Сравнителна таблица на биологията на мейозата и митозата. Тема на урока: „Сравнение на митоза и мейоза“ (10 клас)

Всички клетъчни структури на живите организми обикновено преминават през няколко основни етапа на развитие. По време на своето съществуване всяка клетка обикновено преминава през етапа на размножаване или делене. Тя може да бъде пряка, индиректна или редуктивна. Разделянето е нормален етап от живота на структурните единици на различни организми, който осигурява нормалното съществуване, растеж и възпроизводство на всички живи същества на планетата. Благодарение на клетъчното възпроизвеждане в човешкото тяло е възможно обновяването на тъканите, възстановяването на целостта на увредения епител или дерма, наследяването на генетични данни, зачеването, ембриогенезата и много други важни процеси.

Има два основни вида възпроизвеждане на структурни единици в тялото на многоклетъчните същества: митоза и мейоза. Всеки от тези методи на размножаване има характерни особености.

внимание!Клетъчното делене се отличава и с просто делене на две - амитоза. В човешкото тяло този процес протича в необичайно променени структури, като тумори.

Митозата е вегетативното делене на клетките с ядро, най-често срещаният процес на възпроизводство. Този метод се нарича също индиректно възпроизвеждане или клониране, тъй като двойката дъщерни структури, образувани по време на него, се оказва напълно идентична с майчината. С помощта на клонирането се възпроизвеждат соматични структурни единици на човешкото тяло.

внимание!Вегетативното делене е насочено към образуването на абсолютно идентични клетки от поколение на поколение. Всички клетки на човешкото тяло, с изключение на репродуктивните, се размножават по подобен начин.

Клонирането е в основата на онтогенезата, тоест развитието на организма от зачеването до момента на смъртта. Митотичното делене е необходимо за нормалното функциониране на различни органи и системи и формирането и запазването на определени човешки характеристики от раждането до смъртта на морфологично и биохимично ниво. Продължителността на този метод на клетъчно размножаване е средно около 1-2 часа.

Ходът на митозата е разделен на четири основни фази:

В резултат на клонирането от майчината клетка се образуват две дъщерни клетки, които имат абсолютно подобен набор от хромозоми и запазват всички качествени и количествени характеристики на оригиналната клетка. В човешкото тяло, поради митозата, възниква постоянно обновяване на тъканите.

внимание!Нормалният ход на митотичните процеси се осигурява от неврохуморалната регулация, т.е. съвместното действие на нервната и ендокринната система.

Характеристики на потока на редукционното разделение

Мейотичното делене е процес, при който се образуват репродуктивни структурни единици - гамети. При този метод на възпроизвеждане се образуват четири дъщерни клетки, всяка от които има 23 хромозоми. Тъй като гаметите, образувани в резултат на този метод, имат непълен хромозомен набор, той се нарича редукция. При хората по време на гаметогенезата е възможно образуването на два вида структурни единици:

• сперматозоиди от сперматогония;
• яйца във фоликулите.

Характеристики

Тъй като всяка получена гамета има единичен набор от хромозоми, при сливането с друга репродуктивна клетка се обменя генетичен материал и се образува ембрион, който получава пълен набор от хромозоми. Чрез мейозата се осигурява комбинативна изменчивост - това е процес, който води до образуването на огромен списък от различни генотипове, а плодът наследява различни черти на майката и бащата.

В процеса на образуване на хаплоидни структури трябва да се разграничат и четирите горепосочени фази, характерни за митозата. Основната разлика между редукционното разделяне е, че тези стъпки се повтарят два пъти.

внимание!Първата телофаза завършва с образуването на две клетки с пълен генетичен набор от 46 хромозоми. След това започва второто разделение, поради което се образуват четири репродуктивни клетки, всяка от които има 23 хромозоми.

По време на мейотичното делене първият етап отнема повече време. По време на този етап се случва сливането на хромозомите и процесът на обмен на генетични данни. Метафазата протича по същия начин, както по време на митозата, но с един набор от наследствени данни. По време на анафазата центромерите не се делят и хаплоидните хромозоми се придвижват към полюсите.

Периодът между две деления, тоест интерфазата, е много кратък; през това време не се произвежда дезоксирибонуклеинова киселина. Следователно получените клетки след втората телофаза съдържат хаплоиден, тоест единичен набор от хромозоми. Диплоидният набор се възстановява, когато две репродуктивни клетки се слеят по време на сингамия. Това е процес на съединяване на мъжки и женски гамети, образувани в резултат на мейозата. В резултат на редукционното делене се образува зигота, която има 46 хромозоми и пълен набор от наследствена информация, получена от двамата родители.

По време на сливането на гамети е възможно да се образуват различни варианти на всякакви характеристики. Чрез мейозата децата ще наследят например цвета на очите на един от родителите си. Поради рецесивното носителство на всякакви гени е възможно предаването на характеристики през едно или няколко поколения.

внимание!Доминиращите черти са преобладаващи, обикновено се появяват в първото поколение потомци. Рецесивен - скрит или постепенно изчезващ при индивиди от следващите поколения.

Ролята на митотичното делене:

1. Поддържане на постоянен брой хромозоми. Ако получените клетки имат пълен набор от хромозоми, тогава в плода след зачеването техният брой ще се удвои.
2. Благодарение на мейотичното делене се образуват репродуктивни клетки с различни набори от наследствена информация.
3. Рекомбинация на наследствена информация.
4. Осигуряване на изменчивостта на организмите.

Сравнителна характеристика

Метод на възпроизвеждане	Клониране	Гаметогенеза
Видове клетки	Соматични	Репродуктивен
Брой деления	един	две
Колко дъщерни структурни единици се формират в резултат	2	4
Съдържанието на наследствена информация в дъщерните клетки	Не се променя	Промени
Конюгация	Не е типично
	Не е типично	Белязан по време на първата дивизия

Разлики между клониране и редукционно деление

Клонирането и редукционното клетъчно размножаване са доста сходни процеси. Мейотичното делене включва същите етапи като митотичното делене, но тяхната продължителност и процесите, протичащи на различните му етапи, имат значителни разлики.

Видео - Митоза и мейоза

Разлики в хода на половото и безполовото делене

Клетките, получени в резултат на митотично делене и гаметогенеза, носят различни функционални натоварвания. Ето защо по време на мейозата се отбелязват някои характеристики на курса:

1. На първия етап от редукционното разделяне се отбелязват конюгиране и кръстосване. Тези процеси са необходими за взаимния обмен на генетична информация.
2. По време на анафазата се отбелязва сегрегация на подобни хромозоми.
3. В периода между два цикъла на делене не настъпва редупликация на молекулите на дезоксирибонуклеиновата киселина.

внимание!Конюгацията е състояние на постепенно сближаване на хомоложни, тоест подобни хромозоми една с друга и последващото образуване на двойки. Кръстосането е преходът на определени участъци от една хромозома към друга.

Вторият етап на гаметогенезата протича точно по същия начин като митозата.

Характерни разлики в резултатите от процеса на разделяне:

1. Резултатът от клонирането е образуването на две структурни единици, а резултатът от редукционното разделяне е четири.
2. С помощта на клонирането се разделят соматичните структурни единици, изграждащи различните тъкани на тялото. В резултат на мейозата се образуват само репродуктивни клетки: яйцеклетки и сперматозоиди.
3. Клонирането води до образуването на абсолютно идентични структурни единици, а по време на мейотичното делене настъпва преразпределение на генетични данни.
4. В резултат на редукционното делене количеството на наследствената информация в репродуктивните клетки намалява с 50%. Това осигурява възможност за последващо сливане на генетичните данни на клетките на майката и бащата по време на оплождането.

Клонирането и редукционното делене са най-важните процеси, които осигуряват нормалното функциониране на тялото. Дъщерните клетки, образувани в резултат на клонирането, са идентични във всичко, включително на ниво дезоксирибонуклеинова киселина, с оригинала. Това ви позволява да прехвърлите хромозомния набор непроменен от едно поколение клетки в друго. Митозата е в основата на нормалния растеж на тъканите. Биологичното значение на редукционното делене е запазването на определен брой хромозоми в организми, чието размножаване става по полов път. В същото време мейотичното делене позволява да се прояви най-важното качество на различни многоклетъчни организми - комбинираната променливост. Благодарение на нея е възможно да се прехвърлят различни признаци на баща и майка на потомство.

Толкова педантично изписани във всеки учебник. Има ли още нещо, което трябва да се добави тук?

Но не бързайте със заключенията, а моля, разчитайте на моя опит като учител по биология. Това, за което ще говорим днес, може да бъде полезно за мнозина. И ще говорим за онези недоразумения, които възникват на изпитите, когато отговаряте на тези въпроси.

И като цяло за възможните грешки на младостта, когато понякога пропускаме най-важната житейска информация „с ушите“ ...

Отново може би ще започна с част от критиката към учебниците. Темата за разделението е толкова важна, че й се отделя много място. Изглежда, какво друго би могло да бъде по-добре : за обяснение на процесите са предоставени куп цветни илюстрации и всякакви диаграми.

Митозата е четирите етапа на делене. Мейозата е до осем етапа на делене, посочващи не само имената на самите процеси, но и подробно описание на това какво се случва с кое клетъчно „нещо“ на всеки етап.

Съгласен съм, че за да се издържи изпитът, всички тези „прецизни подробности“ трябва да бъдат научени или по-скоро наизустен. Тоест всичко това се помни за кратко. Но поради купчината частни дреболии най-важното се изплъзва и тогава не се помни самата същност и смисъл на явленията.

И какво наистина трябва да остане в главата ви за дълго време, така че в крайна сметка да не правите най-простите грешки нито на изпитите, нито, което е по-важно, в живота си.

1. Поне не бъркайте имената на самите процеси едно с друго

Иначе се получава като с понятията - имената на самите процеси се помнят, но в 50% от случаите е точно обратното.

След „отдръпване“ към полюсите на майчината клетка в анафаза на митозата единхроматидни хромозоми, в новообразуваните две дъщерни клетки съдържанието на ДНК става идентично с оригиналната майчина клетка - 2n2с.

Тъй като в резултат на митозата се образуват две пълноценни клетки от една оригинална клетка (те казват „клетка майка“), с генетична информация, напълно идентична с оригиналната клетка, митозата може да се нарече терминът „възпроизвеждане“ - това е асексуално размножаване.

Каква е същността на мейозата?

Самата дума „мейоза“ може да се произнесе меко, с напевен глас (m-ee-e-y-oz) - това е вид редуциращо клетъчно делене, което води до образуването на четири от една клетка, но с половин , хаплоиден набор от хромозоми ( 1n1с).

А сега си спомни моята бунтовна мисъл. Мейозата, за разлика от митозата, не е възпроизвеждане. Това е начин за образуване на хаплоидни клетки (спори при растенията и гамети при животните). Гаметите само след процеса на оплождане, което в този случай е сексуално размножаване, ще служат за образуване на нов организъм.

Още веднъж обръщам внимание на факта, че в животинските организми клетките на специализираните тъкани на половите жлези се разделят чрез мейоза, от която се образуват гамети или зародишни клетки. В растенията спорите се образуват чрез мейоза, а след това гамети се образуват чрез митоза.

Мейозата, подобно на митозата, се предхожда от удвояване на генетичния материал на клетката, но мейозата протича на два етапа: мейоза I и мейоза II .

Самото намаляване на броя на хромозомите, т.е. намаляването на техния брой наполовина, настъпва след първия етап на мейозата, тъй като по време на профазата на мейозата I е настъпила конюгация на хомоложни хромозоми, но хромозомите в двете образувани хаплоидни клетки все още остават бихроматидни ( 1n2c).

Има много малко време между мейоза I и мейоза II, допълнително удвояване на ДНК Не се случваи отново всяка клетка образува две хаплоидни клетки ( 1п), но те вече са „нормални“ - монохроматидни ( 1s).

2. Какво друго е много важно да запомни всеки, особено младите хора - потенциални родители

Именно по време на мейозата, по време на узряването на зародишните клетки, в резултат на конюгацията на хомоложни хромозоми, всяко „разместване“ на генетичен материал между хомоложни хромозоми може да настъпи в профаза I на мейозата - кросинговър.

И в този момент на образуване както на яйцеклетките, така и на сперматозоидите е особено важно човешкото тяло да не бъде изложено на никакви неблагоприятни фактори (нервни сътресения, големи дози лекарства, алкохол, никотин и други наркотици), които биха могли да доведат до кросингоувър. грешки по време на мейозата (и следователно до появата на генетично непълноцененпотомство).

3. На какво друго трябва да обърнете внимание?

Дори и да си спомняте добре, че всички соматични клетки на тялото се възпроизвеждат чрез митоза, а мейозата е методът за образуване на половите клетки, се допуска следната грешка.

Да, мейозата е начин за образуване на зародишни клетки, но... Но само приорганизми !!! Отново искам да подчертая, че всички висши растения (мъхове, папрати, голосеменни и покритосеменни) претърпяват мейотично делене противоречие!Впоследствие от хаплоидни спори от митозирастения - гамети.

Авторите на училищните учебници трябва да обърнат внимание на това, тъй като авторите на тестовите задачи обичат (и са прави) да включват въпроси за фундаменталните процеси на функциониране на живите системи. И методите за възпроизвеждане на клетките на живите организми и методите за сексуално размножаване на организми от различни таксони са точно такива процеси.

_______________________________________________________________________________

Сега пиша и си мисля колко жалко, че този блог все още е невидим в интернет (надявам се, че "засега"). В крайна сметка информацията в тази публикация е полезна за всички, особено за по-младото поколение, за да не плащат за здравето на децата си до края на живота си поради невежество.

Тип на урока: урок за обобщение.

Форма на урока: практически урок.

• продължават да формират мирогледа на учениците за непрекъснатостта на живота;
• въведе химичната и биологичната разлика между процесите, протичащи в клетката по време на митоза и мейоза;
• развиват способността за последователно организиране на процесите на митоза и мейоза;
• развиват умения за сравнителен анализ на процесите на клетъчно делене;

1. образователен:

а) актуализиране на знанията на учениците за различните видове клетъчно делене (митоза, амитоза, мейоза);

б) формират представа за основните прилики и разлики между процесите на митоза и мейоза, тяхната биологична същност;

2. образователни: развиват познавателен интерес към информация от различни области на науката;

3. развиване:

а) развиват умения за работа с различни видове информация и начини за нейното представяне;

б) да продължи да работи върху развиването на умения за анализиране и сравняване на процесите на клетъчно делене;

Учебно оборудване: компютър с мултимедиен проектор, приложен модел „Клетъчно делене. Митоза и мейоза” (комплекти за демонстрация и раздаване); таблица „Митоза. мейоза".

Структура на урока (урокът е разработен за един учебен час, провежда се в кабинет по биология с мултимедиен проектор, предназначен за Химико-биологичен профил 10 клас). Кратък план на урока:

1. организационен момент (2 мин.);

2. актуализиране на знания, основни термини и понятия, свързани с процесите на клетъчно делене (8 мин);

3. обобщаване на знанията за процесите на митоза и мейоза (13 мин.);

4. практическа работа „Прилики и разлики между митоза и мейоза (15 мин.);

Затвърдяване на знанията по изучаваната тема (5 мин.);

Домашна работа (2 мин.).

Подробни бележки към урока:

1. организационен момент. Обяснение на целта на урока, мястото му в изучаваната тема, характеристики на провеждането.

2. актуализиране на знанията, основни термини и понятия, свързани с процесите на клетъчно делене: - клетъчно делене;

3. обобщаване на знанията за процесите на клетъчно делене:

3.1. Митоза:

Демонстрация на интерактивен модел „Митоза”;

Практическа работа с модела на приложението „Митоза“ (раздавателни материали за всеки ученик, упражняване на способността на учениците да показват последователността на процесите на митоза);

Работа с модела на приложението „Митоза“ (демонстрационен комплект, проверка на резултатите от практическата работа)

Разговор за фазите на митозата:

фаза на митоза,набор от хромозоми(n-хромозоми, c - ДНК)	рисуване	Фазови характеристики, подреждане на хромозомите
Профаза		Демонтаж на ядрени мембрани, дивергенция на центриолите към различни полюси на клетката, образуване на вретеновидни нишки, „изчезване“ на нуклеоли, кондензация на бихроматидни хромозоми.
Метафаза		Подреждане на максимално кондензирани бихроматидни хромозоми в екваториалната равнина на клетката (метафазна плоча), прикрепване на вретеновидни нишки в единия край към центриолите, а другият към центромерите на хромозомите.
Анафаза		Разделянето на двухроматидните хромозоми на хроматиди и дивергенцията на тези сестрински хроматиди към противоположните полюси на клетката (в този случай хроматидите стават независими еднохроматидни хромозоми).
Телофаза		Декондензация на хромозоми, образуване на ядрени мембрани около всяка група хромозоми, разпадане на нишки на вретено, поява на ядро, разделяне на цитоплазмата (цитотомия). Цитотомията в животинските клетки възниква поради браздата на разцепване, в растителните клетки - поради клетъчната пластина.

3.2. Мейоза.

Демонстрация на интерактивния модел “Мейоза”

Практическа работа с модела на приложение „Мейоза“ (раздавателни материали за всеки ученик, упражняване на способността на учениците да показват последователността на процесите на мейоза);

Работа с модела на приложение „Мейоза“ (демонстрационен комплект, проверка на резултатите от практическата работа)

Разговор за фазите на мейозата:

фаза на мейоза,набор от хромозоми(n - хромозоми, в - ДНК)	рисуване	Характеристики на фазата, подреждане на хромозомите
Профаза 1 2n4c		Демонтиране на ядрени мембрани, дивергенция на центриолите към различни полюси на клетката, образуване на вретеновидни нишки, „изчезване“ на ядра, кондензация на бихроматидни хромозоми, конюгиране на хомоложни хромозоми и кръстосване.
Метафаза 1 2n4c		Подреждане на бивалентите в екваториалната равнина на клетката, прикрепване на вретеновидни нишки в единия край към центриолите, а другият към центромерите на хромозомите.
Анафаза 1 2n4c		Случайна независима дивергенция на бихроматидните хромозоми към противоположните полюси на клетката (от всяка двойка хомоложни хромозоми една хромозома отива към единия полюс, другата към другия), рекомбинация на хромозоми.
Телофаза 1 и в двете клетки 1n2c		Образуване на ядрени мембрани около групи бихроматидни хромозоми, разделяне на цитоплазмата.
Профаза 2 1n2c		Демонтиране на ядрени мембрани, дивергенция на центриолите към различни полюси на клетката, образуване на вретеновидни нишки.
Метафаза 2 1n2c		Подреждане на бихроматидните хромозоми в екваториалната равнина на клетката (метафазна плоча), прикрепване на вретеновидни нишки в единия край към центриолите, а другият към центромерите на хромозомите.
Анафаза 2 2n2c		Разделянето на двухроматидните хромозоми на хроматиди и дивергенцията на тези сестрински хроматиди към противоположните полюси на клетката (в този случай хроматидите стават независими еднохроматидни хромозоми), рекомбинация на хромозоми.
Телофаза 2 и в двете клетки 1n1c Обща сума 4 до 1n1c		Декондензация на хромозоми, образуване на ядрени мембрани около всяка група хромозоми, разпадане на нишките на вретеното, поява на ядрото, разделяне на цитоплазмата (цитотомия) с образуването на две и в крайна сметка двете мейотични деления - четири хаплоидни клетки.

Разговор за промяна на формулата на клетъчното ядро

Разговор за резултатите от мейозата:

една хаплоидна майчина клетка произвежда четири хаплоидни дъщерни клетки

Разговор за значението на мейозата: А)поддържа постоянен брой хромозоми от даден вид от поколение на поколение (диплоидният набор от хромозоми се възстановява всеки път по време на оплождането в резултат на сливането на две хаплоидни гамети;

б) мейозата е един от механизмите за възникване на наследствена изменчивост (комбинативна изменчивост);

4. Практическа работа „Сравнение на митоза и мейоза“ с помощта на презентацията „Митоза и мейоза. Сравнителен анализ” (виж Приложение 1)

Учениците имат таблици за домашна работа:

Разработване на приликите между митоза и мейоза:

Разработване на общите разлики между митоза и мейоза (с незначителни пояснения относно фазите на делене):

Сравнение	Митоза	Мейоза
Прилики	1.Имат еднакви фази на разделяне.
	2. Преди митозата и мейозата се случва самоудвояване на ДНК молекули в хромозомите (редупликация) и спирализиране на хромозомите.
Разлики	1. Едно разделение.	1. Две последователни деления.
	2. В метафазата всички дублирани хромозоми се подреждат отделно по екватора.
	3. Няма спрежение	3. Има спрежение
	4. Дублирането на ДНК молекулите става в интерфаза, разделяйки двете деления.	4. Между първо и второ делене няма интерфаза и не се получава дублиране на ДНК молекулите.
	5. Образуват се две диплоидни клетки (соматични клетки).	5. Образуват се четири хаплоидни клетки (полови клетки).
	6.Среща се в соматичните клетки	6. възниква в зреещите зародишни клетки
	7. Стои в основата на безполовото размножаване	7. Стои в основата на половото размножаване

5. Фиксиране на материала.

Изпълнение на задачата от част Б от тестовите материали за единния държавен изпит.

Свържете отличителните черти и видовете клетъчно делене:

Отличителни черти Видове клетъчно делене

1. Получава се едно разделение	А) митоза
2. Хомоложни дублирани хромозоми са подредени по екватора по двойки (бивалентни).
3. Няма спрежение	Б) мейоза
4. Поддържа постоянен брой хромозоми от даден вид от поколение на поколение
5. Две последователни деления.
6. Дублирането на ДНК молекулите става в интерфаза, разделяйки двете деления
7. Образуват се четири хаплоидни клетки (полови клетки).
8. Между първо и второ делене няма интерфаза и не се получава удвояване на молекулите на ДНК.
9. Има спрежение
10. Образуват се две диплоидни клетки (соматични клетки).
11. В метафазата всички дублирани хромозоми се подреждат отделно по екватора 12. Осигурява асексуално възпроизвеждане, регенерация на изгубени части, клетъчна подмяна в многоклетъчни организми
13. Осигурява стабилност на кариотипа на соматичните клетки през целия живот
14. Е един от механизмите за възникване на наследствена изменчивост (комбинативна изменчивост;

6. Домашна работа:

Попълнете таблицата „Сравнение на митоза и мейоза“ в тетрадка

Повторете материала за митозата и мейозата (подробности за етапите)

29.30 (В. В. Пасечник) 19.22 с. 130-134 (Г. М. Дымшиц)

Подгответе таблица „Сравнителни характеристики на хода на митозата и мейозата“

Сравнителна характеристика на митозата и мейозата

Фази на клетъчния цикъл, неговият резултат	Митоза	Мейоза
		I дивизия	II дивизия
Интерфаза: синтез на ДНК, РНК, АТФ, протеини, увеличаване брой органели, завършване на втория хроматид на всяка хромозома
Профаза: а) хромозомна спирализация б) разрушаване на ядрената обвивка; в) разрушаване на нуклеоли; г) образуване на митотичен апарат: дивергенция на центриолите към полюсите на клетката, образуване на вретено на делене
Метафаза: а) образуване на екваториалната плоча - хромозомите се подреждат строго по екватора на клетката; б) прикрепване на вретеновидни нишки към центромерите; в) към края на метафазата – началото на отделяне на сестрински хроматиди
Анафаза: а) завършване на разделянето на сестрински хроматиди; б) разминаване на хромозомите към полюсите на клетката
Телофаза– образуване на дъщерни клетки: а) разрушаване на митотичния апарат; б) отделяне на цитоплазмата; в) деспирализация на хромозоми;

Библиография:

1. И. Н. Пименов, А. В. Пименов - Лекции по обща биология - Саратов, АД Издателство Лицей, 2003 г.

2. Обща биология: учебник за 10-11 клас със задълбочено изучаване на биология в училище / Ed. V.K.Shumny, G.M.Dymshits, A.O.Ruvinsky. – М., „Просвещение“, 2004 г.

3. Н. Грийн, У. Стаут, Д. Тейлър – Биология: в 3 тома. Т.3 .: пер. от английски/Ред. Р. Сопера. – М., „Мир”, 1993 г

4. Т. Л. Богданова, Е. А. Солодова - Биология: справочник за гимназисти и кандидати за университети - М., „AST-PRESS SCHOOL“, 2004 г.

5. Д. И. Мамонтов – Отворена биология: пълен интерактивен курс по биология (на CD) – „Физикон”, 2005 г.

Мейозае метод за клетъчно делене при еукариоти, който произвежда хаплоидни клетки. Това е различно от митозата, която произвежда диплоидни клетки.

Освен това мейозата протича в две последователни деления, които се наричат ​​съответно първо (мейоза I) и второ (мейоза II). Още след първото делене клетките съдържат единичен, т.е. хаплоиден набор от хромозоми. Следователно, първото разделение често се нарича намаляване. Въпреки че понякога терминът „редукционно деление“ се използва по отношение на цялата мейоза.

Второто разделение се нарича уравнениеи механизмът на възникването му е подобен на митозата. При мейоза II сестринските хроматиди се придвижват към клетъчните полюси.

Мейозата, подобно на митозата, се предшества в интерфаза от синтез на ДНК - репликация, след което всяка хромозома вече се състои от две хроматиди, които се наричат ​​сестрински хроматиди. Между първото и второто разделение няма синтез на ДНК.

Ако в резултат на митозата се образуват две клетки, то в резултат на мейозата - 4. Ако обаче тялото произвежда яйцеклетки, тогава остава само една клетка, която има концентрирани хранителни вещества в себе си.

Количеството ДНК преди първото деление обикновено се означава като 2n 4c. Тук n означава хромозоми, c – хроматиди. Това означава, че всяка хромозома има хомоложна двойка (2n), като в същото време всяка хромозома се състои от две хроматиди. Като се има предвид наличието на хомоложна хромозома, се получават четири хроматиди (4с).

След първото и преди второто делене количеството на ДНК във всяка от двете дъщерни клетки се намалява до 1n 2c. Това означава, че хомоложните хромозоми се разпръскват в различни клетки, но продължават да се състоят от две хроматиди.

След второто делене се образуват четири клетки с набор от 1n 1c, т.е. всяка съдържа само една хромозома от двойка хомоложни и се състои само от един хроматид.

По-долу е дадено подробно описание на първото и второто мейотично разделение. Обозначаването на фазите е същото като при митозата: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Въпреки това, процесите, протичащи в тези фази, особено в профаза I, са малко по-различни.

Мейоза I

Профаза I

Обикновено това е най-дългата и сложна фаза на мейозата. Отнема много повече време, отколкото при митозата. Това се дължи на факта, че по това време хомоложните хромозоми се приближават и обменят ДНК участъци (възниква конюгация и кръстосване).

Конюгация- процес на свързване на хомоложни хромозоми. Преминаване- обмен на идентични региони между хомоложни хромозоми. Несестрински хроматиди на хомоложни хромозоми могат да обменят еквивалентни участъци. На местата, където се извършва такъв обмен, т.нар хиазма.

Наричат ​​се сдвоени хомоложни хромозоми двувалентни, или тетрадки. Връзката продължава до анафаза I и се осигурява от центромери между сестрински хроматиди и хиазми между несестрински хроматиди.

В профазата настъпва спирализация на хромозомите, така че до края на фазата хромозомите придобиват характерната си форма и размер.

В по-късните етапи на профаза I ядрената обвивка се разпада на везикули и нуклеолите изчезват. Започва да се формира мейотичното вретено. Образуват се три вида вретеновидни микротубули. Някои са прикрепени към кинетохори, други - към тръби, израстващи от противоположния полюс (структурата действа като дистанционери). Трети образуват звездовидна структура и се прикрепят към ципестия скелет, служейки за опора.

Центрозомите с центриоли се отклоняват към полюсите. Микротубулите проникват в областта на предишното ядро ​​и се прикрепят към кинетохори, разположени в центромерната област на хромозомите. В този случай кинетохорите на сестринските хроматиди се сливат и действат като единна единица, което позволява на хроматидите на една хромозома да не се разделят и впоследствие да се преместят заедно към един от полюсите на клетката.

Метафаза I

Вретеното на делене е окончателно оформено. Двойките хомоложни хромозоми са разположени в равнината на екватора. Те се подреждат един срещу друг по екватора на клетката, така че екваториалната равнина е между двойки хомоложни хромозоми.

Анафаза I

Хомоложните хромозоми се разделят и се придвижват към различни полюси на клетката. Поради кръстосването, настъпило по време на профазата, техните хроматиди вече не са идентични една на друга.

Телофаза I

Ядрата са възстановени. Хромозомите се деспирират в тънък хроматин. Клетката се дели на две. При животни инвагинация на мембраната. Растенията образуват клетъчна стена.

Мейоза II

Интерфазата между две мейотични деления се нарича интеркинеза, много е кратко. За разлика от интерфазата, дублирането на ДНК не се случва. Всъщност той вече е удвоен, просто всяка от двете клетки съдържа една от хомоложните хромозоми. Мейоза II протича едновременно в две клетки, образувани след мейоза I. Диаграмата по-долу показва деленето само на една клетка от две.

Профаза II

Къс. Ядрата и нуклеолите отново изчезват, а хроматидите спираловидно. Започва да се оформя вретеното.

Метафаза II

Всяка хромозома, състояща се от две хроматиди, е прикрепена към две вретеновидни нишки. Едната нишка от единия полюс, другата от другия. Центромерите се състоят от два отделни кинетохора. Метафазната плоча се формира в равнина, перпендикулярна на екватора на метафаза I. Тоест, ако родителската клетка в мейозата I се раздели по дължината, тогава сега две клетки ще се разделят напречно.

Анафаза II

Протеинът, който свързва сестринските хроматиди, се разделя и те се преместват към различни полюси. Сега сестринските хроматиди се наричат ​​сестрински хромозоми.

Телофаза II

Подобно на телофаза I. Настъпва деспирализация на хромозомата, вретеното изчезва, образуват се ядра и нуклеоли и настъпва цитокинеза.

Значението на мейозата

В многоклетъчния организъм само зародишните клетки се делят чрез мейоза. Следователно основното значение на мейозата е сигурностмеханизъмАполово размножаване,което поддържа постоянството на броя на хромозомите във вида.

Друго значение на мейозата е рекомбинацията на генетична информация, която се случва в профаза I, т.е. комбинативната променливост. Нови комбинации от алели се създават в два случая. 1. Когато настъпи кросинговър, т.е. несестрински хроматиди на хомоложни хромозоми обменят участъци. 2. С независимо разминаване на хромозомите към полюсите в двете мейотични деления. С други думи, всяка хромозома може да се появи в една клетка във всяка комбинация с други хромозоми, които не са й хомоложни.

Още след мейоза I клетките съдържат различна генетична информация. След второто делене и четирите клетки се различават една от друга. Това е важна разлика между мейозата и митозата, която произвежда генетично идентични клетки.

Кръстосането и произволната дивергенция на хромозоми и хроматиди в анафази I и II създават нови комбинации от гени и са еднона причините за наследствената изменчивост на организмитекоето прави възможна еволюцията на живите организми.

1. По какво митозата се различава от мейозата?

Отговор. Митозата е универсалното делене на соматичните клетки, в резултат на което от оригиналната (майчината) клетка се образуват 2 дъщерни клетки, генетично идентични с майчината.

Мейозата е специален метод на делене, който води до образуването на 4 клетки с набор от хромозоми, намален наполовина в сравнение с майчиния (обикновено се образуват клетки с хаплоиден набор от хромозоми), като всички получени клетки са генетично различни от всяка друго.

При мейозата не става едно делене (както при митозата), а две последователни деления - редукционно и уравнение.

При мейозата (в профазата на първото делене) се получава конюгация на хомоложни хромозоми и кръстосване, но при митоза това не се случва.

В анафазата на първото разделение на мейозата не хроматидите, а цели хромозоми се разминават към полюсите

2. Какви фази на митозата познавате?

Отговор. Има четири фази на митозата: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. В профазата центриолите са ясно видими - образувания, разположени в клетъчния център и играещи роля в разделянето на дъщерните хромозоми на животните. Центриолите се делят и се придвижват към различни полюси на клетката. Микротубулите се простират от центриолите, образувайки нишки на вретеното, което регулира разминаването на хромозомите към полюсите на делящата се клетка.

В края на профазата ядрената мембрана се разпада, ядрото постепенно изчезва, хромозомите се спирали и в резултат на това се скъсяват и удебеляват и вече могат да се наблюдават под светлинен микроскоп. Още по-добре се виждат на следващия етап от митозата – метафазата.

В метафазата хромозомите са разположени в екваториалната равнина на клетката. Ясно се вижда, че всяка хромозома, състояща се от две хроматиди, има стеснение - центромер. Хромозомите са прикрепени към нишката на вретеното чрез своите центромери. След центромерното делене всяка хроматида става независима дъщерна хромозома.

След това идва следващият етап на митозата - анафазата, по време на която дъщерните хромозоми (хроматиди на една хромозома) се отклоняват към различни полюси на клетката.

Следващият етап от клетъчното делене е телофазата. Започва след като дъщерните хромозоми, състоящи се от един хроматид, достигнат полюсите на клетката. На този етап хромозомите се деспирират отново и придобиват същия вид, какъвто са имали преди началото на клетъчното делене в интерфаза (дълги тънки нишки). Около тях се появява ядрена обвивка, а в ядрото се образува ядро, в което се синтезират рибозоми. По време на процеса на цитоплазмено делене всички органели (митохондрии, комплекс на Голджи, рибозоми и др.) се разпределят повече или по-малко равномерно между дъщерните клетки.

Въпроси след §28

1. Какво е апоптоза?

Отговор. При протозоите и бактериите клетъчното делене е основният метод на размножаване. Амебата, например, не претърпява естествена смърт и вместо да умре, тя просто се разделя на две нови клетки. Ясно е, че клетките на многоклетъчния организъм не могат да се делят безкрайно, в противен случай всички същества, включително хората, биха станали безсмъртни. Това не се случва, защото ДНК на клетката съдържа специални „гени на смъртта“, които се активират рано или късно. Това води до синтеза на специални протеини, които убиват тази клетка: тя се свива, нейните органели и мембрани се разрушават, но по такъв начин, че техните части могат да се използват повторно. Тази „програмирана“ клетъчна смърт се нарича апоптоза. Но от своето „раждане“ до апоптозата клетката преминава през много нормални клетъчни цикли. При различните видове организми клетъчният цикъл отнема различно време: за бактериите - около 20 минути, за ресничестите - от 10 до 20 часа Тъканните клетки на многоклетъчните организми се делят много често в ранните етапи на своето развитие и след това клетката циклите се удължават значително. Например, веднага след раждането невроните на животните се делят често: тогава се образуват 80% от мозъка. Повечето от тези клетки обаче бързо губят способността си да се делят, а някои от тях оцеляват без делене до естествената смърт на животното от старост.

2. Кой цикъл се нарича митотичен?

Отговор. Основен компонент на всеки клетъчен цикъл е митотичният цикъл, който включва подготовката на клетката за процеса на делене и самото делене. В допълнение, жизненият цикъл включва дълги или кратки периоди на почивка, когато клетката изпълнява функциите си в тялото. След всеки от тези периоди клетката трябва да влезе или в митотичен цикъл, или в апоптоза

3. Какви процеси протичат в клетката по време на интерфазата?

Отговор. Подготовката на клетката за делене се нарича интерфаза. Състои се от три периода.

Пресинтетичният период (G1) е най-дългата част от интерфазата. Тя може да продължи в различни видове клетки от 2-3 часа до няколко дни. Този период следва непосредствено предишното делене, по време на което клетката расте, натрупвайки енергия и вещества за последващо удвояване на ДНК.

Синтетичният период (S), който обикновено продължава 6-10 часа, включва дублирането на ДНК, синтеза на протеини, необходими за образуването на хромозоми, и увеличаване на количеството РНК. В края на този период всяка хромозома вече се състои от две идентични хроматиди, свързани една с друга в центромера. През същия този период центриолите се удвояват.

Постсинтетичният период (G2) настъпва след удвояване на хромозомата. Продължава 2–5 часа; През това време се натрупва енергия за предстоящата митоза и се синтезират микротубулни протеини, които впоследствие образуват вретеното. Сега клетката може да започне митоза.

Преди да преминем към описание на методите за клетъчно делене, нека разгледаме процеса на дублиране на ДНК, в резултат на което се образуват сестрински хроматиди в синтетичния период.

4. През какъв период на интерфаза се извършва репликацията на ДНК?

Отговор. Дублирането на ДНК молекула се нарича още репликация или редупликация. По време на репликацията част от „майчината” ДНК молекула се разплита на две вериги с помощта на специален ензим и това се постига чрез разкъсване на водородни връзки между комплементарни азотни бази: аденин – тимин и гуанин – цитозин. След това, за всеки нуклеотид от разклонените ДНК вериги, ензимът ДНК полимераза настройва комплементарен нуклеотид към него. По този начин се образуват две двуверижни ДНК молекули, всяка от които включва една верига на „майчината” молекула и една новосинтезирана („дъщерна”) верига. Тези две ДНК молекули са абсолютно идентични.