Esența, mecanismul și semnificația biologică a meiozei. Funcția reproductivă și semnificația biologică a meiozei

În timpul reproducerii sexuale, un organism fiică apare ca urmare a fuziunii a două celule sexuale ( gameti) și dezvoltarea ulterioară dintr-un ovul fecundat - zigoti.

Celulele sexuale ale părinților au un set haploid ( n) cromozomi, iar la un zigot, atunci când două astfel de seturi sunt combinate, numărul de cromozomi devine diploid (2 n): fiecare pereche de cromozomi omologi conţine un cromozom patern şi unul matern.

Celulele haploide se formează din cele diploide ca urmare a unei diviziuni celulare speciale - meioza.

meioza - un tip de mitoză, în urma căreia din celule somatice diploide (2p) la felse formează gameți haploizi (1n). În timpul fertilizării, nucleii gameți fuzionează și se restabilește setul diploid de cromozomi. Astfel, meioza asigură că setul de cromozomi și cantitatea de ADN rămân constante pentru fiecare specie.

Meioza este un proces continuu format din două diviziuni succesive numite meioza I și meioza II. În fiecare diviziune se disting profaza, metafaza, anafaza și telofaza. Ca urmare a meiozei I, numărul de cromozomi se reduce la jumătate ( diviziune de reducere):În timpul meiozei II, haploidia celulară este păstrată (diviziunea ecuațională). Celulele care intră în meioză conțin informații genetice 2n2xp (Fig. 1).

În profaza meiozei I, are loc spiralizarea treptată a cromatinei pentru a forma cromozomi. Cromozomii omologi se reunesc pentru a forma o structură comună formată din doi cromozomi (bivalent) și patru cromatide (tetradă). Contactul a doi cromozomi omologi pe toată lungimea se numește conjugare. Apoi, forțele de respingere apar între cromozomii omologi, iar cromozomii se separă mai întâi la centromeri, rămânând conectați la brațe și formează decusații (chiasma). Divergența cromatidelor crește treptat, iar reticulele se deplasează spre capete. În timpul procesului de conjugare, poate avea loc un schimb de secțiuni între unele cromatide ale cromozomilor omologi - încrucișarea, ducând la recombinarea materialului genetic. Până la sfârșitul profazei, învelișul nuclear și nucleolii se dizolvă și se formează un fus acromatic. Conținutul materialului genetic rămâne același (2n2хр).

In metafazaÎn meioza I, cromozomii bivalenți sunt localizați în planul ecuatorial al celulei. În acest moment, spiralizarea lor atinge maximul. Conținutul materialului genetic nu se modifică (2n2xr).

In anafaza Cromozomii omologi ai meiozei I, formați din două cromatide, se îndepărtează în cele din urmă unul de celălalt și diverg către polii celulei. În consecință, din fiecare pereche de cromozomi omologi, doar unul intră în celula fiică - numărul de cromozomi se reduce la jumătate (se produce reducerea). Conținutul de material genetic devine 1n2xp la fiecare pol.

În telofază Se formează nuclei și citoplasma este divizată - se formează două celule fiice. Celulele fiice conțin un set haploid de cromozomi, fiecare cromozom conține două cromatide (1n2хр).

Interkineza- un interval scurt între prima și a doua diviziune meiotică. În acest moment, replicarea ADN-ului nu are loc, iar cele două celule fiice intră rapid în meioza II, care se desfășoară ca mitoză.

Orez. 1. Diagrama meiozei (este prezentată o pereche de cromozomi omologi). Meioza I: 1, 2, 3. 4. 5 - profaza; 6 - metafaza; 7 - anafaza; 8 - telofaza; 9 - interkineza. Meioza II; 10 - metafaza; II - anafaza; 12 - celule fiice.

În profazăÎn meioza II apar aceleași procese ca și în profaza mitozei. În metafază, cromozomii sunt localizați în planul ecuatorial. Nu există modificări în conținutul materialului genetic (1n2хр). În anafaza meiozei II, cromatidele fiecărui cromozom se deplasează către polii opuși ai celulei, iar conținutul de material genetic la fiecare pol devine lnlxp. În telofază se formează 4 celule haploide (lnlxp).

Astfel, ca urmare a meiozei, dintr-o celulă mamă diploidă se formează 4 celule cu un set haploid de cromozomi. În plus, în profaza meiozei I, are loc recombinarea materialului genetic (încrucișarea), iar în anafaza I și II, cromozomii și cromatidele se deplasează aleatoriu la unul sau celălalt pol. Aceste procese sunt cauza variabilității combinaționale.

Semnificația biologică a meiozei:

1) este etapa principală a gametogenezei;

2) asigură transferul informaţiei genetice de la organism la organism în timpul reproducerii sexuale;

3) celulele fiice nu sunt identice genetic cu mama și între ele.

De asemenea, semnificația biologică a meiozei constă în faptul că o scădere a numărului de cromozomi este necesară în timpul formării celulelor germinale, deoarece în timpul fertilizării nucleii gameților fuzionează. Dacă această reducere nu ar avea loc, atunci în zigot (și, prin urmare, în toate celulele organismului fiică) ar exista de două ori mai mulți cromozomi. Cu toate acestea, acest lucru contrazice regula unui număr constant de cromozomi. Datorită meiozei, celulele sexuale sunt haploide, iar la fecundare, setul diploid de cromozomi este restabilit în zigot (Fig. 2 și 3).

Orez. 2. Schema de gametogeneză: ? - spermatogeneza; ? - ovogeneza

Orez. 3.Diagrama care ilustrează mecanismul de menținere a setului diploid de cromozomi în timpul reproducerii sexuale

Meioză- Aceasta este o metodă specială de diviziune celulară, în urma căreia numărul de cromozomi este redus la jumătate. A fost descris pentru prima dată de W. Flemming în 1882 la animale și de E. Sgrasburger în 1888 la plante. Cu ajutorul meiozei, se formează spori și celule germinale - gameți. Ca urmare a reducerii setului de cromozomi, fiecare spor haploid și gamet primește câte un cromozom de la fiecare pereche de cromozomi prezentă într-o celulă diploidă dată. În timpul procesului ulterior de fertilizare (fuziunea gameților), organismul noii generații va primi din nou un set diploid de cromozomi, adică. Cariotipul organismelor unei anumite specii rămâne constant de-a lungul generațiilor. Astfel, cea mai importantă semnificație a meiozei este aceea de a asigura constanta cariotipului într-un număr de generații de organisme dintr-o anumită specie în timpul reproducerii sexuale.

Meioza implică două divizii care se succed rapid. Înainte de debutul meiozei, fiecare cromozom este replicat (dublat în perioada S a interfazei). De ceva timp, cele două copii rezultate rămân conectate între ele prin centromer. Prin urmare, fiecare nucleu în care începe meioza conține echivalentul a patru seturi de cromozomi omologi (4c).

A doua diviziune a meiozei urmează aproape imediat după prima, iar sinteza ADN-ului nu are loc în intervalul dintre ele (adică, de fapt, nu există nicio interfază între prima și a doua diviziune).

Prima diviziune meiotică (reducere) duce la formarea celulelor haploide (n) din celule diploide (2n). Începe cu profazaeu, în care, ca și în mitoză, se realizează ambalarea materialului ereditar (spiralizarea cromozomilor). În același timp, cromozomii omologi (pereche) vin împreună cu secțiunile lor identice - conjugare(un eveniment care nu se observă în mitoză). Ca rezultat al conjugării, se formează perechi de cromozomi - bivalente. Fiecare cromozom, care intră în meioză, după cum sa menționat mai sus, are un conținut dublu de material ereditar și este format din două cromatide, deci bivalentul este format din 4 fire. Când cromozomii sunt într-o stare conjugată, spiralarea lor continuă. În acest caz, cromatidele individuale ale cromozomilor omologi se împletesc și se încrucișează. Ulterior, cromozomii omologi sunt oarecum respinși unul de celălalt. Ca urmare, în locurile în care cromatidele sunt împletite, pot apărea rupturi de cromatide și, ca urmare, în procesul de reunire a rupurilor cromatidelor, cromozomii omologi fac schimb de secțiuni corespunzătoare. Ca urmare, cromozomul care a venit la un anumit organism de la tată include o secțiune a cromozomului matern și invers. Încrucișarea cromozomilor omologi, însoțită de schimbul de secțiuni corespunzătoare între cromatidele lor, se numește trecere peste. După trecere, cromozomii deja modificați diverg ulterior, adică cu o combinație diferită de gene. Fiind un proces natural, încrucișarea duce de fiecare dată la schimbul de secțiuni de diferite dimensiuni și asigură astfel recombinarea eficientă a materialului cromozomial din gameți.

Semnificația biologică a încrucișării extrem de ridicat, deoarece recombinarea genetică permite crearea de noi combinații de gene inexistente anterior și crește supraviețuirea organismelor în procesul de evoluție.

ÎN metafazaeu Formarea fusului de fisiune este finalizată. Firele sale sunt atașate de cinetocorii cromozomilor, uniți în bivalenți. Ca urmare, firele asociate cu cinetocorii cromozomilor omologi stabilesc bivalenți în planul ecuatorial al fusului.

ÎN anafaza I cromozomii omologi se separă unul de altul și se deplasează la polii celulei. În acest caz, un set haploid de cromozomi merge la fiecare pol (fiecare cromozom este format din două cromatide).

ÎN telofaza I La polii fusului se asambleaza un singur set de cromozomi, haploid, in care fiecare tip de cromozom nu mai este reprezentat de o pereche, ci de un singur cromozom, format din doua cromatide. În telofaza I de scurtă durată, învelișul nuclear este restaurat, după care celula mamă se împarte în două celule fiice.

Astfel, formarea de bivalenți în timpul conjugării cromozomilor omologi în profaza I a meiozei creează condiții pentru reducerea ulterioară a numărului de cromozomi. Formarea unui set haploid în gameți este asigurată de divergența în anafaza I nu a cromatidelor, ca în mitoză, ci a cromozomilor omologi, care anterior erau uniți în bivalenți.

După Telofaza I Diviziunea este urmată de o scurtă interfază, în care ADN-ul nu este sintetizat, iar celulele trec la următoarea diviziune, care este similară mitozei normale. ProfazaII de scurtă durată. Nucleolii și membrana nucleară sunt distruse, iar cromozomii sunt scurtați și îngroșați. Centriolii, dacă sunt prezenți, se deplasează la polii opuși ai celulei și apar filamentele fusului. ÎN metafaza II cromozomii se aliniază în planul ecuatorial. ÎN anafaza II Ca urmare a mișcării firelor fusului, cromozomii sunt împărțiți în cromatide, deoarece conexiunile lor în regiunea centromerului sunt distruse. Fiecare cromatidă devine un cromozom independent. Cu ajutorul firelor fusului, cromozomii sunt întinși spre polii celulei. Telofaza II caracterizată prin dispariția filamentelor fusiforme, separarea nucleelor ​​și citokineza, culminând cu formarea a patru celule haploide din două celule haploide. În general, după meioză (I și II), o celulă diploidă produce 4 celule cu un set haploid de cromozomi.

Diviziunea de reducere este, în esență, un mecanism care împiedică creșterea continuă a numărului de cromozomi în timpul fuziunii gameților; fără ea, în timpul reproducerii sexuale, numărul de cromozomi s-ar dubla în fiecare nouă generație. Cu alte cuvinte, Datorită meiozei, se menține un număr cert și constant de cromozomiîn toate generațiile oricărei specii de plante, animale și ciuperci. O altă semnificație importantă a meiozei este aceea de a asigura o diversitate extremă în compoziția genetică a gameților, atât ca urmare a încrucișării, cât și ca urmare a diferitelor combinații de cromozomi paterni și materni în timpul divergenței lor independente în anafaza I a meiozei, ceea ce asigură apariția. de descendenți diversi și de calitate diferită în timpul reproducerii sexuale a organismelor.

Meioza este o metodă specială de diviziune celulară, care are ca rezultat o reducere (scădere) a numărului de cromozomi la jumătate. .Cu ajutorul meiozei, se formează sporii și celulele germinale - gameții. Ca urmare a reducerii setului de cromozomi, fiecare spor haploid și gamet primește câte un cromozom de la fiecare pereche de cromozomi prezentă într-o celulă diploidă dată. În timpul procesului ulterior de fertilizare (fuziunea gameților), organismul noii generații va primi din nou un set diploid de cromozomi, adică. Cariotipul organismelor unei anumite specii rămâne constant de-a lungul generațiilor. Astfel, cea mai importantă semnificație a meiozei este aceea de a asigura constanta cariotipului într-un număr de generații de organisme dintr-o anumită specie în timpul reproducerii sexuale.

În profaza meiozei I, nucleolii se dizolvă, învelișul nuclear se dezintegrează și începe formarea fusului. Cromatina se spiralizează pentru a forma cromozomi bicromatidici (într-o celulă diploidă - set 2n4c). Cromozomii omologi se reunesc în perechi, acest proces se numește conjugare cromozomală. În timpul conjugării, cromatidele cromozomilor omologi se intersectează în unele locuri. Între unele cromatide ale cromozomilor omologi poate avea loc un schimb de secțiuni corespunzătoare - încrucișare.

În metafaza I, perechile de cromozomi omologi sunt localizate în planul ecuatorial al celulei. În acest moment, spiralizarea cromozomilor atinge maximul.

În anafaza I, cromozomii omologi (și nu cromatidele surori, ca în mitoză) se îndepărtează unul de celălalt și sunt întinși de filamentele fusului către polii opuși ai celulei. În consecință, din fiecare pereche de cromozomi omologi, doar unul va ajunge în celula fiică. Astfel, la sfârșitul anafazei I, setul de cromozomi și cromatide de la fiecare pol al celulei care se divide este \ti2c - a fost deja înjumătățit, dar cromozomii rămân încă bicromatizi.

În telofaza I, fusul este distrus, se formează doi nuclei și citoplasma este divizată. Se formează două celule fiice care conțin un set haploid de cromozomi, fiecare cromozom constând din două cromatide (\n2c).

Intervalul dintre meioza I și meioza II este foarte scurt. Interfaza II este practic absentă. În acest moment, replicarea ADN-ului nu are loc și cele două celule fiice intră rapid în a doua diviziune meiotică, care are loc ca mitoză.

În profaza II, au loc aceleași procese ca și în profaza mitozei: se formează cromozomi, sunt localizați aleatoriu în citoplasma celulei. Axul începe să se formeze.

În metafaza II, cromozomii sunt localizați în planul ecuatorial.

În anafaza II, cromatidele surori ale fiecărui cromozom se separă și se deplasează la polii opuși ai celulei. La sfârșitul anafazei II, setul de cromozomi și cromatide de la fiecare pol este \ti\c.

În telofaza II se formează patru celule haploide, fiecare cromozom constând dintr-o cromatidă (lnlc).

Astfel, meioza constă din două diviziuni succesive ale nucleului și citoplasmei, înaintea cărora replicarea are loc o singură dată. Energia și substanțele necesare pentru ambele diviziuni ale meiozei sunt acumulate în faza I.

În profaza meiozei I, are loc încrucișarea, care duce la recombinarea materialului ereditar. În anafaza I, cromozomii omologi se dispersează aleatoriu în diferiți poli ai celulei; în anafaza II, același lucru se întâmplă cu cromatidele surori. Toate aceste procese determină variabilitatea combinativă a organismelor vii, care va fi discutată mai târziu.

Semnificația biologică a meiozei. La animale și la oameni, meioza duce la formarea de celule germinale haploide - gameți. În timpul procesului ulterior de fertilizare (fuziunea gameților), organismul noii generații primește un set diploid de cromozomi, ceea ce înseamnă că păstrează cariotipul inerent acestui tip de organism. Prin urmare, meioza împiedică creșterea numărului de cromozomi în timpul reproducerii sexuale. Fără un astfel de mecanism de divizare, seturile de cromozomi s-ar dubla cu fiecare generație ulterioară.

La plante, ciuperci și unii protisti, sporii se formează prin meioză. Procesele care au loc în timpul meiozei servesc ca bază pentru variabilitatea combinativă a organismelor.

Datorită meiozei, se menține un număr cert și constant de cromozomi în toate generațiile oricărei specii de plante, animale și ciuperci. O altă semnificație importantă a meiozei este aceea de a asigura o diversitate extremă în compoziția genetică a gameților, atât ca urmare a încrucișării, cât și ca urmare a diferitelor combinații de cromozomi paterni și materni în timpul divergenței lor independente în anafaza I a meiozei, ceea ce asigură apariția. de descendenți diversi și de calitate diferită în timpul reproducerii sexuale a organismelor.

Esența meiozei este că fiecare celulă sexuală primește un singur set haploid de cromozomi. Cu toate acestea, meioza este o etapă în care sunt create noi combinații de gene prin combinarea diferiților cromozomi materni și paterni. Recombinarea înclinațiilor ereditare are loc și ca urmare a schimbului de secțiuni între cromozomi omologi care are loc în meioză. Meioza include două diviziuni succesive care se succed aproape fără întrerupere. Ca și în cazul mitozei, fiecare diviziune meiotică are patru etape: profază, metafază, anafază și telofază. A doua diviziune meiotică - esența perioadei de maturare este aceea că în celulele germinale, prin dubla diviziune meiotică, numărul de cromozomi se înjumătățește, iar cantitatea de ADN se micșorează de patru ori. Semnificația biologică a celei de-a doua diviziuni meiotice este că cantitatea de ADN este adusă în conformitate cu setul de cromozomi. La bărbați, toate cele patru celule haploide formate ca urmare a meiozei sunt ulterior transformate în gameți - spermatozoizi. La femele, din cauza meiozei neuniforme, o singură celulă produce un ou viabil. Celelalte trei celule fiice sunt mult mai mici; se transformă în așa-numitele corpuri de ghidare, sau reducătoare, care mor în curând. Semnificația biologică a formării unui singur ou și a morții a trei corpuri ghid cu drepturi depline (din punct de vedere genetic) se datorează necesității de a păstra într-o singură celulă toți nutrienții de rezervă pentru dezvoltarea viitorului embrion.

Teoria celulei.

O celulă este o unitate elementară de structură, funcționare și dezvoltare a organismelor vii. Există forme de viață necelulare - viruși, dar își manifestă proprietățile numai în celulele organismelor vii. Formele celulare sunt împărțite în procariote și eucariote.

Descoperirea celulei îi aparține omului de știință englez R. Hooke, care, uitându-se la o secțiune subțire de plută la microscop, a văzut structuri asemănătoare cu un fagure și le-a numit celule. Mai târziu, organisme unicelulare au fost studiate de omul de știință olandez Antonie van Leeuwenhoek. Teoria celulară a fost formulată de oamenii de știință germani M. Schleiden și T. Schwann în 1839. Teoria celulară modernă a fost completată semnificativ de R. Birzhev și colab.

Prevederi de bază ale teoriei celulare moderne:

celula este unitatea de bază a structurii, funcționării și dezvoltării tuturor organismelor vii, cea mai mică unitate vie capabilă de auto-reproducere, autoreglare și auto-reînnoire;

celulele tuturor organismelor unicelulare și pluricelulare sunt similare (omolog) în structura lor, compoziția chimică, manifestările de bază ale activității vieții și metabolismului;

Reproducerea celulară are loc prin diviziunea celulară, fiecare celulă nouă se formează ca urmare a diviziunii celulei originale (mamă);

în organismele pluricelulare complexe, celulele sunt specializate în funcțiile pe care le îndeplinesc și formează țesuturi; țesuturile constau din organe care sunt strâns interconectate și supuse reglementării nervoase și umorale.

Aceste prevederi dovedesc unitatea de origine a tuturor organismelor vii, unitatea întregii lumi organice. Datorită teoriei celulare, a devenit clar că celula este cea mai importantă componentă a tuturor organismelor vii.

O celulă este cea mai mică unitate a unui organism, limita de divizibilitate a acestuia, înzestrată cu viață și cu toate caracteristicile de bază ale organismului. Ca sistem de viață elementar, el stă la baza structurii și dezvoltării tuturor organismelor vii. La nivel celular apar proprietăți ale vieții precum capacitatea de a metaboliza substanțe și energie, autoreglare, reproducere, creștere și dezvoltare și iritabilitate.

50. Modele de moştenire stabilite de G. Mendel .

Legile moștenirii au fost formulate în 1865 de Gregory Mendel. În experimentele sale, a încrucișat diferite soiuri de mazăre.

Prima și a doua lege a lui Mendel se bazează pe încrucișări monohibride, iar a treia - pe încrucișări di și polihibride. Încrucișarea monohibridă implică o pereche de trăsături alternative, încrucișarea dihibridă implică două perechi, iar încrucișarea polihibridă implică mai mult de două. Succesul lui Mendel se datorează particularităților metodei hibridologice utilizate:

Analiza începe cu încrucișarea liniilor pure: indivizi homozigoți.

Sunt analizate caracteristici alternative separate care se exclud reciproc.

Contabilitatea cantitativă corectă a descendenților cu diferite combinații de trăsături

Moștenirea trăsăturilor analizate poate fi urmărită de-a lungul unui număr de generații.

Prima lege a lui Mendel: „Legea uniformității hibrizilor din prima generație”

La încrucișarea indivizilor homozigoți analizați pentru o pereche de trăsături alternative, hibrizii din prima generație prezintă doar trăsături dominante și se observă uniformitate în fenotip și genotip.

În experimentele sale, Mendel a încrucișat linii pure de plante de mazăre cu semințe galbene (AA) și verzi (aa). S-a dovedit că toți descendenții din prima generație sunt identici ca genotip (heterozigot) și fenotip (galben).

A doua lege a lui Mendel: „Legea divizării”

La încrucișarea hibrizilor heterozigoți din prima generație, analizați după o pereche de caractere alternative, la hibrizii din a doua generație se observă un clivaj 3:1 în fenotip și 1:2:1 în genotip.

În experimentele sale, Mendel a încrucișat hibrizii (Aa) obținuți în primul experiment între ei. S-a dovedit că în a doua generație a reapărut trăsătura recesivă suprimată. Datele din acest experiment indică eliminarea trăsăturii recesive: nu se pierde, ci apare din nou în generația următoare.

A treia lege a lui Mendel: „Legea combinației independente de caracteristici”

La încrucișarea organismelor homozigote analizate pentru două sau mai multe perechi de trăsături alternative, la hibrizii din a 3-a generație (obținute prin încrucișarea hibrizilor din a 2-a generație) se observă o combinație independentă de trăsături și genele corespunzătoare ale diferitelor perechi alelice.

Pentru a studia modelul de moștenire al plantelor care diferă într-o pereche de caractere alternative, Mendel a folosit încrucișarea monohibridă. În continuare, a trecut la experimente privind încrucișarea plantelor care diferă în două perechi de trăsături alternative: încrucișarea dihibridă, în care a folosit plante de mazăre homozigote care diferă ca culoare și forma semințelor. Ca urmare a încrucișării netede (B) și galbene (A) cu șifonate (c) și verzi (a), în prima generație toate plantele au avut semințe galbene netede. Astfel, legea uniformității primei generații se manifestă nu numai în încrucișarea mono, ci și în polihibridă, dacă indivizii părinte sunt homozigoți.

În timpul fecundației, se formează un zigot diploid datorită fuziunii diferitelor tipuri de gameți. Pentru a facilita calculul variantelor combinației lor, geneticianul englez Bennett a propus o intrare în grilă - un tabel cu numărul de rânduri și coloane în funcție de numărul de tipuri de gameți formați prin încrucișarea indivizilor. Cruce de analiză

Deoarece indivizii cu o trăsătură dominantă în fenotip pot avea genotipuri diferite (Aa și AA), Mendel a propus încrucișarea acestui organism cu un homozigot recesiv.

Fac blog de aproape trei ani acum. tutore de biologie. Unele subiecte prezintă un interes deosebit, iar comentariile la articole devin incredibil de umflate. Înțeleg că citirea unor astfel de „împachetări pentru picioare” lungi devine foarte incomod în timp.
Prin urmare, am decis să postez unele dintre întrebările cititorilor și răspunsurile mele la ele, care pot fi de interes pentru mulți, într-o secțiune separată de blog, pe care am numit-o „Din dialoguri în comentarii”.

De ce este interesant subiectul acestui articol? Este clar că semnificația biologică principală a meiozei : asigurarea constanţei numărului de cromozomi din celule din generaţie în generaţie în timpul reproducerii sexuale.

Mai mult, nu trebuie să uităm că în organismele animale în organe specializate (gonade) din celule somatice diploide (2n) sunt formate prin meioză celule germinale haploide gameți (n).

De asemenea, ne amintim că toate plantele trăiesc cu : sporofit, care produce spori și gametofit, care produce gameți. Meioza la plante apare în stadiul de maturare a sporilor haploizi (n). Din spori se dezvoltă un gametofit, ale cărui celule sunt haploide (n). Prin urmare, în gametofite, celulele germinale gamete masculine și feminine haploide (n) sunt formate prin mitoză.

Acum să ne uităm la comentariile la articol: ce teste există pentru examenul de stat unificat la întrebare despre semnificația biologică a meiozei.

Svetlana(profesor de biologie). Bună ziua, Boris Fagimovici!

Am analizat 2 manuale de examen de stat unificat de G.S. Kalinov. si asta am descoperit.

1 intrebare.


2. Formarea celulelor cu număr dublu de cromozomi;
3. Formarea celulelor haploide;
4. Recombinarea secțiunilor de cromozomi neomologi;
5. Noi combinații de gene;
6. Apariția unui număr mai mare de celule somatice.
Răspunsul oficial este 3,4,5.

Întrebarea 2 este similară, DAR!
Semnificația biologică a meiozei este:
1. Apariția unei noi secvențe de nucleotide;
2. Formarea celulelor cu un set diploid de cromozomi;
3. Formarea celulelor cu un set haploid de cromozomi;
4. Formarea unei molecule circulare de ADN;
5. Apariția de noi combinații de gene;
6. Creșterea numărului de straturi germinale.
Răspunsul oficial este 1,3,5.

Ce se întâmplă : la întrebarea 1, răspunsul 1 este eliminat, dar la întrebarea 2 este corect? Dar 1 este cel mai probabil răspunsul la întrebarea ce asigură procesul de mutație; dacă - 4, atunci, în principiu, acest lucru poate fi și corect, deoarece pe lângă cromozomii omologi, și cei neomologi par să se poată recombina? Sunt mai înclinat spre răspunsurile 1,3,5.

Salut Svetlana! Există știința biologiei, care este prezentată în manualele universitare. Există disciplina biologie, care este prezentată (cât mai accesibilă) în manualele școlare. Accesibilitatea (și, de fapt, popularizarea științei) duce adesea la tot felul de inexactități cu care „păcătuiesc” manualele școlare (chiar și cele republicate de 12 ori cu aceleași erori).

Svetlana, ce putem spune despre sarcinile de testare, care au fost deja „compuse” de zeci de mii (desigur, ele conțin erori directe și tot felul de incorecte asociate cu interpretarea dublă a întrebărilor și răspunsurilor).

Da, ai dreptate, se ajunge la o absurditate evidentă atunci când același răspuns în diferite sarcini, chiar și de același autor, este apreciat de acesta ca fiind corect și incorect. Și există o mulțime de astfel de „confuzii”, ca să spunem ușor.

Îi învățăm pe școlari că conjugarea cromozomilor omologi în profaza 1 a meiozei poate duce la încrucișarea. Încrucișarea oferă variabilitate combinativă - apariția unei noi combinații de gene sau, ceea ce este același lucru, o „nouă secvență de nucleotide”. In aceea este, de asemenea, unul dintre semnificațiile biologice ale meiozei, Prin urmare, răspunsul 1 ar trebui, fără îndoială, considerat corect.

Dar văd corectitudinea răspunsului 4 referitor la recombinarea secțiunilor de cromozomi NON-OMOLOGICI o „sediție” uriașă în alcătuirea unui astfel de test în general.În timpul meiozei, cromozomii OMOLOGICI sunt în mod normal conjugați (aceasta este esența meiozei, aceasta este semnificația sa biologică). Dar există mutații cromozomiale care apar din cauza erorilor meiotice atunci când cromozomii neomologi sunt conjugați. Aici, în răspunsul la întrebarea: „Cum apar mutațiile cromozomiale” - acest răspuns ar fi corect.

Uneori, compilatorii se pare că „nu văd” particula „nu” înainte de cuvântul „omolog”, deoarece am întâlnit și alte teste în care, întrebat despre semnificația biologică a meiozei, a trebuit să aleg acest răspuns ca fiind cel corect. Desigur, solicitanții trebuie să știe că răspunsurile corecte aici sunt 1,3,5.

După cum puteți vedea, aceste două teste sunt, de asemenea, proaste pentru că în general nu este oferit niciun răspuns corect de bază la întrebarea despre semnificația biologică a meiozei, iar răspunsurile 1 și 5 sunt de fapt același lucru.

Da, Svetlana, acestea sunt „gafe” pentru care absolvenții și solicitanții plătesc examene atunci când promovează Examenul de stat unificat. Prin urmare, principalul lucru este încă, chiar și pentru promovarea examenului de stat unificat, învățați-vă elevii în principal din manuale, și nu pe sarcini de testare. Manualele oferă cunoștințe cuprinzătoare. Doar astfel de cunoștințe îi vor ajuta pe elevi să răspundă la oricare corect compus teste.

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

Cine are întrebări despre articol să Tutor de biologie prin Skype, vă rugăm să ne contactați în comentarii.

Semnificația biologică a meiozei:

Caracteristicile celulelor germinale animale

Gameti - celule foarte diferențiate. Sunt concepute pentru a reproduce organismele vii.

Principalele diferențe dintre gameți și celulele somatice:

1. Celulele germinale mature au un set haploid de cromozomi. celulele somatice au un set diploid. De exemplu, celulele somatice umane conțin 46 de cromozomi. gameții maturi au 23 de cromozomi.

2. În celulele germinale raportul nuclear-citoplasmatic este modificat. La gameții feminini, volumul citoplasmei este de multe ori mai mare decât volumul nucleului. în celulele masculine există un model opus.

3. Gameții au un metabolism special. la celulele germinale mature procesele de asimilare si disimilare sunt incetinite.

4. Gameții sunt diferiți unul de celălalt și aceste diferențe se datorează mecanismelor meiozei.

Gametogeneza

Spermatogeneza- dezvoltarea celulelor reproducătoare masculine. celulele diploide ale tubilor contorți ai testiculelor se transformă în spermatozoizi haploizi (Fig. 1). Spermatogeneza cuprinde 4 perioade: reproducere, creștere, maturare, formare.

1. Reproducere . Materialul de plecare pentru dezvoltarea spermei este spermatogonie. celulele au formă rotundă cu un nucleu mare, bine colorat. conţine un set diploid de cromozomi. Spermatogoniile se reproduc rapid prin diviziune mitotică.

2. Creștere . Formă de spermatogonie spermatocite de ordinul întâi.

3. Maturarea. În zona de maturare apar două diviziuni meiotice. Celulele după prima diviziune de maturare sunt numite spermatocite de ordinul doi . Apoi urmează a doua diviziune a maturizării. numărul diploid al cromozomilor se reduce la numărul haploid. este format din 2 spermatide . În consecință, dintr-un spermatocit diploid de ordinul întâi se formează 4 spermatide haploide.

4. Formare. Spermatidele se transformă treptat în spermatozoizii maturi . La bărbați, eliberarea spermatozoizilor în cavitatea tubilor seminiferi începe după pubertate. Continuă până când activitatea gonadelor se diminuează.

Oogeneza- dezvoltarea celulelor reproducătoare feminine. celulele ovariene - oogonia - se transformă în ouă (Fig. 2).

Oogeneza include trei perioade: reproducere, creștere și maturare.

1. Reproducere Oogonia, ca și spermatogonia, apare prin mitoză.

2. Creștere . În timpul creșterii, oogoniile se transformă în ovocite de ordinul întâi.

Orez. 2. Spermatogeneza si oogeneza (scheme).

3. Maturarea. ca și în spermatogeneză, se succed două diviziuni meiotice. După prima diviziune, se formează două celule, diferite ca mărime. Una mare - ovocit de ordinul doi iar cel mai mic - primul corp direcțional (polar). Ca rezultat al celei de-a doua diviziuni, dintr-un ovocit de ordinul doi se formează și două celule de dimensiuni inegale. Mare - ovul matur si mic - al doilea corp de direcție. Astfel, dintr-un ovocit diploid de ordinul întâi se formează patru celule haploide. Un ou matur și trei corpi polari. Acest proces are loc în trompele uterine.

Meioză

Meioză - proces biologic în timpul maturării celulelor germinale. Meioză include primulȘi a doua diviziune meiotică .

Prima diviziune meiotică (reducere). Prima diviziune este precedată de interfază. În el are loc sinteza ADN-ului. Cu toate acestea, profaza I a diviziunii meiotice este diferită de profaza mitozei. Se compune din cinci etape: leptoten, zigoten, pachiten, diploten și diakineză.

În leptonem, nucleul se mărește și în el se dezvăluie cromozomi filamentoși, slab spiralați.

În zigonem, are loc unirea perechi a cromozomilor omologi, în care centromerii și brațele se apropie cu precizie unul de celălalt (fenomenul conjugării).

În pahinem are loc spiralizarea progresivă a cromozomilor și aceștia sunt combinați în perechi - bivalenți. În cromozomi, cromatidele sunt identificate, rezultând formarea de tetrade. În acest caz, are loc un schimb de secțiuni cromozomiale - încrucișare.

Diplonemul este începutul repulsiei cromozomilor omologi. Divergența începe în regiunea centromerului, dar legătura rămâne la locurile de trecere.

În diakineză, apare o nouă divergență a cromozomilor, care, totuși, rămân conectați în bivalenți prin secțiunile lor terminale. Ca urmare, apar forme de inele caracteristice. Membrana nucleară se dizolvă.

ÎN anafaza I cromozomii omologi din fiecare pereche, mai degrabă decât cromatide, diverg către polii celulei. Aceasta este o diferență fundamentală față de stadiul similar al mitozei.

Telofaza I. Are loc formarea a două celule cu un set haploid de cromozomi (de exemplu, o persoană are 23 de cromozomi). totuși, cantitatea de ADN este menținută egală cu setul diploid.

A doua diviziune meiotică (ecuațională). Mai întâi este o scurtă interfază. nu există în ea sinteza ADN. Aceasta este urmată de profaza II și metafaza II. În anafaza II, nu cromozomii omologi se separă, ci doar cromatidele lor. Prin urmare, celulele fiice rămân haploide. ADN-ul din gameți este jumătate față de cel din celulele somatice.

Semnificația biologică a meiozei: