Значение митоза и мейоза таблица. Open Library - открытая библиотека учебной информации. Сравнение процессов митоза и мейоза

Описание работы

При половом размножении дочерний организм возникает в результате слияния двух половых клеток (гамет) и последующего развития из оплодотворенной яйцеклетки - зиготы.
Половые клетки родителей обладают гаплоидным набором (n) хромосом, а в зиготе при объединении двух таких наборов число хромосом становится диплоидным (2n): каждая пара гомологичных хромосом содержит одну отцовскую и одну материнскую хромосому.

1. Мейоз ……………………………………………………………… 1-5
2. Митоз ……………………………………………………………… 6-7
3. Таблица сравнения………………………………………………… 8-9

Файлы: 1 файл

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОСТОЧНО-СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ»

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

Реферат на тему:

Биологическое значение митоза и мейоза.

Составитель: Гамбулон Тумэн Т-3


Биологическое значение мейоза и митоза.

При половом размножении дочерний организм возникает в результате слияния двух половых клеток (гамет) и последующего развития из оплодотворенной яйцеклетки - зиготы.

Половые клетки родителей обладают гаплоидным набором (n) хромосом, а в зиготе при объединении двух таких наборов число хромосом становится диплоидным (2n): каждая пара гомологичных хромосом содержит одну отцовскую и одну материнскую хромосому.

Гаплоидные клетки образуются из диплоидных в результате особого клеточного деления - мейоза.

Мейоз - разновидность митоза, в результате которого из диплоидных (2п) соматических клеток половых желез образуются гаплоидные гаметы (1n). При оплодотворении ядра гаметы сливаются, и восстанавливается диплоидный набор хромосом. Таким образом, мейоз обеспечивает сохранение постоянного для каждого вида набора хромосом и количества ДНК.

Мейоз представляет собой непрерывный процесс, состоящий из двух последовательных делений, называемых мейозом I и мейозом II. В каждом делении различают профазу, метафазу, анафазу и телофазу. В результате мейоза I число хромосом уменьшается вдвое (редукционное деление): при мейозе II гаплоидность клеток сохраняется (эквационное деление). Клетки, вступающие в мейоз, содержат генетическую информацию 2n2хр (рис. 1).

В профазе мейоза I происходит постепенная спирализация хроматина с образованием хромосом. Гомологичные хромосомы сближаются, образуя общую структуру, состоящую из двух хромосом (бивалент) и четырех хроматид (тетрада). Соприкосновение двух гомологичных хромосом по всей длине называется конъюгацией. Затем между гомологичными хромосомами появляются силы отталкивания, и хромосомы сначала разделяются в области центромер, оставаясь соединенными в области плеч, и образуют перекресты (хиазмы). Расхождение хроматид постепенно увеличивается, и перекресты смещаются к их концам. В процессе конъюгации между некоторыми хроматидами гомологичных хромосом может происходить обмен участками - кроссинговер, приводящий к перекомбинации генетического материала. К концу профазы растворяются ядерная оболочка и ядрышки, формируется ахроматиновое веретено деления. Содержание генетического материала остается прежним (2n2хр).

В метафазе мейоза I биваленты хромосом располагаются в экваториальной плоскости клетки. В этот момент спирализация их достигает максимума. Содержание генетического материала не изменяется (2п2хр).

В анафазе мейоза I гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид, окончательно отходят друг от друга и расходятся к полюсам клетки. Следовательно, из каждой пары гомологичных хромосом в дочернюю клетку попадает только одна - число хромосом уменьшается вдвое (происходит редукция). Содержание генетического материала становится 1n2хр у каждого полюса.

В телофазе происходит формирование ядер и разделение цитоплазмы - образуются две дочерние клетки. Дочерние клетки содержат гаплоидный набор хромосом, каждая хромосома - две хроматиды (1n2хр).

Интеркинез - короткий промежуток между первым и вторым мейотическими делениями. В это время не происходит репликации ДНК, и две дочерние клетки быстро вступают в мейоз II, протекающий по типу митоза.

(от греч. mítos - нить)

кариокинез, непрямое деление клетки, наиболее распространённый способ воспроизведения (репродукции) клеток (См. Клетка), обеспечивающий тождественное распределение генетического материала между дочерними клетками и преемственность хромосом (См. Хромосомы) в ряду клеточных поколений. Биологическое значение М. определяется сочетанием в нём удвоения хромосом путём продольного расщепления их и равномерного распределения между дочерними клетками. Началу М. предшествует период подготовки, включающий накопление энергии, синтез дезоксирибонуклеиновой кислоты (См.Дезоксирибонуклеиновая кислота) (ДНК) и репродукцию центриолей (См. Центриоли). Источником энергии служат богатые энергией, или так называемые макроэргические, соединения. М. не сопровождается усилением дыхания, т. к. окислительные процессы происходят в интерфазе (См. Интерфаза) (наполнение «энергетического резервуара»). Периодическое наполнение и опустошение энергетического резервуара - основа энергетики М.

Стадии митоза. Единый процесс М. обычно подразделяют на 4 стадии: профазу, метафазу, анафазу и телофазу (рис. 1, 2). Иногда описывают ещё одну стадию, предшествующую началу профазы, - препрофазу (антефазу). Препрофаза - синтетическая стадия М., соответствующая концу интерфазы (S - G 2 периоды), включает удвоение ДНК и синтез материала митотического аппарата (См. Митотический аппарат). В профазе происходят реорганизация ядра с конденсацией и спирализацией хромосом, разрушение ядерной оболочки и формирование митотического аппарата путём синтеза белков и «сборки» их в ориентированную систему веретена деления клетки (См. Веретено деления клетки). Метафаза заключается в движении хромосом к экваториальной плоскости (метакинез, или прометафаза), формировании экваториальной пластинки («материнской звезды») и в разъединении хроматид, или сестринских хромосом. Анафаза - стадия расхождения хромосом к полюсам. Анафазное движение связано с удлинением центральных нитей веретена, раздвигающего митотические полюсы, и с укорочением хромосомальных микротрубочек (См. Микротрубочки) митотического аппарата. Удлинение центральных нитей веретена происходит либо за счёт поляризации «запасных» макромолекул, достраивающих микротрубочки веретена, либо за счёт дегидратации этой структуры. Укорочение хромосомальных микротрубочек обеспечивается свойствами сократительных белков митотического аппарата, способных к сокращению без утолщения. Телофаза заключается в реконструкции дочерних ядер из хромосом, собравшихся у полюсов, разделении клеточного тела (цитотомия, цитокинез) и окончательном разрушении митотического аппарата с образованием промежуточного тельца. Реконструкция дочерних ядер связана с деспирализацией хромосом, восстановлением ядрышка и ядерной оболочки. Цитотомня осуществляется путём образования клеточной пластинки (в растительной клетке) или путём образования борозды деления (в животной клетке). Механизм цитотомии связывают либо с сокращением желатинизированного кольца цитоплазмы, опоясывающего экватор (гипотеза «сократимого кольца»), либо с расширением поверхности клетки вследствие распрямления петлеобразных белковых цепей (гипотеза «расширения мембран»).

Продолжительность митоза зависит от размеров клеток, их плоидности, числа ядер, а также от условий окружающей среды, в частности от температуры. В животных клетках М. длится 30-60 мин, в растительных - 2-3 часа. Более длительны стадии М., связанные с процессами синтеза (препрофаза, профаза, телофаза); самодвижение хромосом (метакинез, анафаза) осуществляется быстро.

Регуляция митоза. В организме М. контролируются системой нейрогуморальной регуляции, которая осуществляется нервной системой, гормонами надпочечников, гипофиза, щитовидной и половых желёз, а также местными факторами (продукты тканевого распада, функциональная активность клеток). Взаимодействие различных регуляторных механизмов обеспечивает как общие, так и местные изменения митотической активности. М. опухолевых клеток выходят из-под контроля нейрогуморальной регуляции.

Выражением регуляции М. в связи с взаимодействием организма и среды служит суточный ритм деления клеток. В большинстве органов ночных животных максимум М. отмечается утром, а минимум - в ночное время. У дневных животных и человека отмечается обратная динамика суточного ритма. Суточный ритм М. - следствие цепной реакции, в которую вовлекаются ритмические изменения внешней среды (освещённость, температура, режим питания и др.), ритм функциональной активности клеток и изменения процессов обмена веществ (см. Биологические ритмы).

Нарушения митоза. При различных патологических процессах нормальное течение М. нарушается. Выделяют 3 основных вида патологии М. 1) Повреждения хромосом (набухание, склеивание, фрагментация, образование мостов, повреждения центромеров, отставание отдельных хромосом при движении, нарушение их спирализации и деспирализации, раннее разъединение хроматид, образование микроядер. 2) Повреждения митотического аппарата (задержка М. в метафазе, многополюсный, моноцентрический и асимметричный М., трёхгрупповая и полая метафазы). Особое значение в этой группе патологии М. имеет колхициновый М., или К-митоз, который вызывается алкалоидом колхицином (отсюда название), а также колцемидом, винбластином, винкристином, аценафтеном и др. т. н. статмокинетическими ядами, используемыми в качестве мутагенов (См. Мутагены). К-митозы возникают и самопроизвольно в культуре ткани и опухолях. При К-митозе нарушаются расхождение центриолей и поляризация ими веретена деления, подвергается дезорганизации митотический аппарат, не происходит разъединения хроматид (К-пары). 3) Нарушения цитотомии. Патологические М. возникают после воздействия митотических ядов, токсинов, экстремальных факторов (ионизирующее излучение, аноксия, гипотермия), при вирусной инфекции и в опухоли. Резкое увеличение числа патологических М. типично для злокачественных опухолей.

Рис. 1. Схема митоза: 1, 2 - профаза; 3 - прометафаза; 4 - метафаза; 5 - анафаза; 6 - ранняя телофаза; 7 - поздняя телофаза.

Таблица - Сравнение митоза и мейоза

1 деление

2 деление

Интерфаза

Набор хромосом 2n

Идет интенсивный синтез белков, АТФ и других органических веществ

Удваиваются хромосомы, каждая оказывается состоящей из двух сестринских хроматид, скрепленных общей центромерой.

Набор хромосом 2n Наблюдаются те же процессы, что и в митозе, но более продолжительна, особенно при образовании яйцеклеток.

Набор хромосом гаплоидный (n). Синтез органических веществ отсутствует.

Непродолжительна, происходит спирализация хромосом, исчезают ядерная оболочка, ядрышко, образуется веретено деления

Более длительна. В начале фазы те же процессы, что и в митозе. Кроме того, происходит конъюгация хромосом, при которой гомологичные хромосомы сближаются по всей длине и скручиваются. При этом может происходить обмен генетической информацией (перекрест хромосом) -кроссинговер. Затем хромосомы расходятся.

Короткая; те же процессы, что и в митозе, но при nхромосом.

Метафаза

Происходит дальнейшая спирализация хромосом, их центромеры располагаются по экватору.

Происходят процессы, аналогичные тем, что и в митозе.

Центромеры, скрепляющие сестринские хроматиды, делятся, каждая из них становится новой хромосомой и отходит к противоположным полюсам.

Центромеры не делятся. К противоположным полюсам отходит одна из гомологичных хромосом, состоящая из двух хроматид, скрепленных общей центромерой.

Происходит то же, что и в митозе, но при nхромосом.

Телофаза

Делится цитоплазма, образуются две дочерние клетки, каждая с диплоидным набором хромосом. Исчезает веретено деления, формируются ядрышки.

Длится недолго Гомологичные хромосомы попадают в разные клетки с гаплоидным набором хромосом. Цитоплазма делится не всегда.

Делится цитоплазма. После двух мейотических делений образуется 4 клетки с гаплоидным набором хромосом.

Биологическое значение митоза и мейоза в природе

Показатель Митоз Мейоз
Итог клеточного делœения Две одинаковые диплоидные клетки (2п2с) Четыре разнокачественные гаплоидные клетки (пс)
В ходе каких процессовпроисходит В ходе заложения и роста всœех органов растений и животных У животных - входе гаметогенеза - образования гамет (спермато и овогенеза). У растений - входе спорогенеза
Каким клеткам свойственен Соматическим клеткам (клеткам тела) животных и растений У животных - гаметоцитам (клеткам, из которых образуются гаметы). У растений - спорогенным клеткам (из которых образуются споры)
Роль в природе 1. Генетическая стабильность - обеспечивает стабильность кариотипа соматических клеток в течение жизни одного поколения (т. е. в течение всœей жизни организма). 2. Рост - увеличение числа клеток в организме - один из главных механизмов роста. 3. Бесполое размножение, регенерация утраченных частей, замещение клеток у многоклеточных организмов 1. Поддержание постоянного числа хромосом вида из поколения в поколение. (Диплоидный набор хромосом каждый раз восстанавливается в ходе оплодотворения в результате слияния двух гаплоидных гамет.) 2. Один из механизмов возникновения изменчивости в результате: - перекомбинации генов в профазе I в ходе конъюгации и кроссинговера (ре- комбинации); - возникновения различных комбинаций генов в зиготах вследствие оплодотворения (комбинативная изменчивость)

Органы и ткани, образующиеся из зародышевых листков

ГЕНЕТИКА

Основные понятия генетики

Законы и закономерности генетики

Название Автор Формулировка
Правило (закон) единообразия гибридов первого поколения (I закон) Г. Мендель, 1865 ᴦ. При моногибридном скрещивании у гибридов первого поколения проявляются только доминантные признаки - оно фенотипически и генотипически единообразно. (При скрещивании двух гомозигот, отличающихся контрастными признаками, формируются единообразные гибриды первого поколения, у которых полностью или частично проявляются доминантные признаки родителœей)
Закон расщепления (II закон) Г. Мендель, 1865 ᴦ. При самоопылении гибридов первого поколения в потомстве происходит расщепление признаков в отношении 3:1 - образуются две фенотипические группы (доминантная и рецессивная); 1:2:1 - три генотипические группы (При скрещивании гибридов первого поколения происходит расщепление по фенотипу и генотипу в определœенных числовых соотношениях) А) моногибридное: полное доминирование По генотипу 1:2:1 По фенотипу 3:1 Б) моногибридное: неполное доминирование По генотипу 1:2:1 По фенотипу 1:2:1 В) моногибридное: анализирующее По генотипу 1:1 По фенотипу 1:1 Г) дигибридное: полное доминирование По генотипу 1:2:1:2:1:2:1:2:4 По фенотипу 9:3:3:1 Д) дигибридное анализирующее По генотипу 1:1:1:1 По фенотипу 1:1:1:1
Закон независимого наследования третий закон) Г. Мендель, 1865 ᴦ. При дигибридном скрещивании у гибридов каждая пара признаков наследуется независимо от других и дает расщепление 3:1, образуя при этом четыре фенотипические группы, характеризующиеся отношением 9:3:3:1 (при скрещивании двух гомозигот, отличающихся по двум и более признакам, различные признаки наследуются независимо друг от друга, комбинируясь у потомков во всœех возможных сочетаниях)
Гипотеза (закон) чистоты гамет Г. Мендель, 1865 ᴦ. Находящиеся в каждом организме пары альтернативных признаков не смешиваются при образовании гамет и по одному от каждой пары переходят в них в чистом виде. Гамета чиста по одной аллели.
Закон сцепленного наследования Т. Морган, 1911ᴦ. Гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно (сцепленно) и не обнаруживают независимого распределœения. Гены в хромосомах расположены линœейно и образуют группы сцепления, число которых равно гаплоидному набору хромосом.
Н. И. Вавилов, 1920 ᴦ. Генетически близкие виды и роды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости. с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов.

Основные методы исследования генетики человека

Название метода Объект и методика исследований Возможности метода и область его применения
Клинико-генеалогический (предло­жен Ф. Гальтоном в 1865 ᴦ.) Составление и ана­лиз родословной Определœение типа наследова­ния, изучение сцепленного на­следования, определœения типа взаимодействия генов. Про­гноз вероятности проявления изучаемого признака в потом­стве. Используется в медико-генетическом консультирова­нии
Популяционно-генетический Изучение частот различных генов и генотипов в челове­ческих популяциях 1. Определœение генетической структуры человеческих попу­ляций, т. е. вычисление частот встречаемости наследственных признаков (в т. ч. болезней) в различных местностях, сре­ди разных рас и народностей, степени гетерозиготности и полиморфизма. 2. Установление особенностей взаимодействия факторов, влияющих на распределœение наследственных признаков в различных человеческих по­пуляциях, что позволяет опре­делить адаптивную ценность конкретных генотипов
Близнецовый (предложен Ф. Гальтоном в 1876 ᴦ.) Сравнение частоты сходства по ряду признаков пар одно- и разнояйцевых близнецов Разграничение роли наследственности и среды в развитии различных признаков. Позволяет определить роль генетического вклада в наследовании сложных признаков, а также оценивать влияние воспитания, обучения и т. д.
Цитогенетический Строение метафазных хромосом, их морфологические особенности 1. Изучение нормального кариотипа. 2. Точная диагностика наследственных заболеваний, вызываемых хромосомными мутациями. 3. Определœение последствий воздействия мутагенов. Используется в медико-генетическом консультировании
Биохим ический Пробы крови или амниотической (околоплодной) жидкости 1. Выявление болезней обмена веществ. 2. Выявление гетерозиготности носителœей рецессивных генов
Иммуногенетический Факторы иммунитета и тканевой совместимости 1. Установление причин тканевой несовместимости. 2. Определœение наследования факторов иммунитета. 3. Изучение разнообразия и особенностей наследования тканевых антигенов
Сравнительная характеристика изменчивости форм изменчивости
Характеристика Модификационная изменчивость Мутационная изменчивость
Объект изменения Фенотип в пределах нормы реакции Генотип
Отбирающий фактор Изменение условий окружающей среды
Наследование призна­ков Не наследуются Наследуются
Подверженность изме­нениям хромосом Не подвергаются Подвергаются при хро­мосомной мутации
Подверженность изме­нениям молекул ДНК Не подвергаются Подвергаются в случае генной мутации
Значение для особи Повышает или понижает жизнеспособность, продуктивность, адаптацию Полезные изменения приводят к победе в борьбе за существование, вредные - к гибели
Значение для вида Способствует выживанию Приводит к образованию новых популяций, видов и т. д. в результате дивергенции
Роль в эволюции Приспособление организмов к условиям среды Материал для естественного отбора
Форма изменчивости Определœенная (групповая) Неопределœенная (индивидуальная)
Подчинœенность закономерности Статистическая закономерность вариационных рядов Закон гомологических рядов наследственной изменчивости

Центры происхождения культурных растений (по Н. И. Вавилову)

Название центра Географическое положение Родина культурных растений
Южноазиатский тропический Тропическая Индия, Индокитай, Южный Китай, о-ва Юго-Восточной Азии Рис, сахарный тростник огурец, баклажан, черный перец, цитрусовые и др.
Размещено на реф.рф
(50% культурных растений)
Восточноазиатский Центральный и Восточный Китай, Япония, Корея, Тайвань Соя, просо, гречиха, плодовые и овощные культуры слива, вишня, редька и др.
Размещено на реф.рф
(20% культурных растеНИй)
Юго-Западноазиатский Малая Азия, Средняя Азия, Иран, Афганистан, Юго-Западная Индия Мягкая пшеница, рожь, бобовые культуры, лен, конопля, репа, морковь, чеснок, виноград, абрикос, груша, дыня и др.
Размещено на реф.рф
(14% культурных растений)
Средиземноморский Страны по берегам Средиземного моря Капуста͵ сахарная свекла, маслины, клевер, чечевица и другие кормовые травы (11% культурных растений)
Абиссинский Абиссинское нагорье Африки Твердая пшеница, ячмень, кофе, сорго, бананы
Центральноамери- канский Южная Мексика Кукуруза, длинноволокнистый хлопчатник, какао, тыква, табак
Андийский (Южно- американский) Южная Америка вдоль Западного побережья Картофель, ананас, кокаиновый куст, хинное дерево

Биологическое значение митоза и мейоза в природе - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Биологическое значение митоза и мейоза в природе" 2017, 2018.

Мейоз - разновидность митоза, в результате которого из диплоидных (2n) соматических клеток половых желез образуются гаплоидные гаметы (1n). При оплодотворении ядра гаметы сливаются, и восстанавливается диплоидный набор хромосом. Таким образом, мейоз обеспечивает сохранение постоянного для каждого вида набора хромосом и количества ДНК.

Мейоз представляет собой непрерывный процесс, состоящий из двух последовательных делений, называемых мейозом I и мейозом II. В каждом делении различают профазу, метафазу, анафазу и телофазу. В результате мейоза I число хромосом уменьшается вдвое (редукционное деление): при мейозе II гаплоидность клеток сохраняется (эквационное деление). Мейоз состоит из 2 последовательных делений с короткой интерфазой между ними.

1) Профаза I - профаза первого деления очень сложная и состоит из 5 стадий:

- Лептотена или лептонема - упаковка хромосом, конденсация ДНК с образованием хромосом в виде тонких нитей (хромосомы укорачиваются).

- Зиготена или зигонема - происходит конъюгация- соединение гомологичных хромосом с образованием структур, состоящих из двух соединённых хромосом, называемых тетрадами или бивалентами и их дальнейшая компактизация.

- Пахитена или пахинема - (самая длительная стадия) - в некоторых местах гомологичные хромосомы плотно соединяются, образуя хиазмы . В них происходит кроссинговер - обмен участками между гомологичными хромосомами.

- Диплотена или диплонема - происходит частичная деконденсация хромосом, при этом часть генома может работать, происходят процессы транскрипции (образование РНК), трансляции (синтез белка); гомологичные хромосомы остаются соединёнными между собой. У некоторых животных в ооцитах хромосомы на этой стадии профазы мейоза приобретают характерную форму хромосом типа ламповых щёток .

- Диакинез - ДНК снова максимально конденсируется, синтетические процессы прекращаются, растворяется ядерная оболочка; центриоли расходятся к полюсам; гомологичные хромосомы остаются соединёнными между собой.

К концу Профазы I центриоли мигрируют к полюсам клетки, формируются нити веретена деления, разрушаются ядерная мембрана и ядрышки

2) Метафаза I - бивалентные хромосомы выстраиваются вдоль экватора клетки;

3) Анафаза I - микротрубочки сокращаются, биваленты делятся и хромосомы расходятся к полюсам. Важно отметить, что, из-за конъюгации хромосом в зиготене, к полюсам расходятся целые хромосомы, состоящие из двух хроматид каждая, а не отдельные хроматиды, как в митозе;

4) Телофаза I - хромосомы деспирализуются и появляется ядерная оболочка.

Второе деление мейоза следует непосредственно за первым, без выраженной интерфазы: S-период отсутствует, поскольку перед вторым делением не происходит репликации ДНК.

1) Профаза II - происходит конденсация хромосом, клеточный центр делится и продукты его деления расходятся к полюсам ядра, разрушается ядерная оболочка, образуется веретено деления; 2) 2) Метафаза II - унивалентные хромосомы (состоящие из двух хроматид каждая) располагаются на «экваторе» (на равном расстоянии от «полюсов» ядра) в одной плоскости, образуя так называемую метафазную пластинку;

3) Анафаза II - униваленты делятся и хроматиды расходятся к полюсам;

4) Телофаза II - хромосомы деспирализуются и появляется ядерная оболочка.


Отличия:

1. Мейоз уменьшает вдвое число хромосом в дочерних клетках, митоз поддерживает число хромосом на стабильном уровне, как и в материнской клетке;

2. В мейозе следуют 2 подряд деления, причем перед вторым-нет интерфазы 


3. В профазе 1 мейоза есть конъюгация и возможен кроссинговер 


4. В анафазе 1 мейоза к полюсам расходятся целые хромосомы. при митозе-хроматиды 


5. В метафазе 1 мейоза вдоль экватора клетки выстраиваются биваленты хромосом, в митозе все хромосомы выстраиваются в одну линию 


6. В результате мейоза образуется 4 дочерних клетки, в митозе-2 клетки.

В природе существует несколько способов и видов деления клеток. Одним из них является процесс деления, именуемый мейозом. В данной статье Вы узнаете, как происходит данный процесс, об его особенностях, а также в чём заключается биологическое значение мейоза.

Фазы мейоза

Способ деления, в результате которого из материнской клетки образуется четыре дочерние с уменьшенным в два раза набором хромосом, называется мейозом.

Таким образом, если делится диплоидная соматическая клетка, то в результате получаем четыре гаплоидные клетки.

Весь процесс проходит непрерывно в два этапа, между которыми практически отсутствует интерфаза. Кратко описать весь процесс поможет следующая таблица:

Фаза

Описание

Первое деление:

Профаза 1

Ядрышки растворяются, разрушаются ядерные мембраны, и формируется веретено деления.

Метафаза 1

Спирализация достигает максимальных значений, пары хромосом располагаются в экваториальной части веретена.

Анафаза 1

Гомологичные хромосомы отходят к разным полюсам. Поэтому из каждой их пары одна попадает в дочернюю клетку.

Телофаза 1

Разрушается веретено деления, формируются ядра, и распределяется цитоплазма. В результате получается две клетки, которые буквально сразу же вступают в новый процесс деления способом митоза.

Второе деление:

Профаза 2

Происходит формирование хромосом, которые беспорядочно расположены в цитоплазме клетки. Образуется новое веретено деления.

Метафаза 2

Хромосомы перемещаются к экватору веретена деления.

Анафаза 2

Хроматиды разделяются и расходятся к разным полюсам.

Телофаза 2

В результате получаем четыре гаплоидные клетки с одной хроматидой.

Рис. 1. Схема мейоза

Профаза 1 проходит в пять стадий, во время которых хроматин спирализуется, образуются двухроматидные хромосомы. Наблюдается попарное сближение гомологичных хромосом (конъюгация), при этом в некоторых местах они перекрещиваются и обмениваются определёнными участками (кроссинговер).

Рис. 2. Схема профазы 1

Биологическое значение мейоза

Процесс деления клеток-эукариотов способом мейоза играет большую роль, особенно в образовании клеток половой системы - гамет. В процессе оплодотворения, когда гаметы сливаются, новый организм получает диплоидный набор хромосом и тем самым сохраняются признаки кариотипа. Если бы не было мейоза, то в результате размножения число хромосом постоянно бы росло.

Рис. 3. Схема образования гамет

Помимо этого биологическим смыслом мейоза является:

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

  • образование споров у некоторых растительных организмов, а также грибов;
  • комбинативная изменчивость организмов, так как при конъюгации получаются новые наборы генетической информации;
  • основополагающий этап при образовании гамет;
  • передача генетического кода новому поколению;
  • поддержание постоянного числа хромосом при размножении;
  • дочерние клетки не похожи на материнские и сестринские.

Что мы узнали?

Мейозом называют процесс, сущность которого состоит в уменьшении числа хромосом при делении клетки. Проходит он в два этапа, каждый из которых состоит из четырёх фаз. В результате первого этапа получаем две клетки с гаплоидным набором хромосом. Второй этап проходит по принципу деления способом митоза, в результате чего получаем четыре клетки с гаплоидным набором. Данный процесс очень важен в образовании половых клеток, которые участвуют в оплодотворении. Полученные клетки - гаметы с гаплоидным набором при слиянии образуют зиготу с диплоидным набором, тем самым поддерживается постоянное число хромосом. Особенность мейоза состоит в том, что дочерние клетки не похожи на материнскую клетку, и имеют особый генетический материал.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.4 . Всего получено оценок: 136.

Работа добавлена на сайт сайт: 2016-03-13

Заказать написание уникльной работы

">ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ «МИЧУРИНСКИЙ АГРАРНЫЙ ТЕХНИКУМ»

">РЕФЕРАТ

">Предмет: Биология

">Тема: « ">Биологическое значение митоза и мейоза ">»

">Выполнил: обучающийся группы № 42

">Жиляев Ростислав

">Проверил: преподаватель Пинаева А.Н.

">Оценка_________________

">п. Мичуринское

">2013

">Введение

">1 Мейоз

">2Митоз

">Заключение

">Список литературы ">

">Введение

">Понимание того факта, что половые клетки гаплоидны и поэтому должны формироваться с помощью особого механизма клеточного деления, пришло в результате наблюдений, которые к тому же едва ли не впервые навели на мысль, что хромосомы содержат генетическую информацию. В 1883 г. было обнаружено, что ядра яйца и спермия определенного вида червей содержат лишь по две хромосомы, в то время как в оплодотворенном яйце их уже четыре. Хромосомная теория наследственности могла, таким образом, объяснить давний парадокс, состоящий в том, что роль отца и матери в определении признаков потомства часто кажется одинаковой, несмотря на огромную разницу в размерах яйцеклетки и сперматозоида.

">Еще один важный смысл этого открытия состоял в том, что половые клетки должны формироваться в результате ядерного деления особого типа, при котором весь набор хромосом делится точно пополам. Деление такого типа носит название мейоз (слово греческого происхождения, означающее "уменьшение". Именно мейоз лежит в основе законов наследования Менделя и хромосомной теории наследственности. Название другого вида деления клеток - митоз - происходит от греческого слова, означающего "нить", в основе такого выбора названия лежит нитеподобный вид хромосом при их конденсации во время деления ядра - данный процесс происходит и при митозе, и при мейозе). Поведение хромосом во время мейоза, когда происходит редукция их числа, оказалось более сложным, чем предполагали раньше. Поэтому важнейшие особенности мейотического деления удалось установить только к началу 30-х годов XХ в. в итоге огромного числа тщательных исследований.

">Интерес к мейозу резко возрос в конце 60-х годов, когда выяснилось, что одни и те же контролируемые генами ферменты могут принимать участие в процессах воспроизведения ДНК, обмене ее участками, ее чувствительности к повреждающим воздействиям. Наконец, в последнее время ряд биологов развивает оригинальную идею: мейоз у высших организмов служит гарантом стабильности генетического кода, ибо в процессе мейоза, когда пары хромосом-гомологов тесно соприкасаются, происходит проверка нитей ДНК на точность и восстановление повреждений, затрагивающих сразу обе нити . Изучение мейоза тесно связало методы и интересы двух наук: цитологии и генетики. Это привело к рождению новой ветви знания - цитогенетики, тесно соприкасающейся ныне с молекулярной биологией и генной инженерией.

">Отдельные фазы мейоза у животных описал В. Флемминг (1882), а у растений – Э. Страсбургер (1888), а затем российский ученый В.И. Беляев. В это же время (1887) А. Вайсман теоретически обосновал необходимость мейоза как механизма поддержания постоянного числа хромосом. Первое подробное описание мейоза в ооцитах кролика дал Уиниуортер (1900). Изучение мейоза продолжается до сих пор.

">1 Мейоз

">Мейо́з "> (от ;color:#0000ff">др.-греч. "> μείωσις — уменьшение) или ">редукционное деление "> клетки — деление ядра ;color:#0000ff">эукариотической "> ;color:#0000ff">клетки "> с уменьшением числа ;color:#0000ff">хромосом "> в два раза. Происходит в два этапа (редукционный и эквационный этапы мейоза). Мейоз не следует смешивать с ;color:#0000ff">гаметогенезом "> — образованием специализированных ;color:#0000ff">половых клеток ">, или ;color:#0000ff">гамет ">, из ;color:#0000ff">недифференцированных "> ;color:#0000ff">стволовых ">.

">С уменьшением числа хромосом в результате мейоза в ;color:#0000ff">жизненном цикле "> происходит переход от диплоидной фазы к гаплоидной. Восстановление ;color:#0000ff">плоидности "> (переход от гаплоидной фазы к диплоидной) происходит в результате ;color:#0000ff">полового процесса ">.

">В связи с тем, что в профазе первого, редукционного, этапа происходит попарное слияние (конъюгация) ;color:#0000ff">гомологичных "> хромосом, правильное протекание мейоза возможно только в ;color:#0000ff">диплоидных "> клетках или в чётных полиплоидах (тетра-, гексаплоидных и т. п. клетках). Мейоз может происходить и в нечётных полиплоидах (три-, пентаплоидных и т. п. клетках), но в них, из-за невозможности обеспечить попарное слияние хромосом в профазе I, расхождение хромосом происходит с нарушениями, которые ставят под угрозу жизнеспособность клетки или развивающегося из неё многоклеточного гаплоидного организма.

">Этот же механизм лежит в основе стерильности межвидовых ;color:#0000ff">гибридов ">. Поскольку у межвидовых гибридов в ядре клеток сочетаются хромосомы родителей, относящихся к различным видам, хромосомы обычно не могут вступить в конъюгацию. Это приводит к нарушениям в расхождении хромосом при мейозе и, в конечном счете, к нежизнеспособности половых клеток, или ;color:#0000ff">гамет "> (основным средством борьбы с этой проблемой является применение полиплоидных хромосомных наборов, поскольку в данном случае каждая хромосома конъюгирует с соответствующей хромосомой своего набора) . Определённые ограничения на конъюгацию хромосом накладывают и ;color:#0000ff">хромосомные перестройки "> (масштабные ;color:#0000ff">делеции ">, ;color:#0000ff">дупликации ">, ;color:#0000ff">инверсии "> или ;color:#0000ff">транслокации ">).

">Фазы мейоза

">Мейоз состоит из 2 последовательных делений с короткой интерфазой между ними.

  1. ">Профаза I "> — профаза первого деления очень сложная и состоит из 5 стадий:
  2. ">Лептотена "> или ">лептонема "> — упаковка хромосом, конденсация ДНК с образованием хромосом в виде тонких нитей (хромосомы укорачиваются).
  3. ">Зиготена "> или ">зигонема "> — происходит конъюгация — соединение гомологичных хромосом с образованием структур, состоящих из двух соединённых хромосом, называемых тетрадами или бивалентами и их дальнейшая компактизация.
  4. ;color:#0000ff">Пахитена "> или ">пахинема "> — (самая длительная стадия) — в некоторых местах гомологичные хромосомы плотно соединяются, образуя ;color:#0000ff">хиазмы ">. В них происходит ;color:#0000ff">кроссинговер "> — обмен участками между гомологичными хромосомами.
  5. ">Диплотена "> или ">диплонема "> — происходит частичная деконденсация хромосом, при этом часть генома может работать, происходят процессы транскрипции (образование РНК), трансляции (синтез белка); гомологичные хромосомы остаются соединёнными между собой. У некоторых животных в ооцитах хромосомы на этой стадии профазы мейоза приобретают характерную форму ;color:#0000ff">хромосом типа ламповых щёток ">.
  6. ">Диакинез "> — ДНК снова максимально конденсируется, синтетические процессы прекращаются, растворяется ядерная оболочка; центриоли расходятся к полюсам; гомологичные хромосомы остаются соединёнными между собой.

">К концу Профазы I центриоли мигрируют к полюсам клетки, формируются нити веретена деления, разрушаются ядерная мембрана и ядрышки

  1. ">Метафаза I "> — бивалентные хромосомы выстраиваются вдоль экватора клетки.
  2. ">Анафаза I "> — микротрубочки сокращаются, биваленты делятся и хромосомы расходятся к полюсам. Важно отметить, что, из-за конъюгации хромосом в зиготене, к полюсам расходятся целые хромосомы, состоящие из двух хроматид каждая, а не отдельные хроматиды, как в ;color:#0000ff">митозе ">.
  3. ">Телофаза I ">

">Второе деление мейоза следует непосредственно за первым, без выраженной интерфазы: S-период отсутствует, поскольку перед вторым делением не происходит репликации ДНК.

  1. ">Профаза II "> — происходит конденсация хромосом, клеточный центр делится и продукты его деления расходятся к полюсам ядра, разрушается ядерная оболочка, образуется веретено деления, перпендикулярное первому веретену.
  2. ">Метафаза II "> — унивалентные хромосомы (состоящие из двух хроматид каждая) располагаются на «экваторе» (на равном расстоянии от «полюсов» ядра) в одной плоскости, образуя так называемую метафазную пластинку.
  3. ">Анафаза II "> — униваленты делятся и ;color:#0000ff">хроматиды "> расходятся к полюсам.
  4. ">Телофаза II "> — хромосомы деспирализуются и появляется ядерная оболочка.

">В результате из одной ;color:#0000ff">диплоидной клетки "> образуется четыре ;color:#0000ff">гаплоидных клетки ">. В тех случаях, когда мейоз сопряжён с ;color:#0000ff">гаметогенезом "> (например, у многоклеточных животных), при развитии ;color:#0000ff">яйцеклеток "> первое и второе деления мейоза резко неравномерны. В результате формируется одна гаплоидная яйцеклетка и три так называемых ;color:#0000ff">редукционных тельца "> (абортивные дериваты первого и второго делений).

">Значение

  1. ">У организмов, размножающихся половым путем, предотвращается удвоение числа хромосом в каждом поколении, так как при образовании половых клеток мейозом происходит редукция числа хромосом.
  2. ">Мейоз создает возможность для возникновения новых комбинаций генов (;color:#0000ff">комбинативная изменчивость ">), так как происходит образование генетически различных гамет.
  3. ">Редукция числа хромосом приводит к образованию «чистых гамет», несущих только один аллель соответствующего локуса.
  4. ">Расположение бивалентов экваториальной пластинки веретена деления в метафазе 1 и хромосом в метафазе 2 определяется случайным образом. Последующее расхождение хромосом в анафазе приводит к образованию новых комбинаций аллелей в гаметах. Независимое расхождение хромосом лежит в основе ;color:#0000ff">третьего закона Менделя ">.

">2 Митоз

">Мито́з "> (;color:#0000ff">др.-греч. "> μίτος — нить) — непрямое ;color:#0000ff">деление клетки ">, наиболее распространенный способ ;color:#0000ff">репродукции "> ;color:#0000ff">эукариотических "> ;color:#0000ff">клеток ">. Биологическое значение митоза состоит в строго одинаковом распределении ;color:#0000ff">хромосом "> между дочерними ;color:#0000ff">ядрами ">, что обеспечивает образование генетически идентичных дочерних клеток и сохраняет преемственность в ряду клеточных поколений.

">Митоз — один из фундаментальных процессов ;color:#0000ff">онтогенеза ">. Митотическое деление обеспечивает рост ;color:#0000ff">многоклеточных "> эукариот за счёт увеличения популяций клеток ;color:#0000ff">тканей ">. В результате митотического деления клеток ;color:#0000ff">меристем "> увеличивается количество клеток тканей ;color:#0000ff">растений ">. ;color:#0000ff">Дробление "> оплодотворённого яйца и рост большинства тканей у ;color:#0000ff">животных "> также происходит путём митотических делений.

">На основании морфологических особенностей митоз условно подразделяется на стадии: профазу, прометафазу, метафазу, анафазу, телофазу. Первые описания фаз митоза и установление их последовательности были предприняты в 70—80-х годах ;color:#0000ff">XIX века ">. В конце ;color:#0000ff">1870-х "> — начале ;color:#0000ff">1880-х "> годов немецкий гистолог ;color:#0000ff">Вальтер Флемминг "> для обозначения процесса непрямого деления клетки ввёл термин «митоз».

">Продолжительность митоза в среднем составляет 1—2 часа. Митоз клеток животных, как правило, длится 30—60 минут, а растений — 2—3 часа. За 70 лет в теле человека суммарно осуществляется порядка 10 ;vertical-align:super">14 "> клеточных делений.

">Значение митоза

">Митоз является важным средством поддержания постоянства ;color:#0000ff">хромосомного набора ">. В результате митоза осуществляется идентичное воспроизведение клетки. Следовательно, ключевая роль митоза — копирование генетической информации.

">Митоз происходит в следующих случаях:

  1. ">Рост и развитие. "> Количество клеток в организме в процессе роста увеличивается благодаря митозу. Это лежит в развитии ;color:#0000ff">многоклеточного организма "> из единственной клетки — ;color:#0000ff">зиготы ">, а также роста многоклеточного организма.
  2. ">Перемещение клеток. "> В некоторых органах ;color:#0000ff">организма ">, например, ;color:#0000ff">коже "> и ;color:#0000ff">пищеварительном тракте ">, клетки постоянно отшелушиваются и заменяются новыми. Новые клетки образуются путём митоза, а потому являются точными копиями своих предшественников. Схожим путём поисходит замена красных кровяных клеток — ;color:#0000ff">эритроцитов ">, имеющих короткую продолжительность жизни — 4 месяца, а новые эритроциты формируются путём митоза.
  3. ">Регенерация. "> Некоторые организмы способны восстанавливать утраченные части тела. В этих случаях образование новых клеток часто идёт путём митоза. Например, благодаря митозу ;color:#0000ff">морская звезда "> восстанавливает утраченные лучи.
  4. ">Бесполое размножение. "> Некоторые организмы образуют генетически идентичное потомство путём ;color:#0000ff">бесполого размножения ">. Например, ;color:#0000ff">гидра "> размножается бесполым способом при помощи ;color:#0000ff">почкования ">. Поверхностные клетки гидры подвергаются митозу и образуют скопления клеток, называемые почками. Митоз продолжается и в клетках почки, и она вырастает во взрослую особь. Сходное клеточное деление происходит при ;color:#0000ff">вегетативном размножении "> растений.

">Заключение

">Биологическое значение мейоза заключается в поддержании постоянства кариотипа в ряду поколений организмов данного вида и обеспечении возможности рекомбинации хромосом и генов при половом процессе. Мейоз - один из ключевых механизмов наследственности и наследственной изменчивости. Поведение хромосом при мейозе обеспечивает выполнение основных законов наследственности. Мейоз обеспечивает также комбинативную изменчивость – появление новых сочетаний наследственных задатков при дальнейшем оплодотворении.

">Список литературы

  1. ">Богданова Д.Л., Солодова Е.А. Биология: Справочник / 3-е изд. - М.: АСТ-пресс школа, 2006.
  2. ">http://ru.wikipedia.org/wiki/

Заказать написание уникльной работы

Последние материалы раздела:

Теплый салат со свининой по-корейски
Теплый салат со свининой по-корейски

Салат из свинины способен заменить полноценный прием пищи, ведь в нем собраны все продукты, необходимые для нормального питания – нежная мясная...

Салат с морковкой по корейски и свининой
Салат с морковкой по корейски и свининой

Морковь, благодаря присущей сладости и сочности – один из наилучших компонентов для мясных салатов. Где морковь – там и лук, это практически...

На рождество ходят крестным ходом вокруг церкви
На рождество ходят крестным ходом вокруг церкви

Крестный ход — это давно зародившаяся традиция верующих православных людей, заключающийся в торжественном шествии во главе со священнослужителями,...