МЕЙОЗ В основі розмноження та індивідуального розвитку організмів лежить процес розподілу клітин. Особливий вид поділу клітин, у результаті якого утворюються статеві клітини, називають мейозом. Особливості мейозу На відміну від мітозу, у якому зберігається число хромосом, одержуваних дочірніми клітинами, при мейозі число хромосом у дочірніх клітинах зменшується вдвічі. Вихідна клітина має диплоїдний набір хромосом, які потім подвоюються. Але, якщо при мітозі в кожній хромосомі хроматиди просто розходяться, то при мейозі хромосома (яка складається з двох хроматид) тісно переплітається своїми частинами з іншою, гомологічну їй хромосому (також складається з двох хроматид), і відбувається кросинговер. Потім вже нові хромосоми з перемішаними «маминими» та «батьковими» генами розходяться і утворюються клітини з диплоїдним набором хромосом, але склад цих хромосом вже відрізняється від вихідного, у них відбулася рекомбінація. Перше поділ мейозу Фази Процеси Профаза I Кон'югація гомологічних хромосом (одна з них материнська, інша - батьківська) Утворення веретена поділу. Розташування гомологічних хромосом по екватору Метафаза I Анафаза I Поділ пар хромосом (що складаються з двох хроматид) та переміщення їх до полюсів. Телофаза I Утворення дочірніх клітин. Другий поділ мейозу Фази Профаза II Процеси Дочірні клітини, що виникли в телофазі I, проходять Метафаза II мітотичний поділ. Центромери діляться, хроматиди хромосом обох Анафаза II Телофаза II дочірніх клітин розходяться до їх полюсів. Утворення чотирьох гаплоїдних ядер чи клітин. Друге розподіл мейозу відбувається без синтезу ДНК, тому при цьому розподілі кількість ДНК зменшується вдвічі. З вихідних клітин із диплоїдним набором хромосом виникають гамети з гаплоїдним набором. В результаті мейозу з однієї диплоїдної клітини утворюються чотири гаплоїдні клітини. Процес мейозу складається з двох послідовних клітинних поділів – мейозу I (перший поділ) мейозу II (другий поділ). Подвоєння ДНК і хромосом відбувається перед мейозом I . В результаті першого поділу мейозу, званого редукційним, утворюються клітини зі зменшеним удвічі числом хромосом. Другий поділ мейозу закінчується утворенням статевих клітин Гаметогенез - це процес утворення чоловічих або жіночих гамет (статевих клітин). Короткий огляд етапів гаметогенезу Гаметогенез поділяється на сперматогенез (процес утворення сперматозоїдів у самців) та оогенез (процес утворення яйцеклітини). По тому, що відбувається з ДНК, ці процеси практично не відрізняються: одна вихідна диплоїдна клітина дає чотири гаплоїдні. Однак, через те, що відбувається з цитоплазмою, ці процеси кардинально різняться. Біологічне значення мейозу 1. Забезпечується постійний для кожного виду повний диплоїдний набір хромосом та постійна кількість ДНК. 2. Виникає велика кількість якісно різних статевих клітин, що сприяє спадковій мінливості. 3. Порушення процесу мейозу призводить до тяжких порушень у розвитку організму або його загибелі.
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 мітозупри 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(перше розподіл) та мейоз II(Другий поділ).
Подвоєння ДНКі хромосом відбувається тільки 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 у 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 (хроматида до хроматиди), або, як то 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 перехрестом хромосом.Одночасно, як і за мітозу, розпадеться ядерна оболонка, зникає ядерце, утворюються нитки веретена. Відмінність профази I мейозу від профази мітозуполягає в кон'югації гомологічних хромосом та взаємному обміні ділянками у процесі перехрестя 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 розбіжності 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 метафозі II центромери хромосом діляться, і до полюсів розходяться хроматиди, які стають дочірніми хромосомами. Тільки тепер настає справжня інтерфаза. З кожної вихідної клітини виникають чотири клітини із гаплоїдним набором 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 з різним поєднанням хромосом, що були присутні у вихідній материнській клітині.
Ще більша різноманітність гамет забезпечується кон'югацією та перехрестем гомологічних хромосом у профазі мейозу, що має дуже велике загально біологічне 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 цьому виду диплоїдне (2n) число. При мейозі гомологічні хромосоми потрапляють у різні статеві клітини, а при заплідненні парність гомологічних хромосом відновлюється. Отже, забезпечується постійна для кожного виду повна диплоїдний набір хромосом і 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), що 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 материнською;
- материнської з ділянкою батьківської.
В окремих випадках внаслідок порушення процесу мейозу, при нерозбіжності гомологічних хромосом, статеві клітини можуть не мати гомологічної хромосоми або, навпаки, мати обидві гомологічні хромосоми. Це призводить до тяжких порушень у розвитку організму або його загибелі.
Статеве розмноження тварин, рослин та грибів пов'язане з формуванням спеціалізованих статевих клітин – гамет, які при заплідненні зливаються, поєднуючи свої ядра. Природно, що при цьому в зиготі вдвічі більше хромосом, ніж у кожній з гамет. Такий же подвійний набір хромосом матимуть і клітини всього організму, що виріс із зиготи. Справді, нестатеві, соматичні (від грец. «Сома» - тіло), клітини більшості багатоклітинних організмів мають подвійний, диплоїдний (2n), набір хромосом, де кожна хромосома має парну, гомологічну, хромосому. Гамети мають одинарний, гаплоїдний (n), набір хромосом, у якому всі хромосоми унікальні і немає пар - гомологів. Особливий тип розподілу клітин, у результаті якого утворюються статеві клітини, називають мейозом (рис. 30). На відміну від мітозу, у якому зберігається число хромосом, одержуваних дочірніми клітинами, при мейозі число хромосом у дочірніх клітинах зменшується вдвічі.
Рис. 30. Схема мейозу
Процес мейозу складається з двох послідовних клітинних поділів - мейозу I (перше поділ) і мейозу II (друге поділ). Подвоєння ДНК та хромосом відбувається лише перед мейозом I.
В результаті першого поділу мейозу, званого редукційним, утворюються клітини зі зменшеним удвічі числом хромосом. Після другого поділу слідує формування зрілих статевих клітин.
Фази мейозу.Під час профази I мейозу подвійні хромосоми добре помітні у світловий мікроскоп. Кожна хромосома складається із двох хроматид, 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 то кажуть, кон'югують. При цьому хроматиди нерідко перехрещуються або перекручуються одна довкола іншої. Потім гомологічні хромосоми починають відштовхуватися один від одного. У місцях перехрестя хроматид відбуваються поперечні розриви і хроматиди обмінюються ділянками. Це називають перехрестом хромосом (рис. 31). Одночасно, як і за мітозу, розпадається ядерна оболонка, зникає ядерце, утворюються нитки веретена. Відмінність профази I мейозу від профази мітозу полягає в кон'югації гомологічних хромосом та взаємному обміні ділянками у процесі перехреста хромосом.
Рис. 31. Перехрест хромосом у мейозі
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 складається з двох хроматид) відходять до протилежних полюсів клітини. (Зауважимо, що з мітозу до полюсів розподілу розходилися хроматиди.) Дуже важливо підкреслити одну особливість розбіжності хромосом у цій стадії мейоза: 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 лише тим, що кількість хромосом у метафазі II вдвічі менша, ніж кількість хромосом у метафазі мітозу у того ж організму. Оскільки кожна хромосома складається з двох хроматид, то метафозі II центромери хромосом діляться, і до полюсів розходяться хроматиди, які стають дочірніми хромосомами. Тільки тепер настає справжня інтерфаза. З кожної вихідної клітини виникають чотири клітини із гаплоїдним набором хромосом.
Різноманітність гамет.Розглянемо мейоз клітини, що має 3 пари хромосом (2n = 6). Після двох мейотичних поділів утворюються 4 клітини з набором гаплоїдним хромосом (n=3). Оскільки хромосоми кожної пари розходяться в дочірні клітини незалежно від хромосом інших пар, рівноймовірне утворення восьми типів гамет з різним поєднанням хромосом, що були в материнській клітині.
Ще більша різноманітність гамет забезпечується кон'югацією та перехрестем гомологічних хромосом у профазі мейозу.
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 цьому виду диплоїдне (2n) число. При мейозі гомологічні хромосоми потрапляють у різні статеві клітини, а при заплідненні парність гомологічних хромосом відновлюється. Отже, забезпечується постійний для кожного виду повний 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), що 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 материнською;
- материнської з ділянкою батьківської.
Ці процеси виникнення великої кількості якісно різних статевих клітин сприяють спадковій мінливості.
В окремих випадках внаслідок порушення процесу мейозу, при нерозбіжності гомологічних хромосом, статеві клітини можуть не мати гомологічної хромосоми або, навпаки, мати обидві гомологічні хромосоми. Це призводить до тяжких порушень у розвитку організму або його загибелі.
- Порівняйте мітоз і мейоз, виділіть риси подібності та відмінності.
- Охарактеризуйте поняття: мейоз, диплоїдний набір хромосом, гаплоїдний набір хромосом, кон'югація.
- Яке значення має незалежне розбіжність гомологічних хромосом у першому розподілі мейозу?
- У чому полягає біологічне значення мейозу?
Згадайте з курсу зоології, як здійснюється запліднення у тварин.
І ще 63 файл(и).
Показати всі пов'язані файли
Мейоз
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(перше розподіл) та мейоз II(Другий поділ).
Подвоєння
ДНК
і хромосом відбувається тільки 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 у світловий мікроскоп. Кожна хромосома складається із двох хроматид, 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 то 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 перехрестом 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 у 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 розбіжності 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 центромери хромосом діляться, і до полюсів розходяться хроматиди, які стають дочірніми хромосомами. Тільки тепер настає справжня інтерфаза. З кожної вихідної клітини виникають чотири клітини із гаплоїдним набором 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 з різним поєднанням хромосом, що були присутні 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 цьому виду диплоїдне (2n) число.
При мейозі гомологічні хромосоми потрапляють у різні статеві клітини, а при заплідненні парність гомологічних хромосом відновлюється. Отже, забезпечується постійна для кожного виду повна диплоїдний набір хромосом і 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), що входили в хромосомний набір диплоїдних організмів, у гаплоїдному наборі яйцеклітини або сперматозоїда міститься лише одна хромосома. Вона може бути:
o батьківською хромосомою;
o материнської хромосомою;
o батьківській з ділянкою материнської;
o материнської з ділянкою батьківської.
Ці процеси виникнення великої кількості якісно різних статевих клітин сприяють спадковій мінливості
В окремих випадках внаслідок порушення процесу мейозу, при нерозбіжності гомологічних хромосом, статеві клітини можуть не мати гомологічної хромосоми або, навпаки, мати обидві гомологічні хромосоми. Це призводить до тяжких порушень у розвитку організму або його загибелі.