16. Мейоз. Биологическое значение мейоза.

Мейоз - основа полового размножения организмов. Это особая форма клеточного деления, при которой из диплоидных материнских половых клеток образуются дочерние гаплоидные.

Интерфаза

Удвоение молекулы ДНК

2n4c

Мейоз включает два последовательных деления.

I мейотическое деление называют редукционным. Оно включает 4 стадии.

Профаза1

1. Лептотена

Увеличивается ядро.

Спирализация хромосом.

2. Зиготена

Коньюгация гомологичных хромосом.

3. Пахитена

Заканчивается сближение хромосом.

Дальнейшая спирализация хромосом.

Кроссинговер

4. Диплотена

Хромосомы начинают отходить друг от друга, но гомологичные хромосомы остаются соединенными в точках- хиазмах.

Дальнейшая спирализация и укорочение хромосом.

5. Диакинез

Ядерная оболочка и ядрышко растворяются.

Центриоли расходятся к полюсам клетки.

2n4c

Метафаза1

Биваленты хромосом располагаются по экватору клетки, образуя метафазную пластинку. К ним прикрепляются нити веретена деления. 2n4c

Анафаза1

Хромосомы расходятся к полюсам клетки. 2n4c

Телофаза1

На короткое время у каждого полюса вокруг группы хромосом образуется ядерная оболочка, хромосомы деспирализуются, ядро становится интерфазным. 1n2c

После телофазы I в животной клетке начинается цитокинез, растительной клетке – формирование клеточной стенки. У многих видов растений нет стадии телофаза I, клеточная стенка не образуется и клетки из анафазы I сразу переходят в профазу II.

Интерфаза II есть только у животных клеток. При этом во время интерфазы II редупликация ДНК не происходит.

2 мейотическое деление называют эквакционным.

Профаза2

Разрушение ядрышка и ядерной оболочки. Расхождение центриолей к полюсам клетки. Хромосомы укорачиваются и утолщаются. Образуется веретено деления. 1n2c

Метафоза2

Хромосомы выстраиваются по экватору клетки. 1n2c

Анафаза2

Расхождение хроматид к полюсам клетки. 1n2c

Телофаза2

Образуются 4 клетки с набором 1n1c

Биологическое значение мейоза.

1) Мейоз приводит к уменьшению числа хромосом вдвое, что обусловливает постоянство видов на Земле.

2) Мейоз обеспечивает разнородность гамет по генному составу (в профазе может происходить кроссинговер, метафазе – свободное перекомбинирование хромосом). Случайная встреча половых клеток (=гамет) – сперматозоида и яйцеклетки с разным набором генов обусловливает комбинативную изменчивость. Гены родителей во время оплодотворения комбинируются, поэтому у их детей могут появиться признаки, которых не было у родителей.

17. Размножение - основное свойство живого. Отличия бесполого и полового размножения. Формы и биологическое значение бесполого размножения.

Размножение – универсальное свойство всех живых организмов, способность воспроизводить себе подобных. С его помощью происходит сохранение во времени видов и жизни в целом. Оно обеспечивает смену поколений. Жизнь клеток, составляющих организм, намного короче жизни самого организма, поэтому его существование поддерживается только за счет размножения клеток. Различают два способа размножения – бесполое и половое. При бесполом размножении главным клеточным механизмом, обеспечивающим увеличение числа клеток, является митоз. Родителем является одна особь. Потомство представляет собой точную генетическую копию родительского материала.

Формы бесполого размножения

У одноклеточных организмов выделяют следующие формы бесполого размножения: деление, эндогонию, шизогонию (множественное деление) и почкование, спорообразование.

Деление характерно для таких одноклеточных, как амебы, инфузории, жгутиковые. Сначала происходит митотическое деление ядра, затем цитоплазма делится пополам все более углубляющейся перетяжкой. При этом дочерние клетки получают примерно одинаковое количество цитоплазмы и органоидов.

Эндогония (внутреннее почкование) характерно для токсоплазмы. При образовании двух дочерних особей материнская дает лишь двух потомков. Но может быть внутреннее множественное почкование, что приведет к шизогонии.

Шизогония развивается на основе предыдущей формы. Встречается у споровиков (малярийного плазмодия) и др. Происходит многократное деление ядра без цитокинеза. Затем вся цитоплазма разделяется на части, которые обособляются вокруг новых ядер. Из одной клетки образуется очень много дочерних.

Почкование (у бактерий, дрожжевых грибов и др.). При этом на материнской клетке первоначально образуется небольшой бугорок, содержащий дочернее ядро (нуклеоид). Почка растет, достигает размеров материнской особи, а затем отделяется от нее.

Спорообразование (у высших споровых растений: мхов, папоротников, плаунов, хвощей, водорослей). Дочерний организм развивается из специализированных клеток – спор, содержащих гаплоидный набор хромосом. В царстве бактерий тоже встречается спорообразование. Cпоры, покрытые плотной оболочкой, защищающей ее от неблагоприятных воздействий окружающей среды, не способ размножения, а способ переживания неблагоприятных условий.

Биологическая роль бесполого размножения

Поддержание наибольшей приспособленности в малоизменяющихся условиях окружающей среды. Оно усиливает значение стабилизирующего естественного отбора; обеспечивает быстрые темпы размножения; используется в практической селекции. Бесполое размножение встречается как у одно-, так и у многоклеточных организмов. У одноклеточных эукариот бесполое размножение представляет собой митотическое деление, у прокариот – деление нуклеоида, у многоклеточных форм – вегетативное размножение.