Tabla comparativa de la biología de la meiosis y la mitosis. Tema de la lección: “Comparación de mitosis y meiosis” (grado 10)

Todas las estructuras celulares de los organismos vivos normalmente pasan por varias etapas principales de desarrollo. Durante su existencia, cada célula normalmente pasa por la etapa de reproducción o división. Puede ser directa, indirecta o reductiva. La división es una etapa normal de la vida de las unidades estructurales de diversos organismos, que asegura la existencia, crecimiento y reproducción normal de todos los seres vivos del planeta. Es gracias a la reproducción celular en el cuerpo humano que es posible la renovación de tejidos, la restauración de la integridad del epitelio o la dermis dañados, la herencia de datos genéticos, la concepción, la embriogénesis y muchos otros procesos importantes.

Hay dos tipos principales de reproducción de unidades estructurales en el cuerpo de criaturas multicelulares: mitosis y meiosis. Cada uno de estos métodos de reproducción tiene rasgos característicos.

¡Atención! La división celular también se distingue por una simple división en dos: la amitosis. En el cuerpo humano, este proceso ocurre en estructuras con cambios anormales, como los tumores.

La mitosis es la división vegetativa de células con núcleo, el proceso de reproducción más común. Este método también se llama reproducción indirecta o clonación, ya que el par de estructuras hijas formadas durante el mismo resultan completamente idénticas a la madre. Con la ayuda de la clonación se reproducen unidades estructurales somáticas del cuerpo humano.

¡Atención! La división vegetativa tiene como objetivo la formación de células absolutamente idénticas de generación en generación. Todas las células del cuerpo humano, excepto las reproductivas, se multiplican de forma similar.

La clonación forma la base de la ontogénesis, es decir, el desarrollo de un organismo desde la concepción hasta el momento de la muerte. La división mitótica es necesaria para el funcionamiento normal de diversos órganos y sistemas y para la formación y preservación de determinadas características humanas desde el nacimiento hasta la muerte a nivel morfológico y bioquímico. La duración de este método de reproducción celular es en promedio de 1 a 2 horas.

El curso de la mitosis se divide en cuatro fases principales:

Como resultado de la clonación, se forman dos células hijas a partir de una célula madre, que tienen un conjunto de cromosomas absolutamente similar y conservan todas las características cualitativas y cuantitativas de la célula original. En el cuerpo humano, debido a la mitosis, se produce una constante renovación de los tejidos.

¡Atención! El curso normal de los procesos mitóticos está garantizado por la regulación neurohumoral, es decir, la acción conjunta de los sistemas nervioso y endocrino.

Características del flujo de división de reducción.

La división meiótica es un proceso que da como resultado la formación de unidades estructurales reproductivas: los gametos. Con este método de reproducción se forman cuatro células hijas, cada una de las cuales tiene 23 cromosomas. Dado que los gametos formados como resultado de este método tienen un conjunto de cromosomas incompleto, se llama reducción. En el ser humano, durante la gametogénesis, es posible la formación de dos tipos de unidades estructurales:

• espermatozoides de espermatogonias;
• huevos en folículos.

Características

Dado que cada gameto resultante tiene un solo conjunto de cromosomas, al fusionarse con otra célula reproductiva se intercambia material genético y se forma un embrión que recibe un conjunto de cromosomas completo. Es a través de la meiosis que se garantiza la variabilidad combinatoria: este es un proceso que da como resultado la formación de una lista enorme de genotipos diferentes, y el feto hereda varios rasgos de la madre y el padre.

En el proceso de formación de estructuras haploides, también conviene distinguir las cuatro fases antes mencionadas características de la mitosis. La principal diferencia entre la división de reducción es que estos pasos se repiten dos veces.

¡Atención! La primera telofase termina con la formación de dos células con un conjunto genético completo de 46 cromosomas. Luego comienza la segunda división, por lo que se forman cuatro células reproductoras, cada una de las cuales tiene 23 cromosomas.

Durante la división meiótica, la primera etapa lleva más tiempo. Durante esta etapa se produce la fusión de los cromosomas y el proceso de intercambio de datos genéticos. La metafase transcurre de la misma manera que durante la mitosis, pero con un único conjunto de datos hereditarios. Durante la anafase, los centrómeros no se dividen y los cromosomas haploides se mueven hacia los polos.

El período entre dos divisiones, es decir, la interfase, es muy corto; durante este tiempo no se produce ácido desoxirribonucleico. Por lo tanto, las células resultantes después de la segunda telofase contienen un conjunto de cromosomas haploides, es decir, únicos. El conjunto diploide se restablece cuando dos células reproductivas se fusionan durante la singamia. Este es el proceso de unión de gametos masculinos y femeninos formados como resultado de la meiosis. Como resultado de la división reductora, se forma un cigoto, que tiene 46 cromosomas y un conjunto completo de información hereditaria recibida de ambos padres.

Durante la fusión de gametos, es posible formar diferentes variantes de cualquier característica. Es a través de la meiosis como los niños heredarán, por ejemplo, el color de ojos de uno de sus padres. Debido al porte recesivo de cualquier gen, es posible la transmisión de características a lo largo de una o varias generaciones.

¡Atención! Los rasgos dominantes son predominantes y suelen aparecer en la primera generación de descendientes. Recesivo: oculto o que desaparece gradualmente en individuos de generaciones posteriores.

El papel de la división mitótica:

1. Mantener un número constante de cromosomas. Si las células resultantes tuvieran un conjunto completo de cromosomas, en el feto después de la concepción su número se duplicaría.
2. Gracias a la división meiótica se forman células reproductoras con diferentes conjuntos de información hereditaria.
3. Recombinación de información hereditaria.
4. Asegurar la variabilidad de los organismos.

Características comparativas

Método de reproducción	Clonación	Gametogénesis
tipos de células	Somático	Reproductivo
Número de divisiones	Uno	Dos
¿Cuántas unidades estructurales hijas se forman al final?	2	4
Contenido de información hereditaria en células hijas.	no cambia	Cambios
Conjugación	No típico
	No típico	Marcado durante la primera división

Diferencias entre clonación y división reductora

La clonación y la propagación celular por reducción son procesos bastante similares. La división meiótica incluye las mismas etapas que la división mitótica, sin embargo, su duración y los procesos que ocurren en sus distintas etapas tienen diferencias significativas.

Vídeo - Mitosis y meiosis

Diferencias en el curso de la división sexual y asexual.

Las células resultantes de la división mitótica y la gametogénesis llevan diferentes cargas funcionales. Por eso durante la meiosis se notan algunas características del flujo:

1. En la primera etapa de la reducción, se anotan la división, la conjugación y el cruce. Estos procesos son necesarios para el intercambio mutuo de información genética.
2. Durante la anafase, se observa segregación de cromosomas similares.
3. En el período entre dos ciclos de división, no se produce la reduplicación de las moléculas de ácido desoxirribonucleico.

¡Atención! La conjugación es un estado de convergencia gradual de cromosomas homólogos, es decir, similares entre sí y la posterior formación de pares. El cruce es la transición de ciertas secciones de un cromosoma a otro.

La segunda etapa de la gametogénesis se desarrolla exactamente de la misma manera que la mitosis.

Diferencias características en los resultados del proceso de división:

1. El resultado de la clonación es la formación de dos unidades estructurales y el resultado de la división reductora es cuatro.
2. Con la ayuda de la clonación se dividen las unidades estructurales somáticas que forman los distintos tejidos del cuerpo. Como resultado de la meiosis, solo se forman células reproductoras: óvulos y espermatozoides.
3. La clonación conduce a la formación de unidades estructurales absolutamente idénticas y durante la división meiótica se produce una redistribución de los datos genéticos.
4. Como resultado de la división reductora, la cantidad de información hereditaria en las células reproductivas se reduce en un 50%. Esto permite fusionar posteriormente los datos genéticos de las células de la madre y del padre durante la fertilización.

La división de clonación y reducción son los procesos más importantes que garantizan el funcionamiento normal del cuerpo. Las células hijas formadas como resultado de la clonación son idénticas a las originales en todo, incluso a nivel de ácido desoxirribonucleico. Esto permite que el conjunto de cromosomas se transmita sin cambios de una generación de células a otra. La mitosis es la base del crecimiento normal del tejido. El significado biológico de la división reductora radica en la preservación de un cierto número de cromosomas en organismos cuya reproducción se produce sexualmente. Al mismo tiempo, la división meiótica permite la manifestación de la cualidad más importante de varios organismos multicelulares: la variabilidad combinativa. Gracias a ella se consigue transmitir diversas características tanto del padre como de la madre a la descendencia.

Tan meticulosamente descrito en cualquier libro de texto. ¿Realmente hay algo más que deba agregarse aquí?

Pero no se apresure a sacar conclusiones, confíe en mi experiencia como tutor de biología. Lo que hablaremos hoy puede resultar útil para muchos. Y hablaremos de los malentendidos que surgen durante los exámenes al responder estas preguntas.

Y en general sobre los posibles errores de la juventud, cuando a veces dejamos pasar desapercibida la información más importante de la vida...

Una vez más, tal vez empiece con algunas críticas a los libros de texto. El tema de la división es tan importante que se le da mucho espacio. Parecería que nada más podría ser mejor. : Para explicar los procesos se proporcionan numerosas ilustraciones en color y varios diagramas.

La mitosis son las cuatro etapas de la división. La meiosis consta de hasta ocho etapas de división, lo que indica no solo los nombres de los procesos en sí, sino también una descripción detallada de lo que le sucede a cada "cosa" celular en cada etapa.

Estoy de acuerdo en que para aprobar el examen hay que aprender, o más bien memorizar, todos estos “detalles minuciosos”. Es decir, todo esto se recuerda por poco tiempo. Pero debido al montón de pequeñas cosas privadas, lo más importante se escapa, y entonces no se recuerda la esencia misma y el significado de los fenómenos.

Y lo que realmente debería permanecer en tu cabeza durante mucho tiempo, para que al final no cometas los errores más simples ni en los exámenes ni, lo que es más importante, en tu vida.

1. Al menos no confunda los nombres de los procesos entre sí.

De lo contrario, sucede como con los conceptos: los nombres de los procesos en sí se recuerdan, pero en el 50% de los casos ocurre exactamente lo contrario.

Después de “alejarse” hacia los polos de la célula madre en anafase de la mitosis uno cromosomas cromátidos, en las dos células hijas recién formadas el contenido de ADN se vuelve idéntico al de la célula madre original - 2n2с.

Dado que, como resultado de la mitosis, se forman dos células completas a partir de una célula original (dicen "célula madre"), con información genética completamente idéntica a la de la célula original, la mitosis se puede llamar el término "reproducción": esto es asexual. reproducción.

¿Cuál es la esencia de la meiosis?

La palabra "meiosis" en sí se puede pronunciar suavemente, con una voz cantarina (m-ee-e-y-oz): este es un tipo de división celular reductora, que conduce a la formación de cuatro a partir de una célula, pero con la mitad. , conjunto haploide de cromosomas ( 1n1с).

Y ahora recuerda mi pensamiento sedicioso. La meiosis, a diferencia de la mitosis, no es reproducción. Esta es una forma de formar células haploides (esporas en plantas y gametos en animales). Los gametos sólo después del proceso de fecundación, que en este caso es la reproducción sexual, servirán para formar un nuevo organismo.

Una vez más, llamo su atención sobre el hecho de que en los organismos animales, las células de los tejidos especializados de las gónadas se dividen mediante meiosis, a partir de las cuales se forman gametos o células germinales. En las plantas, las esporas se forman mediante meiosis y luego los gametos se forman mediante mitosis.

La meiosis, al igual que la mitosis, está precedida por la duplicación del material genético de la célula, pero la meiosis se produce en dos etapas: meiosis I y meiosis II. .

La reducción en el número de cromosomas en sí, es decir, una disminución en su número a la mitad, ocurre después de la primera etapa de la meiosis, ya que durante la profase de la meiosis I se produjo la conjugación de cromosomas homólogos, pero los cromosomas de las dos formaron células haploides. todavía permanece bicromátida ( 1n2c).

Hay muy poco tiempo entre la meiosis I y la meiosis II, duplicando adicionalmente el ADN. No está sucediendo y nuevamente cada célula forma dos células haploides ( 1n), pero ya son "normales" - monocromátidas ( 1s).

2. ¿Qué más es muy importante que todos recuerden, especialmente los jóvenes: padres potenciales?

Es durante la meiosis, durante la maduración de las células germinales, que como resultado de la conjugación de cromosomas homólogos, cualquier "baraja" de material genético entre cromosomas homólogos puede ocurrir en la profase I de la meiosis: entrecruzamiento.

Y en este momento de formación tanto de óvulos como de espermatozoides, es especialmente importante que el cuerpo humano no esté expuesto a factores adversos (crisis nerviosas, grandes dosis de medicamentos, alcohol, nicotina y otras drogas) que podrían provocar un cruce. errores durante la meiosis ( y, por tanto, a la aparición de genéticamente inferior descendencia).

3. ¿A qué más deberías prestarle atención?

Incluso si recuerda bien que todas las células somáticas del cuerpo se reproducen por mitosis y que la meiosis es el método de formación de las células sexuales, se comete el siguiente error.

Sí, la meiosis es una forma de formar células germinales, pero... Pero solo en organismos !!! Nuevamente quiero enfatizar que todas las plantas superiores (musgos, helechos, gimnospermas y angiospermas) pasan por una división meiótica. ¡controversia! Posteriormente, a partir de esporas haploides por mitosis plantas - gametos.

Los autores de los libros de texto escolares deberían prestar atención a esto, ya que a los redactores de los ítems de los exámenes les gusta (y tienen razón) incluir preguntas sobre los procesos fundamentales del funcionamiento de los sistemas vivos. Y los métodos de reproducción de células de organismos vivos y los métodos de reproducción sexual de organismos de diferentes taxones son precisamente esos procesos.

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Ahora escribo y pienso que lástima que este blog siga siendo invisible en Internet (espero que “por ahora”). Al fin y al cabo, la información de este post es útil para todos, especialmente para las generaciones más jóvenes, para que no acaben pagando por la salud de sus hijos el resto de sus vidas por desconocimiento.

Tipo de lección: lección de generalización.

Forma de lección: lección práctica.

• continuar formando la visión del mundo de los estudiantes sobre la continuidad de la vida;
• introducir la diferencia química y biológica entre los procesos que ocurren en la célula durante la mitosis y la meiosis;
• desarrollar la capacidad de organizar secuencialmente los procesos de mitosis y meiosis;
• desarrollar habilidades en análisis comparativo de procesos de división celular;

1. educativo:

a) actualizar los conocimientos de los estudiantes sobre los diferentes tipos de división celular (mitosis, amitosis, meiosis);

b) formarse una idea de las principales similitudes y diferencias entre los procesos de mitosis y meiosis, su esencia biológica;

2. educativo: desarrollar el interés cognitivo por la información de diferentes campos de la ciencia;

3. desarrollando:

a) desarrollar habilidades para trabajar con diferentes tipos de información y formas de presentarla;

b) continuar trabajando en el desarrollo de habilidades para analizar y comparar procesos de división celular;

Equipo educativo: computadora con proyector multimedia, modelo de aplicación “División celular. Mitosis y meiosis” (kits de demostración y distribución); tabla “Mitosis. Mitosis".

Estructura de la lección (la lección está diseñada para una hora académica, impartida en un aula de biología con un proyector multimedia, diseñada para perfil químico y biológico de décimo grado). Breve plan de lección:

1. momento organizativo (2 min);

2. actualización de conocimientos, términos y conceptos básicos relacionados con los procesos de división celular (8 min);

3. generalización del conocimiento sobre los procesos de mitosis y meiosis (13 min);

4. trabajo práctico “Similitudes y diferencias entre mitosis y meiosis (15 min);

Consolidar conocimientos sobre el tema estudiado (5 min);

Tarea (2 min).

Notas detalladas de la lección:

1. momento organizacional. Explicación del propósito de la lección, su lugar en el tema en estudio, características de su implementación.

2. actualización de conocimientos, términos y conceptos básicos relacionados con los procesos de división celular: - división celular;

3. generalización del conocimiento sobre los procesos de división celular:

3.1. Mitosis:

Demostración del modelo interactivo “Mitosis”;

Trabajo práctico con el modelo de aplicación "Mitosis" (folletos para cada estudiante, practicando la capacidad de los estudiantes para mostrar la secuencia de los procesos de mitosis);

Trabajar con el modelo de aplicación “Mitosis” (kit de demostración, comprobación de los resultados del trabajo práctico)

Conversación sobre las fases de la mitosis:

Fase de mitosis,conjunto de cromosomas(n-cromosomas, c - ADN)	Dibujo	Características de la fase, disposición de los cromosomas.
Profase		Desmantelamiento de membranas nucleares, divergencia de centriolos hacia diferentes polos de la célula, formación de filamentos del huso, “desaparición” de nucléolos, condensación de cromosomas bicromátidos.
Metafase		Disposición de los cromosomas bicromátidos máximamente condensados ​​​​en el plano ecuatorial de la célula (placa metafásica), unión de los filamentos del huso en un extremo a los centriolos y el otro a los centrómeros de los cromosomas.
Anafase		La división de los cromosomas de dos cromátidas en cromátidas y la divergencia de estas cromátidas hermanas hacia los polos opuestos de la célula (en este caso, las cromátidas se convierten en cromosomas monocromátidos independientes).
Telofase		Descondensación de los cromosomas, formación de membranas nucleares alrededor de cada grupo de cromosomas, desintegración de los hilos del huso, aparición de un nucléolo, división del citoplasma (citotomía). La citotomía en las células animales se produce debido al surco de escisión, en las células vegetales, debido a la placa celular.

3.2. Mitosis.

Demostración del modelo interactivo “Meiosis”

Trabajo práctico con el modelo de aplicación "Meiosis" (folletos para cada alumno, practicando la capacidad de los estudiantes para mostrar la secuencia de los procesos de meiosis);

Trabajar con el modelo de aplicación “Meiosis” (kit de demostración, comprobación de los resultados del trabajo práctico)

Conversación sobre las fases de la meiosis:

Fase de meiosis,conjunto de cromosomas(n - cromosomas, c - ADN)	Dibujo	Características de la fase, disposición de los cromosomas.
Profase 1 2n4c		Desmantelamiento de membranas nucleares, divergencia de centríolos hacia diferentes polos de la célula, formación de filamentos del huso, “desaparición” de nucléolos, condensación de cromosomas bicromátidos, conjugación de cromosomas homólogos y entrecruzamiento.
Metafase 1 2n4c		Disposición de los bivalentes en el plano ecuatorial de la célula, unión de los filamentos del huso en un extremo a los centríolos y el otro a los centrómeros de los cromosomas.
Anafase 1 2n4c		Divergencia aleatoria independiente de los cromosomas bicromátidos hacia los polos opuestos de la célula (de cada par de cromosomas homólogos, un cromosoma va a un polo y el otro al otro), recombinación de cromosomas.
Telofase 1 en ambas celdas 1n2c		Formación de membranas nucleares alrededor de grupos de cromosomas bicromátidos, división del citoplasma.
Profase 2 1n2c		Desmantelamiento de membranas nucleares, divergencia de centríolos hacia diferentes polos de la célula, formación de filamentos del huso.
Metafase 2 1n2c		Disposición de los cromosomas bicromátidos en el plano ecuatorial de la célula (placa metafásica), unión de los hilos del huso en un extremo a los centriolos y el otro a los centrómeros de los cromosomas.
Anafase 2 2n2c		La división de los cromosomas de dos cromátidas en cromátidas y la divergencia de estas cromátidas hermanas hacia los polos opuestos de la célula (en este caso, las cromátidas se convierten en cromosomas monocromátidos independientes), recombinación de cromosomas.
Telofase 2 en ambas celdas 1n1c Total 4 a 1n1c		Descondensación de los cromosomas, formación de membranas nucleares alrededor de cada grupo de cromosomas, desintegración de los hilos del huso, aparición del nucléolo, división del citoplasma (citotomía) con la formación de dos y, en última instancia, ambas divisiones meióticas: cuatro células haploides.

Conversación sobre cambiar la fórmula del núcleo celular.

Discusión sobre los resultados de la meiosis:

Una célula madre haploide produce cuatro células hijas haploides.

Conversación sobre el significado de la meiosis: A)Mantiene un número constante de cromosomas de una especie de generación en generación. (el conjunto diploide de cromosomas se restaura cada vez durante la fertilización como resultado de la fusión de dos gametos haploides;

b) la meiosis es uno de los mecanismos para la aparición de variabilidad hereditaria (variabilidad combinativa);

4. Trabajo práctico “Comparación de mitosis y meiosis” utilizando la presentación “Mitosis y meiosis. Análisis comparativo” (ver Apéndice 1)

Los estudiantes tienen mesas de tareas:

Resolviendo las similitudes entre mitosis y meiosis:

Resolviendo las diferencias generales entre mitosis y meiosis (con pequeñas aclaraciones sobre las fases de división):

Comparación	Mitosis	Mitosis
Similitudes	1.Tener las mismas fases de división.
	2. Antes de la mitosis y la meiosis, se produce la autoduplicación de las moléculas de ADN en los cromosomas (reduplicación) y la espiralización de los cromosomas.
Diferencias	1. Una división.	1. Dos divisiones consecutivas.
	2. En la metafase, todos los cromosomas duplicados se alinean por separado a lo largo del ecuador.
	3. Sin conjugación	3. Hay conjugación
	4. La duplicación de las moléculas de ADN se produce en interfase, separándose las dos divisiones.	4. Entre la primera y la segunda división no hay interfase y no se produce duplicación de moléculas de ADN.
	5. Se forman dos células diploides (células somáticas).	5. Se forman cuatro células haploides (células sexuales).
	6.Ocurre en células somáticas.	6. ocurre en células germinales en maduración
	7. Subyace a la reproducción asexual	7. Subyace a la reproducción sexual

5. Fijación del material.

Completar la tarea de la parte B de los materiales de prueba del Examen Estatal Unificado.

Relacione las características distintivas y los tipos de división celular:

Rasgos distintivos Tipos de división celular.

1. Se produce una división.	A) mitosis
2. Los cromosomas duplicados homólogos están dispuestos a lo largo del ecuador en pares (bivalentes).
3. Sin conjugación	b) meiosis
4. Mantiene un número constante de cromosomas de una especie de generación en generación.
5. Dos divisiones consecutivas.
6. La duplicación de las moléculas de ADN se produce en interfase, separando las dos divisiones.
7. Se forman cuatro células haploides (células sexuales).
8. Entre la primera y la segunda división no hay interfase y no se produce ninguna duplicación de las moléculas de ADN.
9. Hay conjugación
10. Se forman dos células diploides (células somáticas).
11. En la metafase, todos los cromosomas duplicados se alinean por separado a lo largo del ecuador. 12. Proporciona reproducción asexual, regeneración de partes perdidas, reemplazo celular en organismos multicelulares.
13. Asegura la estabilidad del cariotipo de las células somáticas a lo largo de la vida.
14. Es uno de los mecanismos del surgimiento de la variabilidad hereditaria (variabilidad combinativa;

6. Tarea:

Completa la tabla “Comparación de mitosis y meiosis” en un cuaderno.

Repetir el material sobre mitosis y meiosis (detalles sobre las etapas)

29.30 (V.V. Pasechnik); 19.22 págs. 130-134 (G.M. Dymshits)

Elaborar una tabla “Características comparativas del progreso de la mitosis y la meiosis”

Características comparativas de mitosis y meiosis.

Fases del ciclo celular, su resultado.	Mitosis	Mitosis
		yo división	II división
Interfase: síntesis de ADN, ARN, ATP, proteínas, aumento número de orgánulos, finalización de la segunda cromátida de cada cromosoma
Profase: a) espiralización cromosómica b) destrucción de la capa nuclear; c) destrucción de nucléolos; d) formación del aparato mitótico: divergencia de los centríolos hacia los polos de la célula, formación de un huso de división
Metafase: a) formación de la placa ecuatorial: los cromosomas se alinean estrictamente a lo largo del ecuador de la célula; b) unión de los filamentos del huso a los centrómeros; c) hacia el final de la metafase – el comienzo de la separación de las cromátidas hermanas
Anafase: a) finalización de la separación de las cromátidas hermanas; b) divergencia de los cromosomas hacia los polos de la célula.
Telofase– formación de células hijas: a) destrucción del aparato mitótico; b) separación del citoplasma; c) despiralización de los cromosomas;

Bibliografía:

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2. Biología general: un libro de texto para los grados 10-11 con un estudio en profundidad de la biología en la escuela / Ed. V.K. Shumny, G.M. Dymshits, A.O. Ruvinsky. – M., “Ilustración”, 2004.

3. N. Green, W. Stout, D. Taylor - Biología: en 3 volúmenes. T.3.: trad. Del inglés/Ed. R. Soper. – M., “Mir”, 1993

4. T.L. Bogdanova, E.A. Solodova - Biología: un libro de referencia para estudiantes de secundaria y solicitantes de universidades - M., “AST-PRESS SCHOOL”, 2004.

5. D.I. Mamontov – Biología abierta: un curso completo de biología interactiva (en CD) – “Physicon”, 2005

Mitosis Es un método de división celular en eucariotas que produce células haploides. Esto difiere de la meiosis a la mitosis, que produce células diploides.

Además, la meiosis se produce en dos divisiones sucesivas, que se denominan primera (meiosis I) y segunda (meiosis II), respectivamente. Ya después de la primera división, las células contienen un único conjunto de cromosomas, es decir, haploide. Por lo tanto, la primera división a menudo se llama reduccionista. Aunque en ocasiones se utiliza el término “división reductora” en relación a toda la meiosis.

La segunda división se llama ecuacional y el mecanismo de su aparición es similar a la mitosis. En la meiosis II, las cromátidas hermanas se mueven hacia los polos celulares.

La meiosis, como la mitosis, está precedida en la interfase por la síntesis de ADN: replicación, después de lo cual cada cromosoma ya consta de dos cromátidas, que se denominan cromátidas hermanas. No hay síntesis de ADN entre la primera y la segunda división.

Si como resultado de la mitosis se forman dos células, entonces como resultado de la meiosis - 4. Sin embargo, si el cuerpo produce óvulos, solo queda una célula, que tiene nutrientes concentrados en sí misma.

La cantidad de ADN antes de la primera división suele denominarse 2n 4c. Aquí n denota cromosomas, c – cromátidas. Esto significa que cada cromosoma tiene un par homólogo (2n), mientras que al mismo tiempo cada cromosoma consta de dos cromátidas. Teniendo en cuenta la presencia de un cromosoma homólogo se obtienen cuatro cromátidas (4c).

Después de la primera y antes de la segunda división, la cantidad de ADN en cada una de las dos células hijas se reduce a 1n 2c. Es decir, los cromosomas homólogos se dispersan en diferentes células, pero siguen contando con dos cromátidas.

Después de la segunda división, se forman cuatro células con un conjunto de 1n 1c, es decir, cada una contiene solo un cromosoma de un par de homólogos y consta de una sola cromátida.

A continuación se muestra una descripción detallada de la primera y segunda división meiótica. La designación de las fases es la misma que en la mitosis: profase, metafase, anafase, telofase. Sin embargo, los procesos que ocurren en estas fases, especialmente en la profase I, son algo diferentes.

Meiosis I

Profase I

Esta suele ser la fase más larga y compleja de la meiosis. Tarda mucho más que durante la mitosis. Esto se debe al hecho de que en este momento los cromosomas homólogos se acercan e intercambian secciones de ADN (se produce conjugación y entrecruzamiento).

Conjugación- el proceso de vinculación de cromosomas homólogos. Cruzando- intercambio de regiones idénticas entre cromosomas homólogos. Las cromátidas no hermanas de cromosomas homólogos pueden intercambiar secciones equivalentes. En los lugares donde se produce tal intercambio, los llamados quiasma.

Los cromosomas homólogos pares se llaman bivalentes, o cuadernos. La conexión persiste hasta la anafase I y está asegurada por centrómeros entre cromátidas hermanas y quiasmas entre cromátidas no hermanas.

En la profase se produce la espiralización de los cromosomas, de modo que al final de la fase los cromosomas adquieren su forma y tamaño característicos.

En etapas posteriores de la profase I, la envoltura nuclear se desintegra en vesículas y los nucléolos desaparecen. Comienza a formarse el huso meiótico. Se forman tres tipos de microtúbulos del huso. Algunos están unidos a cinetocoros, otros a tubos que crecen desde el polo opuesto (la estructura actúa como espaciadores). Otros más forman una estructura estrellada y se adhieren al esqueleto membranoso, sirviendo de soporte.

Los centrosomas con centríolos divergen hacia los polos. Los microtúbulos penetran en la región del núcleo anterior y se unen a los cinetocoros ubicados en la región del centrómero de los cromosomas. En este caso, los cinetocoros de las cromátidas hermanas se fusionan y actúan como una sola unidad, lo que permite que las cromátidas de un cromosoma no se separen y posteriormente se muevan juntas hacia uno de los polos de la célula.

Metafase I

Finalmente se forma el huso de fisión. Los pares de cromosomas homólogos se encuentran en el plano ecuatorial. Se alinean uno frente al otro a lo largo del ecuador de la célula, de modo que el plano ecuatorial se encuentra entre pares de cromosomas homólogos.

Anafase I

Los cromosomas homólogos se separan y se mueven a diferentes polos de la célula. Debido al cruce que se produjo durante la profase, sus cromátidas ya no son idénticas entre sí.

Telofase I

Los granos se restauran. Los cromosomas se convierten en cromatina fina. La célula se divide en dos. En animales, invaginación de la membrana. Las plantas forman una pared celular.

MeiosisII

La interfase entre dos divisiones meióticas se llama intercinesis, es muy corto. A diferencia de la interfase, no se produce la duplicación del ADN. De hecho, ya está duplicado, solo que cada una de las dos células contiene uno de los cromosomas homólogos. La meiosis II ocurre simultáneamente en dos células formadas después de la meiosis I. El siguiente diagrama muestra la división de solo una célula a partir de dos.

Profase II

Corto. Los núcleos y nucléolos vuelven a desaparecer y las cromátidas giran en espiral. El huso comienza a formarse.

Metafase II

Cada cromosoma, que consta de dos cromátidas, está unido a dos cadenas de huso. Un hilo de un polo, el otro del otro. Los centrómeros constan de dos cinetocoros separados. La placa de metafase se forma en un plano perpendicular al ecuador de la metafase I. Es decir, si la célula madre en la meiosis se dividió, ahora se dividirán dos células.

Anafase II

La proteína que une las cromátidas hermanas se separa y se mueven a polos diferentes. Ahora las cromátidas hermanas se llaman cromosomas hermanos.

Telofase II

Similar a la telofase I. Se produce la despiralización de los cromosomas, el huso desaparece, se forman núcleos y nucléolos y se produce la citocinesis.

El significado de la meiosis.

En un organismo multicelular, sólo las células sexuales se dividen por meiosis. Por lo tanto, el principal significado de la meiosis es seguridadmecanismoAreproducción sexual,en el que el número de cromosomas de una especie permanece constante.

Otro significado de meiosis es la recombinación de información genética que ocurre en la profase I, es decir, variabilidad combinativa. En dos casos se crean nuevas combinaciones de alelos. 1. Cuando se produce el entrecruzamiento, es decir, las cromátidas no hermanas de cromosomas homólogos intercambian secciones. 2. Con divergencia independiente de cromosomas hacia los polos en ambas divisiones meióticas. En otras palabras, cada cromosoma puede aparecer en una célula en cualquier combinación con otros cromosomas que no sean homólogos a él.

Ya después de la meiosis I, las células contienen información genética diferente. Después de la segunda división, las cuatro células son diferentes entre sí. Ésta es una diferencia importante entre la meiosis y la mitosis, que produce células genéticamente idénticas.

El entrecruzamiento y la divergencia aleatoria de cromosomas y cromátidas en las anafase I y II crean nuevas combinaciones de genes y son unode las causas de la variabilidad hereditaria de los organismos., gracias al cual es posible la evolución de los organismos vivos.

1. ¿En qué se diferencia la mitosis de la meiosis?

Respuesta. La mitosis es la división universal de las células somáticas, como resultado de lo cual se forman 2 células hijas a partir de la célula original (madre), genéticamente idéntica a la madre.

La meiosis es un método especial de división que da como resultado la formación de 4 células con un conjunto de cromosomas reducido a la mitad en comparación con la madre (generalmente se forman células con un conjunto de cromosomas haploides), y todas las células resultantes son genéticamente diferentes entre sí. otro.

En la meiosis no se produce una división (como en la mitosis), sino dos divisiones sucesivas: reducción y ecuación.

En la meiosis (en la profase de la primera división), se produce la conjugación de cromosomas homólogos y el entrecruzamiento, pero en la mitosis esto no ocurre.

En la anafase de la primera división de la meiosis, no las cromátidas, sino cromosomas enteros divergen hacia los polos.

2. ¿Qué fases de la mitosis conoces?

Respuesta. Hay cuatro fases de la mitosis: profase, metafase, anafase y telofase. En la profase, los centríolos son claramente visibles, formaciones ubicadas en el centro celular y que desempeñan un papel en la división de los cromosomas hijos de los animales. Los centriolos se dividen y se mueven a diferentes polos de la célula. Los microtúbulos se extienden desde los centríolos y forman filamentos del huso, que regula la divergencia de los cromosomas hacia los polos de la célula en división.

Al final de la profase, la membrana nuclear se desintegra, el nucléolo desaparece gradualmente, los cromosomas giran en espiral y, como resultado, se acortan y engrosan, y ya se pueden observar al microscopio óptico. Son aún mejor visibles en la siguiente etapa de la mitosis: la metafase.

En la metafase, los cromosomas se ubican en el plano ecuatorial de la célula. Es claramente visible que cada cromosoma, que consta de dos cromátidas, tiene una constricción: un centrómero. Los cromosomas están unidos al filamento del huso mediante sus centrómeros. Después de la división del centrómero, cada cromátida se convierte en un cromosoma hijo independiente.

Luego viene la siguiente etapa de la mitosis: la anafase, durante la cual los cromosomas hijos (cromátidas de un cromosoma) divergen hacia diferentes polos de la célula.

La siguiente etapa de la división celular es la telofase. Comienza después de que los cromosomas hijos, que constan de una cromátida, han alcanzado los polos de la célula. En esta etapa, los cromosomas vuelven a formar espirales y adquieren la misma apariencia que tenían antes del inicio de la división celular en interfase (hilos largos y delgados). Aparece una envoltura nuclear a su alrededor y en el núcleo se forma un nucleolo, en el que se sintetizan los ribosomas. Durante el proceso de división citoplasmática, todos los orgánulos (mitocondrias, complejo de Golgi, ribosomas, etc.) se distribuyen de forma más o menos uniforme entre las células hijas.

Preguntas posteriores al §28

1. ¿Qué es la apoptosis?

Respuesta. En protozoos y bacterias, la división celular es el principal método de reproducción. La ameba, por ejemplo, no sufre muerte natural y, en lugar de morir, simplemente se divide en dos nuevas células. Está claro que las células de un organismo multicelular no pueden dividirse sin cesar, de lo contrario todas las criaturas, incluidas las personas, se volverían inmortales. Esto no sucede porque el ADN de la célula contiene “genes de muerte” especiales que tarde o temprano se activan. Esto conduce a la síntesis de proteínas especiales que matan a esta célula: se contrae, se destruyen sus orgánulos y membranas, pero de tal forma que sus partes se pueden reutilizar. Esta muerte celular "programada" se llama apoptosis. Pero desde su “nacimiento” hasta la apoptosis, la célula pasa por muchos ciclos celulares normales. En diferentes tipos de organismos, el ciclo celular dura diferentes tiempos: para las bacterias, unos 20 minutos, para los ciliados, de 10 a 20 horas. Las células tisulares de los organismos multicelulares se dividen muy a menudo en las primeras etapas de su desarrollo, y luego la célula Los ciclos se alargan significativamente. Por ejemplo, inmediatamente después del nacimiento, las neuronas de los animales se dividen con frecuencia: entonces se forma el 80% del cerebro. Sin embargo, la mayoría de estas células pierden rápidamente la capacidad de dividirse y algunas sobreviven sin dividirse hasta la muerte natural del animal por vejez.

2. ¿Qué ciclo se llama mitótico?

Respuesta. Un componente esencial de cada ciclo celular es el ciclo mitótico, que incluye la preparación de la célula para el proceso de división y la división misma. Además, el ciclo vital incluye periodos de descanso largos o cortos cuando la célula realiza sus funciones en el organismo. Después de cada uno de estos períodos, la célula debe entrar en el ciclo mitótico o en la apoptosis.

3. ¿Qué procesos ocurren en la célula durante la interfase?

Respuesta. La preparación de una célula para la división se llama interfase. Consta de tres periodos.

El período presintético (G1) es la parte más larga de la interfase. Puede durar en diferentes tipos de células desde 2 a 3 horas hasta varios días. Este período sigue inmediatamente a la división anterior, durante la cual la célula crece, acumulando energía y sustancias para la posterior duplicación del ADN.

El período sintético (S), que suele durar de 6 a 10 horas, incluye la duplicación del ADN, la síntesis de proteínas necesarias para la formación de los cromosomas y un aumento en la cantidad de ARN. Al final de este período, cada cromosoma ya consta de dos cromátidas idénticas conectadas entre sí en el centrómero. Durante este mismo periodo, los centríolos se duplican.

El período postsintético (G2) ocurre después de la duplicación de los cromosomas. Dura de 2 a 5 horas; Durante este tiempo, se acumula energía para la próxima mitosis y se sintetizan proteínas de microtúbulos, que posteriormente forman el huso. La célula ahora puede comenzar la mitosis.

Antes de pasar a la descripción de los métodos de división celular, consideremos el proceso de duplicación del ADN, como resultado del cual se forman cromátidas hermanas en el período sintético.

4. ¿Durante qué período de interfase ocurre la replicación del ADN?

Respuesta. La duplicación de una molécula de ADN también se llama replicación o reduplicación. Durante la replicación, parte de la molécula de ADN "madre" se descompone en dos hebras con la ayuda de una enzima especial, y esto se logra rompiendo los enlaces de hidrógeno entre bases nitrogenadas complementarias: adenina - timina y guanina - citosina. A continuación, para cada nucleótido de las cadenas de ADN divergentes, la enzima ADN polimerasa le asigna un nucleótido complementario. Por lo tanto, se forman dos moléculas de ADN de doble cadena, cada una de las cuales incluye una cadena de la molécula "madre" y una cadena recién sintetizada ("hija"). Estas dos moléculas de ADN son absolutamente idénticas.