
- •Концепция самовоспроизведения жизни (от молекулы до организма)
- •Исполнители:
- •Содержание
- •Введение
- •1. Воспроизведение на молекулярно-генетическом уровне. Организация живых систем.
- •Свойства генетического кода:
- •Этапы синтеза белка
- •2. Воспроизведение на онтогенетическом уровне.
- •Два типа клеточного деления Митоз
- •Первое деление мейоза
- •Второе деление мейоза
- •Типы мейоза
- •Значение мейоза
- •Популяционно-видовой уровень организации. Воспроизведение организмов. Стратегии размножения
- •Сравнительная характеристика r и k стратегий.
- •Заключение
- •Приложение.
- •Список литературы
2. Воспроизведение на онтогенетическом уровне.
Клетка – элементарная единица живого. Все процессы в живых организмах идут благодаря деятельности клеток и, конечно, невозможны без их деления. Существует два основных вида клеточного деления: митоз и мейоз.
Два типа клеточного деления Митоз
Митоз — непрямое деление клетки, наиболее распространенный способ репродукции эукариотических клеток. Митоз включает четыре фазы: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.
Профаза – самая продолжительная фаза митоза, в которой происходит конденсация хромосом и формирование митотического аппарата. В профазе увеличивается объем ядра, и вследствие спирализации хроматина формируются хромосомы. К концу профазы видно, что каждая хромосома состоит из двух хроматид. Постепенно растворяются ядрышки и ядерная оболочка, и хромосомы оказываются беспорядочно расположенными в цитоплазме клетки. Центриоли расходятся к полюсам клетки. Формируется ахроматиновое веретено деления, часть нитей которого идет от полюса к полюсу, а часть — прикрепляется к центромерам хромосом. Содержание генетического материала в клетке остается неизменным (2n4c)
В
Рис.6
Рис.8
В анафазе каждая хромосома «расщепляется» на две хроматиды, которые с этого момента называются дочерними хромосомами. Нити веретена, прикрепленные к центромерам, сокращаются и тянут хроматиды (дочерние хромосомы) к противоположным полюсам клетки. Содержание генетического материала в клетке у каждого полюса представлено диплоидным набором хромосом, но каждая хромосома содержит одну хроматиду (2n2c).
В телофазе расположившиеся у полюсов хромосомы деспирализуются и становятся плохо видимыми. Вокруг хромосом у каждого полюса из мембранных структур цитоплазмы формируется ядерная оболочка, в ядрах образуются ядрышки. Разрушается веретено деления. Одновременно идет деление цитоплазмы. Дочерние клетки имеют диплоидный набор хромосом, каждая из которых состоит из одной хроматиды (2n2c).
Значение митоза – обеспечение точной передачи наследственной информации каждому из дочерних ядер.
Мейоз
Мейоз или редукционное деление клетки — деление ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом в два раза. Типичный мейоз состоит из двух последовательных клеточных делений, которые соответственно называются мейоз I и мейоз II. В первом делении происходит уменьшение числа хромосом в два раза, поэтому первое мейотическое деление называют редукционным, реже – гетеротипным. Во втором делении число хромосом не изменяется; такое деление называют эквационным (уравнивающим), реже – гомеотипным.
С уменьшением числа хромосом в результате мейоза в жизненном цикле происходит переход от диплоидной фазы к гаплоидной. Восстановление плоидности (переход от гаплоидной фазы к диплоидной) происходит в результате полового процесса.
Первое деление мейоза
Сущность редукционного деления заключается в уменьшении числа хромосом в два раза: из исходной диплоидной клетки образуется две гаплоидные клетки с двухроматидными хромосомами (в состав каждой хромосомы входит 2 хроматиды).
Профаза I (профаза первого деления мейоза) состоит из 5 стадий:
Лептотена или лептонема (стадия тонких нитей) — на этой стадии происходит упаковка хромосом, конденсация ДНК с образованием хромосом в виде тонких нитей (хромосомы укорачиваются).
Зиготена или зигонема (стадия сливающихся нитей) — происходит конъюгация — соединение гомологичных хромосом с образованием структур, состоящих из двух хромосом, называемых тетрадами или бивалентами и их дальнейшая компактизация.
Пахитена или пахинема (стадия толстых нитей)— самая длительная стадия, происходит кроссинговер (перекрест), обмен участками между гомологичными хромосомами; гомологичные хромосомы остаются соединенными между собой.
Диплотена или диплонема (стадия двойных нитей) — происходит частичная деконденсация хромосом, при этом часть генома может работать, происходят процессы транскрипции (образование РНК), трансляции (синтез белка); гомологичные хромосомы в бивалентах отталкиваются друг от друга, они соединены в отдельных точках, которые называются хиазмы.
Диакинез (стадия расхождения бивалентов) — 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.
Во время метафазы I бивалентные хромосомы выстраиваются вдоль экватора клетки.
На стадии анафазы 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.
Телофаза I — гомологичные двухроматидные хромосомы полностью расходятся к полюсам клетки. В норме каждая дочерняя клетка получает одну гомологичную хромосому из каждой пары гомологов. Формируются два гаплоидных ядра, которые содержат в два раза меньше хромосом, чем ядро исходной диплоидной клетки. Каждое гаплоидное ядро содержит только один хромосомный набор, то есть каждая хромосома представлена только одним гомологом. Содержание ДНК в дочерних клетках составляет 2с.