Які процеси притаманні першої фази мейозу. Мейоз. Стадії мейозу

Мітоз- Основний спосіб розподілу еукаріотичних клітин, при якому спочатку відбувається подвоєння, а потім рівномірний розподіл між дочірніми клітинами спадкового матеріалу.

Мітоз є безперервним процесом, в якому виділяють чотири фази: профазу, метафазу, анафазу і телофазу. Перед мітозом відбувається підготовка клітини до поділу або інтерфазу. Період підготовки клітини до мітозу і власне мітоз разом складають Мітотичний цикл. Нижче наводиться коротка характеристикафаз циклу.

Інтерфазаскладається з трьох періодів: пресинтетичного, або постмітотичного, - G1, синтетичного - S, постсинтетичного, або премітотичного, - G2.

Пресинтетичний період (2n 2c, де n- Число хромосом, з- Число молекул ДНК) - зростання клітини, активізація процесів біологічного синтезу, підготовка до наступного періоду.

Синтетичний період (2n 4c) - Реплікація ДНК.

Постсинтетичний період (2n 4c) - підготовка клітини до мітозу, синтез та накопичення білків та енергії для майбутнього поділу, збільшення кількості органоїдів, подвоєння центріолей.

Профаза (2n 4c) - демонтаж ядерних мембран, розбіжність центріолей до різних полюсів клітини, формування ниток веретена поділу, «зникнення» ядерців, конденсація двороматидних хромосом.

Метафаза (2n 4c) - вибудовування максимально конденсованих двороматидних хромосом в екваторіальній площині клітини (метафазна пластинка), прикріплення ниток веретена поділу одним кінцем до центріолів, іншим - до центромірів хромосом.

Анафаза (4n 4c) - Поділ двороматидних хромосом на хроматиди і розбіжність цих сестринських хроматид до протилежних полюсів клітини (при цьому хроматиди стають самостійними однохроматидними хромосомами).

Телофаза (2n 2cу кожній дочірній клітині) - деконденсація хромосом, утворення навколо кожної групи хромосом ядерних мембран, розпад ниток веретена поділу, поява ядерця, поділ цитоплазми (цитотомія). Цитотомія в тваринних клітинах відбувається за рахунок борозни розподілу, рослинних клітинах- За рахунок клітинної платівки.

1 - профаза; 2 - метафаза; 3 - анафаза; 4 - телофаза.

Біологічне значення мітозу.Дочірні клітини, що утворилися в результаті цього способу поділу, є генетично ідентичними материнській. Мітоз забезпечує сталість хромосомного набору серед поколінь клітин. Лежить основу таких процесів, як зростання, регенерація, безстатеве розмноження та інших.

- це особливий спосіб поділу еукаріотичних клітин, в результаті якого відбувається перехід клітин з диплоїдного стану в гаплоїдний. Мейоз і двох послідовних поділів, яким передує одноразова реплікація ДНК.

Перший мейотичний поділ (мейоз 1)називається редукційним, оскільки саме під час цього поділу відбувається зменшення числа хромосом удвічі: з однієї диплоїдної клітини (2 n 4c) утворюються дві гаплоїдні (1 n 2c).

Інтерфаза 1(на початку - 2 n 2c, в кінці - 2 n 4c) – синтез та накопичення речовин та енергії, необхідних для здійснення обох поділів, збільшення розмірів клітини та числа органоїдів, подвоєння центріолей, реплікація ДНК, яка завершується у профазі 1.

Профаза 1 (2n 4c) - демонтаж ядерних мембран, розбіжність центріолей до різних полюсів клітини, формування ниток веретена поділу, «зникнення» ядерців, конденсація двороматидних хромосом, кон'югація гомологічних хромосом та кросинговер. Кон'югація- процес зближення та переплетення гомологічних хромосом. Пару кон'югуючих гомологічних хромосом називають бівалентом. Кросинговер – процес обміну гомологічними ділянками між гомологічними хромосомами.

Профаза 1 поділяється на стадії: лептотену(Завершення реплікації ДНК), зиготена(кон'югація гомологічних хромосом, утворення бівалентів), пахітена(кросинговер, перекомбінація генів), диплотена(Виявлення хіазм, 1 блок овогенезу у людини), діакінез(Терміналізація хіазм).

1 - лептотену; 2 - зиготена; 3 - пахітена; 4 - Диплотен; 5 - діакінез; 6 - метафаза 1; 7 - анафаза 1; 8 - телофаза 1;
9 - профаза 2; 10 - метафаза 2; 11 - анафаза 2; 12 - телофаза 2.

Метафаза 1 (2n 4c) - вибудовування бівалентів в екваторіальній площині клітини, прикріплення ниток веретена поділу одним кінцем до центріолів, іншим - до центромірів хромосом.

Анафаза 1 (2n 4c) - випадкова незалежна розбіжність двороматидних хромосом до протилежних полюсів клітини (з кожної пари гомологічних хромосом одна хромосома відходить до одного полюса, інша - до іншого), перекомбінація хромосом.

Телофаза 1 (1n 2cу кожній клітині) - утворення ядерних мембран навколо груп двороматидних хромосом, поділ цитоплазми. У багатьох рослин клітина з анафази 1 відразу переходить у профазу 2.

Другий мейотичний поділ (мейоз 2)називається екваційним.

Інтерфаза 2, або інтеркінез (1n 2c), являє собою коротку перерву між першим і другим мейотичним поділом, під час якого не відбувається реплікація ДНК. Характерна тваринам клітин.

Профаза 2 (1n 2c) - демонтаж ядерних мембран, розбіжність центріолей до різних полюсів клітини, формування ниток веретена поділу.

Метафаза 2 (1n 2c) - вибудовування двороматидних хромосом в екваторіальній площині клітини (метафазна пластинка), прикріплення ниток веретена поділу одним кінцем до центріолів, іншим - до центромірів хромосом; 2 блок овогенезу у людини.

Анафаза 2 (2n 2з) — поділ двороматидних хромосом на хроматиди та розбіжність цих сестринських хроматид до протилежних полюсів клітини (при цьому хроматиди стають самостійними однохроматидними хромосомами), перекомбінація хромосом.

Телофаза 2 (1n 1cв кожній клітині) - деконденсація хромосом, утворення навколо кожної групи хромосом ядерних мембран, розпад ниток веретена поділу, поява ядерця, поділ цитоплазми (цитотомія) з утворенням в результаті чотирьох гаплоїдних клітин.

Біологічне значення мейозу.Мейоз є центральною подією гаметогенезу у тварин та спорогенезу у рослин. Будучи основою комбінативної мінливості, мейоз забезпечує генетичну різноманітність гамет.

Амітоз

Амітоз- Прямий поділ інтерфазного ядра шляхом перетяжки без утворення хромосом, поза мітотичного циклу. Описаний для старіючих, патологічно змінених та приречених на загибель клітин. Після амітозу клітина не здатна повернутися до нормального мітотичного циклу.

Клітинний цикл

Клітинний циклжиття клітини від моменту її появи до поділу або смерті. Обов'язковим компонентом клітинного циклує мітотичний цикл, який включає період підготовки до поділу і власне мітоз. Крім цього, в життєвому цикліє періоди спокою, під час яких клітина виконує властиві їй функції та обирає подальшу долю: загибель чи повернення мітотичний цикл.

Перейти до лекції №12«Фотосинтез. Хемосинтез»

Перейти до лекції №14«Розмноження організмів»

а) транскрипція;

б) редукційний поділ;

в) денатурація;

г) кросинговер;

д) кон'югація;

е) трансляція.

5. В результаті редукційного поділу в овогенезі утворюються:

а) одне редукційне тільце;

б) огогії;

в) овоцит І порядку;

г)два редукційні тільця;

д) овоцит I I порядку.

Варіант 5

1. В результаті першого поділу мейозу з однієї материнської клітини утворюються:

a) дві дочірні клітини із зменшеним удвічі набором хромосом;

б) чотири дочірні клітини із зменшеним удвічі числом хромосом;

в) дві дочірні клітини із збільшеним удвічі числом хромосом;

г) чотири дочірні клітини з числом хромосом, що дорівнює материнській клітині.

Для першої фази мейозу характерний процес

а) кон'югації;

б)трансляції;

в) редуплікації;

г) транскрипції.

Біологічне значення мейозу у тварин полягає в

а) запобігання подвоєнню числа хромосом у новому поколінні;

б) освіті чоловічих та жіночих статевих гамет;

в) створення нових генних комбінацій;

г) створення нових хромосомних комбінацій;

д) збільшення кількості клітин в організмі;

е) кратне збільшення набору хромосом.

Яйцеклітина на відміну сперматозоїда характеризується

а) гаплоїдним набором хромосом;

б) диплоїдним набором хромосом;

в) великим запасом поживних речовин;

г) більшими розмірами;

5) нерухомістю;

д) активним рухом.

5 Хромосомний набір метафази 1 мейозу дорівнює:

б) 2n4с 4 хр;

в) 4n4с 4хр;

г) 1nб4с4хр.

ВІДПОВІДІ НА ВХІДНИЙ ТЕСТОВИЙ КОНТРОЛЬ

1 вар. 1-а, б, 2-а, г.; 2-в; 3-г; 4-а; 5-а.

2 вар. 1-1-б,в,г,д,е 2-а,ж,з. 2-а, 3-а, 4-а, 5-а.

3 вар. 1-а, б, в, г, 2-а, б, в; 2-в, 3-а, 4-а, в, р.; 5-г

4 вар. 1-а, г, д, 2-б, в, е; 2-а; 3-б, 4- б, г, д. 5-а, ст.

5 вар. 1-а, 2-а, 3-а, б, ст. 4-в, г, д, 5-г

ДОДАТОК № 3 СИТУАЦІЙНІ ЗАВДАННЯ.

НАВЧАЛЬНІ ЗАВДАННЯ:

1.2. Секвенування геному людини в рамках міжнародної програми «Геном людини» заклало основу нового напряму – передективної медицини (генетичне тестування генів схильності). Вона дає можливості не тільки достовірно поставити діагноз, але якщо дозволяють сучасні технологіїздійснити лікування та профілактику спадкових захворювань. Це особливо актуально у доембріональному періоді онтогенезу, коли молоді люди проходять обстеження ще до народження дітей.

Наприклад, проведення тестування гена CFT, мутація в якому призводить до розвитку хвороби муковісцедоз. Ген включає 1245 триплетів, в результаті однієї з міссенс-мутацій в 455 триплет відбувається заміна Ц на А. Визначте послідовність амінокислот в нормі (на ділянці 451-461) і при патології.

ДНК у нормі дільниці триплетів 451-461

ДНК: ЦЦТ ГТЦ ААЦ ААЦ ЦГЦ ЦАА ЦГА ЦЦТ АГГ ТГА

ала-вал-ала - глі-сер-тре

змінена ДНК: ЦЦТ ГТЦ ААЦ ААЦ ЦГЦ ЦАА ЦГА ЦЦТ АГГ ТГА

іРНК: МДА ЦАГ УУГ УУГ ГЦГ ГУУ ГЦУ МДА УЦЦ АЦУ

поліпептид глі - глн-лей - лей- сір- вал-ала - глі-сер-тре

ТРЕНУЮЧІ ЗАВДАННЯ

1.3. До центру з планування вагітності «Шлюб і сім'я» звернулася подружня пара з приводу безпліддя. У шлюбі вони прожили 5 років. Які об'єктивні причини можуть спричинити безпліддя?

Алгоритм РІШЕННЯ.

Причини, що викликають безплідність, можуть бути такими:

1) порушення сперматогенезу;

2) порушення овогенезу;

3) порушення будови та функції матки та маткових труб;

4) ендокринні розлади (гіпотиріодизм, діабет), порушення будови та функцій надниркових залоз та гіпофіза;

5) гострі інфекції(Паротит);

6) хронічні інфекції (туберкульоз);

7) недостатність вітамінів А, В, З;

8) хронічна ниркова недостатність;

9) вплив солей важких металівта радіоактивних речовин, що порушують сперматогенез;

10) лікувальні препарати, що застосовуються для лікування лейкозів та псоріазу (мілеран, метатрексат).

1.4. 21-річна вагітна жінка, будучи на огляді у консультації, запитала про можливість народження нею двійнят. Її питання було пов'язане з тим, що двійнята народжувалися її матір'ю, бабусею і навіть прабабусею. Як би ви відповіли на це запитання? Чи вважаєте ви за доцільне у вигляді додаткової інформаціїз'ясувати, чи народжувалися в її сім'ї ідентичні однояйцеві або різнояйцеві близнюки? Чи має значення інформація про народження близнюків у родичів лінії батька?

Алгоритм РІШЕННЯ.

Немає сумніву, що спадковість впливає на народження полізиготних близнюків. Немає впевненості у тому, що від спадковості залежить частота монозиготних близнюків. У разі народження полізиготних близнюків діти різняться як за своїми фізичними, так і по розумовим здібностям. Діти монозиготних близнюків мають ідентичні фізичні та розумові характеристики. Встановлено, що генотип батька не здатний змінити частоту народження двійнят.

КОНТРОЛЮЮЧІ ЗАВДАННЯ

1.5. На мікрофотографії представлена ​​яйцеклітина, цитоплазма якої містить незначну кількість рівномірно розташованих жовткових включень. Яйцеклітина оточена двома структурами: блискучою оболонкою та променистим вінцем. Назвіть тип яйцеклітини, кому він характерний? Чим утворений променистий вінець та блискуча оболонка яйцеклітини? Які функції вони виконують? Як відрізняються за хімічного складучастини яйцеклітини? Яке значення має ооплазматична сегрегація у розвиток ембріона?

Алгоритм РІШЕННЯ.

Такий тип яйцеклітини - алецитальний, характерний для ссавців та людини. Блискуча оболонка є продуктом як самого ооциту, так і фолікулярних клітин, що його живлять. Її важливою особливістює наявність спеціальних білків – глікопротеїнів ZP1, ZP2 та ZP3, відповідальних за видову специфічність запліднення. Крім цього їй належить значна роль у захисті яйцеклітини та транспорту поживних речовин.

Променистий вінець або вторинна оболонка яйцеклітини складається з декількох шарів фолікулярних клітин, розташованих навколо яйцеклітини. Вона контактує з яйцеклітиною своїми тонкими цитоплазматичними відростками, що проникають через отвори в блискучій оболонці. Фолікулярні клітини, що утворюють променистий вінець грають важливу рольу спрямованому русі яйцеклітини по маткових трубах.

Ооплазматична сегрегація, що призводить до того, що склад цитоплазми в різних ділянкахяйця стає різним. Так, глікоген та РНК концентрується на одному з полюсів, вітамін С розташовується за екватором.

1.6. У 18-річного чоловіка виявлено двосторонній крипторхізм (неопущені в мошонку обидва яйця). Яке значення для молодого чоловікаможе мати ця вроджена аномалія? Які поради потрібно дати пацієнту?

Алгоритм РІШЕННЯ

Лікар повинен пояснити пацієнтові, що обидва яєчка необхідно опустити в мошонку хірургічним шляхом. Ця операція необхідна по наступних причин:

1) у яєчках дитини, які перебувають у паховому каналіабо порожнини очеревини, після 5 років розвиваються дегенеративні зміниу насіннєвих канальцях. так як температура в мошонці на 2-3 градуси нижче внутрішньочеревної, у зв'язку з цим незворотно порушується сперматогенез і виникає загроза безпліддя;

2) якщо яєчка не розташовуються в мошонці до періоду статевої зрілості, сперматозоїди не утворюються. хоча клітини Лейдіга активно синтезують тестостерон;

3) якщо яєчка залишаються внутрішньочеревно до 30-35 річного віку, фіброзна сполучна тканина заміщає інтерстиціальні клітини-гландулоцити, чим пояснюється зниження синтезу чоловічого статевого гормону;

4) клітинні елементи яєчок, що не опустилися, нерідко можуть з'явитися джерелом злоякісних пухлин.

1.7. До фахівця-андролога звернувся чоловік, віком 36 років. Пацієнта хвилювало питання: « Чи може вірусний паротит (свинка), яким він перехворів у дитячому віціі який ускладнився гострим запаленнямяєчка (орхітом), з'явитися причиною безладдя?

Алгоритм РІШЕННЯ.

Запальні зміни в яєчках викликають розвиток атрофії звивистих канальців яєчка та регресію сперматогенезу. Причиною ж стерильності паротит може бути рідко, тому що при цій інфекції найчастіше уражається лише одна із залоз.

1.8 . Секвенування двох найменших хромосом людини 21 і 22 визначило їх розмір, кількість генів та їх розташування. Розмір ДНК в 21 хромосомі 33.8 Мб, в ній міститься 225 генів, розмір ДНК 22 хромосоми 33,4 Мб, в ній міститься 545 генів. Враховуючи цей факт, поясніть, чому трисомія по 22 хромосомі часто не сумісна з життям. Яке захворювання розвивається за трисомії по 21 хромосомі. Вкажіть можливі причини та механізми, що призводять до розвитку цього патологічного стану.

Алгоритм РІШЕННЯ.

Вочевидь, що у 22 хромосомі попри її маленький розмірміститься вдвічі більше генів, ніж у 21. Трисомія по 22 хромосомі призведе до розвитку аномалій несумісних із життям. Трисомія по 21 хромосомі призводить до формування синдрому Дауна. Серед можливих причин, що призводять до неправильного розходження хромосом у мейозі може бути вік матері. Можливо в міру старіння організму виснажується пул ооцитів і хромосоми в перезрілих ооцитах. вікових жінокнайбільш схильні до нерозбіжності. Передбачається, що вікові гормональні зміниможуть прискорювати процес мейотичного дозрівання ооцитів та бути причиною аномальної сегрегації хромосом. Не виключено також, що з віком жінки порушується утворення веретена поділу або змінюється тривалість клітинного циклу.

Глосарій.

Акросома- органоїд сперматозоїда розташований на передньому кінці головки сперматозоїда, що розвивається з комплексу Гольджі шляхом конденсації гранул акросомної речовини.

Активація яйця- спонукання яйця до розвитку, що відбувається при заплідненні його сперматозоїдом або під впливом інших стимулів.

Анімальний полюс- частина телолецитальної яйцеклітини, у якій знаходиться активна цитоплазма, не перевантажена жовтковими включеннями. Останні зосереджені протилежному – вегетативному- полюсі.

Бівалентпара гомологічних хромосом, які з'єднуються (кон'югують) між собою в мейозі.

Вегетативний полюс-частина цитоплазми яйцеклітини, в якій зосереджена велика кількість жовтка.

Гаметогенез- розвиток статевих клітин (сперматозоїдів та яйцеклітин).

Гамети- Чоловічі та жіночі статеві клітини мають гаплоїдний набір хромосом.

Гонади- статеві залози-органиутворюють статеві клітини та статеві гормони у тварин та людини.

Поділ редукційний (мейоз 1)-процес розподілу дозріваючих статевих клітин, в результаті якого відбувається зменшення вдвічі (редукція) числа хромосом.

Зигота- Клітина, що виникає при злитті двох гамет. Це запліднена яйцеклітина.

Кортикальна реакція-ланцюг змін у кортикальному шарі цитоплазми яйцеклітини при її заплідненні (руйнування кортикальних гранул, потовщення жовткової оболонки та її перетворення на оболонку запліднення, зміна мембранного потенціалу, Блокування поліспермії).

Крипторхізм-неопущення яєчка в мошонку. При цій аномалії розвитку яєчка залишаються стерильними, тому що через високої температурив черевної порожнинисперматогенез припиняється.

Кросинговер- Взаємний обмін гомологічними ділянками кон'югуючих хромосом.

Мейоз– процес поділу дозріваючих статевих клітин, внаслідок якого відбувається зменшення (редукція) числа хромосом.

Моносомія- Відсутність у хромосомному наборі клітин диплоїдного організму однієї з гомологічних хромосом.

Оболонка запліднення- Потовщена і затверділа первинна оболонка яйцеклітини.

Оболонка яйцеклектки первинна- жовткова оболонка, що виробляється самою яйцеклітиною. Вона має вигляд тонкої плівки, пов'язаної з цитоплазмою яйцеклітини.

Овогенез- Розвиток жіночої статевої клітини.

Овуляція- процес викидання (виходу) яйцеклітини з граафової бульбашки яєчника, після чого вона надходить у яйцевід.

Запліднення- процес злиття чоловічої та жіночої статевих клітин з утворенням зиготи.

Оогонії- Незрілі жіночі статеві клітини, що мають здатність до мітотичного розмноження.

Ооцит- незріла жіноча статева клітинатварин у періоди зростання та дозрівання оогенезу.

Пронуклеус-ядерна речовина сперматозоїда або ядро ​​яйцеклітини, які в процесі запліднення до утворення синкаріону переходять із щільного в більш пухкий стан, набуваючи при цьому подібності до звичайного клітинного ядра.

Поліплоїдія- Спадкова зміна, що полягає в кратному збільшенні числа наборів хромосом у клітинах організму.

Розмноження– властива всім організмам властивість відтворення собі подібних, що забезпечує безперервність та наступність життя.

Розмноження безстатеве- розмноження живих організмів, у якому одна батьківська особина дає початок двом чи більшому числу особин потомства, ідентичних за спадковими ознаками батьківської особини.

Розмноження статеве– способи розмноження, за яких новий організмрозвивається зазвичай із зиготи, що утворюється в результаті злиття жіночих та чоловічих статевих клітин – гамет.

Сірий серп-частина яйцеклітини у вигляді сірого півмісяця на протилежній стороні місця проникнення сперматозоїда.

Сінкаріон- 1) ядро ​​зиготи, що утворюється в процесі злиття чоловічого та жіночого пронуклеусів.

Сперматіди- Гаплоїдні чоловічі статеві клітини, що утворюються протягом 4-го (останнього) періоду сперматогенезу.

Сперматогенез- Перетворення диплоїдних первинних клітин у тварин і багатьох рослинних організміву гаплоїдні диференційовані чоловічі статеві клітини – сперматозоїди.

Сперматогонії- Диплоїдні чоловічі статеві клітини першого періоду сперматогенезу.

Сперматозоїд – спермій– зріла гаплоїдна чоловіча статева клітина тварин та багатьох рослинних організмів.

Сперматоцит –чоловіча статева клітина в період росту та дозрівання (2-й та 3-й періоди сперматогенезу).

Хіазма –точка з'єднання кон'югуючих гомологічних хромосом у профазі першого поділу мейозу.

Хромосоми– структури самовідтворення клітинного ядра, які є носіями генів, що визначають спадкові властивості клітин та організмів

Яєчка- Зовнішні органи чоловічої статевої системи овальної або бобовидної форми.

Яєчники– жіночі статеві залози, що виконують генеративну (утворення яйцевих клітин) та ендокринну (вироблення оваріальних гормонів) функції).

Яйцеклітина- Жіноча статева клітина, спеціалізована до виконання генеративної функції.

При великому збільшенні мікроскопа розглянути зріз сім'яника щура. Знайти у насіннєвих канальцях клітини у різних зонах розвитку. Замалювати сегмент насіннєвого канальця та позначити сперматогонії, сперматоцити I порядку, II порядку, сперматиди. Підписати хромосомний комплекс кожної клітки.

ПРАКТИЧНЕ ЗАВДАННЯ 2.

При збільшенні мікроскопа розглянути постійний препаратсперматозоїдів морської свинки. Розглянути головку, знайти в ній акросому, ядро. Замалювати 1-2 сперматозоїда, зробити позначення.

При малому збільшенні мікроскопа розглянути препарат зрізу кішки. Знайти фолікули на різних стадіяхзрілості. Замалювати препарат і позначити первинний фолікул, фолікул середньої зрілості (зростаючий), зрілий фолікул (граафів бульбашка). У граафовій бульбашці розглянути і позначити фолікуярний шар, порожнину фолікула, яйценосний горбок, овоцит I порядку.

ПРАКТИЧНЕ ЗАВДАННЯ 7.

Вивчити по таблиці будову сперматозоїда та яйцеклітини ссавців та перенести її в альбом. Замалювати схему будови сперматозоїда, позначити головку, ядро, акросому, шийку, проксимальну, дистальну центріолі, хвіст. Замалювати схему будови яйцеклітини. Позначити її блискучу оболонку, ядро, ядерце, жовткові зерна.

Вхідний тестовий контроль

3 Зменшення числа хромосом вдвічі, утворення клітин з гаплоїдним набором хромосом відбувається у процесі

2) дроблення

3) запліднення

4 Значення мітозу полягає у збільшенні числа

1) хромосом у дочірніх клітинах порівняно з материнською

2) клітин з набором хромосом, рівним материнській клітині

3) молекул ДНК у дочірніх клітинах порівняно з материнською

4)клітин із зменшеним удвічі набором хромосом

5 Наприкінці інтерфази кожна хромосома складається з молекул ДНК

4) чотирьох

6 Кон'югація та обмін ділянками гомологічних хромосом відбувається в

1) профазі I мейозу

2) профазі мітозу

3)метафазі II мейозу

4) профазе II мейозу

7 Розчинення ядерної оболонки та ядерців у процесі мітозу відбувається в

1) профазі

2) інтерфазі

3)телофазі

4)метафазі

8 в мейозі подвоєння ДНК і утворення двох хроматид відбувається в

1) профазі першого поділу

2) профазі другого поділу

3) інтерфазі перед першим розподілом

4) інтерфазі перед другим розподілом

10 Розбіжність гомологічних хромосом відбувається в

1) анафазі мейозу 1

2) метафазі мейозу 1

3) метафазі мейозу 2

4) анафазе мейозу 2

11 Розбіжність хроматид до полюсів клітини відбувається в

1) телофазі

2) анафазі

3) профазі

4) метафазі

12 У процесі мейозу у тварин утворюються гамети з набором хромосом

1) диплоїдним

2) гаплоїдним

3) рівним материнському

4) подвоєним

14 у тварин у процесі мітозу, на відміну від мейозу, утворюються клітини

1) соматичні

2) з половинним набором хрмомосом

3) статеві

4) спорові

Відповідь:_____________________

Відповідь:_____________________

Відповідь:_____________________

18 Статеві клітини тварин на відміну від соматичних

Відповідь:_____________________

Відповідь:_____________________

20 Виберіть правильну відповідь. В результаті другого поділу дозрівання сперматогенезу клітини називаються:

1). Сперматогонії

2). Сперматоцити I порядку

3). Сперматіди

4). Сперматоцити I I порядку

21. Виберіть правильні відповіді. Прозора оболонка складається з:

1). Глікозаміногліканів

2). Протеогліканів

3). Фолікулярних клітин

4). Пігментних включень

5). Жовткових гранул

23. Виберіть правильну відповідь. Акросома містить:

1). Гормони

2). Ферменти

3. Ліпіди

25 Виберіть правильну відповідь. Яйцеклітина не містить:

1). Мітохондрій

2). Ендоплазматичної мережі

3). Комплексу Гольджі

4). Центріолей

26. Виберіть правильну відповідь. Первинна оболонка яйцеклітини є похідною:

1). Фолікулярних клітин

2). Ооцита

3). Блискучої оболонки

4). Продуктами залоз яйцеводів

5). Сполучною тканиною

27. Виберіть правильні відповіді. Овогенез складається із стадій:

1). Розмноження

3). Дозрівання

4). Формування.

92. При сперматогенезі у зоні зростання розташовуються клітини, які називаються:

a) сперматогоніями;

b) сперматоцитами 1 порядку;

c) сперматоцитами 2 порядку;

d) сперматидами.

97. Пари хромосом вишиковуються в екваторіальній площині клітини під час першого мейотичного поділу:

a) у профазу 1;

b) метафазу 1;

c) в анафазу 1;

d) у телофазу 1.

98. З усіх фаз мейозу найбільш тривала:

a) профаза 1;

b) анафаза 1;

c) профаза 2;

d) телофаза 2.

99. Кон'югація та обмін ділянками гомологічних хромосом відбувається:

a) у профазі мітозу;

Це важливий процес у еволюційному плані, що дозволяє створювати організмам різноманітні популяції у відповідь зміни довкілля. Без розуміння значущості мейозу неможливе подальше вивчення таких розділів біології як селекція, генетика, екологія.

Що таке мейоз

Цей спосіб поділу характерний для утворення гамет у тварин, рослин та грибів. В результаті мейозу утворюються клітини, що мають гаплоїдний набор хромосом, також званих статевими клітинами.

На відміну від іншого варіанта множення клітин - мітозу, у якому кількість хромосом дочірніх особин характерна материнської, при мейозі відбувається зменшення кількості хромосом удвічі. Це відбувається у два етапи - мейоз 1 і мейоз 2. Перша частина процесу подібна до мітозу - перед нею відбувається подвоєння ДНК, збільшення кількості хромосом. Далі слідує редукційний поділ. В результаті утворюються клітини з гаплоїдним (а не диплоїдним) набором хромосом.

Основні поняття

Щоб зрозуміти, що таке мейоз, необхідно згадати визначення деяких понять, ніж повертатися до них згодом.

• Хромосома - структура в ядрі клітини, що має нуклеопротеїдну природу і зосередила більшу частину спадкової інформації.
• Соматичні та статеві клітини – клітини організму, що мають різний набір хромосом. У нормі (виключаючи поліплоїди) соматичні клітини диплоїдні (2n), а статеві гаплоїдні (n). При злитті двох статевих клітин утворюється повноцінна соматична клітина.
• Центромера - ділянка хромосоми, що відповідає за експресію генів та зв'язує хроматиди між собою.
• Теломера – кінцеві ділянки хромосом, виконують захисну функцію.
• Мітоз - спосіб розподілу соматичних клітин, що створює в процесі ідентичні їм копії.
• Еухроматин та гетерохроматин – ділянки хроматину в ядрі. Перший зберігає деспіралізований стан, другий спіралізований.

Стадії процесу

Мейоз клітини і двох послідовних поділів.

Перший поділ. У період профази 1 можна розглянути хромосоми навіть світловий мікроскоп. Будова подвійної хромосоми становлять дві хроматиди та центроміри. Відбувається спіралізація і, як наслідок, скорочення хроматиду в хромосомі. Мейоз починається з метафази 1. Гомологічні хромосоми розташовуються в екваторіальній площині клітини. Це називається вибудовуванням тетрад (бівалентів) хроматиду до хроматиди. У цей момент відбуваються процеси кон'югації та кросинговеру, вони описані нижче. При цих діях часто теломери перехрещуються та накладаються одна на одну. Починає розпадатися оболонка ядра, пропадає ядерце і стають видно нитки веретена поділу. У період анафази 1 цілі хромосоми, що складаються з двох хроматид, відходять до полюсів, причому випадковим чином.

В результаті першого поділу у стадії телофази 1 утворюються дві клітини з одинарним набором ДНК (на відміну від мітозу, дочірні клітини якого диплоїдні). Інтерфаза нетривала, тому що не потребує подвоєння ДНК.

У другому розподілі у стадії метафази 2 до екваторіальної частини клітини відходить вже одна хромосома (з двох хроматид), утворюючи метафазну пластинку. Центромера кожної хромосоми ділиться, хроматиди розходяться до полюсів. На стадії телофази цього поділу утворюються дві клітини, що містить гаплоїдний набору хромосом. Настає вже нормальна інтерфаза.

Кон'югація та кросинговер

Кон'югація - процес злиття гомологічних хромосом, а кросинговер - обмін відповідними ділянками гомологічних хромосом (починається в профазі першого поділу, що закінчується в метафазі 1 або в анафазі 1 при розбіжності хромосом). Це два суміжні процеси, які беруть участь у додатковій рекомбінації генетичного матеріалу. Таким чином, хромосоми в гаплоїдних клітинах не аналогічні таким у материнській, а існують вже із замінами.

Різноманітність гамет

Гамети, утворені у процесі мейозу, не гомологічні одне одному. Хромосоми розходяться в дочірні клітини незалежно одна від одної, тому можуть принести різноманітні алелі майбутньому потомству. Розглянемо найпростішу класичне завдання: визначимо типи гамет, утворені у батьківського організму за двома простими ознаками Нехай у нас буде темноокий і темноволосий батько, гетерозиготний за цими ознаками. Формула алелей, що характеризує його, буде виглядати як AaBb. Статеві клітини матимуть такий вигляд: AB, Ab, aB, ab. Тобто чотири типи. Природно, кількість алелів у живому організмі з безліччю ознак буде багаторазово вищою, отже й варіантів різноманітності гамет буде набагато більше. Ці процеси посилюються кон'югацією та кросинговером, що протікають у процесі поділу.

Існують помилки в реплікації та розбіжності хромосом. Це призводить до утворення дефектних гамет. У нормі такі клітини повинні зазнати апоптозу (клітинної смерті), але іноді вони зливаються з іншою статевою клітиною, утворюючи новий організм. Наприклад, у такий спосіб формується хвороба Дауна у людини, пов'язана з однією додатковою хромосомою.

Слід згадати, що статеві клітини, що утворилися, в різних організмах зазнають. подальший розвиток. Наприклад, у людини з однієї батьківської клітини утворюються чотири рівноцінні сперматозоїди – як у класичному мейозі, що таке яйцеклітина – з'ясувати дещо складніше. З чотирьох потенційно однакових клітин утворюється одна яйцеклітина і три редукційні тільця.

Мейоз: біологічне значення

Чому в процесі мейозу кількість хромосом у клітині зменшується, зрозуміло: якби цього механізму не було, то при злитті двох статевих клітин відбувалося постійне збільшення хромосомного набору. Завдяки редукційному поділу, у процесі розмноження зі злиття двох гамет виходить повноцінна диплоїдна клітина. Таким чином зберігається сталість виду, стабільність його хромосомного набору.

Половина ДНК дочірнього організму міститиме материнську, а половину батьківську генетичну інформацію.

Механізми мейозу лежать в основі стерильності міжвидових гібридів. Через те, що в клітинах таких організмів знаходяться хромосоми від двох видів, у процесі метафази 1 вони не можуть вступити в кон'югацію і утворення статевих клітин порушується. Плодючі гібриди можливі лише між близькими видами. У разі поліплоїдних організмів (наприклад, багато сільськогосподарських рослин) у клітинах, що мають парний набір хромосом (октоплоїди, тетраплоїди) хромосоми розходяться як і при класичному мейозі. У разі триплоїдів хроматиди утворюються нерівномірно, великий ризик отримати дефектні гамети. Ці рослини розмножують вегетативно.

Таким чином, розуміння, що таке мейоз – фундаментальне питання біології. Процеси статевого розмноження, накопичення випадкових мутацій, а також передача їх потомству лежить в основі спадкової мінливостіта невизначеного відбору. Сучасна селекція сформована з урахуванням цих механізмів.

Варіанти мейозу

Розглянутий варіант поділу в мейозі характерний головним чином багатоклітинних. У найпростіших механізм виглядає дещо інакше. У процесі нього протікає один мейотичний поділ, фаза кросинговера відповідно теж зміщується. Такий механізм вважається примітивнішим. Він послужив основою поділу гаплоїдних клітин сучасних тварин, рослин, грибів, що протікає у дві фази і забезпечує кращу рекомбінацію генетичного матеріалу.

Відмінності мейозу від мітозу

Підсумовуючи різницю між цими двома типами поділу, слід зазначити плідність дочірніх клітин. Якщо за мітозу кількість ДНК, хромосом в обох поколіннях одна й та сама - диплоїдна, то в мейозі утворюються гаплоїдні клітини. При цьому в результаті першого процесу утворюються дві, а в результаті другого – чотири клітини. У мітозі відсутня кросинговер. Різнюється і біологічне значенняцих поділів. Якщо мета мейозу - утворення статевих клітин та його подальше зливання в різних організмів, т. е. рекомбінація генетичного матеріалу у поколіннях, то мета мітозу - підтримання стабільності тканин, цілісності організму.

Що супроводжується зменшенням числа хромосом удвічі. Він складається з двох послідовностей, що йдуть поділів, що мають ті ж фази, що і мітоз. Однак, як показано в таблиці «Порівняння мітозу та мейозу», тривалість окремих фаз і процеси, що відбуваються в них, значно відрізняються від процесів, що відбуваються при мітозі.

Ці відмінності переважно полягають у наступному.

У мейозі профаза Iбільш тривала. У ній відбувається кон'югація(з'єднання гомологічних хромосом) та обмін генетичною інформацією. В анафазі I центроміри, що скріплюють хроматиди, не діляться, а до полюсів відходить одна з гомологмейозів мітозу та інших хромосом. Інтерфазаперед другим розподілом дуже коротка, в ній ДНК не синтезується. Клітини ( галити), що утворюються в результаті двох мейотичних поділів, містять гаплоїдний (одінарний) набір хромосом. Диплоїдність відновлюється при злитті двох клітин - материнської та батьківської. Запліднену яйцеклітину називають зиготою.

Мітоз та його фази

Мітоз, або непрямий поділ , Найбільш поширений у природі. Мітоз лежить в основі поділу всіх нестатевих клітин (епітеліальних, м'язових, нервових, кісткових та ін.). Мітозскладається із чотирьох послідовних фаз (див. далі таблицю). Завдяки мітозузабезпечується рівномірний розподіл генетичної інформації батьківської клітини між дочірніми. Період життя клітини між двома мітозами називають інтерфазою. Вона в десятки разів триваліша за мітоз. У ній відбувається ряд дуже важливих процесів, що передують поділу клітини: синтезуються молекули АТФ і білків, подвоюється кожна хромосома, утворюючи дві сестринські хроматиди, скріплені загальною центромірою, збільшується кількість основних органоїдів цитоплазми

У профазіспіралюються і внаслідок цього потовщуються хромосоми, що складаються з двох сестринських хроматид, що утримуються разом центроміром. До кінця профазиядерна мембрана та ядерця зникають і хромосоми розосереджуються по всій клітині, центріолі відходять до полюсів та утворюють веретено поділу. У метафазі відбувається подальша спіралізація хромосом. У цю фазу вони добре видно. Їхні центроміри розташовуються за екватором. До них прикріплюються нитки веретена поділу.

В анафазіцентроміри діляться, сестринські хроматиди відокремлюються один від одного і за рахунок скорочення ниток веретена відходять до протилежних полюсів клітини.

У телофазіцитоплазма ділиться, хромосоми розкручуються, знову утворюються ядерця та ядерні мембрани. У тварин клітинахцитоплазма перешнуровується, у рослинних- у центрі материнської клітини утворюється перегородка. Так із однієї вихідної клітини (материнської) утворюються дві нові дочірні.

Таблиця - Порівняння мітозу та мейозу

Таблиця порівняння мітозу та мейозу.

Статеве розмноження тварин, рослин та грибів пов'язане з формуванням спеціалізованих статевих клітин.
Мейоз- особливий тип поділу клітин, у результаті якого утворюються статеві клітини.
На відміну від мітозу, при якому зберігається число хромосом, одержуваних дочірніми клітинами, при мейозі число хромосом у дочірніх клітинах зменшується вдвічі.
Процес мейозу складається з двох послідовних клітинних поділів - мейозу I(перший поділ) та мейозу II(Другий поділ).
Подвоєння ДНК і хромосом відбувається лише перед мейозом I.
В результаті першого поділу мейозу, званого редукційним, утворюються клітини із зменшеним удвічі числом хромосом Другий поділ мейозу закінчується утворенням статевих клітин. Таким чином, всі соматичні клітини організму містять подвійний, диплоїдний (2n), Набір хромосом, де кожна хромосома має парну, гомологічну хромосому. Зрілі статеві клітини мають лише одинарний, гаплоїдний (n), набір хромосом і відповідно вдвічі менше ДНК.

Фази мейозу

Під час профази Iмейоз подвійні хромосоми добре видно в світловий мікроскоп. Кожна хромосома складається із двох хромотид, які пов'язані разом однією центромірою. У процесі спіралізації подвійні хромосоми коротшають. Гомологічні хромосоми тісно з'єднуються один з одним поздовжньо (хроматиду до хроматиди), або, як кажуть, кон'югують. При цьому хроматиди нерідко перехрещуються або перекручуються одна довкола іншої. Потім гомологічні подвійні хромосоми починають відштовхуватися один від одного. У місцях перехрестя хроматид відбуваються поперечні розриви та обміни їх ділянками. Це явище називають перехрестя хромосом.Одночасно, як і за мітозу, розпадеться ядерна оболонка, зникає ядерце, утворюються нитки веретена. Відмінність профази I мейозу від профази мітозу полягає в кон'югації гомологічних хромосом та взаємному обміні ділянками в процесі перехреста хромосом.
Характерна ознака метафази I- Розташування в екваторіальній площині клітини гомологічних хромосом, що лежать парами. Після цього настає анафаза I, під час якої цілі гомологічні хромосоми, кожна з двох хроматид, відходять до протилежних полюсів клітини. Дуже важливо підкреслити одну особливість розходження хромосом на цій стадії мейозу: гомологічні хромосоми кожної пари розходяться убік випадковим чином, незалежно від хромосом інших пар. У кожного полюса виявляється вдвічі менше хромосом, ніж у клітині на початку розподілу. Потім настає телофаза I, під час якої утворюються дві клітини із зменшеним удвічі числом хромосом
Інтерфаза коротка, оскільки синтез ДНК не відбувається. Далі слідує друге мейотичне поділ ( мейоз II). Воно відрізняється від мітозу тільки тим, що кількість хромосом в метафазі IIудвічі менше, ніж кількість хромосом у метафазі мітозу у того самого організму. Оскільки кожна хромосома складається з двох хроматид, то метафазі II центроміри хромосом діляться, і до полюсів розходяться хроматиди, які стають дочірніми хромосомами. Тільки тепер настає справжня інтерфаза. З кожної вихідної клітини виникають чотири клітини з набором гаплоїдним хромосом.

Різноманітність гамет

Розглянь мейоз клітини, що має три пари хромосом ( 2n = 6). У цьому випадку після двох мейотичних поділів утворюються чотири клітини з гаплоїдним набором хромосом ( n = 3). Оскільки хромосоми кожної пари розходяться в дочірні клітини незалежно від хромосом інших пар, рівноймовірне утворення восьми тирів гамет різним поєднаннямхромосом, що були у вихідній материнській клітині.
Ще більша різноманітність гамет забезпечується кон'югацією та перехрестем гомологічних хромосом у профазі мейозу, що має дуже велике загальнобіологічне значення.

Біологічне значення мейозу

Якби в процесі мейозу не відбувалося зменшення числа хромосом, то в кожному наступному поколінні при злитті ядер яйцеклітини та сперматозоїду число хромосом збільшувалося б нескінченно. Завдяки мейозу зрілі статеві клітини отримують гаплоїдне (n) число хромосом, при заплідненні ж відновлюється властиве даному видудиплоїдна (2n) число. При мейозі гомологічні хромосоми потрапляють у різні статеві клітини, а при заплідненні парність гомологічних хромосом відновлюється. Отже, забезпечується постійних для кожного виду повних диплоїдний набір хромосом та постійна кількість ДНК.
Перехрест хромосом, що відбуваються в мейозі, обмін ділянками, а також незалежне розходження кожної пари гомологічних хромосом визначають закономірності спадкової передачі ознаки від батьків потомству. З кожної пари двох гомологічних хромосом (материнської та батьківської), які входили в хромосомний набір диплоїдних організмів, у гаплоїдному наборі яйцеклітини або сперматозоїда міститься лише одна хромосома. Вона може бути:

• батьківською хромосомою;
• материнською хромосомою;
• батьківській з ділянкою материнської;
• материнської з ділянкою батьківської.