A meiózis lényege, mechanizmusa és biológiai jelentősége. A meiózis szaporodási funkciója és biológiai jelentősége

Az ivaros szaporodás során a leányszervezet két csírasejt fúziója eredményeként jön létre ( ivarsejtek) és az azt követő fejlődés megtermékenyített petesejtből - zigóták.

A szülők nemi sejtjei haploid készlettel rendelkeznek ( n) kromoszómák, a zigótában pedig, ha két ilyen halmazt kombinálunk, a kromoszómák száma diploid lesz (2 n): minden homológ kromoszómapár egy apai és egy anyai kromoszómát tartalmaz.

A haploid sejtek a diploid sejtekből egy speciális sejtosztódás - meiózis - eredményeként jönnek létre.

Meiosis - egyfajta mitózis, melynek eredményeként a csírasejtek diploid (2n) szomatikus sejtjeiLez haploid ivarsejteket alkotott (1n). A megtermékenyítés során az ivarsejtmagok összeolvadnak, és helyreáll a diploid kromoszómakészlet. Így a meiózis biztosítja az egyes fajok számára állandó kromoszómakészlet és DNS mennyiség megőrzését.

A meiózis egy folyamatos folyamat, amely két egymást követő felosztásból áll, az I. meiózis és a II. meiózis. Mindegyik részleg profázisra, metafázisra, anafázisra és telofázisra oszlik. Az I. meiózis következtében a kromoszómák száma felére csökken ( csökkentési részleg): a meiosis II során a haploid sejtek megmaradnak (egyenletosztás). A meiózisba belépő sejtek a 2n2xp genetikai információt tartalmazzák (1. ábra).

A meiózis I. fázisában a kromatin fokozatosan feltekercselve kromoszómákat képez. A homológ kromoszómák közelednek egymáshoz, és közös szerkezetet alkotnak, amely két kromoszómából (bivalens) és négy kromatidából (tetrad) áll. Két homológ kromoszóma teljes hosszában történő érintkezését konjugációnak nevezzük. Ezután taszító erők jelennek meg a homológ kromoszómák között, és a kromoszómák először a centromer régióban válnak el, a váll régióban összekapcsolva maradnak, és dekuszkációkat (chiasmatákat) képeznek. A kromatidák divergenciája fokozatosan növekszik, és a dekuszkációk a végük felé tolódnak el. A homológ kromoszómák egyes kromatidjai közötti konjugáció során helyek cseréje történhet – átkelés, ami a genetikai anyag rekombinációjához vezet. A profázis végére a nukleáris burok és a magok feloldódnak, és kialakul az akromatin orsó. A genetikai anyag tartalma változatlan marad (2n2хр).

Metafázisban meiosis I. kromoszóma bivalensek a sejt egyenlítői síkjában helyezkednek el. Ebben a pillanatban a spiralizációjuk eléri a maximumot. A genetikai anyag tartalma nem változik (2n2xp).

anafázisban meiosis I homológ kromoszómák, amelyek két kromatidából állnak, végül eltávolodnak egymástól, és a sejt pólusai felé divergálnak. Következésképpen minden homológ kromoszómapárból csak egy kerül be a leánysejtbe - a kromoszómák száma felére csökken (csökkenés következik be). A genetikai anyag tartalma minden póluson 1n2xp lesz.

telofázisban magképződés és a citoplazma osztódása következik be - két leánysejt képződik. A leánysejtek haploid kromoszómakészletet tartalmaznak, minden kromoszómának két kromatidja van (1n2xp).

Interkinézis- rövid időköz az első és a második meiotikus osztódás között. Ekkor a DNS-replikáció nem történik meg, és két leánysejt gyorsan belép a meiosis II-be, a mitózis típusának megfelelően.

Rizs. egy. A meiózis diagramja (egy pár homológ kromoszóma látható). I. meiózis: 1, 2, 3. 4. 5 - profázis; 6 - metafázis; 7 - anafázis; 8 - telofázis; 9 - interkinézis. Meiosis II; 10 - metafázis; II - anafázis; 12 - leánysejtek.

profázisban meiosis II, ugyanazok a folyamatok mennek végbe, mint a mitózis profázisában. A metafázisban a kromoszómák az egyenlítői síkban helyezkednek el. Nincs változás a genetikai anyag tartalmában (1n2хр). A meiosis II anafázisában az egyes kromoszómák kromatidjai a sejt ellentétes pólusaira költöznek, és az egyes pólusokon a genetikai anyag tartalma lnlxp lesz. A telofázisban 4 haploid sejt (lnlxp) képződik.

Így a meiózis eredményeként egy diploid anyasejtből 4 haploid kromoszómakészlettel rendelkező sejt keletkezik. Ezenkívül az I. meiózis profázisában a genetikai anyag rekombinációja (átkelés), az I. és II. anafázisban pedig a kromoszómák és kromatidák véletlenszerű távozása az egyik vagy a másik pólushoz. Ezek a folyamatok a kombinatív változékonyság okai.

A meiózis biológiai jelentősége:

1) a gametogenezis fő szakasza;

2) biztosítja a genetikai információ átvitelét a szervezetről a szervezetre az ivaros szaporodás során;

3) a leánysejtek genetikailag nem azonosak a szülővel és egymással.

A meiózis biológiai jelentősége abban is rejlik, hogy a csírasejtek kialakulásához a kromoszómák számának csökkenése szükséges, mivel a megtermékenyítés során az ivarsejtmagok egyesülnek. Ha ez a csökkenés nem következne be, akkor a zigótában (és így a leányszervezet összes sejtjében) kétszer annyi kromoszóma lenne. Ez azonban ellentmond a kromoszómák számának állandóságára vonatkozó szabálynak. A meiózis miatt a csírasejtek haploidok, és a zigótában a megtermékenyítés során egy diploid kromoszómakészlet áll helyre (2. és 3. ábra).

Rizs. 2. A gametogenezis sémája: ? - spermatogenezis; ? - ovogenezis

Rizs. 3.Az ivaros szaporodás során a diploid kromoszómakészlet fenntartásának mechanizmusát szemléltető séma

Meiosis- Ez a sejtosztódás egy speciális módja, melynek eredményeként a kromoszómák száma felére csökken (redukció). Először W. Flemming írta le 1882-ben állatokon és E. Sgrasburger 1888-ban növényekben. A meiózis spórákat és ivarsejteket termel. A kromoszómakészlet redukciója következtében minden haploid spóra és ivarsejt egy-egy kromoszómát kap az adott diploid sejtben jelenlévő minden kromoszómapárból. A további megtermékenyítési folyamat (ivarsejtek összeolvadása) során az új generáció szervezete ismét diploid kromoszómakészletet kap, azaz. Egy adott faj élőlényeinek kariotípusa több generáción keresztül változatlan marad. A meiózis legfontosabb jelentősége tehát az, hogy az ivaros szaporodás során egy adott faj élőlényeinek számos generációjában biztosítsa a kariotípus állandóságát.

A meiózis két osztódást foglal magában, amelyek gyorsan követik egymást. A meiózis megkezdése előtt minden kromoszóma replikálódik (megduplázódik az interfázis S-periódusában). Egy ideig a két kialakult másolata a centroméra révén kapcsolódik egymáshoz. Ezért minden sejtmag, amelyben a meiózis elkezdődik, négy homológ kromoszómakészletnek megfelelőt tartalmaz (4c).

A meiózis második osztódása szinte közvetlenül az első után következik, és a DNS-szintézis nem megy végbe a közöttük lévő intervallumban (vagyis valójában nincs interfázis az első és a második osztódás között).

Az első meiotikus (redukciós) osztódás a diploid sejtekből (2n) haploid sejtek (n) kialakulásához vezet. Ezzel kezdődik prófétaén, amelyben a mitózishoz hasonlóan az örökítőanyag pakolása (kromoszómaspiralizáció) történik. Ezzel egyidejűleg a homológ (párosított) kromoszómák konvergenciája történik azonos szakaszaikkal - konjugáció(olyan esemény, amely mitózisban nem figyelhető meg). A konjugáció eredményeként kromoszómapárok képződnek - bivalensek. Minden, a meiózisba belépő kromoszóma, amint fentebb megjegyeztük, kétszeres örökítőanyag-tartalommal rendelkezik, és két kromatidából áll, tehát a kétértékű 4 szálból áll. Amikor a kromoszómák konjugált állapotban vannak, további spiralizációjuk folytatódik. Ebben az esetben a homológ kromoszómák egyes kromatidjai összefonódnak, metszik egymást. Ezt követően a homológ kromoszómák valamelyest taszítják egymást. Ennek eredményeként a kromatid összefonódások felszakadhatnak, és ennek eredményeként a kromatidtörések újraegyesülése során a homológ kromoszómák kicserélik a megfelelő szakaszokat. Ennek eredményeként a kromoszóma, amely ehhez a szervezethez az apától érkezett, magában foglalja az anyai kromoszóma egy részét, és fordítva. A homológ kromoszómák keresztezését, amelyet a kromatidjaik megfelelő szakaszainak cseréje kísér, ún. átkelés. Az átkelés után a megváltozott kromoszómák tovább divergálnak, vagyis más génkombinációval. Természetes folyamat lévén, a keresztezés minden alkalommal különböző méretű régiók cseréjéhez vezet, és így biztosítja a kromoszómaanyag hatékony rekombinációját az ivarsejtekben.

Az átkelés biológiai jelentősége rendkívül nagy, mivel a genetikai rekombináció lehetővé teszi olyan új génkombinációk létrehozását, amelyek korábban nem léteztek, és növeli az organizmusok túlélését az evolúció folyamatában.

NÁL NÉL metafázisén a hasadási orsó befejezése. Fonalatai a kromoszómák bivalensekké egyesült kinetohorjaihoz kapcsolódnak. Ennek eredményeként a homológ kromoszómák kinetochoreihoz kapcsolódó szálak bivalenseket hoznak létre a hasadási orsó ekvatoriális síkjában.

NÁL NÉL anafázis I a homológ kromoszómák elkülönülnek egymástól, és a sejt pólusaihoz térnek el. Ebben az esetben minden pólushoz egy haploid kromoszómakészlet indul (minden kromoszóma két kromatidából áll).

NÁL NÉL telofázis I az orsó pólusain egyetlen, haploid kromoszómakészlet áll össze, amelyben az egyes kromoszómatípusokat már nem egy pár, hanem egy kromoszóma képviseli, amely két kromatidából áll. Az I. telofázis rövid időtartama alatt a magburok helyreáll, majd az anyasejt két leánysejtre osztódik.

Így a bivalensek képződése a homológ kromoszómák konjugációja során a meiózis I. fázisában feltételeket teremt a kromoszómák számának későbbi csökkenéséhez. A haploid halmaz kialakulását az ivarsejtekben nem a kromatidák, mint a mitózisban, hanem a korábban bivalensekké egyesült homológ kromoszómák eltérése biztosítja az anafázis I-ben.

Után telofázis I az osztódást egy rövid interfázis követi, amelyben a DNS nem szintetizálódik, és a sejtek a következő osztódásba lépnek, ami hasonló a normál mitózishoz. ProphaseII rövid. A nukleolusok és a nukleáris membrán elpusztul, a kromoszómák megrövidülnek és megvastagodnak. A centriolok, ha vannak, a sejt ellentétes pólusaira költöznek, orsószálak jelennek meg. NÁL NÉL metafázis II A kromoszómák az egyenlítői síkban sorakoznak fel. NÁL NÉL anafázis II a hasadási orsószálak mozgása következtében a kromoszómák kromatidákra osztódnak, mivel a centromer régióban lévő kötéseik megsemmisülnek. Minden kromatid független kromoszómává válik. Az orsószálak segítségével a kromoszómákat a sejt pólusaira feszítik. Telofázis II a hasadási orsószálak eltűnése, a sejtmagok izolálása és a citokinézis jellemzi, amely két haploid sejtből négy haploid sejt képződésével tetőzik. Általában a meiózis (I és II) után egy diploid sejtből 4 haploid kromoszómakészlettel rendelkező sejt képződik.

A redukciós osztódás valójában egy olyan mechanizmus, amely megakadályozza a kromoszómák számának folyamatos növekedését az ivarsejtek fúziója során, enélkül az ivaros szaporodás során a kromoszómák száma minden új generációban megduplázódna. Más szavakkal, A meiózis bizonyos és állandó számú kromoszómát tart fenn a növények, állatok és gombák minden generációjában. A meiózis másik fontos jelentése, hogy biztosítsa az ivarsejtek genetikai összetételének rendkívüli változatosságát mind a keresztezés eredményeként, mind pedig az apai és az anyai kromoszómák eltérő kombinációja következtében a meiózis anafázisának I. független divergenciája során, ami biztosítja a változatos és heterogén utódok megjelenése a szervezetek ivaros szaporodása során.

A meiózis a sejtosztódás egy speciális módja, amely a kromoszómák számának felére csökkenését (csökkenését) eredményezi. .A meiózis segítségével spórák és csírasejtek - ivarsejtek képződnek. A kromoszómakészlet redukciója következtében minden haploid spóra és ivarsejt egy-egy kromoszómát kap az adott diploid sejtben jelenlévő minden kromoszómapárból. A további megtermékenyítési folyamat (ivarsejtek összeolvadása) során az új generáció szervezete ismét diploid kromoszómakészletet kap, azaz. Egy adott faj élőlényeinek kariotípusa több generáción keresztül változatlan marad. A meiózis legfontosabb jelentősége tehát az, hogy az ivaros szaporodás során egy adott faj élőlényeinek számos generációjában biztosítsa a kariotípus állandóságát.

A meiózis I. fázisában a sejtmagok feloldódnak, a magburok felbomlik, és elkezd kialakulni a hasadási orsó. A kromatin spiralizálódik két kromatid kromoszómák képződésével (diploid sejtben - 2p4c készlet). A homológ kromoszómák párban állnak össze, ezt a folyamatot kromoszómakonjugációnak nevezik. A konjugáció során a homológ kromoszómák kromatidái helyenként keresztezik egymást. A homológ kromoszómák egyes kromatidjai között előfordulhat a megfelelő szakaszok cseréje - átkelés.

Az I. metafázisban a homológ kromoszómapárok a sejt egyenlítői síkjában helyezkednek el. Ezen a ponton a kromoszómák spiralizációja eléri a maximumot.

Az I. anafázisban a homológ kromoszómák (és nem a testvérkromatidák, mint a mitózisban) eltávolodnak egymástól, és orsószálak feszítik a sejt ellentétes pólusaira. Következésképpen minden homológ kromoszómapárból csak egy kerül be a leánysejtbe. Így az I. anafázis végén a kromoszómák és kromatidok halmaza az osztódó sejt minden pólusán \ti2c - már felére csökkent, de a kromoszómák továbbra is kétkromatidok maradnak.

Az I. telofázisban a hasadási orsó tönkremegy, két mag képződése és a citoplazma osztódása következik be. Két leánysejt képződik, amelyek haploid kromoszómakészletet tartalmaznak, mindegyik kromoszóma két kromatidából áll (\n2c).

A meiózis I. és II. meiózis között nagyon rövid az idő. A II. interfázis gyakorlatilag hiányzik. Ekkor a DNS-replikáció nem megy végbe, és két leánysejt gyorsan belép a meiózis második osztódásába, a mitózis típusának megfelelően.

A II. profázisban ugyanazok a folyamatok mennek végbe, mint a mitózis profázisában: kromoszómák képződnek, véletlenszerűen helyezkednek el a sejt citoplazmájában. Az orsó kialakulni kezd.

A II. metafázisban a kromoszómák az egyenlítői síkban helyezkednek el.

A II. anafázisban az egyes kromoszómák testvérkromatidjai szétválnak, és a sejt ellentétes pólusaira költöznek. A II. anafázis végén a kromoszómák és kromatidok halmaza az egyes pólusokon \ti\c.

A II. telofázisban négy haploid sejt képződik, minden kromoszóma egy kromatidból (lnlc) áll.

Így a meiózis a sejtmag és a citoplazma két egymást követő osztódása, amely előtt a replikáció csak egyszer történik meg. A meiózis mindkét osztódásához szükséges energia és anyagok felhalmozódnak az I. fázis során és abban.

Az I. meiózis profázisában átlépés történik, ami az örökítőanyag rekombinációjához vezet. Az I. anafázisban a homológ kromoszómák véletlenszerűen válnak szét a sejt különböző pólusaihoz, a II. anafázisban ugyanez történik a testvérkromatidákkal. Mindezek a folyamatok meghatározzák az élő szervezetek kombinatív változékonyságát, amelyről később lesz szó.

A meiózis biológiai jelentősége. Állatokban és emberekben a meiózis haploid csírasejtek - ivarsejtek - kialakulásához vezet. Az ezt követő megtermékenyítési folyamat (ivarsejtek fúziója) során az új generáció szervezete diploid kromoszómakészletet kap, ami azt jelenti, hogy megtartja az ilyen típusú szervezetben rejlő kariotípust. Ezért a meiózis megakadályozza a kromoszómák számának növekedését az ivaros szaporodás során. Egy ilyen osztódási mechanizmus nélkül a kromoszómakészletek minden egymást követő generációval megduplázódnának.

Növényekben, gombákban és egyes protistákban a spórák meiózissal keletkeznek. A meiózis során fellépő folyamatok az organizmusok kombinatív variabilitásának alapjául szolgálnak.

A meiózisnak köszönhetően minden növény, állat és gomba minden generációjában megmarad egy bizonyos és állandó számú kromoszóma. A meiózis másik fontos jelentése, hogy biztosítsa az ivarsejtek genetikai összetételének rendkívüli változatosságát mind a keresztezés eredményeként, mind pedig az apai és az anyai kromoszómák eltérő kombinációja következtében a meiózis anafázisának I. független divergenciája során, ami biztosítja a változatos és heterogén utódok megjelenése a szervezetek ivaros szaporodása során.

A meiózis lényege, hogy minden nemi sejt egyetlen - haploid kromoszómakészletet kap. A meiózis azonban az a szakasz, amelynek során a különböző anyai és apai kromoszómák kombinálásával új génkombinációk jönnek létre. Az örökletes hajlamok rekombinációja ezen túlmenően a homológ kromoszómák közötti régiócsere eredményeként jön létre, ami meiózisban fordul elő. A meiózis két egymást követő osztódást foglal magában, amelyek gyakorlatilag megszakítás nélkül követik egymást. A mitózishoz hasonlóan minden meiotikus felosztásban négy szakasz van: profázis, metafázis, anafázis és telofázis. A második meiotikus osztódás - az érési időszak lényege, hogy az ivarsejtekben kettős meiotikus osztódással a kromoszómák száma felére, a DNS mennyisége pedig felére csökken. A második meiotikus osztódás biológiai jelentése az, hogy a DNS mennyisége összhangba kerül a kromoszómakészlettel. A férfiaknál a meiózis eredményeként létrejövő mind a négy haploid sejt később ivarsejtekké - spermiumokká alakul. A nőstényeknél az egyenetlen meiózis miatt csak egy sejt termel életképes petét. Három másik leánysejt sokkal kisebb, úgynevezett irányított, vagy redukciós kis testekké alakulnak, amelyek hamarosan elhalnak. Egyetlen tojás kialakulásának és három teljes értékű (genetikai szempontból) irányított test halálának biológiai értelme abból adódik, hogy egy sejtben meg kell őrizni a leendő embrió fejlődéséhez szükséges összes tartalék tápanyagot.

Sejtelmélet.

A sejt az élő szervezetek szerkezetének, működésének és fejlődésének elemi egysége. Vannak nem sejtes életformák - vírusok, de tulajdonságaikat csak az élő szervezetek sejtjeiben mutatják meg. A sejtformákat prokariótákra és eukariótákra osztják.

A cella nyílása R. Hooke angol tudósé, aki mikroszkóp alatt egy vékony parafa metszeten keresztül méhsejtekhez hasonló szerkezeteket látott, és sejteknek nevezte azokat. Később Anthony van Leeuwenhoek holland tudós tanulmányozta az egysejtű szervezeteket. A sejtelméletet M. Schleiden és T. Schwann német tudósok fogalmazták meg 1839-ben. A modern sejtelméletet jelentősen kiegészítették R. Birzhev és mások.

A modern sejtelmélet főbb rendelkezései:

sejt - minden élő szervezet felépítésének, működésének és fejlődésének alapegysége, az élők legkisebb egysége, amely képes önreprodukcióra, önszabályozásra és önmegújulásra;

az összes egysejtű és többsejtű élőlény sejtjei hasonlóak (homológiák) szerkezetükben, kémiai összetételükben, az élettevékenység alapvető megnyilvánulásaiban és az anyagcserében;

a sejtszaporodás osztódással történik, minden új sejt az eredeti (anya) sejt osztódása eredményeként jön létre;

összetett többsejtű szervezetekben a sejtek az általuk ellátott funkciókra specializálódtak, és szöveteket alkotnak; A szövetek olyan szervekből állnak, amelyek szorosan összekapcsolódnak egymással, és idegi és humorális szabályozásnak vannak kitéve.

Ezek a rendelkezések minden élő szervezet eredetének egységét, az egész szerves világ egységét bizonyítják. A sejtelméletnek köszönhetően világossá vált, hogy a sejt minden élő szervezet legfontosabb alkotóeleme.

A sejt a szervezet legkisebb egysége, oszthatóságának határa, élettel és a szervezet összes fő jellemzőjével felruházva. Elemi élő rendszerként minden élő szervezet szerkezetének és fejlődésének alapja. A sejtszinten az élet olyan tulajdonságai nyilvánulnak meg, mint az anyag- és energiacsere képessége, az autoreguláció, a szaporodás, a növekedés és fejlődés, valamint az ingerlékenység.

50. G. Mendel által megállapított öröklési minták .

Az öröklési mintákat 1865-ben Gregory Mendel fogalmazta meg. Kísérleteiben különböző borsófajtákat keresztezett.

Mendel első és második törvénye monohibrid keresztezéseken, a harmadik pedig di- és polihibrideken alapul. A monohibrid keresztezés egy pár alternatív tulajdonságot használ, a dihibrid keresztezés két párt, a polihibrid keresztezés pedig kettőnél többet. Mendel sikere az alkalmazott hibridológiai módszer sajátosságainak köszönhető:

Az elemzés a tiszta vonalak átlépésével kezdődik: homozigóta egyedek.

Különálló alternatív, egymást kizáró jeleket elemeznek.

A különböző tulajdonságkombinációkkal rendelkező leszármazottak pontos mennyiségi elszámolása

Az elemzett tulajdonságok öröklődése több generáción keresztül nyomon követhető.

Mendel 1. törvénye: "Az első generációs hibridek egységességének törvénye"

Az egy pár alternatív tulajdonságra elemzett homozigóta egyedek keresztezésekor az 1. generáció hibridjei csak domináns tulajdonságokat mutatnak, és a fenotípus és a genotípus egységessége figyelhető meg.

Kísérleteiben Mendel a borsónövények tiszta vonalait keresztezte sárga (AA) és zöld (aa) magvakkal. Kiderült, hogy az első generáció összes leszármazottja genotípusában (heterozigóta) és fenotípusában (sárga) azonos.

2. Mendel törvénye: "A hasadás törvénye"

Az 1. generációs heterozigóta hibridek keresztezésekor, egy pár alternatív tulajdonsággal elemezve, a második generáció hibridjei a fenotípus szerint 3:1, genotípus szerint pedig 1:2:1 hasadást mutatnak.

Mendel kísérleteiben az első kísérletben (Aa) kapott hibrideket keresztezte egymással. Kiderült, hogy a második generációban újra megjelent az elnyomott recesszív tulajdonság. A kísérlet adatai a recesszív tulajdonság kettéválásáról tanúskodnak: nem vész el, hanem a következő generációban újra megjelenik.

3. Mendel-törvény: "A tulajdonságok független kombinációjának törvénye"

A két vagy több alternatív tulajdonságpárra elemzett homozigóta organizmusok keresztezésekor annak 3. generációjának hibridjeiben (amelyeket a 2. generáció hibridjeinek keresztezéséből kaptak) a tulajdonságok és a különböző allélpárok megfelelő génjeinek független kombinációja figyelhető meg.

Az olyan növények öröklődési mintáinak tanulmányozására, amelyek egy pár alternatív tulajdonságban különböztek egymástól, Mendel monohibrid keresztezést alkalmazott. Ezután áttért olyan növények keresztezésével kapcsolatos kísérletekre, amelyek két pár alternatív tulajdonságban különböztek egymástól: a dihibrid keresztezésről, ahol homozigóta borsónövényeket használt, amelyek színükben és magformájukban különböztek egymástól. A sima (B) és a sárga (A) ráncos (b) és zöld (a) keresztezése eredményeként az első generációban minden növény sárga sima maggal rendelkezett. Az első generáció egységességének törvénye tehát nemcsak mono, hanem polihibrid keresztezésben is megnyilvánul, ha a szülő egyedek homozigóták.

A megtermékenyítés során a különböző ivarsejtek összeolvadása következtében diploid zigóta képződik. Kombinációs lehetőségeik kiszámításának megkönnyítése érdekében Bennet angol genetikus egy rács formájú rekordot javasolt - egy táblázatot, amely a sorok és oszlopok számát tartalmazza az egyedek keresztezéséből származó ivarsejtek típusainak számától függően. Kereszt elemzése

Mivel a fenotípusban domináns tulajdonsággal rendelkező egyének eltérő genotípussal rendelkezhetnek (Aa és AA), Mendel azt javasolta, hogy keresztezzék ezt a szervezetet egy recesszív homozigótával.

Már majdnem három éve írok blogot. biológia tanár. Egyes témák különösen érdekesek, és a cikkekhez fűzött megjegyzések hihetetlenül „dagadttá” válnak. Megértem, hogy idővel nagyon kényelmetlenné válik ilyen hosszú "lábtörlőket" olvasni.
Ezért úgy döntöttem, hogy az olvasók néhány kérdését és a rájuk adott válaszaimat, amelyek sokak érdeklődésére tarthatnak számot, egy külön blog rovatban teszem közzé, amelyet "A hozzászólások párbeszédeiből" neveztem el.

Mi az érdekes a cikk témájában? Hiszen az világos A meiózis fő biológiai jelentősége : a sejtekben a kromoszómák számának állandóságának biztosítása generációról generációra az ivaros szaporodás során.

Ezenkívül nem szabad megfeledkeznünk arról sem, hogy az állati szervezetekben speciális szervekben (ivarmirigyekben) diploid szomatikus sejtekből (2n) meiózis alakul ki haploid nemi sejtek ivarsejtek (n).

Emlékezzünk arra is, hogy minden növény él vele : a spórákat termelő sporofiton és az ivarsejteket termelő gametofiton. meiózis a növényekben a haploid spórák érésének szakaszában megy végbe (n). A gametofiton spórákból fejlődik ki, amelyek minden sejtje haploid (n). Ezért a gametofitákban a mitózisok haploid hím és női csírasejtek ivarsejteket alkotnak (n).

Most lássuk a cikkhez fűzött megjegyzések anyagait, melyek a vizsgához szükséges tesztek a kérdésben a meiózis biológiai jelentőségéről.

Svetlana(biológia tanár). Jó napot, Boris Fagimovich!

2 USE előnyt elemeztem Kalinov G.S. és itt van, amit találtam.

1 kérdés.


2. Dupla számú kromoszómával rendelkező sejtek kialakulása;
3. Haploid sejtek képződése;
4. Nem homológ kromoszómák metszeteinek rekombinációja;
5. Új génkombinációk;
6. Nagyobb számú szomatikus sejt megjelenése.
A hivatalos válasz 3,4,5.

A 2. kérdés hasonló, DE!
A meiózis biológiai jelentősége:
1. Új nukleotid szekvencia megjelenése;
2. Diploid kromoszómakészlettel rendelkező sejtek kialakulása;
3. Haploid kromoszómakészlettel rendelkező sejtek kialakulása;
4. Kör alakú DNS-molekula kialakulása;
5. Új génkombinációk megjelenése;
6. A csírarétegek számának növekedése.
A hivatalos válasz 1,3,5.

Ami kijön : az 1. kérdésben az 1. válasz elutasítva, de a 2. kérdésben helyes? De az 1 nagy valószínűséggel a válasz arra a kérdésre, hogy mi biztosítja a mutációs folyamatot; ha - 4, akkor elvileg ez is helyes lehet, hiszen a homológ kromoszómák mellett a nem homológok is rekombinálódni látszhatnak? Én inkább az 1-es, 3-as, 5-ös válaszokra hajlok.

Szia Svetlana! Létezik a biológia tudománya, amely a középiskolai tankönyvekben szerepel. Létezik a biológia tudományága, amely az iskolai tankönyvekben (amennyire csak lehetséges) szerepel. Az akadálymentesítés (és tulajdonképpen a tudomány népszerűsítése) gyakran eredményez mindenféle pontatlanságot, amivel az iskolai tankönyvek „vétkeznek” (akár 12-szer újranyomva ugyanazokkal a hibákkal).

Szvetlana, mit is mondhatnánk a már több tízezren „összeállított” tesztfeladatokról (persze direkt hibák vannak bennük, meg mindenféle helytelenség, ami a kérdések és válaszok kettős értelmezésével jár).

Igen, igazad van, merő abszurditásba kerül, ha ugyanazt a választ különböző feladatokban, akár egy szerzőtől is helyesnek és helytelennek értékeli. És ilyen, finoman szólva "zavartság", nagyon-nagyon.

Megtanítjuk az iskolásoknak, hogy a homológ kromoszómák konjugációja a meiózis 1. profázisában keresztezéshez vezethet. A keresztezés kombinációs variabilitást biztosít - egy új génkombináció megjelenését, vagy ami megegyezik egy „új nukleotidszekvenciával”. Abban a meiózis egyik biológiai jelentése is, tehát az 1. válasz tagadhatatlanul helyes.

De a 4. válasz helyességében a NEM HOMOLÓGIAI kromoszómák szakaszainak rekombinációja miatt azt látom, hogy hatalmas "lázadás" egy ilyen teszt összeállításában általában. A meiózis során a HOMOLÓGIAI kromoszómák általában konjugálódnak (ez a meiózis lényege, ez a biológiai jelentősége). De vannak kromoszómális mutációk, amelyek meiotikus hibák miatt következnek be, amikor nem homológ kromoszómákat konjugálnak. Itt a kérdésre adott válaszban: „Hogyan keletkeznek a kromoszómális mutációk” - ez a válasz helyes lenne.

Az összeállítók néha látszólag „nem látják” a „nem” részecskét a „homológ” szó előtt, hiszen más tesztekkel is találkoztam, ahol a meiózis biológiai jelentőségére vonatkozó kérdésre ezt a választ kellett helyesnek választanom. Természetesen a jelentkezőknek tudniuk kell, hogy a helyes válaszok itt 1,3,5.

Mint látható, ez a két teszt is rossz, mert általában nincs fő helyes válasz a meiózis biológiai jelentőségére vonatkozó kérdésre, és az 1. és 5. válasz tulajdonképpen ugyanaz.

Igen, Svetlana, ezek olyan „hibák”, amelyekért a diplomások és a jelentkezők a vizsgákon fizetnek a vizsga letételekor. Ezért a legfontosabb dolog még a vizsga sikeres letételéhez is, többnyire tankönyvekből tanítsa diákjaités nem a teszteken. A tankönyvek átfogó ismereteket nyújtanak. Csak az ilyen ismeretek segítenek a hallgatóknak válaszolni helyesen megkomponált tesztek.

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

Kinek lesz kérdése a cikkel kapcsolatban biológia oktató skype-on keresztül, vegye fel a kapcsolatot a megjegyzésekben.

A meiózis biológiai jelentősége:

Az állati csírasejtek jellemzői

Gametes - erősen differenciált sejtek. Úgy tervezték, hogy élő szervezeteket szaporítsanak.

A fő különbségek az ivarsejtek és a szomatikus sejtek között:

1. Az érett nemi sejtek haploid kromoszómakészlettel rendelkeznek. szomatikus sejtek diploidok. Például az emberi szomatikus sejtek 46 kromoszómát tartalmaznak. Az érett ivarsejtek 23 kromoszómával rendelkeznek.

2. Az ivarsejtekben a sejtmag-citoplazma arány megváltozott. A női ivarsejtekben a citoplazma térfogata sokszorosa a sejtmag térfogatának. a férfisejtekben fordított minta van.

3. Az ivarsejtek speciális anyagcserével rendelkeznek. érett csírasejtekben az asszimilációs és disszimilációs folyamatok lassúak.

4. Az ivarsejtek különböznek egymástól, és ezek a különbségek a meiózis mechanizmusaiból adódnak.

Gametogenezis

spermatogenezis- férfi csírasejtek fejlődése. A herék csavarodott tubulusainak diploid sejtjei haploid spermiumokká alakulnak (1. ábra). A spermatogenezis 4 periódusból áll: szaporodás, növekedés, érés, képződés.

1. Szaporodás . A spermiumok fejlődésének kiindulási anyaga az spermatogonia. lekerekített sejtek nagy, jól festett sejtmaggal. diploid kromoszómakészletet tartalmaz. A spermatogóniák gyorsan szaporodnak mitotikus osztódással.

2. Növekedés . Spermatogónia formája elsőrendű spermatociták.

3. Érés. Az érési zónában két meiotikus osztódás következik be. Az érés első osztódása utáni sejteket ún másodrendű spermatociták . Aztán jön az érés második felosztása. a kromoszómák diploid száma haploidra csökken. által alkotott 2 spermatid . Ezért egy elsőrendű diploid spermatocitából 4 haploid spermatid képződik.

4. Alakformálás. A spermatidák fokozatosan átalakulnak érett spermiumok . Férfiaknál a spermiumok felszabadulása az ondótubulusok üregébe a pubertás kezdete után kezdődik. Addig folytatódik, amíg az ivarmirigyek tevékenysége meg nem szűnik.

Ovogenezis- női nemi sejtek fejlődése. petefészeksejtek - az ovogónia petékké alakul (2. ábra).

Az ovogenezis három szakaszból áll: szaporodás, növekedés és érés.

1. Szaporodás Az ogogónia a spermatogóniához hasonlóan mitózissal jön létre.

2. Növekedés . A növekedés során az ovogónia elsőrendű petesejtekké alakul.

Rizs. 2. Spermatogenezis és oogenezis (sémák).

3. Érés. a spermatogenezishez hasonlóan két meiotikus osztódás követi egymást. Az első osztódás után két különböző méretű sejt keletkezik. Egy nagy - másodrendű petesejtekés kisebb - az első irányított (poláris) test. A második osztódás eredményeként egy másodrendű petesejtből két nem egyenlő méretű sejt is keletkezik. Nagy - érett petesejtés kicsi- második vezetőtest.Így egy elsőrendű diploid oocitából négy haploid sejt képződik. Egy érett tojás és három sarki test. Ez a folyamat a petevezetékben megy végbe.

Meiosis

Meiosis - biológiai folyamat a csírasejtek érése során. Meiosis magába foglalja elsőés második meiotikus osztódás .

Első meiotikus osztódás (redukció). Az első felosztást interfázis előzi meg. ahol a DNS szintézis zajlik. A meiotikus osztódás I. profázisa azonban eltér a mitózis profázisától. Öt szakaszból áll: leptoten, zigotén, pachytén, diploten és diakinézis.

A leptonémában a sejtmag megnagyobbodik és filiform gyengén spiralizált kromoszómák tárulnak fel benne.

A zigonemben a homológ kromoszómák páronkénti egyesülése jön létre, amelyben a centromerek és a karok pontosan közelednek egymáshoz (konjugáció jelensége).

Pachinema esetén a kromoszómák progresszív spiralizációja következik be, és párokká - bivalensekké - egyesülnek. A kromoszómákban kromatidákat azonosítanak, amelyek tetradok képződését eredményezik. Ebben az esetben megtörténik a kromoszómák szakaszainak cseréje - átkelés.

Diplonéma - a homológ kromoszómák taszításának kezdete. A divergencia a centromer régióban kezdődik, de az átkelés helyein a kapcsolat megmarad.

A diakinézisben a kromoszómák további divergenciája figyelhető meg, amelyek ennek ellenére a végszakaszok révén továbbra is összekapcsolódnak bivalensekben. Ennek eredményeként jellegzetes gyűrűs alakok jelennek meg. A magmembrán feloldódik.

NÁL NÉL anafázis I az egyes párokból származó homológ kromoszómák sejtjének pólusaihoz való eltérés van, és nem a kromatidák. Ez az alapvető különbség a mitózis hasonló szakaszától.

Telofázis I. Két sejt képződik haploid kromoszómakészlettel (például emberben - 23 kromoszóma). azonban a DNS mennyisége egyenlő marad a diploid halmazzal.

Második meiotikus felosztás (egyenlítői). Először egy rövid interfázis következik. hiányzik belőle a DNS-szintézis. Ezt követi a II. és a II. metafázis. Az anafázis II-ben nem a homológ kromoszómák térnek el egymástól, hanem csak a kromatidjaik. Ezért a leánysejtek haploidok maradnak. Az ivarsejtekben lévő DNS fele a szomatikus sejtekben lévő DNS-nek.

A meiózis biológiai jelentősége: