, de eltérő időtartamban és a genetikai anyag változásaiban. Az I. meiózis következtében a létrejövő leánysejtekben a kromoszómák száma felére csökken (redukciós osztódás), míg a II. meiózis során a sejthaploiditás megmarad (egyenlítői osztódás).

A meiózis próféta I- A homológ kromoszómák páronként megduplázódtak az interfázisos megközelítésben. Ebben az esetben a homológ kromoszómák egyes kromatidjai összefonódnak, metszik egymást, és ugyanazokon a helyeken eltörhetnek. Ezen érintkezés során a homológ kromoszómák megfelelő régiókat (géneket) cserélhetnek, pl. van egy crossover. A keresztezés a sejt genetikai anyagának rekombinációját okozza. E folyamat után a homológ kromoszómák ismét szétválnak, a mag és a magvak membránja feloldódik, osztódási orsó alakul ki. A profázisban lévő sejt genetikai információja 2n 2xp 4c (diploid halmaz, kétkromatid kromoszómák, a DNS molekulák száma 4).

A meiózis I metafázisa - A kromoszómák az egyenlítő síkjában helyezkednek el. De ha a mitózis metafázisában a homológ kromoszómák egymástól független helyzetben vannak, akkor meiózisban egymás mellett fekszenek - párban. A genetikai információ ugyanaz (2n 2xp 4c).

Anafázis ÉN- nem az egyik kromatidából származó kromoszómák fele tér el a sejt pólusaihoz, hanem két kromatidából álló teljes kromoszómák. Ez azt jelenti, hogy minden homológ kromoszómapárból csak egy, de kétkromatidú kromoszóma kerül a leánysejtbe. Számuk az új sejtekben felére csökken (a kromoszómák számának csökkenése). A genetikai információ mennyisége a sejt minden pólusán kisebb lesz (1n 2xp 2s).

NÁL NÉL telofázis a meiózis első osztódása, magok, magvak képződnek és a citoplazma osztódik - két leánysejt jön létre haploid kromoszómakészlettel, de ezek a kromoszómák két kromatidból állnak (1n 2xp 2c).

Az elsőt követően a meiózis második osztódása következik be, de ezt nem előzi meg DNS-szintézis. A II. meiózis rövid profázisa után a kétkromatid kromoszómák a II. meiózis metafázisában az egyenlítő síkjában helyezkednek el, és az orsórostokhoz kapcsolódnak. Genetikai információik megegyeznek - (1n 2xp 2s).

A meiosis II anafázisában a kromatidák a sejt ellentétes pólusaira térnek el, a meiosis II telofázisában pedig négy haploid sejt képződik egyetlen kromatid kromoszómával (1n 1xp 1c). Így a spermában és a tojásokban a kromoszómák száma felére csökken. Az ilyen nemi sejtek különféle szervezetek ivarérett egyedeiben képződnek. Az ivarsejtek képződésének folyamatát gametogenezisnek nevezik.

A meiózis biológiai jelentősége:

1. Haploid kromoszómakészlettel rendelkező sejtek kialakulása. A megtermékenyítés során minden faj számára állandó kromoszómakészletet és állandó mennyiségű DNS-t biztosítanak.

2. A meiózis során a nem homológ kromoszómák véletlenszerű szegregációja következik be, ami a kromoszómák nagyszámú lehetséges kombinációjához vezet az ivarsejtekben. Emberben a kromoszómák lehetséges kombinációinak száma az ivarsejtekben 2 n, ahol n a haploid készlet kromoszómáinak száma: 2 23 \u003d 8 388 608. A lehetséges kombinációk száma egy szülőpárban 2 23 x 2 23

3. A meiózisban előforduló kromoszómák keresztezése, helyek cseréje, valamint az egyes homológ kromoszómapárok független divergenciája

meghatározza egy tulajdonság örökletes átadását a szülőkről az utódokra.

A diploid organizmusok kromoszómakészletében szereplő két homológ kromoszómapár (anyai és apai) mindegyikéből a tojás vagy a hímivarsejt haploid halmaza csak egy kromoszómát tartalmaz. Ezenkívül lehet: 1) az apai kromoszóma; 2) anyai kromoszóma; 3) apai az anyai kromoszóma egy részével; 4) anyai és apai telek. Ezek a folyamatok az örökítőanyag hatékony rekombinációjához vezetnek a szervezet által kialakított ivarsejtekben. Ennek eredményeként az ivarsejtek és az utódok genetikai heterogenitása meghatározható.

Magyarázat közben a tanulók kitöltik a táblázatot: „A mitózis és a meiózis összehasonlító jellemzői”

osztálytípusok	Mitózis (közvetett osztódás)	Meiosis (redukciós osztódás)
Osztályok száma	egy hadosztály	két osztály
folyamatban lévő folyamatok	A replikáció és az átírás hiányzik	Az 1. profázisban a homológ kromoszómák konjugációja és keresztezése következik be.
	A kromatidák a sejt pólusaira térnek el	Az első osztódásban a homológ kromoszómák a sejt pólusaihoz térnek el.
Leánysejtek száma	2	4
Kromoszómák halmaza a leánysejtekben (n a kromoszómák halmaza, xp a kromatidák, c a DNS száma)	A kromoszómák száma állandó marad 2n 1xp 2c (egy kromatid kromoszómák)	A kromoszómák száma felére csökken 1n 1xp 1c (egy kromatid kromoszómák)
Azok a sejtek, ahol osztódás történik	szomatikus sejtek	Az állatok nemi szerveinek szomatikus sejtjei; spóraképző növényi sejtek
Jelentése	Biztosítja az élő szervezetek ivartalan szaporodását és növekedését	Csírasejtek képzésére szolgál

A tanult anyag összevonása (táblázat szerint, próbamunka).

Irodalom:

1. Yu.I. Poljanszkij. Tankönyv a gimnázium 10-11 évfolyamának. -M.: "Felvilágosodás", 1992.
2. BAN BEN. Ponomareva, O.A. Kornilova, T.E. Loscsilin. "Biológia" tankönyv 11. évfolyam, alapszint, -M .: "Ventana-Graf", 2010.
3. S.G. Mamontov biológia egyetemekre jelentkezők számára. –M.: 2002.
4. N. Green, W. Stout, D. Taylor. Biológia 3 kötetben -M .: "Mir", 1993.
5. N.P. Dubinin. Általános biológia. Útmutató a tanárnak. -M.: 1990.
6. N.N. Prihodcsenko, T.P. Shkurat Az emberi genetika alapjai. Uch.pos. - Rostov n / a: "Phoenix", 1997.

1. Adja meg a fogalmak definícióit!
Tojás- női ivarsejt.
Gametes- haploid kromoszómakészlettel rendelkező reproduktív sejtek, amelyek részt vesznek az ivaros szaporodásban.
Gametogenezis - a csírasejtek vagy ivarsejtek érésének folyamata.
Meiosis- az eukarióta sejt magjának osztódása a kromoszómák számának felére csökkenésével.

2. Vázolja fel a csírasejteket, és jelölje meg főbb részeit.

3. Mi az alapvető különbség a petesejt és a spermium szerkezetében?
A peték nagyok, mozdulatlanok, tápanyag-utánpótlással rendelkeznek, a spermiumok kicsik, mozgékonyak, mitokondriumokat tartalmaznak.

4. Töltse ki a „Gametogenezis emberben” sémát.

5. Mi a különbség a női és férfi testben zajló gametogenezis folyamatai között?
A spermatogenezisben a szaporodási, növekedési és érési szakaszok mellett van egy képződési szakasz is, amikor a spermiumokban flagellum jelenik meg.

6. A 3.6. szakasz 59. ábrájával töltse ki a táblázatot.

7. Mutassa be a mitózis és a meiózis közötti hasonlóságokat és különbségeket!

8. Tekintsük a 60. ábrát a p. 118 tankönyv. Mi a jelentősége a kromoszóma keresztezésnek és a homológ régiók cseréjének? A meiózis melyik fázisában következik be?
Az 1. profázisban konjugáció megy végbe - a homológ kromoszómák konvergenciájának folyamata, és az átkelés - a homológ régiók cseréje a konjugáció során. Ez a folyamat biztosítja a fajok kombinatív genotípusos variabilitását.

9. Mi a meiózis biológiai szerepe?
1) a gametogenezis fő szakasza;
2) biztosítja a genetikai információ átvitelét a szervezetről a szervezetre az ivaros szaporodás során;
3) a leánysejtek genetikailag nem azonosak a szülővel és egymással (a fajok kombinatív genotípusos variabilitása).
4) a meiózis miatt a csírasejtek haploidok, és a zigótában történő megtermékenyítés során helyreáll a diploid kromoszómakészlet.

10. Mi a biológiai jelentése a citoplazma egyenetlen osztódásának és egyleánysejtek a meiózis minden szakaszában a tojás képződése során?
Az oogenezis során egy diploid sejtből 4 haploid sejt képződik. De csak egy (petesejt) kapja meg a teljes tápanyagellátást, a maradék 3 szerep pedig nem játszik és elhal (ezek poláris, vagy irányított testek).
A tojásnak tápanyagellátásra van szüksége, mert. ebből fejlődik ki az embrió a megtermékenyítés után. A sarki testek csak a felesleges genetikai anyag eltávolítására szolgálnak.

11. Összefüggés megállapítása az ivarsejtek és a rájuk jellemző tulajdonságok között!
jelek
1. Nagy mennyiségű citoplazma
2. Mobilitás
3. Nagyon sűrű DNS-csomagolás a sejtmagban
4. Kerek forma
5. Tápanyag utánpótlást tartalmaz
6. Sok tipikus organellum hiányzik
7. Viszonylag nagy méretek
8. A fejben van egy akroszóma - egy organoid, amely enzimeket tartalmaz az ellenkező nemű ivarsejt héjának feloldására
nemi sejtek
A. Ovum

B. Sperma

12. Válassza ki a megfelelő ítéleteket.
1. A növekedési zónában a sejtek kromoszómakészlete 2p.
2. Az érési zónában meiotikus osztódás következik be.
5. Az első meiotikus osztódás (I. prófás) profázis sokkal hosszabb, mint a mitózis profázis.
7. Nőkben az elsődleges csírasejtek képződése az embrionális időszakban fejeződik be.

13. Magyarázza meg a szó (kifejezés) eredetét és általános jelentését az azt alkotó gyökök jelentése alapján!

14. Válasszon ki egy kifejezést, és magyarázza el, hogy a mai jelentése hogyan felel meg gyökereinek eredeti jelentésének!
A választott kifejezés a sperma.
Levelezés - nemcsak a hím, hanem a női csírasejteknek is joguk van "magnak" nevezni, mivel olyan genetikai anyagot tartalmaznak, amelyet az ókorban nem ismertek.

15. Fogalmazza meg és írja le a 3.6. § fő gondolatait.
A gametogenezis a nemi sejtek (ivarsejtek) képződésének folyamata. Az ivarsejtek haploidok, ellentétben a szomatikus sejtekkel, amelyet érésük szakaszában a meiózis biztosít. A spermiumok képződésének folyamata a spermatogenezis, a peték - az oogenezis. A spermatogenezisnek 4 szakasza van, az utolsó (képződmény) hiányzik az oogenezis során.
A meiózis stádiumai hasonlóak a mitózis stádiumaihoz, a különbség az, hogy a meiózis során 2 egymást követő osztódás van, köztük interfázis nélkül, konjugáció figyelhető meg, 1 diploidból 4 haploid ivarsejt keletkezik.
A gametogenezis és a meiózis szerepe a csírasejtek fejlődése, a genetikai információk szervezetről szervezetre történő átvitele, valamint a fajok kombinatív genotípusos variabilitásának biztosítása. Ezenkívül a meiózis miatt a csírasejtek haploidok, és a zigótában történő megtermékenyítés során helyreáll a diploid kromoszómakészlet.

Az állatok, növények és gombák szexuális szaporodása speciális nemi sejtek - ivarsejtek - kialakulásához kapcsolódik, amelyek a megtermékenyítés során egyesülnek, egyesítve magjaikat. Természetesen ebben az esetben kétszer annyi kromoszóma van a zigótában, mint az egyes ivarsejtekben. Az egész szervezet sejtjei, amelyek egy zigótából nőttek ki, ugyanazzal a kettős kromoszómakészlettel rendelkeznek. Valójában a nem szexuális, szomatikus (a görög "soma" - test szóból) a legtöbb többsejtű szervezet sejtjei kettős, diploid (2n) kromoszómakészlettel rendelkeznek, ahol minden kromoszómának van egy páros, homológ kromoszómája. Ezzel szemben az ivarsejtek egyetlen, haploid (n) kromoszómakészlettel rendelkeznek, amelyben minden kromoszóma egyedi, és nincs homológ párja. A sejtosztódás egy speciális típusát, melynek eredményeként nemi sejtek képződnek, meiózisnak nevezzük (30. ábra). A mitózistól eltérően, amelyben a leánysejtek által kapott kromoszómák száma megmarad, a meiózis során a leánysejtek kromoszómáinak száma felére csökken.

Rizs. 30. A meiózis diagramja

A meiózis folyamata két egymást követő sejtosztódásból áll - meiosis I (első osztódás) és meiosis II (második osztódás). A DNS és a kromoszómák megkettőződése csak az I. meiózis előtt következik be.

A meiózis első osztódása, az úgynevezett redukció eredményeként felére csökkent kromoszómaszámú sejtek képződnek. A második osztódás után az érett csírasejtek kialakulása következik.

a meiózis fázisai. A meiózis I. fázisában a kettős kromoszómák fénymikroszkóp alatt jól láthatóak. Mindegyik kromoszóma két kromatidából áll, amelyeket egyetlen centromer köt össze. A spiralizáció során a kettős kromoszómák lerövidülnek. A homológ kromoszómák hosszirányban szorosan kapcsolódnak egymáshoz (kromatidtól kromatidig), vagy ahogy mondani szokás, konjugálnak. Ebben az esetben a kromatidák gyakran metszik egymást vagy csavarják egymást. Ekkor a homológ kromoszómák mintegy taszítani kezdik egymást. Azokon a helyeken, ahol a kromatidák keresztezik egymást, keresztirányú szakadások lépnek fel, és a kromatidák metszeteket cserélnek. Ezt a jelenséget kromoszóma crossovernek nevezik (31. ábra). Ugyanakkor, mint a mitózisban, a magburok felbomlik, a mag eltűnik, és orsószálak képződnek. A meiózis I. és a mitózis profázis közötti különbség a homológ kromoszómák konjugációja és a kromoszóma-keresztezés folyamatában a helyek kölcsönös cseréje.

Rizs. 31. Kromoszómák keresztezése meiózisban

Az I. metafázis jellegzetessége, hogy a sejt egyenlítői síkjában a homológ kromoszómák párban elhelyezkednek. Ezt követi az I. anafázis, melynek során teljes homológ kromoszómák (mindegyik két kromatidából áll) a sejt ellentétes pólusaira költöznek. (Megjegyzendő, hogy a mitózis során a kromatidák az osztódás pólusaira térnek el.) Nagyon fontos hangsúlyozni a kromoszómák divergenciájának egyik jellemzőjét a meiózis ezen szakaszában: az egyes párok homológ kromoszómái véletlenszerűen térnek el, függetlenül a többi pár kromoszómájától. . Minden pólus feleannyi kromoszómával rendelkezik, mint amennyi a sejtben volt az osztódás kezdetén. Ezután jön az I. telofázis, melynek során két sejt képződik feleződött kromoszómákkal.

Az interfázis rövid, mert nem megy végbe DNS-szintézis. Ezt követi a második meiotikus osztódás (meiosis II). Csak abban különbözik a mitózistól, hogy a II. metafázisban a kromoszómák száma fele a mitózis metafázisában lévő kromoszómák számának ugyanabban a szervezetben. Mivel minden kromoszóma két kromatidából áll, a II. metafázisban a kromoszómák centromerei osztódnak, és a kromatidák a pólusokhoz térnek el, amelyek leánykromoszómákká válnak. Csak most jön az igazi interfázis. Minden eredeti sejtből négy, haploid kromoszómakészlettel rendelkező sejt keletkezik.

sokféle ivarsejt. Tekintsük egy 3 pár kromoszómával rendelkező sejt meiózisát (2n=6). Két meiotikus osztódás után 4 sejt képződik haploid kromoszómakészlettel (n=3). Mivel az egyes párok kromoszómái a többi pár kromoszómáitól függetlenül leánysejtekké válnak szét, egyformán valószínű nyolcféle ivarsejt kialakulása, amelyek különböző kromoszómakombinációkkal rendelkeznek, amelyek az anyasejtben voltak.

Az ivarsejtek még nagyobb változatosságát biztosítja a homológ kromoszómák konjugációja és keresztezése a meiózis profázisában.

A meiózis biológiai jelentősége. Ha a meiózis folyamatában nem csökken a kromoszómák száma, akkor minden következő generációban, amikor a petesejt és a spermium magja egyesül, a kromoszómák száma végtelenül növekedne. A meiózis miatt az érett csírasejtek haploid (n) számú kromoszómát kapnak, míg a megtermékenyítés visszaállítja az erre a fajra jellemző diploid (2n) számot. A meiózis során a homológ kromoszómák különböző csírasejtekbe jutnak, a megtermékenyítés során pedig helyreáll a homológ kromoszómák párosítása. Következésképpen minden faj számára biztosított a teljes diploid kromoszómakészlet és a DNS állandó mennyisége.

A kromoszómák keresztezése, a helyek cseréje és az egyes homológ kromoszómapárok meiózisban előforduló független divergenciája meghatározza egy tulajdonság örökletes átvitelét a szülőkről az utódokra. A diploid organizmusok kromoszómakészletének részét képező két homológ kromoszómapárból (anyai és apai) csak egy kromoszóma található a tojás vagy a sperma haploid készletében. Ő lehet:

1. apai kromoszóma;
2. anyai kromoszóma;
3. apai anyai telekkel;
4. anyai, apai telekkel.

Ezek a nagyszámú, minőségileg eltérő csírasejt megjelenési folyamata hozzájárul az örökletes változékonysághoz.

Egyes esetekben a meiózis folyamatának megsértése miatt a homológ kromoszómák szétválasztásának hiányában a csírasejteknek nincs homológ kromoszómája, vagy fordítva, mindkét homológ kromoszómával rendelkeznek. Ez súlyos zavarokhoz vezet a szervezet fejlődésében vagy halálához.

1. Hasonlítsa össze a mitózist és a meiózist, emelje ki a hasonlóságokat és különbségeket.
2. Ismertesse a fogalmakat: meiózis, diploid kromoszómakészlet, haploid kromoszómakészlet, konjugáció!
3. Mi a jelentősége a homológ kromoszómák független szegregációjának a meiózis első osztódásában?
4. Mi a meiózis biológiai jelentősége?

Emlékezzen egy zoológiai tanfolyamról, hogyan történik a megtermékenyítés állatokon.

Meiosis Az eukarióták sejtosztódási módszere, amelyben haploid sejtek képződnek. A meiózis különbözik a mitózistól, amely diploid sejteket termel.

Ezenkívül a meiózis két egymást követő felosztásban megy végbe, amelyeket rendre az elsőnek (meiosis I) és a másodiknak (meiózis II) neveznek. A sejtek már az első osztódás után egyetlen, azaz haploid kromoszómakészletet tartalmaznak. Ezért az első felosztást gyakran nevezik csökkentés. Bár néha a "redukciós osztás" kifejezést a teljes meiózisra vonatkozóan használják.

A második osztály az úgynevezett egyenlítőés mechanizmusa hasonló a mitózishoz. A II. meiózisban a testvérkromatidák a sejt pólusaihoz térnek el.

A meiózist a mitózishoz hasonlóan interfázisban DNS-szintézis - replikáció előzi meg, amely után minden kromoszóma már két kromatidából áll, amelyeket testvérkromatidáknak nevezünk. Az első és a második osztódás között nem megy végbe DNS-szintézis.

Ha a mitózis következtében két sejt keletkezik, akkor a meiózis következtében - 4. Ha azonban a szervezet petéket termel, akkor csak egy sejt marad, amely magában foglalja a tápanyagokat.

Az első osztódás előtti DNS mennyiségét általában 2n 4c-ként jelölik. Itt n kromoszómákat, c kromatidákat jelöl. Ez azt jelenti, hogy minden kromoszómának van egy homológ párja (2n), ugyanakkor minden kromoszóma két kromatidából áll. Egy homológ kromoszóma jelenlétében négy kromatidot kapunk (4c).

Az első és a második osztódás előtt a DNS mennyisége mind a két leánysejtben 1n 2c-re csökken. Vagyis a homológ kromoszómák különböző sejtekké válnak szét, de továbbra is két kromatidból állnak.

A második osztódás után négy sejt képződik 1n 1c készlettel, azaz mindegyik csak egy kromoszómát tartalmaz egy pár homológból, és csak egy kromatidból áll.

Az alábbiakban részletesen ismertetjük az első és a második meiotikus felosztást. A fázisok kijelölése ugyanaz, mint a mitózisban: profázis, metafázis, anafázis, telofázis. Az ezekben a fázisokban lezajló folyamatok azonban, különösen az I. profázisban, némileg eltérőek.

Meiosis I

I. próféta

Ez általában a meiózis leghosszabb és legösszetettebb fázisa. Sokkal tovább tart, mint mitózis esetén. Ez annak köszönhető, hogy ekkor a homológ kromoszómák közelednek egymáshoz és DNS-szegmenseket cserélnek (konjugáció és keresztezés történik).

Konjugáció- a homológ kromoszómák összekapcsolásának folyamata. Átkelés- azonos régiók cseréje homológ kromoszómák között. A homológ kromoszómák nem-sister kromatidjai ekvivalens régiókat cserélhetnek. Azokon a helyeken, ahol ilyen csere történik, az ún chiasma.

A páros homológ kromoszómákat ún bivalensek, vagy tetradák. A kommunikáció az I. anafázisig fennmarad, és a testvérkromatidák közötti centromerek és a nem testvérkromatidák közötti chiasmaták biztosítják.

A profázisban a kromoszómák spiralizálódnak, így a fázis végére a kromoszómák elnyerik jellegzetes alakjukat és méretüket.

Az I. profázis későbbi szakaszaiban a nukleáris burok vezikulákra bomlik, és a magvak eltűnnek. Megkezdődik a meiotikus orsó kialakulása. Háromféle orsó mikrotubulus képződik. Egyesek a kinetokorokhoz vannak rögzítve, mások az ellenkező pólusból növekvő tubulusokhoz (a szerkezet távtartóként működik). Megint mások csillagszerkezetet alkotnak, és a membránvázhoz kapcsolódnak, támasztó funkciót ellátva.

A centriolokkal rendelkező Centroszómák a pólusok felé eltérnek. A mikrotubulusok az egykori sejtmag régiójába kerülnek, amelyek a kromoszómák centromer régiójában található kinetokorokhoz kapcsolódnak. Ebben az esetben a testvérkromatidák kinetochorei egyesülnek és egyetlen egészként működnek, ami lehetővé teszi, hogy az egyik kromoszóma kromatidjai ne váljanak el, és ezt követően együtt mozogjanak a sejt egyik pólusára.

Metafázis I

Végül kialakul a hasadási orsó. A homológ kromoszómapárok az egyenlítő síkjában helyezkednek el. A sejt egyenlítője mentén egymással szemben sorakoznak úgy, hogy az egyenlítői sík homológ kromoszómapárok között van.

Anafázis I

A homológ kromoszómák elkülönülnek, és a sejt különböző pólusaira térnek el. A profázis során bekövetkezett átkelés miatt kromatidjaik már nem azonosak egymással.

Telofázis I

A magok helyreállnak. A kromoszómák despiralizálódnak vékony kromatinná. A sejt két részre oszlik. Állatoknál a membrán invaginációjával. A növényeknek sejtfaluk van.

Meiosis II

A két meiotikus felosztás közötti interfázis ún interkinézis, nagyon rövid. Az interfázistól eltérően a DNS duplikációja nem történik meg. Valójában már megduplázódott, csak a két sejt mindegyike tartalmazza a homológ kromoszómák egyikét. A II. meiózis egyidejűleg két sejtben fordul elő, amelyek az I. meiózis után alakultak ki. Az alábbi diagram csak egy sejt osztódását mutatja a kettőből.

Profázis II

Rövid. A magok és nukleolusok ismét eltűnnek, a kromatidák spiralizálódnak. Az orsó kialakulni kezd.

Metafázis II

Minden kromoszómához két orsószál kapcsolódik, amely két kromatidából áll. Az egyik szál az egyik pólusból, a másik a másikból. A centromerek két különálló kinetokorból állnak. A metafázis lemez az I. metafázis egyenlítőjére merőleges síkban jön létre. Vagyis ha a meiózisban lévő szülősejtet végigosztom, akkor most két sejt osztódik át.

Anafázis II

A testvérkromatidákat megkötő fehérje elválik, és azok különböző pólusokra váltanak szét. A testvérkromatidákat ma testvérkromoszómáknak nevezik.

Telofázis II

Hasonlóan az I. telofázishoz. Megtörténik a kromoszómák despiralizációja, a hasadási orsó eltűnik, magok és nukleolusok képződése, citokinézis.

A meiózis jelentése

Egy többsejtű szervezetben csak a csírasejtek osztódnak meiózissal. Ezért a meiózis fő jelentése az Biztonsággépezetaszexuális szaporodás,amely fenntartja a kromoszómák számának állandóságát a fajban.

A meiózis másik jelentése a genetikai információ rekombinációja, amely az I. profázisban fordul elő, azaz a kombinatív variabilitás. Az allélok új kombinációi két esetben jönnek létre. 1. Ha keresztezés történik, azaz a homológ kromoszómák nem testvérkromatidjai helyet cserélnek. 2. A kromoszómák független divergenciájával a pólusokhoz mindkét meiotikus osztódásban. Más szavakkal, minden kromoszóma lehet ugyanabban a sejtben, bármilyen kombinációban más nem homológ kromoszómákkal.

A sejtek már az I. meiózis után különböző genetikai információkat tartalmaznak. A második osztódás után mind a négy sejt különbözik egymástól. Ez egy fontos különbség a meiózis és a mitózis között, amelyben genetikailag azonos sejtek képződnek.

A kromoszómák és kromatidák keresztezése és véletlenszerű szegregációja az I. és II. anafázisban új génkombinációkat hoz létre és egyekaz élőlények örökletes változékonyságának okairól amely lehetővé teszi az élő szervezetek evolúcióját.