біология Балан, Верес, Поліщук, 10 клас

Раздел II

148

Тема 3. Клетка как целостная система

Профаза ІІ (исчезновение ядерной оболочки)

Метафаза ІІ (хромосомы располагаются

по центру клетки)

Анафаза ІІ (расхождение хроматид к полюсам клетки)

Телофаза ІІ (формирование ядерных оболочек и деление цитоплазмы)

Результат второго мейотического деления: из двух гаплоидных клеток образовались четыре

Рис. 25.3. Второе мейотическое деление

Втелофазе первого мейотического деления (телофаза І) формируется ядерная оболочка. У животных и некоторых видов растений хромосомы деспирализируются и цитоплазма материнской клетки делится, т. е. образуются две дочерние гаплоидные клетки; у большинства видов растений деление клетки не завершается (цитоплазма не разделяется).

Интерфаза между мейотическими делениями укорочена или практически отсутствует (большинство видов растений); молекулы ДНК в этот период не удваиваются (рис. 25.3).

Во время профазы второго мейотического деления (профазы ІІ) хромосомы уплотняются и начинают передвигаться к центральной части клетки, исчезают ядрышки, разрушается ядерная оболочка, начинает формироваться веретено деления (рис. 25.3).

Вметафазе второго мейотического деления (метафазе ІІ) завершаются уплотнение хромосом и формирование веретена деления (рис. 25.3).

Ванафазе второго мейотического деления (анафазе ІІ) хроматиды отдельных хромосом расходятся к разным полюсам (рис. 25.3).

Во время телофазы второго мейотического деления (телофазы ІІ) хромосомы снова деспирализируются, исчезает веретено деления, формируются ядрышки и ядерная оболочка. Завершается телофаза ІІ делением цитоплазмы (рис. 25.3). В результате второго мейотического деления ко-

149

Раздел II

2

4

Рис. 25.4. Сравнение событий, происходящих во время метафазы и анафазы первого мейотического деления (І) и митоза (ІІ): 1 – после конъюгации в метафазе І мейоза гомологичные хромосомы начинают отходить друг от друга; 2 – в анафазе І мейоза гомологичные хромосомы расходятся к полюсам; обратите внимание, как происходит обмен участками (обозначены другим цветом) между ними; 3 – в метафазе митоза нити веретена деления присоединяются к кинетохору, как и во время метафазы І мейоза, но в анафазе к разным полюсам

расходятся отдельные хроматиды (4)

личество хромосом не изменяется, но каждая хромосома состоит лишь из одной хроматиды. Таким образом, количество ДНК в каждой клетке уменьшается вдвое.

Итак, после двух последовательных мейотических делений из диплоидной материнской клетки образуется четыре гаплоидные дочерние,

вкоторых каждая хромосома представлена одной хроматидой.

•Биологическое значение мейоза. Мейоз представляет собой совершенный механизм, обеспечивающий постоянство кариотипа видов, размножающихся половым путем. Благодаря двум последовательным мейотическим делениям число хромосом половых клеток уменьшается вдвое. Диплоидный набор хромосом восстанавливается во время слияния гамет при оплодотворении.

Мейоз также обеспечивает и наследственную изменчивость организмов. Во-первых, в профазе І происходит обмен участками гомологичных хромосом. Во-вторых, в анафазе І гомологичные хромосомы, которые могут содержать отличную наследственную информацию, оказываются в разных дочерних клетках (рис. 25.4). Отличия между митотическим делением клетки и мейозом приведены на рисунке 25.5. Учащиеся, осваивающие биологию на академическом уровне, смогут подробнее изучить эти отличия во время выполнения практической работы № 5.

•Место мейоза в жизненном цикле организмов. Вы уже поняли, что в жизненном цикле организмов, размножающихся половым путем, обязательно происходит мейоз. Но у разных видов мейотическое деление может происходить на разных фазах жизненного цикла (рис. 25.6). Например, у паразитических одноклеточных животных-споровиков (в частности, малярийного плазмодия),некоторыхводорослей(хламидомонадыидр.)зиготаначинаетделиться путем мейоза. Поэтому у них диплоидна лишь зигота, а все другие фазы жизненного цикла обладают гаплоидным набором хромосом (рис. 25.6, І).

У многоклеточных животных и человека, наоборот, большая часть жизненного цикла представлена диплоидными клетками, а гаплоидные

150

Тема 3. Клетка как целостная система

І ІІ ІІІ

Рис. 25.6. Разные типы ядерных циклов: І – ядерный цикл хламидомонады (деление зиготы начинается мейозом); ІІ – ядерный цикл лягушки (мейоз предшествует образованию гамет); ІІІ – ядерный цикл папоротника (половое поколение гаплоидное, бесполое – диплоидное, мейоз происходит при образовании спор, из которых развивается половое поколение)

151

Раздел II

лишь половые. У них мейоз предшествует образованию половых клеток (рис. 25.6, ІІ).

У высших споровых растений (мхов, папоротников, хвощей, плаунов) мейоз происходит во время образования спор (рис. 25.6, ІІІ), из которых развивается гаплоидное поколение, размножающееся половым способом. А из оплодотворенной яйцеклетки развивается диплоидное поколение, которое размножается бесполым путем – спорами. Таким образом, одна половина жизненного цикла этих организмов представлена гаплоидными клетками, а другая – диплоидными. Подобное чередование поколений обнаружено и у морских одноклеточных животных фораминифер.

Ключевые термины и понятия. Мейоз, конъюгация хромосом, кроссинговер.

оВ результате второго мейотического деления количество хромо-

Подумайте. Почему мейоз не происходит у организмов, которым половое размно- жение не присуще?

152