Мейо́з (от др.-греч. μείωσις — 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 происходит в половых клетках и связан с образованием гамет.

С уменьшением числа хромосом в результате мейоза в жизненном цикле происходит переход от диплоидной фазы к гаплоидной. Восстановление плоидности (переход от гаплоидной фазы к диплоидной) происходит в результате полового процесса.

В связи с тем, что в профазе первого, редукционного, этапа происходит попарное слияние (конъюгация) гомологичных хромосом, правильное протекание мейоза возможно только в диплоидных клетках или в чётных полиплоидах (тетра-, гексаплоидных и т. п. клетках). Мейоз может происходить и в нечётных полиплоидах (три-, пентаплоидных и т. п. клетках), но в них, из-за невозможности обеспечить попарное слияние хромосом в профазе I, расхождение хромосом происходит с нарушениями, которые ставят под угрозу жизнеспособность клетки или развивающегося из неё многоклеточного гаплоидного организма.


Этот же механизм лежит в основе стерильности межвидовых гибридов. Поскольку у межвидовых гибридов в ядре клеток сочетаются хромосомы родителей, относящихся к различным видам, хромосомы обычно не могут вступить в конъюгацию. Это приводит к нарушениям в расхождении хромосом при мейозе и, в конечном счете, к нежизнеспособности половых клеток, или гамет (основным средством борьбы с этой проблемой является применение полиплоидных хромосомных наборов, поскольку в данном случае каждая хромосома конъюгирует с соответствующей хромосомой своего набора). Определённые ограничения на конъюгацию хромосом накладывают и хромосомные перестройки (масштабные делеции, дупликации, инверсии или транслокации).

Фазы мейоза[править | править код]

Мейоз состоит из 2 последовательных делений с коротким периодом (интеркинез) между ними.

  • Профаза I — профаза первого деления очень сложная и состоит из 5 стадий:
  • Лептотена, или лептонема — упаковка хромосом, конденсация ДНК с образованием хромосом в виде тонких нитей (хромосомы укорачиваются).
  • Зиготена, или зигонема — происходит конъюгация — соединение гомологичных хромосом с образованием структур, состоящих из двух соединённых хромосом, называемых тетрадами или бивалентами и их дальнейшая компактизация.

  • Пахитена, или пахинема — (самая длительная стадия) — в некоторых местах гомологичные хромосомы плотно соединяются, образуя хиазмы. В них происходит кроссинговер — обмен участками между гомологичными хромосомами.
  • Диплотена, или диплонема — происходит частичная деконденсация хромосом, при этом часть генома может работать, происходят процессы транскрипции (образование РНК), трансляции (синтез белка); гомологичные хромосомы остаются соединёнными между собой. У некоторых животных в ооцитах хромосомы на этой стадии профазы мейоза приобретают характерную форму хромосом типа ламповых щёток.
  • Диакинез — ДНК снова максимально конденсируется, синтетические процессы прекращаются, растворяется ядерная оболочка; центриоли расходятся к полюсам; гомологичные хромосомы остаются соединёнными между собой.

К концу профазы I центриоли мигрируют к полюсам клетки, формируются нити веретена деления, разрушаются ядерная мембрана и ядрышки.

  • Метафаза I — бивалентные хромосомы выстраиваются вдоль экватора клетки.
  • Анафаза I — микротрубочки сокращаются, биваленты делятся, и хромосомы расходятся к полюсам. Важно отметить, что, из-за конъюгации хромосом в зиготене, к полюсам расходятся целые хромосомы, состоящие из двух хроматид каждая, а не отдельные хроматиды, как в митозе.
  • Телофаза I — хромосомы деспирализуются и появляется ядерная оболочка.

Второе деление мейоза следует непосредственно за первым, без выраженной интерфазы: S-период отсутствует, поскольку перед вторым делением не происходит репликации ДНК.

  • Профаза II — происходит конденсация хромосом, клеточный центр делится и продукты его деления расходятся к полюсам ядра, разрушается ядерная оболочка, образуется веретено деления, перпендикулярное первому веретену.
  • Метафаза II — унивалентные хромосомы (состоящие из двух хроматид каждая) располагаются на «экваторе» (на равном расстоянии от «полюсов» ядра) в одной плоскости, образуя так называемую метафазную пластинку.
  • Анафаза II — униваленты делятся и хроматиды расходятся к полюсам.
  • Телофаза II — хромосомы деспирализуются и появляется ядерная оболочка.

В результате из одной диплоидной клетки образуется четыре гаплоидных клетки. В тех случаях, когда мейоз сопряжён с гаметогенезом (например, у многоклеточных животных), при развитии яйцеклеток первое и второе деления мейоза резко неравномерны. В результате формируется одна гаплоидная яйцеклетка и три так называемых редукционных тельца (абортивные дериваты первого и второго делений).

Варианты[править | править код]

У некоторых простейших мейоз протекает иначе, чем описанный выше типичный мейоз многоклеточных. Например, может протекать только одно, а не два последовательных, мейотических деления, а кроссинговер — проходить во время другой фазы мейоза[1]. Предполагается, что такой одноступенчатый мейоз примитивен и предшествовал возникновению двухступенчатого мейоза, обеспечивающего эффективную рекомбинацию генома.

Значение[править | править код]

iv>
  • У организмов, размножающихся половым путём, предотвращается удвоение числа хромосом в каждом поколении, так как при образовании половых клеток мейозом происходит редукция числа хромосом.
  • Мейоз создает возможность для возникновения новых комбинаций генов (комбинативная изменчивость), так как происходит образование генетически различных гамет.
  • Редукция числа хромосом приводит к образованию «чистых гамет», несущих только один аллель соответствующего локуса.
  • Расположение бивалентов экваториальной пластинки веретена деления в метафазе 1 и хромосом в метафазе 2 определяется случайным образом. Последующее расхождение хромосом в анафазе приводит к образованию новых комбинаций аллелей в гаметах. Независимое расхождение хромосом лежит в основе третьего закона Менделя.[2]

Источник: ru.wikipedia.org

В соматической клетке – 2n (двойной набор), в половой клетке – n (одинарный).

Если хромосомы одинарные, то перед «c» ставим такую же цифру, как перед «n», а если двойные – то в два раза большую. Например, в соматической клетке перед репликацией набор двойной, хромосомы одинарные – 2n2c, а после репликации (набор двойной, хромосомы двойные) – 2n4c.


Масса ДНК, масса хромосом (например, 6х10-9) – это «с». Составляйте пропорции.

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ
После митоза, пресинтетическая фаза – 2n2c
Синтетическая фаза – происходит удвоение ДНК (репликация)
Постсинтетическая фаза, перед любым делением – 2n4c

МИТОЗ
Профаза, метафаза – 2n4c
Анафаза, начало телофазы – 4n4c
Конец телофазы, после митоза – 2n2c

МЕЙОЗ
Профаза I, метафаза I, анафаза I, начало телофазы I – 2n4c
Конец телофазы I, после первого деления, профаза II, метафаза II – n2c
Анафаза II, начало телофазы II – 2n2c
Конец телофазы II, после мейоза – nc

ЗИГОТА (сразу после оплодотворения) – 2n2c

ГАМЕТОГЕНЕЗ
В зоне размножения идет митоз
В зоне роста клетка растет и готовится к мейозу
В зоне созревания происходит мейоз

Еще можно почитать

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ: Одинарные и двойные наборы и хромосомы, Митоз, Отличия митоза от мейоза, Мейоз, Клеточный цикл
ЗАДАНИЯ ЧАСТИ 2: Изменение количества хромосом

Задания

ПРЕСИНТЕТИЧЕСКИЙ ПЕРИОД
Сколько молекул ДНК содержится в ядре диплоидной клетки в начале интерфазы, если в кариотипе содержится 42 хромосомы? В ответе запишите только соответствующее число.

>

ПОСТСИНТЕТИЧЕСКИЙ ПЕРИОД
1. Для соматической клетки животного организма характерен диплоидный набор хромосом. Какой набор хромосом и молекул ДНК в клетках в конце синтетического периода интерфазы? Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

2. Сколько молекул ДНК содержится в ядре клетки после репликации, если в диплоидном наборе содержится 46 молекул ДНК? В ответе запишите соответствующее число.

3. Соматические клетки дрозофилы содержат 8 хромосом. Определите число хромосом и число молекул ДНК в ядре при гаметогенезе перед началом деления. Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

4. Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите количество хромосом и количество молекул ДНК в клетках кончиках корня перед началом митоза. Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

5. Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите число хромосом и молекул ДНК в ядре (клетке) семязачатка перед началом мейоза I. Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

6. Хромосомный набор соматической клетки растения равен 20. Определите количество хромосом и молекул ДНК в клетках семязачатка перед началом профазы мейоза I. Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).


ПРОФАЗА МИТОЗА
Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите число хромосом и молекул ДНК в клетках кончика корня в профазе митоза. Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

АНАФАЗА МИТОЗА
Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите количество хромосом и количество молекул ДНК в клетках кончиках корня в анафазе митоза. Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

ТЕЛОФАЗА МИТОЗА
Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите число хромосом и молекул ДНК в клетках кончика корня в конце телофазы митоза. Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

ПРОФАЗА МЕЙОЗА I
1. Хромосомный набор соматических клеток картофеля равен 48. Определите количество хромосом и количество молекул ДНК в клетках в профазе мейоза I. Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

2. Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетках пыльников при спорообразовании в профазе I мейоза. Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).


МЕТАФАЗА МЕЙОЗА I
Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетке семязачатка в метафазе I мейоза. Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

АНАФАЗА МЕЙОЗА I
У шимпанзе в соматических клетках 48 хромосом. Определите число хромосом и молекул ДНК в клетках в анафазе мейоза I. Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

ТЕЛОФАЗА МЕЙОЗА I
1. Общая масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах в пресинтетический период интерфазы одной соматической клетки человека составляет около 6х10-9 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в ядрах клеток при овогенезе в конце телофазы мейоза I. Запишите только число, которое необходимо умножить на 10-9.

2. Для соматической клетки животного организма характерен диплоидный набор хромосом. Какой набор хромосом и молекул ДНК в клетках в конце телофазы мейоза 1? Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

3. Соматические клетки дрозофилы содержат 8 хромосом. Определите число хромосом и число молекул ДНК в ядре при гаметогенезе в конце телофазы мейоза I. Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).


4. Хромосомный набор соматической клетки растения равен 20. Определите количество хромосом и молекул ДНК в клетках семязачатка в конце телофазы мейоза I. Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

5. Хромосомный набор соматических клеток дрозофилы равен 8. Определите число хромосом и число молекул ДНК при овогенезе в ядре после телофазы мейоза I. Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

6. Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетке семязачатка при образовании макроспоры в конце мейоза I. Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

МЕЖДУ ПЕРВОЙ И ВТОРОЙ
Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите число хромосом и молекул ДНК в ядре (клетке) семязачатка перед началом мейоза II. Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

ПРОФАЗА МЕЙОЗА II
У шимпанзе в соматических клетках 48 хромосом. Определите число хромосом и молекул ДНК в клетках в профазе мейоза II. Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).


МЕТАФАЗА МЕЙОЗА II
1. Хромосомный набор соматических клеток картофеля равен 48. Определите количество хромосом и количество молекул ДНК в клетках в метафазе мейоза II. Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

2. Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетках пыльников при спорообразовании в метафазе II мейоза. Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

АНАФАЗА МЕЙОЗА II
Хромосомный набор соматических клеток дрозофилы равен 8. Определите число хромосом и число молекул ДНК при овогенезе в ядре в анафазе мейоза II. Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

Определите число хромосом и молекул ДНК в анафазе второго деления мейоза при образовании гамет у зелёной лягушки, если число хромосом в диплоидной клетке равно 26. Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

ТЕЛОФАЗА МЕЙОЗА II
1. Общая масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах в пресинтетический период интерфазы одной соматической клетки человека составляет около 6х10-9 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в ядрах клеток при овогенезе в конце телофазы мейоза II. Запишите только число, которое необходимо умножить на 10-9.

2. Сколько хромосом и молекул ДНК содержится в ядре одной клетки в конце телофазы мейоза II, если в исходной клетке было 16 хромосом? В ответе запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.)

Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетке семязачатка при образовании макроспоры в конце мейоза II. В ответе запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.)

ГАМЕТОГЕНЕЗ
Кариотип одного из видов рыб составляет 56 хромосом. Определите число хромосом при сперматогенезе в клетках зоны роста. В ответ запишите только число.

В соматических клетках животного организма диплоидный набор хромосом. Какой набор хромосом и молекул ДНК в клетках при гаметогенезе на конечном этапе в зоне размножения? Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

Кариотип одного из видов рыб составляет 56 хромосом. Определите число хромосом при сперматогенезе в клетках зоны созревания в конце первого деления. В ответ запишите только число.

В соматических клетках животного организма диплоидный набор хромосом. Какой набор хромосом и молекул ДНК в клетках при гаметогенезе на конечном этапе в зоне созревания? Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

Таблица
Проанализируйте таблицу «Деление клетки». Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин из предложенного списка.
1) профаза
2) nс
3) 2n2с
4) амитоз
5) метафаза II
6) мейоз I
7) n2с
8) 4n4с

Таблица
Проанализируйте таблицу «Периоды интерфазы». Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин из предложенного списка.
1) 4n4c
2) Репликация ДНК, удвоение центриолей клеточного центра
3) 2n2c
4) Разрушение ядерной оболочки и ядрышка, формирование веретена деления
5) 2n4c

Выберите один, наиболее правильный вариант. С каким набором генетического материала клетка вступает во второе мейотическое деление?
1) n2c
2) nc
3) 2n4c
4) 2n2c

Источник: www.bio-faq.ru

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

  1. Перед началом мейоза количество ДНК – 56, так как оно удвоилось, а число хромосом не изменилось – их 28.
  2. В метафазе мейоза I количество ДНК – 56, число хромосом – 28, гомологичные хромосомы попарно располагаются над и под плоскостью экватора, веретено деления сформировано.
  3. 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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Источник: mosmetod.ru

Мейоз I

Стадии мейоза I: профаза, метафаза, анафаза, телофаза

Профаза I

Обычно это самая длинная и сложная фаза мейоза. Протекает намного дольше, чем при митозе. Связано это с тем, что в это время гомологичные хромосомы сближаются и обмениваются участками ДНК (происходят конъюгация и кроссинговер).

Схема кроссинговера

Конъюгация — процесс сцепления гомологичных хромосом. Кроссинговер — обмен идентичными участками между гомологичными хромосомами. Несестринские хроматиды гомологичных хромосом могут обменяться равнозначными участками. В местах, где происходит такой обмен формируется так называемая хиазма.

Спаренные гомологичные хромосомы называются бивалентами, или тетрадами. Связь сохраняется до анафазы I и обеспечивается центромерами между сестринскими хроматидами и хиазмами между несестринскими.

В профазе происходит спирализация хромосом, так что к концу фазы хромосомы приобретают характерную для них форму и размеры.

На более поздних этапах профазы I ядерная оболочка распадается на везикулы, ядрышки исчезают. Начинает формироваться мейотическое веретено деления. Образуются три вида микротрубочек веретена. Одни прикрепляются к кинетохорам, другие — к трубочкам, нарастающим с противоположного полюса (конструкция выполняет функцию распорок). Третьи формируют звезчатую структуру и прикрепляются к мембранному скелету, выполняя функцию опоры.

Центросомы с центриолями расходятся к полюсам. Микротрубочки внедряются в область бывшего ядра, прикрепляются к кинетохорам, находящимся в области центромер хромосом. При этом кинетохоры сестринских хроматид сливаются и действуют единым целым, что позволяет хроматидам одной хромосомы не разъединяться и в дальнейшем вместе отойти к одному из полюсов клетки.

Метафаза I

Окончательно формируется веретено деления. Пары гомологичных хромосом располагаются в плоскости экватора. Они выстраиваются друг против друга по экватору клетки так, что экваториальная плоскость оказывается между парами гомологичных хромосом.

Анафаза I

Гомологичные хромосомы разъединяются и расходятся к разным полюсам клетки. Из-за произошедшего в профазу кроссинговера их хроматиды уже не идентичны друг другу.

Телофаза I

Восстанавливаются ядра. Хромосомы деспирализуются в тонкий хроматин. Клетка делится надвое. У животных впячиванием мембраны. У растений образуется клеточная стенка.

Мейоз II

Интерфаза между двумя мейотическими делениями называется интеркинезом, он очень короткий. В отличие от интерфазы удвоения ДНК не происходит. По-сути она и так удвоена, просто в каждой из двух клеток содержится по одной из гомологичных хромосом. Мейоз II протекает одновременно в двух клетках, образовавшихся после мейоза I. На схеме ниже изображено деление только одной клетки из двух.

Последовательность этапов второго мейотического деления

Профаза II

Короткая. Снова исчезают ядра и ядрышки, а хроматиды спирализуются. Начинает формироваться веретено деления.

Метафаза II

К каждой хромосоме, состоящей из двух хроматид, прикрепляется по две нити веретена деления. Одна нить с одного полюса, другая – с другого. Центромеры состоят из двух отдельных кинетохор. Метафазная пластинка образуется в плоскости перпендикулярной экватору метафазы I. То есть если родительская клетка в мейозе I делилась вдоль, то теперь две клетки будут делиться поперек.

Анафаза II

Белок, связывающий сестринские хроматиды, разделяется, и они расходятся к разным полюсам. Теперь сестринские хроматиды называются сестринскими хромосомами.

Телофаза II

Подобна телофазе I. Происходит деспирализация хромосом, исчезновение веретена деления, образование ядер и ядрышек, цитокинез.

Значение мейоза

В многоклеточном организме мейозом делятся только половые клетки. Поэтому главное значение мейоза – это обеспечение механизма полового размножения, при котором сохраняется постоянство числа хромосом у вида.

Другое значение мейоза – это протекающая в профазе I перекомбинация генетической информации, т. е. комбинативная изменчивость. Новые комбинации аллелей создаются в двух случаях. 1. Когда происходит кроссинговер, т. е. несестринские хроматиды гомологичных хромосом обмениваются участками. 2. При независимом расхождении хромосом к полюсам в обоих мейотических делениях. Другими словами, каждая хромосома может оказаться в одной клетке в любой комбинации с другими негомологичными ей хромосомами.

Уже после мейоза I клетки содержат разную генетическую информацию. После второго деления все четыре клетки отличаются между собой. Это важное отличие мейоза от митоза, при котором образуются генетически идентичные клетки.

Кроссинговер и случайное расхождение хромосом и хроматид в анафазах I и II создают новые комбинации генов и являются одной из причин наследственной изменчивости организмов, благодаря которой возможна эволюция живых организмов.

Источник: biology.su