Istota, mechanizm i biologiczne znaczenie mejozy. Funkcje rozrodcze i biologiczne znaczenie mejozy

Podczas rozmnażania płciowego organizm potomny powstaje w wyniku fuzji dwóch komórek rozrodczych ( gamety) i późniejszy rozwój z zapłodnionego jaja - zygoty.

Komórki płciowe rodziców mają zestaw haploidalny ( n) chromosomów, aw zygocie po połączeniu dwóch takich zestawów liczba chromosomów staje się diploidalna (2 n): każda para chromosomów homologicznych zawiera jeden chromosom ojcowski i jeden chromosom matczyny.

Komórki haploidalne powstają z komórek diploidalnych w wyniku specjalnego podziału komórkowego - mejozy.

mejoza - rodzaj mitozy, w wyniku której diploidalne (2n) komórki somatyczne komórek rozrodczychlez utworzył haploidalne gamety (1n). Podczas zapłodnienia dochodzi do fuzji jąder gamet i odbudowy diploidalnego zestawu chromosomów. W ten sposób mejoza zapewnia zachowanie stałego zestawu chromosomów i ilości DNA dla każdego gatunku.

Mejoza to ciągły proces składający się z dwóch kolejnych podziałów zwanych mejozą I i mejozą II. Każdy podział dzieli się na profazę, metafazę, anafazę i telofazę. W wyniku mejozy I liczba chromosomów zmniejsza się o połowę ( podział redukcji): podczas mejozy II komórki haploidalne są zachowane (podział równań). Komórki wchodzące w mejozę zawierają informację genetyczną 2n2xp (ryc. 1).

W profazie I mejozy chromatyna stopniowo zwija się, tworząc chromosomy. Chromosomy homologiczne zbliżają się do siebie, tworząc wspólną strukturę składającą się z dwóch chromosomów (biwalentnych) i czterech chromatyd (tetrad). Kontakt dwóch homologicznych chromosomów na całej długości nazywa się koniugacją. Następnie między homologicznymi chromosomami pojawiają się siły odpychające, a chromosomy najpierw rozdzielają się w regionie centromeru, pozostając połączone w obszarze barku i tworząc rozcięcia (chiasmata). Stopniowo zwiększa się rozbieżność chromatyd, a podziałki przesuwają się ku ich krańcom. W procesie koniugacji pomiędzy niektórymi chromatydami homologicznych chromosomów może dojść do wymiany miejsc - crossing-over, co prowadzi do rekombinacji materiału genetycznego. Pod koniec profazy otoczka jądrowa i jąderka rozpuszczają się i powstaje wrzeciono achromatynowe. Zawartość materiału genetycznego pozostaje taka sama (2n2хр).

W metafazie Biwalenty chromosomu mejozy I znajdują się w płaszczyźnie równikowej komórki. W tym momencie ich spiralizacja osiąga maksimum. Zawartość materiału genetycznego nie zmienia się (2n2xp).

w anafazie chromosomy homologiczne mejozy I, składające się z dwóch chromatyd, ostatecznie oddalają się od siebie i rozchodzą w kierunku biegunów komórki. W konsekwencji tylko jeden z każdej pary chromosomów homologicznych wchodzi do komórki potomnej - liczba chromosomów zmniejsza się o połowę (następuje redukcja). Zawartość materiału genetycznego wynosi 1n2xp na każdym biegunie.

w telofazie następuje tworzenie jąder i podział cytoplazmy - powstają dwie komórki potomne. Komórki potomne zawierają haploidalny zestaw chromosomów, każdy chromosom ma dwie chromatydy (1n2xp).

interkineza- krótka przerwa między pierwszym a drugim podziałem mejotycznym. W tym czasie replikacja DNA nie zachodzi, a dwie komórki potomne szybko wchodzą w mejozę II, postępując zgodnie z typem mitozy.

Ryż. jeden. Schemat mejozy (pokazano jedną parę homologicznych chromosomów). Mejoza I: 1, 2, 3. 4. 5 - profaza; 6 - metafaza; 7 - anafaza; 8 - telofaza; 9 - interkineza. Mejoza II; 10 - metafaza; II - anafaza; 12 - komórki potomne.

w profazie mejozy II zachodzą te same procesy, co w profazie mitozy. W metafazie chromosomy znajdują się w płaszczyźnie równikowej. Nie ma zmian w zawartości materiału genetycznego (1n2хр). W anafazie mejozy II chromatydy każdego chromosomu przesuwają się na przeciwne bieguny komórki, a zawartość materiału genetycznego na każdym biegunie staje się lnlxp. W telofazie powstają 4 komórki haploidalne (lnlxp).

Tak więc w wyniku mejozy z jednej diploidalnej komórki macierzystej powstają 4 komórki z haploidalnym zestawem chromosomów. Ponadto w profazie I mejozy następuje rekombinacja materiału genetycznego (crossing over), aw anafazie I i II losowe odejście chromosomów i chromatyd do jednego lub drugiego bieguna. Procesy te są przyczyną zmienności kombinatywnej.

Biologiczne znaczenie mejozy:

1) jest głównym etapem gametogenezy;

2) zapewnia przekazywanie informacji genetycznej z organizmu do organizmu podczas rozmnażania płciowego;

3) komórki potomne nie są genetycznie identyczne z rodzicem i między sobą.

Biologiczne znaczenie mejozy polega również na tym, że do powstania komórek rozrodczych konieczne jest zmniejszenie liczby chromosomów, ponieważ jądra gamet łączą się podczas zapłodnienia. Gdyby ta redukcja nie nastąpiła, to w zygocie (a więc we wszystkich komórkach organizmu potomnego) byłoby dwa razy więcej chromosomów. Jest to jednak sprzeczne z zasadą stałości liczby chromosomów. W wyniku mejozy komórki rozrodcze są haploidalne, a podczas zapłodnienia w zygocie przywracany jest diploidalny zestaw chromosomów (ryc. 2 i 3).

Ryż. 2. Schemat gametogenezy: ? - spermatogeneza; ? - owogeneza

Ryż. 3.Schemat ilustrujący mechanizm utrzymywania diploidalnego zestawu chromosomów podczas rozmnażania płciowego

Mejoza- Jest to specjalny sposób podziału komórek, w wyniku którego następuje zmniejszenie (zmniejszenie) liczby chromosomów o połowę. Po raz pierwszy został opisany przez W. Flemminga w 1882 roku u zwierząt i przez E. Sgrasburgera w 1888 roku u roślin. Mejoza wytwarza zarodniki i gamety. W wyniku redukcji zestawu chromosomów, każdy haploidalny zarodnik i gameta otrzymuje po jednym chromosomie z każdej pary chromosomów obecnych w danej komórce diploidalnej. W toku dalszego procesu zapłodnienia (fuzji gamet) organizm nowej generacji ponownie otrzyma diploidalny zestaw chromosomów, tj. Kariotyp organizmów danego gatunku pozostaje stały przez wiele pokoleń. Tak więc najważniejszym znaczeniem mejozy jest zapewnienie stałości kariotypu w wielu pokoleniach organizmów danego gatunku podczas rozmnażania płciowego.

Mejoza obejmuje dwa szybko następujące po sobie podziały. Przed rozpoczęciem mejozy każdy chromosom ulega replikacji (podwaja się w okresie S interfazy). Przez pewien czas jego dwie uformowane kopie pozostają połączone ze sobą centromerem. Dlatego każde jądro, w którym rozpoczyna się mejoza, zawiera ekwiwalent czterech zestawów homologicznych chromosomów (4c).

Drugi podział mejozy następuje niemal natychmiast po pierwszym, a synteza DNA nie zachodzi w przerwie między nimi (tj. w rzeczywistości nie ma interfazy między pierwszym a drugim podziałem).

Pierwszy podział mejotyczny (redukcyjny) prowadzi do powstania komórek haploidalnych (n) z komórek diploidalnych (2n). Zaczyna się od profazaI, w którym, podobnie jak w mitozie, przeprowadzane jest upakowanie materiału dziedzicznego (spiralizacja chromosomów). Jednocześnie następuje zbieżność homologicznych (sparowanych) chromosomów z ich identycznymi sekcjami - koniugacja(zdarzenie, którego nie obserwuje się w mitozie). W wyniku koniugacji powstają pary chromosomów - biwalenty. Każdy chromosom wchodzący w mejozę, jak wspomniano powyżej, ma podwójną zawartość materiału dziedzicznego i składa się z dwóch chromatyd, więc dwuwartościowy składa się z 4 nici. Kiedy chromosomy są w stanie sprzężonym, ich dalsza spiralizacja trwa. W tym przypadku poszczególne chromatydy homologicznych chromosomów przeplatają się, przecinają. Następnie homologiczne chromosomy nieco się odpychają. W wyniku tego sploty chromatydowe mogą pękać, aw rezultacie w procesie ponownego łączenia pęknięć chromatydowych chromosomy homologiczne wymieniają odpowiednie sekcje. W rezultacie chromosom, który przyszedł do tego organizmu od ojca, zawiera część chromosomu matki i odwrotnie. Nazywa się krzyżowanie homologicznych chromosomów, któremu towarzyszy wymiana odpowiednich sekcji między ich chromatydami przechodzić przez. Po przejściu, zmienione chromosomy dalej się rozchodzą, to znaczy z inną kombinacją genów. Będąc procesem naturalnym, każdorazowe przejście prowadzi do wymiany regionów o różnej wielkości i tym samym zapewnia wydajną rekombinację materiału chromosomowego w gametach.

Biologiczne znaczenie crossing-over jest niezwykle duża, ponieważ rekombinacja genetyczna pozwala tworzyć nowe kombinacje genów, które wcześniej nie istniały i zwiększa przeżywalność organizmów w procesie ewolucji.

W metafazaI ukończenie wrzeciona rozszczepienia. Jej nici przyczepione są do kinetochorów chromosomów połączonych w biwalenty. W rezultacie nici związane z kinetochorami homologicznych chromosomów tworzą biwalenty w płaszczyźnie równikowej wrzeciona rozszczepienia.

W anafaza I chromosomy homologiczne są oddzielone od siebie i rozchodzą się do biegunów komórki. W tym przypadku haploidalny zestaw chromosomów odchodzi do każdego bieguna (każdy chromosom składa się z dwóch chromatyd).

W telofaza I na biegunach wrzeciona składa się pojedynczy, haploidalny zestaw chromosomów, w którym każdy typ chromosomu nie jest już reprezentowany przez parę, ale przez jeden chromosom składający się z dwóch chromatyd. W krótkim czasie trwania telofazy I otoczka jądrowa zostaje przywrócona, po czym komórka macierzysta dzieli się na dwie komórki potomne.

Zatem tworzenie biwalentów podczas koniugacji homologicznych chromosomów w profazie I mejozy stwarza warunki do późniejszej redukcji liczby chromosomów. Tworzenie zestawu haploidalnego w gametach jest zapewnione przez rozbieżność w anafazie I nie chromatyd, jak w mitozie, ale chromosomów homologicznych, które wcześniej były połączone w biwalenty.

Później telofaza I po podziale następuje krótka interfaza, w której DNA nie jest syntetyzowane, a komórki przechodzą do kolejnego podziału, który jest podobny do normalnej mitozy. profazaII niski. Jąderka i błona jądrowa ulegają zniszczeniu, a chromosomy ulegają skróceniu i pogrubieniu. Centriole, jeśli są obecne, przesuwają się na przeciwne bieguny komórki, pojawiają się włókna wrzeciona. W metafaza II Chromosomy ustawiają się w płaszczyźnie równikowej. W anafaza II w wyniku ruchu nici wrzeciona rozszczepienia dochodzi do podziału chromosomów na chromatydy, ponieważ ich wiązania w regionie centromeru ulegają zniszczeniu. Każda chromatyda staje się niezależnym chromosomem. Za pomocą nici wrzeciona chromosomy są rozciągane do biegunów komórki. Telofaza II charakteryzuje się zanikiem włókien wrzeciona rozszczepienia, izolacją jąder i cytokinezą, której kulminacją jest utworzenie czterech komórek haploidalnych z dwóch komórek haploidalnych. Na ogół po mejozie (I i II) z jednej komórki diploidalnej powstają 4 komórki z haploidalnym zestawem chromosomów.

Podział redukcyjny jest w rzeczywistości mechanizmem, który zapobiega ciągłemu wzrostowi liczby chromosomów podczas fuzji gamet; bez niego podczas rozmnażania płciowego liczba chromosomów podwajałaby się w każdym nowym pokoleniu. Innymi słowy, mejoza utrzymuje pewną i stałą liczbę chromosomów we wszystkich pokoleniach wszelkiego rodzaju roślin, zwierząt i grzybów. Innym ważnym znaczeniem mejozy jest zapewnienie skrajnego zróżnicowania składu genetycznego gamet zarówno w wyniku krzyżowania się, jak i w wyniku odmiennej kombinacji chromosomów ojcowskich i matczynych podczas ich niezależnej dywergencji w anafazie I mejozy, co zapewnia pojawienie się zróżnicowanego i niejednorodnego potomstwa podczas rozmnażania płciowego organizmów.

Mejoza to szczególny sposób podziału komórki, którego efektem jest zmniejszenie (redukcja) liczby chromosomów o połowę. .Za pomocą mejozy, zarodników i komórek rozrodczych - powstają gamety. W wyniku redukcji zestawu chromosomów, każdy haploidalny zarodnik i gameta otrzymuje po jednym chromosomie z każdej pary chromosomów obecnych w danej komórce diploidalnej. W toku dalszego procesu zapłodnienia (fuzji gamet) organizm nowej generacji ponownie otrzyma diploidalny zestaw chromosomów, tj. Kariotyp organizmów danego gatunku pozostaje stały przez wiele pokoleń. Tak więc najważniejszym znaczeniem mejozy jest zapewnienie stałości kariotypu w wielu pokoleniach organizmów danego gatunku podczas rozmnażania płciowego.

W profazie I mejozy jąderka rozpuszczają się, otoczka jądrowa rozpada się i zaczyna tworzyć się wrzeciono rozszczepienia. Chromatyna spiralizuje się z utworzeniem chromosomów dwuchromatydowych (w komórce diploidalnej - zestaw 2p4c). Homologiczne chromosomy łączą się w pary, proces ten nazywa się koniugacją chromosomów. Podczas koniugacji chromatydy homologicznych chromosomów krzyżują się w niektórych miejscach. Pomiędzy niektórymi chromatydami chromosomów homologicznych może dojść do wymiany odpowiednich odcinków - crossing-over.

W metafazie I pary homologicznych chromosomów znajdują się w płaszczyźnie równikowej komórki. W tym momencie spiralizacja chromosomów osiąga maksimum.

W anafazie I chromosomy homologiczne (a nie chromatydy siostrzane, jak w mitozie) oddalają się od siebie i są rozciągane przez nici wrzeciona do przeciwległych biegunów komórki. W konsekwencji z każdej pary homologicznych chromosomów tylko jeden dostanie się do komórki potomnej. Tak więc pod koniec anafazy I zestaw chromosomów i chromatyd na każdym biegunie dzielącej się komórki wynosi \ti2c - zmniejszył się już o połowę, ale chromosomy nadal pozostają dwuchromatydowe.

W telofazie I dochodzi do zniszczenia wrzeciona rozszczepienia, powstania dwóch jąder i podziału cytoplazmy. Tworzą się dwie komórki potomne zawierające haploidalny zestaw chromosomów, każdy chromosom składa się z dwóch chromatyd (\n2c).

Odstęp między mejozą I a mejozą II jest bardzo krótki. Interfaza II jest praktycznie nieobecna. W tym czasie replikacja DNA nie zachodzi i dwie komórki potomne szybko wchodzą w drugi podział mejozy, postępując zgodnie z rodzajem mitozy.

W profazie II zachodzą te same procesy, co w profazie mitozy: powstają chromosomy, są one losowo rozmieszczone w cytoplazmie komórki. Wrzeciono zaczyna się formować.

W metafazie II chromosomy znajdują się w płaszczyźnie równikowej.

W anafazie II siostrzane chromatydy każdego chromosomu rozdzielają się i przemieszczają do przeciwnych biegunów komórki. Pod koniec anafazy II zestaw chromosomów i chromatyd na każdym biegunie wynosi \ti\c.

W telofazie II powstają cztery komórki haploidalne, każdy chromosom składa się z jednej chromatydy (lnlc).

Zatem mejoza to dwa kolejne podziały jądra i cytoplazmy, przed którymi replikacja zachodzi tylko raz. Energia i substancje potrzebne do obu podziałów mejozy są gromadzone podczas iw fazie I.

W profazie I mejozy dochodzi do crossing-over, co prowadzi do rekombinacji materiału dziedzicznego. W anafazie I homologiczne chromosomy losowo rozchodzą się do różnych biegunów komórki; w anafazie II to samo dzieje się z chromatydami siostrzanymi. Wszystkie te procesy determinują kombinowaną zmienność organizmów żywych, co zostanie omówione później.

Biologiczne znaczenie mejozy. U zwierząt i ludzi mejoza prowadzi do powstania haploidalnych komórek rozrodczych - gamet. Podczas kolejnego procesu zapłodnienia (fuzji gamet) organizm nowej generacji otrzymuje diploidalny zestaw chromosomów, co oznacza, że ​​zachowuje właściwy dla tego typu organizmu kariotyp. Dlatego mejoza zapobiega wzrostowi liczby chromosomów podczas rozmnażania płciowego. Bez takiego mechanizmu podziału zestawy chromosomów podwajałyby się z każdym kolejnym pokoleniem.

W roślinach, grzybach i niektórych protistach zarodniki są wytwarzane przez mejozę. Procesy zachodzące podczas mejozy służą jako podstawa kombinatywnej zmienności organizmów.

Dzięki mejozie pewna i stała liczba chromosomów jest utrzymywana we wszystkich pokoleniach wszelkiego rodzaju roślin, zwierząt i grzybów. Innym ważnym znaczeniem mejozy jest zapewnienie skrajnego zróżnicowania składu genetycznego gamet zarówno w wyniku krzyżowania się, jak i w wyniku odmiennej kombinacji chromosomów ojcowskich i matczynych podczas ich niezależnej dywergencji w anafazie I mejozy, co zapewnia pojawienie się zróżnicowanego i niejednorodnego potomstwa podczas rozmnażania płciowego organizmów.

Istotą mejozy jest to, że każda komórka płciowa otrzymuje pojedynczy - haploidalny zestaw chromosomów. Jednak mejoza jest etapem, podczas którego tworzone są nowe kombinacje genów poprzez łączenie różnych chromosomów matczynych i ojcowskich. Rekombinacja dziedzicznych skłonności powstaje dodatkowo w wyniku wymiany regionów między chromosomami homologicznymi, co zachodzi w mejozie. Mejoza obejmuje dwa następujące po sobie podziały, praktycznie bez przerwy. Podobnie jak w mitozie, w każdym podziale mejotycznym występują cztery etapy: profaza, metafaza, anafaza i telofaza. Drugi podział mejotyczny - istotą okresu dojrzewania jest to, że w komórkach rozrodczych za pomocą podwójnego podziału mejotycznego liczba chromosomów zmniejsza się o połowę, a ilość DNA zmniejsza się o połowę. Biologiczne znaczenie drugiego podziału mejotycznego polega na tym, że ilość DNA jest dostosowana do zestawu chromosomów. U mężczyzn wszystkie cztery komórki haploidalne powstałe w wyniku mejozy są następnie przekształcane w gamety - plemniki. U samic, z powodu nierównomiernej mejozy, tylko jedna komórka wytwarza zdolne do życia jajo. Trzy inne komórki potomne są znacznie mniejsze, zamieniają się w tzw. ciałka kierunkowe, czyli redukujące, które wkrótce obumierają. Biologiczne znaczenie powstania tylko jednego jaja i śmierci trzech pełnoprawnych (z genetycznego punktu widzenia) ciał kierunkowych wynika z konieczności zachowania w jednej komórce wszystkich rezerwowych składników odżywczych dla rozwoju przyszłego zarodka.

Teoria komórki.

Komórka jest podstawową jednostką budowy, funkcjonowania i rozwoju organizmów żywych. Istnieją pozakomórkowe formy życia - wirusy, ale swoje właściwości wykazują dopiero w komórkach organizmów żywych. Formy komórkowe dzielą się na prokarioty i eukarionty.

Otwór komórki należy do angielskiego naukowca R. Hooke'a, który patrząc przez cienki skrawek korka pod mikroskopem zobaczył struktury podobne do plastrów miodu i nazwał je komórkami. Później organizmy jednokomórkowe badał holenderski naukowiec Anthony van Leeuwenhoek. Teorię komórkową sformułowali niemieccy naukowcy M. Schleiden i T. Schwann w 1839 r. Współczesna teoria komórkowa została znacznie uzupełniona przez R. Birżewa i innych.

Główne postanowienia współczesnej teorii komórkowej:

komórka - podstawowa jednostka budowy, funkcjonowania i rozwoju wszystkich organizmów żywych, najmniejsza jednostka życia, zdolna do samoreprodukcji, samoregulacji i samoodnowy;

komórki wszystkich organizmów jednokomórkowych i wielokomórkowych są podobne (homologie) pod względem budowy, składu chemicznego, podstawowych przejawów aktywności życiowej i metabolizmu;

rozmnażanie komórek następuje przez podział, każda nowa komórka powstaje w wyniku podziału komórki pierwotnej (matki);

w złożonych organizmach wielokomórkowych komórki są wyspecjalizowane w pełnionych funkcjach i tworzą tkanki; tkanki składają się z narządów, które są ze sobą ściśle połączone i podlegają regulacji nerwowej i humoralnej.

Przepisy te dowodzą jedności pochodzenia wszystkich organizmów żywych, jedności całego świata organicznego. Dzięki teorii komórkowej stało się jasne, że komórka jest najważniejszym składnikiem wszystkich żywych organizmów.

Komórka to najmniejsza jednostka organizmu, granica jego podzielności, obdarzona życiem i wszystkimi głównymi cechami organizmu. Jako elementarny system żywy leży u podstaw struktury i rozwoju wszystkich żywych organizmów. Na poziomie komórkowym manifestują się takie właściwości życia, jak zdolność do wymiany substancji i energii, autoregulacja, reprodukcja, wzrost i rozwój oraz drażliwość.

50. Wzory dziedziczenia ustalone przez G. Mendla .

Wzory dziedziczenia zostały sformułowane w 1865 roku przez Grzegorza Mendla. W swoich eksperymentach krzyżował różne odmiany grochu.

Pierwsze i drugie prawo Mendla opiera się na krzyżach monohybrydowych, a trzecie na di i polihybrydzie. Krzyżówka monohybrydowa wykorzystuje jedną parę alternatywnych cech, krzyżówka dihybrydowa wykorzystuje dwie pary, a krzyżówka polihybrydowa wykorzystuje więcej niż dwie. Sukces Mendla wynika ze specyfiki zastosowanej metody hybrydologicznej:

Analiza rozpoczyna się od skrzyżowania czystych linii: osobników homozygotycznych.

Analizowane są oddzielne alternatywne wzajemnie wykluczające się znaki.

Dokładne ilościowe rozliczanie potomków z różnymi kombinacjami cech

Dziedziczenie analizowanych cech można prześledzić w kilku pokoleniach.

I prawo Mendla: „Prawo jednorodności mieszańców I generacji”

Podczas krzyżowania osobników homozygotycznych analizowanych pod kątem jednej pary cech alternatywnych, mieszańce I generacji wykazują jedynie cechy dominujące i obserwuje się jednorodność fenotypu i genotypu.

W swoich eksperymentach Mendel skrzyżował czyste linie roślin grochu z żółtymi (AA) i zielonymi (aa) nasionami. Okazało się, że wszyscy potomkowie pierwszego pokolenia są identyczni pod względem genotypu (heterozygota) i fenotypu (żółty).

Drugie prawo Mendla: „Prawo podziału”

Podczas krzyżowania mieszańców heterozygotycznych pierwszego pokolenia, analizowanych pod kątem jednej pary cech alternatywnych, mieszańce drugiego pokolenia wykazują rozszczepienie według fenotypu 3:1 i według genotypu 1:2:1

W swoich eksperymentach Mendel skrzyżował ze sobą hybrydy otrzymane w pierwszym eksperymencie (Aa). Okazało się, że w drugim pokoleniu stłumiona cecha recesywna pojawiła się ponownie. Dane z tego eksperymentu świadczą o rozszczepieniu się cechy recesywnej: nie jest ona tracona, ale pojawia się ponownie w następnym pokoleniu.

Trzecie prawo Mendla: „Prawo niezależnej kombinacji cech”

Podczas krzyżowania organizmów homozygotycznych analizowanych pod kątem dwóch lub więcej par cech alternatywnych, w mieszańcach jego 3.

Aby zbadać wzorce dziedziczenia roślin różniących się jedną parą alternatywnych cech, Mendel zastosował krzyżowanie monohybrydowe. Następnie przeszedł do eksperymentów na krzyżowaniu roślin, które różniły się dwiema parami alternatywnych cech: krzyżowaniem dwuhybrydowym, gdzie użył homozygotycznych roślin grochu różniących się kolorem i kształtem nasion. W wyniku skrzyżowania nasion gładkich (B) i żółtych (A) z pomarszczonymi (b) i zielonymi (a) w pierwszym pokoleniu wszystkie rośliny miały nasiona gładkie żółte. Zatem prawo jednorodności pierwszego pokolenia przejawia się nie tylko w krzyżowaniu mono, ale także w krzyżowaniu polihybrydowym, jeśli osobniki rodzicielskie są homozygotyczne.

Podczas zapłodnienia powstaje diploidalna zygota w wyniku połączenia różnych odmian gamet. Aby ułatwić obliczenie ich opcji kombinacji, angielski genetyk Bennet zaproponował zapis w postaci kraty - tabeli z liczbą wierszy i kolumn zgodnie z liczbą rodzajów gamet utworzonych przez krzyżujące się osobniki. Analiza krzyża

Ponieważ osobniki z cechą dominującą w fenotypie mogą mieć inny genotyp (Aa i AA), Mendel zaproponował skrzyżowanie tego organizmu z recesywną homozygotą.

Bloguję już prawie trzy lata. korepetytor biologii. Niektóre tematy są szczególnie interesujące, a komentarze do artykułów stają się niewiarygodnie „rozdęte”. Rozumiem, że z czasem czytanie tak długich „pieluszek” staje się bardzo niewygodne.
Dlatego zdecydowałem się umieścić niektóre z pytań czytelników i moje odpowiedzi na nie, które mogą być dla wielu interesujące, w osobnej sekcji bloga, którą nazwałem „Z dialogów w komentarzach”.

Co jest ciekawego w temacie tego artykułu? Przecież jasne jest, że główne biologiczne znaczenie mejozy : zapewnienie stałości liczby chromosomów w komórkach z pokolenia na pokolenie podczas rozmnażania płciowego.

Ponadto nie należy zapominać, że w organizmach zwierzęcych w wyspecjalizowanych narządach (gonadach) z diploidalnych komórek somatycznych (2n) tworzą się mejozy gamety haploidalnych komórek płciowych (n).

Pamiętamy również, że wszystkie rośliny żyją z : sporofit, który wytwarza zarodniki, oraz gametofit, który wytwarza gamety. mejoza u roślin przebiega na etapie dojrzewania zarodników haploidalnych (n). Gametofit rozwija się z zarodników, których wszystkie komórki są haploidalne (n). Dlatego w gametofitach mitozy tworzą gamety haploidalnych męskich i żeńskich komórek rozrodczych (n).

Zobaczmy teraz materiały komentarzy do artykułu, jakie są testy do egzaminu z tego problemu na temat biologicznego znaczenia mejozy.

Swietłana(nauczyciel biologii). Dzień dobry, Borys Fagimowicz!

Przeanalizowałem 2 korzyści USE Kalinov G.S. a oto co znalazłem.

1 pytanie.


2. Powstawanie komórek z podwójną liczbą chromosomów;
3. Powstawanie komórek haploidalnych;
4. Rekombinacja odcinków chromosomów niehomologicznych;
5. Nowe kombinacje genów;
6. Pojawienie się większej liczby komórek somatycznych.
Oficjalna odpowiedź to 3,4,5.

Pytanie 2 jest podobne, ALE!
Biologiczne znaczenie mejozy to:
1. Pojawienie się nowej sekwencji nukleotydów;
2. Powstawanie komórek z diploidalnym zestawem chromosomów;
3. Powstawanie komórek z haploidalnym zestawem chromosomów;
4. Tworzenie kolistej cząsteczki DNA;
5. Pojawienie się nowych kombinacji genów;
6. Wzrost liczby listków zarodkowych.
Oficjalna odpowiedź to 1,3,5.

Co wychodzi : w pytaniu 1 odpowiedź 1 jest odrzucana, ale w pytaniu 2 jest poprawna? Ale 1 jest najprawdopodobniej odpowiedzią na pytanie, co zapewnia proces mutacji; jeśli - 4, to w zasadzie może to być również poprawne, ponieważ oprócz homologicznych chromosomów, niehomologiczne mogą również wydawać się rekombinować? Bardziej skłaniam się ku odpowiedziom 1,3,5.

Witaj Swietłano! Istnieje nauka biologii, opisana w podręcznikach do szkół średnich. Istnieje dyscyplina biologia, opisana (jak najbardziej przystępnie) w podręcznikach szkolnych. Dostępność (a właściwie popularyzacja nauki) często skutkuje różnego rodzaju nieścisłościami, którymi „grzeszą” podręczniki szkolne (nawet przedrukowywane 12 razy z tymi samymi błędami).

Svetlana, co możemy powiedzieć o zadaniach testowych, które zostały już „skomponowane” przez dziesiątki tysięcy (oczywiście są w nich jawne błędy i wszelkiego rodzaju niepoprawności związane z podwójną interpretacją pytań i odpowiedzi).

Tak, masz rację, dochodzi do czystego absurdu, gdy ta sama odpowiedź w różnych zadaniach, nawet u jednego autora, jest przez niego oceniana jako poprawna i błędna. I takie, delikatnie mówiąc, „zamieszanie”, bardzo, bardzo.

Uczymy dzieci w wieku szkolnym, że koniugacja homologicznych chromosomów w profazie 1 mejozy może prowadzić do crossing-over. Crossing over zapewnia kombinacyjną zmienność - pojawienie się nowej kombinacji genów lub, co jest tym samym, co „nowa sekwencja nukleotydów”. W tym jest również jednym z biologicznych znaczeń mejozy, więc odpowiedź 1 jest niezaprzeczalnie poprawna.

Ale w prawidłowości odpowiedzi 4 ze względu na rekombinację odcinków NIEHOMOLOGICZNYCH chromosomów widzę ogromny „bunt” w kompilowaniu takiego testu w ogóle. Podczas mejozy chromosomy HOMOLOGICZNE są normalnie sprzężone (jest to istota mejozy, to jest jego biologiczne znaczenie). Ale istnieją mutacje chromosomalne, które występują z powodu błędów mejotycznych, gdy niehomologiczne chromosomy są sprzężone. Tutaj w odpowiedzi na pytanie: „Jak powstają mutacje chromosomalne” - ta odpowiedź byłaby poprawna.

Kompilatorzy czasami najwyraźniej „nie widzą” cząstki „nie” przed słowem „homologiczny”, ponieważ natknąłem się też na inne testy, w których na pytanie o biologiczne znaczenie mejozy musiałem wybrać tę odpowiedź jako poprawną. Oczywiście kandydaci muszą wiedzieć, że prawidłowe odpowiedzi to 1,3,5.

Jak widać, te dwa testy są również złe, ponieważ generalnie brak głównej poprawnej odpowiedzi na pytanie o biologiczne znaczenie mejozy, a odpowiedzi 1 i 5 są właściwie takie same.

Tak, Swietłana, to są „błędy”, za które absolwenci i kandydaci płacą na egzaminach po zdaniu egzaminu. Dlatego najważniejsze jest, aby nawet zdać egzamin, uczyć swoich uczniów głównie z podręczników a nie na testach Podręczniki dostarczają wszechstronnej wiedzy. Tylko taka wiedza pomoże uczniom odpowiedzieć na jakiekolwiek pytanie poprawnie skomponowany testy.

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

Kto będzie miał pytania dotyczące artykułu Korepetycje z biologii przez skype, kontakt w komentarzach.

Biologiczne znaczenie mejozy:

Charakterystyka komórek rozrodczych zwierząt

Gamety - wysoce zróżnicowane komórki. Są one przeznaczone do reprodukcji żywych organizmów.

Główne różnice między gametami a komórkami somatycznymi:

1. Dojrzałe komórki płciowe mają haploidalny zestaw chromosomów. komórki somatyczne są diploidalne. Na przykład ludzkie komórki somatyczne zawierają 46 chromosomów. Dojrzałe gamety mają 23 chromosomy.

2. W komórkach rozrodczych zmieniono stosunek jądrowo-cytoplazmatyczny. W gametach żeńskich objętość cytoplazmy jest wielokrotnie większa niż objętość jądra. w komórkach męskich występuje odwrotny wzór.

3. Gamety mają specjalny metabolizm. w dojrzałych komórkach rozrodczych procesy asymilacji i dysymilacji są powolne.

4. Gamety różnią się od siebie, a różnice te wynikają z mechanizmów mejozy.

Gametogeneza

spermatogeneza- rozwój męskich komórek rozrodczych. diploidalne komórki kanalików krętych jąder zamieniają się w haploidalne plemniki (ryc. 1). Spermatogeneza obejmuje 4 okresy: rozmnażanie, wzrost, dojrzewanie, tworzenie.

1. Reprodukcja . Materiałem wyjściowym do rozwoju plemników jest spermatogonia. zaokrąglone komórki z dużym, dobrze wybarwionym jądrem. zawiera diploidalny zestaw chromosomów. Spermatogonia rozmnaża się szybko przez podział mitotyczny.

2. Wzrost . Forma spermatogonii spermatocyty pierwszego rzędu.

3. Dojrzewanie. W strefie dojrzewania zachodzą dwa podziały mejotyczne. Komórki po pierwszym podziale dojrzewania to tzw spermatocyty drugiego rzędu . Potem następuje drugi podział dojrzewania. diploidalna liczba chromosomów jest zredukowana do haploidalnej. utworzony przez 2 plemniki . Dlatego z jednego diploidalnego spermatocytu pierwszego rzędu powstają 4 haploidalne spermatydy.

4. Kształtowanie. Plemniki stopniowo zamieniają się w dojrzałe plemniki . U mężczyzn uwalnianie plemników do jamy kanalików nasiennych rozpoczyna się po rozpoczęciu dojrzewania. Trwa do ustania aktywności gonad.

Owogeneza- rozwój żeńskich komórek rozrodczych. komórki jajnika - ovogonia zamieniają się w jaja (ryc. 2).

Ovogeneza obejmuje trzy okresy: rozmnażanie, wzrost i dojrzewanie.

1. Reprodukcja Ogogonia, podobnie jak spermatogonia, zachodzi w wyniku mitozy.

2. Wzrost . Podczas wzrostu ovogonia zamienia się w oocyty pierwszego rzędu.

Ryż. 2. Spermatogeneza i oogeneza (schematy).

3. Dojrzewanie. podobnie jak w przypadku spermatogenezy, dwa podziały mejotyczne następują po sobie. Po pierwszym podziale powstają dwie komórki o różnej wielkości. Jeden duży - oocyt drugiego rzędu i mniejszy - pierwsze ciało kierunkowe (biegunowe). W wyniku drugiego podziału powstają również dwie komórki o różnej wielkości z oocytu drugiego rzędu. Duża - dojrzała komórka jajowa i mały- drugi korpus prowadzący. W ten sposób z jednego diploidalnego oocytu pierwszego rzędu powstają cztery komórki haploidalne. Jedno dojrzałe jajo i trzy ciała polarne. Proces ten zachodzi w jajowodzie.

Mejoza

Mejoza - proces biologiczny podczas dojrzewania komórek rozrodczych. Mejoza obejmuje pierwszy oraz drugi podział mejotyczny .

Pierwszy podział mejotyczny (redukcja). Pierwszy podział poprzedzony jest interfazą. gdzie zachodzi synteza DNA. Jednak profaza I podziału mejotycznego różni się od profazy mitozy. Składa się z pięciu stadiów: leptotenu, zygotenu, pachytenu, diplotenu i diakinezy.

W leptonemie jądro powiększa się i ujawniają się w nim nitkowate słabo spiralne chromosomy.

W zygonem dochodzi do połączenia parami homologicznych chromosomów, w którym centromery i ramiona dokładnie się do siebie zbliżają (zjawisko koniugacji).

W pachinemie następuje postępująca spiralizacja chromosomów i łączą się one w pary - biwalenty. W chromosomach identyfikowane są chromatydy, w wyniku czego powstają tetrady. W tym przypadku następuje wymiana odcinków chromosomów - przejście.

Diplonema - początek odpychania chromosomów homologicznych. Rozbieżność zaczyna się w rejonie centromeru, jednak w miejscach skrzyżowania połączenie jest zachowane.

W diakinezie występuje dalsza rozbieżność chromosomów, które jednak nadal pozostają połączone w biwalenty przez swoje końcowe sekcje. W rezultacie pojawiają się charakterystyczne figury pierścieni. Błona jądrowa rozpuszcza się.

W anafaza I istnieje rozbieżność biegunów komórki chromosomów homologicznych z każdej pary, a nie chromatyd. Jest to podstawowa różnica w stosunku do analogicznego etapu mitozy.

Telofaza I. Powstają dwie komórki z haploidalnym zestawem chromosomów (na przykład u ludzi - 23 chromosomy). jednakże ilość DNA jest równa zestawowi diploidalnemu.

Drugi podział mejotyczny (równikowy). Najpierw następuje krótka interfaza. brakuje mu syntezy DNA. Następnie następuje profaza II i metafaza II. W anafazie II rozchodzą się nie chromosomy homologiczne, a jedynie ich chromatydy. Dlatego komórki potomne pozostają haploidalne. DNA w gametach jest o połowę mniejsze niż w komórkach somatycznych.

Biologiczne znaczenie mejozy: