Porovnávacia tabuľka biológie meiózy a mitózy. Téma lekcie: "Porovnanie mitózy a meiózy" (10. ročník)

Všetky bunkové štruktúry živých organizmov bežne prechádzajú niekoľkými hlavnými štádiami vývoja. Každá bunka v priebehu svojej existencie bežne prechádza štádiom rozmnožovania alebo delenia. Môže byť priamy, nepriamy alebo redukčný. Delenie je normálna etapa v živote štrukturálnych jednotiek rôznych organizmov, ktorá zabezpečuje normálnu existenciu, rast a reprodukciu všetkých živých bytostí na planéte. Vďaka reprodukcii buniek v ľudskom tele je možné obnoviť tkanivá, obnoviť integritu poškodeného epitelu alebo dermy, zdediť genetické údaje, počatie, embryogenézu a mnoho ďalších dôležitých procesov.

V tele mnohobunkových tvorov existujú dva hlavné typy reprodukcie štruktúrnych jednotiek: mitóza a meióza. Každý z týchto spôsobov reprodukcie má charakteristické črty.

Pozor! Bunkové delenie sa tiež vyznačuje jednoduchým delením na dve časti - amitózou. V ľudskom tele sa tento proces vyskytuje v abnormálne zmenených štruktúrach, ako sú nádory.

Mitóza je vegetatívne delenie buniek s jadrom, najbežnejší reprodukčný proces. Táto metóda sa nazýva aj nepriama reprodukcia alebo klonovanie, pretože pár detských štruktúr vytvorených počas nej sa ukazuje ako úplne identický s rodičom. Pomocou klonovania sa množia somatické štruktúrne jednotky ľudského tela.

Pozor! Vegetatívne delenie je zamerané na tvorbu presne rovnakých buniek z generácie na generáciu. Všetky bunky ľudského tela, okrem reprodukčných, sa rozmnožujú podobným spôsobom.

Klonovanie je základom ontogenézy, teda vývoja organizmu od počatia až po moment smrti. Mitotické delenie je nevyhnutné pre normálne fungovanie rôznych orgánov a systémov a vytváranie a uchovávanie určitých ľudských vlastností od narodenia až po smrť na morfologickej a biochemickej úrovni. Trvanie tohto spôsobu reprodukcie buniek je v priemere asi 1-2 hodiny.

Priebeh mitózy je rozdelený do štyroch hlavných fáz:

V dôsledku klonovania sa z materskej bunky vytvoria dve dcérske bunky, ktoré majú absolútne podobnú sadu chromozómov a zachovávajú si všetky kvalitatívne a kvantitatívne vlastnosti pôvodnej bunky. V ľudskom tele v dôsledku mitózy dochádza k neustálej obnove tkanív.

Pozor! Normálny priebeh mitotických procesov zabezpečuje neurohumorálna regulácia, to znamená spoločné pôsobenie nervového a endokrinného systému.

Vlastnosti priebehu delenia redukcie

Meiotické delenie je proces, ktorého výsledkom je vznik reprodukčných štruktúrnych jednotiek – gamét. Pri tomto spôsobe rozmnožovania sa vytvoria štyri dcérske bunky, z ktorých každá má 23 chromozómov. Keďže gaméty vytvorené v dôsledku tejto metódy majú neúplnú sadu chromozómov, nazýva sa to redukcia. U ľudí je počas gametogenézy možná tvorba dvoch typov štruktúrnych jednotiek:

• spermie zo spermatogónie;
• vajíčka vo folikuloch.

Charakteristika

Keďže každá výsledná gaméta má jednu sadu chromozómov, pri fúzii s inou reprodukčnou bunkou dochádza k výmene genetického materiálu a k vytvoreniu embrya, ktoré dostane kompletnú sadu chromozómov. Vďaka meióze je zabezpečená kombinatorická variabilita - ide o proces, v dôsledku ktorého sa vytvára obrovský zoznam rôznych genotypov a plod zdedí rôzne znaky matky a otca.

V procese tvorby haploidných štruktúr by sa tiež mali rozlišovať štyri fázy uvedené vyššie, ktoré sú charakteristické pre mitózu. Hlavným rozdielom delenia redukcie je, že tieto kroky sa opakujú dvakrát.

Pozor! Prvá telofáza končí vytvorením dvoch buniek s kompletnou genetickou sadou 46 chromozómov. Potom začne druhé delenie, vďaka ktorému sa vytvoria štyri reprodukčné bunky, z ktorých každá má 23 chromozómov.

Pri meiotickom delení trvá prvé štádium dlhšie. Počas tejto fázy prebieha fúzia chromozómov a proces výmeny genetických údajov. Metafáza prebieha rovnakým spôsobom ako počas mitózy, ale s jediným súborom dedičných údajov. Počas anafázy nedochádza k deleniu centroméry a haploidné chromozómy sa rozchádzajú smerom k pólom.

Obdobie medzi dvoma deleniami, teda medzifáza, je veľmi krátke, počas tejto doby nevzniká kyselina deoxyribonukleová. Preto bunky získané po druhej telofáze obsahujú haploid, teda jednu sadu chromozómov. Diploidný súbor sa obnoví, keď sa dve reprodukčné bunky spoja počas syngamie. Toto je proces spájania mužských a ženských gamét vytvorených v dôsledku meiózy. V dôsledku redukčného delenia sa vytvorí zygota so 46 chromozómami a kompletnou sadou dedičných informácií získaných od oboch rodičov.

Počas fúzie gamét je možná tvorba rôznych variantov akýchkoľvek znakov. Práve meiózou deti dedia napríklad farbu očí jedného z rodičov. Vďaka recesívnemu prenášaniu akýchkoľvek génov je možný prenos vlastností cez jednu alebo viac generácií.

Pozor! Dominantné znaky sú dominantné, zvyčajne sa prejavujú v prvej generácii potomstva. Recesívny - skrytý alebo postupne miznúci u jedincov nasledujúcich generácií.

Úloha mitotického delenia:

1. Udržiavanie konštantného počtu chromozómov. Ak by výsledné bunky mali kompletnú sadu chromozómov, potom by sa ich počet u plodu po počatí zdvojnásobil.
2. V dôsledku meiotického delenia sa tvoria reprodukčné bunky s rôznymi súbormi dedičných informácií.
3. Rekombinácia dedičných informácií.
4. Zabezpečenie variability organizmov.

Porovnávacie charakteristiky

Metóda reprodukcie	Klonovanie	Gametogenéza
Typy buniek	Somatické	reprodukčný
Počet divízií	Jeden	Dva
Koľko detských štruktúrnych jednotiek sa v dôsledku toho vytvorí	2	4
Obsah dedičnej informácie v dcérskych bunkách	nemení sa	Zmeny
Konjugácia	Nie typické
	Nie typické	Označené počas prvej divízie

Rozdiely medzi klonovaním a redukčným delením

Klonovanie a redukcia množenia buniek sú dosť podobné procesy. Meiotické delenie zahŕňa rovnaké štádiá ako mitotické delenie, avšak ich trvanie a procesy prebiehajúce v jeho rôznych štádiách majú významné rozdiely.

Video - Mitóza a meióza

Rozdiely v priebehu sexuálneho a nepohlavného delenia

Bunky, ktoré sú výsledkom mitotického delenia a gametogenézy, nesú rôzne funkčné zaťaženie. Preto sú počas meiózy zaznamenané niektoré vlastnosti kurzu:

1. V prvom štádiu redukčného delenia sa zaznamenáva konjugácia a kríženie. Tieto procesy sú nevyhnutné pre vzájomnú výmenu genetických informácií.
2. Počas anafázy je zaznamenaná segregácia podobných chromozómov.
3. V období medzi dvoma cyklami delenia nedochádza k reduplikácii molekúl deoxyribonukleovej kyseliny.

Pozor! Konjugácia je stav postupnej konvergencie homológnych, t.j. podobných chromozómov, a následného vytvárania párov. Crossing over – prechod určitých úsekov z jedného chromozómu na druhý.

Druhá fáza gametogenézy prebieha presne rovnakým spôsobom ako mitóza.

Charakteristické rozdiely podľa výsledkov procesu delenia:

1. Výsledkom klonovania je vytvorenie dvoch štruktúrnych jednotiek a výsledkom redukčného delenia sú štyri.
2. Pomocou klonovania sa rozdelia somatické štruktúrne jednotky, ktoré tvoria rôzne tkanivá tela. V dôsledku meiózy sa tvoria iba reprodukčné bunky: vajíčka a spermie.
3. Klonovanie vedie k vytvoreniu absolútne identických štruktúrnych jednotiek a počas meiotického delenia dochádza k redistribúcii genetických údajov.
4. V dôsledku redukčného delenia sa množstvo dedičnej informácie v reprodukčných bunkách zníži o 50 %. To poskytuje možnosť následnej fúzie genetických údajov buniek matky a otca počas oplodnenia.

Klonovanie a redukčné delenie sú najdôležitejšie procesy, ktoré zabezpečujú normálne fungovanie tela. Dcérske bunky vytvorené ako výsledok klonovania sú vo všetkom identické, vrátane na úrovni deoxyribonukleovej kyseliny, s pôvodnými. To vám umožňuje preniesť chromozómovú sadu nezmenenú z jednej generácie buniek do druhej. Mitóza je základom normálneho rastu tkaniva. Biologický význam redukčného delenia spočíva v zachovaní určitého počtu chromozómov v organizmoch, ktorých rozmnožovanie prebieha sexuálne. Meiotické delenie zároveň umožňuje prejaviť najdôležitejšiu vlastnosť rôznych mnohobunkových organizmov – kombinačnú variabilitu. Vďaka nej je možné preniesť na potomkov rôzne znaky otca aj matky.

Tak precízne namaľované v akejkoľvek učebnici. Je tu potrebné ešte niečo dodať?

Ale neunáhlite sa k záverom, ale spoľahnite sa prosím na moje skúsenosti lektora biológie. To, o čom si dnes povieme, môže byť pre mnohých užitočné. A práve o tých nedorozumeniach, ktoré vznikajú na skúškach, si povieme pri odpovedi na tieto otázky.

A vo všeobecnosti o možných chybách mládeže, keď niekedy preskočíme najdôležitejšie životné informácie „podľa uší“ ...

Opäť možno začnem kritikou učebníc. Téma delenia je taká dôležitá, že sa jej venuje veľký priestor. Zdalo by sa, čo iné môže byť lepšie : na vysvetlenie procesov je k dispozícii hromada farebných ilustrácií a všetky druhy diagramov.

Mitóza je štyri štádiá delenia. Meióza - až osem štádií delenia, ktoré uvádzajú nielen názvy samotných procesov, ale aj podrobný popis toho, čo sa stane s ktorou bunkou „byaka“ v každej fáze.

Súhlasím s tým, že na úspešné zvládnutie skúšky sa musia všetky tieto „puntičkosti“ naučiť, alebo skôr zapamätať. To znamená, že toto všetko sa pamätá na krátku pamäť. Ale kvôli hromade súkromných drobností sa to najdôležitejšie vymyká a potom sa nezapamätá samotná podstata a význam javov.

A čo by vám naozaj malo dlho ostať v hlave, aby ste nakoniec neurobili tie najjednoduchšie chyby, či už na skúškach, alebo, čo je dôležitejšie, vo svojom živote.

1. Aspoň nezamieňať názvy procesov medzi sebou

A dopadá to ako s pojmami – názvy samotných procesov sa zapamätajú, no v 50% prípadov je to presne naopak.

Po "roztiahnutí" k pólom materskej bunky v anafáze mitózy jeden chromatidové chromozómy, v novovytvorených dvoch dcérskych bunkách sa obsah DNA stáva identickým s pôvodnou materskou bunkou - 2n2s.

Keďže v dôsledku mitózy z jednej pôvodnej bunky (hovoria „materská bunka“) sa vytvoria dve plnohodnotné bunky s genetickou informáciou úplne identickou s pôvodnou bunkou, potom sa mitóza môže nazývať pojmom „rozmnožovanie“ – ide o nepohlavné reprodukcie.

Čo je podstatou meiózy?

Samotné slovo „meióza“ sa dá vysloviť jemne, speváckym hlasom (m-e-e-e-y-oz) - ide o typ redukčného bunkového delenia, ktorý vedie k vytvoreniu štyroch z jednej bunky, ale s polovičnou, haploidnou sadou chromozómov ( 1n1s).

A teraz si spomeňte na moju spurnú myšlienku. Meióza, na rozdiel od mitózy, nie je reprodukcia. Ide o spôsob tvorby haploidných buniek (spóry v rastlinách a zárodočné bunky gamét u zvierat). Gamety až po procese oplodnenia, ktorým je v tomto prípade pohlavné rozmnožovanie, poslúžia na vytvorenie nového organizmu.

Ešte raz dávam do pozornosti, že v živočíšnych organizmoch sa meiózou delia bunky špecializovaných tkanív pohlavných žliaz, z ktorých sa tvoria gaméty alebo pohlavné bunky. V rastlinách sa meiózou tvoria spóry a mitózou sa tvoria gaméty.

Meióze, podobne ako mitóze, predchádza zdvojnásobenie genetického materiálu bunky, ale meióza prebieha v dvoch fázach, meióza I a meióza II. .

Samotné zníženie počtu chromozómov, teda zníženie ich počtu na polovicu, nastáva už po prvom štádiu meiózy, keďže ku konjugácii homológnych chromozómov došlo počas profázy meiózy I, ale chromozómy v dvoch vytvorených haploidných bunkách stále zostávajú dvojchromatidové ( 1n2c).

Medzi meiózou I a meiózou II je veľmi málo času, čo je ďalšia duplikácia DNA nie deje a opäť každá bunka tvorí dve haploidné bunky ( 1n), ale sú už "normálne" - jedna chromatid ( 1 s).

2. Čo je ešte veľmi dôležité mať na pamäti pre kohokoľvek, najmä pre mladých ľudí – potenciálnych rodičov

Práve pri meióze počas dozrievania zárodočných buniek v dôsledku konjugácie homológnych chromozómov môže dôjsť k najrôznejšiemu „prehadzovaniu“ genetického materiálu medzi homológnymi chromozómami do profázy I meiózy – cross over v dôsledku konjugácie homológne chromozómy.

A v tomto momente tvorby vajíčok aj spermií je obzvlášť dôležité, aby na ľudský organizmus nemali vplyv žiadne nepriaznivé faktory (nervové šoky, veľké dávky drog, alkohol, nikotín a iné drogy), ktoré by mohli viesť k chyby kríženia počas meiózy (a teda ku vzniku geneticky defektný potomstvo).

3. Na čo si ešte dať pozor

Aj keď si dobre pamätáme, že všetky somatické bunky tela sa rozmnožujú mitózou a meióza je spôsob tvorby zárodočných buniek, robíme nasledujúcu chybu.

Áno, meióza je spôsob formovania zárodočných buniek, ale ... Ale iba organizmov !!! Opäť chcem zdôrazniť, že všetky vyššie (machy, paprade, nahosemenné a krytosemenné) podliehajú meiotickému deleniu polemika! Neskôr z haploidných spór tým mitózy rastliny sú gaméty.

Autori školských učebníc by tomu mali venovať pozornosť, keďže autori testov radi (a majú pravdu) zaraďujú otázky o základných procesoch fungovania živých systémov. A metódy reprodukcie buniek živých organizmov a metódy sexuálnej reprodukcie organizmov rôznych taxónov sú práve takýmito procesmi.

_______________________________________________________________________________

Teraz píšem a rozmýšľam, aká je škoda, že tento blog je na internete stále neviditeľný (dúfam, že „zatiaľ“). Informácie v tomto príspevku sú predsa užitočné pre každého, najmä mladšiu generáciu, aby kvôli neznalosti nedoplatila na zdravie svojich detí do konca života.

Typ lekcie: lekcia-generalizácia.

Forma lekcie: praktická lekcia.

• pokračovať vo formovaní svetonázoru študentov o kontinuite života;
• zoznámiť sa s chemickým a biologickým rozdielom medzi procesmi prebiehajúcimi v bunke počas mitózy a meiózy;
• formovať schopnosť dôsledne budovať procesy mitózy a meiózy;
• formovať zručnosti komparatívnej analýzy procesov bunkového delenia;

1. vzdelávacie:

a) aktualizovať vedomosti študentov o rôznych typoch bunkového delenia (mitóza, amitóza, meióza);

b) vytvoriť si predstavu o hlavných podobnostiach a rozdieloch medzi procesmi mitózy a meiózy, ich biologickej podstate;

2. vzdelávacie: rozvíjať kognitívny záujem o informácie z rôznych oblastí vedy;

3. vývoj:

a) rozvíjať zručnosti pri práci s rôznymi druhmi informácií a spôsoboch ich prezentácie;

b) pokračovať v práci na rozvoji schopností analyzovať a porovnávať procesy bunkového delenia;

Vzdelávacie vybavenie: počítač s multimediálnym projektorom, model-aplikácia „Cell division. Mitóza a meióza“ (demonštračné a distribučné súpravy); tabuľka „Mitóza. Meióza".

Štruktúra vyučovacej hodiny (vyučovacia hodina je určená na jednu akademickú hodinu, koná sa v biologickej miestnosti s multimediálnym projektorom, určená pre 10. ročník chemického a biologického profilu). Stručný plán lekcie:

1. organizačný moment (2 min);

2. aktualizácia poznatkov, základných pojmov a pojmov súvisiacich s procesmi bunkového delenia (8 min);

3. zovšeobecnenie poznatkov o procesoch mitózy a meiózy (13 min);

4. praktická práca „Podobnosti a rozdiely medzi mitózou a meiózou (15 min);

Upevňovanie vedomostí k preberanej téme (5 min);

Domáca úloha (2 min).

Podrobný prehľad lekcie:

1. organizačný moment. Vysvetlenie účelu lekcie, jej miesto v študovanej téme, vlastnosti správania.

2. aktualizácia vedomostí, základné pojmy a pojmy súvisiace s procesmi bunkového delenia: - bunkové delenie;

3. zovšeobecnenie poznatkov o procesoch bunkového delenia:

3.1. Mitóza:

Ukážka interaktívneho modelu "Mitosis";

Praktická práca s modelovou aplikáciou "Mitóza" (doslova pre každého študenta, precvičenie zručností študentov ukázať postupnosť procesov mitózy);

Práca s modelovou aplikáciou "Mitosis" (demonštračná súprava, overenie výsledkov praktickej práce)

Rozhovor o fázach mitózy:

fáza mitózy,súbor chromozómov(n-chromozómy, c - DNA)	Obrázok	Fázové charakteristiky, usporiadanie chromozómov
Profáza		Demontáž jadrových membrán, divergencia centriolov k rôznym pólom bunky, tvorba štiepnych vretienkových závitov, „miznutie“ jadierok, kondenzácia dvojchromatidových chromozómov.
metafáza		Zarovnanie najviac kondenzovaných dvojchromatidových chromozómov v rovníkovej rovine bunky (metafázová platňa), pripojenie vretenových vlákien jedným koncom k centriolom, druhým k centromérom chromozómov.
Anaphase		Rozdelenie dvojchromatidových chromozómov na chromatidy a divergencia týchto sesterských chromatidov k opačným pólom bunky (v tomto prípade sa chromatidy stávajú samostatnými jednochromatidovými chromozómami).
Telofáza		Dekondenzácia chromozómov, tvorba jadrových membrán okolo každej skupiny chromozómov, rozpad vlákien štiepneho vretienka, objavenie sa jadierka, delenie cytoplazmy (cytotómia). Cytotómia v živočíšnych bunkách sa vyskytuje v dôsledku štiepnej brázdy, v rastlinných bunkách - v dôsledku bunkovej dosky.

3.2. meióza.

Ukážka interaktívneho modelu „Meiosis“

Praktická práca s modelovou aplikáciou "Meióza" (príručka pre každého študenta, rozvíjanie zručností študentov ukázať postupnosť procesov meiózy);

Práca s modelovou aplikáciou "Meiosis" (demonštračná súprava, overenie výsledkov praktickej práce)

Rozhovor o fázach meiózy:

fáza meiózy,súbor chromozómov(n - chromozómy, c - DNA)	Obrázok	Fázové charakteristiky, usporiadanie chromozómov
Profáza 1 2n4c		Demontáž jadrových membrán, divergencia centriolov k rôznym pólom bunky, tvorba filamentov štiepneho vretienka, „miznutie“ jadierok, kondenzácia dvojchromatidových chromozómov, konjugácia homológnych chromozómov a kríženie.
Metafáza 1 2n4c		Zarovnanie bivalentov v ekvatoriálnej rovine bunky, pripojenie vretenových vlákien jedným koncom k centriolom, druhým k centromérom chromozómov.
Anafáza 1 2n4c		Náhodná nezávislá divergencia dvojchromatidových chromozómov na opačné póly bunky (z každého páru homológnych chromozómov sa jeden chromozóm presúva na jeden pól, druhý na druhý), rekombinácia chromozómov.
Telofáza 1 v oboch bunkách 1n2c		Vznik jadrových membrán okolo skupín dvojchromatidových chromozómov, delenie cytoplazmy.
Profáza 2 1n2c		Demontáž jadrových membrán, divergencia centriol k rôznym pólom bunky, tvorba filamentov štiepneho vretienka.
Metafáza 2 1n2c		Zarovnanie dvojchromatidových chromozómov v ekvatoriálnej rovine bunky (metafázová doska), pripojenie vretenových vlákien jedným koncom k centriolom, druhým k centromérom chromozómov.
Anafáza 2 2n2c		Rozdelenie dvojchromatidových chromozómov na chromatidy a divergencia týchto sesterských chromatidov na opačné póly bunky (v tomto prípade sa chromatidy stávajú samostatnými jednochromatidovými chromozómami), rekombinácia chromozómov.
Telofáza 2 v oboch bunkách 1n1c Celkom 4 až 1n1c		Dekondenzácia chromozómov, tvorba jadrových membrán okolo každej skupiny chromozómov, rozpad vlákien štiepneho vretienka, objavenie sa jadierka, delenie cytoplazmy (cytotómia) so vznikom dvoch a v dôsledku oboch meiotických delení štyroch haploidov bunky.

Rozhovor o zmene vzorca bunkového jadra

Rozhovor o výsledkoch meiózy:

jedna haploidná materská bunka produkuje štyri haploidné dcérske bunky

Diskusia o význame meiózy: a)udržiava konštantný počet chromozómov druhu z generácie na generáciu (diploidná sada chromozómov sa obnoví zakaždým počas oplodnenia ako výsledok fúzie dvoch haploidných gamét;

b) meióza – jeden z mechanizmov vzniku dedičnej variability (kombinovaná variabilita);

4. Praktická práca „Porovnanie mitózy a meiózy“ s použitím prezentácie „Mitóza a meióza. Porovnávacia analýza“ (pozri prílohu 1)

Študenti majú domáce polotovary na stôl:

Vypracovanie podobností medzi mitózou a meiózou:

Vypracovanie všeobecných rozdielov medzi mitózou a meiózou (s miernym objasnením fáz delenia):

Porovnanie	Mitóza	meióza
Podobnosti	1. Majte rovnaké fázy delenia.
	2. Pred mitózou a meiózou dochádza k vlastnému zdvojovaniu molekúl DNA v chromozómoch (reduplikácii) a spiralizácii chromozómov.
Rozdiely	1. Jedno delenie.	1. Dve po sebe idúce divízie.
	2. V metafáze sa všetky zdvojené chromozómy zoradia oddelene pozdĺž rovníka.
	3. Žiadna konjugácia	3. Existuje konjugácia
	4. Zdvojenie molekúl DNA nastáva v medzifáze oddeľujúcej dve delenia.	4. Neexistuje žiadna medzifáza medzi prvým a druhým delením a nedochádza k duplikácii molekúl DNA.
	5. Vzniknú dve diploidné bunky (somatické bunky).	5. Vzniknú štyri haploidné bunky (pohlavné bunky).
	6.Vyskytuje sa v somatických bunkách	6. vyskytuje sa v dozrievajúcich zárodočných bunkách
	7. Základom je nepohlavné rozmnožovanie	7. Základom sexuálneho rozmnožovania

5. Upevnenie materiálu.

Splnenie úlohy časti B testu USE a meranie materiálov.

Priraďte rozlišovacie znaky a typy bunkového delenia:

Charakteristické znaky Typy bunkového delenia

1. Nastáva jedno delenie	A) mitóza
2. Homologické duplikované chromozómy sa zoradia pozdĺž rovníka v pároch (bivalenty).
3. Žiadna konjugácia	B) meióza
4. Udržiava konštantný počet druhových chromozómov z generácie na generáciu
5. Dve po sebe idúce divízie.
6. Zdvojenie molekúl DNA nastáva v medzifáze oddeľujúcej dve delenia
7. Vzniknú štyri haploidné bunky (pohlavné bunky).
8. Neexistuje žiadna medzifáza medzi prvým a druhým delením a nedochádza k duplikácii molekúl DNA.
9. Existuje konjugácia
10. Vzniknú dve diploidné bunky (somatické bunky).
11. V metafáze sa všetky zdvojené chromozómy zoradia pozdĺž rovníka oddelene 12. Zabezpečuje nepohlavné rozmnožovanie, regeneráciu stratených častí, náhradu buniek u mnohobunkových organizmov
13. Zabezpečuje stabilitu karyotypu somatických buniek počas celého života
14. Je jedným z mechanizmov vzniku dedičnej variability (kombinatívna variabilita;

6. Domáce úlohy:

Tabuľka „Porovnanie mitózy a meiózy“ v zošite

Prečítajte si materiál o mitóze a meióze (podrobnosti o štádiách)

29:30 (V.V. Pasechnik); 19:22 s.130-134 (G.M. Dymshits)

Pripravte tabuľku „Porovnávacie charakteristiky priebehu mitózy a meiózy“

Porovnávacie charakteristiky mitózy a meiózy

Fázy bunkového cyklu, jeho výsledok	Mitóza	meióza
		I divízia	II divízia
Medzifáza: syntéza DNA, RNA, ATP, proteínov, prírastok počet organel dokončenie druhej chromatidy každého chromozómu
Profáza: a) spiralizácia chromozómov b) zničenie jadrového obalu; c) zničenie jadierok; d) tvorba mitotického aparátu: divergencia centriolov k pólom bunky, tvorba deliaceho vretienka
metafáza: a) tvorba rovníkovej platne - chromozómy sú zoradené presne pozdĺž rovníka bunky; b) pripojenie filamentov štiepneho vretienka k centromérom; c) koncom metafázy - začiatok separácie sesterských chromatidov
anafáza: a) dokončenie separácie sesterských chromatidov; b) divergencia chromozómov k pólom bunky
Telofáza- tvorba dcérskych buniek: a) zničenie mitotického aparátu; b) delenie cytoplazmy; c) despiralizácia chromozómov;

Bibliografia:

1. I. N. Pimenova, A. V. Pimenov - Prednášky zo všeobecnej biológie - Saratov, Lyceum vydavateľstva OAO, 2003

2. Všeobecná biológia: učebnica pre ročníky 10-11 s hĺbkovým štúdiom biológie v škole / Ed. V.K.Shumny, G.M.Dymshits, A.O.Ruvinsky. - M., "Osvietenie", 2004.

3. N. Green, W. Stout, D. Taylor - Biológia: v 3 zväzkoch. T.3 .: per. z angličtiny / Ed. R. Sopera. - M., "Mir", 1993

4. T.L. Bogdanova, E.A. Solodova - Biológia: príručka pre študentov stredných škôl a uchádzačov o štúdium na vysokých školách - M., “AST-PRESS SCHOOL”, 2004

5. D.I. Mamontov - Otvorená biológia: kompletný interaktívny kurz biológie (na CD) - "Physicon", 2005

meióza je spôsob delenia buniek u eukaryotov, pri ktorom vznikajú haploidné bunky. Meióza sa líši od mitózy, ktorá produkuje diploidné bunky.

Okrem toho meióza prebieha v dvoch po sebe nasledujúcich deleniach, ktoré sa nazývajú prvé (meióza I) a druhé (meióza II). Už po prvom delení obsahujú bunky jeden, teda haploidný súbor chromozómov. Preto sa prvé delenie často nazýva zníženie. Aj keď niekedy sa v súvislosti s celou meiózou používa pojem „redukčné delenie“.

Druhá divízia je tzv rovnicové a podobným mechanizmom ako mitóza. V meióze II sa sesterské chromatidy rozchádzajú k pólom bunky.

Meióze, podobne ako mitóze, predchádza v interfáze syntéza DNA – replikácia, po ktorej sa už každý chromozóm skladá z dvoch chromatidov, ktoré sa nazývajú sesterské chromatidy. Medzi prvým a druhým delením nedochádza k syntéze DNA.

Ak sa v dôsledku mitózy vytvoria dve bunky, potom v dôsledku meiózy - 4. Ak však telo produkuje vajíčka, zostáva len jedna bunka, ktorá má v sebe koncentrované živiny.

Množstvo DNA pred prvým delením sa zvyčajne označuje ako 2n 4c. Tu n označuje chromozómy, c označuje chromatidy. To znamená, že každý chromozóm má homológny pár (2n), zároveň sa každý chromozóm skladá z dvoch chromatidov. Vzhľadom na prítomnosť homológneho chromozómu sa získajú štyri chromatidy (4c).

Po prvom a pred druhým delením sa množstvo DNA v každej z dvoch dcérskych buniek zníži na 1n 2c. To znamená, že homológne chromozómy sa rozchádzajú do rôznych buniek, ale naďalej pozostávajú z dvoch chromatidov.

Po druhom delení sa vytvoria štyri bunky so sadou 1n 1c, t.j. každá obsahuje len jeden chromozóm z páru homológnych a skladá sa len z jednej chromatidy.

Nasleduje podrobný popis prvého a druhého meiotického delenia. Označenie fáz je rovnaké ako pri mitóze: profáza, metafáza, anafáza, telofáza. Avšak procesy prebiehajúce v týchto fázach, najmä v profáze I, sú trochu odlišné.

Meióza I

Profáza I

Toto je zvyčajne najdlhšia a najkomplexnejšia fáza meiózy. Trvá to oveľa dlhšie ako pri mitóze. Je to spôsobené tým, že v tomto čase sa homológne chromozómy k sebe približujú a vymieňajú si segmenty DNA (dochádza ku konjugácii a kríženiu).

Konjugácia- proces spájania homológnych chromozómov. Prejsť- výmena identických oblastí medzi homológnymi chromozómami. Nesesterské chromatidy homológnych chromozómov si môžu vymieňať ekvivalentné oblasti. Na miestach, kde k takejto výmene dochádza, tzv chiasma.

Párové homológne chromozómy sa nazývajú bivalenty, alebo tetrády. Komunikácia je udržiavaná až do anafázy I a je poskytovaná centromérom medzi sesterskými chromatidami a chiazmatami medzi nesesterskými chromatidami.

V profáze sa chromozómy špiralizujú, takže na konci fázy získajú chromozómy svoj charakteristický tvar a veľkosť.

V neskorších štádiách profázy I sa jadrový obal rozpadne na vezikuly a jadierka zaniknú. Začína sa formovať meiotické vreteno. Vytvárajú sa tri typy vretenových mikrotubulov. Niektoré sú pripojené k kinetochórom, iné k tubulom rastúcim z opačného pólu (štruktúra funguje ako rozpery). Ďalšie tvoria hviezdicovú štruktúru a sú pripevnené ku kostre membrány, pričom plnia funkciu podpory.

Centrozómy s centrioly sa rozchádzajú smerom k pólom. Mikrotubuly sú zavedené do oblasti bývalého jadra, pripojené ku kinetochórom umiestneným v oblasti centroméry chromozómov. V tomto prípade sa kinetochory sesterských chromatidov spájajú a pôsobia ako jeden celok, čo umožňuje, aby sa chromatidy jedného chromozómu neoddeľovali a následne sa spoločne presunuli k jednému z pólov bunky.

Metafáza I

Nakoniec sa vytvorí štiepne vreteno. Páry homológnych chromozómov sa nachádzajú v rovine rovníka. Sú zoradené oproti sebe pozdĺž rovníka bunky tak, že rovníková rovina je medzi pármi homológnych chromozómov.

Anafáza I

Homológne chromozómy sa oddeľujú a rozchádzajú sa do rôznych pólov bunky. V dôsledku kríženia, ku ktorému došlo počas profázy, ich chromatidy už nie sú navzájom identické.

Telofáza I

Jadrá sú obnovené. Chromozómy sa despiralizujú na tenký chromatín. Bunka je rozdelená na dve časti. U zvierat invagináciou membrány. Rastliny majú bunkovú stenu.

Meióza II

Interfáza medzi dvoma meiotickými deleniami sa nazýva interkinéza, je veľmi krátky. Na rozdiel od interfázy nedochádza k duplikácii DNA. V skutočnosti je už zdvojená, akurát každá z dvoch buniek obsahuje jeden z homológnych chromozómov. Meióza II sa vyskytuje súčasne v dvoch bunkách vytvorených po meióze I. Nižšie uvedený diagram ukazuje rozdelenie len jednej z dvoch buniek.

Profáza II

Krátky. Jadrá a jadierka opäť zmiznú a chromatidy sa špirálovito rozvinú. Začína sa formovať vreteno.

Metafáza II

Ku každému chromozómu, ktorý pozostáva z dvoch chromatidov, sú pripojené dve vretienkové vlákna. Jeden závit z jedného pólu, druhý z druhého. Centroméry sa skladajú z dvoch samostatných kinetochórov. Metafázová doska je vytvorená v rovine kolmej na rovník metafázy I. To znamená, že ak sa rodičovská bunka v meióze I delila pozdĺž, teraz sa rozdelia dve bunky.

Anafáza II

Proteín, ktorý viaže sesterské chromatidy, sa oddelí a rozchádzajú sa na rôzne póly. Sesterské chromatidy sa teraz nazývajú sesterské chromozómy.

Telofáza II

Podobne ako telofáza I. Dochádza k despiralizácii chromozómov, zániku štiepneho vretienka, tvorbe jadierok a jadierok, cytokinéze.

Význam meiózy

V mnohobunkovom organizme sa meiózou delia iba zárodočné bunky. Preto je hlavným významom meiózy bezpečnosťmechanizmusapohlavné rozmnožovanie,ktorý zachováva stálosť počtu chromozómov v druhu.

Ďalším významom meiózy je rekombinácia genetickej informácie, ktorá sa vyskytuje v profáze I, teda kombinatívna variabilita. Nové kombinácie alel sa vytvárajú v dvoch prípadoch. 1. Keď dôjde k prekríženiu, t.j. nesesterské chromatidy homológnych chromozómov si vymenia miesta. 2. S nezávislou divergenciou chromozómov k pólom v oboch meiotických deleniach. Inými slovami, každý chromozóm môže byť v tej istej bunke v akejkoľvek kombinácii s inými nehomologickými chromozómami.

Už po meióze I obsahujú bunky odlišnú genetickú informáciu. Po druhom delení sa všetky štyri bunky od seba líšia. Toto je dôležitý rozdiel medzi meiózou a mitózou, pri ktorej sa tvoria geneticky identické bunky.

Kríženie a náhodná segregácia chromozómov a chromatidov v anafázach I a II vytvárajú nové kombinácie génov a sú jednoo príčinách dedičnej premenlivosti organizmovčo umožňuje evolúciu živých organizmov.

1. Ako sa mitóza líši od meiózy?

Odpoveď. Mitóza je univerzálne delenie somatických buniek, v dôsledku ktorého sa z pôvodnej (materskej) bunky vytvoria 2 dcérske bunky, geneticky zhodné s materskou.

Meióza je špeciálna metóda delenia, v dôsledku ktorej sa vytvoria 4 bunky so sadou chromozómov polovičnou v porovnaní s matkou (zvyčajne sa vytvoria bunky s haploidnou sadou chromozómov) a všetky výsledné bunky sú geneticky odlišné od každej z nich. iné.

Pri meióze nedochádza k jednému deleniu (ako pri mitóze), ale k dvom po sebe nasledujúcim deleniam – redukčnému a rovnicovému.

Pri meióze (v profáze prvého delenia) dochádza ku konjugácii homológnych chromozómov a kríženiu, ale pri mitóze k nemu nedochádza.

V anafáze prvého delenia meiózy sa k pólom nerozchádzajú chromatidy, ale celé chromozómy

2. Aké fázy mitózy poznáte?

Odpoveď. Existujú štyri fázy mitózy: profáza, metafáza, anafáza a telofáza. V profáze sú jasne viditeľné centrioly - útvary nachádzajúce sa v bunkovom centre a hrajúce úlohu pri delení dcérskych chromozómov zvierat. Centrioly sa delia a rozchádzajú do rôznych pólov bunky. Z centriolov vychádzajú mikrotubuly, ktoré tvoria vretenovité vlákna, ktoré regulujú divergenciu chromozómov k pólom deliacej sa bunky.

Na konci profázy sa jadrová membrána rozpadne, jadierko postupne zanikne, chromozómy sa špiralizujú a v dôsledku toho sa skracujú a hrubnú a dajú sa už pozorovať pod svetelným mikroskopom. Ešte lepšie sú viditeľné v ďalšom štádiu mitózy – metafáze.

V metafáze sú chromozómy umiestnené v ekvatoriálnej rovine bunky. Je jasne vidieť, že každý chromozóm pozostávajúci z dvoch chromatidov má zúženie - centroméru. Chromozómy sú svojimi centromérmi pripevnené k vretenovému závitu. Po rozdelení centroméry sa každá chromatida stáva nezávislým dcérskym chromozómom.

Potom prichádza ďalšia fáza mitózy – anafáza, počas ktorej sa dcérske chromozómy (chromatidy jedného chromozómu) rozchádzajú na rôzne póly bunky.

Ďalším štádiom bunkového delenia je telofáza. Začína po tom, čo dcérske chromozómy pozostávajúce z jednej chromatidy dosiahli póly bunky. V tomto štádiu sú chromozómy opäť despiralizované a nadobúdajú rovnakú formu, akú mali pred začiatkom bunkového delenia v interfáze (dlhé tenké filamenty). Okolo nich vzniká jadrový obal a v jadre vzniká jadierko, v ktorom sa syntetizujú ribozómy. V procese delenia cytoplazmy sú všetky organely (mitochondrie, Golgiho komplex, ribozómy atď.) viac-menej rovnomerne rozdelené medzi dcérske bunky.

Otázky po §28

1. Čo je apoptóza?

Odpoveď. U prvokov a baktérií je delenie buniek hlavným spôsobom reprodukcie. Améba napríklad nepodstúpi prirodzenú smrť a namiesto toho, aby zomrela, sa jednoducho rozdelí na dve nové bunky. Je jasné, že bunky mnohobunkového organizmu sa nemôžu deliť donekonečna, inak by sa všetky tvory vrátane človeka stali nesmrteľnými. To sa nestane, pretože DNA bunky obsahuje špeciálne „gény smrti“, ktoré sa skôr či neskôr aktivujú. To vedie k syntéze špeciálnych proteínov, ktoré túto bunku zabíjajú: zmršťuje sa, zničia sa jej organely a membrány, ale tak, že ich časti možno znovu použiť. Táto „naprogramovaná“ bunková smrť sa nazýva apoptóza. Ale od svojho „narodenia“ až po apoptózu bunka prechádza mnohými normálnymi bunkovými cyklami. V rôznych typoch organizmov trvá bunkový cyklus rôzne časy: u baktérií - asi 20 minút, u nálevníkov - od 10 do 20 hodín. Bunky tkanív mnohobunkových organizmov v skorých štádiách svojho vývoja sa veľmi často delia a potom sa bunkové cykly sú výrazne predĺžené. Napríklad hneď po narodení sa neuróny zvierat často delia: v tom čase sa tvorí 80 % mozgu. Väčšina týchto buniek však rýchlo stráca schopnosť deliť sa a niektoré z nich prežívajú bez delenia až do prirodzenej smrti zvieraťa zo staroby.

2. Aký cyklus sa nazýva mitotický?

Odpoveď. Povinnou súčasťou každého bunkového cyklu je mitotický cyklus, ktorý zahŕňa prípravu bunky na proces delenia a samotné delenie. Okrem toho životný cyklus zahŕňa dlhé alebo krátke obdobia spánku, kedy bunka plní svoje funkcie v tele. Po každom z týchto období musí bunka prejsť buď do mitotického cyklu alebo do apoptózy.

3. Aké procesy prebiehajú v bunke počas interfázy?

Odpoveď. Príprava bunky na delenie sa nazýva interfáza. Pozostáva z troch období.

Predsyntetické obdobie (G1) je najdlhšou časťou medzifázy. Môže trvať v rôznych typoch buniek od 2-3 hodín až po niekoľko dní. Toto obdobie bezprostredne nadväzuje na predchádzajúce delenie, počas ktorého bunka rastie, hromadí energiu a látky pre následnú duplikáciu DNA.

Syntetická perióda (S), ktorá zvyčajne trvá 6–10 hodín, zahŕňa duplikáciu DNA, syntézu proteínov potrebných na tvorbu chromozómov a zvýšenie množstva RNA. Na konci tohto obdobia už každý chromozóm pozostáva z dvoch identických chromatíd, ktoré sú navzájom spojené centromérou. V tom istom období sa centrioly zdvojnásobia.

Postsyntetické obdobie (G2) nastáva po zdvojnásobení chromozómov. Trvá 2-5 hodín; počas tejto doby sa akumuluje energia pre nadchádzajúcu mitózu a syntetizujú sa mikrotubulové proteíny, ktoré následne tvoria deliace vretienko. Teraz môže bunka spustiť mitózu.

Predtým, ako pristúpime k opisu metód bunkového delenia, uvažujme o procese duplikácie DNA, v dôsledku ktorej sa v syntetickom období vytvárajú sesterské chromatidy.

4. V akom období medzifázy dochádza k replikácii DNA?

Odpoveď. Duplikácia molekuly DNA sa tiež nazýva replikácia alebo reduplikácia. Pri replikácii sa časť „materskej“ molekuly DNA pomocou špeciálneho enzýmu rozkrúti na dve vlákna, a to sa dosiahne prerušením vodíkových väzieb medzi komplementárnymi dusíkatými bázami: adenín – tymín a guanín – cytozín. Ďalej, pre každý nukleotid divergentných reťazcov DNA, enzým DNA polymeráza upravuje svoj komplementárny nukleotid. Tak sa vytvoria dve dvojvláknové molekuly DNA, z ktorých každá obsahuje jedno vlákno „rodičovskej“ molekuly a jedno novosyntetizované („dcérske“) vlákno. Tieto dve molekuly DNA sú úplne identické.