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

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

Celulele sexuale ale părinților au un set haploid ( n) cromozomi, iar în 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 sunt formate din celule diploide ca urmare a unei diviziuni celulare speciale - meioza.

meioza - un fel de mitoză, în urma căreia celulele somatice diploide (2n) ale celulelor germinalelez a format gameți haploizi (1n). În timpul fertilizării, nucleii gameți fuzionează și se restabilește setul diploid de cromozomi. Astfel, meioza asigură păstrarea unui set constant de cromozomi și a cantității de ADN pentru fiecare specie.

Meioza este un proces continuu format din două diviziuni succesive numite meioza I și meioza II. Fiecare diviziune este împărțită în profază, metafază, anafază și telofază. Ca urmare a meiozei I, numărul de cromozomi se reduce la jumătate ( diviziune de reducere):în timpul meiozei II se păstrează celulele haploide (diviziunea ecuațională). Celulele care intră în meioză conțin informația genetică 2n2xp (Fig. 1).

În profaza I a meiozei, cromatina se înfășoară treptat pentru a forma cromozomi. Cromozomii omologi se apropie unul de celălalt, formând o structură comună formată din doi cromozomi (bivalenți) 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 în regiunea centromerului, rămânând conectați în regiunea umerilor și formează decusații (chiasma). Divergența cromatidelor crește treptat, iar decusațiile sunt deplasate spre capete. În procesul de conjugare între unele cromatide ale cromozomilor omologi, poate avea loc un schimb de situsuri - încrucișare, ducând la o recombinare a materialului genetic. Până la sfârșitul profazei, învelișul nuclear și nucleolii se dizolvă și se formează fusul de acromatină. Conținutul materialului genetic rămâne același (2n2хр).

In metafaza bivalenții cromozomilor meiozei I sunt localizați în planul ecuatorial al celulei. În acest moment, spiralizarea lor atinge un maxim. Conținutul materialului genetic nu se modifică (2n2xp).

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, în celula fiică intră doar unul din fiecare pereche de cromozomi omologi - numărul de cromozomi se reduce la jumătate (se produce reducerea). Conținutul de material genetic devine 1n2xp la fiecare pol.

în telofază are loc formarea nucleelor ​​și divizarea citoplasmei - se formează două celule fiice. Celulele fiice conțin un set haploid de cromozomi, fiecare cromozom având două cromatide (1n2xp).

Interkineza- un interval scurt între prima și a doua diviziune meiotică. În acest moment, replicarea ADN-ului nu are loc, iar două celule fiice intră rapid în meioza II, procedând în funcție de tipul de mitoză.

Orez. unu. 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 profază meioza II, au loc 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 materialului genetic de 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 o recombinare a materialului genetic (încrucișarea), iar în anafaza I și II, o plecare aleatorie a cromozomilor și cromatidelor către unul sau celălalt pol. Aceste procese sunt cauza variabilității combinative.

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 părintele și între ele.

De asemenea, semnificația biologică a meiozei constă în faptul că pentru formarea celulelor germinale este necesară o scădere a numărului de cromozomi, deoarece nucleii gameți se contopesc în timpul fertilizării. 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, aceasta contrazice regula de constanță a numărului de cromozomi. Datorită meiozei, celulele germinale sunt haploide, iar în timpul fertilizării în zigot se restabilește un set diploid de cromozomi (Fig. 2 și 3).

Orez. 2. Schema gametogenezei: ? - spermatogeneza; ? - ovogeneza

Orez. 3.Schemă care ilustrează mecanismul de menținere a unui set diploid de cromozomi în timpul reproducerii sexuale

Meioză- Acesta este un mod special de diviziune celulară, în urma căruia are loc o reducere (reducere) a numărului de cromozomi la jumătate. A fost descris pentru prima dată de W. Flemming în 1882 la animale și de E. Sgrasburger în 1888 la plante. Meioza produce spori și 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 cursul procesului ulterior de fertilizare (fuziunea gameților), organismul noii generații va primi din nou un set diploid de cromozomi, adică. Cariotipul organismelor dintr-o anumită specie rămâne constant într-un număr de generații. 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 diviziuni care urmează rapid una după alta. Înainte de începerea meiozei, fiecare cromozom se replic (se dublează în perioada S a interfazei). De ceva timp, cele două copii ale sale formate 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). Simultan, există o convergență a cromozomilor omologi (pereche) 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 întrepătrund, se intersectează. Ulterior, cromozomii omologi se resping oarecum. Ca urmare a acestui fapt, încurcăturile cromatide se pot rupe și, ca urmare, în procesul de reunire a rupurilor cromatide, cromozomii omologi schimbă secțiunile corespunzătoare. Ca urmare, cromozomul care a venit la acest organism de la tată include o porțiune din cromozomul matern și invers. Încrucișarea cromozomilor omologi, însoțită de schimbul secțiunilor corespunzătoare între cromatidele lor, se numește trecere peste. După trecere, cromozomii modificați diverg în continuare, adică cu o combinație diferită de gene. Fiind un proces natural, încrucișarea duce de fiecare dată la schimbul de regiuni de dimensiuni diferite și asigură astfel recombinarea eficientă a materialului cromozomial din gameți.

Semnificația biologică a traversării este extrem de mare, deoarece recombinarea genetică vă permite să creați noi combinații de gene care nu existau înainte și crește supraviețuirea organismelor în procesul de evoluție.

LA metafazaeu finalizarea fusului de fisiune. Firele sale sunt atașate de cinetocorii cromozomilor combinați în bivalenți. Ca urmare, catenele asociate cu cinetocorii cromozomilor omologi stabilesc bivalenți în planul ecuatorial al fusului de fisiune.

LA anafaza I cromozomii omologi sunt separați unul de celălalt și diverg către polii celulei. În acest caz, un set haploid de cromozomi pleacă către fiecare pol (fiecare cromozom este format din două cromatide).

LA 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 scurta durată a telofazei I, învelișul nuclear este restabilit, 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 au fost anterior combinați 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 mic de statura. Nucleolii și membrana nucleară sunt distruse, iar cromozomii sunt scurtați și îngroșați. Centriolii, dacă sunt prezenti, se deplasează la polii opuși ai celulei, apar fibrele fusului. LA metafaza II Cromozomii se aliniază în planul ecuatorial. LA anafaza II ca urmare a mișcării firelor fusului de fisiune are loc divizarea cromozomilor în cromatide, deoarece legăturile lor din regiunea centromerului sunt distruse. Fiecare cromatidă devine un cromozom independent. Cu ajutorul firelor fusului, cromozomii sunt întinși până la polii celulei. Telofaza II caracterizată prin dispariția filamentelor fusului de fisiune, izolarea nucleelor ​​și citokineza, culminând cu formarea a patru celule haploide din două celule haploide. În general, după meioză (I și II), dintr-o celulă diploidă se formează 4 celule cu un set haploid de cromozomi.

Diviziunea de reducere este, de fapt, 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, meioza menține un număr cert și constant de cromozomiîn toate generațiile de orice fel de plante, animale și ciuperci. O altă semnificație importantă a meiozei este aceea de a asigura diversitatea extremă a compoziției genetice a gameților atât ca urmare a încrucișării, cât și ca urmare a unei combinații diferite de cromozomi paterni și materni în timpul divergenței lor independente în anafaza I a meiozei, ceea ce asigură apariția unor descendenți diversi și eterogeni în timpul reproducerii sexuale a organismelor.

Meioza este o modalitate specială de diviziune celulară, care are ca rezultat o reducere (reducere) 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 cursul procesului ulterior de fertilizare (fuziunea gameților), organismul noii generații va primi din nou un set diploid de cromozomi, adică. Cariotipul organismelor dintr-o anumită specie rămâne constant într-un număr de generații. 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 I a meiozei, nucleolii se dizolvă, învelișul nuclear se dezintegrează, iar fusul de fisiune începe să se formeze. Cromatina se spiralizează cu formarea de cromozomi cu două cromatide (într-o celulă diploidă - un set de 2p4c). Cromozomii omologi se reunesc în perechi, acest proces se numește conjugare cromozomală. În timpul conjugării, cromatidele cromozomilor omologi se încrucișează 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 un maxim.

În anafaza I, cromozomii omologi (și nu cromatidele surori, ca în mitoză) se îndepărtează unul de celălalt și sunt întinși prin firele fusului către polii opuși ai celulei. În consecință, din fiecare pereche de cromozomi omologi, doar unul va intra în celula fiică. Astfel, la sfârșitul anafazei I, setul de cromozomi și cromatide de la fiecare pol al celulei în diviziune este \ti2c - deja s-a înjumătățit, dar cromozomii rămân în continuare bicromatide.

În telofaza I, fusul de fisiune este distrus, are loc formarea a doi nuclei și divizarea citoplasmei. Se formează două celule fiice care conțin un set haploid de cromozomi, fiecare cromozom este format 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 două celule fiice intră rapid în a doua diviziune a meiozei, procedând în funcție de tipul de 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 este două diviziuni consecutive ale nucleului și citoplasmei, înaintea cărora replicarea are loc o singură dată. Energia și substanțele necesare pentru ambele diviziuni ale meiozei sunt acumulate în timpul și în faza I.

În profaza meiozei I, are loc încrucișarea, care duce la recombinarea materialului ereditar. În anafaza I, cromozomii omologi diverg aleatoriu către 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 unei noi generații primește un set diploid de cromozomi, ceea ce înseamnă că păstrează cariotipul inerent acestui tip de organism. Prin urmare, meioza previne creșterea numărului de cromozomi în timpul reproducerii sexuale. Fără un astfel de mecanism de divizare, seturile de cromozomi s-ar dubla cu fiecare generație succesivă.

La plante, ciuperci și unii protisti, sporii sunt produși 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 de orice fel de plante, animale și ciuperci. O altă semnificație importantă a meiozei este aceea de a asigura diversitatea extremă a compoziției genetice a gameților atât ca urmare a încrucișării, cât și ca urmare a unei combinații diferite de cromozomi paterni și materni în timpul divergenței lor independente în anafaza I a meiozei, ceea ce asigură apariția unor descendenți diversi și eterogeni 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 etapa în care se creează noi combinații de gene prin combinarea diferiților cromozomi materni și paterni. Recombinarea înclinațiilor ereditare apare, în plus, ca urmare a schimbului de regiuni între cromozomi omologi, care are loc în meioză. Meioza include două diviziuni succesive care urmează una după alta, practic fără întrerupere. Ca și în mitoză, există patru etape în fiecare diviziune meiotică: profază, metafază, anafază și telofază. A doua diviziune meiotică - esența perioadei de maturare este aceea că în celulele germinale, prin intermediul unei diviziuni meiotice duble, numărul de cromozomi este înjumătățit, iar cantitatea de ADN este înjumătățită. 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. Alte trei celule fiice sunt mult mai mici, se transformă în așa-numitele corpuri direcționale, sau de reducere, care mor în curând. Semnificația biologică a formării unui singur ou și a morții a trei corpuri direcționale cu drepturi depline (din punct de vedere genetic) se datorează necesității de a păstra într-o singură celulă toate substanțele nutritive 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 arată proprietățile numai în celulele organismelor vii. Formele celulare sunt împărțite în procariote și eucariote.

Deschiderea celulei îi aparține omului de știință englez R. Hooke, care, privind printr-o secțiune subțire de plută la microscop, a văzut structuri asemănătoare fagurilor și le-a numit celule. Mai târziu, organismele unicelulare au fost studiate de omul de știință olandez Anthony 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 alții.

Principalele prevederi ale teoriei celulare moderne:

celulă - unitatea de bază a structurii, funcționării și dezvoltării tuturor organismelor vii, cea mai mică unitate a vieții, capabilă de autoreproducere, autoreglare și auto-reînnoire;

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

reproducerea celulară are loc prin divizare, 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 originii 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, granița divizibilității sale, înzestrată cu viață și cu toate caracteristicile principale ale unui organism. Ca sistem de viață elementar, el stă la baza structurii și dezvoltării tuturor organismelor vii. La nivel celular, se manifestă proprietăți ale vieții precum capacitatea de a schimba substanțe și energie, autoreglare, reproducere, creștere și dezvoltare și iritabilitate.

50. Modele de moştenire stabilite de G. Mendel .

Modelele de moștenire 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 di și polihibrid. O încrucișare monohibridă utilizează o pereche de trăsături alternative, o încrucișare dihibridă utilizează două perechi, iar o încrucișare polihibridă utilizează mai mult de două. Succesul lui Mendel se datorează particularităților metodei hibridologice aplicate:

Analiza începe cu încrucișarea liniilor pure: indivizi homozigoți.

Sunt analizate semne alternative separate, care se exclud reciproc.

Contabilitatea cantitativă corectă a descendenților cu diferite combinații de trăsături

Moștenirea trăsăturilor analizate poate fi urmărită într-un 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 despărțirii”

La încrucișarea hibrizilor heterozigoți din prima generație, analizați printr-o pereche de trăsături alternative, hibrizii din a doua generație prezintă o scindare conform fenotipului 3:1 și conform genotipului 1:2:1.

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

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

La încrucișarea organismelor homozigote analizate pentru două sau mai multe perechi de trăsături alternative, la hibrizii din a 3-a generație (obținuți 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 modelele de moștenire ale plantelor care diferă într-o pereche de trăsături alternative, Mendel a folosit încrucișarea monohibridă. Apoi a trecut la experimente privind încrucișarea plantelor care diferă în două perechi de trăsături alternative: încrucișarea dihibridă, unde a folosit plante de mazăre homozigote care diferă în culoare și formă de semințe. Ca urmare a încrucișării netede (B) și galbene (A) cu șifonate (b) și verzi (a), în prima generație toate plantele erau cu 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 fertilizării, se formează un zigot diploid datorită fuziunii diferitelor varietăți de gameți. Pentru a facilita calcularea opțiunilor de combinare a acestora, geneticianul englez Bennet a propus o înregistrare sub formă de rețea - un tabel cu numărul de rânduri și coloane în funcție de numărul de tipuri de gameți formați prin încrucișarea indivizilor. Analizând cruce

Deoarece indivizii cu o trăsătură dominantă în fenotip pot avea un genotip diferit (Aa și AA), Mendel a propus să încrucișeze acest 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 devine foarte incomod să citești „pânzele” atât de lungi în timp.
Prin urmare, am decis să postez câteva dintre întrebările cititorilor și răspunsurile mele la acestea, care pot fi de interes pentru mulți, într-o secțiune separată de blog, pe care am numit-o „Din dialogurile din comentarii”.

Ce este interesant la subiectul acestui articol? La urma urmei, 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) se formează meioza celule sexuale haploide gameți (n).

De asemenea, ne amintim că toate plantele trăiesc cu : sporofit, care produce spori și gametofit, care produce gameți. meioza la plante decurge în stadiul de maturare a sporilor haploizi (n). Din spori se dezvoltă un gametofit, toate celulele fiind haploide (n). Prin urmare, în gametofite, mitozele formează gameți de celule germinale masculine și feminine haploide (n).

Acum sa vedem materialele comentariilor la articol care sunt testele pentru examenul pe tema asupra semnificației biologice a meiozei.

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

Am analizat 2 beneficii USE Kalinov G.S. si iata ce am gasit.

1 intrebare.


2. Formarea celulelor cu un 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. O creștere a numărului de straturi germinale.
Răspunsul oficial este 1,3,5.

Ce iese : la întrebarea 1 răspunsul 1 este respins, 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, pot părea să se recombine și cei neomologi? Sunt mai înclinat spre răspunsurile 1,3,5.

Bună Svetlana! Există o știință a biologiei, expusă în manualele de liceu. Există disciplina biologiei, expusă (cât mai accesibilă) în manualele școlare. Accesibilitatea (și de fapt popularizarea științei) duce adesea la tot felul de inexactități cu care manualele școlare „păcătuiesc” (chiar retipărite de 12 ori cu aceleași erori).

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

Da, ai dreptate, se ajunge la pură absurditate atunci când același răspuns în diferite sarcini, chiar și de către un singur autor, este evaluat de acesta ca fiind corect și incorect. Și așa, ca să spunem ușor, „confuzie”, foarte, foarte mult.

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, care este aceeași cu o „nouă secvență de nucleotide”. În aia este, de asemenea, unul dintre semnificațiile biologice ale meiozei, deci răspunsul 1 este fără îndoială corect.

Dar în corectitudinea răspunsului 4 din cauza recombinării secțiunilor de cromozomi NEOMOLOGICI, văd 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.

Compilatorii uneori 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 principal la întrebarea despre semnificația biologică a meiozei, iar răspunsurile 1 și 5 sunt de fapt aceleași.

Da, Svetlana, acestea sunt „gafe” pentru care absolvenții și solicitanții plătesc la examene la promovarea examenului. Prin urmare, principalul lucru este, chiar și pentru promovarea examenului, învățați-vă elevii mai ales din manuale si nu la teste. Manualele oferă cunoștințe cuprinzătoare. Doar astfel de cunoștințe îi vor ajuta pe elevi să răspundă la oricare corect compus teste.

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

Cine va avea întrebări despre articol tutore de biologie prin skype, 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 sexuale mature au un set haploid de cromozomi. celulele somatice sunt diploide. De exemplu, celulele somatice umane conțin 46 de cromozomi. Gameții maturi au 23 de cromozomi.

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

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

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

Gametogeneza

spermatogeneza- dezvoltarea celulelor germinale 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 spermatozoizilor este spermatogonie. celule rotunjite cu un nucleu mare, bine colorat. conţine un set diploid de cromozomi. Spermatogoniile se înmulțesc 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 haploid. format de 2 spermatide . Prin urmare, dintr-un spermatocit diploid de ordinul întâi se formează 4 spermatide haploide.

4. Modelarea. Spermatidele se transformă treptat în spermatozoizi maturi . La bărbați, eliberarea spermatozoizilor în cavitatea tubilor seminiferi începe după debutul pubertății. Continuă până când activitatea gonadelor încetează.

Ovogeneza- dezvoltarea celulelor germinale feminine. celulele ovariene – ovogoniile se transformă în ouă (Fig. 2).

Ovogeneza include trei perioade: reproducere, creștere și maturare.

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

2. Creștere . În timpul creșterii, ovogonia 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. Unul mare - ovocit de ordinul doi si 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 ghidare. Astfel, patru celule haploide sunt formate dintr-un ovocit diploid de ordinul întâi. 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 interfaza. unde are loc sinteza ADN-ului. Cu toate acestea, profaza I a diviziunii meiotice diferă 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 filiformi slab spiralați.

În zigonem, are loc o unire perechi de cromozomi omologi, în care centromerii și brațele se apropie exact unul de celălalt (fenomenul conjugării).

În pachinema are loc spiralizarea progresivă a cromozomilor și aceștia se combină în perechi - bivalenți. În cromozomi, cromatidele sunt identificate, rezultând formarea de tetrade. În acest caz, are loc schimbul de secțiuni de cromozomi - încrucișare.

Diplonema - începutul respingerii cromozomilor omoloage. Divergența începe în regiunea centromerului, însă, în locurile de trecere, legătura se păstrează.

În diakineză, există o nouă divergență a cromozomilor, care, totuși, rămân conectați în bivalenți prin secțiunile lor finale. Ca urmare, apar figuri inelare caracteristice. Membrana nucleară se dizolvă.

LA anafaza I există o divergență la polii celulei cromozomilor omologi din fiecare pereche, și nu cromatide. Aceasta este diferența fundamentală față de stadiul analog al mitozei.

Telofaza I. Există o formare a două celule cu un set haploid de cromozomi (de exemplu, la om - 23 de cromozomi). totuși, cantitatea de ADN este menținută egală cu setul diploid.

A doua diviziune meiotică (ecuatorială). Mai întâi vine o scurtă interfață. ii lipseste sinteza ADN-ului. Aceasta este urmată de profaza II și metafaza II. În anafaza II, nu diverg cromozomii omologi, 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: