Значение понятия «мейоз»

Данная форма деления в основном характерна для клеток половой системы, а именно яичников и сперматозоидов. С помощью мейоза из материнской диплоидной клетки образуются четыре гаплоидные гаметы с n набором хромосом.

Состоит процесс из двух стадий:

• Редукционная, мейоз 1 – состоит из четырёх фаз: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Первое деление мейоза заканчивается образованием из диплоидной клетки двух гаплоидных.
• Еквационная стадия, мейоз 2, процессуально схожа с митозом. Для этого этапа характерно разделение сестринских хромосом и расхождение их к разным полюсам.

Рис. 1. Схема первого деления мейоза.

Особенностью первой стадии деления является профаза 1, которая состоит из отдельных пяти этапов. Объяснение процессов, которые происходят на каждом из них, вы найдёте далее в таблице. В ходе профазы 1 хромосомы укорачиваются за счёт спирализации. Гомологичные хромосомы так плотно соединяются друг с другом, что происходит процесс конъюгации (сближение и слияние участков хромосом). В это время некоторые участки несестринских хромосом могут обменяться друг с другом, такой процесс называется кроссинговером.

Рис. 2. Схема второго мейотического деления.

Таблица по фазам мейоза

В результате такого деления из одной диплоидной клетки образуется четыре гаметы с гаплоидным набором. Генетически у каждой из четырёх клеток своё особенное генетическое содержимое.

Рис. 3. Схема гаметогенеза.

Источник: obrazovaka.ru

1. Дайте определения понятий.

Половое размножение — способ размножения, при котором новая особь обычно развивается из зиготы, образующейся в результате слияния двух половых клеток.

Гамета – половые клетки организма.

Мейоз — особый вид деления клетки, при котором число хромосом в дочерних клетках сокращается вдвое. Другими словами, из диплоидных клеток, содержащих двойной набор хромосом (2n), образуются гаплоидные клетки, содержащие одинарный набор хромосом (n).

Кроссинговер — взаимный обмен участками гомологичных хромосом в процессе клеточного деления.

Оплодотворение – процесс слияния гамет.

2. Напишите, в чём заключается биологическая роль полового размножения.

Биологический смысл полового размножения заключается в объединении генетической информации родительских особей, благодаря чему увеличивается генетическое разнообразие потомства.

3. Заполните таблицу «Формы полового процесса».

4. Заполните таблицу «Фазы мейоза».

5. Охарактеризуйте 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. Мейоз обеспечивает также комбинативную изменчивость – появление новых сочетаний наследственных задатков при дальнейшем оплодотворении.

6. Заполните таблицу «Сравнение митоза и мейоза».

7. Закончите предложения.

Биологическое значение оплодотворения заключается в том, что ПРИ СЛИЯНИИ ПОЛОВЫХ ГАМЕТ (МУЖСКОЙ И ЖЕНСКОЙ) С ГАПЛОИДНЫМ НАБОРОМ ХРОМОСОМ, ПРОИСХОДИТ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДИПЛОИДНОГО НАБОРО ХРОМОМОСМ, ХАРАКТЕРНОГО ДЛЯ ОСОБЕЙ ДАННОГО ВИДА.

Наружное оплодотворение характерно для РЫБ И АМФИБИЙ, а внутреннее — для НАЗЕМНЫХ ЖИВОТНЫХ.

В результате оплодотворения образуется ЗИГОТА.

8. Объясните, почему многие организмы при благоприятных условиях размножаются бесполым путём, а при неблагоприятных переходят к половому размножению. Приведите примеры.

В благоприятных условиях среды организму не требуется приспосабливаться к изменениям в среде, следовательно менее энергозатратно размножать бесполым путём, воспроизводя себе подобных. В неблагоприятных условиях среды организмы размножаются половым путем, образуя тем самым генетическое разнообразие в новом поколении, что позволяет им приспособиться к новым условиям среды.

9. Известно, что у матки медоносной пчелы, рабочих пчёл, развивающихся из яиц этой самки, в соматических клетках содержится 32 хромосомы. В то же время у самцов медоносной пчелы (трутней) в соматических клетках имеется всего лишь 16 хромосом. Как можно объяснить данное явление?

Особенность пчел, что в результате полового размножения (из оплодотворенных яйцеклеток) у них формируются только самки (рабочие пчелы и матки), которых содержат диплоидный набор хромосом. При развитии неоплодотворенной яйцеклетки, в ней происходит редукция числа хромосом и их количество сокращается в два раза, то есть становиться гаплоидным. Из таких гаплоидных яйцеклеток развиваются самцы (трутни). В половых клетках трутней также содержится гаплоидный набор хромосом. В результате оплодотворения яйцеклетки будущий организм получает опять диплоидный набор.

Источник: resheba.me

Интерфаза

• Фаза G1: этап развития клетки перед синтезом ДНК. На этой стадии клетка подготавливаясь к делению увеличивается в массе.
• S-фаза: период, в течение которого синтезируется ДНК. Для большинства клеток эта фаза занимает короткий промежуток времени.
• Фаза G2: период после синтеза ДНК, но до начала профазы. Клетка продолжает синтезировать дополнительные белки и увеличиваться в размерах.

В последней фазе интерфазы клетка все еще имеет нуклеолы. Ядро окружено ядерной мембраной, а клеточное хромосомы дублируются, но находятся в форме хроматина. В клетках животных две пары центриолей, образованных из репликации одной пары, расположены за пределами ядра. В конце интерфазы клетка переходит в первый этап мейоза.

Читайте также: Основные сходства и различия между митозом от мейозом.

Мейоз I:

Профаза I

В профазе I мейоза происходят следующие изменения:

• Хромосомы конденсируются и присоединяются к ядерной оболочке.
• Возникает синапсис (попарное сближение гомологичных хромосом) и образуется тетрада. Каждая тетрада состоит из четырех хроматид.
• Может произойти генетическая рекомбинация.
• Хромосомы сгущаются и отсоединяются от ядерной оболочки.
• Подобно митозу, центриоли мигрируют друг от друга, а ядерная оболочка и ядрышки разрушаются.
• Хромосомы начинают миграцию к метафазной (экваториальной) пластине.

В конце профазы I клетка входит в метафазу I.

Метафаза I

В метафазе I мейоза происходят следующие изменения:

• Тетрады выравниваются на метафазной пластине.
• Центромеры гомологичных хромосом ориентированы на противоположные полюса клетки.

В конце метафазы I клетка входит в анафазу I.

Анафаза I

В анафазе I мейоза происходят происходят следующие изменения:

• Хромосомы перемещаются в противоположные концы клетки. Подобно митозу, кинетохоры взаимодействуют с микротрубочками, чтобы переместить хромосомы к полюсам клетки.
• В отличие от митоза, сестринские хроматиды остаются вместе после того, как гомологичные хромосомы перемещаются в противоположные полюса.

В конце анафазы I клетка входит в телофазу I.

Телофаза I

В телофазе I мейоза происходят следующие изменения:

• Волокна веретена продолжают перемещать гомологичные хромосомы на полюса.
• Как только движение завершено, каждый полюс клетки имеет гаплоидное количество хромосом.
• В большинстве случаев цитокинез (деление цитоплазмы) происходит одновременно с телофазой I.
• В конце телофазы I и цитокинеза образуются две дочерние клетки, каждая из которых имеет половину числа хромосом исходной родительской клетки.
• В зависимости от типа клетки могут возникать различные процессы при подготовке к мейозу II. Однако генетический материал не реплицируется снова.

В конце телофазы I клетка входит в профазу II.

Мейоз II:

Профаза II

В профазе II мейоза происходят следующие изменения:

• Ядерная мембрана и ядра разрушаются, пока появляется веретено деления.
• Хромосомы больше не реплицируются в этой фазе.
• Хромосомы начинают мигрировать к метафазной пластинке II (на экваторе клеток).

В конце профазы II клетки входят в метафазу II.

Метафаза II

В метафазе II мейоза происходят следующие изменения:

• Хромосомы выстраиваются на метафазной пластинке II в центре клеток.
• Кинетохорные нити сестринских хроматид расходятся к противоположным полюсам.

В конце метафазы II клетки входят в анафазу II.

Анафаза II

В анафазе II мейоза происходят следующие изменения:

• Сестринские хроматиды разделяются и начинают перемещаться к противоположным концам (полюсам) клетки. Волокна веретена деления, не связанные с хроматидами, вытягиваются и удлиняют клетки.
• Как только парные сестринские хроматиды отделены друг от друга, каждая из них считается полной хромосомой, называемые дочерними хромосомами.
• При подготовке к следующему этапу мейоза два полюса клеток также отдаляются друг от друга во время анафазы II. В конце анафазы II каждый полюс содержит полную компиляцию хромосом.

После анафазы II клетки входят в телофазу II.

Телофаза II

В телофазе II мейоза происходят следующие изменения:

• Образуются отдельные ядра на противоположных полюсах.
• Происходит цитокинез (деление цитоплазмы и образование новых клеток).
• В конце мейоза II производятся четыре дочерние клетки. Каждая клетка имеет половину числа хромосом от исходной родительской клетки.

Результат мейоза

Конечным результатом мейоза является производство четырех дочерних клеток. Эти клетки имеют в двое меньше хромосом относительно родительской. При мейозе продуцируются только половые клетки. Другие типы клеток делятся посредством митоза. Когда половые гаплоидные клетки объединяются во время оплодотворения, они становятся диплоидной клеткой. Диплоидные клетки имеют полный набор гомологичных хромосом.

Понравилась статья? Поделись с друзьями:

Источник: NatWorld.info

Размножение – свойство организмов. Деление клетки как основа роста, развития и размножения организмов

1. Дайте определения понятий.
Размножение – свойство живых организмов воспроизводить себе подобных.
Клеточный цикл – жизнь клетки от момента ее появления в процессе деления материнской клетки до ее собственного деления, включая это деление, или ее гибели.
Митоз – процесс непрямого деления соматических клеток эукариот, при котором наследственный материал сначала удваивается, а затем равномерно распределяется между дочерними клетками.
Амитоз – прямое деление клетки, при котором не происходит равномерного распределения ДНК между дочерними клетками.

2. Почему размножение считают одним из важнейших этапов индивидуального развития организмов?
Клетки живого существа не могут делиться бесконечно, иначе организм был бы бессмертен. В определенный период в клетках запускаются программы гибели.  Чтобы оставить потомство, передать ему свою генетическую информацию, чтобы вид не исчез, организм должен размножаться.

3. Рассмотрите представленный на рисунке митотический цикл соматической клетки человека и  заполните таблицу.

Митотический цикл соматической клетки

4. Назовите периоды митотического цикла клетки, обозначенные на рисунке выше буквами А и Б, и охарактеризуйте биологическое значение каждого из них.
А – интерфаза. Период подготовки к делению. В ее результате происходит накопление энергии для митоза, синтез белков микротрубочек для веретена деления. К концу интерфазы каждая хромосома состоит из двух хроматид. Это необходимо для дальнейшего деления клетки и равномерной передачи генетического материала между дочерними клетками.
Б – митоз. В его результате из одной клетки материнской образуется две дочерние с одинаковым, идентичным материнской клетке, набором хромосом. Так, воспроизводятся новые клетки с количественно и качественно новой генетической информацией. Митоз необходим для нормального развития и роста многоклеточного организма.

5. Заполните таблицу.

Фазы митоза

 

6. Что такое апоптоз? Каково его биологическое значение?
Апоптоз – это «запрограммированная» клеточная смерть. Нужен для того, чтобы организм постепенно старел и в конце погибал. Организм не должен быть бессмертен, должны появляться новые организмы-потомки, а вид – эволюционировать.

7. Что происходит в организме в результате нарушения процессов апоптоза?
В результате ослабления апоптоза возникают аутоиммунные заболевания и злокачественные опухоли. При усилении апоптоза возникают дегенеративные процессы, уродства с дефектами тканей.

8. Для каких клеток характерен амитоз? Приведите примеры.
При амитозе не происходит равномерного распределения ДНК между дочерними клетками. Иногда не происходит цитокинез и образуется двуядерная клетка. Амитоз характерен для клеток отмирающих тканей и злокачественных опухолей.

 Бесполое размножение

1. Дайте определение понятий.
Бесполое размножение – форма размножения, при котором делится одноклеточный организм или клетки многоклеточного организма и происходит образование дочерних особей.
Вегетативное размножение – вид бесполого размножения многоклеточного организма, при котором потомство развивается из группы родительских клеток.

2. Какова биологическая роль бесполого размножения?
Бесполое размножение позволяет быстро увеличивать численность данного вида в благоприятных условиях. Однако при таком размножении не происходит увеличения генетического разнообразия вида.

3. Составьте схему.

 

Половое размножение. Мейоз

1. Дайте определения понятий.
Половое размножение – форма размножения, при которой особи каждого следующего поколения возникают в результате слияния двух специализированных гаплоидных леток – гамет.
Половой процесс – процесс слияние половых клеток (гамет), в результате которого возникает зигота.
Мейоз – деление ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом в два раза.
Гаметы – репродуктивные клетки, имеющие гаплоидный набор хромосом и участвующие в половом размножении.

2. Какова биологическая роль полового размножения?
При половом размножении происходит увеличение генетического разнообразия вида. Потомки получают возможность адаптироваться к постоянно меняющимся условиям окружающей среды, и другие новые признаки.

3. Заполните таблицу.

Фазы мейоза

4. Закончите схему.

Изменение хромосомного набора клеток (n) и числа молекул ДНК (с) в процессе мейоза

 

5. Какие способы полового размножения вам известны?
Конъюгация – форма полового процесса, при котором происходит слияние двух физиологически равноценных клеток. Наблюдается у некоторых одноклеточных организмов.
Копуляция – половой процесс, слияние двух половых клеток (гамет); соединение двух особей при половом акте.
Изогамия – тип полового размножения, при котором женские и мужские гаметы неотличимы друг от друга.
Гетерогамия – тип полового размножения, при котором женские гаметы крупные и неподвижные (яйцеклетки), а мужские маленькие и подвижные (сперматозоиды).

6. Рассмотрите в учебнике рис. 51 на с. 123. Заполните таблицу.

Образование половых клеток (гаметогенез)

7. Охарактеризуйте биологическую сущность гаметогенеза.
Гаметогенез – это процесс образования половых клеток: из одной диплоидной клетки образуется 4 гаплоидных. Половые клетки должны иметь гаплоидный набор, чтобы при последующем половом размножении организма у его потомков сохранялся постоянный набор хромосом (генотип).

8. Рассмотрите рисунок. Определите, какие рисунки соответствуют митозу, а какие – мейозу. Объясните, по каким признакам вы провели различение этих процессов. Распределите цифровые обозначение (1-12) в соответствии с принадлежностью изображенных фаз к типам деления клетки, в последовательности их протекания.
На рисунках 2, 5, 7, 8 – показан митоз. Здесь мы видим 4 стадии, от начала образование хромосом с двумя хроматидами, до образования двух клеток с деспирализованными хромосомами. Все хромосом одной клетки – одного цвета.
На рисунках 1, 3, 4, 6, 9,10, 11, 12 изображен мейоз. Здесь мы можем увидеть два деления, в самом конце образуется 4 гаплоидных клетки. Хромосомы показаны с участками разных цветов, так как в диплоидной клетке находятся хромосомы мужские и женские, затем между ними происходит конъюгация и кроссинговер.
Митоз: 8, 2, 5, 7.
Мейоз: 4, 6, 1, 3, 9, 11, 10, 12.

 Оплодотворение и его значение

1. Дайте определение понятий.
Оплодотворение – процесс слияния гамет.
Зигота – первая клетка нового организма, образовавшаяся в результате оплодотворения.
Двойное оплодотворение – половой процесс у покрытосеменных растений, при котором оплодотворяются как яйцеклетка, так и центральная клетка зародышевого мешка двумя спермиями.

2. Какова биологическая роль оплодотворения?
При оплодотворении сперматозоид сливается с яйцеклеткой. Только в результате этого процесса возникает зигота, содержащая генетический материал обоих родителей.

3. Чем внешнее оплодотворение отличатся от внутреннего?
Внешнее оплодотворение происходит вне организма самки, обычно в водной среде (рыбы, моллюски, земноводные).
При внутреннем оплодотворении «встреча» сперматозоида и яйцеклетки происходит в половых путях самки (наземные животные).

4. В чем суть двойного оплодотворения у цветковых растений?
Суть двойного оплодотворения – в образования диплоидной зиготы (1 спермий и яйцеклетка), из которой далее развивается зародыш семени, и слияния второго спермия с центральной диплоидной клеткой, в результате чего образуется триплоидная клетка. Из триплоидной клетки в будущем развивается эндосперм, в котором запасаются питательные вещества.

Источник: www.biogdz.ru