1. Профаза.
1.1. Центриоли расходятся к полюсам клетки. Между ними образуется веретено деления;
1.2. Ядерная оболочка и ядрышки растворяются;
1.3. Хромосомы укорачиваются и утолщаются за счет спирализации в них ДНК;
1.4. Хромосомы свободно располагаются в цитоплазме клетки.
2. Метафаза. Хромосомы четко выстраиваются по экватору. От каждой центромеры хромосомы прорастают по 2 нити веретена деления к центриолям.
3. Анафаза. Нити веретена деления натягиваются. Центромера делится пополам. Половинки хромосом отходят к полюсам клетки. В последствии эти половинки станут самостоятельными хромосомами.
4. Телофаза.
4.1. Клетка делится пополам;
4.2. Образуются ядрышки и ядерная оболочка;
4.3. ДНК-деспирализуются, хромосомы приобретают форму длинных нитей. Возникают из одной материнской клетки две дочерние. Митоз сохраняет постоянство набора хромосом в соматической клетке.
Рис. 26. Митоз в типичной животной клетке
Половое размножение
Половое размножение появилось более 3 млрд. лет назад и встречается во всех крупных группах ныне существующих организмов. Сущность полового размножения заключается в объединении генетической информации от двух особей одного вида - родителей - в наследственном материале потомка. Наследственный материал каждой дочерней особи представляет собой уникальную комбинацию генетической информации родителей. Образующиеся в процессе полового размножения организмы отличаются друг от друга по генотипу, признакам, свойствам, характеру приспособленности к условиям обитания.
Таким образом, биологическое значение полового размножения заключается не только в самовоспроизведении особей, но и в обеспечении биологического разнообразия видов, их адаптивных возможностей и эволюционных перспектив. Это позволяет считать половое размножение биологически более прогрессивным, чем бесполое.
Половое размножение осуществляется с помощью специализированных половых клеток - гамет. Женские гаметы называют яйцеклетками, мужские - сперматозоидами. Гаметы отличаются от соматических клеток прежде всего вдвое меньшим числом хромосом, а также низким уровнем обменных процессов.
Я
йцеклетки
-
относительно крупные неподвижные
клетки, обычно
округлой формы; в цитоплазме помимо
типичных органоидов
содержатся включения запасных питательных
веществ в
виде желтка.
Сперматозоиды - обычно очень мелкие клетки. У разных организмов они неодинаковой формы, но большинство из них имеет головку, шейку и хвост. Головка содержит ядро и очень небольшое количество цитоплазмы. На переднем конце головки располагается акросома – видоизмененный комплекс Гольджи, который содержит фермент для растворения оболочки яйцеклетки при оплодотворении. В шейке находятся многочисленные митохондрии и две центриоли. От шейки отрастает хвост, образованный микротрубочками и обеспечивающий подвижность сперматозоидов (рис. 27). Рис.27. Строение сперматозоида, яйцеклетки
Гаметогенез – процесс образования половых клеток Мейоз
Мейоз - это деление половых клеток на стадии созревания, при котором из одной материнской клетки с диплоидным набором хромосом получается 4 с гаплоидным набором хромосом (рис. 28). В мейоз входят 2 деления: уменьшительное и уравнительное. Перед мейозом есть интерфаза. В ней идет синтез ДНК, удвоение хромосом, синтез АТФ. Хромосомы в виде тонких длинных нитей.
Уменьшительное деление.
Профаза I. В ней идут процессы похожие на процессы в профазе митоза. Центриоли расходятся к полюсам клетки; ядрышки и ядерная оболочка растворяются; идет спирализация ДНК, хромосомы по мере прохождения профазы укорачиваются и утолщаются. Но есть и существенные отличия. В начале профазы хромосомы в виде тонких длинных нитей, каждая из них состоит из двух хроматид, т.к. они удвоились ещё в интерфазе, но спирализация ДНК в хромосомах только началась. Затем гомологичные хромосомы начинают сближаться и соединяться друг с другом по всей длине хромосомы. Этот процесс носит название конъюгация. После сближения гомологичные хромосомы начинают перекручиваться относительно друг друга, между ними начинается обмен участками - генами, т.е. они обмениваются наследственной информацией. Затем гомологичные хромосомы начинают отталкиваться друг от друга центромерами, но остаются соединенными в местах их обмена. Процесс отталкивания центромерами продолжается и места, соединяющие 2 хромосомами сползают к их конкам, образуется комплекс из 2-х хромосом.
Рис. 28. Схема поведения хромосом в процессе мейоза
Метафаза I. Эти комплексы хромосом выстраиваются по экватору клети. От каждой центромеры прорастает по одной нити к центриолям (рис. 29).
Анафаза I. Нити веретена деления натягиваются и сокращаются, места, соединяющие гомологичные хромосомы рвутся, и целые хромосомы отходят к полюсам клетки.
Телофаза I. Клетка делится пополам. Образуются ядрышки и ядерная оболочка. В результате уменьшительного деления мейоза из одной материнской клетки с диплоидным набором хромосом получилось 2 дочерние с гаплоидным набором хромосом, т.к. к полюсам клетки отошли не половинки хромосом, а целые хромосомы.
Уравнительное деление II проходит точна по типу митоза. Полученные в результате уменьшительного деления клетки вступают в это деление практически без интерфазы. Синтез ДНК и удвоение хромосом не происходит.
Профаза II. Центриоли расходятся по полюсам, формируются веретена деления клетки, растворяются ядрышки и ядерная оболочка. Хромосомы свободно лежат в цитоплазме.
Метафаза II. Хромосомы располагаются по экватору. От каждой центромеры хромосомы прорастает по две нити веретена деления.
Анафаза II. Нити веретена деления сокращаются, центромера делится пополам и половинки хромосом отходят к полюсам клетки.
Телофаза II. Цитоплазма клетки делится пополам. Возникают ядрышко и ядерная оболочка. Идет деспирализация ДНК, хромосомы удлиняются и становятся в виде тонких длинных нитей. Из двух клеток с гаплоидным набором хромосом образуется 4 с гаплоидным набором хромосом.
Биологическая сущность мейоза состоит в том, что происходит уменьшение числа хромосом, возникают гаметы (половые клетки) с гаплоидным набором хромосом.
Рис 29. Схема процесса мейоза