Tabel de comparație a biologiei meiozei și mitozei. Subiectul lecției: „Compararea mitozei și meiozei” (clasa 10)

Toate structurile celulare ale organismelor vii trec în mod normal prin mai multe etape principale de dezvoltare. În timpul existenței sale, fiecare celulă trece în mod normal prin stadiul de reproducere sau diviziune. Poate fi direct, indirect sau reductiv. Diviziunea este o etapă normală a vieții unităților structurale ale diferitelor organisme, care asigură existența, creșterea și reproducerea normală a tuturor ființelor vii de pe planetă. Datorită reproducerii celulare în corpul uman, sunt posibile reînnoirea țesuturilor, restabilirea integrității epiteliului sau dermului deteriorat, moștenirea datelor genetice, concepția, embriogeneza și multe alte procese importante.

Există două tipuri principale de reproducere a unităților structurale în corpul creaturilor multicelulare: mitoza și meioza. Fiecare dintre aceste metode de reproducere are trăsături caracteristice.

Atenţie! Diviziunea celulară se distinge și prin simpla diviziune în două - amitoză. În corpul uman, acest proces are loc în structuri modificate anormal, cum ar fi tumorile.

Mitoza este diviziunea vegetativă a celulelor cu nucleu, cel mai frecvent proces de reproducere. Această metodă se mai numește și reproducere indirectă sau clonare, deoarece perechea de structuri fiice formate în timpul ei se dovedește a fi complet identică cu cea mamă. Cu ajutorul clonării, sunt reproduse unități structurale somatice ale corpului uman.

Atenţie! Diviziunea vegetativă are ca scop formarea de celule absolut identice din generație în generație. Toate celulele corpului uman, cu excepția celor reproductive, se înmulțesc în mod similar.

Clonarea formează baza ontogenezei, adică dezvoltarea unui organism de la concepție până la momentul morții. Diviziunea mitotică este necesară pentru funcționarea normală a diferitelor organe și sisteme și pentru formarea și conservarea anumitor caracteristici umane de la naștere până la moarte la nivel morfologic și biochimic. Durata acestei metode de reproducere celulară este în medie de aproximativ 1-2 ore.

Cursul mitozei este împărțit în patru faze principale:

Ca urmare a clonării, dintr-o celulă mamă se formează două celule fiice, având un set absolut similar de cromozomi și păstrând toate caracteristicile calitative și cantitative ale celulei originale. În corpul uman, din cauza mitozei, are loc o reînnoire constantă a țesuturilor.

Atenţie! Cursul normal al proceselor mitotice este asigurat de reglarea neuroumorală, adică de acțiunea comună a sistemelor nervos și endocrin.

Caracteristici ale diviziunii fluxului de reducere

Diviziunea meiotică este un proces care are ca rezultat formarea unităților structurale reproductive - gameți. Cu această metodă de reproducere se formează patru celule fiice, fiecare dintre ele având 23 de cromozomi. Deoarece gameții formați ca urmare a acestei metode au un set de cromozomi incomplet, se numește reducere. La om, în timpul gametogenezei, este posibilă formarea a două tipuri de unități structurale:

• spermatozoizi din spermatogonie;
• ouă în foliculi.

Caracteristici

Deoarece fiecare gamet rezultat are un singur set de cromozomi, la fuzionarea cu o altă celulă de reproducere, se face schimb de material genetic și se formează un embrion, care primește un set complet de cromozomi. Prin meioză este asigurată variabilitatea combinatorie - acesta este un proces care are ca rezultat formarea unei liste uriașe de genotipuri diferite, iar fătul moștenește diferite trăsături ale mamei și ale tatălui.

În procesul de formare a structurilor haploide, trebuie să se distingă și cele patru faze menționate mai sus caracteristice mitozei. Principala diferență între diviziunea de reducere este că acești pași se repetă de două ori.

Atenţie! Prima telofază se termină cu formarea a două celule cu un set genetic complet de 46 de cromozomi. Apoi începe a doua diviziune, datorită căreia se formează patru celule de reproducere, fiecare având 23 de cromozomi.

În timpul diviziunii meiotice, prima etapă durează mai mult. În această etapă are loc fuziunea cromozomilor și procesul de schimb de date genetice. Metafaza se desfășoară în același mod ca în timpul mitozei, dar cu un singur set de date ereditare. În timpul anafazei, centromerii nu se divid, iar cromozomii haploizi se deplasează spre poli.

Perioada dintre două diviziuni, adică interfaza, este foarte scurtă; acidul dezoxiribonucleic nu este produs în acest timp. Prin urmare, celulele rezultate după a doua telofază conțin un set haploid, adică unic, de cromozomi. Setul diploid este restabilit atunci când două celule de reproducere se îmbină în timpul singamiei. Acesta este procesul de unire a gameților masculini și feminini formați ca urmare a meiozei. Ca urmare a diviziunii de reducere, se formează un zigot, care are 46 de cromozomi și un set complet de informații ereditare primite de la ambii părinți.

În timpul fuziunii gameților, este posibil să se formeze diferite variante ale oricăror caracteristici. Prin meioză, copiii vor moșteni, de exemplu, culoarea ochilor unuia dintre părinții lor. Datorită purtării recesive a oricăror gene, este posibilă transmiterea caracteristicilor printr-una sau mai multe generații.

Atenţie! Trăsăturile dominante sunt predominante, apar de obicei la prima generație de descendenți. Recesiv - ascuns sau care dispare treptat la indivizii din generațiile ulterioare.

Rolul diviziunii mitotice:

1. Menținerea unui număr constant de cromozomi. Dacă celulele rezultate ar avea un set complet de cromozomi, atunci la făt după concepție numărul lor s-ar dubla.
2. Datorită diviziunii meiotice, se formează celule reproductive cu diferite seturi de informații ereditare.
3. Recombinarea informațiilor ereditare.
4. Asigurarea variabilitatii organismelor.

Caracteristici comparative

Metoda de reproducere	Clonarea	Gametogeneza
Tipuri de celule	Somatic	Reproductivă
Numărul de diviziuni	unu	Două
Câte unități structurale fiice se formează în final?	2	4
Conținutul informațiilor ereditare din celulele fiice	Nu se schimba	Schimbări
Conjugare	Nu tipic
	Nu tipic	Marcat în timpul primei divizii

Diferențele dintre clonare și diviziunea de reducere

Clonarea și propagarea celulelor de reducere sunt procese destul de asemănătoare. Diviziunea meiotică include aceleași etape ca și diviziunea mitotică, cu toate acestea, durata lor și procesele care au loc în diferitele sale etape au diferențe semnificative.

Video - Mitoză și meioză

Diferențele în cursul diviziunii sexuale și asexuate

Celulele rezultate din diviziunea mitotică și gametogeneză poartă sarcini funcționale diferite. De aceea, în timpul meiozei se notează unele caracteristici ale fluxului:

1. La prima etapă a diviziunii de reducere se notează conjugarea și încrucișarea. Aceste procese sunt necesare pentru schimbul reciproc de informații genetice.
2. În timpul anafazei, se observă segregarea cromozomilor similari.
3. În perioada dintre două cicluri de diviziuni, nu are loc reduplicarea moleculelor de acid dezoxiribonucleic.

Atenţie! Conjugarea este o stare de convergență treptată a cromozomilor omologi, adică similari, între ei și formarea ulterioară a perechilor. Încrucișarea este tranziția anumitor secțiuni de la un cromozom la altul.

A doua etapă a gametogenezei se desfășoară exact în același mod ca și mitoza.

Diferențele caracteristice în rezultatele procesului de divizare:

1. Rezultatul clonării este formarea a două unități structurale, iar rezultatul diviziunii de reducere este de patru.
2. Cu ajutorul clonării se împart unitățile structurale somatice care alcătuiesc diferitele țesuturi ale corpului. Ca urmare a meiozei, se formează doar celulele reproductive: ouă și spermatozoizi.
3. Clonarea duce la formarea de unități structurale absolut identice, iar în timpul diviziunii meiotice are loc o redistribuire a datelor genetice.
4. Ca urmare a diviziunii de reducere, cantitatea de informații ereditare din celulele reproductive este redusă cu 50%. Acest lucru face posibilă fuzionarea ulterioară a datelor genetice ale celulelor mamei și ale tatălui în timpul fertilizării.

Clonarea și diviziunea de reducere sunt cele mai importante procese care asigură funcționarea normală a organismului. Celulele fiice formate ca urmare a clonării sunt identice cu originalele în orice, inclusiv la nivelul acidului dezoxiribonucleic. Acest lucru permite ca setul de cromozomi să fie transmis neschimbat de la o generație de celule la alta. Mitoza stă la baza creșterii normale a țesuturilor. Semnificația biologică a diviziunii de reducere constă în conservarea unui anumit număr de cromozomi în organismele a căror reproducere are loc pe cale sexuală. În același timp, diviziunea meiotică permite manifestarea celei mai importante calități a diferitelor organisme multicelulare - variabilitatea combinativă. Datorită acesteia, este posibil să se transmită urmașilor diverse caracteristici atât ale tatălui, cât și ale mamei.

Atât de meticulos descris în orice manual. Mai este ceva care trebuie adăugat aici?

Dar nu vă grăbiți să trageți concluzii, dar vă rog să vă bazați pe experiența mea de profesor de biologie. Ceea ce vom vorbi astăzi poate fi de folos multora. Și vom vorbi despre neînțelegerile care apar în timpul examenelor atunci când răspundem la aceste întrebări.

Și în general despre posibilele greșeli ale tinereții, când lăsăm uneori neobservate cele mai importante informații din viață...

Din nou, poate voi începe cu unele critici la adresa manualelor. Tema împărțirii este atât de importantă încât i se acordă mult spațiu. S-ar părea că nimic altceva nu poate fi mai bun : Pentru a explica procesele, sunt furnizate o grămadă de ilustrații color și diverse diagrame.

Mitoza este cele patru etape ale diviziunii. Meioza este până la opt etape de diviziune, indicând nu numai numele proceselor în sine, ci și o descriere detaliată a ceea ce se întâmplă cu ce „lucru” celular în fiecare etapă.

Sunt de acord că, pentru a trece examenul, toate aceste „detalii meticuloase” trebuie învățate, sau mai degrabă memorate. Adică toate acestea sunt amintite pentru scurt timp. Dar din cauza mormanului de lucruri mici private, cel mai important lucru scapă și atunci însăși esența și sensul fenomenelor nu sunt reținute.

Și ce ar trebui să stea cu adevărat în capul tău mult timp, pentru ca până la urmă să nu faci cele mai simple greșeli nici la examene, nici, mai important, în viața ta.

1. Cel puțin nu confundați numele proceselor în sine

În caz contrar, se dovedește ca și în cazul conceptelor - numele proceselor în sine sunt amintite, dar în 50% din cazuri este exact opusul.

După ce s-a „tras” la polii celulei mamă în anafaza de mitoză unu cromozomii cromatidici, în cele două celule fiice nou formate, conținutul de ADN devine identic cu celula mamă originală - 2n2с.

Deoarece, ca urmare a mitozei, dintr-o celulă originală se formează două celule cu drepturi depline (se spun „celulă mamă”), cu informații genetice complet identice cu celula originală, mitoza poate fi numită termenul „reproducție” - aceasta este asexuată. reproducere.

Care este esența meiozei?

Cuvântul „meioză” în sine poate fi pronunțat încet, cu o voce cântată (m-ee-e-y-oz) - acesta este un tip de diviziune celulară de reducere, care duce la formarea a patru dintr-o celulă, dar cu jumătate. , set haploid de cromozomi ( 1n1с).

Și acum, amintește-ți gândul meu sedițios. Meioza, spre deosebire de mitoză, nu este reproducere. Aceasta este o modalitate de formare a celulelor haploide (spori la plante și gameți la animale). Gameții numai după procesul de fertilizare, care în acest caz este reproducerea sexuală, vor servi la formarea unui nou organism.

Încă o dată, vă atrag atenția asupra faptului că în organismele animale, celulele țesuturilor specializate ale gonadelor sunt împărțite prin meioză, din care se formează gameții sau celulele germinale. La plante, sporii se formează prin meioză, iar apoi gameții se formează prin mitoză.

Meioza, ca și mitoza, este precedată de dublarea materialului genetic al celulei, dar meioza are loc în două etape: meioza I și meioza II. .

Reducerea în sine a numărului de cromozomi, adică o scădere a numărului lor la jumătate, are loc după prima etapă a meiozei, deoarece în timpul profezei meiozei I a avut loc conjugarea cromozomilor omologi, dar cromozomii din cele două au format celule haploide. rămâne încă bicromatidă ( 1n2c).

Există foarte puțin timp între meioza I și meioza II, dublarea suplimentară a ADN-ului Nu se întâmplăși din nou fiecare celulă formează două celule haploide ( 1n), dar sunt deja „normale” - monocromatide ( 1s).

2. Ce altceva este foarte important să-și amintească oricine, în special tinerii – potențiali părinți

În timpul meiozei, în timpul maturizării celulelor germinale, ca urmare a conjugării cromozomilor omologi, orice „amestecare” a materialului genetic între cromozomii omologi poate avea loc în profaza I a meiozei - crossing over.

Și în acest moment de formare atât a ovulelor, cât și a spermatozoizilor, este deosebit de important ca organismul uman să nu fie expus la niciun factor advers (șocuri nervoase, doze mari de medicamente, alcool, nicotină și alte medicamente) care ar putea duce la cross-over. erori în timpul meiozei (și, prin urmare, la apariția genetică inferior descendenți).

3. La ce altceva ar trebui să fii atent?

Chiar dacă vă amintiți bine că toate celulele somatice ale corpului se reproduc prin mitoză, iar meioza este metoda de formare a celulelor sexuale, se face următoarea greșeală.

Da, meioza este o modalitate de a forma celule germinale, dar... Dar doar la organisme !!! Din nou, vreau să subliniez că toate plantele superioare (mușchi, ferigi, gimnosperme și angiosperme) suferă diviziune meiotică. controversă! Ulterior, din sporii haploizi de mitoze plante - gameți.

Autorii manualelor școlare ar trebui să acorde atenție acestui lucru, deoarece autorilor itemilor de testare le place (și au dreptate) să includă întrebări despre procesele fundamentale ale funcționării sistemelor vii. Și metodele de reproducere a celulelor organismelor vii și metodele de reproducere sexuală a organismelor diferitelor taxoni sunt tocmai astfel de procese.

_______________________________________________________________________________

Acum scriu și mă gândesc ce păcat că acest blog este încă invizibil pe internet (sper „deocamdată”). La urma urmei, informațiile din această postare sunt utile pentru toată lumea, în special pentru generația mai tânără, astfel încât să nu ajungă să plătească pentru sănătatea copiilor lor pentru tot restul vieții din cauza ignoranței.

Tip lecție: lecție de generalizare.

Forma lecției: lecție practică.

• să continue să formeze viziunea despre lume a studenților despre continuitatea vieții;
• introduceți diferența chimică și biologică dintre procesele care au loc în celulă în timpul mitozei și meiozei;
• dezvoltarea capacității de a organiza în mod consecvent procesele de mitoză și meioză;
• dezvoltarea abilităților în analiza comparativă a proceselor de diviziune celulară;

1. educațional:

a) actualizarea cunoștințelor elevilor despre diferitele tipuri de diviziune celulară (mitoză, amitoză, meioză);

b) să-și facă o idee despre principalele asemănări și diferențe dintre procesele de mitoză și meioză, esența lor biologică;

2. educațional: dezvoltarea interesului cognitiv pentru informații din diferite domenii ale științei;

3. dezvoltarea:

a) să dezvolte abilități de lucru cu diferite tipuri de informații și modalități de prezentare a acestora;

b) continuă să lucreze la dezvoltarea abilităților de analiză și comparare a proceselor de diviziune celulară;

Echipament educațional: calculator cu proiector multimedia, model de aplicație „Divizia celulară. Mitoză și meioză” (truse de demonstrație și distribuție); tabelul „Mitoza. Meioză".

Structura lecției (lecția este concepută pentru o oră academică, desfășurată într-o clasă de biologie cu proiector multimedia, concepută pentru profilul chimic și biologic de clasa a X-a). Scurt plan de lecție:

1. moment organizatoric (2 min);

2. actualizarea cunoștințelor, termenilor și conceptelor de bază legate de procesele de diviziune celulară (8 min);

3. generalizarea cunoștințelor despre procesele de mitoză și meioză (13 min);

4. lucrare practică „Asemănări și diferențe între mitoză și meioză (15 min);

Consolidarea cunoștințelor pe tema studiată (5 min);

Tema pentru acasă (2 min).

Note detaliate ale lecției:

1. moment organizatoric. Explicarea scopului lecției, locul acesteia în tema studiată, caracteristicile implementării acesteia.

2. actualizarea cunoștințelor, termeni și concepte de bază legate de procesele de diviziune celulară: - diviziunea celulară;

3. generalizarea cunoștințelor despre procesele de diviziune celulară:

3.1. Mitoză:

Demonstrarea modelului interactiv „Mitoza”;

Lucrare practică cu modelul de aplicație „Mitoză” (fișe pentru fiecare elev, exersând capacitatea elevilor de a arăta secvența proceselor de mitoză);

Lucrul cu modelul de aplicație „Mitoză” (kit demonstrativ, verificarea rezultatelor lucrărilor practice)

Conversație despre fazele mitozei:

faza de mitoză,set de cromozomi(n-cromozomi, c - ADN)	Desen	Caracteristicile fazei, dispunerea cromozomilor
Profaza		Demontarea membranelor nucleare, divergența centriolilor către diferiți poli ai celulei, formarea filamentelor fusiforme, „dispariția” nucleolilor, condensarea cromozomilor bicromatidici.
Metafaza		Aranjarea cromozomilor bicromatidici condensați maxim în planul ecuatorial al celulei (placă metafază), atașarea filamentelor fusiforme la un capăt de centrioli, celălalt de centromerii cromozomilor.
Anafaza		Diviziunea cromozomilor cu două cromatide în cromatide și divergența acestor cromatide surori către polii opuși ai celulei (în acest caz, cromatidele devin cromozomi monocromatizi independenți).
Telofază		Decondensarea cromozomilor, formarea membranelor nucleare în jurul fiecărui grup de cromozomi, dezintegrarea firelor fusului, apariția unui nucleol, divizarea citoplasmei (citotomie). Citotomia în celulele animale are loc din cauza brazdei de clivaj, în celulele vegetale – datorită plăcii celulare.

3.2. Meioză.

Demonstrarea modelului interactiv „Meioza”

Lucrare practică cu modelul de aplicație „Meioza” (fișe pentru fiecare elev, exersarea capacității elevilor de a arăta succesiunea proceselor de meioză);

Lucrul cu modelul de aplicație „Meioza” (kit demonstrativ, verificarea rezultatelor lucrărilor practice)

Conversație despre fazele meiozei:

faza de meioză,set de cromozomi(n - cromozomi, c - ADN)	Desen	Caracteristicile fazei, dispunerea cromozomilor
Profaza 1 2n4c		Demontarea membranelor nucleare, divergența centriolilor către diferiți poli ai celulei, formarea filamentelor fusiforme, „dispariția” nucleolilor, condensarea cromozomilor bicromatidici, conjugarea cromozomilor omologi și încrucișarea.
Metafaza 1 2n4c		Dispunerea bivalenților în planul ecuatorial al celulei, atașarea filamentelor fusiforme la un capăt de centrioli, celălalt de centromerii cromozomilor.
Anafaza 1 2n4c		Divergența independentă aleatorie a cromozomilor bicromatidici la polii opuși ai celulei (din fiecare pereche de cromozomi omologi, un cromozom merge la un pol, celălalt la celălalt), recombinarea cromozomilor.
Telofaza 1 în ambele celule 1n2c		Formarea membranelor nucleare în jurul grupurilor de cromozomi bicromatidici, diviziunea citoplasmei.
Profaza 2 1n2c		Demontarea membranelor nucleare, divergența centriolilor la diferiți poli ai celulei, formarea filamentelor fusului.
Metafaza 2 1n2c		Dispunerea cromozomilor bicromatidici în planul ecuatorial al celulei (placă metafazică), atașarea firelor fusului la un capăt de centrioli, celălalt de centromerii cromozomilor.
Anafaza 2 2n2c		Diviziunea cromozomilor cu două cromatide în cromatide și divergența acestor cromatide surori la polii opuși ai celulei (în acest caz, cromatidele devin cromozomi monocromatizi independenți), recombinarea cromozomilor.
Telofaza 2 în ambele celule 1n1c Total 4 la 1n1c		Decondensarea cromozomilor, formarea membranelor nucleare în jurul fiecărui grup de cromozomi, dezintegrarea firelor fusului, apariția nucleolului, diviziunea citoplasmei (citotomie) cu formarea a două și în cele din urmă ambele diviziuni meiotice - patru celule haploide.

Conversație despre schimbarea formulei nucleului celular

Discuții despre rezultatele meiozei:

o celulă mamă haploidă produce patru celule fiice haploide

Conversație despre semnificația meiozei: A)menține un număr constant de cromozomi ai unei specii din generație în generație (setul diploid de cromozomi este restabilit de fiecare dată în timpul fecundației ca urmare a fuziunii a doi gameți haploizi;

b) meioza este unul dintre mecanismele de apariţie a variabilităţii ereditare (variabilitate combinativă);

4. Lucrare practică „Compararea mitozei și meiozei” folosind prezentarea „Mitoza și meioza. Analiză comparativă” (vezi Anexa 1)

Elevii au mese pentru teme:

Elaborarea asemănărilor dintre mitoză și meioză:

Elaborarea diferențelor generale dintre mitoză și meioză (cu clarificări minore asupra fazelor de diviziune):

Comparaţie	Mitoză	Meioză
Asemănări	1. Au aceleași faze de divizare.
	2. Înainte de mitoză și meioză are loc autoduplicarea moleculelor de ADN în cromozomi (reduplicare) și spiralizarea cromozomilor.
Diferențele	1. O diviziune.	1. Două divizii consecutive.
	2. În metafază, toți cromozomii duplicați se aliniază separat de-a lungul ecuatorului.
	3. Fără conjugare	3. Există conjugarea
	4. Dublarea moleculelor de ADN are loc în interfază, separând cele două diviziuni.	4. Între prima și a doua diviziune nu există interfază și nu are loc duplicarea moleculelor de ADN.
	5. Se formează două celule diploide (celule somatice).	5. Se formează patru celule haploide (celule sexuale).
	6.Apare în celulele somatice	6. apare în celulele germinale în curs de maturizare
	7. Sta la baza reproducerii asexuate	7. Sta la baza reproducerii sexuale

5. Fixarea materialului.

Finalizarea sarcinii părții B a materialelor de testare a examenului unificat de stat.

Potriviți caracteristicile distinctive și tipurile de diviziune celulară:

Caracteristici distinctive Tipuri de diviziune celulară

1. Are loc o divizare	a) mitoza
2. Cromozomii duplicați omologi sunt aranjați de-a lungul ecuatorului în perechi (bivalenți).
3. Fără conjugare	B) meioza
4. Mentine un numar constant de cromozomi ai unei specii din generatie in generatie
5. Două divizii consecutive.
6. Dublarea moleculelor de ADN are loc în interfază, separând cele două diviziuni
7. Se formează patru celule haploide (celule sexuale).
8. Între prima și a doua diviziune nu există interfază și nu are loc dublarea moleculelor de ADN.
9. Există conjugarea
10. Se formează două celule diploide (celule somatice).
11. În metafază, toți cromozomii duplicați sunt aliniați separat de-a lungul ecuatorului 12. Asigură reproducerea asexuată, regenerarea părților pierdute, înlocuirea celulelor în organismele multicelulare
13. Asigură stabilitatea cariotipului celulelor somatice pe tot parcursul vieții
14. Este unul dintre mecanismele de apariție a variabilității ereditare (variabilitate combinativă;

6. Tema pentru acasă:

Completați tabelul „Comparație între mitoză și meioză” într-un caiet

Repetați materialul despre mitoză și meioză (detalii despre etapele)

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

Pregătiți un tabel „Caracteristicile comparative ale progresului mitozei și meiozei”

Caracteristici comparative ale mitozei și meiozei

Fazele ciclului celular, rezultatul acestuia	Mitoză	Meioză
		I divizie	divizia a II-a
Interfaza: sinteza ADN, ARN, ATP, proteine, creste numărul de organite, completarea celei de-a doua cromatide a fiecărui cromozom
profaza: a) spiralizarea cromozomilor b) distrugerea carcasei nucleare; c) distrugerea nucleolilor; d) formarea aparatului mitotic: divergența centriolilor către polii celulei, formarea unui fus de diviziune
Metafaza: a) formarea plăcii ecuatoriale - cromozomii se aliniază strict de-a lungul ecuatorului celulei; b) atașarea filamentelor fusului de centromeri; c) spre finalul metafazei – începutul separării cromatidelor surori
Anafaza: a) finalizarea separării cromatidelor surori; b) divergenţa cromozomilor către polii celulei
Telofază- formarea celulelor fiice: a) distrugerea aparatului mitotic; b) separarea citoplasmei; c) despiralizarea cromozomilor;

Bibliografie:

1. I.N. Pimenov, A.V. Pimenov - Prelegeri de biologie generală - Saratov, Editura SA Liceul, 2003.

2. Biologie generală: un manual pentru clasele 10-11 cu studiu aprofundat al biologiei la școală / Ed. V.K. Shumny, G.M. Dymshits, A.O. Ruvinsky. – M., „Iluminismul”, 2004.

3. N. Green, W. Stout, D. Taylor - Biologie: în 3 volume. T.3.: trad. din engleză/Ed. R. Soper. – M., „Mir”, 1993

4. T.L. Bogdanova, E.A. Solodova - Biologie: o carte de referință pentru elevii de liceu și solicitanții la universități - M., „ȘCOALA AST-PRESS”, 2004.

5. D.I. Mamontov – Biologie deschisă: un curs complet de biologie interactivă (pe CD) – „Physicon”, 2005

Meioză este o metodă de diviziune celulară la eucariote care produce celule haploide. Aceasta diferă de la meioză la mitoză, care produce celule diploide.

În plus, meioza apare în două diviziuni succesive, care se numesc prima (meioza I) și respectiv a doua (meioza II). Deja după prima diviziune, celulele conțin un singur set de cromozomi, adică haploid. Prin urmare, prima divizie este adesea numită reducţionist. Deși uneori termenul „diviziune de reducere” este folosit în raport cu întreaga meioză.

Se numește a doua divizie ecuațională iar mecanismul apariţiei sale este asemănător mitozei. În meioza II, cromatidele surori se deplasează spre polii celulari.

Meioza, ca si mitoza, este precedata in interfaza de sinteza - replicare ADN-ului, dupa care fiecare cromozom este format deja din doua cromatide, care sunt numite cromatide surori. Nu există sinteză ADN între prima și a doua diviziune.

Dacă în urma mitozei se formează două celule, atunci ca urmare a meiozei - 4. Cu toate acestea, dacă organismul produce ouă, atunci rămâne o singură celulă, care are nutrienți concentrați în sine.

Cantitatea de ADN înainte de prima diviziune este de obicei notă ca 2n 4c. Aici n desemnează cromozomi, c – cromatide. Aceasta înseamnă că fiecare cromozom are o pereche omoloagă (2n), în timp ce, în același timp, fiecare cromozom este format din două cromatide. Ținând cont de prezența unui cromozom omolog, se obțin patru cromatide (4c).

După prima și înainte de a doua diviziune, cantitatea de ADN din fiecare dintre cele două celule fiice este redusă la 1n 2c. Adică, cromozomii omologi se dispersează în celule diferite, dar continuă să fie formați din două cromatide.

După a doua diviziune, se formează patru celule cu un set de 1n 1c, adică fiecare conține doar un cromozom dintr-o pereche de omoloage și constă dintr-o singură cromatidă.

Mai jos este o descriere detaliată a primei și a doua diviziuni meiotice. Denumirea fazelor este aceeași ca și în mitoză: profază, metafază, anafază, telofază. Cu toate acestea, procesele care au loc în aceste faze, în special în profaza I, sunt oarecum diferite.

Meioza I

Profaza I

Aceasta este de obicei cea mai lungă și mai complexă fază a meiozei. Durează mult mai mult decât în ​​timpul mitozei. Acest lucru se datorează faptului că în acest moment cromozomii omologi se apropie și fac schimb de secțiuni de ADN (au loc conjugarea și încrucișarea).

Conjugare- procesul de legare a cromozomilor omologi. Trecere peste- schimb de regiuni identice între cromozomi omologi. Cromatidele non-surori ale cromozomilor omologi pot schimba secțiuni echivalente. În locurile în care are loc un astfel de schimb, așa-numitul chiasma.

Se numesc cromozomi omologi perechi bivalente, sau caiete. Legătura persistă până la anafaza I și este asigurată de centromeri între cromatidele surori și chiasma dintre cromatidele nesurori.

În profază, are loc spiralizarea cromozomilor, astfel încât până la sfârșitul fazei, cromozomii capătă forma și dimensiunea lor caracteristică.

În etapele ulterioare ale profezei I, învelișul nuclear se dezintegrează în vezicule și nucleolii dispar. Fusul meiotic începe să se formeze. Se formează trei tipuri de microtubuli fusi. Unele sunt atașate de kinetocore, altele - de tuburi care cresc de la polul opus (structura acționează ca distanțiere). Alții formează o structură stelată și se atașează de scheletul membranos, servind drept suport.

Centrozomii cu centrioli diverg spre poli. Microtubulii pătrund în regiunea fostului nucleu și se atașează de cinetocorii situati în regiunea centromeră a cromozomilor. În acest caz, kinetocorii cromatidelor surori fuzionează și acționează ca o singură unitate, ceea ce permite cromatidelor unui cromozom să nu se separe și ulterior să se deplaseze împreună la unul dintre polii celulei.

Metafaza I

Fusul de fisiune se formează în cele din urmă. Perechi de cromozomi omologi sunt localizați în planul ecuatorial. Ele se aliniază unul față de celălalt de-a lungul ecuatorului celulei, astfel încât planul ecuatorial să fie între perechi de cromozomi omologi.

Anafaza I

Cromozomii omologi se separă și se deplasează la diferiți poli ai celulei. Datorită încrucișării care a avut loc în timpul profazei, cromatidele lor nu mai sunt identice între ele.

Telofaza I

Nuezele sunt restaurate. Cromozomii se transformă în cromatină subțire. Celula se împarte în două. La animale, invaginarea membranei. Plantele formează un perete celular.

Meioza II

Interfaza dintre două diviziuni meiotice se numește interkineza, este foarte scurt. Spre deosebire de interfaza, duplicarea ADN-ului nu are loc. De fapt, este deja dublat, doar că fiecare dintre cele două celule conține unul dintre cromozomii omologi. Meioza II apare simultan în două celule formate după meioza I. Diagrama de mai jos arată diviziunea unei singure celule din două.

Profaza II

Mic de statura. Nucleii și nucleolii dispar din nou, iar cromatidele spiralează. Axul începe să se formeze.

Metafaza II

Fiecare cromozom, constând din două cromatide, este atașat la două fire de fus. Un fir de la un stâlp, celălalt de la celălalt. Centromerii constau din două kinetocori separate. Placa metafază este formată într-un plan perpendicular pe ecuatorul metafazei I. Adică, dacă celula părinte din meioza I s-a împărțit, atunci acum două celule se vor împărți.

Anafaza II

Proteina care leagă cromatidele surori se separă și acestea se deplasează la poli diferiți. Acum cromatidele surori se numesc cromozomi surori.

Telofaza II

Similar cu telofaza I. Are loc despiralizarea cromozomilor, fusul dispare, se formează nuclei și nucleoli și are loc citokineza.

Semnificația meiozei

Într-un organism multicelular, numai celulele sexuale se divid prin meioză. Prin urmare, semnificația principală a meiozei este SecuritatemecanismAreproducere sexuală,la care numărul de cromozomi dintr-o specie rămâne constant.

O altă semnificație a meiozei este recombinarea informațiilor genetice care apare în profaza I, adică variabilitatea combinativă. Noi combinații de alele sunt create în două cazuri. 1. Când are loc încrucișarea, adică cromatidele non-surori ale cromozomilor omologi fac schimb de secțiuni. 2. Cu divergență independentă a cromozomilor către poli în ambele diviziuni meiotice. Cu alte cuvinte, fiecare cromozom poate apărea într-o celulă în orice combinație cu alți cromozomi care nu îi sunt omoloage.

Deja după meioza I, celulele conțin informații genetice diferite. După a doua diviziune, toate cele patru celule sunt diferite una de cealaltă. Aceasta este o diferență importantă între meioză și mitoză, care produce celule identice genetic.

Încrucișarea și divergența aleatorie a cromozomilor și cromatidelor în anafazele I și II creează noi combinații de gene și sunt unadin cauzele variabilitatii ereditare a organismelor, datorită căruia este posibilă evoluția organismelor vii.

1. Cum este mitoza diferită de meioză?

Răspuns. Mitoza este diviziunea universală a celulelor somatice, în urma căreia din celula originală (mamă) se formează 2 celule fiice, identice genetic cu mama.

Meioza este o metodă specială de diviziune care are ca rezultat formarea a 4 celule cu un set de cromozomi redus la jumătate față de mama (de obicei se formează celule cu un set haploid de cromozomi), iar toate celulele rezultate sunt diferite genetic de fiecare. alte.

În meioză, nu are loc o diviziune (ca în mitoză), ci două diviziuni succesive - reducerea și ecuația.

În meioză (în profaza primei diviziuni), are loc conjugarea cromozomilor omologi și încrucișarea, dar în mitoză acest lucru nu are loc.

În anafaza primei diviziuni a meiozei, nu cromatidele, ci cromozomi întregi diverg către poli

2. Ce faze ale mitozei cunoașteți?

Răspuns. Exista patru faze ale mitozei: profaza, metafaza, anafaza si telofaza. În profază, centriolii sunt clar vizibili - formațiuni situate în centrul celulei și joacă un rol în diviziunea cromozomilor fiice ai animalelor. Centriolii se divid și se deplasează la diferiți poli ai celulei. Microtubulii se extind de la centrioli, formând filamente ale fusului, care reglează divergența cromozomilor către polii celulei în diviziune.

La sfârșitul profazei, membrana nucleară se dezintegrează, nucleolul dispare treptat, cromozomii spiralează și, ca urmare, se scurtează și se îngroașă și pot fi deja observați la microscop cu lumină. Ele sunt și mai bine vizibile în următoarea etapă a mitozei - metafaza.

În metafază, cromozomii sunt localizați în planul ecuatorial al celulei. Este clar că fiecare cromozom, format din două cromatide, are o constricție - un centromer. Cromozomii sunt atașați de filamentul fusului prin centromerii lor. După diviziunea centromerului, fiecare cromatidă devine un cromozom fiică independent.

Apoi urmează următoarea etapă a mitozei - anafaza, în timpul căreia cromozomii fiice (cromatidele unui cromozom) diverg către diferiți poli ai celulei.

Următoarea etapă a diviziunii celulare este telofaza. Începe după ce cromozomii fiice, formați dintr-o cromatidă, au ajuns la polii celulei. În acest stadiu, cromozomii despira din nou și capătă același aspect ca și înainte de începerea diviziunii celulare în interfază (fire lungi și subțiri). În jurul lor apare un înveliș nuclear, iar în nucleu se formează un nucleol, în care sunt sintetizați ribozomii. În timpul procesului de diviziune citoplasmatică, toate organelele (mitocondrii, complexul Golgi, ribozomi etc.) sunt distribuite mai mult sau mai puțin uniform între celulele fiice.

Întrebări după §28

1. Ce este apoptoza?

Răspuns. La protozoare și bacterii, diviziunea celulară este principala metodă de reproducere. Amoeba, de exemplu, nu suferă moarte naturală și, în loc să moară, se împarte pur și simplu în două celule noi. Este clar că celulele unui organism multicelular nu se pot diviza la nesfârșit, altfel toate creaturile, inclusiv oamenii, ar deveni nemuritoare. Acest lucru nu se întâmplă deoarece ADN-ul celulei conține „gene ale morții” speciale care sunt activate mai devreme sau mai târziu. Acest lucru duce la sinteza unor proteine ​​speciale care ucid această celulă: se contractă, organelele și membranele sale sunt distruse, dar în așa fel încât părțile lor să poată fi reutilizate. Această moarte celulară „programată” se numește apoptoză. Dar de la „nașterea” ei până la apoptoză, celula trece prin multe cicluri celulare normale. În diferite tipuri de organisme, ciclul celular durează diferiți timpi: pentru bacterii - aproximativ 20 de minute, pentru ciliați - de la 10 la 20 de ore.Celulele tisulare ale organismelor multicelulare se divid foarte des în etapele incipiente ale dezvoltării sale, iar apoi celula. ciclurile se prelungesc semnificativ. De exemplu, imediat după naștere, neuronii animalelor se divid frecvent: atunci se formează 80% din creier. Cu toate acestea, majoritatea acestor celule își pierd rapid capacitatea de a se diviza, iar unele dintre ele supraviețuiesc fără a se diviza până la moartea naturală a animalului de la bătrânețe.

2. Care ciclu se numește mitotic?

Răspuns. O componentă esențială a fiecărui ciclu celular este ciclul mitotic, care include pregătirea celulei pentru procesul de diviziune și diviziunea în sine. În plus, ciclul de viață include perioade lungi sau scurte de odihnă atunci când celula își îndeplinește funcțiile în organism. După fiecare dintre aceste perioade, celula trebuie să intre fie în ciclul mitotic, fie în apoptoză

3. Ce procese au loc în celulă în timpul interfazei?

Răspuns. Pregătirea unei celule pentru diviziune se numește interfază. Este format din trei perioade.

Perioada presintetică (G1) este cea mai lungă parte a interfazei. Poate dura în diferite tipuri de celule de la 2-3 ore până la câteva zile. Această perioadă urmează imediat diviziunii anterioare, timp în care celula crește, acumulând energie și substanțe pentru dublarea ulterioară a ADN-ului.

Perioada sintetică (S), care durează de obicei 6-10 ore, include duplicarea ADN-ului, sinteza proteinelor necesare formării cromozomilor și creșterea cantității de ARN. Până la sfârșitul acestei perioade, fiecare cromozom constă deja din două cromatide identice conectate între ele la centromer. În aceeași perioadă, centriolii se dublează.

Perioada post-sintetică (G2) apare după dublarea cromozomilor. Durează 2–5 ore; În acest timp, se acumulează energie pentru mitoza viitoare și se sintetizează proteinele microtubulilor, care ulterior formează fusul. Celula poate începe acum mitoza.

Înainte de a trece la o descriere a metodelor de diviziune celulară, să luăm în considerare procesul de duplicare a ADN-ului, în urma căruia cromatidele surori se formează în perioada sintetică.

4. În ce perioadă de interfază are loc replicarea ADN-ului?

Răspuns. Dublarea unei molecule de ADN se mai numește și replicare sau reduplicare. În timpul replicării, o parte a moleculei de ADN „mamă” este desfăcută în două catene cu ajutorul unei enzime speciale, iar acest lucru se realizează prin ruperea legăturilor de hidrogen dintre bazele azotate complementare: adenină - timină și guanină - citozină. Apoi, pentru fiecare nucleotidă a catenelor de ADN divergente, enzima ADN polimeraza ajustează o nucleotidă complementară la aceasta. Astfel, se formează două molecule de ADN dublu catenar, fiecare dintre ele include un lanț al moleculei „mamă” și un lanț nou sintetizat („fiică”). Aceste două molecule de ADN sunt absolut identice.