Podstata, mechanizmus a biologický význam meiózy. Reprodukčná funkcia a biologický význam meiózy

Pri pohlavnom rozmnožovaní vzniká dcérsky organizmus ako výsledok splynutia dvoch zárodočných buniek ( gaméty) a následný vývoj z oplodneného vajíčka - zygoty.

Pohlavné bunky rodičov majú haploidný súbor ( n) chromozómy a v zygote, keď sa spoja dve takéto sady, počet chromozómov sa stane diploidným (2 n): každý pár homológnych chromozómov obsahuje jeden otcovský a jeden materský chromozóm.

Haploidné bunky vznikajú z diploidných buniek v dôsledku špeciálneho bunkového delenia – meiózy.

meióza - druh mitózy, v dôsledku ktorej sú diploidné (2n) somatické bunky zárodočných bunieklez vytvoril haploidné gaméty (1n). Počas oplodnenia sa jadrá gamét zlúčia a obnoví sa diploidná sada chromozómov. Meióza teda zabezpečuje zachovanie konštantnej sady chromozómov a množstva DNA pre každý druh.

Meióza je nepretržitý proces pozostávajúci z dvoch po sebe nasledujúcich delení nazývaných meióza I a meióza II. Každé rozdelenie je rozdelené na profázu, metafázu, anafázu a telofázu. V dôsledku meiózy I sa počet chromozómov zníži na polovicu ( redukčné delenie): počas meiózy II sú zachované haploidné bunky (rovnicové delenie). Bunky vstupujúce do meiózy obsahujú genetickú informáciu 2n2xp (obr. 1).

V profáze I meiózy sa chromatín postupne zvinie a vytvorí chromozómy. Homologické chromozómy sa k sebe približujú a vytvárajú spoločnú štruktúru pozostávajúcu z dvoch chromozómov (bivalentných) a štyroch chromatidov (tetrád). Kontakt dvoch homológnych chromozómov po celej dĺžke sa nazýva konjugácia. Potom sa medzi homológnymi chromozómami objavia odpudivé sily a chromozómy sa najskôr oddelia v oblasti centroméry, zostávajú spojené v oblasti ramena a tvoria dekusácie (chiasmata). Divergencia chromatidov sa postupne zvyšuje a dekusácie sa posúvajú smerom k ich koncom. V procese konjugácie medzi niektorými chromatidami homológnych chromozómov môže dôjsť k výmene miest – cross over, čo vedie k rekombinácii genetického materiálu. Na konci profázy sa jadrový obal a jadierka rozpustia a vytvorí sa achromatínové vreteno. Obsah genetického materiálu zostáva rovnaký (2n2хр).

V metafáze bivalenty chromozómu meiózy I sa nachádzajú v rovníkovej rovine bunky. V tomto momente ich špirálovitosť dosahuje maximum. Obsah genetického materiálu sa nemení (2n2xp).

v anafáze homologické chromozómy meiosis I, pozostávajúce z dvoch chromatidov, sa nakoniec od seba vzdialia a rozchádzajú sa smerom k pólom bunky. V dôsledku toho sa do dcérskej bunky dostane iba jeden z každého páru homológnych chromozómov - počet chromozómov sa zníži na polovicu (dochádza k redukcii). Obsah genetického materiálu sa stáva 1n2xp na každom póle.

v telofáze dochádza k tvorbe jadier a k deleniu cytoplazmy – vznikajú dve dcérske bunky. Dcérske bunky obsahujú haploidnú sadu chromozómov, každý chromozóm má dve chromatidy (1n2xp).

Interkinéza- krátky interval medzi prvým a druhým meiotickým delením. V tomto čase nedochádza k replikácii DNA a dve dcérske bunky rýchlo vstupujú do meiózy II, pričom postupujú podľa typu mitózy.

Ryža. jeden. Schéma meiózy (zobrazený jeden pár homológnych chromozómov). Meióza I: 1, 2, 3. 4. 5 - profáza; 6 - metafáza; 7 - anafáza; 8 - telofáza; 9 - interkinéza. meióza II; 10 - metafáza; II - anafáza; 12 - dcérske bunky.

v profáze meiosis II, prebiehajú rovnaké procesy ako v profáze mitózy. V metafáze sú chromozómy umiestnené v rovníkovej rovine. Nedochádza k žiadnym zmenám v obsahu genetického materiálu (1n2хр). V anafáze meiózy II sa chromatidy každého chromozómu presúvajú k opačným pólom bunky a obsah genetického materiálu na každom póle sa stáva lnlxp. V telofáze sa tvoria 4 haploidné bunky (lnlxp).

Z jednej diploidnej materskej bunky sa teda v dôsledku meiózy vytvoria 4 bunky s haploidnou sadou chromozómov. Okrem toho v profáze meiózy I dochádza k rekombinácii genetického materiálu (crossing over) a v anafáze I a II k náhodnému odchodu chromozómov a chromatíd k jednému alebo druhému pólu. Tieto procesy sú príčinou kombinovanej variability.

Biologický význam meiózy:

1) je hlavnou fázou gametogenézy;

2) zabezpečuje prenos genetickej informácie z organizmu do organizmu pri pohlavnom rozmnožovaní;

3) dcérske bunky nie sú geneticky identické s rodičmi a navzájom.

Biologický význam meiózy spočíva aj v tom, že na tvorbu zárodočných buniek je nevyhnutný pokles počtu chromozómov, keďže jadrá gamét sa pri oplodnení spájajú. Ak by k tejto redukcii nedošlo, potom by v zygote (a teda vo všetkých bunkách dcérskeho organizmu) bolo dvakrát toľko chromozómov. To je však v rozpore s pravidlom nemennosti počtu chromozómov. Zárodočné bunky sú vďaka meióze haploidné a pri oplodnení v zygote sa obnoví diploidná sada chromozómov (obr. 2 a 3).

Ryža. 2. Schéma gametogenézy: ? - spermatogenéza; ? - ovogenéza

Ryža. 3.Schéma ilustrujúca mechanizmus udržiavania diploidnej sady chromozómov počas sexuálnej reprodukcie

meióza- Ide o špeciálny spôsob delenia buniek, v dôsledku ktorého dochádza k zníženiu (zníženiu) počtu chromozómov o polovicu. Prvýkrát ho opísal W. Flemming v roku 1882 u zvierat a E. Sgrasburger v roku 1888 u rastlín. Meióza produkuje spóry a gaméty. V dôsledku redukcie sady chromozómov dostane každá haploidná spóra a gaméta jeden chromozóm z každého páru chromozómov prítomných v danej diploidnej bunke. V priebehu ďalšieho procesu oplodnenia (fúzie gamét) dostane organizmus novej generácie opäť diploidnú sadu chromozómov, t.j. Karyotyp organizmov daného druhu zostáva konštantný počas niekoľkých generácií. Najdôležitejším významom meiózy je teda zabezpečenie stálosti karyotypu v množstve generácií organizmov daného druhu počas sexuálneho rozmnožovania.

Meióza zahŕňa dve rýchlo nasledujúce delenia za sebou. Pred začiatkom meiózy sa každý chromozóm replikuje (zdvojnásobí sa v S-perióde interfázy). Jeho dve vytvorené kópie zostávajú nejaký čas spojené centromérou. Preto každé jadro, v ktorom začína meióza, obsahuje ekvivalent štyroch sád homológnych chromozómov (4c).

Druhé delenie meiózy nasleduje takmer bezprostredne po prvom a v intervale medzi nimi nedochádza k syntéze DNA (t.j. v skutočnosti medzi prvým a druhým delením nie je žiadna medzifáza).

Prvé meiotické (redukčné) delenie vedie k vytvoreniu haploidných buniek (n) z diploidných buniek (2n). Začína to s profázaja, v ktorej sa podobne ako pri mitóze uskutočňuje balenie dedičného materiálu (spiralizácia chromozómov). Súčasne dochádza ku konvergencii homológnych (párových) chromozómov s ich identickými úsekmi - konjugácia(udalosť, ktorá sa pri mitóze nepozoruje). V dôsledku konjugácie sa vytvárajú páry chromozómov - bivalenty. Každý chromozóm, ktorý vstupuje do meiózy, ako je uvedené vyššie, má dvojitý obsah dedičného materiálu a pozostáva z dvoch chromatidov, takže bivalentný pozostáva zo 4 vlákien. Keď sú chromozómy v konjugovanom stave, ich ďalšia špirála pokračuje. V tomto prípade sa jednotlivé chromatidy homológnych chromozómov prelínajú, pretínajú. Následne sa homológne chromozómy trochu odpudzujú. V dôsledku toho sa môžu prepletenia chromatíd zlomiť a výsledkom je, že v procese opätovného spojenia zlomov chromatíd si homológne chromozómy vymieňajú zodpovedajúce časti. Výsledkom je, že chromozóm, ktorý prišiel do tohto organizmu od otca, obsahuje časť materského chromozómu a naopak. Kríženie homológnych chromozómov, sprevádzané výmenou zodpovedajúcich úsekov medzi ich chromatidami, sa nazýva prejsť. Po prekrížení sa zmenené chromozómy ďalej rozchádzajú, teda s inou kombináciou génov. Keďže ide o prirodzený proces, prekríženie vedie vždy k výmene oblastí rôznej veľkosti a tým zabezpečuje efektívnu rekombináciu chromozómového materiálu v gamétach.

Biologický význam prechodu je extrémne veľká, pretože genetická rekombinácia umožňuje vytvárať nové kombinácie génov, ktoré predtým neexistovali, a zvyšuje prežitie organizmov v procese evolúcie.

AT metafázaja dokončenie štiepneho vretena. Jeho vlákna sú pripojené ku kinetochórom chromozómov spojených do bivalentov. Výsledkom je, že vlákna spojené s kinetochórmi homológnych chromozómov vytvárajú bivalenty v ekvatoriálnej rovine štiepneho vretienka.

AT anafáza I homológne chromozómy sú od seba oddelené a rozchádzajú sa k pólom bunky. V tomto prípade haploidná sada chromozómov odchádza ku každému pólu (každý chromozóm pozostáva z dvoch chromatidov).

AT telofáza I na póloch vretienka je zostavená jediná, haploidná sada chromozómov, v ktorej každý typ chromozómu už nie je reprezentovaný párom, ale jedným chromozómom, ktorý sa skladá z dvoch chromatidov. V krátkom trvaní telofázy I sa obnoví jadrový obal, po ktorom sa materská bunka rozdelí na dve dcérske bunky.

Vznik bivalentov pri konjugácii homológnych chromozómov v profáze I meiózy teda vytvára podmienky pre následnú redukciu počtu chromozómov. Tvorba haploidnej sady v gamétach je zabezpečená divergenciou v anafáze I nie chromatidov ako pri mitóze, ale homológnych chromozómov, ktoré boli predtým kombinované do bivalentov.

Po telofáza I po delení nasleduje krátka medzifáza, v ktorej nedochádza k syntéze DNA a bunky pokračujú k ďalšiemu deleniu, ktoré je podobné normálnej mitóze. ProfázaII krátky. Jadierka a jadrová membrána sú zničené a chromozómy sú skrátené a zhrubnuté. Centrioly, ak sú prítomné, sa presúvajú k opačným pólom bunky, objavujú sa vretenovité vlákna. AT metafáza II Chromozómy sú zoradené v rovníkovej rovine. AT anafáza II v dôsledku pohybu závitov štiepneho vretienka dochádza k deleniu chromozómov na chromatidy, pretože ich väzby v oblasti centroméry sú zničené. Každá chromatid sa stáva nezávislým chromozómom. Pomocou vretenovitých závitov sa chromozómy natiahnu k pólom bunky. Telofáza II charakterizované vymiznutím filamentov štiepneho vretienka, izoláciou jadier a cytokinézou, ktorá vyvrcholí vytvorením štyroch haploidných buniek z dvoch haploidných buniek. Vo všeobecnosti sa po meióze (I a II) z jednej diploidnej bunky vytvoria 4 bunky s haploidnou sadou chromozómov.

Redukčné delenie je vlastne mechanizmus, ktorý bráni kontinuálnemu zvyšovaniu počtu chromozómov pri fúzii gamét, bez neho by sa pri pohlavnom rozmnožovaní počet chromozómov v každej novej generácii zdvojnásobil. Inými slovami, meióza udržiava určitý a konštantný počet chromozómov vo všetkých generáciách akéhokoľvek druhu rastlín, živočíchov a húb. Ďalším dôležitým významom meiózy je zabezpečenie extrémnej diverzity genetického zloženia gamét ako v dôsledku kríženia, tak aj v dôsledku odlišnej kombinácie otcovských a materských chromozómov pri ich nezávislej divergencii v I. anafáze meiózy, čo zabezpečuje vzhľad rozmanitých a heterogénnych potomkov počas sexuálneho rozmnožovania organizmov.

Meióza je špeciálny spôsob delenia buniek, ktorého výsledkom je zníženie (zníženie) počtu chromozómov na polovicu. .Pomocou meiózy vznikajú spóry a zárodočné bunky – gaméty. V dôsledku redukcie sady chromozómov dostane každá haploidná spóra a gaméta jeden chromozóm z každého páru chromozómov prítomných v danej diploidnej bunke. V priebehu ďalšieho procesu oplodnenia (fúzie gamét) dostane organizmus novej generácie opäť diploidnú sadu chromozómov, t.j. Karyotyp organizmov daného druhu zostáva konštantný počas niekoľkých generácií. Najdôležitejším významom meiózy je teda zabezpečenie stálosti karyotypu v množstve generácií organizmov daného druhu počas sexuálneho rozmnožovania.

V profáze I meiózy sa jadierka rozpúšťajú, jadrový obal sa rozpadá a začína sa vytvárať štiepne vreteno. Chromatín sa spiralizuje tvorbou dvojchromatidových chromozómov (v diploidnej bunke - súbor 2p4c). Homologické chromozómy sa spájajú v pároch, tento proces sa nazýva konjugácia chromozómov. Pri konjugácii sa na niektorých miestach krížia chromatidy homológnych chromozómov. Medzi niektorými chromatidami homológnych chromozómov môže dôjsť k výmene zodpovedajúcich úsekov – prekríženiu.

V metafáze I sa páry homológnych chromozómov nachádzajú v rovníkovej rovine bunky. V tomto bode dosahuje špirála chromozómov maximum.

V anafáze I sa homológne chromozómy (a nie sesterské chromatidy ako pri mitóze) od seba vzďaľujú a sú natiahnuté vretenovitými vláknami k opačným pólom bunky. Z každého páru homológnych chromozómov sa teda do dcérskej bunky dostane len jeden. Na konci anafázy I je teda sada chromozómov a chromatidov na každom póle deliacej sa bunky \ti2c - už sa rozpolila, ale chromozómy stále zostávajú dvojchromatidové.

V telofáze I dochádza k deštrukcii štiepneho vretienka, vzniku dvoch jadier a k rozdeleniu cytoplazmy. Vytvoria sa dve dcérske bunky obsahujúce haploidnú sadu chromozómov, pričom každý chromozóm pozostáva z dvoch chromatidov (\n2c).

Interval medzi meiózou I a meiózou II je veľmi krátky. Interfáza II prakticky chýba. V tomto čase nedochádza k replikácii DNA a dve dcérske bunky rýchlo vstupujú do druhého delenia meiózy, pričom postupujú podľa typu mitózy.

V profáze II sa vyskytujú rovnaké procesy ako v profáze mitózy: tvoria sa chromozómy, ktoré sú náhodne umiestnené v cytoplazme bunky. Začína sa formovať vreteno.

V metafáze II sú chromozómy umiestnené v ekvatoriálnej rovine.

V anafáze II sa sesterské chromatidy každého chromozómu oddelia a presunú na opačné póly bunky. Na konci anafázy II je súbor chromozómov a chromatidov na každom póle \ti\c.

V telofáze II sa vytvoria štyri haploidné bunky, každý chromozóm pozostáva z jednej chromatidy (lnlc).

Meióza sú teda dve po sebe idúce delenia jadra a cytoplazmy, pred ktorými dochádza k replikácii iba raz. Energia a látky potrebné na obe delenia meiózy sa akumulujú počas a vo fáze I.

V profáze meiózy I dochádza k prekríženiu, ktoré vedie k rekombinácii dedičného materiálu. V anafáze I sa homológne chromozómy náhodne rozchádzajú na rôzne póly bunky; v anafáze II sa to isté deje so sesterskými chromatidami. Všetky tieto procesy určujú kombinačnú variabilitu živých organizmov, o ktorej bude reč neskôr.

Biologický význam meiózy. U zvierat a ľudí vedie meióza k tvorbe haploidných zárodočných buniek – gamét. Počas následného procesu oplodnenia (fúzie gamét) dostáva organizmus novej generácie diploidnú sadu chromozómov, čo znamená, že si zachováva karyotyp vlastný tomuto typu organizmu. Meióza preto zabraňuje zvýšeniu počtu chromozómov počas sexuálnej reprodukcie. Bez takéhoto deliaceho mechanizmu by sa chromozómové sady s každou ďalšou generáciou zdvojnásobili.

V rastlinách, hubách a niektorých protistách sú spóry produkované meiózou. Procesy, ktoré sa vyskytujú počas meiózy, slúžia ako základ pre kombinačnú variabilitu organizmov.

Vďaka meióze je zachovaný určitý a konštantný počet chromozómov vo všetkých generáciách akéhokoľvek druhu rastlín, živočíchov a húb. Ďalším dôležitým významom meiózy je zabezpečenie extrémnej diverzity genetického zloženia gamét ako v dôsledku kríženia, tak aj v dôsledku odlišnej kombinácie otcovských a materských chromozómov pri ich nezávislej divergencii v I. anafáze meiózy, čo zabezpečuje vzhľad rozmanitých a heterogénnych potomkov počas sexuálneho rozmnožovania organizmov.

Podstatou meiózy je, že každá pohlavná bunka dostane jeden – haploidný súbor chromozómov. Meióza je však štádium, počas ktorého sa vytvárajú nové kombinácie génov kombináciou rôznych materských a otcovských chromozómov. K rekombinácii dedičných sklonov navyše dochádza v dôsledku výmeny oblastí medzi homológnymi chromozómami, ku ktorej dochádza pri meióze. Meióza zahŕňa dve po sebe nasledujúce divízie prakticky bez prerušenia. Rovnako ako v mitóze existujú štyri štádiá v každom meiotickom delení: profáza, metafáza, anafáza a telofáza. Druhé meiotické delenie - podstata doby zrenia spočíva v tom, že v zárodočných bunkách sa pomocou dvojitého meiotického delenia zníži počet chromozómov na polovicu a množstvo DNA na polovicu. Biologický význam druhého meiotického delenia spočíva v tom, že množstvo DNA je zosúladené s chromozómovou sadou. U mužov sa všetky štyri haploidné bunky vytvorené v dôsledku meiózy následne premenia na gaméty - spermie. U žien v dôsledku nerovnomernej meiózy iba jedna bunka produkuje životaschopné vajíčko. Tri ďalšie dcérske bunky sú oveľa menšie, menia sa na takzvané smerové alebo redukčné telíčka, ktoré čoskoro odumierajú. Biologický význam vzniku iba jedného vajíčka a zániku troch plnohodnotných (z genetického hľadiska) smerových teliesok je daný potrebou zachovať v jednej bunke všetky rezervné živiny pre vývoj budúceho embrya.

Bunková teória.

Bunka je základná jednotka štruktúry, fungovania a vývoja živých organizmov. Existujú nebunkové formy života – vírusy, ktoré však svoje vlastnosti prejavujú len v bunkách živých organizmov. Bunkové formy sa delia na prokaryoty a eukaryoty.

Otvor bunky patrí anglickému vedcovi R. Hookovi, ktorý pri pohľade cez tenký rez korku pod mikroskopom uvidel štruktúry podobné plástom a nazval ich bunky. Neskôr jednobunkové organizmy študoval holandský vedec Anthony van Leeuwenhoek. Bunkovú teóriu sformulovali nemeckí vedci M. Schleiden a T. Schwann v roku 1839. Modernú bunkovú teóriu výrazne doplnil R. Birzhev a ďalší.

Hlavné ustanovenia modernej bunkovej teórie:

bunka - základná jednotka stavby, fungovania a vývoja všetkých živých organizmov, najmenšia jednotka živého, schopná sebareprodukcie, sebaregulácie a sebaobnovy;

bunky všetkých jednobunkových a mnohobunkových organizmov sú podobné (homológie) vo svojej štruktúre, chemickom zložení, základných prejavoch vitálnej činnosti a metabolizmu;

k rozmnožovaniu buniek dochádza delením, každá nová bunka vzniká v dôsledku delenia pôvodnej (materskej) bunky;

v zložitých mnohobunkových organizmoch sa bunky špecializujú na funkcie, ktoré vykonávajú a tvoria tkanivá; tkanivá pozostávajú z orgánov, ktoré sú úzko prepojené a podliehajú nervovej a humorálnej regulácii.

Tieto ustanovenia dokazujú jednotu pôvodu všetkých živých organizmov, jednotu celého organického sveta. Vďaka bunkovej teórii sa ukázalo, že bunka je najdôležitejšou zložkou všetkých živých organizmov.

Bunka je najmenšia jednotka organizmu, hranica jeho deliteľnosti, obdarená životom a všetkými hlavnými znakmi organizmu. Ako elementárny živý systém je základom stavby a vývoja všetkých živých organizmov. Na bunkovej úrovni sa prejavujú také vlastnosti života, ako je schopnosť výmeny látok a energie, autoregulácia, rozmnožovanie, rast a vývoj, dráždivosť.

50. Vzory dedenia stanovené G. Mendelom .

Vzory dedičstva sformuloval v roku 1865 Gregory Mendel. Pri svojich pokusoch krížil rôzne odrody hrachu.

Prvý a druhý Mendelov zákon je založený na monohybridných krížoch a tretí na di a polyhybridoch. Monohybridný kríž používa jeden pár alternatívnych vlastností, dihybridný kríž používa dva páry a polyhybridný kríž používa viac ako dva. Mendelov úspech je spôsobený zvláštnosťami použitej hybridologickej metódy:

Analýza začína krížením čistých línií: homozygotných jedincov.

Analyzujú sa samostatné alternatívne vzájomne sa vylučujúce znaky.

Presné kvantitatívne účtovanie potomkov s rôznymi kombináciami vlastností

Dedičnosť analyzovaných vlastností sa dá vysledovať v niekoľkých generáciách.

Mendelov 1. zákon: "Zákon uniformity hybridov 1. generácie"

Pri krížení homozygotných jedincov analyzovaných na jeden pár alternatívnych znakov vykazujú hybridy 1. generácie iba dominantné znaky a pozoruje sa uniformita vo fenotype a genotype.

Mendel vo svojich pokusoch skrížil čisté línie rastlín hrachu so žltými (AA) a zelenými (aa) semenami. Ukázalo sa, že všetci potomkovia v prvej generácii sú identickí v genotype (heterozygotní) a fenotype (žltí).

2. Mendelov zákon: "Zákon štiepenia"

Pri krížení heterozygotných hybridov 1. generácie, analyzovaných jedným párom alternatívnych znakov, hybridy druhej generácie vykazujú štiepenie podľa fenotypu 3:1 a podľa genotypu 1:2:1.

Mendel vo svojich pokusoch krížil hybridy získané v prvom pokuse (Aa) medzi sebou. Ukázalo sa, že v druhej generácii sa potláčaná recesívna vlastnosť opäť objavila. Údaje tohto experimentu svedčia o štiepení recesívneho znaku: nestráca sa, ale znovu sa objavuje v ďalšej generácii.

Tretí Mendelov zákon: „Zákon nezávislej kombinácie vlastností“

Pri krížení homozygotných organizmov analyzovaných na dva alebo viac párov alternatívnych znakov sa v hybridoch 3. generácie (získaných krížením hybridov 2. generácie) pozoruje nezávislá kombinácia znakov a im zodpovedajúcich génov rôznych alelických párov.

Na štúdium vzorcov dedičnosti rastlín, ktoré sa líšili v jednom páre alternatívnych znakov, Mendel použil monohybridné kríženie. Potom prešiel na experimenty s krížením rastlín, ktoré sa líšili v dvoch pároch alternatívnych znakov: dihybridné kríženie, kde použil homozygotné rastliny hrachu, ktoré sa líšili farbou a tvarom semien. V dôsledku kríženia hladkých (B) a žltých (A) s vrásčitými (b) a zelenými (a) boli v prvej generácii všetky rastliny so žltými hladkými semenami. Zákon uniformity prvej generácie sa teda prejavuje nielen pri mono, ale aj pri polyhybridnom krížení, ak sú rodičovské jedince homozygotné.

Počas oplodnenia vzniká diploidná zygota v dôsledku fúzie rôznych odrôd gamét. Na uľahčenie výpočtu ich kombinačných možností anglický genetik Bennet navrhol záznam vo forme mriežky – tabuľky s počtom riadkov a stĺpcov podľa počtu typov gamét vytvorených krížením jedincov. Analýza kríža

Keďže jedinci s dominantným znakom vo fenotype môžu mať odlišný genotyp (Aa a AA), Mendel navrhol krížiť tento organizmus s recesívnym homozygotom.

Blogu sa venujem už takmer tri roky. učiteľ biológie. Niektoré témy sú mimoriadne zaujímavé a komentáre k článkom sú neskutočne „nafúknuté“. Chápem, že je veľmi nepohodlné čítať takéto dlhé „nánožníky“ po čase.
Preto som sa rozhodol niektoré z čitateľských otázok a moje odpovede na ne, ktoré môžu mnohých zaujímať, uverejniť v samostatnej blogovej sekcii, ktorú som nazval „Z dialógov v komentároch“.

Čo je zaujímavé na téme tohto článku? Veď to je predsa jasné hlavný biologický význam meiózy : zabezpečenie nemennosti počtu chromozómov v bunkách z generácie na generáciu počas sexuálneho rozmnožovania.

Okrem toho by sme nemali zabúdať, že v živočíšnych organizmoch v špecializovaných orgánoch (gonádach) z diploidných somatických buniek (2n) tvoria sa meiózy gaméty haploidných pohlavných buniek (n).

Pamätáme si tiež, že všetky rastliny žijú s : sporofyt, ktorý produkuje spóry a gametofyt, ktorý produkuje gaméty. meióza v rastlinách prebieha v štádiu dozrievania haploidných spór (n). Zo spór sa vyvíja gametofyt, ktorého všetky bunky sú haploidné (n). Preto v gametofytoch tvoria mitózy haploidné gaméty mužských a ženských zárodočných buniek (n).

Teraz sa pozrime na materiály komentárov k článku, aké sú testy na skúšku na túto tému o biologickom význame meiózy.

Svetlana(učiteľ biológie). Dobré popoludnie, Boris Fagimovič!

Analyzoval som 2 výhody USE Kalinov G.S. a tu je to, čo som našiel.

1 otázka.


2. Tvorba buniek s dvojnásobným počtom chromozómov;
3. Tvorba haploidných buniek;
4. Rekombinácia úsekov nehomologických chromozómov;
5. Nové kombinácie génov;
6. Vzhľad väčšieho počtu somatických buniek.
Oficiálna odpoveď je 3,4,5.

Otázka 2 je podobná, ALE!
Biologický význam meiózy je:
1. objavenie sa novej nukleotidovej sekvencie;
2. Tvorba buniek s diploidnou sadou chromozómov;
3. Tvorba buniek s haploidnou sadou chromozómov;
4. Tvorba kruhovej molekuly DNA;
5. Vznik nových kombinácií génov;
6. Zvýšenie počtu zárodočných vrstiev.
Oficiálna odpoveď je 1,3,5.

Čo vyjde : v otázke 1 je odpoveď 1 zamietnutá, ale v otázke 2 je správna? Ale 1 je s najväčšou pravdepodobnosťou odpoveďou na otázku, čo poskytuje proces mutácie; ak - 4, tak v princípe to môže byť tiež správne, keďže okrem homologických chromozómov sa môžu zdať, že sa rekombinujú aj nehomologické? Viac sa prikláňam k odpovediam 1,3,5.

Ahoj Svetlana! Existuje veda o biológii, ktorá je uvedená v stredoškolských učebniciach. Existuje disciplína biológia, ktorá je stanovená (čo najdostupnejšie) v školských učebniciach. Prístupnosť (a vlastne popularizácia vedy) má často za následok najrôznejšie nepresnosti, ktorými „hrešia“ školské učebnice (dokonca 12-krát dotlačené s rovnakými chybami).

Svetlana, čo môžeme povedať o testovacích úlohách, ktorých už „zložili“ desaťtisíce (samozrejme, sú v nich vyslovené chyby a najrôznejšie nepresnosti spojené s dvojitou interpretáciou otázok a odpovedí).

Áno, máte pravdu, je to úplná absurdita, keď tú istú odpoveď v rôznych úlohách čo i len jedného autora vyhodnotí ako správnu a ako nesprávnu. A takých, jemne povedané, „zmätkov“, veľmi, veľmi.

Školákov učíme, že konjugácia homológnych chromozómov v profáze 1 meiózy môže viesť k prekríženiu. Kríženie poskytuje kombinačnú variabilitu – vznik novej kombinácie génov alebo, čo je to isté ako „nová sekvencia nukleotidov“. V tom je tiež jedným z biologických významov meiózy, takže odpoveď 1 je nepochybne správna.

Ale v správnosti odpovede 4 na účet rekombinácie úsekov NEHOMOLOGICKÝCH chromozómov vidím obrovská "búria" pri zostavovaní takéhoto testu vo všeobecnosti. Počas meiózy sa normálne konjugujú HOMOLOGICKÉ chromozómy (to je podstata meiózy, to je jeho biologický význam). Existujú však chromozomálne mutácie, ktoré sa vyskytujú v dôsledku meiotických chýb, keď sú konjugované nehomologické chromozómy. Tu v odpovedi na otázku: „Ako vznikajú chromozomálne mutácie“ - táto odpoveď by bola správna.

Kompilátori niekedy zrejme „nevidia“ časticu „nie“ pred slovom „homologický“, keďže som narazil aj na iné testy, kde som pri otázke o biologickom význame meiózy musel vybrať túto odpoveď ako správnu. Samozrejme, žiadatelia musia vedieť, že tu sú správne odpovede 1,3,5.

Ako vidíte, tieto dva testy sú tiež zlé, pretože sú všeobecne nebola ponúknutá žiadna hlavná správna odpoveď na otázku o biologickom význame meiózy a odpovede 1 a 5 sú vlastne rovnaké.

Áno, Svetlana, to sú „chyby“, za ktoré absolventi a uchádzači platia na skúškach pri zložení skúšky. Preto je hlavnou vecou aj pri zložení skúšky učte svojich žiakov prevažne z učebníc a nie na testoch. Učebnice poskytujú komplexné poznatky. Len takéto poznatky pomôžu žiakom odpovedať na akékoľvek správne zložené testy.

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

Kto bude mať otázky k článku učiteľ biológie cez skype, kontakt v komentároch.

Biologický význam meiózy:

Charakteristika živočíšnych zárodočných buniek

gaméty - vysoko diferencované bunky. Sú určené na reprodukciu živých organizmov.

Hlavné rozdiely medzi gamétami a somatickými bunkami:

1. Zrelé pohlavné bunky majú haploidnú sadu chromozómov. somatické bunky sú diploidné. Napríklad ľudské somatické bunky obsahujú 46 chromozómov. Zrelé gaméty majú 23 chromozómov.

2. V zárodočných bunkách sa zmenil jadrovo-cytoplazmatický pomer. U ženských gamét je objem cytoplazmy mnohonásobne väčší ako objem jadra. v mužských bunkách existuje inverzný vzor.

3. Gamety majú špeciálny metabolizmus. v zrelých zárodočných bunkách sú procesy asimilácie a disimilácie pomalé.

4. Gaméty sa navzájom líšia a tieto rozdiely sú spôsobené mechanizmami meiózy.

Gametogenéza

spermatogenéza- vývoj mužských zárodočných buniek. diploidné bunky stočených tubulov semenníkov sa menia na haploidné spermie (obr. 1). Spermatogenéza zahŕňa 4 obdobia: rozmnožovanie, rast, dozrievanie, formovanie.

1. Rozmnožovanie . Východiskovým materiálom pre vývoj spermií je spermatogónie. zaoblené bunky s veľkým, dobre zafarbeným jadrom. obsahuje diploidnú sadu chromozómov. Spermatogónie sa rýchlo množia mitotickým delením.

2. Rast . Forma spermatogónie spermatocyty prvého rádu.

3. Zrenie. V zóne zrenia sa vyskytujú dve meiotické delenia. Bunky po prvom delení zrenia sú tzv spermatocyty druhého rádu . Potom prichádza druhá divízia dozrievania. diploidný počet chromozómov je redukovaný na haploidný. tvorený 2 spermie . Preto sa z jedného diploidného spermatocytu prvého rádu vytvoria 4 haploidné spermatidy.

4. Tvarovanie. Spermatidy sa postupne menia na zrelé spermie . U mužov sa uvoľňovanie spermií do dutiny semenných tubulov začína po nástupe puberty. Pokračuje, kým neustane činnosť pohlavných žliaz.

Ovogenéza- vývoj ženských zárodočných buniek. bunky vaječníkov - ovogonia sa menia na vajíčka (obr. 2).

Ovogenéza zahŕňa tri obdobia: rozmnožovanie, rast a dozrievanie.

1. Rozmnožovanie Ogogónia, podobne ako spermatogónia, sa vyskytuje mitózou.

2. Rast . Počas rastu sa ovogonia mení na oocyty prvého rádu.

Ryža. 2. Spermatogenéza a oogenéza (schémy).

3. Zrenie. ako pri spermatogenéze, dve meiotické delenia nasledujú po sebe. Po prvom delení sa vytvoria dve bunky rôznej veľkosti. Jeden veľký - oocyt druhého rádu a menšie - prvé smerové (polárne) teleso. V dôsledku druhého delenia vznikajú aj z oocytu druhého rádu dve nerovnako veľké bunky. veľký - zrelá vaječná bunka a malé- druhé vodiace teleso. Z jedného diploidného oocytu prvého rádu sa teda vytvoria štyri haploidné bunky. Jedno zrelé vajíčko a tri polárne telá. Tento proces prebieha vo vajíčkovode.

meióza

meióza - biologický proces počas dozrievania zárodočných buniek. meióza zahŕňa najprv a druhé meiotické delenie .

Prvé meiotické delenie (redukcia). Prvému deleniu predchádza medzifáza. kde prebieha syntéza DNA. Profáza I meiotického delenia sa však líši od profázy mitózy. Pozostáva z piatich štádií: leptotén, zygotén, pachytén, diplotén a diakinéza.

V leptonéme sa jadro zväčšuje a odkrývajú sa v ňom nitkovité slabo špirálovité chromozómy.

V zygonéme dochádza k párovému spojeniu homológnych chromozómov, pri ktorých sa centroméry a ramená presne približujú (fenomén konjugácie).

Pri pachineme dochádza k postupnej špirálovitosti chromozómov a tie sa spájajú do párov – bivalentov. V chromozómoch sa identifikujú chromatidy, čo vedie k tvorbe tetrád. V tomto prípade dochádza k výmene úsekov chromozómov - kríženiu.

Diplonéma - začiatok odpudzovania homológnych chromozómov. Divergencia začína v oblasti centroméry, avšak v miestach kríženia je spojenie zachované.

Pri diakinéze dochádza k ďalšej divergencii chromozómov, ktoré však stále zostávajú bivalentne spojené svojimi koncovými úsekmi. V dôsledku toho sa objavujú charakteristické prstencové figúrky. Jadrová membrána sa rozpúšťa.

AT anafáza I existuje divergencia k pólom bunky homológnych chromozómov z každého páru, a nie chromatíd. Toto je základný rozdiel od analogického štádia mitózy.

Telofáza I. Dochádza k vytvoreniu dvoch buniek s haploidnou sadou chromozómov (napríklad u ľudí - 23 chromozómov). množstvo DNA sa však udržiava na úrovni diploidného súboru.

Druhé meiotické delenie (ekvatoriálne). Najprv prichádza krátka medzifáza. chýba mu syntéza DNA. Nasleduje profáza II a metafáza II. V anafáze II sa nerozchádzajú homológne chromozómy, ale iba ich chromatidy. Preto dcérske bunky zostávajú haploidné. DNA v gamétach je polovičná ako v somatických bunkách.

Biologický význam meiózy: