Какой механизм обеспечивает редукцию числа хромосом в клетках?

16 ответов на вопрос “Какой механизм обеспечивает редукцию числа хромосом в клетках?”

Kaktilar 25-10-2019 Ответить

Как и в случае др. типа деления клеток – митоза, обеспечивающего постоянство хромосомного состава, М. предшествует интерфаза клеточного цикла, в ходе которой происходит удвоение молекул ДНК. Поэтому, исходя из количества ДНК, клетка вступает в М. тетраплоидной. При этом сестринские молекулы ДНК образуют связанные между собой по всей длине сестринские хроматиды.
М. представляет собой 2 последовательных деления клетки. В результате 1-го деления пары гомологичных хромосом (одна получена от отца, другая – от матери) разъединяются и члены пар расходятся в 2 клетки (редукция числа хромосом). Отличит. особенностью 1-го деления является сложная и сильно растянутая во времени (от суток до нескольких лет) профаза I, в которой выделяют 5 стадий. Вступив в профазу I М., хромосомы начинают конденсироваться (уплотняться) и становятся различимыми в световом микроскопе. Однако хроматиды в них так тесно сближены, что каждая хромосома кажется одиночной. Это т. н. стадия тонких нитей – лептотена. Для неё характерно также появление на хромосомах мелких гранул хроматина – хромомеров, размер и число которых специфичны для каждой хромосомы. Далее гомологичные хромосомы начинают сближаться и объединяться – конъюгировать (стадия зиготены), образуя плотные специфич. структуры 2 гомологичных хромосом – биваленты. Каждый бивалент состоит из 4 хроматид; по всей длине они связываются с помощью белкового синаптонемного комплекса. Продолжительность зиготены у разных организмов различна – от нескольких часов до нескольких суток. Затем клетки вступают в стадию пахитены (толстых нитей), при которой происходит характерное для М. событие – кроссинговер, когда гомологичные хромосомы могут обмениваться идентичными участками хроматид в бивалентах благодаря разрывам, появляющимся в цепочках ДНК одновременно в 2 хроматидах. Взаимный обмен приводит к возникновению новых комбинаций генов. Эта стадия может длиться неск. суток (напр., в процессе спермиогенеза человека 15 сут). На стадии диплотены (т. н. двойных нитей) происходит отталкивание связанных после кроссинговера гомологичных хромосом друг от друга, часто начинающееся в районе центромер. У большинства организмов по мере отхождения гомологов в бивалентах проявляются хиазмы – места перекрёста и сцепления хромосом. При этом пары сестринских хроматид остаются плотно соединёнными друг с другом по всей длине. Лишь в ооцитах, накапливающих много желтка (некоторые рыбы, земноводные, птицы, млекопитающие), а также в сперматоцитах некоторых насекомых хромосомы разрыхляются и приобретают вид «ламповых щёток», петли их хроматина активны и на них синтезируется большое количество матричной РНК. Диплотена в таких хромосомах у насекомых может растягиваться на год и более, у человека на 12–50 лет. Постепенно диплотена переходит в стадию диакинеза, на которой хромосомы ещё несколько укорачиваются, пара сестринских хроматид соединена центромерой, количество хиазм уменьшается, причём они оказываются расположенными на концах хромосом, синтез РНК, характерный для всей профазы I, прекращается, полностью разрушается синаптонемный комплекс. На этом диакинез завершается и делящиеся клетки вступают в метафазу I деления М.
В метафазе I с исчезновением ядерной оболочки и ядрышка биваленты выстраиваются в экваториальной плоскости, формируется т. н. веретено деления: к центромерам каждого гомолога крепятся микротрубочки, которые в анафазе I растаскивают гомологичные хромосомы (при митозе расходятся сестринские хроматиды). В связи с тем, что распределение гомологов по клеткам совершенно случайное, происходит перекомбинация хромосом из разных пар. Затем следует телофазa I, когда хромосомы деконденсируются и окружаются ядерной оболочкой. После непродолжительной паузы, называемой интеркинезом, клетки переходят ко 2-му делению, которое по последовательности событий представляет собой митоз в клетках с гаплоидным числом хромосом. Последние выстраиваются на экваторе нового веретена деления (метафаза II), после чего сестринские хроматиды расходятся (анафаза II), формируются ядра (телофаза II), а затем и клетки с одинарным набором хромосом. Т. о. в ходе М. из одной соматической (неполовой) диплоидной клетки образуются 4 гаплоидные половые клетки, каждая из которых отличается от других по своим генетич. задаткам.
Установлено, что под строгим генетич. контролем находятся ключевые цитогенетич. события М.: вступление в М., конъюгация гомологичных хромосом, мейотич. рекомбинация, образование хиазм, расхождение гомологов, 1-е и 2-е деление М. Каждый этап контролируется серией генов, которые действуют относительно независимо друг от друга, причём наибольшей степенью автономности обладают гены, ответственные за 1-е и 2-е деление мейоза.
Нарушения расхождения хромосом в М., как правило, приводят к хромосомным болезням человека. Напр., при синдроме Дауна в клетках эмбриона оказывается лишняя копия 21-й хромосомы, появляющаяся в результате нерасхождения в процессе 1-го или 2-го деления М. В подавляющем большинстве случаев такие ошибки расхождения наблюдаются при М. у женщин, и частота их возрастает с увеличением возраста матери.
Чудо женщина 25-10-2019 Ответить

Смотреть что такое “редукция [числа] хромосом” в других словарях:

Редукция числа хромосом — Редукция (син. гаплозис устар.) в генетике уменьшение соматического числа хромосом вдвое; у животных, как правило, происходит при образовании половых клеток. Редукция избирательная (син. деление созревания избирательное) P., при которой… … Википедия
редукция гамет — редукция [числа] хромосом Уменьшение числа хромосом вполовину против соматического набора; Р.г. составная часть редукционного деления (мейоза). [Арефьев В.А., Лисовенко Л.А. Англо русский толковый словарь генетических терминов 1995 407с.]… … Справочник технического переводчика
редукция гамет — редукция гамет. См. редукция [числа] хромосом. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во ВНИРО, 1995 г.) … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
Редукция — I Редукция (лат. reductio отведение назад, возвращение, восстановление) в биологии уменьшение размеров, упрощение структуры или полная утрата органа, ткани или клетки в ходе исторического развития (филогенеза). II Редукция в цитологии регенерация … Медицинская энциклопедия
РЕДУКЦИЯ — 1. Уменьшение органов или тканей (до их исчезновения) и нередко потеря ими функции в процессе онтогенеза или филогенеза. 2. Уменьшение числа хромосом в клетках в результате мейоза … Словарь ботанических терминов
гаметическая редукция — ЭМБРИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ ГАМЕТИЧЕСКАЯ РЕДУКЦИЯ – уменьшение числа хромосом вдвое, происходящее во время мейоза, при образовании половых клеток – гамет … Общая эмбриология: Терминологический словарь
Мейоз — (от греч. meiosis уменьшение) редукционное деление, деления созревания, способ деления клеток, в результате которого происходит уменьшение (редукция) числа хромосом в два раза и одна диплоидная клетка (содержащая два набора хромосом)… … Большая советская энциклопедия
МЕЙОЗ — (от греч. meiosis уменьшение), деления созревания, особый способ деления клеток, в результате к рого происходит редукция (уменьшение) числа хромосом и переход клеток из диплоидного состояния в гаплоидное; осн. звено гаметогенеза. М открыт В.… … Биологический энциклопедический словарь
Мейоз — (от греч. meiosis уменьшение) или редукционное деление клетки деление ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом в два раза. Происходит в два этапа (редукционный и эквационный этапы мейоза). Мейоз не следует смешивать с… … Википедия
КЛЕТКА — элементарная единица живого. Клетка отграничена от других клеток или от внешней среды специальной мембраной и имеет ядро или его эквивалент, в котором сосредоточена основная часть химической информации, контролирующей наследственность. Изучением… … Энциклопедия Кольера
рЫжИк 25-10-2019 Ответить

Мейоз
(от греч. meiosis — уменьшение)
редукционное деление, деления созревания, способ деления клеток, в результате которого происходит уменьшение (редукция) числа хромосом в два раза и одна диплоидная клетка (содержащая два набора хромосом) после двух быстро следующих друг за другом делений даёт начало 4 гаплоидным (содержащим по одному набору хромосом). Восстановление диплоидного числа хромосом происходит в результате оплодотворения. М. — обязательное звено полового процесса и условие формирования половых клеток (гамет (См. Гаметы)). Биологическое значение М. заключается в поддержании постоянства Кариотипа в ряду поколений организмов данного вида и обеспечении возможности рекомбинации (См. Рекомбинация) хромосом и генов при половом процессе. М. — один из ключевых механизмов наследственности (См. Наследственность) и наследственной изменчивости (См. Изменчивость). Поведение хромосом при М. обеспечивает выполнение основных законов наследственности (см. Менделя законы).
В зависимости от места М. в жизненном цикле (См. Жизненный цикл) организмов различают 3 типа М. Гаметный, или терминальный, М. (у всех многоклеточных животных и ряда низших растений), происходит в половых органах и приводит к образованию гамет. Зиготный, или начальный, М. (у многих грибов и водорослей), происходит в зиготе (См. Зигота) сразу после оплодотворения и приводит к образованию гаплоидного мицелия (См. Мицелий) или Таллома, а затем спор и гамет. Споровый, или промежуточный, М. (у высших растений), имеет место накануне цветения и приводит к образованию гаплоидного Гаметофита, в котором позднее образуются гаметы. У простейших (Protozoa) встречаются все 3 типа М. Перед М. происходит удвоение количества ДНК в клетке. В ходе двух делений М. (рис.) ДНК делится поровну между 4 клетками. В результате первого (редукционного) деления М. пары гомологичных хромосом разъединяются и члены пар расходятся в 2 клетки (редукция числа хромосом). Каждая хромосома сохраняет две продольные половины — хроматиды (См. Хроматида). В результате второго (эквационного) деления хроматиды расходятся в разные клетки и каждая из 4 сестринских клеток получает по одной хроматиде. Т. о., первое деление М. принципиально отличается от Митоза, а второе — это митоз в клетках с гаплоидным числом хромосом. Во время М., перед редукцией числа хромосом, происходит обмен участками гомологичных хромосом — Кроссинговер, приводящий к перераспределению аллельных генов (см. Аллели). М. длится много дольше митоза: например, у пшеницы он продолжается 24 часа, у лилии — 9—12 суток, у мыши — 11—14 суток, у человека — 24. У ряда животных и человека во время образования женских половых клеток (см. Оогенез) М. останавливается на срок до нескольких лет и завершается только во время оплодотворения.
Первая фаза М. — профаза I, наиболее сложная и длительная (у человека 22,5, у лилии 8—10 суток), подразделяется на 5 стадий. Лептотена — стадия тонких нитей, когда хромосомы слабо спирализованы и наиболее длинны, видны утолщения — хромомеры. Зиготена — стадия начала попарного, бок о бок соединения (синапсиса, конъюгации) гомологичных хромосом; при этом гомологичные хромомеры взаимно притягиваются и выстраиваются строго друг против друга. Пахитена — стадия толстых нитей; гомологичные хромосомы стабильно соединены в пары — биваленты, число которых равно гаплоидному числу хромосом; под электронным микроскопом видна сложная ультраструктура в месте контакта двух гомологичных хромосом внутри бивалента: т. н. синаптонемальный комплекс, который начинает формироваться ещё в зиготене; в каждой хромосоме бивалента обнаруживаются 2 хроматиды; т. о., бивалент (тетрада, по старой терминологии) состоит из 4 гомологичных хроматид; на этой стадии происходит кроссинговер, осуществляющийся на молекулярном уровне; цитологические последствия его обнаруживаются на следующей стадии. Диплотена — стадия раздвоившихся нитей; гомологичные хромосомы начинают отталкиваться друг от друга, но оказываются связанными, обычно в 2—3 точках на бивалент, где видны хиазмы (перекресты хроматид) — цитологическое проявление кроссинговера. Диакинез — стадия отталкивания гомологичных хромосом, которые по-прежнему соединены в биваленты хиазмами, перемещающимися на концы хромосом (терминализация); хромосомы максимально коротки и толсты (за счёт спирализации) и образуют характерные фигуры: кресты, кольца и др. Следующая фаза М. — метафаза I, во время которой хиазмы ещё сохраняются; биваленты выстраиваются в средней части веретена деления клетки, ориентируясь Центромерами гомологичных хромосом к противоположным полюсам веретена. В анафазе I гомологичные хромосомы с помощью нитей веретена расходятся к полюсам; при этом каждая хромосома пары может отойти к любому из двух полюсов, независимо от расхождения хромосом др. пар. Поэтому число возможных сочетаний при расхождении хромосом равно 2n, где n — число пар хромосом. В отличие от анафазы митоза, центромеры хромосом не расщепляются и продолжают скреплять 2 хроматиды в хромосоме, отходящей к полюсу. В телофазе I у каждого полюса начинается деспирализация хромосом и формирование дочерних ядер и клеток. Далее следует короткая интерфаза без редупликации ДНК — интеркинез, и начинается второе деление М. Профаза II, метафаза II, анафаза II и телофаза II проходят быстро; при этом в конце метафазы II расщепляются центромеры, и в анафазе II расходятся к полюсам хроматиды каждой хромосомы. Эта классическая схема М. имеет исключения. Например, у растений рода ожика (Luzula) и насекомых семейства кокцид (Coccidae) в первом делении М. расходятся хроматиды, а во втором — гомологичные хромосомы, однако и в этих случаях в результате М. происходит редукция числа хромосом. Различия между сперматогенезом и оогенезом у животных и образованием микроспор и мегаспор у растений не отражаются на поведении хромосом в ходе М., хотя размеры и судьбы сестринских клеток оказываются разными. Известны аномалии М. У межвидовых гибридов все хромосомы, а у анеуплоидов (см. Анеуплоидия) непарные хромосомы не способны конъюгировать и остаются в виде унивалентов; у автополиплоидов (см. Автополиплоидия) образуются объединения более чем из 2 хромосом — т. н. мультиваленты. В каждом из этих случаев невозможна правильная редукция числа хромосом в анафазе I; образующиеся гаметы (с несбалансированными наборами хромосом) либо сами нежизнеспособны, либо дают нежизнеспособное или уродливое потомство (см. Хромосомные болезни). Отсутствие хиазм (ахизматия) обычно приводит к тем же результатам, однако у самцов некоторых видов мух, в том числе у дрозофилы, хиазмы всегда отсутствуют, хотя гаметы образуются нормальные. Причины перехода клеток от деления путём митоза к М. в жизненном цикле каждого организма, а также молекулярные механизмы конъюгации гомологичных хромосом и кроссинговера исследуются.
Лит.: Соколов И. И., Цитологические основы полового размножения многоклеточных животных, в кн.: Руководство по цитологии, т. 2, М. — Л., 1966, с. 390—460; Райков И. Б., Карпология простейших, Л., 1967; Богданов Ю. Ф., Гомологичная конъюгация хромосом, в кн.: Успехи современной генетики, т. 3, М., 1971, с. 134—61; Swanson С. P., Cytology and cytogenetics, Englewood Cliffs, 1957; Rhoades М. М., Meiosis, в кн.: The cell. Biochemistry. Physiology. Morphology, v. 3, N. Y., 1961, p. 1—75; John B., Lewis K. R., The meiotic system, W. — N. Y., 1965; (Protoplasmatologia, Bd 6, fasc. 1); Westergaard М., Wettstein D. von, The Synaptinemal complex, в кн.: Annual Review of Genetics, v. 6, 1972, p. 71—110.
Ю. Ф. Богданов.

Морфология мейоза у самца кузнечика Chorthipus brunneus. Число хромосом — 17 (16 + Х): L — длинные хромосомы, М — средние, S — короткая, Х — Х-хромосома. Анафаза II; к полюсам расходятся хроматиды от каждой хромосомы.

Морфология мейоза у самца кузнечика Chorthipus brunneus. Число хромосом — 17 (16 + Х): L — длинные хромосомы, М — средние, S — короткая, Х — Х-хромосома. Профаза II.

Морфология мейоза у самца кузнечика Chorthipus brunneus. Число хромосом — 17 (16 + Х): L — длинные хромосомы, М — средние, S — короткая, Х — Х-хромосома. Метафаза I.

Морфология мейоза у самца кузнечика Chorthipus brunneus. Число хромосом — 17 (16 + Х): L — длинные хромосомы, М — средние, S — короткая, Х — Х-хромосома. Интеркинез.

Морфология мейоза у самца кузнечика Chorthipus brunneus. Число хромосом — 17 (16 + Х): L — длинные хромосомы, М — средние, S — короткая, Х — Х-хромосома. Диакинез; на этой стадии, так же как и в диплотене, легко сосчитать число бивалентов — их 8, и 1 унивалент; в каждом биваленте видны хиазмы.

Морфология мейоза у самца кузнечика Chorthipus brunneus. Число хромосом — 17 (16 + Х): L — длинные хромосомы, М — средние, S — короткая, Х — Х-хромосома. Метафаза II; число хромосом гаплоидное, в каждой хромосоме видны 2 хроматиды (а — с Х-хромосомой, б — без неё).

Морфология мейоза у самца кузнечика Chorthipus brunneus. Число хромосом — 17 (16 + Х): L — длинные хромосомы, М — средние, S — короткая, Х — Х-хромосома. Анафаза I; гомологичные хромосомы расходятся к полюсам клетки, в каждой хромосоме видны 2 хроматиды.

Морфология мейоза у самца кузнечика Chorthipus brunneus. Число хромосом — 17 (16 + Х): L — длинные хромосомы, М — средние, S — короткая, Х — Х-хромосома. Более поздняя диплотена, стрелками показаны хиазмы.

Морфология мейоза у самца кузнечика Chorthipus brunneus. Число хромосом — 17 (16 + Х): L — длинные хромосомы, М — средние, S — короткая, Х — Х-хромосома. Диплотена; начало отталкивания гомологичных хромосом друг от друга в каждом биваленте; гомологичные хромосомы остаются в контакте только в точках перекрёста — хиазмах (стрелка).

Морфология мейоза у самца кузнечика Chorthipus brunneus. Число хромосом — 17 (16 + Х): L — длинные хромосомы, М — средние, S — короткая, Х — Х-хромосома. Пахитена; все хромосомы конъюгируют попарно, образуя т. н. биваленты; Х-хромасома не имеет партнера для конъюгации и остается в виде унивалента (Х).

Морфология мейоза у самца кузнечика Chorthipus brunneus. Число хромосом — 17 (16 + Х): L — длинные хромосомы, М — средние, S — короткая, Х — Х-хромосома. Зиготена; двойные нити — сконъюгированные хромосомы (стрелка).

Морфология мейоза у самца кузнечика Chorthipus brunneus. Число хромосом — 17 (16 + Х): L — длинные хромосомы, М — средние, S — короткая, Х — Х-хромосома. Лептотена; тонкие одинарные нити — хромосомы (стрелка).

Схема мейоза: 1 — лептотена; 2 — зиготена; 3 — пахитена; 4 — диплотена; 5 — диакинез; 6 — метафаза I; 7 — анафаза I; 8 — телофаза I; 9 — интеркинез; 10 — метафаза II; 11 — анафаза II; 12 — телофаза II. Одна из двух гомологичных хромосом заштрихована, другая — белая. Обмен белыми и заштрихованными участками хромосом — результат кроссинговера. Маленькие белые кружки — центромеры, большой круг — контур ядра. В метафазе и анафазе обоих делений ядерная мембрана исчезает. В телофазе возникает снова. В метафазе и анафазе обоих делений стрелками показано направление растягивания и движения хромосом с помощью нитей веретена.
Brahelm 25-10-2019 Ответить

Первая фаза М. — профаза I, наиболее сложная и длительная (у человека 22,5, у лилии 8—10 суток), подразделяется на 5 стадий. Лептотена — стадия тонких нитей, когда хромосомы слабо спирализованы и наиболее длинны, видны утолщения — хромомеры. Зиготена — стадия начала попарного, бок о бок соединения (синапсиса, конъюгации) гомологичных хромосом; при этом гомологичные хромомеры взаимно притягиваются и выстраиваются строго друг против друга. Пахитена — стадия толстых нитей; гомологичные хромосомы стабильно соединены в пары — биваленты, число которых равно гаплоидному числу хромосом; под электронным микроскопом видна сложная ультраструктура в месте контакта двух гомологичных хромосом внутри бивалента: т. н. синаптонемальный комплекс, который начинает формироваться ещё в зиготене; в каждой хромосоме бивалента обнаруживаются 2 хроматиды; т. о., бивалент (тетрада, по старой терминологии) состоит из 4 гомологичных хроматид; на этой стадии происходит кроссинговер, осуществляющийся на молекулярном уровне; цитологические последствия его обнаруживаются на следующей стадии. Диплотена — стадия раздвоившихся нитей; гомологичные хромосомы начинают отталкиваться друг от друга, но оказываются связанными, обычно в 2—3 точках на бивалент, где видны хиазмы (перекресты хроматид) — цитологическое проявление кроссинговера. Диакинез — стадия отталкивания гомологичных хромосом, которые по-прежнему соединены в биваленты хиазмами, перемещающимися на концы хромосом (терминализация); хромосомы максимально коротки и толсты (за счёт спирализации) и образуют характерные фигуры: кресты, кольца и др. Следующая фаза М. — метафаза I, во время которой хиазмы ещё сохраняются; биваленты выстраиваются в средней части веретена деления клетки, ориентируясь Центромерами гомологичных хромосом к противоположным полюсам веретена. В анафазе I гомологичные хромосомы с помощью нитей веретена расходятся к полюсам; при этом каждая хромосома пары может отойти к любому из двух полюсов, независимо от расхождения хромосом др. пар. Поэтому число возможных сочетаний при расхождении хромосом равно 2n, где n — число пар хромосом. В отличие от анафазы митоза, центромеры хромосом не расщепляются и продолжают скреплять 2 хроматиды в хромосоме, отходящей к полюсу. В телофазе I у каждого полюса начинается деспирализация хромосом и формирование дочерних ядер и клеток. Далее следует короткая интерфаза без редупликации ДНК — интеркинез, и начинается второе деление М. Профаза II, метафаза II, анафаза II и телофаза II проходят быстро; при этом в конце метафазы II расщепляются центромеры, и в анафазе II расходятся к полюсам хроматиды каждой хромосомы. Эта классическая схема М. имеет исключения. Например, у растений рода ожика (Luzula) и насекомых семейства кокцид (Coccidae) в первом делении М. расходятся хроматиды, а во втором — гомологичные хромосомы, однако и в этих случаях в результате М. происходит редукция числа хромосом. Различия между сперматогенезом и оогенезом у животных и образованием микроспор и мегаспор у растений не отражаются на поведении хромосом в ходе М., хотя размеры и судьбы сестринских клеток оказываются разными. Известны аномалии М. У межвидовых гибридов все хромосомы, а у анеуплоидов (см. Анеуплоидия) непарные хромосомы не способны конъюгировать и остаются в виде унивалентов; у автополиплоидов (см. Автополиплоидия) образуются объединения более чем из 2 хромосом — т. н. мультиваленты. В каждом из этих случаев невозможна правильная редукция числа хромосом в анафазе I; образующиеся гаметы (с несбалансированными наборами хромосом) либо сами нежизнеспособны, либо дают нежизнеспособное или уродливое потомство (см. Хромосомные болезни). Отсутствие хиазм (ахизматия) обычно приводит к тем же результатам, однако у самцов некоторых видов мух, в том числе у дрозофилы, хиазмы всегда отсутствуют, хотя гаметы образуются нормальные. Причины перехода клеток от деления путём митоза к М. в жизненном цикле каждого организма, а также молекулярные механизмы конъюгации гомологичных хромосом и кроссинговера исследуются.
флика 25-10-2019 Ответить

Пояснение.Митоз – непрямое деление клетки (сначала делится ядро (кариокинез), а затем цитоплазма (цитокинез)). В результате митоза из диплоидной материнской клетки образуется две диплоидные дочерние клетки, содержащих индентичный материнской хромосомный набор. Митозом образуются соматические клетки организмов, митоз лежит в основе роста органов и многоклеточных организмов. Митоз обеспечивает бесполое размножение и регенерацию органов.Мейоз – процесс деления клеток, в результате которого происходит уменьшение (редукция) числа хромосом. Мейоз состоит из двух последовательных делений – редукционного (профаза I, метафаза I, анафаза I, телофаза I), приводящего к уменьшению хромосомного набора в два раза, и равного эквационного (профаза II, метафаза II, анафаза II, телофаза II). В результате мейоза из диплоидной материнской клетки образуется четыре гаплоидных дочерних клетки. Мейоз обеспечивает образование гамет у животных и спор у растений. Мейоз лежит в основе полового размножения у животных. Во время мейоза уменьшается вдвое набор хромосом, а затем в результате оплодотворения (слияния двух половых клеток) у нового организма восстанавливается диплоидный набор хромосом, тем самым мейоз обеспечивает постоянство числа хромосом в поколениях при половом размножении.
(A) в результате деления появляются 4 гаплоидные клетки — мейоз;(Б) обеспечивает рост органов — митоз;(B) происходит при образовании спор растений и гамет животных — мейоз;(Г) происходит в соматических клетках — митоз;(Д) обеспечивает бесполое размножение и регенерацию органов — митоз;(Е) поддерживает постоянство числа хромосом в поколениях — мейоз.
Ответ: 212112.
Centritius 25-10-2019 Ответить

Мейоз – это деление, при котором получаются половые клетки (у растений – споры). Биологическое значение мейоза:
рекомбинация (перемешивание наследственной информации)
редукция (уменьшение количества хромосом в 2 раза).

Отличия мейоза от митоза по итогам

1. После митоза получается две клетки, а после мейоза – четыре.
2. После митоза получаются соматические клетки (клетки тела), а после мейоза – половые клетки (гаметы – сперматозоиды и яйцеклетки; у растений после мейоза получаются споры).
3. После митоза получаются одинаковые клетки (копии), а после мейоза – разные (происходит рекомбинация наследственной информации).
4. После митоза количество хромосом в дочерних клетках остается таким же, как было в материнской, а после мейоза уменьшается в 2 раза (происходит редукция числа хромосом; если бы её не было, то после каждого оплодотворения число хромосом возрастало бы в два раза; чередование редукции и оплодотворения обеспечивает постоянство числа хромосом).

Отличия мейоза от митоза по ходу

1. В митозе одно деление, а в мейозе – два (из-за этого получается 4 клетки).
2. В профазе первого деления мейоза происходит конъюгация (тесное сближение гомологичных хромосом) и кроссинговер (обмен участками гомологичных хромосом), это приводит к перекомбинации (рекомбинации) наследственной информации.
3. В анафазе первого деления мейоза происходит независимое расхождение гомологичных хромосом (к полюсам клетки расходятся двуххроматидные хромосомы). Это приводит к рекомбинации и редукции.
4. В интерфазе между двумя делениями мейоза удвоения хромосом не происходит, поскольку они и так двойные.

…

Второе деление мейоза ничем не отличается от митоза. Как и в митозе, в анафазе II мейоза к полюсам клетки расходятся одинарные сестринские хромосомы (бывшие хроматиды).
Slivki_TV 25-10-2019 Ответить

Мейоз – способ деления клеток, в ходе которого происходит редукция, т.е. уменьшение плоидности в 2 раза (переход из диплоидного состояния в гаплоидное). Это механизм, препятствующий непрерывному увеличению числа хромосом при слиянии гамет. Благодаря мейозу поддерживается постоянное число хромосом во всех поколениях каждого вида животных, растений и грибов.
Биологический смысл-формирование половых клеток (гамет) с гаплоидным числом хромосом.
Мейоз необходим для разнообразия генетического состава гамет, он обеспечивает 2 из 3х механизмов комбинативной изменчивости (3й-оплодотворение). Благодаря ним получается разнообразное потомство при половом размножении организмов.
– кроссинговер в профазе1, в результате которого появляются новые комбинации генов
– независимое расхождение хромосом в анафазе1, которое обеспечивает различное сочетание отцовских и материнских гамет.
Фазы мейоза
1) Интерфаза с редупликацией молекул ДНК.
2) Первое редукционное деление с уменьшением плоидности
3) Интеркинез: интерфаза без синтетического периода, т.е. без репликации ДНК
4) Второе эквационное деление с уравниванием количества хромосом и ДНК
1) Редукционное деление
Профаза1 – 2n4с
Хроматин спирализуется, образуются хромосомы. Происходит коньюгация – сближение гомологичных хромосом, которые попарно соединяются, образуя биваленты/тетрады. Далее идет кроссинговер – обмен участками коньюгирующих гомологичных хромосом между несестринскими хроматидами, что ведет к генетической рекомбинации. Ядерная мембрана распадается, центриоли расходятся к полюсам, формируется веретено деления.
Метафаза1 – 2n4c
Образование метафазной пластинки из бивалентов, которые выстраиваются над и под плоскостью экватора.
Анафаза1 – 2*(n2c)
Гомологичные хромосомы расходятся к разным полюсам клетки. Происходит уменьшение числа хромосом – редукция.
Телофаза1 – n2c
Хромосомы состоят из 2х хроматид. Образуется ядерная оболочка, ядро, идет цитокинез. Образуются две дочерние гаплоидные клетки.

2) Эквационное деление
Профаза2 – n2с
Хроматин конденсируется, формируя хромосомы. Ядерная оболочка распадается, ядрышко исчезает, образуется веретено деления.
Метафаза2 – n2с
Хромосомы выстраиваются в плоскости экватора, центромерой соединяясь с нитями веретена деления. Метафазная пластинка перпендикулярна мейозу1.
Анафаза2 – 2*(nc)
Центромеры разделяются, нити веретена деления тянут сестринские хроматиды к разным полюсам клетки. Хромосома состоит из 1 хроматиды. Начинается деспирализация хромосом.
Телофаза2 – nс
Веретено деления исчезает. Хромосомы деспирализуются: набухают, их контур становятся нечетким. Вокруг каждой из 2х групп идентичных хромосом формируется ядерная оболочка. Появляются ядрышки.
Митоз
Мейоз
Одно деление: эквационное
Два деления: редукционное и эквационное
В метафазе по экватору выстраиваются двухроматидные хромосомы
В метафазе1 по экватору выстраиваются пары гомологичных хромомсом: биваленты/тетрады
——–
Коньюгация и кроссиновер в профазе1
——–
Рекомбинация наследственного материала
Между делениями идет репликация ДНК во время синтетического периода интерфазы
Между 1м и 2м делениями репликация ДНК не происходит, т.к. в интеркинезе отсутствует синтетический период
Образуется две диплоидые клетки, идентичные друг другу и материнской
Образуется четыре гаплоидные клетки
Goldenstaff 25-10-2019 Ответить

§23. Мейоз и его биологическое значение
Решебник “Биология 10”
1. Сколько дочерних клеток и с каким набором хромосом образуется из одной диплоидной клетки в результате: а) митоза; б) мейоза?
Две гаплоидные, две диплоидные, четыре гаплоидные, четыре диплоидные.
а) В результате митоза – две диплоидные клетки.
б) В результате мейоза – четыре гаплоидные клетки.
2. Что представляет собой конъюгация хромосом? В какую фазу мейоза происходит кроссинговер? Какое значение имеет этот процесс?
Конъюгация хромосом наблюдается в профазе мейоза I. Это – процесс сближения гомологичных хромосом. При конъюгации хроматиды гомологичных хромосом в некоторых местах перекрещиваются. Кроссинговер также происходит в профазе мейоза I и представляет собой обмен участками между гомологичными хромосомами. Кроссинговер ведёт к перекомбинации наследственного материала и является одним из источников комбинативной изменчивости, благодаря которой потомки не являются точными копиями своих родителей и отличаются друг от друга.
3. Какие события, протекающие в мейозе, обеспечивают уменьшение вдвое набора хромосом в дочерних клетках?
Уменьшение хромосомного набора происходит в анафазе I мейоза вследствие того, что к разным полюсам делящейся клетки расходятся не сестринские хроматиды (как в анафазе митоза и анафазе II мейоза), а двухроматидные гомологичные хромосомы. Следовательно, из каждой пары гомологичных хромосом в дочернюю клетку попадёт только одна. В конце анафазы I набор хромосом у каждого полюса клетки уже является гаплоидным (1n2c).
4. Каково биологическое значение мейоза?
У животных и человека мейоз приводит к образованию гаплоидных половых клеток – гамет. В ходе последующего процесса оплодотворения (слияния гамет) организм нового поколения получает диплоидный набор хромосом, а значит, сохраняет присущий данному виду организмов кариотип. Следовательно, мейоз препятствует увеличению числа хромосом при половом размножении. Без такого механизма деления хромосомные наборы удваивались бы с каждым следующим поколением.
У растений, грибов и некоторых протистов путём мейоза образуются споры.
Процессы, протекающие в мейозе (кроссинговер, независимое расхождение хромосом и хроматид), служат основой комбинативной изменчивости организмов.
5. Сравните митоз и мейоз, выявите черты сходства и различия. В чём заключается главное отличие мейоза от митоза?
Главным отличием является то, что в результате мейоза происходит уменьшение в 2 раза набора хромосом дочерних клеток по сравнению с материнской.
Сходство:
? Представляют собой способы деления эукариотических клеток, требуют затрат энергии.
? Сопровождаются точным и равномерным распределением наследственного материала между дочерними клетками.
? Сходные процессы подготовки клетки к делению (репликация, удвоение центриолей и т.п.).
? Сходные процессы, протекающие в соответствующих фазах деления (спирализация хромосом, распад ядерной оболочки, формирование веретена деления и т. д.) и, как следствие, одинаковые названия фаз (профаза, метафаза, анафаза, телофаза). Второе деление мейоза протекает по тому же механизму, что и митоз гаплоидной клетки.
Различия:
? В результате митоза дочерние клетки сохраняют набор хромосом, присущий материнской клетке. В результате мейоза набор хромосом дочерних клеток уменьшается в 2 раза.
? Митоз представляет собой одно деление клетки, а мейоз – два последовательных деления (мейоз I и мейоз II). Поэтому в результате митоза из одной материнской клетки образуются две дочерние, а в результате мейоза – четыре.
? В отличие от митоза, в мейозе происходит конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер. Примечание: на самом деле существует и митотический кроссинговер (открыт К. Штерном в 1936 г), но его изучение не предусмотрено школьной программой.
? В анафазе митоза к разным полюсам клетки расходятся сестринские хроматиды, а в анафазе I мейоза – гомологичные хромосомы.
…и (или) другие существенные признаки.
6. Клетка корня берёзы содержит 18 хромосом.
1) Диплоидная клетка пыльника берёзы претерпела мейоз. Образовавшиеся при этом микроспоры поделились митозом. Сколько клеток образовалось? Сколько хромосом содержится в каждой из них?
2) Определите число хромосом и общее количество хроматид в клетках берёзы во время мейотического деления:
а) в экваториальной плоскости клетки в метафазе I;
б) в метафазе II;
в) у каждого полюса клетки в конце анафазы I;
г) у каждого полюса клетки в конце анафазы II.
1) Клетка корня берёзы – соматическая, значит у берёзы 2n = 18. В результате мейоза из одной материнской клетки образуется 4 клетки с уменьшенным в два раза набором хромосом. Следовательно, из диплоидной клетки пыльника образовались 4 гаплоидных микроспоры (n = 9).
Затем каждая микроспора поделилась митозом. В результате митоза из каждой микроспоры образовались по две дочерние клетки с таким же набором хромосом. Таким образом, всего образовалось 8 гаплоидных клеток.
Ответ: Образовалось 8 клеток, в каждой содержится по 9 хромосом.
2) Формула наследственного материала, находящегося в экваториальной плоскости клетки в метафазе I – 2n4c, что для берёзы составляет 18 хромосом, 36 хроматид. Клетка, находящаяся в метафазе II, имеет набор 1n2c – 9 хромосом, 18 хроматид. В конце анафазы I у каждого полюса клетки находится набор 1n2c – 9 хромосом, 18 хроматид, а в конце анафазы II – 1n1c – 9 хромосом, 9 хроматид.
Ответ: а) 18 хромосом, 36 хроматид; б) 9 хромосом, 18 хроматид; в) 9 хромосом, 18 хроматид; г) 9 хромосом, 9 хроматид.
7. Почему мейоз не наблюдается у организмов, которым не свойственно половое размножение?
В цикле развития всех организмов, которым свойственно половое размножение, имеет место процесс оплодотворения – слияния двух клеток (гамет) в одну (зиготу). Фактически, оплодотворение увеличивает хромосомный набор в 2 раза. Поэтому должен также существовать механизм, уменьшающий набор хромосом в 2 раза, и этим механизмом является мейоз. Без мейоза хромосомные наборы удваивались бы с каждым следующим поколением.
У организмов, которым не свойственно половое размножение, нет и процесса оплодотворения. Поэтому у них не наблюдается мейоз, в нём нет необходимости.
8. Для чего нужно второе деление мейоза, ведь уменьшение числа хромосом в 2 раза уже произошло в результате первого деления?
Дочерние клетки, образовавшиеся в результате первого деления мейоза, имеют набор 1n2c, т.е. уже являются гаплоидными. Однако каждая хромосома такой клетки состоит не из одной хроматиды, как должно быть у молодой клетки, вступающей в новый клеточный цикл, а из двух – как в зрелой клетке, готовой к делению. Следовательно, клетки с набором 1n2c не смогут нормально пройти клеточный цикл (и, прежде всего, репликацию в S-периоде). Поэтому практически сразу после первого деления мейоза начинается второе, в ходе которого происходит расхождение сестринских хроматид с образованием “нормальных” однохроматидных хромосом, характерных для молодых дочерних клеток.
Кроме того, в результате мейоза у животных и человека образуются гаметы, а у растений – споры. Вследствие того, что мейоз представляет собой не одно, а два последовательных деления, количество образующихся гамет (или спор) возрастает в 2 раза.
Дашков М.Л.
Сайт: dashkov.by
Вернуться к оглавлению
< Предыдущая Следующая >
Zargas 25-10-2019 Ответить

Рекомендации подготовлены методистами по биологии ГМЦ ДОгМ Миловзоровой А.М. и Кулягиной Г.П. по материалам пособий, рекомендованных ФИПИ для подготовки к ЕГЭ по биологии.
Биологическое значение мейоза: благодаря мейозу происходит редукция числа хромосом. Из одной диплоидной клетки образуется 4 гаплоидных.
Благодаря мейозу образуются генетически различные клетки (в том числе гаметы), т. к. в процессе мейоза трижды происходит перекомбинация генетического материала:
1) за счёт кроссинговера;
2) за счёт случайного и независимого расхождения гомологичных хромосом;
3) за счёт случайного и независимого расхождения кроссоверных хроматид.
Первое и второе деление мейоза складываются из тех же фаз, что и митоз, но сущность изменений в наследственном аппарате другая.
Профаза 1. (2n4с) Самая продолжительная и сложная фаза мейоза. Состоит из ряда последовательных стадий. Гомологичные хромосомы начинают притягиваться друг к другу сходными участками и конъюгируют.
Конъюгацией называют процесс тесного сближения гомологичных хромосом. Пару конъюгирующих хромосом называют бивалентом. Биваленты продолжают укорачиваться и утолщаться. Каждый бивалент образован четырьмя хроматидами. Поэтому его называют тетрадой.
Важнейшим событием является кроссинговер – обмен участками хромосом. Кроссинговер приводит к первой во время мейоза рекомбинации генов.
В конце профазы 1 формируется веретено деления, исчезает ядерная оболочка. Биваленты перемещаются в экваториальную плоскость.
Метафаза 1. (2n; 4с) Заканчивается формирование веретена деления. Спирализация хромосом максимальна. Биваленты располагаются в плоскости экватора. Причем центромеры гомологичных хромосом обращены к разным полюсам клетки. Расположение бивалентов в экваториальной плоскости равновероятное и случайное, то есть каждая из отцовских и материнских хромосом может быть повернута в сторону того или другого полюса. Это создает предпосылки для второй за время мейоза рекомбинации генов.
Анафаза 1. (2n; 4с) К полюсам расходятся целые хромосомы, а не хроматиды, как при митозе. У каждого полюса оказывается половина хромосомного набора. Причем пары хромосом расходятся так, как они располагались в плоскости экватора во время метафазы. В результате возникают самые разнообразные сочетания отцовских и материнских хромосом, происходит вторая рекомбинация генетического материала.
Телофаза 1. (1n; 2с) У животных и некоторых растений хроматиды деспирализуются, вокруг них формируется ядерная оболочка. Затем происходит деление цитоплазмы (у животных) или образуется разделяющая клеточная стенка (у растений). У многих растений клетка из анафазы 1 сразу же переходит в профазу 2.
Второе деление мейоза
Интерфаза 2. (1n; 2с) Характерна только для животных клеток. Репликация ДНК не происходит. Вторая стадия мейоза включает также профазу, метафазу, анафазу и телофазу.
Профаза 2. (1n; 2с) Хромосомы спирализуются, ядерная мембрана и ядрышки разрушаются, центриоли, если они есть, перемещаются к полюсам клетки, формируется веретено деления.
Метафаза 2. (1n; 2с) Формируются метафазная пластинка и веретено деления, нити веретена деления прикрепляются к центромерам.
Анафаза 2. (2n; 2с) Центромеры хромосом делятся, хроматиды становятся самостоятельными хромосомами, и нити веретена деления растягивают их к полюсам клетки. Число хромосом в клетке становится диплоидным, но на каждом полюсе формируется гаплоидный набор. Поскольку в метафазе 2 хроматиды хромосом располагаются в плоскости экватора случайно, в анафазе происходит третья рекомбинация генетического материала клетки.
Телофаза 2. (1n; 1с) Нити веретена деления исчезают, хромосомы деспирализуются, вокруг них восстанавливается ядерная оболочка, делится цитоплазма.
Таким образом, в результате двух последовательных делений мейоза диплоидная клетка дает начало четырём дочерним, генетически различным клеткам с гаплоидным набором хромосом.
Задача 1.
Хромосомный набор соматических клеток цветкового растения N равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетках семязачатка перед началом мейоза, в метафазе мейоза I и метафазе мейоза II. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменения числа ДНК и хромосом.
Решение: В соматических клетках 28 хромосом, что соответствует 28 ДНК.
Фазы мейоза
Число хромосом
Количество ДНК
Интерфаза 1 (2п4с)
28
56
Профаза 1 (2n4с)
28
56
Метафаза 1 (2n4с)
28
56
Анафаза 1 (2n4с)
28
56
Телофаза 1 (1n2с)
14
28
Интерфаза 2 (1n2с)
14
28
Профаза 2 (1n2с)
14
28
Метафаза 2 (1n2с)
14
28
Анафаза 2 (2n2с)
28
28
Телофаза 2 (1n1с)
14
14
Перед началом мейоза количество ДНК – 56, так как оно удвоилось, а число хромосом не изменилось – их 28.
В метафазе мейоза I количество ДНК – 56, число хромосом – 28, гомологичные хромосомы попарно располагаются над и под плоскостью экватора, веретено деления сформировано.
В метафазе мейоза II количество ДНК – 28, хромосом – 14, так как после редукционного деления мейоза I число хромосом и ДНК уменьшилось в 2 раза, хромосомы располагаются в плоскости экватора, веретено деления сформировано.
Задача 2.
Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетках семязачатка перед началом мейоза, в анафазе мейоза I и анафазе мейоза II. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменения числа ДНК и хромосом.
Задача 3.
Для соматической клетки животного характерен диплоидный набор хромосом. Определите хромосомный набор (n) и число молекул ДНК (с) в клетке в профазе мейоза I и метафазе мейоза II. Объясните результаты в каждом случае.
Задача 4.
Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетке семязачатка в конце мейоза I и мейоза II. Объясните результаты в каждом случае.
Задача 5.
Хромосомный набор соматических клеток крыжовника равен 16. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в телофазе мейоза I и анафазе мейоза II. Объясните результаты в каждом случае.
Задача 6.
В соматических клетках дрозофилы содержится 8 хромосом. Определите, какое число хромосом и молекул ДНК содержится при гаметогенезе в ядрах перед делением в интерфазе и в конце телофазы мейоза I.
Задача 7.
Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в ядре (клетке) семязачатка перед началом мейоза I и мейоза II. Объясните результаты в каждом случае.
Задача 8.
Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в ядре (клетке) семязачатка перед началом мейоза I и в метафазе мейоза I. Объясните результаты в каждом случае.
Задача 9.
В соматических клетках дрозофилы содержится 8 хромосом. Определите, какое число хромосом и молекул ДНК содержится при гаметогенезе в ядрах перед делением в интерфазу и в конце телофазы мейоза I. Объясните, как образуется такое число хромосом и молекул ДНК.
1. Перед началом деления число хромосом = 8, число молекул ДНК = 16 (2n4с); в конце телофазы мейоза I число хромосом = 4, число молекул ДНК = 8.
2. Перед началом деления молекулы ДНК удваиваются, но число хромосом не изменяется, потому что каждая хромосома становится двухроматидной (состоит из двух сестринских хроматид).
3. Мейоз – редукционное деление, поэтому число хромосом и молекул ДНК уменьшается вдвое.
Задача 10.
У крупного рогатого скота в соматических клетках 60 хромосом. Каково будет число хромосом и молекул ДНК в клетках семенников в интерфазе перед началом деления и после деления мейоза I?
1. В интерфазе перед началом деления: хромосом – 60, молекул ДНК – 120; после мейоза I: хромосом – 30, ДНК – 60.
2. Перед началом деления молекулы ДНК удваиваются, их число увеличивается, а число хромосом не изменяется – 60, каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид.
3) Мейоз I – редукционное деление, поэтому число хромосом и молекул ДНК уменьшается в 2 раза.
Задача 11.
Какой хромосомный набор характерен для клеток пыльцевого зерна и спермиев сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки.
1. Клетки пыльцевого зерна сосны и спермии имеют гаплоидный набор хромосом – n.
2. Клетки пыльцевого зерна сосны развиваются из гаплоидных спор МИТОЗОМ.
3. Спермии сосны развиваются из пыльцевого зерна (генеративной клетки) МИТОЗОМ.
Kamellia 25-10-2019 Ответить

В конце мейоза I образуется клетка с набором n2c —14 хромосом, 28 ДНК .
– В мейоз II вступают 2 дочерние клетки с гаплоидным набором хромосом (n2c).
В анафазе мейоза II — к полюсам клетки расходятся хроматиды. После расхождения хроматид в телофазе II образуется 4 гаплоидных клетки с набором nc — 14 хромосом, 14 ДНК
5. Весной, при благоприятных условиях, самка тли, размножаясь партеногенетически, может воспроизвести до 60 особей только женского пола, каждая из которых через неделю даст столько же самок. К какому способу относят такое размножение, в чём его особенность? Почему при этом образуются только женские особи?
– Способ – партеногенез — относят к половому размножению.
– Особенность – развитие из неоплодотворенной яйцеклетки. Из неоплодотворенной яйцеклетки у тлей может получиться только женская особь.
6. Какие процессы происходят в ядре клетки в интерфазе?
– удвоение молекул ДНК;
– синтез всех видов РНК;
– формирование рибосом.
7. Общая масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах одной соматической клетки человека составляет около 6 · 10−9 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в сперматозоиде и в соматической клетке перед началом деления и после его окончания. Ответ поясните.
– перед началом деления в исходной клетке количество ДНК удваивается и масса равна 2 · 6 · 10 – 9 = 12 · 10 – 9 мг;
– после окончания деления в соматической клетке количество ДНК остаётся таким же, как в исходной клетке:
6 · 10 – 9 мг;
– в половых клетках 23 хромосомы, то есть в два раза меньше, чем в соматических, соответственно масса ДНК в сперматозоиде в два раза меньше и составляет 6 · 10 – 9 : 2 = 3 · 10 – 9 мг.
8. Какие особенности хромосом обеспечивают передачу наследственной информации?
– содержат ДНК, в которой закодирована наследственная информация;
– способны к самоудвоению за счёт репликации ДНК;
– способны равномерно распределяться в клетках при делении, обеспечивая преемственность признаков.
9. Какое деление мейоза сходно с митозом? Объясните, в чем оно выражается и к какому набору хромосом в клетке приводит.
– сходство с митозом наблюдается во втором делении мейоза;
– все фазы сходны, к полюсам клетки расходятся сестринские хромосомы (хроматиды);
– образовавшиеся клетки имеют гаплоидный набор хромосом.
10. Определите тип и фазу деления клетки, изображенной на рисунке. Какие процессы происходят в этой фазе?

– на рисунке изображена метафаза митоза;
– нити веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом;
– в этой фазе двухроматидные хромосомы выстраиваются в плоскости экватора.
11. Какие стадии гаметогенеза обозначены на рисунке буквами А, Б и В? Какой набор хромосом имеют клетки на каждой из этих стадий? К развитию каких специализированных клеток ведёт этот процесс?
– А – стадия (зона) размножения (деления), клетки диплоидные;
– Б – стадия (зона) роста, клетка диплоидная;
– В – стадия (зона) созревания, клетки гаплоидные, развиваются сперматозоиды.
12. Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из клеток семязачатка перед началом мейоза, в анафазе мейоза I и анафазе мейоза II. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменение числа ДНК и хромосом. Клетки семязачатка содержат диплоидный набор хромосом – 28 (2n2c). Перед началом мейоза в S-периоде интерфазы – удвоение ДНК: 28 хромосом, 56 ДНК (2n4c).
В анафазе мейоза 1 – к полюсам клетки расходятся хромосомы, состоящие из двух хроматид. Генетический материал клетки будет (2n4c = n2c + n2c) – 28 хромосом, 56 ДНК . В мейоз 2 вступают 2 дочерние клетки с гаплоидным набором хромосом (n2c) – 14 хромосом, 28 ДНК . В анафазе мейоза 2– к полюсам клетки расходятся хроматиды. После расхождения хроматид число хромосом увеличивается в 2 раза (хроматиды становятся самостоятельными хромосомами, но пока они все в одной клетке) – (2n2с = nc + nc) – 28 хромосом, 28 ДНК.
13. Какой хромосомный набор характерен для клеток мякоти иголок и спермиев сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки.

14. В соматических клетках дрозофилы содержится 8 хромосом. Определите, какое количество хромосом и молекул ДНК содержится при гаметогенезе в ядрах перед делением в интерфазе и в конце телофазы мейоза I. Объясните, как образуется такое число хромосом и молекул ДНК. 1. Клетка содержит 8 хромосом и 8 молекул ДНК. Это диплоидный набор. 2. Перед делением в интерфазе происходит удвоение молекул ДНК. (8 хромосом и 16 молекул ДНК) 3. В телофазе 1 гомологичные хромосомы расходятся к полюсам клетки, клетки делятся и образуют 2 гаплоидных ядра. (4 хромосомы и 8 молекул ДНК).
15. Общая масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах одной соматической клетки человека составляет около 6 · 10−9 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в ядре клетки при овогенезе перед началом мейоза и после окончания мейоза. Объясните полученные результаты. Перед началом мейоза хромосомы удваиваются, общая масса ДНК становится 12 · 10-9 мг. В профазе мейоза I никаких изменений количества хромосом еще не произошло, остается 12 · 10-9 мг. В ходе первого деления мейоза количество хромосом уменьшилось в 2 раза, следовательно, в профазе мейоза II 6 · 10-9 мг ДНК.
16. Какой хромосомный набор характерен для ядер клеток эпидермиса листа и восьмиядерного зародышевого мешка семязачатка цветкового растения? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки.
– Эпидермис листа имеет диплоидный набор хромосом. Взрослое растение является спорофитом.
– Все клетки зародышевого мешка гаплоидны, но в центре находится диплоидное ядро(образуется в результате слияния двух ядер) – это уже не восьмиядерный, а семиклеточный зародышевый мешок. Это гаметофит.
– Спорофит образуется из клеток зародыша семени путем митотического деления. Гаметофит образуется путем митотического деления из гаплоидной споры.
17. Докажите, почему вегетативное размножение растений относят к бесполому. Приведите не менее трёх доказательств.
– в размножении участвует одна особь;
– потомки являются копиями родительской особи;
– новый организм образуется из соматических клеток (вегетативных органов).
XULEVALAV 25-10-2019 Ответить

В чем заключается биологический смысл мейоза?
Ответ
1) Рекомбинация (перекомбинация наследственной информации) для получения комбинативной изменчивости.
2) Редукция (уменьшение количества хромосом в 2 раза) чтобы после оплодотворения в зиготе восстановился нормальный набор хромосом.
Какова роль кроссинговера в эволюционном процессе?
Ответ
Происходит перекомбинация наследственной информации, возникает комбинативная изменчивость – материал для естественного отбора.
Назовите тип и фазу деления клеток, изображенных на рисунках. Какие процессы они иллюстрируют? К чему приводят эти процессы?

Ответ
На левом рисунке изображен кроссинговер (гомологичные хромосомы обмениваются участками). На правом рисунке кроссинговер закончен, происходит разрушение ядерной оболочки. Все эти процессы происходят в профазе I мейоза. Кроссинговер приводит к рекомбинации (перемешиванию наследственной информации).
Объясните, какой процесс лежит в воснове образования половых клеток у животных. В чем состоит биологическое значение этого процесса?
Ответ
Половые клетки у животных образуются путем мейоза. Биологическое значение мейоза состоит в рекомбинации и редукции. Рекомбинация: происходит перемешивание наследственной информации, все гаметы, а следовательно, и все дети, получаются разные. Редукция: количество хромосом в гаметах уменьшается в два раза по сравнению с соматическими клетками. После слияния гамет количество хромосом восстанавливается до нормального.
Известно, что при дигибридном скрещивании во втором поколении происходит независимое наследование двух пар признаков. Объясните это явление поведением хромосом в мейозе при образовании гамет и при оплодотворении.
=Известно, что при дигибридном скрещивании во втором поколении происходит расщепление по фенотипу в соотношении 9:3:3:1. Объясните это явление поведением хромосом в мейозе при образовании гамет и при оплодотворении.
Ответ
При дигибридном скрещивании во втором поколении скрещивают дигетерозигот AaBb. При мейозе у дигетерозиготы получается 4 типа гамет: AB, Ab, aB, ab. Это происходит за счет независимого расхождения хромосом при мейозе: в половине случаев гены AaBb расходятся на AB и ab, во второй половине случаев они расходятся на Ab и aB. При оплодотворении четыре типа гамет одного родителя случайно комбинируются с четырьмя типами гамет другого родителя:
MoranPlay 25-10-2019 Ответить

Уважаемые читатели! Мы предлагаем
вашему вниманию главы из книги «Уроки биологии в
10 (11)–м классе. Развернутое планирование»,
вышедшей в серии «Учитель года России». Издание
осуществлено издательством «Академия развития»
совместно с НО «Фонд поддержки российского
учительства».

Главы 5, 6. Размножение и развитие
организмов

Материалы глав формируют знания о
важнейшем свойстве живых организмов –
способности к размножению, формах размножения в
органическом мире, закономерностях развития
живых организмов.
Распределение материала по урокам.
1-й урок. Митоз.
2-й урок. Мейоз.
3-й урок. Формы бесполого размножения.
4-й урок. Половое размножение.
5-й урок. Двойное оплодотворение цветковых
растений.
6-й урок. Онтогенез.
7-й урок. Зачет по теме.

Урок 1. Митоз

Задачи. Сформировать знания о трех
видах деления клеток, значении деления клеток
для одноклеточных и многоклеточных организмов,
морфологии хромосом, жизненном и митотическом
циклах, процессах, происходящих в различные
периоды митотического цикла. Рассмотреть
механизмы, обеспечивающие генетическую
идентичность дочерних клеток по сравнению с
материнскими; показать необходимость защиты
природной среды от загрязнения мутагенами.
Демонстрационный материал:
таблицы по общей биологии, диафильм «Деление
клетки», кодограмма.
ХОД УРОКА
Изучение нового материала.
Объяснение с использованием диафильма.
Размножение. Размножение клеток.
Размножение – важнейшее свойство живых
организмов. Размножение на уровне молекул –
репликация ДНК; размножение на уровне органоидов
– деление митохондрий, хлоропластов;
размножение на уровне клеток – деление клеток.
Лежит в основе передачи наследственной
информации, размножения, роста, развития,
регенерации.
Носителями наследственной информации являются
хромосомы. Хромосомный набор, характерный для
вида, – кариотип; хромосомный набор,
полученный от родителей, – генотип,
хромосомный набор гаметы – геном. Диплоидный
набор хромосом – двойной, гаплоидный набор –
одинарный.
Морфология хромосом: хроматиды, центромера,
плечи хромосом и теломеры, вторичная перетяжка.
Биохимический состав – 60% белки, 40% – ДНК.
Способы деления клеток: амитоз – прямое
деление; митоз – непрямое деление; мейоз –
деление, характерное для фазы созревания половых
клеток.
Амитоз, или прямое деление, –
способ деления ядра соматических клеток пополам
путем перетяжки без образования хромосом. Если
при амитозе не происходит деление цитоплазмы, то
возникают дву- и многоядерные клетки. Данный
способ деления характерен для некоторых
простейших, специализированных клеток или для
патологически измененных клеток. Распределение
ядерного материала оказывается случайным и
неравномерным. Возникшие дочерние клетки
наследственно неполноценны.
Митотический и жизненный циклы.
Период существования клетки от момента ее
образования путем деления материнской клетки
(включая само деление) до собственного деления
или смерти называют жизненным (клеточным)
циклом.
Продолжительность жизненного цикла различных
клеток многоклеточного организма различна. Так,
клетки нервной ткани после завершения
эмбрионального периода перестают делиться и
функционируют на протяжении всей жизни
организма, а затем погибают. Клетки же зародыша
на стадии дробления, завершив одно деление, сразу
приступают к следующему, минуя все остальные
фазы.
Митоз – непрямое деление
соматических клеток, в результате которого
сначала происходит удвоение, а затем равномерное
распределение наследственного материала между
дочерними клетками.
Биологическое значение митоза: в результате
митоза образуются две клетки, каждая из которых
содержит столько же хромосом, сколько их было в
материнской. Дочерние клетки генетически
идентичны родительской. Число клеток в организме
увеличивается, что представляет собой один из
главных механизмов роста. Многие виды растений и
животных размножаются бесполым путем при помощи
одного лишь митотического деления клеток, таким
образом, митоз лежит в основе размножения. Митоз
обеспечивает регенерацию утраченных частей и
замещение клеток, происходящее в той или иной
степени у всех многоклеточных организмов.
Митотический цикл состоит из
интерфазы и митоза. Длительность митотического
цикла у разных организмов сильно варьирует.
Непосредственно на деление клетки уходит обычно
1–3 ч, то есть основную часть жизни клетка
находится в интерфазе.
Интерфазой называют промежуток
между двумя клеточными делениями.
Продолжительность интерфазы, как правило,
составляет до 90% всего клеточного цикла.
Интерфаза состоит из трех периодов:
пресинтетический, или G1; синтетический, или S;
постсинтетический, или G2.
Начальный отрезок интерфазы – пресинтетический
период (2n2с, где n – количество хромосом, с –
количество ДНК), период роста, начинающийся
непосредственно после митоза. Синтетический
период по продолжительности очень различен: от
нескольких минут у бактерий до 6–12 ч в клетках
млекопитающих. Во время синтетического периода
происходит самое главное событие интерфазы –
удвоение молекул ДНК. Каждая хромосома
становится двухроматидной, а число хромосом не
изменяется (2n4с).
Постсинтетический период.
Обеспечивает подготовку клетки к делению и также
характеризуется интенсивными процессами
синтеза белков, входящих в состав хромосом;
синтезируются ферменты и энергетические
вещества, необходимые для обеспечения процесса
деления клетки.
Митоз. Для удобства изучения
происходящих во время деления событий митоз
разделяют на четыре стадии: профазу, метафазу,
анафазу, телофазу.
Профаза (2n4с). В результате
спирализации хромосомы уплотняются,
укорачиваются. В поздней профазе хорошо видно,
что каждая хромосома состоит из двух хроматид,
соединенных центромерой. Хромосомы начинают
передвигаться к клеточному экватору.
Формируется веретено деления, ядерная оболочка
исчезает, и хромосомы свободно располагаются в
цитоплазме. Ядрышко обычно исчезает чуть раньше.
Метафаза (2n4с). Хромосомы
выстраиваются в плоскости экватора, образуя так
называемую метафазную пластинку. Центромеры
хромосом лежат строго в плоскости экватора. Нити
веретена прикрепляются к центромерам хромосом,
некоторые нити проходят от полюса к полюсу
клетки, не прикрепляясь к хромосомам.
Анафаза (4n4с). Начинается с деления
центромер всех хромосом, в результате чего
хроматиды превращаются в две совершенно
обособленные, самостоятельные дочерние
хромосомы. Затем дочерние хромосомы начинают
расходиться к полюсам клетки.
Телофаза (2n2с). Хромосомы
концентрируются на полюсах клетки и
деспирализуются. Веретено деления разрушается.
Вокруг хромосом формируется оболочка ядер
дочерних клеток, затем происходит деление
цитоплазмы клетки (или цитокинез).
При делении животных клеток на их
поверхности в плоскости экватора появляется
борозда, которая, постепенно углубляясь,
разделяет материнскую клетку на две дочерние. У
растений деление происходит путем образования
так называемой клеточной пластинки,
разделяющей цитоплазму. Она возникает в
экваториальной области веретена, а затем растет
во все стороны, достигая клеточной стенки.
Закрепление. Беседа. Работа
учащихся с тетрадью и кодограммой.
Задание на дом. Изучить текст
параграфа, ответить на вопросы.

Урок 2. Мейоз

Задачи. Сформировать знания об
особенностях образования половых клеток с
гаплоидным набором хромосом, уникальности гамет
и механизмах перекомбинации генетического
материала во время мейоза, о сходстве и различиях
мейоза и митоза, о необходимости защиты
природной среды от загрязнения мутагенами.
Демонстрационный материал: таблицы
по общей биологии, диафильм «Деление клетки»,
кодограмма.
ХОД УРОКА
Повторение. Письменная работа с
карточками на 10 мин.
1. Характеристика интерфазы.
2. Характеристика митоза.
3. Морфология хромосом.
Работа с карточкой у доски: приложение
3.
Компьютерное тестирование: приложение 4.
Устное повторение.
Изучение нового материала.
Объяснение с использованием диафильма.
Первое деление мейоза. Мейоз –
основной этап образования половых клеток. Во
время мейоза происходит не одно, как при митозе, а
два следующих друг за другом клеточных деления.
Первому мейотическому делению предшествует
интерфаза I – фаза подготовки клетки к делению, в
это время происходят те же процессы, что и в
интерфазе митоза.
Первое мейотическое деление называют редукционным,
так как именно во время этого деления
происходит уменьшение числа хромосом,
образуются две клетки с гаплоидным набором
хромосом, однако хромосомы остаются
двухроматидными. Сразу же после первого деления
мейоза совершается второе – по типу обычного
митоза. Это деление называют эквационным, так
как во время этого деления хромосомы становятся
однохроматидными.
Биологическое значение мейоза:
благодаря мейозу происходит редукция числа
хромосом. Из одной диплоидной клетки образуется
четыре гаплоидных. Благодаря мейозу образуются
генетически различные гаметы, т.к. в процессе
мейоза трижды происходит перекомбинация
генетического материала: за счет кроссинговера;
случайного и независимого расхождения
гомологичных хромосом, а затем и хроматид.
Благодаря мейозу поддерживается постоянство
диплоидного набора хромосом в соматических
клетках.
Первое и второе деления мейоза складываются из
тех же фаз, что и митоз, но сущность изменений в
наследственном аппарате другая.
Профаза I. Самая продолжительная и
сложная фаза мейоза. Состоит из ряда
последовательных стадий. Гомологичные хромосомы
начинают притягиваться друг к другу сходными
участками и конъюгируют. Конъюгацией
называют процесс тесного сближения гомологичных
хромосом. Пару конъюгирующих хромосом называют бивалентом.
Биваленты продолжают укорачиваться и
утолщаться. Хромосомный набор можно обозначить
как 2n4с. Каждый бивалент образован четырьмя
хроматидами. Поэтому его называют тетрадой.
Важнейшим событием является кроссинговер –
обмен участками хромосом. Кроссинговер приводит
к первой во время мейоза рекомбинации генов. В
конце профазы I исчезают ядерная оболочка и
ядрышко. Биваленты перемещаются в
экваториальную плоскость. Центриоли, если они
есть, перемещаются к полюсам клетки, и
формируется веретено деления.
Метафаза I (2n; 4с). Заканчивается
формирование веретена деления. Спирализация
хромосом максимальна. Биваленты располагаются в
плоскости экватора. Причем центромеры
гомологичных хромосом обращены к разным полюсам
клетки. Расположение бивалентов в
экваториальной плоскости равновероятное и
случайное, то есть каждая из отцовских и
материнских хромосом может быть повернута в
сторону того или другого полюса. Это создает
предпосылки для второй за время мейоза
рекомбинации генов. Нити веретена прикрепляются
к центромерам хромосом.
Анафаза I (2n; 4с). К полюсам
расходятся целые хромосомы, а не хроматиды, как
при митозе. У каждого полюса оказывается
половина хромосомного набора. Причем пары
хромосом расходятся так, как они располагались в
плоскости экватора во время метафазы. В
результате возникают самые разнообразные
сочетания отцовских и материнских хромосом,
происходит вторая рекомбинация генетического
материала.
Телофаза I (1n; 2c). У животных и
некоторых растений хроматиды деспирализуются,
вокруг них формируется ядерная оболочка. Затем
происходит деление цитоплазмы (у животных) или
образуется разделяющая клеточная стенка (у
растений). У многих растений клетка из анафазы I
сразу же переходит в профазу II.
Второе деление мейоза.
Интерфаза II (1n; 2c). Характерна только для животных
клеток. Репликация ДНК не происходит.
Вторая стадия мейоза включает также профазу,
метафазу, анафазу и телофазу. Она протекает так
же, как обычный митоз.
Профаза II (1n; 2c). Хромосомы
спирализуются, ядерная мембрана и ядрышки
разрушаются, центриоли, если они есть,
перемещаются к полюсам клетки, формируется
веретено деления.
Метафаза II (1n; 2c). Формируются
метафазная пластинка и веретено деления, нити
веретена деления прикрепляются к центромерам.
Анафаза II (2n; 2c). Центромеры
хромосом делятся, хроматиды становятся
самостоятельными хромосомами, и нити веретена
деления растягивают их к полюсам клетки. Число
хромосом в клетке становится диплоидным, но на
каждом полюсе формируется гаплоидный набор.
Поскольку в метафазе II хроматиды хромосом
располагаются в плоскости экватора случайно, в
анафазе происходит третья рекомбинация
генетического материала клетки.
Телофаза II (1n; 1с). Нити веретена
деления исчезают, хромосомы деспирализуются,
вокруг них восстанавливается ядерная оболочка,
делится цитоплазма.
Таким образом, в результате двух
последовательных делений мейоза диплоидная
клетка дает начало четырем дочерним, генетически
различным клеткам с гаплоидным набором хромосом.
Закрепление. Беседа. Работа
учащихся с тетрадью и кодограммой.
Задание на дом. Изучить текст
параграфа, ответить на вопросы.

Приложение 1. Кодограмма к уроку 1
VideoAnswer 25-10-2019 Ответить
VideoAnswer 25-10-2019 Ответить

Какой механизм обеспечивает редукцию числа хромосом в клетках?

16 ответов на вопрос “Какой механизм обеспечивает редукцию числа хромосом в клетках?”

Добавить ответ Отменить ответ