Ουσία, μηχανισμός και βιολογική σημασία της μείωσης. Αναπαραγωγική λειτουργία και βιολογική σημασία της μείωσης

Κατά τη σεξουαλική αναπαραγωγή, ο θυγατρικός οργανισμός εμφανίζεται ως αποτέλεσμα της σύντηξης δύο γεννητικών κυττάρων ( γαμετές) και επακόλουθη ανάπτυξη από γονιμοποιημένο ωάριο - ζυγωτές.

Τα σεξουαλικά κύτταρα των γονέων έχουν απλοειδές σύνολο ( n) χρωμοσώματα, και στο ζυγωτό, όταν δύο τέτοια σύνολα συνδυάζονται, ο αριθμός των χρωμοσωμάτων γίνεται διπλοειδής (2 n): κάθε ζεύγος ομόλογων χρωμοσωμάτων περιέχει ένα πατρικό και ένα μητρικό χρωμόσωμα.

Τα απλοειδή κύτταρα σχηματίζονται από διπλοειδή κύτταρα ως αποτέλεσμα μιας ειδικής κυτταρικής διαίρεσης - μείωσης.

Μείωση - ένα είδος μίτωσης, με αποτέλεσμα διπλοειδή (2n) σωματικά κύτταρα των γεννητικών κυττάρωνΟ Lez σχημάτισε απλοειδή γαμέτες (1n). Κατά τη γονιμοποίηση, οι πυρήνες των γαμετών συντήκονται και το διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων αποκαθίσταται. Έτσι, η μείωση εξασφαλίζει τη διατήρηση ενός σταθερού συνόλου χρωμοσωμάτων και της ποσότητας DNA για κάθε είδος.

Η μείωση είναι μια συνεχής διαδικασία που αποτελείται από δύο διαδοχικές διαιρέσεις που ονομάζονται μείωση Ι και μείωση II. Κάθε διαίρεση χωρίζεται σε πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση. Ως αποτέλεσμα της μείωσης Ι, ο αριθμός των χρωμοσωμάτων μειώνεται στο μισό ( διαίρεση μείωσης):κατά τη διάρκεια της μείωσης II, τα απλοειδή κύτταρα διατηρούνται (εξισωτική διαίρεση).Τα κύτταρα που εισέρχονται στη μείωση περιέχουν τη γενετική πληροφορία 2n2xp (Εικ. 1).

Στην προφάση Ι της μείωσης, η χρωματίνη περιστρέφεται σταδιακά για να σχηματίσει χρωμοσώματα. Τα ομόλογα χρωμοσώματα πλησιάζουν το ένα το άλλο, σχηματίζοντας μια κοινή δομή που αποτελείται από δύο χρωμοσώματα (δισθενή) και τέσσερις χρωματίδες (τετράδα). Η επαφή δύο ομόλογων χρωμοσωμάτων σε όλο το μήκος ονομάζεται σύζευξη. Στη συνέχεια, εμφανίζονται απωθητικές δυνάμεις μεταξύ των ομόλογων χρωμοσωμάτων και τα χρωμοσώματα διαχωρίζονται πρώτα στην περιοχή του κεντρομερούς, παραμένοντας συνδεδεμένα στην περιοχή του ώμου και σχηματίζουν χιασμάτων (χιασμάτων). Η απόκλιση των χρωματιδών σταδιακά αυξάνεται και οι συζητήσεις μετατοπίζονται προς τα άκρα τους. Κατά τη διαδικασία σύζευξης μεταξύ ορισμένων χρωματίδων ομόλογων χρωμοσωμάτων, μπορεί να συμβεί ανταλλαγή θέσεων - διασταύρωση, οδηγώντας σε ανασυνδυασμό γενετικού υλικού. Στο τέλος της προφάσης, το πυρηνικό περίβλημα και οι πυρήνες διαλύονται και σχηματίζεται η άτρακτος της αχρωματίνης. Το περιεχόμενο του γενετικού υλικού παραμένει το ίδιο (2n2хр).

Σε μεταφάσηΤα δισθενή του χρωμοσώματος μείωσης Ι βρίσκονται στο ισημερινό επίπεδο του κυττάρου. Αυτή τη στιγμή η σπείρα τους φτάνει στο μέγιστο. Το περιεχόμενο του γενετικού υλικού δεν αλλάζει (2n2xp).

σε ανάφασηΤα ομόλογα χρωμοσώματα μείωσης Ι, που αποτελούνται από δύο χρωματίδες, τελικά απομακρύνονται το ένα από το άλλο και αποκλίνουν προς τους πόλους του κυττάρου. Κατά συνέπεια, μόνο ένα από κάθε ζεύγος ομόλογων χρωμοσωμάτων εισέρχεται στο θυγατρικό κύτταρο - ο αριθμός των χρωμοσωμάτων μειώνεται στο μισό (συμβαίνει μείωση). Το περιεχόμενο του γενετικού υλικού γίνεται 1n2xp σε κάθε πόλο.

σε τελοφάσησυμβαίνει ο σχηματισμός πυρήνων και η διαίρεση του κυτταροπλάσματος - σχηματίζονται δύο θυγατρικά κύτταρα. Τα θυγατρικά κύτταρα περιέχουν ένα απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων, κάθε χρωμόσωμα έχει δύο χρωματίδες (1n2xp).

Interkinesis- ένα μικρό διάστημα μεταξύ της πρώτης και της δεύτερης μειοτικής διαίρεσης. Αυτή τη στιγμή, η αντιγραφή του DNA δεν συμβαίνει και δύο θυγατρικά κύτταρα εισέρχονται γρήγορα στη μείωση II, προχωρώντας ανάλογα με τον τύπο της μίτωσης.

Ρύζι. ένας. Διάγραμμα μείωσης (εμφανίζεται ένα ζεύγος ομόλογων χρωμοσωμάτων). Μείωση Ι: 1, 2, 3. 4. 5 - πρόφαση; 6 - μεταφάση; 7 - ανάφαση; 8 - τελοφάση; 9 - interkinesis. Meiosis II; 10 - μεταφάση; II - ανάφαση; 12 - θυγατρικά κύτταρα.

σε προφασημείωση II, συμβαίνουν οι ίδιες διεργασίες όπως και στην πρόφαση της μίτωσης. Στη μετάφαση, τα χρωμοσώματα βρίσκονται στο ισημερινό επίπεδο. Δεν υπάρχουν αλλαγές στο περιεχόμενο του γενετικού υλικού (1n2хр). Στην ανάφαση της μείωσης II, οι χρωματίδες κάθε χρωμοσώματος μετακινούνται σε αντίθετους πόλους του κυττάρου και το περιεχόμενο του γενετικού υλικού σε κάθε πόλο γίνεται lnlxp. Στην τελοφάση, σχηματίζονται 4 απλοειδή κύτταρα (lnlxp).

Έτσι, ως αποτέλεσμα της μείωσης, σχηματίζονται 4 κύτταρα με απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων από ένα διπλοειδές μητρικό κύτταρο. Επιπλέον, στην πρόφαση της μείωσης Ι, εμφανίζεται ένας ανασυνδυασμός γενετικού υλικού (διασταύρωση) και στην ανάφαση Ι και ΙΙ, μια τυχαία αναχώρηση χρωμοσωμάτων και χρωματιδών στον έναν ή τον άλλο πόλο. Αυτές οι διαδικασίες είναι η αιτία της συνδυαστικής μεταβλητότητας.

Η βιολογική σημασία της μείωσης:

1) είναι το κύριο στάδιο της γαμετογένεσης.

2) διασφαλίζει τη μεταφορά γενετικών πληροφοριών από οργανισμό σε οργανισμό κατά τη σεξουαλική αναπαραγωγή.

3) Τα θυγατρικά κύτταρα δεν είναι γενετικά πανομοιότυπα με τον γονέα και μεταξύ τους.

Επίσης, η βιολογική σημασία της μείωσης έγκειται στο γεγονός ότι η μείωση του αριθμού των χρωμοσωμάτων είναι απαραίτητη για το σχηματισμό γεννητικών κυττάρων, αφού οι πυρήνες των γαμετών συγχωνεύονται κατά τη γονιμοποίηση. Αν δεν συνέβαινε αυτή η μείωση, τότε στον ζυγώτη (και επομένως σε όλα τα κύτταρα του θυγατρικού οργανισμού) θα υπήρχαν διπλάσια χρωμοσώματα. Ωστόσο, αυτό έρχεται σε αντίθεση με τον κανόνα της σταθερότητας του αριθμού των χρωμοσωμάτων. Λόγω της μείωσης, τα γεννητικά κύτταρα είναι απλοειδή και κατά τη γονιμοποίηση στο ζυγώτη, αποκαθίσταται ένα διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων (Εικ. 2 και 3).

Ρύζι. 2. Σχέδιο γαμετογένεσης: ? - σπερματογένεση; ? - ωογένεση

Ρύζι. 3.Σχέδιο που απεικονίζει τον μηχανισμό για τη διατήρηση ενός διπλοειδούς συνόλου χρωμοσωμάτων κατά τη σεξουαλική αναπαραγωγή

Μείωση- Πρόκειται για έναν ειδικό τρόπο κυτταρικής διαίρεσης, με αποτέλεσμα να υπάρχει μείωση (μείωση) του αριθμού των χρωμοσωμάτων κατά το ήμισυ. Περιγράφηκε για πρώτη φορά από τον W. Flemming το 1882 σε ζώα και από τον E. Sgrasburger το 1888 στα φυτά. Η μείωση παράγει σπόρια και γαμέτες. Ως αποτέλεσμα της μείωσης του συνόλου των χρωμοσωμάτων, κάθε απλοειδής σπόρος και γαμετής λαμβάνει ένα χρωμόσωμα από κάθε ζεύγος χρωμοσωμάτων που υπάρχει σε ένα δεδομένο διπλοειδές κύτταρο. Στην πορεία της περαιτέρω διαδικασίας γονιμοποίησης (σύντηξη γαμετών), ο οργανισμός της νέας γενιάς θα λάβει ξανά ένα διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων, δηλ. Ο καρυότυπος των οργανισμών ενός δεδομένου είδους παραμένει σταθερός σε αρκετές γενιές. Έτσι, η πιο σημαντική σημασία της μείωσης είναι η διασφάλιση της σταθερότητας του καρυότυπου σε έναν αριθμό γενεών οργανισμών ενός δεδομένου είδους κατά τη σεξουαλική αναπαραγωγή.

Η μείωση περιλαμβάνει δύο που ακολουθούν γρήγορα τη μία μετά την άλλη διαίρεση. Πριν ξεκινήσει η μείωση, κάθε χρωμόσωμα αναδιπλασιάζεται (διπλασιάζεται στην περίοδο S της μεσόφασης). Για κάποιο χρονικό διάστημα, τα δύο σχηματισμένα αντίγραφά του παραμένουν συνδεδεμένα μεταξύ τους με το κεντρομερίδιο. Επομένως, κάθε πυρήνας στον οποίο ξεκινά η μείωση περιέχει το ισοδύναμο τεσσάρων σετ ομόλογων χρωμοσωμάτων (4c).

Η δεύτερη διαίρεση της μείωσης ακολουθεί σχεδόν αμέσως μετά την πρώτη και η σύνθεση DNA δεν συμβαίνει στο μεσοδιάστημα μεταξύ τους (δηλαδή, στην πραγματικότητα, δεν υπάρχει ενδιάμεση φάση μεταξύ της πρώτης και της δεύτερης διαίρεσης).

Η πρώτη μειοτική (αναγωγική) διαίρεση οδηγεί στον σχηματισμό απλοειδών κυττάρων (n) από διπλοειδή κύτταρα (2n). Ξεκινά με προφάσηΕγώ, στην οποία, όπως και στη μίτωση, πραγματοποιείται η συσκευασία του κληρονομικού υλικού (σπιραλοποίηση χρωμοσωμάτων). Ταυτόχρονα, υπάρχει μια σύγκλιση ομόλογων (ζευγών) χρωμοσωμάτων με τα πανομοιότυπα τμήματα τους - σύζευξη(συμβάν που δεν παρατηρείται στη μίτωση). Ως αποτέλεσμα της σύζευξης, σχηματίζονται ζεύγη χρωμοσωμάτων - δισθενείς. Κάθε χρωμόσωμα, που εισέρχεται στη μείωση, όπως σημειώθηκε παραπάνω, έχει διπλή περιεκτικότητα σε κληρονομικό υλικό και αποτελείται από δύο χρωματίδες, άρα το δισθενές αποτελείται από 4 νήματα. Όταν τα χρωμοσώματα βρίσκονται σε συζευγμένη κατάσταση, η περαιτέρω σπειροειδοποίησή τους συνεχίζεται. Σε αυτή την περίπτωση, μεμονωμένες χρωματίδες ομόλογων χρωμοσωμάτων συμπλέκονται, τέμνονται μεταξύ τους. Στη συνέχεια, τα ομόλογα χρωμοσώματα απωθούν το ένα το άλλο κάπως. Ως αποτέλεσμα αυτού, οι χρωματιδικές εμπλοκές μπορούν να σπάσουν, και ως αποτέλεσμα, στη διαδικασία επανένωσης των σπασίμων των χρωματιδίων, ομόλογα χρωμοσώματα ανταλλάσσουν τα αντίστοιχα τμήματα. Ως αποτέλεσμα, το χρωμόσωμα που ήρθε σε αυτόν τον οργανισμό από τον πατέρα περιλαμβάνει ένα τμήμα του μητρικού χρωμοσώματος και αντίστροφα. Η διασταύρωση των ομόλογων χρωμοσωμάτων, που συνοδεύεται από την ανταλλαγή των αντίστοιχων τμημάτων μεταξύ των χρωματίδων τους, ονομάζεται πέρασμα. Μετά τη διασταύρωση, τα αλλοιωμένα χρωμοσώματα αποκλίνουν περαιτέρω, δηλαδή με διαφορετικό συνδυασμό γονιδίων. Ως φυσική διαδικασία, η διασταύρωση κάθε φορά οδηγεί στην ανταλλαγή περιοχών διαφορετικού μεγέθους και έτσι εξασφαλίζει αποτελεσματικό ανασυνδυασμό του χρωμοσωμικού υλικού στους γαμέτες.

Η βιολογική σημασία της διέλευσηςείναι εξαιρετικά μεγάλο, αφού ο γενετικός ανασυνδυασμός σας επιτρέπει να δημιουργήσετε νέους συνδυασμούς γονιδίων που δεν υπήρχαν πριν και αυξάνει την επιβίωση των οργανισμών στη διαδικασία της εξέλιξης.

ΣΤΟ μετάφασηΕγώολοκλήρωση του άξονα σχάσης. Τα νήματα του συνδέονται με τις κινετοχορίες των χρωμοσωμάτων που συνδυάζονται σε δισθενή. Ως αποτέλεσμα, οι κλώνοι που σχετίζονται με τις κινετοχορίες των ομόλογων χρωμοσωμάτων δημιουργούν δισθενή στο ισημερινό επίπεδο της ατράκτου σχάσης.

ΣΤΟ ανάφαση Ιτα ομόλογα χρωμοσώματα διαχωρίζονται το ένα από το άλλο και αποκλίνουν στους πόλους του κυττάρου. Σε αυτή την περίπτωση, ένα απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων αναχωρεί σε κάθε πόλο (κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από δύο χρωματίδες).

ΣΤΟ τελοφάση Ιστους πόλους της ατράκτου, συναρμολογείται ένα απλό, απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων, στο οποίο κάθε τύπος χρωμοσώματος δεν αντιπροσωπεύεται πλέον από ένα ζευγάρι, αλλά από ένα χρωμόσωμα, που αποτελείται από δύο χρωματίδες. Στη σύντομη διάρκεια της τελοφάσης Ι, ο πυρηνικός φάκελος αποκαθίσταται, μετά τον οποίο το μητρικό κύτταρο διαιρείται σε δύο θυγατρικά κύτταρα.

Έτσι, ο σχηματισμός δισθενών κατά τη σύζευξη ομόλογων χρωμοσωμάτων στην πρόφαση Ι της μείωσης δημιουργεί συνθήκες για την επακόλουθη μείωση του αριθμού των χρωμοσωμάτων. Ο σχηματισμός ενός απλοειδούς συνόλου στους γαμέτες εξασφαλίζεται από την απόκλιση στην ανάφαση Ι όχι των χρωματιδών, όπως στη μίτωση, αλλά των ομόλογων χρωμοσωμάτων που προηγουμένως συνδυάζονταν σε δισθενή.

Μετά τελοφάση ΙΗ διαίρεση ακολουθείται από μια σύντομη ενδιάμεση φάση στην οποία το DNA δεν συντίθεται και τα κύτταρα προχωρούν στην επόμενη διαίρεση, η οποία είναι παρόμοια με την κανονική μίτωση. ΠρόφασηIIμικρός. Οι πυρήνες και η πυρηνική μεμβράνη καταστρέφονται και τα χρωμοσώματα βραχύνονται και πυκνώνουν. Τα κεντρόλια, εάν υπάρχουν, μετακινούνται σε αντίθετους πόλους του κυττάρου, εμφανίζονται ίνες ατράκτου. ΣΤΟ μετάφαση IIΤα χρωμοσώματα ευθυγραμμίζονται στο ισημερινό επίπεδο. ΣΤΟ ανάφαση IIως αποτέλεσμα της κίνησης των νημάτων της ατράκτου σχάσης, συμβαίνει η διαίρεση των χρωμοσωμάτων σε χρωματίδες, καθώς οι δεσμοί τους στην περιοχή του κεντρομερούς καταστρέφονται. Κάθε χρωματίδιο γίνεται ανεξάρτητο χρωμόσωμα. Με τη βοήθεια νημάτων ατράκτου, τα χρωμοσώματα τεντώνονται στους πόλους του κυττάρου. Τελόφαση IIπου χαρακτηρίζεται από την εξαφάνιση των νημάτων της ατράκτου σχάσης, την απομόνωση των πυρήνων και την κυτταροκίνηση, με αποκορύφωμα τον σχηματισμό τεσσάρων απλοειδών κυττάρων από δύο απλοειδή κύτταρα. Γενικά, μετά τη μείωση (I και II), σχηματίζονται 4 κύτταρα με απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων από ένα διπλοειδές κύτταρο.

Η αναγωγική διαίρεση είναι, στην πραγματικότητα, ένας μηχανισμός που αποτρέπει τη συνεχή αύξηση του αριθμού των χρωμοσωμάτων κατά τη σύντηξη των γαμετών· χωρίς αυτήν, κατά τη σεξουαλική αναπαραγωγή, ο αριθμός των χρωμοσωμάτων θα διπλασιαζόταν σε κάθε νέα γενιά. Με άλλα λόγια, Η μείωση διατηρεί έναν ορισμένο και σταθερό αριθμό χρωμοσωμάτωνσε όλες τις γενιές κάθε είδους φυτών, ζώων και μυκήτων. Μια άλλη σημαντική έννοια της μείωσης είναι η εξασφάλιση της εξαιρετικής ποικιλομορφίας της γενετικής σύνθεσης των γαμετών τόσο ως αποτέλεσμα της διασταύρωσης όσο και ως αποτέλεσμα ενός διαφορετικού συνδυασμού πατρικών και μητρικών χρωμοσωμάτων κατά την ανεξάρτητη απόκλιση τους στην ανάφαση Ι της μείωσης, η οποία εξασφαλίζει την εμφάνιση διαφορετικών και ετερογενών απογόνων κατά τη σεξουαλική αναπαραγωγή των οργανισμών.

Η μείωση είναι ένας ειδικός τρόπος κυτταρικής διαίρεσης, που έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση (μείωση) του αριθμού των χρωμοσωμάτων κατά το ήμισυ. .Με τη βοήθεια της μείωσης σχηματίζονται σπόρια και γεννητικά κύτταρα – γαμέτες. Ως αποτέλεσμα της μείωσης του συνόλου των χρωμοσωμάτων, κάθε απλοειδής σπόρος και γαμετής λαμβάνει ένα χρωμόσωμα από κάθε ζεύγος χρωμοσωμάτων που υπάρχει σε ένα δεδομένο διπλοειδές κύτταρο. Στην πορεία της περαιτέρω διαδικασίας γονιμοποίησης (σύντηξη γαμετών), ο οργανισμός της νέας γενιάς θα λάβει ξανά ένα διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων, δηλ. Ο καρυότυπος των οργανισμών ενός δεδομένου είδους παραμένει σταθερός σε αρκετές γενιές. Έτσι, η πιο σημαντική σημασία της μείωσης είναι η διασφάλιση της σταθερότητας του καρυότυπου σε έναν αριθμό γενεών οργανισμών ενός δεδομένου είδους κατά τη σεξουαλική αναπαραγωγή.

Στην προφάση Ι της μείωσης, οι πυρήνες διαλύονται, το πυρηνικό περίβλημα αποσυντίθεται και η άτρακτος σχάσης αρχίζει να σχηματίζεται. Η χρωματίνη σπειροειδοποιείται με το σχηματισμό χρωμοσωμάτων δύο χρωματιδίων (σε διπλοειδή κύτταρο - ένα σύνολο 2p4c). Τα ομόλογα χρωμοσώματα ενώνονται σε ζεύγη, αυτή η διαδικασία ονομάζεται σύζευξη χρωμοσωμάτων. Κατά τη σύζευξη, οι χρωματίδες των ομόλογων χρωμοσωμάτων διασταυρώνονται σε ορισμένα σημεία. Μεταξύ ορισμένων χρωματιδών ομόλογων χρωμοσωμάτων, μπορεί να συμβεί ανταλλαγή των αντίστοιχων τμημάτων - διασταύρωση.

Στη μεταφάση I, ζεύγη ομόλογων χρωμοσωμάτων βρίσκονται στο ισημερινό επίπεδο του κυττάρου. Σε αυτό το σημείο, η σπειροειδοποίηση των χρωμοσωμάτων φτάνει στο μέγιστο.

Στην ανάφαση Ι, τα ομόλογα χρωμοσώματα (και όχι οι αδελφές χρωματίδες, όπως στη μίτωση) απομακρύνονται το ένα από το άλλο και τεντώνονται με νήματα ατράκτου σε αντίθετους πόλους του κυττάρου. Κατά συνέπεια, από κάθε ζεύγος ομόλογων χρωμοσωμάτων, μόνο ένα θα μπει στο θυγατρικό κύτταρο. Έτσι, στο τέλος της αναφάσης I, το σύνολο των χρωμοσωμάτων και των χρωματιδών σε κάθε πόλο του διαιρεμένου κυττάρου είναι \ti2c - έχει ήδη μειωθεί στο μισό, αλλά τα χρωμοσώματα εξακολουθούν να παραμένουν διχρωματικά.

Στην τελόφαση Ι καταστρέφεται η άτρακτος της σχάσης, ο σχηματισμός δύο πυρήνων και η διαίρεση του κυτταροπλάσματος. Σχηματίζονται δύο θυγατρικά κύτταρα που περιέχουν ένα απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων, κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από δύο χρωματίδες (\n2c).

Το διάστημα μεταξύ της μείωσης Ι και της μείωσης II είναι πολύ μικρό. Το Interphase II ουσιαστικά απουσιάζει. Αυτή τη στιγμή, η αντιγραφή του DNA δεν συμβαίνει και δύο θυγατρικά κύτταρα εισέρχονται γρήγορα στη δεύτερη διαίρεση της μείωσης, προχωρώντας ανάλογα με τον τύπο της μίτωσης.

Στην πρόφαση ΙΙ, συμβαίνουν οι ίδιες διεργασίες όπως και στην πρόφαση της μίτωσης: σχηματίζονται χρωμοσώματα, εντοπίζονται τυχαία στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου. Η άτρακτος αρχίζει να σχηματίζεται.

Στη μετάφαση II, τα χρωμοσώματα βρίσκονται στο ισημερινό επίπεδο.

Στην ανάφαση II, οι αδελφές χρωματίδες κάθε χρωμοσώματος διαχωρίζονται και μετακινούνται σε αντίθετους πόλους του κυττάρου. Στο τέλος της αναφάσης II, το σύνολο των χρωμοσωμάτων και των χρωματιδών σε κάθε πόλο είναι \ti\c.

Στην τελόφαση II, σχηματίζονται τέσσερα απλοειδή κύτταρα, κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από μια χρωματίδα (lnlc).

Έτσι, η μείωση είναι δύο διαδοχικές διαιρέσεις του πυρήνα και του κυτταροπλάσματος, πριν από τις οποίες η αντιγραφή συμβαίνει μόνο μία φορά. Η ενέργεια και οι ουσίες που χρειάζονται και για τις δύο διαιρέσεις της μείωσης συσσωρεύονται κατά τη διάρκεια και στη φάση Ι.

Στην πρόφαση της μείωσης Ι, συμβαίνει διασταύρωση, η οποία οδηγεί στον ανασυνδυασμό κληρονομικού υλικού. Στην ανάφαση Ι, τα ομόλογα χρωμοσώματα αποκλίνουν τυχαία σε διαφορετικούς πόλους του κυττάρου· στην ανάφαση II, το ίδιο συμβαίνει με τις αδελφές χρωματίδες. Όλες αυτές οι διαδικασίες καθορίζουν τη συνδυαστική μεταβλητότητα των ζωντανών οργανισμών, η οποία θα συζητηθεί αργότερα.

Η βιολογική σημασία της μείωσης. Στα ζώα και στον άνθρωπο, η μείωση οδηγεί στο σχηματισμό απλοειδών γεννητικών κυττάρων - γαμετών. Κατά τη διάρκεια της επακόλουθης διαδικασίας γονιμοποίησης (σύντηξη γαμετών), ο οργανισμός μιας νέας γενιάς λαμβάνει ένα διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων, πράγμα που σημαίνει ότι διατηρεί τον καρυότυπο που είναι εγγενής σε αυτόν τον τύπο οργανισμού. Επομένως, η μείωση εμποδίζει την αύξηση του αριθμού των χρωμοσωμάτων κατά τη σεξουαλική αναπαραγωγή. Χωρίς έναν τέτοιο μηχανισμό διαίρεσης, τα σύνολα χρωμοσωμάτων θα διπλασιάζονταν με κάθε διαδοχική γενιά.

Στα φυτά, στους μύκητες και σε ορισμένους πρωτίστες, τα σπόρια παράγονται από τη μείωση. Οι διεργασίες που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της μείωσης χρησιμεύουν ως βάση για τη συνδυαστική μεταβλητότητα των οργανισμών.

Χάρη στη μείωση, ένας ορισμένος και σταθερός αριθμός χρωμοσωμάτων διατηρείται σε όλες τις γενιές κάθε είδους φυτών, ζώων και μυκήτων. Μια άλλη σημαντική έννοια της μείωσης είναι η εξασφάλιση της εξαιρετικής ποικιλομορφίας της γενετικής σύνθεσης των γαμετών τόσο ως αποτέλεσμα της διασταύρωσης όσο και ως αποτέλεσμα ενός διαφορετικού συνδυασμού πατρικών και μητρικών χρωμοσωμάτων κατά την ανεξάρτητη απόκλιση τους στην ανάφαση Ι της μείωσης, η οποία εξασφαλίζει την εμφάνιση διαφορετικών και ετερογενών απογόνων κατά τη σεξουαλική αναπαραγωγή των οργανισμών.

Η ουσία της μείωσης είναι ότι κάθε σεξουαλικό κύτταρο λαμβάνει ένα απλό απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων. Ωστόσο, η μείωση είναι το στάδιο κατά το οποίο δημιουργούνται νέοι συνδυασμοί γονιδίων με συνδυασμό διαφορετικών μητρικών και πατρικών χρωμοσωμάτων. Ο ανασυνδυασμός των κληρονομικών κλίσεων προκύπτει, επιπλέον, ως αποτέλεσμα της ανταλλαγής περιοχών μεταξύ ομόλογων χρωμοσωμάτων, η οποία συμβαίνει στη μείωση. Η Meiosis περιλαμβάνει δύο διαδοχικές διαιρέσεις που ακολουθούν η μία μετά την άλλη χωρίς ουσιαστικά καμία διακοπή. Όπως και στη μίτωση, υπάρχουν τέσσερα στάδια σε κάθε μειοτική διαίρεση: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση. Η δεύτερη μειοτική διαίρεση - η ουσία της περιόδου ωρίμανσης είναι ότι στα γεννητικά κύτταρα, μέσω μιας διπλής μειοτικής διαίρεσης, ο αριθμός των χρωμοσωμάτων μειώνεται στο μισό και η ποσότητα του DNA μειώνεται στο μισό. Η βιολογική έννοια της δεύτερης μειοτικής διαίρεσης είναι ότι η ποσότητα του DNA ευθυγραμμίζεται με το σύνολο των χρωμοσωμάτων. Στα αρσενικά, και τα τέσσερα απλοειδή κύτταρα που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της μείωσης μετατρέπονται στη συνέχεια σε γαμέτες - σπερματοζωάρια. Στα θηλυκά, λόγω ανομοιόμορφης μείωσης, μόνο ένα κύτταρο παράγει ένα βιώσιμο ωάριο. Τρία άλλα θυγατρικά κύτταρα είναι πολύ μικρότερα, μετατρέπονται στα λεγόμενα κατευθυντικά ή αναγωγικά μικρά σώματα, τα οποία σύντομα πεθαίνουν. Η βιολογική έννοια του σχηματισμού μόνο ενός αυγού και του θανάτου τριών πλήρους (από γενετικής άποψης) κατευθυντικών σωμάτων οφείλεται στην ανάγκη διατήρησης σε ένα κύτταρο όλων των αποθεματικών θρεπτικών συστατικών για την ανάπτυξη του μελλοντικού εμβρύου.

Θεωρία κυττάρων.

Ένα κύτταρο είναι μια στοιχειώδης μονάδα δομής, λειτουργίας και ανάπτυξης ζωντανών οργανισμών. Υπάρχουν μη κυτταρικές μορφές ζωής - ιοί, αλλά εμφανίζουν τις ιδιότητές τους μόνο στα κύτταρα των ζωντανών οργανισμών. Οι κυτταρικές μορφές χωρίζονται σε προκαρυωτικά και ευκαρυωτικά.

Το άνοιγμα της κυψέλης ανήκει στον Άγγλο επιστήμονα R. Hooke, ο οποίος κοιτάζοντας μέσα από ένα λεπτό τμήμα φελλού στο μικροσκόπιο, είδε δομές παρόμοιες με τις κηρήθρες και τις ονόμασε κύτταρα. Αργότερα, οι μονοκύτταροι οργανισμοί μελετήθηκαν από τον Ολλανδό επιστήμονα Anthony van Leeuwenhoek. Η κυτταρική θεωρία διατυπώθηκε από τους Γερμανούς επιστήμονες M. Schleiden και T. Schwann το 1839. Η σύγχρονη κυτταρική θεωρία έχει συμπληρωθεί σημαντικά από τον R. Birzhev και άλλους.

Οι κύριες διατάξεις της σύγχρονης κυτταρικής θεωρίας:

κύτταρο - η βασική μονάδα της δομής, της λειτουργίας και της ανάπτυξης όλων των ζωντανών οργανισμών, η μικρότερη μονάδα των ζωντανών, ικανή για αυτοαναπαραγωγή, αυτορρύθμιση και αυτοανανέωση.

τα κύτταρα όλων των μονοκύτταρων και πολυκύτταρων οργανισμών είναι παρόμοια (ομολογίες) ως προς τη δομή, τη χημική τους σύνθεση, τις βασικές εκδηλώσεις της ζωτικής δραστηριότητας και τον μεταβολισμό τους.

Η αναπαραγωγή των κυττάρων γίνεται με διαίρεση, κάθε νέο κύτταρο σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της διαίρεσης του αρχικού (μητρικού) κυττάρου.

Σε πολύπλοκους πολυκύτταρους οργανισμούς, τα κύτταρα είναι εξειδικευμένα στις λειτουργίες που εκτελούν και σχηματίζουν ιστούς. Οι ιστοί αποτελούνται από όργανα που είναι στενά διασυνδεδεμένα και υπόκεινται σε νευρική και χυμική ρύθμιση.

Αυτές οι διατάξεις αποδεικνύουν την ενότητα της προέλευσης όλων των ζωντανών οργανισμών, την ενότητα ολόκληρου του οργανικού κόσμου. Χάρη στη θεωρία των κυττάρων, έγινε σαφές ότι το κύτταρο είναι το πιο σημαντικό συστατικό όλων των ζωντανών οργανισμών.

Ένα κύτταρο είναι η μικρότερη μονάδα ενός οργανισμού, το όριο της διαιρετότητάς του, προικισμένο με ζωή και όλα τα κύρια χαρακτηριστικά ενός οργανισμού. Ως στοιχειώδες ζωντανό σύστημα, αποτελεί τη βάση της δομής και της ανάπτυξης όλων των ζωντανών οργανισμών. Σε επίπεδο κυττάρου, εκδηλώνονται ιδιότητες της ζωής όπως η ικανότητα ανταλλαγής ουσιών και ενέργειας, η αυτορρύθμιση, η αναπαραγωγή, η ανάπτυξη και η ανάπτυξη και η ευερεθιστότητα.

50. Κληρονομικά πρότυπα που καθιέρωσε ο G. Mendel .

Τα πρότυπα κληρονομικότητας διατυπώθηκαν το 1865 από τον Γκρέγκορι Μέντελ. Στα πειράματά του διασταύρωσε διάφορες ποικιλίες αρακά.

Ο πρώτος και ο δεύτερος νόμος του Mendel βασίζονται σε μονουβριδικούς σταυρούς και ο τρίτος - σε δι και πολυυβριδικό. Μια μονουβριδική διασταύρωση χρησιμοποιεί ένα ζεύγος εναλλακτικών χαρακτηριστικών, μια διυβριδική διασταύρωση χρησιμοποιεί δύο ζεύγη και μια πολυυβριδική διασταύρωση χρησιμοποιεί περισσότερα από δύο. Η επιτυχία του Mendel οφείλεται στις ιδιαιτερότητες της εφαρμοσμένης υβριδολογικής μεθόδου:

Η ανάλυση ξεκινά με τη διέλευση καθαρών γραμμών: ομόζυγα άτομα.

Αναλύονται ξεχωριστά εναλλακτικά αμοιβαία αποκλειόμενα σημεία.

Ακριβής ποσοτική λογιστική των απογόνων με διαφορετικούς συνδυασμούς χαρακτηριστικών

Η κληρονομικότητα των αναλυόμενων χαρακτηριστικών μπορεί να εντοπιστεί σε πολλές γενιές.

1ος νόμος του Mendel: "Ο νόμος της ομοιομορφίας των υβριδίων της 1ης γενιάς"

Κατά τη διασταύρωση ομόζυγων ατόμων που αναλύθηκαν για ένα ζεύγος εναλλακτικών χαρακτηριστικών, τα υβρίδια της 1ης γενιάς εμφανίζουν μόνο κυρίαρχα χαρακτηριστικά και παρατηρείται ομοιομορφία σε φαινότυπο και γονότυπο.

Στα πειράματά του, ο Mendel διέσχισε καθαρές γραμμές φυτών μπιζελιού με κίτρινους (AA) και πράσινους (aa) σπόρους. Αποδείχθηκε ότι όλοι οι απόγονοι της πρώτης γενιάς είναι πανομοιότυποι ως προς τον γονότυπο (ετερόζυγος) και τον φαινότυπο (κίτρινο).

2ος Νόμος του Μέντελ: «Ο νόμος της διάσπασης»

Κατά τη διασταύρωση ετερόζυγων υβριδίων της 1ης γενιάς, που αναλύονται από ένα ζεύγος εναλλακτικών χαρακτηριστικών, τα υβρίδια της δεύτερης γενιάς παρουσιάζουν διάσπαση σύμφωνα με τον φαινότυπο 3:1 και σύμφωνα με τον γονότυπο 1:2:1

Στα πειράματά του, ο Mendel διασταύρωσε τα υβρίδια που ελήφθησαν στο πρώτο πείραμα (Aa) μεταξύ τους. Αποδείχθηκε ότι στη δεύτερη γενιά, το κατασταλμένο υπολειπόμενο χαρακτηριστικό επανεμφανίστηκε. Τα δεδομένα αυτού του πειράματος μαρτυρούν τη διάσπαση του υπολειπόμενου χαρακτηριστικού: δεν χάνεται, αλλά εμφανίζεται ξανά στην επόμενη γενιά.

3ος Νόμος του Μέντελ: «Ο νόμος του ανεξάρτητου συνδυασμού χαρακτηριστικών»

Κατά τη διασταύρωση ομόζυγων οργανισμών που αναλύθηκαν για δύο ή περισσότερα ζεύγη εναλλακτικών χαρακτηριστικών, σε υβρίδια της 3ης γενιάς του (που λαμβάνονται με διασταύρωση υβριδίων 2ης γενιάς), παρατηρείται ένας ανεξάρτητος συνδυασμός χαρακτηριστικών και των αντίστοιχων γονιδίων τους διαφορετικών ζευγών αλληλόμορφων.

Για να μελετήσει τα πρότυπα κληρονομικότητας των φυτών που διέφεραν σε ένα ζεύγος εναλλακτικών χαρακτηριστικών, ο Mendel χρησιμοποίησε μονουβριδική διασταύρωση. Στη συνέχεια προχώρησε σε πειράματα διασταύρωσης φυτών που διέφεραν σε δύο ζεύγη εναλλακτικών χαρακτηριστικών: διυβριδική διασταύρωση, όπου χρησιμοποίησε ομόζυγα φυτά μπιζελιού που διέφεραν ως προς το χρώμα και το σχήμα των σπόρων. Ως αποτέλεσμα της διασταύρωσης λείου (Β) και κίτρινου (Α) με ζαρωμένο (β) και πράσινο (α), στην πρώτη γενιά όλα τα φυτά ήταν με κίτρινους λείους σπόρους. Έτσι, ο νόμος της ομοιομορφίας της πρώτης γενιάς εκδηλώνεται όχι μόνο σε μονο, αλλά και σε πολυυβριδική διασταύρωση, εάν τα γονικά άτομα είναι ομόζυγα.

Κατά τη γονιμοποίηση, σχηματίζεται ένας διπλοειδής ζυγώτης λόγω της σύντηξης διαφορετικών ποικιλιών γαμετών. Για να διευκολυνθεί ο υπολογισμός των επιλογών συνδυασμού τους, ο Άγγλος γενετιστής Bennet πρότεινε ένα αρχείο με τη μορφή πλέγματος - έναν πίνακα με τον αριθμό σειρών και στηλών ανάλογα με τον αριθμό των τύπων γαμετών που σχηματίζονται από τη διασταύρωση ατόμων. Αναλύοντας σταυρό

Δεδομένου ότι τα άτομα με κυρίαρχο χαρακτηριστικό στον φαινότυπο μπορεί να έχουν διαφορετικό γονότυπο (Aa και AA), ο Mendel πρότεινε τη διασταύρωση αυτού του οργανισμού με έναν υπολειπόμενο ομοζυγώτη.

Ασχολούμαι με το blog εδώ και σχεδόν τρία χρόνια. καθηγητής βιολογίας. Κάποια θέματα παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον και τα σχόλια σε άρθρα γίνονται απίστευτα «φουσκωμένα». Καταλαβαίνω ότι με τον καιρό γίνεται πολύ άβολο να διαβάζεις τόσο μακριά «ποδόπανα».
Ως εκ τούτου, αποφάσισα να δημοσιεύσω μερικές από τις ερωτήσεις των αναγνωστών και τις απαντήσεις μου σε αυτές, που μπορεί να ενδιαφέρουν πολλούς, σε μια ξεχωριστή ενότητα ιστολογίου, την οποία ονόμασα «Από τους διαλόγους στα σχόλια».

Τι είναι ενδιαφέρον για το θέμα αυτού του άρθρου; Άλλωστε είναι ξεκάθαρο ότι κύρια βιολογική σημασία της μείωσης : διασφαλίζοντας τη σταθερότητα του αριθμού των χρωμοσωμάτων στα κύτταρα από γενιά σε γενιά κατά τη σεξουαλική αναπαραγωγή.

Επιπλέον, δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι σε ζωικούς οργανισμούς σε εξειδικευμένα όργανα (γονάδες) από διπλοειδή σωματικά κύτταρα (2n) σχηματίζεται μείωσηαπλοειδή σεξουαλικά κύτταρα γαμέτες (n).

Θυμόμαστε επίσης ότι όλα τα φυτά ζουν με : σπορόφυτο, που παράγει σπόρια και γαμετόφυτο, που παράγει γαμέτες. μείωση στα φυτάπροχωρά στο στάδιο της ωρίμανσης των απλοειδών σπορίων (n). Ένα γαμετόφυτο αναπτύσσεται από σπόρια, όλα τα κύτταρα των οποίων είναι απλοειδή (n). Επομένως, στα γαμετόφυτα, οι μιτώσεις σχηματίζουν απλοειδή αρσενικά και θηλυκά γεννητικά κύτταρα γαμέτες (n).

Ας δούμε τώρα τα υλικά των σχολίων στο άρθρο ποια είναι τα τεστ για την εξέταση για το θέμα σχετικά με τη βιολογική σημασία της μείωσης.

Σβετλάνα(δάσκαλος βιολογίας). Καλησπέρα Μπόρις Φαγκίμοβιτς!

Ανέλυσα 2 οφέλη ΧΡΗΣΗΣ Kalinov G.S. και ιδού τι βρήκα.

1 ερώτηση.


2. Ο σχηματισμός κυττάρων με διπλό αριθμό χρωμοσωμάτων.
3. Σχηματισμός απλοειδών κυττάρων.
4. Ανασυνδυασμός τομών μη ομόλογων χρωμοσωμάτων.
5. Νέοι συνδυασμοί γονιδίων.
6. Η εμφάνιση μεγαλύτερου αριθμού σωματικών κυττάρων.
Η επίσημη απάντηση είναι 3,4,5.

Η ερώτηση 2 είναι παρόμοια, ΑΛΛΑ!
Η βιολογική σημασία της μείωσης είναι:
1. Η εμφάνιση μιας νέας αλληλουχίας νουκλεοτιδίων.
2. Σχηματισμός κυττάρων με διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων.
3. Ο σχηματισμός κυττάρων με απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων.
4. Σχηματισμός κυκλικού μορίου DNA.
5. Η εμφάνιση νέων συνδυασμών γονιδίων.
6. Αύξηση του αριθμού των βλαστικών στοιβάδων.
Η επίσημη απάντηση είναι 1,3,5.

Αυτό που βγαίνει : στην ερώτηση 1 η απάντηση 1 απορρίπτεται, αλλά στην ερώτηση 2 είναι σωστή; Αλλά το 1 είναι πιθανότατα η απάντηση στο ερώτημα τι παρέχει τη διαδικασία μετάλλαξης. αν - 4, τότε, καταρχήν, αυτό μπορεί επίσης να είναι σωστό, αφού εκτός από τα ομόλογα χρωμοσώματα, τα μη ομόλογα μπορεί επίσης να φαίνεται ότι ανασυνδυάζονται; Είμαι περισσότερο διατεθειμένος στις απαντήσεις 1,3,5.

Γεια σου Σβετλάνα!Υπάρχει μια επιστήμη της βιολογίας, που αναφέρεται στα σχολικά βιβλία του γυμνασίου. Υπάρχει η πειθαρχία της βιολογίας, που ορίζεται (όσο πιο προσιτή γίνεται) στα σχολικά εγχειρίδια. Η προσβασιμότητα (και μάλιστα η εκλαΐκευση της επιστήμης) οδηγεί συχνά σε κάθε είδους ανακρίβειες με τις οποίες «αμαρταίνουν» τα σχολικά εγχειρίδια (ακόμα και ανατυπώνονται 12 φορές με τα ίδια λάθη).

Σβετλάνα, τι μπορούμε να πούμε για τις δοκιμαστικές εργασίες, οι οποίες έχουν ήδη «συντεθεί» από δεκάδες χιλιάδες (φυσικά, υπάρχουν ξεκάθαρα λάθη σε αυτά και κάθε είδους ανακρίβεια που σχετίζεται με διπλή ερμηνεία ερωτήσεων και απαντήσεων).

Ναι, έχετε δίκιο, πρόκειται για καθαρό παραλογισμό όταν η ίδια απάντηση σε διαφορετικές εργασίες, ακόμη και από έναν συγγραφέα, αξιολογείται από τον ίδιο ως σωστή και ως λανθασμένη. Και τέτοια, για να το θέσω ήπια, «σύγχυση», πάρα πολύ.

Διδάσκουμε στους μαθητές ότι η σύζευξη ομόλογων χρωμοσωμάτων στην πρόφαση 1 της μείωσης μπορεί να οδηγήσει σε διασταύρωση. Η διασταύρωση παρέχει συνδυαστική μεταβλητότητα - την εμφάνιση ενός νέου συνδυασμού γονιδίων ή, που είναι το ίδιο με μια «νέα αλληλουχία νουκλεοτιδίων». Σε αυτό είναι επίσης μια από τις βιολογικές έννοιες της μείωσης, οπότε η απάντηση 1 είναι αναμφισβήτητα σωστή.

Αλλά στην ορθότητα της απάντησης 4 για τον ανασυνδυασμό τμημάτων ΜΗ ΟΜΟΛΟΓΙΚΩΝ χρωμοσωμάτων, βλέπω μια τεράστια «ταραξία» στη σύνταξη ενός τέτοιου τεστ γενικότερα.Κατά τη διάρκεια της μείωσης, τα ΟΜΟΛΟΓΙΚΑ χρωμοσώματα είναι κανονικά συζευγμένα (αυτή είναι η ουσία της μείωσης, αυτή είναι η βιολογική του σημασία). Υπάρχουν όμως χρωμοσωμικές μεταλλάξεις που συμβαίνουν λόγω μειωτικών σφαλμάτων όταν συζευγνύονται μη ομόλογα χρωμοσώματα. Εδώ στην απάντηση στην ερώτηση: "Πώς προκύπτουν οι χρωμοσωμικές μεταλλάξεις" - αυτή η απάντηση θα ήταν σωστή.

Οι μεταγλωττιστές μερικές φορές προφανώς «δεν βλέπουν» το σωματίδιο «όχι» πριν από τη λέξη «ομόλογο», αφού συνάντησα και άλλα τεστ όπου, όταν με ρωτούσαν για τη βιολογική σημασία της μείωσης, έπρεπε να επιλέξω αυτή την απάντηση ως σωστή. Φυσικά, οι υποψήφιοι πρέπει να γνωρίζουν ότι οι σωστές απαντήσεις εδώ είναι 1,3,5.

Όπως μπορείτε να δείτε, αυτά τα δύο τεστ είναι επίσης κακά επειδή γενικά δεν προσφέρεται κύρια σωστή απάντησηστην ερώτηση σχετικά με τη βιολογική σημασία της μείωσης, και οι απαντήσεις 1 και 5 είναι στην πραγματικότητα ίδιες.

Ναι, Σβετλάνα, αυτές είναι «γκάφες» για τις οποίες οι απόφοιτοι και οι υποψήφιοι πληρώνουν στις εξετάσεις όταν περνούν τις εξετάσεις. Επομένως, το κύριο πράγμα είναι, ακόμη και για να περάσετε τις εξετάσεις, διδάξτε τους μαθητές σας κυρίως από σχολικά βιβλίακαι όχι στις δοκιμές. Τα σχολικά βιβλία παρέχουν ολοκληρωμένη γνώση. Μόνο τέτοιες γνώσεις θα βοηθήσουν τους μαθητές να απαντήσουν σε οποιαδήποτε σωστά συντεθειμένοςδοκιμές.

**************************************************************

Ποιος θα έχει ερωτήσεις σχετικά με το άρθρο καθηγητής βιολογίας μέσω skype, επικοινωνήστε στα σχόλια.

Η βιολογική σημασία της μείωσης:

Χαρακτηριστικά των ζωικών γεννητικών κυττάρων

Γαμέτες - πολύ διαφοροποιημένα κύτταρα. Έχουν σχεδιαστεί για να αναπαράγουν ζωντανούς οργανισμούς.

Οι κύριες διαφορές μεταξύ γαμετών και σωματικών κυττάρων:

1. Τα ώριμα σεξουαλικά κύτταρα έχουν ένα απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων. τα σωματικά κύτταρα είναι διπλοειδή. Για παράδειγμα, τα ανθρώπινα σωματικά κύτταρα περιέχουν 46 χρωμοσώματα. Οι ώριμοι γαμέτες έχουν 23 χρωμοσώματα.

2. Στα γεννητικά κύτταρα, η αναλογία πυρηνικού-κυτταροπλασματικού έχει αλλάξει. Στους θηλυκούς γαμέτες, ο όγκος του κυτταροπλάσματος είναι πολλές φορές μεγαλύτερος από τον όγκο του πυρήνα. στα αρσενικά κύτταρα υπάρχει ένα αντίστροφο μοτίβο.

3. Οι γαμέτες έχουν ιδιαίτερο μεταβολισμό. στα ώριμα γεννητικά κύτταρα, οι διαδικασίες αφομοίωσης και αφομοίωσης είναι αργές.

4. Οι γαμέτες είναι διαφορετικοί μεταξύ τους και αυτές οι διαφορές οφείλονται στους μηχανισμούς της μείωσης.

Γαμετογένεση

σπερματογένεση- ανάπτυξη ανδρικών γεννητικών κυττάρων. Τα διπλοειδή κύτταρα των σπειροειδών σωληναρίων των όρχεων μετατρέπονται σε απλοειδή σπερματοζωάρια (Εικ. 1). Η σπερματογένεση περιλαμβάνει 4 περιόδους: αναπαραγωγή, ανάπτυξη, ωρίμανση, σχηματισμός.

1. Αναπαραγωγή . Το αρχικό υλικό για την ανάπτυξη των σπερματοζωαρίων είναι σπερματογονία. στρογγυλεμένα κύτταρα με μεγάλο, καλά χρωματισμένο πυρήνα. περιέχει ένα διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων. Τα σπερματογονίδια πολλαπλασιάζονται γρήγορα με μιτωτική διαίρεση.

2. Ανάπτυξη . Μορφή σπερματογονίας σπερματοκύτταρα πρώτης τάξης.

3. Ωρίμανση. Δύο μειοτικές διαιρέσεις συμβαίνουν στη ζώνη ωρίμανσης. Τα κύτταρα μετά την πρώτη διαίρεση ωρίμανσης ονομάζονται σπερματοκύτταρα δεύτερης τάξης . Μετά έρχεται η δεύτερη διαίρεση της ωρίμανσης. ο διπλοειδής αριθμός των χρωμοσωμάτων ανάγεται σε απλοειδές. σχηματισμένο από 2 σπερματίδες . Επομένως, σχηματίζονται 4 απλοειδή σπερματίδια από ένα διπλοειδές σπερματοκύτταρο πρώτης τάξης.

4. Διαμόρφωση. Οι σπερματίδες σταδιακά μετατρέπονται σε ώριμα σπερματοζωάρια . Στους άνδρες, η απελευθέρωση των σπερματοζωαρίων στην κοιλότητα των σπερματοζωαρίων ξεκινά μετά την έναρξη της εφηβείας. Συνεχίζεται μέχρι να σταματήσει η δραστηριότητα των γονάδων.

Ωογένεση- ανάπτυξη γυναικείων γεννητικών κυττάρων. κύτταρα ωοθηκών - η ωογονία μετατρέπεται σε ωάρια (Εικ. 2).

Η ωογένεση περιλαμβάνει τρεις περιόδους: αναπαραγωγή, ανάπτυξη και ωρίμανση.

1. ΑναπαραγωγήΗ ωγογονία, όπως και η σπερματογονία, εμφανίζεται με μίτωση.

2. Ανάπτυξη . Κατά την ανάπτυξη, τα ωογονίδια μετατρέπονται σε ωοκύτταρα πρώτης τάξης.

Ρύζι. 2. Σπερματογένεση και ωογένεση (σχήματα).

3. Ωρίμανση. όπως και στη σπερματογένεση, δύο μειοτικές διαιρέσεις διαδέχονται η μία την άλλη. Μετά την πρώτη διαίρεση σχηματίζονται δύο κύτταρα διαφορετικού μεγέθους. Ένα μεγάλο - ωοκύτταρο δεύτερης τάξηςκαι μικρότερο - το πρώτο κατευθυντικό (πολικό) σώμα.Ως αποτέλεσμα της δεύτερης διαίρεσης, δύο κύτταρα άνισου μεγέθους σχηματίζονται επίσης από ένα ωοκύτταρο δεύτερης τάξης. Μεγάλο - ώριμο ωάριοκαι μικρο- δεύτερο σώμα οδηγό.Έτσι, σχηματίζονται τέσσερα απλοειδή κύτταρα από ένα διπλοειδές ωοκύτταρο πρώτης τάξης. Ένα ώριμο αυγό και τρία πολικά σώματα. Αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα στη σάλπιγγα.

Μείωση

Μείωση - βιολογική διαδικασία κατά την ωρίμανση των γεννητικών κυττάρων. Μείωση περιλαμβάνει πρώτακαι δεύτερη μειοτική διαίρεση .

Πρώτη μειωτική διαίρεση (μείωση). Της πρώτης διαίρεσης προηγείται η μεσοφάση. όπου λαμβάνει χώρα η σύνθεση του DNA. Ωστόσο, η πρόφαση Ι της μειωτικής διαίρεσης διαφέρει από την πρόφαση της μίτωσης. Αποτελείται από πέντε στάδια: λεπτοτένιο, ζυγοτένιο, παχυτένιο, διπλοτένιο και διακινησία.

Στο λεπτόνημα, ο πυρήνας μεγεθύνεται και αποκαλύπτονται νηματοειδείς ασθενώς σπειροειδή χρωμοσώματα.

Στο ζυγόνιο, συμβαίνει μια ζεύγη ένωση ομόλογων χρωμοσωμάτων, στην οποία τα κεντρομερή και οι βραχίονες πλησιάζουν ακριβώς το ένα το άλλο (το φαινόμενο της σύζευξης).

Στο παχίνημα συμβαίνει προοδευτική σπειροειδοποίηση των χρωμοσωμάτων και συνδυάζονται σε ζεύγη - δισθενή. Στα χρωμοσώματα, οι χρωματίδες αναγνωρίζονται, με αποτέλεσμα το σχηματισμό τετραδίων. Σε αυτή την περίπτωση, λαμβάνει χώρα η ανταλλαγή τμημάτων των χρωμοσωμάτων - διασταύρωση.

Δίπλωμα - η αρχή της απώθησης των ομόλογων χρωμοσωμάτων. Η απόκλιση ξεκινά από την περιοχή του κεντρομερούς, ωστόσο, στα σημεία διέλευσης, η σύνδεση διατηρείται.

Στη διακίνηση, υπάρχει μια περαιτέρω απόκλιση χρωμοσωμάτων, τα οποία, ωστόσο, παραμένουν συνδεδεμένα σε δισθενή από τα ακραία τους τμήματα. Ως αποτέλεσμα, εμφανίζονται χαρακτηριστικές δαχτυλιδιές. Η πυρηνική μεμβράνη διαλύεται.

ΣΤΟ ανάφαση Ιυπάρχει απόκλιση στους πόλους του κυττάρου των ομόλογων χρωμοσωμάτων από κάθε ζεύγος, και όχι στις χρωματίδες. Αυτή είναι η θεμελιώδης διαφορά από το ανάλογο στάδιο της μίτωσης.

Τελόφαση Ι.Υπάρχει ένας σχηματισμός δύο κυττάρων με ένα απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων (για παράδειγμα, στους ανθρώπους - 23 χρωμοσώματα). Ωστόσο, η ποσότητα του DNA διατηρείται ίση με το διπλοειδές σύνολο.

Δεύτερη μειοτική διαίρεση (ισημερινή). Πρώτα έρχεται μια σύντομη ενδιάμεση φάση. στερείται σύνθεσης DNA. Ακολουθεί η προφάση II και η μετάφαση II. Στην ανάφαση II, δεν αποκλίνουν ομόλογα χρωμοσώματα, αλλά μόνο οι χρωματίδες τους. Επομένως, τα θυγατρικά κύτταρα παραμένουν απλοειδή. Το DNA στους γαμέτες είναι το μισό από αυτό στα σωματικά κύτταρα.

Η βιολογική σημασία της μείωσης: