Что образуется в результате мейоза

Установите соответствие между процессами, происходящими во время деления клетки, и способами деления 1 митоз, 2 мейоз А обеспечивает рост и развитие организма Б результате деления образуются соматические клетки В поддерживает постоянство числа хромосом клетках особей одного вида при половом размножении Г лежит основе комбинативной изменчивости Д лежит основе вегетативного размножения Е процессе деления образуются биваленты. Установите последовательность процессов, происходящих ходе мейоза 1 расположение пар гомологичных хромосом экваториальной плоскости 2 конъюгация, кроссинговер гомологичных хромосом 3 расположение плоскости экватора и расхождение сестринских хромосом 4 образование четырёх гаплоидных ядер 5 расхождение гомологичных хромосом. Ответы на тесты, обозначенные номерами, можно посмотреть разделе. Мейоз состоит из двух последовательных клеточных делений, которые соответственно называются мейоз I и мейоз II В первом делении происходит уменьшение числа хромосом два раза, поэтому его называют редукционным Во втором делении число хромосом не изменяется поэтому его называют эквационным уравнивающим. Сущность редукционного деления заключается уменьшении числа хромосом два раза из исходной диплоидной клетки образуется две гаплоидные клетки с двухроматидными хромосомами состав каждой хромосомы входит 2 хроматиды. Лептотена стадия тонких нитей Хромосомы видны световой микроскоп виде клубка тонких нитей.

Зиготена стадия сливающихся нитей Происходит конъюгация гомологичных хромосом от лат conjugatio соединение, спаривание, временное слияние Гомологичные хромосомы или гомологи это парные хромосомы, сходные между собой морфологическом и генетическом отношении В результате конъюгации образуются биваленты Бивалент это относительно устойчивый комплекс из двух гомологичных хромосом Гомологи удерживаются друг около друга с помощью белковых синаптонемальных комплексов Количество бивалентов равно гаплоидному числу хромосом Иначе биваленты называются тетрады, так как состав каждого бивалента входит 4 хроматиды. Анафаза II анафаза второго деления Хромосомы разделяются на хроматиды как при митозе Получившиеся однохроматидные хромосомы составе анафазных групп перемещаются к полюсам клеток. У большинства организмов эти клетки затем превращаются гаметы половые клетки При слиянии мужской и женской половых клеток с гаплоидным набором образуется зигота, у которой восстанавливается диплоидный набор хромосом. У покрытосеменных растений мейоз тоже предшествует образованию гаметофита, но сам гаметофит редуцирован до нескольких клеток мужской до трех, а женской до восьми, находящихся тканях цветка.

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 дочернюю клетку попадает только одна число хромосом уменьшается вдвое происходит редукция Содержание генетического материала становится 1n2хр у каждого полюса. Рис 3 Схема, иллюстрирующая механизм сохранения диплоидного набора хромосом при половом размножении. Источник Краснодембский Е Г Общая биология Пособие для старшеклассников и поступающих вузы. В анафазе I гомологичные хромосомы а не сестринские хроматиды, как при митозе отходят друг от друга и растягиваются нитями веретена деления к противоположным полюсам клетки Следовательно, из каждой пары гомологичных хромосом дочернюю клетку попадет только одна Таким образом, конце анафазы I набор хромосом и хроматид у каждого полюса делящейся клетки составляет 1n2c он уже уменьшился вдвое.

У животных и человека мейоз приводит к образованию гаплоидных половых клеток гамет В ходе последующего процесса оплодотворения слияния гамет организм нового поколения получает диплоидный набор хромосом, а значит, сохраняет присущий данному виду организмов кариотип Следовательно, мейоз препятствует увеличению числа хромосом при половом размножении Без такого механизма деления хромосомные наборы удваивались бы с каждым следующим поколением У растений, грибов и некоторых протистов путем мейоза образуются споры Процессы, протекающие ходе мейоза, служат основой комбинативной изменчивости организмов. После митоза получаются соматические клетки клетки тела, а после мейоза половые клетки гаметы сперматозоиды и яйцеклетки у растений после мейоза получаются споры После митоза количество хромосом дочерних клетках остается таким же, как было материнской, а после мейоза уменьшается 2 раза происходит редукция числа хромосом. Мейоз образования половых клеток гамет, процесс размножения клеток.

Существует несколько разновидностей мейоза При зиготном типе мейоза, характерном для аскомицетов, базимицетов, некоторых водорослей, споровиков и др для которых жизненном цикле преобладает гаплоидная фаза, две клетки гаметы сливаются, образуя зиготу с двойным диплоидным набором хромосом В таком виде диплоидная зигота покоящаяся спора приступает к мейозу, дважды делится, результате образуются четыре гаплоидные клетки, которые продолжают размножаться Споровый тип мейоза встречается у высших растений, клетки которых имеют диплоидный набор хромосом В данном случае органах размножения растений образовавшиеся после мейоза гаплоидные клетки еще несколько раз делятся Другой тип мейоза, гаметный, происходит во время созревания гамет предшественников зрелых половых клеток Он встречается у многоклеточных животных, среди некоторых низших растений В случае гаметного мейоза при развитии организма происходит выделение клонов герминативных клеток, которые впоследствии будут дифференцироваться половые клетки И только клетки этих клонов будут при созревании подвергаться мейозу и превращаться половые клетки Следовательно, все клетки развивающихся многоклеточных животных организмов можно разделить на две группы соматические, из которых будут образовываться клетки всех тканей и органов, и герминативные, которые дадут начало половым клеткам. Кроссинговер обмен ядерным веществом у конъюгировавших гомологичных хромосом.

МетафазаI аналогична таковой для метафазы обычного митоза, но имеет и свои особенности В ней каждая бивалента прикрепляется к тянущим нитям веретена, разделяется на хромосомы и набор к концу метафазы остается диплоидным митозе он становился тетраплоидным После завершения метафазыI клетка вступает анафазуI. АнафазаI протекает аналогично анафазе митозе, при этом к полюсам клетки, случайно распределяясь, расходятся гомологичные хромосомы В конце анафазыI около полюсов клетки возникает гаплоидный набор хромосом с диплоидным количеством ядерного вещества, так как каждая хромосома содержит две хроматидные нити По числу хромосом это деление будет редукционным, так как число хромосом по сравнению с родительской клеткой уменьшилось вдвое, произошла редукция числа хромосом, но не ядерного вещества Наличие клетке двойного количества ядерного вещества является побудительной причиной для второго мейотического деления. МетафазаII напоминает метафазуI, хромосомы прикрепляются к тянущим нитям веретена, между хроматидными нитями возникает пространство, центриоли делятся и клетках возникает диплоидный набор хромосом а был гаплоидный Далее клетки вступают анафазуII. Гаметогенез процесс образования половых клеток гамет Гаметами называют половые клетки, с помощью которых реализуется половой процесс По характеру гамет различают два типа половых клеток мужские половые клетки сперматозоиды или спермии и женские половые клетки яйцеклетки.

Сперматогенез процесс формирования мужских половых клеток мужских гамет, сперматозоидов. В зоне созревания сперматогонии превращаются сперматоциты 1го порядка, которые способны к мейозу, что делает возможным образование будущем мужских гамет При образовании сперматозоидов, сперматоциты 1го порядка подвергаются собственно сперматогенезу, вступают мейотическое деление Они имеют диплоидный набор хромосом и тетраплоидное количество ядерного вещества В результате первого мейотического деления из сперматоцитов 1го порядка образуются сперматоциты 2го порядка Они имеют гаплоидный набор хромосом, но диплоидное количество ядерного вещества. Сперматоциты 2го порядка вступают во второе мейотическое деление и из них образуются по два сперматозоида из двух сперматоцитов 1го порядка образуется четыре сперматозоида На этом сперматогенез завершается. Итак, при сперматогенезе из одной исходной клетки сперматоцита 1го порядка образуется четыре равноценных гаметы сперматозоида, обладающих гаплоидным набором хромосом и гаплоидным количеством ядерного вещества.

Ооциты 1го порядка вступают первое мейотическое деление, результате которого образуются две неравноценные клетки ооцит 2го порядка крупная клетка с гаплоидным набором хромосом, но диплоидным количеством ядерного вещества этой клетке сосредоточена практически вся масса исходной клетки ооцита 1го порядка и вторая клетка первое полярное тельце подобна ооциту 2го порядка, за исключением массы тела, которая очень мала по сравнению с массой ооцита 2го порядка. Далее следует второе мейотическое деление В его результате из ооцита 2го порядка образуется одна яйцеклетка и второе полярное тельце, а из первого полярного тельца образуется два вторых полярных тельца. Лептотена, стадия тонких нитей Хромосомы слабо конденсированы Они уже двухроматидные каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид, но хроматиды настолько сближены, что хромосомы имеют вид длинных одиночных тонких нитей Теломеры хромосом еще прикреплены к ядерной мембране с помощью особых структур прикрепительных дисков. Диплотена Хромосомы бивалентах перекручиваются и начинают отталкиваться друг от друга Процесс отталкивания начинается области центромеры и распространяется по всей длине бивалентов Однако они все еще остаются связанными друг с другом некоторых точках Их называют хиазмы Эти точки появляются местах кроссинговера В ходе гаметогенеза у человека может образовываться до 50 хиазм.

Метафаза 1 2 n 4 c происходит выстраивание бивалентов экваториальной плоскости клетки, прикрепление микротрубочек веретена деления одним концом к центриолям, другим к центромерам хромосом, а не к центромерам хроматид, как это было при митозе. Метафаза 2 1 n 2 c Двухроматидные хромосомы выстраиваются экваториальной плоскости клетки, формируется метафазная пластинка. Анафаза 2 2 n 2с Происходит деление двухроматидных хромосом на хроматиды и расхождение этих сестринских хроматид к противоположным полюсам клетки при этом хроматиды становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами, происходит третья рекомбинация генетического материала. Телофаза 2 1 n 1 c каждой клетке Хромосомы деконденсируются, образуются ядерные оболочки, разрушаются нити веретена деления, появляются ядрышки, происходит деление цитоплазмы цитотомия с образованием итоге четырех гаплоидных клеток. Амитоз прямое деление интерфазного ядра путем перетяжки без спирализации хромосом, без образования веретена деления Дочерние клетки имеют неодинаковый генетический материал Может ограничиваться только делением ядра, что приводит к образованию дву и многоядерных клеток Описан для стареющих, патологически измененных и обреченных на гибель клеток После амитоза клетка не способна вернуться нормальный митотический цикл В норме наблюдается высокоспециализированных тканях, клетках, которым уже не предстоит делиться эпителии, печени.

Фаза размножения Диплоидные клетки этой зоне половых желез гонад многократно делятся митозом Количество клеток гонадах растет Их называют оогонии и сперматогонии. Фаза созревания Сущность этой фазы мейоз Гаметоциты 1го порядка вступают первое мейотическое деление В результате образуются гаметоциты 2го порядка n2с, которые вступают во второе мейотическое деление, и образуются клетки с гаплоидным набором хромосом nc яйцеклетки и округлые сперматиды Сперматогенез включает еще фазу формирования во время которой сперматиды превращаются сперматозоиды. Сперматогенез Во время периода полового созревания диплоидные клетки семенных канальцах семенников делятся митотически, результате чего образуется множество более мелких клеток, называемых сперматогониями Часть образовавшихся клеток может подвергаться повторным митотическим делениям, результате чего образуются такие же клетки сперматогонии Другая часть прекращает делиться и увеличивается размерах, вступая следующую фазу сперматогенеза фазу роста. Строение сперматозоида Сперматозоид млекопитающих имеет форму длинной нити. От ве чаю сразу всем от крой те учеб ник и вы учи те митоз и мейоз, их от ли чия, и набор хро мо сом на каж дой из фаз де ле ния это Вам кста ти при го дить ся и для за да ния. А рас ска зы вать детям одно, а потом на стра и вать их на то что про ве ря ют со всем дру гое, помоему не со всем ло гич.

Главным отличием является то, что результате мейоза происходит уменьшение 2 раза набора хромосом дочерних клеток по сравнению с материнской. Представляют собой способы деления эукариотических клеток, требуют затрат энергии. В анафазе митоза к разным полюсам клетки расходятся сестринские хроматиды, а анафазе I мейоза гомологичные хромосомы. Затем каждая микроспора поделилась митозом В результате митоза из каждой микроспоры образовались по две дочерние клетки с таким же набором хромосом Таким образом, всего образовалось 8 гаплоидных клеток.

Профаза I самая продолжительная фаза и ее условно делят на 5 стадий 1 Лептонема лептотена или стадия тонких нитей Идет спирализация хромосом, хромосома состоит из 2х хроматид, на еще тонких нитях хроматид видны утолщения или сгустки хроматина, которые называются хромомерами 2 Зигонема зиготена, греч сливающиеся нити стадия парных нитей На этой стадии попарно сближаются гомологичные хромосомы одинаковые по форме величине, они притягиваются и прикладываются друг к другу по всей длине, коньюгируют области хромомеров Это похоже на замок молния Пару гомологичных хромосом называют биваленты Число бивалентов равно гаплоидному набору хромосом 3 Пахинема пахитена греч толстая стадия толстых нитей Идет дальнейшая спирализация хромосом Затем каждая гомологичная хромосома расщепляется продольном направлении и становится хорошо видно, что каждая хромосома состоит из двух хроматид такие структуры называют тетрадами, 4 хроматиды В это время идет кроссинговер, обмен гомологичными участками хроматид 4 Диплонема диплотена стадия двойных нитей Гомологичные хромосомы начинают отталкиваться, отходят друг от друга, но сохраняют взаимосвязь при помощи мостиков хиазм, это места где произойдет кроссинговер В каждом соединении хроматид хиазме, осуществляется обмен участками хроматид Хромосомы спирализуются и укорачиваются 5 Диакинез стадия обособленных двойных нитей На этой стадии хромосомы полностью уплотнены и интенсивно окрашиваются Ядерная оболочка и ядрышки разрушаются Центриоли перемещаются к полюсам клетки и образуют нити веретена деления Хромосомный набор профазы I составляет 2n4c Таким образом, профазу I происходит 1 конъюгация гомологичных хромосом 2 образование бивалентов или тетрад 3 кроссинговер.

Мейоз II полностью идентичен митозу и протекает двух клетках ядрах синхронно Здесь происходят два главных события расхождение сестринских хроматид и образование гаплоидных клеток. Метафаза II Хромосомы выстраиваются плоскости экватора Нити веретена деления соединены с центромерами Веретено деления мейозе II перпендикулярно веретену первого деления. Мейоз обеспечивает появление разнообразных по качеству генетической информации гамет Это связано с особым поведением хромосом мейозе рис. Число типов гамет у диплоидных организмов можно определить по формуле. У высших растений мейоз происходит при образовании спор, из которых потом развивается гаплоидный организм гаметофит Он может представлять собой взрослый организм у мхов или только несколько клеток на основном растении спорофите В обоих случаях на нем процессе митоза образуются гаметы, а после оплодотворении диплоидная зигота Она дает начало спорофиту. Ох вы и тему подняли Когдато была сильна делении клеток, а сейчас уже все позабывала Пришлось напрячься, чтобы хоть чтото вспомнить. В общем, и митоз, и мейоз это процесс деления клеток Но при митозе получившиеся после деления клетки практически идентичны той, из которой они получились То есть, у них такая же структура, такое же количество хромосом Иными словами, была одна клетка, а стало таких.

Амитоз от греческого aотрицательная частица и митоз Прямое деление интерфазного ядра путем перетяжки без образования хромосом, вне митотичного цикла Амитоз может сопровождаться делением клетки. Зиготена стадия сливающихся нитей Происходит конъюгация гомологичных хромосом от лат conjugatio соединение, спаривание, временное слияние Гомологичные хромосомы или гомологи это парные хромосомы, сходные между собой морфологическом и генетическом отношении В результате конъюгации образуются биваленты Бивалент это относительно устойчивый комплекс из двух гомологичных хромосом Гомологи удерживаются друг около друга с помощью белковых синаптонемальных комплексов Количество бивалентов равно гаплоидному числу хромосом Иначе биваленты называются тетрады так как состав каждого бивалента входит 4 хроматиды. М длится много дольше митоза например, у пшеницы он продолжается 24 часа, у лилии 9 12 суток, у мыши 11 14 суток, у человека 24 У ряда животных и человека во время образования женских половых клеток см Оогенез. Мейоз это деление диплоидных клеток, результате которого образуются гаплоидные клетки То есть из каждой пары гомологичных хромосом материнской клетки дочерние попадает лишь одна хромосома Мейоз обеспечивает формирование половых клеток гамет В результате слияния мужской и женской гамет диплоидный набор восстанавливается Таким образом, одно из важных значений мейоза это обеспечение постоянства числа хромосом у вида при половом размножении.

Метафаза I Пары гомологичных хромосом располагаются экваториальной плоскости клетки К центромере каждой хромосомы присоединяется нить веретена деления Причем к каждой только одна таким образом, что к одной гомологичной хромосоме присоединена нить с одного полюса клетки, а к другой с другого. Анафаза I Гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид, расходятся по полюсам. Митоз основной способ деления клеток, при котором обе дочерние клетки получают такой же набор наследственной информации, какой был у материнской клетки. После этого начинается второе деление, во всем похожее на митоз, за исключением того, что перед ним не происходит удвоения хромосом В первой фазе ядерная оболочка разрушается, ядрышко исчезает, образуются нити веретена деления Во второй фазе хромосомы выстраиваются по экватору, прикрепляются к нитям веретена В третьей фазе хроматиды хромосом обеих дочерних клеток расходятся к полюсам В результате образуются четыре клетки с одинарным набором хромосом Из этих клеток формируются половые клетки. При слиянии половых клеток число хромосом во вновь образовавшейся клетке восстанавливается. При этом число хромосом обеих дочерних клетках такое же, как и материнской клетке, дочерние и материнская клетки одинаковы.

Мейоз представляет собой процесс деления клеточного ядра с образованием дочерних ядер, каждое из которых содержит вдвое меньше хромосом, чем исходное ядро Мейоз называют также редукционным делением так как при этом число хромосом клетке уменьшается от диплоидного 2л до гаплоидного Значение мейоза состоит том, что у видов с половым размножением он обеспечивает сохранение постоянного числа хромосом ряду поколений Мейоз происходит при образовании гамет у животных и спор у растений В результате слияния гаплоидных гамет при оплодотворении восстанавливается диплоидное число хромосом. Большое влияние на развитие учения о наследственности оказали взгляды выдающегося немецкого биолога А Вейсмана 1834 1914 Созданная им основном умозрительная теория во многом предвосхищала хромосомную теорию наследственности В дальнейшем она была уточнена с учетом данных цитологии и сведений о роли ядра наследовании признаков А Вейсман доказывал невозможность наследования признаков приобретенных онтогенезе, и подчеркивал автономию зародышевых клеток Ему, частности, принадлежит объяснение биологического значения редукции числа хромосом мейозе как механизма поддержания постоянства диплоидного хромосомного набора вида и основы комбинативной изменчивости.

При изучении хромосомных аберраций решающее значение имеет объединение цитологического и генетического методов На их взаимодействии основывается большой раздел генетики цитогенетика Изменение структуры одной из пары гомологичных хромосом или двух и более хромосом, входящих разные пары гомологов, удобнее всего изучать профазе мейоза во время конъюгации Поскольку конъюгация осуществляется очень точно по длине хромосом хромомер к хромомеру на стадии пахитены, аберрации влекут за собой изменение характера конъюгации Еще удобнее для этой же цели использовать. Принципиальное значение для понимания сущности полиплоидии имеет знание поведения хромосом мейозе у полиплоидов Например, клетках тетраплоида содержатся четыре экземпляра каждой хромосомы Если у диплоидной ржи Se ale ereale профазе мейоза образуются 7 бивалентов 2п 14 то у тетраплоидной формы могут возникнуть 7 квадривалентов.

Отличия мейоза от митоза по ходу 1 В митозе одно деление, а мейозе два изза этого получается 4 клетки 2 В профазе первого деления мейоза происходит конъюгация тесное сближение гомологичных хромосом и кроссинговер обмен участками гомологичных хромосом, это приводит к перекомбинации рекомбинации наследственной информации 3 В анафазе первого деления мейоза происходит независимое расхождение гомологичных хромосом к полюсам клетки расходятся двуххроматидные хромосомы Это приводит к рекомбинации и редукции 4 В интерфазе между двумя делениями мейоза удвоения хромосом не происходит, поскольку они и так двойные. В профазе начинает увеличиваться объем ядра, хромосомы становятся видимыми вследствие спирализации хроматина К концу профазы заметно, что каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных области центромеры Постоянно исчезает ядрышко, растворяется ядерная оболочка, и хромосомы оказываются беспорядочно расположенными цитоплазме клетки Центриоли расходятся к полюсам Начинает формироваться ахроматиновое веретено деления, нити которого идут от полюса к полюсу, а часть их к концу профазы прикрепляется к центромерам хромосом Генетическая информация клетке остается неизменной.

Огромное биологическое значение митоза заключается точном распределении хромосом и содержащейся них генетической информации между дочерними клетками, что обеспечивает постоянство кариотипа и генетическую преемственность многочисленных клеточных поколениях Митоз обуславливает важнейшие явления жизнедеятельности рост, развитие, восстановление тканей и органов организма. В метафазе мейоза I гомологичные хромосомы располагаются попарно экваториальной плоскости клетки В этот момент спирализация их достигает максимума Содержание генетической информации не изменяется. В яйцеклетке накапливаются питательные вещества, необходимые дальнейшем для развития зародыша, поэтому яйцеклетка это очень крупная клетка, и когда она делится, цель сохранить питательные вещества для будущего зародыша, поэтому деление цитоплазмы несимметрично Для того чтобы сохранить все запасы цитоплазмы и при этом избавиться от ненужного генетического материала, от цитоплазмы отделяются полярные тельца, которые содержат очень мало цитоплазмы, но позволяют поделить хромосомный набор Полярные тельца отделяются при первом и втором делении мейоза. При мейозе фазы называются также, но указывается к какому делению мейоза она относится Кроссинговер обмен частями между гомологичными хромосомами происходит профазе первого деления мейоза профаза I, которая включает следующие этапы лептонема, зигонема, пахинема, диплонема, диакинез.

Половое размножение организмов осуществляется с помощью специализированных клеток, гамет, яйцеклетки яйца и спермия сперматозоида Гаметы, сливаясь, образуют одну клетку зиготу Каждая гамета гаплоидна, имеет по одному набору хромосом Внутри набора все хромосомы разные, однако каждой хромосоме яйцеклетки соответствует одна из хромосом спермия Зигота, таким образом, содержит уже пару таких соответствующих друг другу хромосом, которые называют гомологичными Гомологичные хромосомы сходны, поскольку имеют одни и те же гены или их варианты аллели, определяющие специфические признаки Например, одна из парных хромосом может иметь ген, кодирующий группу крови А, а другая его вариант, кодирующий группу крови В Хромосомы зиготы, происходящие из яйцеклетки, являются материнскими, а происходящие из спермия отцовскими. Во время профазы первого деления гомологичные хромосомы конъюгируют, сближаются попарно В результате этого очень точного процесса каждый ген оказывается напротив своего гомолога на другой хромосоме Обе хромосомы затем удваиваются, но хроматиды остаются связанными одна с другой общей центромерой. Вопрос 4 Расскажите, как протекает период созревания мейоз процессе сперматогенеза овогенеза.

В процессе сперматогенеза клеткапред шественница претерпевает два последователь ных деления В результате первого деления об разуются две клетки, несущие гаплоидный на бор хромосом каждая хромосома содержит по две хроматиды Перед вторым делением удвое ния генетического материала не происходит В результате образуются четыре клетки буду щие сперматозоиды, которые постепенно приоб ретают зрелый вид и становятся подвижными. Принципиальным отличием мейоза являет ся то, что анафазе I к разным полюсам клетки расходятся не хроматиды как анафазе мито за, а гомологичные хромосомы Именно этот момент происходит превращение диплоидного хромосомного набора гаплоидный. Почкование способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются виде выростов на теле родительской особи 3 Дочерние особи могут отделяться от материнской и переходить к самостоятельному образу жизни гидра, дрожжи, могут остаться прикрепленными к ней, образуя этом случае колонии коралловые полипы. Полиэмбриония способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов частей, на которые распадается эмбрион монозиготные близнецы.

Половое размножение осуществляется при участии двух родительских особей мужской и женской, у которых особых органах образуются специализированные клетки гаметы Процесс формирования гамет называется гаметогенезом, основным этапом гаметогенеза является мейоз Дочернее поколение развивается из зиготы клетки, образовавшейся результате слияния мужской и женской гамет Процесс слияния мужской и женской гамет называется оплодотворением Обязательным следствием полового размножения является перекомбинация генетического материала у дочернего поколения. Овогамия характерна для большинства видов животных и растений Изогамия и гетерогамия встречаются у некоторых примитивных организмов водоросли Кроме вышеперечисленных, у некоторых водорослей и грибов имеются формы размножения, при которых половые клетки не образуются хологамия и конъюгация При хологамии происходит слияние друг с другом одноклеточных гаплоидных организмов, которые данном случае выступают роли гамет Образовавшаяся диплоидная зигота затем делится мейозом с образованием четырех гаплоидных организмов При конъюгации 4 происходит слияние содержимого отдельных гаплоидных клеток нитевидных талломов По специально образующимся каналам содержимое одной клетки перетекает другую, образуется диплоидная зигота, которая обычно после периода покоя также делится мейозом.

Биологическое значение мейоза заключается поддержании постоянства числа хромосом при наличии полового процесса Кроме того, вследствие кроссинговера происходит рекомбинация появление новых сочетаний наследственных задатков хромосомах Мейоз обеспечивает также комбинативную изменчивость появление новых сочетаний наследственных задатков при дальнейшем оплодотворении. Мейоз у высших растений, имеет место накануне цветения и приводит к образованию гаплоидного гаметофита, котором позднее образуются гаметы. При развитии любого организма, обладающего половым размножением, можно встретить клетки двух типов Одни из них гаплоидные, с одинарным набором хромосом, дающие начало половым клеткам, участвующим процессе оплодотворения Другие диплоидные, возникшие результате размножения клетки, зиготы, образовавшейся при слиянии половых клеток Эти клетки несут себе сумму хромосом двух родительских организмов Именно эти клетки при их специальной дифференцировке половые подвергаются редукционному делению, превращаясь гаплоидные, гаметные клетки.

Другой тип мейоза, гаметный, происходит во время созревания гамет Он встречается у многоклеточных животных, среди простейших и некоторых низших растений В жизненном цикле организмов с таким типом мейоза преобладает диплоидная фаза Примером таких организмов может быть зеленая водоросль кодиум, которая размножается только с помощью полового процесса При этом гаплоидные крупные женские и мелкие мужские гаметы, сливаясь, образуют зиготу, которая прорастает новое диплоидное растение В дальнейшем при развитии половых органов, гаметангиев, происходит редукционное деление и образуются гаплоидные гаметы Таким образом, гаплофаза здесь значительно редуцированна. Промежуточный споровый тип мейоза встречается у высших растений Он совершается во время спорообразования, включаясь между стадиями спорофита и гаметофита. Расположение хромосом лептотене часто повторяет телофазную поляризацию ядра При этом у некоторых животных хромосомы образуют так называемую фигуру букета дугообразно изогнутые сближенные хромосомы, связанные своими теломерами с ядерной оболочкой У некоторых растений конце лептотены хромосомы собираются клубок синезис мейоз коньюгация редукционное деление.

У большинства растений и грибов гаметофит, называемый иногда половым поколением, закономерно сменяется спорофитом, или бесполым поколением который затем вновь сменяется гаметофитом Гаметофит и спорофит могут быть одинаковы как морфологически, так и по продолжительности жизни изоморфное чередование поколений или резко различны гетероморфное чередование. Фаза созревания Сущность этой фазы мейоз Гаметоциты 1го порядка вступают первое мейотическое деление В результате образуются гаметоциты 2го порядка n2с, которые вступают во второе мейотическое деление, и образуются клетки с гаплоидным набором хромосом nc яйцеклетки и округлые сперматиды Сперматогенез включает еще фазу формирования во время которой сперматиды превращаются сперматозоиды Сперматогенез Во время периода полового созревания диплоидные клетки семенных канальцах семенников делятся митотически, результате чего образуется множество более мелких клеток, называемых сперматогониями Часть образовавшихся клеток может подвергаться повторным митотическим делениям, результате чего образуются такие же клетки сперматогонии Другая часть прекращает делиться и увеличивается размерах, вступая следующую фазу сперматогенеза фазу роста.

Партеногенетически могут размножаться и личинки некоторых животных, такой партеногенез называется педогенезом Например, у сосальщиков наблюдается партеногенетическое размножение на стадии личинок Ключевые термины и понятия 1 Мейоз 2 Редукционное, эквационное деления 3 Бивалент, тетрада 4 Конъюгация 5 Кроссинговер 6 Амитоз 7 Сперматогонии, сперматоциты 1го, 2го порядка, сперматиды 8 Акросома 9 Овогонии, овоциты 1го, 2го порядка 10 Блестящая оболочка, лучистый венец 11 Анимальный и вегетативный полюса яйцеклетки 12 Партеногенез облигатный, факультативный, циклический 13 Педогенез Основные вопросы для повторения.

Мейоз это биологический термин, обозначающий процесс деления эукариотической клетки Мейоз обеспечивает постоянство хромосомного набора при половом размножении, а различные комбинации генов способствуют увеличению разнообразия признаков у организмов одного вида После короткой профазы второго деления двухроматидные хромосомы метафазе второго деления располагаются плоскости экватора и к ним прикрепляются нити веретена Анафаза 4 4 деление двухроматидных хромосом на хроматиды и расхождение этих сестринских хроматид к противоположным полюсам клетки при этом хроматиды становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами Телофаза 2 2 каждой дочерней клетке деконденсация хромосом, образование вокруг каждой группы хромосом ядерных мембран, распад нитей веретена деления, появление ядрышка, деление цитоплазмы цитотомия Цитотомия животных клетках происходит за счет борозды деления, растительных клетках за счет клеточной пластинки.

В процессе ммейоза происходит обмен участками материнских и отцовских хромосом и находящимся там генов кроссинговер Его биологическая роль состоит равномерном распределении хромосом между последующими дочерними ядрами, что гарантирует формирование идентичного генетического типа клеток и обеспечивает сохранность наследственности линии последующих поколений клеток Он является основополагающим процессом индивидуального развития организма и его последовательных преобразований отношении морфологическом, физиологическом и биохимическом, что, совокупности, составляет онтогенез Вследствие миотического деления возрастает количество популяций клеток растительного происхождения Учитывая уникальную специфику митоза, проявляющегося разных группах деления, отдельные виды его систематизации, применимые к одним таксонам, оказываются несопоставимы с другими Для диакинеза стадия обособления двойных нитей характерны уменьшение числа хиазм и значит, компактность бивалентов Телофаза и интеркинез у большинства клеток имеются, но не всегда обязательны.

Она начинается с перехода ядра из состояния интерфазы пролептотенную стадию, за которой следует лептотенная стадия При помощи электронного микроскопа удалось установить, что хромосомные нити лептотенной и даже пролептотенной стадий оказываются как минимум двойными, что означает, что их удвоение происходит еще интерфазе Но силу того, что этой фазе хромосомы еще не достаточно спирализованы и их половинки тесно примыкают друг к другу, двойственная природа хромосом световом микроскопе не обнаруживается Все хромосомы от этого места расходятся радиально и попарно, образуя пучок петель На диплотенной стадии происходит перекручивание хромосом и начинают развиваться процессы, обратные, тем, которые имели место зиготенной стадии Вследствие указанных причин образуются Хобразные фигуры, называемые хиазмами.

В отличие от митоза, микротрубочки веретена прикрепляются к центромере каждой хромосомы лишь с одной стороны со стороны полюса, а центромеры гомологичных хромосом расположены по обеим сторонам экватора В результате мейоза образуются 2 дочерние клетки, содержащие гаплоидный набор хромосом при этом каждая хромосома имеет 2 генетически отличные рекомбинантные хроматиды Точно таким же способом делятся клетки растений, грибов и животных во время роста организма Деление соматических клеток происходит несколько этапов, у каждого из которых есть свои отличительные черты Центриоли клетки располагаются по ее полюсам и между собой образуют нити веретена деления, которые потом, конце фазы, крепятся к центромерам Затем хроматиды разъединяются, и происходит то же, что и профазе митоза исчезает оболочка ядра, ядрышко и формируется веретено деления То есть каждая пара гомологичных структур разделяется, одна из хромосом располагается одной стороне, другая другой Что означает сцепление генов Модификационная изменчивость Факторы внешней среды могут влиять на характер развития признака, обусловливая так называемую модификационную ненаследственную изменчивость Удваиваются и хромосомы теперь каждая состоит из двух дочерних хромосом, или хроматид.

По большей части мутации приводят к заменам единичных нуклеотидов, реже к выпадениям и вставкам отдельных нуклеотидов Каждая новая мутация приводит к образованию нового аллеля том гене, где она возникла Однако биологическое значение гомологичной, и том числе эктопической, рекомбинации нельзя свести к их роли эволюции Большую роль они играют и разнообразных онтогенетических перестройках генетического материала, участвующих регуляции работы генов Подобным способом клетки гомоталличных штаммов дрожжей меняют свой половой Каждый гомолог состоит из двух хроматид, но результате кроссинговера хроматиды не идентичны друг другу Некоторые из образующихся этом случае гаплоидных клеток получает недостаточное количество хромосом, то время как другие приобретают их лишние копии Оно написано соответствии с примерной программой курса общей биологии и программой для поступающих вузы Это жизненный цикл клетки, митоз и мейоз, особенности образования половых клеток у растений и животных размножение и эмбриональное развитие животных жизненные циклы растений всех изучаемых школе типов Она может практически отсутствовать, когда клетки быстро делятся, например при дроблении зиготы Интерфаза заканчивается, и клетка вступает следующий период клеточного цикла стадию деления.

Многие современные теории предполагают, что старение является следствием изменений генетическом аппарате клеток, которые приводят к снижению активности процессов биосинтеза белков В последнее время выдвинута еще одна теория адаптационнорегуляторная, согласно которой старение рассматривается как процесс равномерного угасания, нарушения обменных процессов, структуры и функций клеток и органов Кроме того, у растений наблюдается чередование поколений с диплоидным 2 и гаплоидным набором хромосом В зависимости от периода жизни спорофита и гаметофита взрослое растение может быть гаплоидным или диплоидным Таким образом, жизненном цикле зеленых водорослей диплоидное поколение представлено только одной клеткой зиготой Споры после созревания высыпаются и во влажной среде прорастают, давая начало новым гаметофитам У папоротников, плаунов и хвощей, наоборот, взрослым растением является спорофит, на котором специальных органах спорангиях результате мейоза образуются споры.

Схема образования А и развития Б пыльцевого зерна 1 вегетативная клетка 2 генеративная клетка При прорастании споры развивается половое поколение гаметофит, который представлен небольшим заростком и существует очень недолго Процесс развития семенных растений рассмотрим более подробно на примере цветковых растений Таким образом, женский гаметофит представлен восьмиядерным зародышевым мешком Схема двойного оплодотворения цветковых растений 1 пыльца 2 пыльцевая трубка вегетативной клетки 3 два спермия 4 яйцеклетка 5 два центральных ядра 6 семязачаток 7 эндосперм семени 8 зародыш 9 кожура семени из покрова семязачатка У растений, при переходе от низших к высшим, наблюдается постепенное увеличение срока жизни спорофита В чем заключается особенность жизненного цикла растений по сравнению с животными Биологический смысл митоза заключается обеспечении постоянства числа хромосом и идентичности наследственной информации вновь возникающих клеток исходной материнской клетки Оно состоит из последовательных стадий эмбриональной, ювенильной юношеской и взрослой Происходит деление двухроматидных хромосом на хроматиды и расхождение этих сестринских хроматид к противоположным полюсам клетки при этом хроматиды становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами, происходит третья рекомбинация генетического материала Из одного сперматоцита 1го порядка возникают четыре гаплоидные сперматиды.

Если материнская и отцовская хромосомы обмениваются идентичными участками если клетка по этим участкам гомозиготна, то такой обмен остается незамеченным Затем следует двукратное разделение спаренных расщепившихся хромосом, и результате образуются четыре клетки, каждая из которых имеет гаплоидное ядро Но растений типа два рецессивных гена будет меньше, чем их ожидалось бы при наследовании. Профаза 1 2n4c Самая длительная фаза мейоза Ее часто делят на пять стадий лептотена, зиготена, пахитена, диплотена и диакинез Хромосомы укорачиваются и становятся видимыми как обособленные структуры Гомологичные хромосомы, происходящие из ядер материнской и отцовской гамет, приближаются одна к другой и конъюгируют Они одинаковой длины, их центромеры занимают одинаковое положение, и они обычно содержат одинаковое число генов, расположенных одной и той же линейной последовательности Пары конъюгирующих гомологичных хромосом называют бивалентами Биваленты укорачиваются и утолщаются, становятся ясно видны.

Все организмы состоят из клеток, способных к росту, развитию и размножению Именно процесс митоза заложен основе развития организмов, состоящих из множества клеток Во время подготовки клетки к делению период интерфазы период между двумя актами деления число хромосом удваивается В профазе хорошо видны ценгриоли органоиды, играющие определенную роль делении дочерних хромосом В конце профазы ядерная оболочка распадается, исчезает ядрышко, хромосомы спирализуются и укорачиваются Каждая хромосома состоит из двух хроматид и имеет перетяжку центромеру, к которой прикрепляются нити веретена деления Однако все их можно свести к двум формам бесполому и половому В бесполом размножении участвует только одна родительская особь новый организм может возникнуть из одной клетки или из нескольких неспециализированных клеток материнского организма В природе встречается несколько видов бесполого размножения спорообразование, вегетативное размножение, почкование и до некоторых организмов бесполое и половое размножение закономерно сменяют друг друга Однако бесполой размножение не сопровождается повышением наследственной изменчивости потомков при таких формах все потомки генетически сходны с материнской особью, так как развиваются из клеток, делящихся митозом.

Все четыре продукта мейоза выживают, превращаются сперматиды, а затем спермин Как во время митоза, так и при расхождении хромосом и делении мейоза происходит случайное распределение хромосом по дочерним клеткам А гомологичные Б соматические В вегетативные Г половые В процессе мейоза у человека образуются А споры Б хромосомы В половые клетки Г соматические клетки Чем объяснить постоянство числа хромосом у особей одного вида А диплоидностью организмов Б процессом деления клеток В гаплоидностью организмов Г процессами оплодотворения и мейоза Мейоз включает два последовательных деления первое дукционное и второе эквационное.

При наступлении неблагоприятных условий наземные части растений отмирают, а подземный зимующий орган переходит состояние покоя Эти хромосомы одинаковой длины, их центромеры занимают одинаковое положение, и они обычно содержат одинаковое число генов, расположенных одной и той же линейной последовательности Эта стадия обычно наблюдается только животных клетках продолжительность ее варьирует Изучение мейоза у человека связано с определенными методическими трудностями изза недоступности экспериментального материала От обычной интерфазы интеркинез отличается тем, что нем хромосомы не удваиваются До 3го месяца отмечаются только митотические деления интерфаза метафаза Ванафаза Мейоз разновидность митоза, результате которого из диплоидных 2п соматических клеток половых же лез образуются гаплоидные гаметы Клетки, вступающие мейоз, содержат генетическую информацию 22хр Затем между гомологичными хромосомами появляются силы отталкивания, и хромосомы сначала разделяются области центромер, оставаясь соединенными области плеч, и образуют перекресты хиазмы В анафазе мейоза хроматиды каждой хромосомы отходят к противоположным полюсам клетки, и содержание генетического метериала у каждого полюса становится.

Доказана даже взаимозаменяемость некоторых элементов цепочек у животных из разных типов например, млекопитающих и насекомых Иными словами, срабатывание одной трансдукционной цепочки может быть необходимым Например, полосы на теле зебры или пятна леопарда локализованы настолько не строго определенно, что могут не быть симметричными на левой и правой стороне тела Они являются продуктами транскрипции и трансляции особого рода генов антионкогенов Мезодерма не вворачивается бластоцель, а остается на поверхности гаструлы виде огромной пробки бластопоре Этот переход обеспечивает сегментацию осевой мезодермы позвоночных При наличии субстрата и адгезивных молекул к нему клетка должна распластываться по субстрату и образовывать отростки Например, 2 3 нейронов или их предшественников, появившихся ходе развития мозга эмбриона человека погибают до рождения Первый домен специфично связывается с, к которому с другой стороны присоединяется второй В результате формируется пара молекул, связанная мостиком.

Семейство название происходит от объединения сокращений названия локуса у дрозофил бескрылый и локуса у позвоночных, которые оказались гомологичными имеющими близкую первичную структуру, указывающую на единство филогенетического происхождения Другой вариант клетка вырабатывает белки, выделяющиеся из нее окружающую среду и захватываемые из нее молекуламирецепторами этой же аутокринный фактор или соседними клетками Рецепторная тирозинкиназа белок, встроенный цитоплазматическую мембрану На примере с дифференцировкой меланоцитов удобно рассмотреть генетический аспект работы трансдукционных механизмов Действительно, такая мутация с потерей функции белкагормона фактора роста стволовых клеток предотвращает пигментацию волос у мышей, а также вызывает дисплазию костного мозга, который также нуждается этом факторе для своего нормального развития Этот ген был идентифицирован по мутантной окраске волос еще до исследования кодируемого им белка как При соединении с лигандом приобретает способность активировать белок При соединении с Р последний более не ингибирует и приобретает киназную активность и, повидимому, фосфорилирует белки С Это мешает связыванию с микротрубочками и нерасщепленный проникает ядро, соединяется с белком и такой димер сязывается с промоторами и энхансерами тех же генов, но выступает на этот раз как активатор их транскрипции Цепочка, начинающаяся с Р очень важна для развития мозга и конечностей.

Метод МакГрата и Солтера стал широко использоваться разными экспериментаторами МакГрат и Солтер показали, что ядра 8клеточных зародышей и клеток внутренней клеточной массы бластоцисты мышей не обеспечивают развитие реконструированных яйцеклеток даже до стадии морулы, которая предшествует стадии бластоцисты Автор утверждал, что большинство ядер сохраняет тотипотентность на 32клеточной стадии, а значительная их часть даже и на 64клеточной стадии, обеспечивая нормальное развитие реконструированных яйцеклеток до стадии ранней бластоцисты яйцеводе овцы Наибольший общественный резонанс получили проведенные конце 1990х годов замечательные эксперименты по клонированию овец Через 6 дней эмбрионы вымывали из яйцевода первого реципиента и исследовали под микроскопом Развивающийся зародыш культивировали течение 6 дней искусственной химической среде или яйцеводе овцы перетянутом лигатурой ближе к рогу матки Кроме того, авторы использовали качестве донорских относительно менее дифференцированные ядра клеток, окружающих ооцит Однако, хотя эти работы являются, бесспорно, выдающимся достижением, перспективы их дальнейшего развития следует оценивать с осторожностью.

Однако генетическая идентичность вовсе не означает абсолютного повторения морфологии, характера и темперамента клонов Современные методы селекции сельскохозяйственных животных базируются на использовании внутривидовой генетической изменчивости Из яйцевода самки извлекают зиготы, освобождают их от окружающих фолликулярных клеток, инкубируют специальных средах под объективом микроскопа Успешные эксперименты по получению трансгенных мышей с новыми генетическими признаками способствовали проведению подобных работ и с другими видами млекопитающих кроликами, овцами, свиньями, крупным рогатым скотом Это связано с тем, что у крупных сельскохозяйственных животных зиготы содержат значительные количества жировых и пигментных включений, что существенно затрудняет визуализацию пронуклеусов Действительно, стволовые клетки можно изолировать, так сказать, чистом виде и затем анализировать функции генных сетей на последовательных этапах их дифференциального развития Исследование стволовых клеток разных экспериментальных условиях, бесспорно, поможет этому решению и позволит представить новом свете тонкие механизмы восстановительных процессов, протекающих организме.

Итак, очевидно, что фазы деления мейоза гораздо сложнее, чем процесс митоза В яйцеклетке накапливаются питательные вещества, необходимые дальнейшем для развития зародыша, поэтому яйцеклетка это очень крупная клетка, и когда она делится, цель сохранить питательные вещества для будущего зародыша, поэтому деление цитоплазмы несимметрично После деления из него образуется ооцит второго порядка и первое полярное тельце Эта структура содержит ферменты, позволяющие сперматозоиду проникнуть через оболочку яйцеклетки Они необходимы, чтобы обеспечить биение хвостика и движение сперматозоида желательном ему направлении Но на самом деле скачок температуры происходит не точно при овуляции, а при изменении концентрации гормонов, овуляцию вызывающих, поэтому точность определения дня овуляции по температурному графику составляет примерно 2 После оплодотворения происходит деление клетки, восстановившей диплоидный набор хромосом В развитии мухи происходит последовательная смена форм, значительно отличающихся друг от друга яйцо, личинка, куколка и имаго взрослая особь.

Это еще один важный пример выполнения одной и той же фундаментальной клеточной функции на основе разных по первичной структуре белков Синопсис Локализация и функции мезенхимных стромальных клеток Камзолкина Контроль продолжительности жизни у грибов и других организмов Обзор достижений палеоантропологии, сравнительной генетики и эволюционной психологии Голубовский Популяционногенетический анализ продолжительности жизни Кутмин Геномный импринтинг случай наследования гематокрита, радиочувствительности и антиоксидантного статуса человека, а также веса новорожденных млекопитающих Что будет при столкновении этих волн жизни с потоками агрессивных рыжих лесных муравьев, живым ковром покрывающими лес В этот период синтезируются белки микротрубочек, из которых будет формироваться веретено деления во время митоза, запасается энергия Митоз поддерживает постоянное число хромосом клетках следующего поколения, дочерние клетки получают точно такую же генетическую информацию, которая находилась ядре материнской клетки.

Очень многие двуядерные и многоядерные клетки результат Амитоза некоторое число двуядерных клеток образуется при митотическом делении ядра без деления тела клетки они содержат суммарно полиплоидные хромосомные наборы Во многих случаях Амитоз и двуядерность сопутствуют компенсаторным процессам, протекающим тканях например, при функциональных перегрузках, голодании, после отравления или денервации На протяжении всей профазы продолжается спирализация хромосом, которые становятся толстыми и короткими Следовательно, митоз это способ деления клеток, заключающийся точном распределении генетического материала между дочерними клетками Один из таких ядов колхицин применяют цитогенетике с его помощью можно остановить митоз на стадии метафазной пластинки, что позволяет подсчитать число хромосом и дать каждой из них индивидуальную характеристику Половое размножение организмов осуществляется с помощью специализированных клеток Внутри набора все хромосомы разные, однако каждой хромосоме яйцеклетки соответствует одна из хромосом спермия Зигота, таким образом, содержит уже пару таких соответствующих друг другу хромосом, которые называют гомологичными В метафазе четыре соединенные хроматиды выстраиваются, образуя экваториальную пластинку, как если бы они были одной удвоенной хромосомой. Super User Создано 16 апреля 2017 Опубликовано 16 апреля 2017 Обновлено 16 апреля.

Каждое из двух делений мейоза I и II имеет свои отличительные черты Особенность первого деления мейоза состоит сложном и длительном прохождении клеткой профазы I Например, у человека при развитии сперматозоидов профаза I может длиться несколько суток, а при развитии яйцеклеток оогенез даже течение многих. Пахитена, стадия толстых нитей Процесс спирализации хромосом продолжается, причем гомологичных хромосомах он происходит синхронно Становится хорошо заметно, что хромосомы двухроматидные В пахитене наблюдается особенно тесный контакт между хроматидами Важнейшим событием пахитены является кроссинговер обмен участками между несестринскими хроматидами гомологичных хромосом Кроссинговер приводит к первой во время мейоза рекомбинации генов. Метафаза 2 1n2c Двухроматидные хромосомы выстраиваются экваториальной плоскости клетки, формируется метафазная пластинка. Анафаза 2 2n2с Происходит деление двухроматидных хромосом на хроматиды и расхождение этих сестринских хроматид к противоположным полюсам клетки при этом хроматиды становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами, происходит третья рекомбинация генетического материала.

Сперматоциты 1го порядка 2n4с вступают первое редукционное деление мейоза, после которого образуются сперматоциты 2го порядка n2c Сперматоциты 2го порядка вступают во второе эквационное деление мейоза и образуются округлые сперматиды nc Из одного сперматоцита 1го порядка возникают четыре гаплоидные сперматиды Фаза формирования характеризуется тем, что первично шаровидные сперматиды подвергаются ряду сложных преобразований, результате которых образуются сперматозоиды. Второе деление мейоза доходит до стадии метафазы 2, на этой стадии и происходит овуляция овоцит выходит из яичника и попадает маточные трубы.

При первом делении мейоза каждая хромосома располагается против своего гомолога Поскольку к этому времени хромосомы уже реплицировались, то результате образуются группы хромосом, каждая из которых содержит по четыре хромосомных эквивалента рис 16 12 Все еще оставаясь друг против друга, гомологичные хромосомы прикрепляются к средней части веретена, представляющего собой систему микротрубочек Затем члены каждой пары гомологичных хромосом отходят друг от друга, направляясь к противоположным полюсам веретена Таким образом, при первом делении мейоза хромосомы разделяются точно на два набора, каждом из которых содержится по одному члену каждой пары гомологичных хромосом При втором делении мейоза ядра, образовавшиеся при первом делении, делятся вновь Реплицировавшиеся хромосомы присоединяются к веретену и их центромеры, наконец, делятся тоже Из каждой реплицировавшейся хромосомы получаются, таким образом, две отдельные хромосомы, которые отходят к противоположным полюсам клетки У каждого полюса из группы собравшихся здесь хромосом образуется гаплоидное ядро, котором каждая исходная пара гомологичных хромосом представлена одним своим членом Теперь нам должно быть ясно, как происходит наследование различных пар генов, которое наблюдал Мендель Два члена той или иной пары генов расходятся, когда при первом делении мейоза происходит разделение гомологичных хромосом рис 16 13 Независимое распределение генных пар, принадлежащих негомологичным хромосомам, оказывается возможным потому, что различные пары хромосом перед первым делением мейоза могут выстраиваться разных клетках поразному рис 16 14 Независимое распределение хромосом и содержащихся них генов процессе мейоза создает возможность для возникновения многих различных генетических комбинаций Кроме того, новые комбинации возникают при оплодотворении, когда хромосомные наборы двух гамет сливаются, образуя первое диплоидное ядро нового индивидуума Таким образом, значение мейоза не только том, что он предотвращает удвоение генетического материала каждом новом поколении, но и том, что он тасует карты и сдает их поновому.

Виды бесполого размножения Рассмотрим основные виды бесполого размножения. У семенных растений споры потеряли функцию расселения, но являются необходимым этапом цикла воспроизведения. Другой вид вегетативного размножения фрагментация, процесс, основанный на регенерации Так, например, фрагмент тела дождевого червя дает начало целой особи Однако следует учитывать, что природных условиях фрагментация встречается редко, частности у многощетинковых червей, плесневых грибов, некоторых водорослей спирогира. Значение бесполого размножения Бесполое размножение позволяет быстро увеличивать численность особей данного вида благоприятных условиях Но при таком способе размножения все потомки имеют генотип, идентичный родительскому Следовательно, при бесполом размножении практически не происходит увеличения генетического разнообразия, которое могло бы оказаться очень полезным при необходимости приспособиться к изменившимся условиям обитания По этой причине подавляющее большинство живых организмов периодически или постоянно размножаются половым путем. Гаметогенез или предзародышевое развитие процесс созревания половых клеток, или гамет Поскольку ходе гаметогенеза специализация яйцеклетоки сперматозоидов происходит разных направлениях, обычно выделяют оогенез устаревшее название овогенез современных изданиях по эмбриологии больше не употребляется и сперматогенез. В результате из одной диплоидной клетки образуется четыре гаплоидных клетки.

Мейоз редукционное деление происходит уменьшение числа хромосом с диплоидного 2п до гаплоидного. Мейоз сопровождает образование гамет у животных и образование спор у растений В результате мейоза получаются гаплоидные ядра, при слиянии которых во время оплодотворения восстанавливается диплоидный набор хромосом. В зиготене происходит конъюгация сближение гомологичных хромосом, хромосом, имеющих одинаковую форму и размер одна из них получена от матери, другая от отца Гомологичные хромосомы притягиваются и прикладываются друг к другу по всей длине Центромера одной из парных хромосом точно прилегает к центромере другой, и каждая хроматида прилегает к гомологичной хроматиде другой. Метафаза I характеризуется тем, что биваленты хромосом располагаются по экватору клетки, образуя метафазную пластинку К ним прикрепляются нити веретена деления. Второе мейотическое деление называют эквационным Оно похоже на митоз Из хромосом, имеющих две хроматиды, образуются хромосомы, состоящие из одной хроматиды.

Слой цитоплазмы, располагающийся непосредственно под плазматической мембраной, называют кортикальным В нём заключены кортикальные гранулы Эти мембранные структуры гомологичны акросомному пузырьку спермия, поскольку содержат пищеварительные ферменты и формируются аппаратом Гольджи Но если каждый спермий имеет один акросомный пузырёк, то каждое яйцо содержит приблизительно 15000 кортикальных гранул В кортикальных гранулах кроме пищеварительных ферментов содержатся мукополисахариды и белок гиалинового слоя Ферменты и мукополисахариды участвуют защите яйца от проникновения многочисленных спермиев после того, как первый спермий придёт контакт с ним Этот процесс называется кортикальной реакцией При этом по кортикальному слою распространяется возбуждение импульс активации Затем содержимое кортикальных телец выделяется из яйца и оводняется В результате яйцевая оболочка отделяется от поверхности цитоплазмы и образуется пространство, заполненное жидкостью При контакте с ней сперматозоиды агглютинируют слипаются, что играет важную роль защите яйца от проникновения нескольких сперматозоидов. Алецитальные яйцеклетки содержат мало желтка Они характерны для плацентарных млекопитающих и для человека. Изолецитальные яйцеклетки мелкие, с небольшим количеством равномерно распределённого желтка Такие яйцеклетки свойственны хордовым, двустворчатым и брюхоногим моллюскам.

Клетки зачаткового эпителия гоноциты мужских и женских половых железах гонадах претерпевают ряд последовательных митозов и мейозов, называемых совокупности гаметогенезом Гаметогенез бывает. Процесс развития яйцеклеток, во время которого клетки яичника овогонии превращаются яйцеклетки, называется овогенезом Из первичных половых клеток, мигрирующих яичник на ранних стадиях эмбриогенеза, развиваются овогонии После серии митотических делений овогонии приступают к первому делению мейоза, и на этой стадии их уже называют овоцитами первого порядка. У млекопитающих оплодотворение внутреннее и весь процесс приспособлен к внутренней среде организма Половые пути самки принимают активное участие процессе оплодотворения Спермии млекопитающих сразу после выхода не способны к акросомной реакции для того, чтобы эта реакция стала возможной, спермиям необходимо течение некоторого времени находиться половых путях самки Условия, требующиеся для капацитации приобретения спермиями оплодотворяющей способности, варьирует зависимости от вида. Деление половых клеток при их созревании мейоз существенно отличается от митоза В процессе мейоза происходит уменьшение хромосомного набора вдвое. Во время мейоза происходит кроссинговер, обеспечивающий обмен наследственной информации и, следовательно, появление организмов с новыми признаками. Объединение половых клеток и восстановление диплоидного набора хромосом происходит результате оплодотворения.

Для оплодотворения всех споровых растений нужна вода, которой подвижные сперматозоиды должны подплывать к неподвижным яйцеклеткам. В цикле развития папоротников, как и всех высших растений, чередуются половое и бесполое поколения. В результате двух последовательных митотических делений образуются 2 маленькие клетки и одна большая антеридиальная клетка 2 маленькие клетки вскоре отмирают Антеридиальная клетка делится на маленькую генеративную клетку и более крупную клетку трубки, которая дальнейшем не делится и даёт начало пыльцевой трубке Генеративная клетка делится на две стерильную клетку и сперматогенную клетку Сперматогенная клетка даёт начало двум мужским гаметам Стерильная клетка перед оплодотворением набухает и способствует разрыву как её самой, так и сперматогенной клетки Таким образом, она способствует высвобождению мужских гамет. Цветок может считаться как спорофитом, органом бесполого размножения так как он производит микроспоры и мегаспоры так и гаметофитом органом полового размножения так как из микроспор развиваются мужские гаметы спермии, а из мегаспор женские яйцеклетки. Смысл двойного оплодотворения заключается том, что при формировании семени оплодотворяется не только яйцеклетка, но и центральное ядро зародышевого мешка Из зиготы развивается зародыш семени, из центральной клетки с оплодотворённым центральным ядром ткань, накапливающая питательные вещества вторичный триплоидный эндосперм.

Между соматическими и половыми клетками животных существует важное различие Оно заключается том, что соматические клетки способны к делению, репродуцируют себя и кроме того из них образуются половые клетки Напротив, половые клетки не делятся, но они начинают репродукцию целого организма. Диплоидные соматические клетки, из которых образуются мужские половые клетки, называют сперматогониями, а диплоидные соматические клетки, из которых образуются женские половые клетки овогониями Процесс образования роста и дифференциации мужских и женских половых клеток носит название гаметогенеза. Кроме того у этих растений мейоз происходит также специализированных клетках пыльников, которые также развиваются споры, продуцирующие конечном итоге пыльцу с двумя мужскими гаметами У земляных червей, которые являются гермафродитами и содержат мужские половые органы одном сегменте тела, а женские другом и которые характеризуются способностью к перекрестному оплодотворению между разными особями, имеется способность одновременно к сперматогенезу и овогенезу.

Мейоз состоит из двух делений клеточного ядра, которые называют мейотическими Первое мейотическое деление ядра разделяет членов каждой пары гомологичных хромосом после того, как они спарились одна с другой синапсис и обменялись генетическим материалом кроссинговер В результате этого разделения образуется два гаплоидных ядра Второе мейотическое деление разделяет две продольные половины хромосом хроматиды каждом из этих ядер, продуцируя четыре гаплоидных ядра. Первое мейотическое деление начинается первичном сперматоците и характеризуется длинной профазой, которая состоит из переходящих одна другую профазы I и профазы II В профазе I различают пять главных стадий лептонему, зигонему, пахинему, диплонему и диакинез. На стадии пахинемы, которая является наиболее долгой во времени стадией мейотической профазе, происходит конденсация бивалентов и разделение каждой хроматиды надвое, результате чего каждый бивалент представляет собой сложную спиральную структуру, состоящую из четырех сестринских хроматид тетрад В конце этой стадии начинается разделение спаренных хромосомбивалентов Теперь гомологичные хромосомы могут наблюдаться рядом Поэтому некоторых препаратах можно видеть четыре хромосомы, которые образуются результате дупликации каждого гомолога, формирующего сестринские хроматиды На этой стадии происходят обмены между гомологами и формирование хиазм.

На стадии диакинеза, которая сходна с диплотеной, продолжается укорочение бивалентов и наступает ослабление уменьшение хиазм, вследствие чего формируются дискретные единицы виде хроматид четырех Непосредственно после завершения этой стадии происходит растворение ядерной мембраны. В анафазе I начинается движение противоположных центромер к противоположным полюсам клетки В результате этого происходит разделение гомологичных хромосом Каждая хромосома состоит теперь из двух хроматид, удерживаемых центромерой, которая не делится и остается интактной Этим анафаза I мейоза отличается от анафазы митоза, при котором центромера подвергается разделению Важно заметить, что благодаря кроссинговеру каждая хроматида является генетически различной. Итак, первое мейотическое деление сперматоцитов I порядка приводит к образованию двух вторичных сперматоцитов II порядка Обе хроматиды структур, образующиеся результате редукционного деления, являются сестринскими хроматидами Последние возникают результате репликации, предшествующей первому мейотическому делению Второе мейотическое деление каждого вторичного сперматоцита приводит к образованию четырех сперматидов Таким образом, типичном мейозе клетки делятся дважды, тогда как хромосомы только один раз рис.

Мужские половые клетки, продуцируемые организмами разной видовой принадлежности, характеризуются подвижностью и чрезвычайным разнообразием размерах и по структуре рис 84 Например, длина сперматозоидов D melanogaster составляет 1, 76 мм, что 300 раз превышает длину сперматозоидов человека Больше того, длина сперматозоидов D bifurca составляет более 28 мм, что превышает длину самих насекомых этого вида двадцать. Размер У млекопитающих и многих видов птиц самцы более крупные и тяжёлые, чем самки У земноводных и членистоногих самки, как правило, крупнее самцов. Кожа Характерные наросты или дополнительные образования, такие как рога у оленевых, гребешок у петухов. Некоторые животные, прежде всего рыбы демонстрируют половой диморфизм только во время спаривания Согласно одной из теорий, половой диморфизм выражен тем больше, чем различнее являются вклады обоих полов уход за потомством Также он является показателем уровня полигамии. Зиготена или зигонема конъюгация соединение гомологичных хромосом с образованием структур, состоящих из двух соединённых хромосом, называемых тетрадами или бивалентами. Анафаза I микротрубочки сокращаются, биваленты делятся и хромосомы расходятся к полюсам Важно отметить, что, изза конъюгации хромосом зиготене, к полюсам расходятся целые хромосомы, состоящие из двух хроматид каждая, а не отдельные хроматиды, как митозе.

Профаза II происходит конденсация хромосом, клеточный центр делится и продукты его деления расходятся к полюсам ядра, разрушается ядерная оболочка, образуется веретено деления. И процессе митоза, и процессе мейоза происходит образование митотического веретена, расхождение хромосом, деление клетки. Процесс митоза включает себя одно деление, и результате образуются 2 дочерние клетки, а процесс мейоза два деления, результате образуются 4 дочерние клетки. У многоклеточных животных Г происходит специальных органах половых железах, или гонадах яичниках, семенниках, гермафродитных половых железах, и складывается из трёх основных этапов 1 размножение первичных половых клеток гаметогониев сперматогониев и оогониев путём ряда последовательных митозов, 2 рост и созревание этих клеток, называют теперь гаметоцитами сперматоцитами и ооцитами, которые, как и гаметогонии, обладают полным большей частью диплоидным набором хромосом В это время совершается основное событие Г у животных деление гаметоцитов путём мейоза, приводящее к редукции уменьшению вдвое числа хромосом этих клетках и превращению их гаплоидные клетки см Гаплоид сперматиды и оотиды 3 формирование сперматозоидов либо спермиев и яйцеклеток при этом яйцеклетки одеваются рядом зародышевых оболочек, а сперматозоиды приобретают жгутики, обеспечивающие их подвижность У самок многих видов животных мейоз и формирование яйца завершаются после проникновения сперматозоида цитоплазму ооцита, но до слияния ядер сперматозоида и яйцеклетки.

В бесполом размножении участвует только одна родительская особь новый организм может возникнуть из одной клетки или из нескольких неспециализированных клеток материнского организма. В природе встречается несколько видов бесполого размножения спорообразование, вегетативное размножение, почкование и до У некоторых организмов бесполое и половое размножение закономерно сменяют друг друга Это явление называется чередованием поколений Например, тенистых лесах можно увидеть заросли папоротника это бесполое поколение растении, которое размножается с помощью спор Из спор развивается половое поколение заросток папоротника Другой пример чередование вегетативного и полового размножения у целого ряда кишечнополостных животных. Бесполое размножение эволюционно возникло раньше полового С его помощью численность вида может быстро увеличиться Однако бесполой размножение не сопровождается повышением наследственной изменчивости потомков при таких формах все потомки генетически сходны с материнской особью, так как развиваются из клеток, делящихся митозом.

Половое размножение, его значение для эволюции пoлoвoe размножение имеет большое эволюционное преимущество по сравнению с бесполым Это обусловлено тем, что половом размножении принимают участие, как правило, две родительские особи В результате слияния мужской и женской половых клеток гамет, несущих гаплоидный набор хромосом, образуется оплодотворенная яйцеклетка зигота, несущая наследственные задатки обоих родителей Благодаря этому увеличивается наследственная изменчивость потомков и повышается их возможность приспособлении к условиям среды обитания. Первое и второе деление мейоза складываются из тех же фаз, что и митоз, но сущность изменений наследственном аппарате другая. Метафаза 2 1п 2с Формируются метафазная пластинка и веретено деления, нити веретена деления прикреп ляются к центромерам. Таким образом, результате двух последовательный делений мейоза диплоидная клетка дает начало четырем дочерним, генетически различным клеткам с гаплоидный набором хромосом. Цитология Структурные компоненты клетки Цитоплазма Полиплоидия механизмы образования полиплоидных клеток одноядерных, многоядерных, функциональное значение этого явления Мейоз.

Процесс первого мейотического деления у человека занимает несколько недель, тогда как второе завершается течение 8, поэтому сперматоциты 2го порядка найти на препаратах трудно В результате мейотической фазы сперматогенеза образуются четыре гаплоидные сперматиды, содержащие по 22 соматические и 1 половой хромосоме В отличие от образования женских половых клеток, где всегда образуются гаметы, содержащие женскую Ххромосому, при сперматогенезе образуются различные сочетания аутосомных и половых хромосом половина клеток содержит половую Ххромосому, половина Yхромосому Таким образом, сперматозоиды можно условно разделить на женские X и мужские Y первые после оплодотворения дадут женский пол XX, вторые мужской XY Суммарно из одной стволовой спермато гонии образуются 64 сперматиды По мере созревания клетки продвигаются от базальной мембраны к просвету канальца, и различных участках канальца можно наблюдать сперматогенные клетки на разных этапах развития и дифференцировки. Важная особенность сперматогенеза заключается том, что ходе последовательных делений цитокинез расхождение клеток не доходит до конца Клетки остаются связанными между собой посредством цитоплазматических мостиков диаметром 1 2 мкм Поскольку молекулы и ионы легко проникают через межклеточные мостики, клетки такого клона развиваются синхронно Такая связь нарушается только при достижении ими стадии сперматид.

Через промежуточную часть длиной около 7 мкм и толщиной около 1 мкм вокруг аксонемы проходят девять плотных продольно ориентированных волокон, окруженных митохондриальным влагалищем, образованным спирально расположенными митохондриями с хорошо развитыми кристами. Овогенез это процесс образования и развития женских половых клеток Он включает себя 3 фазы. Фаза размножения начинается эмбриональном периоде и продолжается течение 1го года жизни девочки К моменту рождения у девочки имеется около 2х млн клеток К периоду полового созревания остается около 40 тыс половых клеток и последующем 1 раз 2832 дня происходит созревание и выход одной яйцеклетки маточную трубу овуляция Овуляция прекращается при наступлении беременности или менопаузы Сущностью фазы размножения является митотическое деление овогоний. Фаза роста, конце 1го года жизни девочки размножение овогоний останавливается и клетки яичника вступают фазу малого роста, превращаясь овоциты 1го порядка Наступает 1 блок роста, который снимается с наступлением полового созревания, то есть появлением женских половых гормонов Далее овоциты 1го порядка вступают фазу большого роста.

Фаза созревания, как и во время сперматогенеза, включает себя два деления, причем второе следует за первым без интеркинеза, что приводит к уменьшению редукции числа хромосом вдвое, и набор из становится гаплоидным При первом делении созревания овоцит 1го порядка делится, результате чего образуются овоцит 2го порядка и небольшое редукционное тельце Овоцит 2го порядка получает почти всю массу накопленного желтка и поэтому остается столь же крупным по объему, как и овоцит 1го порядка Редукционное же тельце представляет собой мелкую клетку с небольшим количеством цитоплазмы При втором делении созревания результате деления овоцита 2го порядка образуются одна яйцеклетка и второе редукционное тельце Первое редукционное тельце иногда тоже делится на две одинаковые мелкие клетки В результате этих преобразований овоцита 1го порядка образуются одна яйцеклетка и три редукционных тельца. Снаружи яйцеклетка покрыта 3мя оболочками, у человека имеются следующие. Лептотена стадия тонких нитей Хромосомы видны световой микроскоп виде клубка тонких нитей Раннюю лептотену, когда нити хромосом видны еще очень плохо, называют пролептотена. В прометафазе I ядерная оболочка разрушается фрагментируется Формируется веретено деления Далее происходит метакинез биваленты перемещаются экваториальную плоскость клетки.

В общем случае результате мейоза из одной диплоидной клетки образуется четыре гаплоидные клетки При гаметном мейозе из образовавшихся гаплоидных клеток образуются гаметы Этот тип мейоза характерен для животных Гаметный мейоз тесно связан с гаметогенезом и оплодотворением При зиготном и споровом мейозе образовавшиеся гаплоидные клетки дают начало спорам или зооспорам Эти типы мейоза характерны для низших эукариот, грибов и растений Споровый мейоз тесно связан со спорогенезом Таким образом, мейоз это цитологическая основа полового и бесполого спорового размножения. Первая работа Какие клетки, например, у лягушки образуются результате митоза Какие клетки образуются результате мейоза В результате каких процессов организме диплоидный набор хромосом переходит гаплоидный В результате какого процесса гаплоидный набор хромосом переходит диплоидный Какие клетки содержат гаплоидный набор хромосом Какие клетки содержат диплоидный набор хромосом В результате каких процессов из диплоидной клетки образуются диплоидные клетки. Здравствуйте, уважаемые читатели блога репетитора биологии по Скайпу. Опять, возможно, начну с долей критики адрес учебников Тема деления, размножения клеток настолько важна, что ей уделяется действительно много места Казалось бы, что еще может быть лучше для объяснения процессов приводится груда цветных иллюстраций и всевозможных схем.

И вот только после завершения постсинтетического периода интерфазы G2, подготовив всё необходимое, клетка приступает сначала к делению ядра кариокинезу или митозу а затем происходит и само деление клетки цитокинез. Еще раз обращаю ваше внимание, что у животных организмов мейозом делятся клетки специализированных тканей гонад, из которых образуются гаметы или половые клетки А у растений мейозом образуются споры, у уже потом путем митозов образуются гаметы. Именно при мейозе при созревании половых клеток могут происходить результате коньюгации гомологичных хромосом всякие перетасовки генетического материала между гомологичными хромосомами профазу I мейоза кроссинговер. Даже если хорошо помнится, что митозом размножаются все соматические клетки организма, а мейоз способ образования половых клеток, допускается следующая ошибка. Здравствуйте, Анастасия Конечно, очень приятно получать положительные отзывы о работе Действительно, цель моих статей сделать трудно воспринимаемый материал как можно более доступным Спасибо, Анастасия, что именно за это Вы меня и благодарите. Здравствуйте, подскажите пожалуйста ответ на вопрос Какова биологическая роль эквационного деления.

Здравствуйте, Никита 1 Всегда митозом клетки тканей спорофита диплоидны из материнских клеток 2n результате митозов будут образовываться по две дочерние клетки с таким же набором хромосом 2n 2 В спорангиях спорофита образуются сначала диплоидные, как и весь спорофит, споры Но, при из созревании, перед тем как высыпаться на землю и образовать заросток, споры претерпевают меотические деления и становятся 1n Такие мейотические споры, делясь митозами образуют клетки заростка 1n 3 Конечно, половые клетки и у животных, и у растений всегда гаплоидны 1n, но образуются они у растений митозами, а не мейозами, так как образуются из клеток не 2n, а 1n иначе они стали бы 0, 5n 4 Да это так сперматозоиды и яйцеклетки, сформированные на одном заростке несут одни и те же признаки как и гермафродитные кишечнополостные и черви, но, у которых, как правило, свои яйцеклетки должны оплодотворяться сперматозоидами другой особи и, соответственно, их сперматозоиды должны оплодотворять яйцеклетки другой особи перекрестное оплодотворение 5 Да, эволюционного смысла таком чередовании поколений без перекрестного оплодотворения вроде бы и нет Но, как и у гермафродитных животных, возможно, происходит и оплодотворение яйцеклеток сперматозоидами с заростка другого папоротника хотя это и менее вероятностный процесс Никита, как видите, я лишь подтвердил все Ваши вопросы и сомнения Когда прочтете, я перенесу этот наш диалог комментарии к статье Чередование поколений там он будет более уместен.

Дмитрий, на этот раз составители задания с выбором правильного ответа не ошиблись, но написано об этом лишь какомто одном из 57 хороших школьных учебников по Общей биологии Конечно, такие уж слишком глубокопательные вопросы тестовые задания не должны бы включаться вовсе но с каждым годом таких пакостей будет все больше и больше Кстати, этот тест дрянной и потому, что ответы 2 растворяется и 3 исчезает расщепляется ферментами это одно и тоже Мембрана состоит из органических веществ и раствориться она может не иначе как под действием ферментов. Половое размножение организмов осуществляется с помощью специализированных клеток, гамет, яйцеклетки яйца и спермия сперматозоида Гаметы, сливаясь, образуют одну клетку зиготу Каждая гамета гаплоидна, имеет по одному набору хромосом Внутри набора все хромосомы разные, однако каждой хромосоме яйцеклетки соответствует одна из хромосом спермия Зигота, таким образом, содержит уже пару таких соответствующих друг другу хромосом, которые называют гомологичными Гомологичные хромосомы сходны, поскольку имеют одни и те же гены или их варианты аллели, определяющие специфические признаки Например, одна из парных хромосом может иметь ген, кодирующий группу крови А, а другая его вариант, кодирующий группу крови. Различие состоит том, что кроссинговер разделяет гены одной и той же хромосомы, тогда как независимая сортировка разделяет только гены разных хромосом.

Вегетативное размножение отличие от бесполого, это размножение отделенными от материнского организма многоклеточными частями, например, вегетативными органами. У многоклеточных водорослей, грибов и лишайников вегетативное размножение может происходить виде фрагментации посредством отделения определенных участков тела например, зеленых нитчатых водорослях, плесневых грибов, лишайников или за счет специализированных образований у лишайников. Высшие растения могут размножаться вегетативными органами или их частями корнями, частями побегов и их видоизменений корневищ, клубней, луковиц, клубнелуковиц, почек, отпадают от материнской особи, усов. Почкование от материнского организма отделяются одна или несколько многоклеточных почек, из которых впоследствии развиваются дочерние особи полипы кишечнополостных, некоторые кольчатые черви, если почки остаются связанными с материнским организмом течение жизни, возникает колония например, коралловые полипы. Половое размножение способствует генетическому разнообразию особей вида, обеспечивает быстрое приспособление вида к меняющимся условиям существования и освоения новых экологических. В жизни клетки различают жизненный цикл и клеточный цикл Жизненный цикл значительно длиннее Это продолжительность от образования клетки результате разделения материнской клетки и до следующего деления или смерти клетки На протяжении жизни клетки растут, дифференцируются, выполняющие специфические функции.

Анафаза от греч движение вверх и период, стадия Эта фаза митоза начинается с разделения центромер Сестринские хроматиды отходят друг от друга, разделяются и соединяются их центромерные участки Все центромеры делятся одновременно во всех хромосомах данной клетки Каждая хроматидами с отдельной центромерой становится дочерней хромосомой и по нитям веретена начинает двигаться к одному из полюсов В это время их называют сестринскими дочерними хромосомами Все сестринские хромосомы движутся к противоположным полюсам одновременно и достаточно быстро Хромосомы движутся при взаимодействии двух процессов сокращения нитей веретена, влекущих хромосомы, и удлинение центральных нитей веретена Набор генетического материала составляет. Организмы, которые размножаются половым путем, образуют половые клетки, или гаметы Этому предшествует особый способ деления клеточного ядра их предшественников мейоз от греч уменьшение С помощью мейоза образуются и созревают половые клетки сперматозоиды и яйцеклетки Мейотического деления впервые описано 1888 Он лежит основе редукции числа хромосом уменьшение вдвое 2n n С диплоидных клеток образуются гаплоидные. В каждом разделе мейоза различают профазу, метафазу, анафазу и телофазу Фазы первого раздела обозначают римской цифрой I профаза I, метафаза I и, а фазы второго раздела цифрой II профаза II, метафаза II.

Телофаза I Начинается, когда анафазные хромосомы достигли полюсов клетки, на каждом полюсе находится гаплоидных число хромосом Характеризуется образованием ядерной мембраны и восстановлением структур ядра Образуются две дочерние клетки. Интерфаза между I и II делением мейоза бывает очень короткой В отличие от обычной интерфазы здесь отсутствует репродукция хромосом Мейоз II происходит по типу обычного митоза. В анафазе II происходит различие удвоенных центромер, вследствие чего дочерние хроматиды движутся к разным полюсам. Мейоз обеспечивает и новое распределение целых хромосом между дочерними клетками, становится возможным перегруппировка хромосом, различное сочетание материнских и отцовских хромосом гаплоидных ядрах половых хромосом. Половые клетки выполняют функцию передачи наследственной информации от особей родительского поколения потомкам По сравнению с неполовыми соматическими клетками они имеют половинный как правило, гаплоидный набор хромосом, что обеспечивает при их слиянии воспроизведения оплодотворенной яйцеклетке типичного для организмов набора хромосом диплоидного В отличие от неполовых клеток, гаметы характеризуются низким уровнем обменных процессов.

Яйцеклетки отличаются от сперматозоидов большими размерами, поскольку основном содержат запас питательных веществ, необходимых для развития зародыша, и могут быть покрыты различными оболочками например, у птиц яйцеклетка дополнительно покрыта толстой белковой оболочкой, двумя тонкими подшкаралупными, твердой известняковой скорлупой и внешним тонким кутикулярным слоем Эти оболочки выполняют защитную функцию, а белковая является источником воды для развивающегося зародыша Размеры яйцеклетки зависят от количества запасных питательных веществ ее цитоплазме, например, у плацентарных млекопитающих, зародыш которых получает питательные вещества от материнского организма через плаценту, размеры яйцеклетки без оболочки варьируют от 50 мкм полевки до 180 мкм у овцы, диаметр яйцеклетки человека составляет 90 мкм Если цитоплазме яйцеклетки накапливается значительный запас питательных веществ желток, ее размеры без оболочек могут достигать нескольких сантиметров 5070 мм у акулы, 80 мм у страуса, 290 мм селедочная акула.

Сперматозоиды меньше яйцеклетки, их длина составляет от 10 до 800 мкм, однако иногда может достигать 8000 мкм некоторые ракообразные Сперматозоиды движутся преимущественно с помощью жгутика Строение этих жгутиков подобно строению жгутиков разных типо клеток эукариот, они обеспечивают поступательное движение жидкой среде Сперматозоиды млекопитающих имеют короткую головку, которой находится ядро На ее переднем конце имеется особая органелла акросома формируемая за счет элементов комплекса Гольджи Акросома обеспечивает проникновение сперматозоида яйцеклетку, выделяя ферменты гиалуронидазу и муромидазу, растворяющие оболочку яйцеклетки и обеспечивающие ее активацию. В зоне размножения сперматогонии и оогонии клетки предшественники сперматозоидов и яйцеклеток размножаются митотическим разделением, количество их увеличивается, у мужчин митоз начинается периоде полового созревания и длится десятки лет, у женщин разделение оогоний происходит только эмбриональном периоде их жизни и заканчивается еще до рождения. После окончания роста сперматоциты и ооциты первого порядка переходят зону созревания, где результате мейотического деления превращаются яйцеклетки и сперматозоиды с гаплоидным набором хромосом.

При оогенезе вследствии неравномерного распределения цитоплазмы как при первом, так и при втором делениях мейоза только одной клетке оказывается больший запас питательных веществ, необходимых для развития будущего зародыша образуется одна зрелая яйцеклетка с гаплоидным набором хромосом и три маленьких клетки направляющие тельца, которые затем исчезают. Половое размножение животных и растений сопровождается оплодотворением слиянием двух гамет мужской и женской В результате образуется оплодотворенная яйцеклетка зигота, которая дает начало развитию нового поколения организмов Только 1875 году было доказано, что основе процесса оплодотворения лежит слияние ядер одной женской и мужской половых клеток, и тем самым объединение их хромосом Вследствии объединения гаплоидных наборов хромосом восстанавливается диплоидное их число. Биологическое значение оплодотворения заключается восстановлении хромосомного набора, присущего данному виду и способствует разнообразию генетического материала В оплодотворенной яйцеклетке каждой паре гомологичных хромосом одна из них родительская, вторая материнская, и поэтому новый организм, который развивается, несет себе признаки обоих родителей, увеличивает 1 Вследствие объединения гаплоидных наборов хромосом восстанавливается диплоидное число хромосом.

Партеногенез от греч девушка происхождение, рождение развитие организма из неоплодотворенной яйцеклетки, когда новое поколение имеет материнский неизмененный генотип У одних видов, например ящериц, существуют партеногенетические и двуполые популяции, других партеногенез единственный способ размножения например, у насекомых палочников У тлей и дафний закономерно изменяются половые и партеногенетические поколения. Мультифакторные одновременное действие генетических и экзогенных факторов на развитие врожденных пороков. Кайнозойский период Альпийские типы мягкотелых Кайнозойская эра Период Предок современный домашних быков Носороги Мерка Растительность межледниковых эпох Степь Растительность ледниковых эпох Тундра Климат Межледниковые эпохи Тайга Беспозвоночные Позвоночные плейстоцена Ранняя кайнозойская эра Начало формирования современной конфигурации мира. Гологамия греч голос, холос цельный, весь и гамия половой процесс примитивная форма полового процесса у одноклеточных организмов, при котором гаметы не образуются, а сливаются целиком ороби Характерна для равножгутиковых зеленых водорослей и хитридиевых грибов.

Деление клеток процесс увеличения числа клеток путем деления исходной клетки Согласно одному из положений клеточной теории, клетки образуются только из клеток, что исключает самозарождение клеток или образование их из неклеточного живого вещества Известны три типа деления клеток митоз, амитоз, мейоз Митоз характерен для соматических клеток клеток тела всех эукариот растений и животных, он является универсальным типом деления Мейоз осуществляется при образовании половых клеток у животных и спор у растений Амитоз это прямое деление клеток, не связанное с прохождением фаз, оно сопровождается перетяжкой ядра, часто без деления цитоплазмы он характерен для клеток зародышевых оболочек животных или эндосперма семени растений Одни клетки делятся часто, постоянно, например, клетки эпителия, красного костного мозга, надкостницы у животных и человека, камбиальные клетки и клетки конусов нарастания у корня и стебля растений Другие клетки, однажды возникнув, больше не делятся и живут столько же, сколько весь орган, например, клетки нервной системы, мышц у животных или клетки кожицы, древесины, запасающей ткани у растений Чем выше специализация клеток, тем ниже их способность делиться.

Диплоидная клетка греч диплос двойной эйдос вид клетка, имеющая двойной набор гомологичных хромосом, имеющая по две гомологичные хромосомы У большинства животных соматические клетки диплоидны у большинства высших растений диплоидные клетки представляют основную фазу жизненного цикла спорофит Диплоидные клетки и фаза развития обозначаются. Зигогамия греч зигон пара и гамия половой процесс тип полового процесса у грибов Его особенность заключается отсутствии гамет, поскольку многоядерном протопласте дифференцировки не происходит Характерно для гриба мукора, у которого концы гиф многоядерного мицелия и сливаются, отделяются от остального мицелия и покрываются толстой оболочкой образуется зигота После некоторого периода покоя ядра тоже сливаются. Конъюгация лат конъюгацио соединение форма полового процесса без участия гамет Характерна для кишечной палочки отдел Бактерии, инфузориитуфельки тип Простейшие, у которых сближаются две одноклеточные особи и через цитоплазматический мостик обмениваются генетическим материалом В результате конъюгации у бактерий не происходит увеличение числа особей У зеленой водоросли спирогиры конъюгация происходит подругому две многоклеточные нити и встают параллельно друг другу, образуют встречные цитоплазматические мостики, по которым протопласт физиологически мужской особи перетекает женскую нить В результате образуется множество зигот.

Оогамия греч оон яйцо, гамия половой процесс наиболее распространенная форма полового процесса, при котором гаметы четко различаются яйцеклетка крупная, с запасом питательных веществ, неподвижная, сперматозоид значительно мельче, подвижный, со жгутиками Оогамия свойственна всем многоклеточным животным, некоторым грибам, водорослям и всем высшим растениям.

Профаза I мейоза I самая продолжительная фаза первого деления мейоза Она включает себя большое количество различных процессов, поэтому ее подразделяют на пять стадий 1 Лептотена фаза тонких нитей Происходит спирализация хромосом, они укорачиваются и становятся видимыми световой микроскоп как обособленные структуры 2 Зиготена фаза парных нитей Гомологичные хромосомы сближаются по всей длине и образуют пары биваленты тетрады Так как каждая из гомологичных хромосом имеет собственную центромеру, то биваленте имеется две центромеры Начинается конъюгация хромосом 3 Пахитена фаза толстых нитей Завершение конъюгации Дальнейшее уплотнение упаковки хромосомного материала, усиление спирализации хромосом В бивалентах происходит расщепление каждой хромосомы на две хроматиды, которые остаются при этом соединенными нескольких точках при помощи своих центромер, а также хиазм, возникших при конъюгации Происходит кроссинговер обмен гомологичными участками гомологичных хромосом После завершения кроссинговера гомологичные хромосомы не расходятся, а остаются связанными бивалент тетраду вплоть до анафазы 4 Диплотена фаза удвоенных нитей Гомологичные хромосомы несколько отходят друг от друга, оставаясь связанными при помощи хиазм 5 Диакинез фаза расходящихся хромосом Исчезают ядерная оболочка и ядрышко Центриоли, если они есть, мигрируют к полюсам клетки Уменьшается число хиазм, хромосомы перемещаются плоскость экватора Образуются нити веретена деления.

Соматические клетки клетки тела животного или растения неполовые клетки. Чередование поколений смена полового и бесполого поколений цикле развития некоторых животных кишечнополостные, некоторые членистоногие и растений, различающихся способом размножения У животных, например некоторых медуз, половое поколение представлено свободноплавающими одиночными медузами, а бесполое сидячими полипами, образующими колонии, от которых путем почкования отделяются новые особи У большинства растений одно поколение имеет гаплоидный набор хромосом клетках это обычно половое поколение, дающее гаметы, гаметофит, а другое диплоидный обычно это бесполое поколение, дающее споры, спорофит У водорослей, папоротников это различные организмы у мхов, голосеменных и покрытосеменных половое и бесполое поколения находятся на одной особи см рис. Шизогония греч шизо разделяю, расщепляю и гония порождаю множественное бесполое размножение у простейших споровики Ядро материнской особи многократно делится путем митоза, а затем разросшаяся многоядерная клетка распадается на множество одноядерных клеток. Г омологичные хромосомы расходятся к полюсам клетки, происходит редукция числа хромосом, уменьшение вдвое, у каждого полюса одна хромосома из пары. Образуются 4 клетки с гаплоидным набором хромосом каждой, образуемые гаметы генетически уникальны. Диакинез стадия расхождения Контакт между хроматидами сохраняется на одном или обоих концах Исчезают ядрышки и ядерная оболочка.

В метафазе I биваленты располагаются по экватору, они прикреплены области центромер к нитям веретена Гомологичные хромосомы связаны друг с другом переместившимися к концам хромосом хиазмами. Телофаза I очень короткая, процессе ее идет формирование новых ядер Хромосомы деконденсируются и деспирализуются Произошла редукция числа хромосом каждом ядре п2с В этот редуцированный гаплоидный набор попадает обязательно по одной гомологичной хромосоме из каждого бивалента Происходит независимая комбинация гомологичных хромосом отцовские материнские число возможных вариантов 2 23 2 более 4 млн В этом принципиальное отличие мейоза от митоза Так заканчивается редукционное деление. Цитокинез у многих организмов происходит не сразу после деления ядер, так что одной клетке лежат два ядра более мелких, чем исходное. Итак, мейоз I вступает диплоидная клетка с удвоенным набором хромосом В результате мейоза I образуются две гаплоидные клетки с удвоенными хромосомами В результате мейоза II образуются четыре гаплоидные, генетически разнородные клетки с одинарными хромосомами. С помощью мейоза образуются половые клетки с меньшим набором хромосом и с качественно иными генетическими свойствами, чем у родительских клеток. Благодаря кроссинговеру половых клетках оказываются хромосомы с иными наследственными свойствами сравнении с хромосомами родительских гамет.

В результате из каждой удвоенной хромосомы получаются две отдельные хромосомы, которые отходят к противоположным полюсам клетки На обоих полюсах из групп собравшихся здесь хромосом образуется ядро В нем каждая пара гомологичных хромосом представлена только одной хромосомой. В результате мейоза из одной клетки появляются четыре клетки с гаплоидным набором хромосом. Процесс образования мужских половых клеток сперматозоидов называют сперматогенезом от греч spermatos семя и genesis возникновение, происхождение Процесс развития женских половых клеток яйцеклеток называют овогенезом или оогенезом от греч oon яйцо и genesis возникновение, происхождение. Мейоз особый способ клеточного деления, результатом которого является рекомбинация генетического материала и получение гаплоидных клеток. В гомологичных хромосомах гены расположены друг напротив друга Эти пары аллельных генов отвечающих за альтернативные признаки, если находятся гетерозиготном состоянии. Моделируем ситуацию обмена участками хромосомы на примере рукавов пиджака Приходим к заключению, что для того чтобы обменяться рукавами, необходимо их отрезать, поменять местами и пришить на соответствующее место.

В ходе онтогенеза клетки тела у диплобионтов размножаются преимущественно митозом Исключение составляют некоторые просто устроенные организмы, например дрожжи, у которых зигота, образовавшаяся после оплодотворения, сразу приступает к мейозу, и дальше эти одноклеточные грибы размножаются гаплоидном состоянии также митозом до наступления этапа полового размножения. Мейоз происходит два этапа клеточных делений то есть за два клеточных цикла, между которыми не происходит редубликации. В случае гаметного мейоза при развитии организма происходит выделение клонов герминативных клеток, которые впоследствии будут дифференцироваться половые клетки И только клетки этих клонов будут при созревании подвергаться мейозу и превращаться половые клетки Следовательно, все клетки развивающихся многоклеточных животных организмов можно разделить на две группы соматические, из которых будут образовываться клетки всех тканей и органов, и герминативные, которые дадут начало половым клеткам.

Такое выделение герминативных клеток гоноцитов обычно происходит на ранних стадиях эмбрионального развития рис 334 Так, детерминация гоноцитов у рачка циклопа осуществляется уже на первом делении зиготы одна из двух клеток дает начало терминальным клеткам У аскариды герминативные клетки, или клетки зародышевого пути А Вейсман, выделяются на стадии 16 бластомеров, у дрозофилы на стадии бластоцисты, у человека первичные половые клетки гонобласты появляются на третьей неделе эмбрионального развития стенке желточного мешка каудальном отделе эмбриона. Лептотена или стадия тонких нитей, морфологически напоминает раннюю профазу митоза, но отличается тем, что при мейозе ядра обычно крупнее и хромосомы очень тонкие, так что проследить их по всей длине очень трудно см рис. Рис 338 Схема участка пахитенной хромосомы и синаптонемного комплекса.

Диплотена стадия двойных нитей см рис 339 На этой стадии мейоза происходит отталкивание гомологов друг от друга, которое часто начинается зоне центромер Но при этом пары сестринских хроматид каждой гомологичной хромосомы остаются соединенными между собой центромерных районах и по всей длине В это время сестринские хроматиды отчетливо выявляются световом микроскопе По мере отталкивания хромосом бивалентах хорошо видны хиазмы места перекреста и сцепления хромосом Только этих участках сохраняется структура синаптонемного комплекса разошедшихся районах он исчезает Расположение хиазм может быть различным у разных видов на разных хромосомах Более длинные хромосомы имеют больше хиазм, чем короткие, но и самые короткие могут иметь одну хиазму на бивалент Если есть одна точка контакта, то бивалент приобретает вид креста, если две, то вид петли или ряда петель при наличии более двух хиазм см рис. В диплотенной стадии происходит некоторое укорачивание и конденсация хромосом, результате чего отчетливо выявляется их четырехнитчатая структура В зоне хиазм при этом видно, что перекрест вовлекаются только две хроматиды из четырех по одной от каждого гомолога рис.

Как во время митоза, так и при расхождении хромосом I и II делении мейоза происходит случайное распределение хромосом по дочерним клеткам Это и создает генетическое разнообразие возникающих гаплоидных половых клетках Так, диплоидных клетках с числом хромосом, равным двум, после мейоза образуются четыре различные клетки, число вариантов будет равно 2 n У человека же после меойза может возникнуть несколько миллионов различающихся клеток, даже если будет исключен кроссинговер, который увеличит это разнообразие еще во много. Завершение мейоза для мужских и женских гоноцитов различное При мейозе сперматогониев возникают четыре одинаковых по размеру сперматоцита, которые затем дифференцируются сперматозоиды. Мейоз заканчивается формированием ядерных оболочек вокруг четырех гаплоидных ядер, образовавшихся телофазе II рис. Гематоэнцефалический барьер Между нейронами и кровью головном мозге существует так называемый гематоэнцефалический барьер, который обеспечивает избирательное поступление веществ из крови к нервным клеткам.

Мейоз важный этап жизненных циклов, включающих половое размножение, так как он ведет к уменьшению количества генетического материала вдвое Благодаря этому ряду поколений, размножающихся половым путем, это количество остается постоянным, хотя при оплодотворении оно каждый раз удваивается Во время мейоза результате случайного расхождения хромосом независимое распределение и обмена генетическим материалом между гомологичными хромосомами кроссинговер возникают новые комбинации генов, попавших одну гамету, и такая перетасовка повышает генетическое разнообразие Слияние содержащихся гаметах гаплоидных ядер называют оплодотворением или сингамией оно приводит к образованию диплоидной зиготы, клетки, содержащей по одному хромосомному набору от каждого из родителей Это объединение зиготе двух наборов хромосом генетическая рекомбинация представляет собой генетическую основу внутривидовой изменчивости Зигота растет и развивается зрелый организм следующего поколения Таким образом, при половом размножении жизненном цикле происходит чередование диплоидной и гаплоидной фаз, причем у разных организмов эти фазы принимают различные формы. Партеногенез одна из модификаций полового размножения, при которой женская гамета развивается новую особь без оплодотворения мужской гаметой Партеногенетическое размножение встречается как царстве животных, так и царстве растений, и преимущество его состоит том, что некоторых случаях оно повышает скорость размножения.

Партеногенез широко распространен у растений, где он принимает различные формы Одна из них апомиксис представляет собой партеногенез, имитирующий половое размножение Апомиксис наблюдается у некоторых цветковых растений, у которых диплоидная клетка семязачаткалибо клетка нуцеллуса, либо мегаспора развивается функциональный зародыш без участия мужской гаметы Из остального семязачатка образуется семя, а из завязи развивается плод В других случаях требуется присутствие пыльцевого зерна, которое стимулирует партеногенез, хотя и не прорастает пыльцевое зерно индуцирует гормональные изменения, необходимые для развития зародыша, и на практике такие случаи трудно отличить от настоящего полового размножения.

Сперматозоиды спермии образуются результате ряда последовательных клеточных делений, называемых совокупности сперматогенезом, за которыми следует сложный процесс дифференцировки, называемый спермиогенезом Процесс образования спермия занимает примерно 70 дней на 1 веса яичка образуется 107 спермиев сутки Эпителий семенного канальца состоит из наружного слоя клеток зачаткового эпителия и примерно шести слоев клеток, образовавшихся результате многократных делений клеток этого слоя эти слои соответствуют последовательным стадиям развития сперматозоидов Сначала деление клеток зачаткового эпителия дает начало многочисленным сперматогониям, которые увеличиваются размерах и становятся сперматоцитами первого порядка Эти сперматоциты результате первого деления мейоза образуют гаплоидные сперматоциты второго порядка, после чего претерпевают второе деление мейоза и превращаются сперматиды Между тяжами из развивающихся клеток расположены крупные клетки Сертоли, или трофические клетки, расположенные во всем пространстве от наружного слоя канальца до его просвета.

Сперматозоиды, или спермии, это очень мелкие подвижные мужские гаметы, образуемые мужскими гонадамисеменниками их количество исчисляется миллионами Форма спермиев у разных животных различна, однако строение их однотипно Каждый сперматозоид можно подразделить на пять участков В головке сперматозоида находится ядро, содержащее гаплоидное число хромосом и прикрытое акросомой Акросома особая структура, ограниченная мембраной, содержит гидролитические ферменты, способствующие проникновению спермия ооцит непосредственно перед оплодотворением таким образом, функционально ее можно рассматривать как увеличенную лизосому В короткой шейке спермия расположена пара центриолей, лежащих под прямым углом друг к другу Микротрубочки одной из центриолей удлиняются, образуя осевую нить жгутика, проходящую вдоль всей остальной части сперматозоида Средняя часть расширена за счет содержащихся ней многочисленных митохондрий, собранных спираль вокруг жгутика Эти митохондрий доставляют энергию для сократительных механизмов, обеспечивающих движения жгутика Главная и хвостовая части сперматозоида имеют строение, характерное для жгутиков на поперечном срезе видна типичная структура 9 2 9 пар периферических микротрубочек, окружающих пару центральных микротрубочек.

Если смотреть на головку человеческого спермия сверху, то она кажется округлой, а при взгляде сбоку уплощенной Одного только жгутикового движения недостаточно, чтобы сперматозоид мог пройти расстояние от влагалища до места, где происходит оплодотворение Главная локомоторная задача спермиев состоит том, чтобы скопиться вокруг ооцита и ориентироваться определенным образом, прежде чем проникнуть сквозь мембраны ооцита. Яичники прикреплены к стенке брюшной полости с помощью складки брюшины и выполняют две функции производят женские гаметы и секретируют женские половые гормоны Яичник имеет миндалевидную форму, состоит из наружного коркового и внутреннего мозгового слоев и заключен соединительнотканную оболочку, называемую белочной оболочкой Наружный слой коркового вещества состоит из клеток зачаткового эпителия, из которого образуются гаметы Корковое вещество образовано развивающимися фолликулами, а мозговое вещество стромой, содержащей соединительную ткань, кровеносные сосуды и зрелые фолликулы. Зигота проходит стадии анафазы и телофазы и завершает свое первое митотическое деление Следующий за этим цитокинез приводит к образованию двух диплоидных дочерних клеток. Мейоз схема В результате мейоза возникают четыре гаметы с различающимися между собой гаплоидными наборами хромосом Harnden. Таким образом, профазе 1 го мейотического деления происходят три основных процесса.

Метафаза I В метафазе первого мейотического деления биваленты хромосом располагаются по экватору клетки, образуя метафазную пластинку К ним прикрепляются нити веретена деления. Анафаза I В анафазе первого мейотического деления к полюсам клетки расходятся хромосомы, а не хроматиды В дочерние клетки попадают только по одной из пары гомологичных хромосом. Анафаза II В анафазе второго мейотического деления центромеры делятся и тянут за собой к противоположным полюсам отделившиеся друг от друга хроматиды, называемые хромосомами. Телофаза II, В телофазе второго мейотического деления хромосомы деспирализуются, становятся невидимыми Нити веретена исчезают Вокруг ядер формируется ядерная оболочка Ядра содержат гаплоидный набор хромосом Происходит деление цитоплазмы и образование клеточной стенки у растений Из одной исходной клетки образуются четыре гаплоидных клетки. Мейоз это также способ деления аналогичных клеток, но число хромосом ходе мейоза уменьшается два раза Основой происхождения названия мейоз стало греческое слово меёсис, то есть уменьшение. В результате митоза происходит образование двух соматических диплоидных клеток Важнейшим аспектом этого процесса является то, что наследственные факторы ходе деления не изменяются.

Митоз является основой бесполого размножения соматических клеток, причем это единственный способ их самовосстановления. Митоз является основой индивидуального развития всех многоклеточных организмов. В результате мейоза происходит уменьшение числа хромосом 2 раза, процессе митоза сохранение исходного числа хромосом дочерних клетках. Рассмотри мейоз клетки, имеющей три пары хромосом 2n 6 В этом случае после двух мейотических делений образуются четыре клетки с гаплоидным набором хромосом n 3 Поскольку хромосомы каждой пары расходятся дочерние клетки независимо от хромосом других пар, равновероятно образование восьми тиров гамет с различным сочетанием хромосом, присутствовавших исходной материнской клетке Еще большее разнообразие гамет обеспечивается конъюгацией и перекрестом гомологичных хромосом профазе мейоза, что имеет очень большое общебиологическое значение. Эти процессы возникновения большого количества качественно различных половых клеток способствуют наследственной изменчивости В отдельных случаях вследствие нарушения процесса мейоза, при нерасхождении гомологичных хромосом, половые клетки могут не иметь гомологичной хромосомы или, наоборот, иметь обе гомологичные хромосомы Это приводит к тяжелым нарушениям развитии организма или к его гибели.

Процессы митоза и мейоза во многом похожи Однако все же имеются некоторые различия В результате мейоза образуются половые клетки, которые нужны для полового размножения яйцеклетки и сперматозоиды, а также споры и пыльца Все остальные клетки нашего организма получаются путем митотического деления митоза В результате митоза образуются новые клетки кожи, костей, крови и так далее Эти клетки называются соматическими Итак, чтобы понять разницу между митозом и мейозом, рассмотрим каждый из этих процессов поэтапно. Подсчитайте количество получившихся дочерних клеток В процессе митоза из одной клетки вы получите только две клетки. В дочерней клетке должен быть полный набор хромосом столько же хромосом, сколько было у материнской Если количество хромосом меньше, значит, деление еще не закончилось, или клетка повреждена У всех соматических клеток одинаковый набор хромосом. Рассмотрим порядок получения гамет ходе мейоза Итак, с помощью мейотического деления организм может размножаться В ходе мейоза получаются гаметы половые клетки В этих клетках набор хромосом вдвое меньше, чем соматических клетках гаплоидный. Затем одна клетка делится на две дочерние клетки с одинаковым набором хромосом, как при митозе. Затем каждая из дочерних клеток делится еще на две клетки Как раз именно это деление отсутствует процессе митоза Число делений поможет вам отличить митоз от мейоза.

Митоз это такое деление клетки, результате которого получаются две клетки с исходным набором хромосом 2n, если материнская клетка была диплоидной, и 1n, если клетка была гаплоидной, например, при образовании пыльцы из микроспоры митоз это бесполый процесс размножения При мейозе результате двух последовательных делений, во втором из которых не происходит образование копий хромосом, из исходной диплоидной клетки 2n образуются четыре гаплоидные n При этом осуществляется перекомбинация наследственных признаков вследствие кроссинговера, происходящего профазе I мейоза Значение митоза и мейоза см ответы на вопросы 37. Отличия строении сперматозоидов и яйцеклеток связаны с их функциями Яйцеклетки процессе созревания покрываются оболочками некоторых случаях, например, у пресмыкающихся, птиц и млекопитающих, возникает ряд дополнительных оболочек Функция оболочек защита яйцеклетки и зародыша от внешних неблагоприятных воздействий Функция сперматозоидов заключается доставке яйцеклетку генетической информации и стимуляции ее развития В связи с этим сперматозоидах происходит значительная перестройка аппарат Гольджи располагается на переднем конце головки, преобразуясь кольцевое тельце акросому, выделяющее ферменты, которые действуют на оболочку яйца Митохондрии компактно упаковываются вокруг появившегося жгутика, образуя шейку В сформированном сперматозоиде содержатся также центриоли.

Более древним эволюционном отношении является бесполое размножение доказательством этого является тот факт, что именно этот тип размножения характерен для прокариотов бактерий и цианобактерий первых организмов, появившихся на Земле При этом клетки получают ту же наследственную информацию, которая содержалась исходной материнской клетке. Генетика это наука о закономерностях наследственности и изменчивости организмов Генетика разрабатывает методы управления этими процессами Она включает ряд отраслей генетика микроорганизмов, растений, животных, человека Методы генетики используются, например, медицине медицинская генетика Генетика тесно связана с молекулярной биологий, цитологией, эволюционным учением, селекцией Результаты, полученные генетических исследованиях, имеют огромное значение для медицины, генной инженерии, биотехнологии и других областей В разных отделах генетики применяют различные методы гибридологический генетике растений, генеалогический, близнецовый, цитогенетический, биохимический генетике человека и.

Совокупность всех признаков одного организма, как внешних, так и внутренних, называется фенотипом Совокупность всех генов одного организма называется генотипом Гены передаются организмами из поколения поколение не изменяясь Изменения возникают только при мутациях, которые наблюдаются редко Однако проявления действия генов и характер возникающего признака большой степени зависят от условий среды Таким образом, фенотип определяется генотипом и условиями среды Строго говоря, наследуется не сам признак, а способность организма продемонстрировать признак определенных условиях существования Ген определяет структуру одного белка, обычно обладающего важными свойствами для организма, например, ферментативной активностью Через синтез белков или регуляцию других важнейших процессов при помощи ферментов осуществляется проявление того или иного признака.

Рассматривая закономерности расщепления, возникающего при скрещивании двух гетерозиготных особей гороха, отличающихся только цветом семян, Мендель предположил, что наследственные факторы которые мы теперь называем генами при образовании гибридов не изменяются и не смешиваются, сохраняясь неизменными Связь между поколениями осуществляется только через половые клетки гаметы Обнаружив появление F 2 25 особей с рецессивным признаком родителей зелеными семенами, Мендель установил, что это может произойти только при соблюдении следующего условия при образовании половых клеток каждую из них попадает только один наследственный фактор то есть ген из аллельной пары Это и есть формулировка гипотезы Менделя, получившей впоследствии название закона чистоты гамет Цитологическое обоснование этого закона заключается том, что при образовании половых клеток происходит мейоз, результате чего из одной диплоидной клетки 2n образуются четыре гаплоидные гаметы n Естественно, что единственном наборе хромосом гаметы может быть только по одному гену, определяющему какойлибо ризнак аллельной пары. Согласно закону Т Моргана гены расположенные одной хромосоме, наследуются вместе, сцепленно Однако выяснилось, что закон Моргана иногда нарушается при перекресте хромосом, или кроссинговере Гетерозиготная особь, имеющая два гена А и В одной из двух гомологичных хромосом и гены а и b другой из них, по закону Моргана может образовывать два вида гамет.

Чем дальше расположены гены хромосоме, тем больше вероятность кроссинговера между ними и тем выше процент гамет с перекомбинированием генов, а значит, и больший процент особей потомства отличается от родителей Таким образом, кроссинговер является важным источником комбинативной изменчивости. В результате из одной диплоидной клетки образуется четыре гаплоидных клетки В тех случаях, когда мейоз сопряжён с гаметогенезом например, у многоклеточных животных, при развитии яйцеклеток первое и второе деления мейоза резко неравномерны В результате формируется одна гаплоидная яйцеклетка и три так называемых редукционных тельца абортивные дериваты первого и второго делений. Митоз представляет собой непрерывный процесс, котором выделяют четыре фазы профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Биологическое значение митоза Образовавшиеся результате этого способа деления дочерние клетки являются генетически идентичными материнской Митоз обеспечивает постоянство хромосомного набора ряду поколений клеток Лежит основе таких процессов, как рост, регенерация, бесполое размножение.

В отличие от образования сперматозоидов, которое происходит только после достижения половой зрелости, процесс образования яйцеклеток у человека начинается еще эмбриональном периоде и течет прерывисто У зародыша полностью осуществляются фазы размножения и роста, и начинается фаза созревания К моменту рождения девочки ее яичниках находятся сотни тысяч овоцитов 1го порядка, остановившихся, застывших на стадии диплотены профазы 1 мейоза. Дом состоит из кирпичей, блоков или бревен Так и организм можно разделить на элементарные единицы клетки Все разнообразие живых существ состоит именно из них, отличие лежит лишь их количестве и видах Из них состоят мышцы, костная ткань, кожа, все внутренние органы настолько сильно они различаются своем назначении Но вне зависимости от того, какие функции выполняет та или иная клетка, все они устроены примерно одинаково Прежде всего, у любого кирпичика есть оболочка и цитоплазма с расположенными ней органоидами Некоторые клетки не имеют ядра, их называют прокариотическими, однако все более или менее развитые организмы состоят из эукариотических, имеющих ядро, котором хранится генетическая информация. Митоз состоит из нескольких фаз, различающихся по своим морфологическим особенностям Состояние, котором клетка находится, будучи готовой к непрямому делению, называют интерфазой, а непосредственно процесс разделяется еще на 5 стадий, которые необходимо рассмотреть подробнее.

Полученные однохроматидные хромосомы деспирализуются Образуется ядерная оболочка. Кстати, мейоз и его фазы наблюдаются и у некоторых простейших Однако, как правило, он включает себя лишь одно деление Предполагается, что такая одноступенчатая форма позднее развилась современную, двухступенчатую. На первый взгляд кажется, что различия двух этих процессов очевидны, ведь это совершенно разные механизмы Однако при более глубоком анализе оказывается, что различия митоза и мейоза не так уж глобальны, конце концов они приводят к образованию новых клеток.

Различий же гораздо больше Прежде всего, митоз происходит соматических клетках, то время как мейоз тесно связан с образованием половых клеток и спорогенезом В самих фазах процессы не полностью совпадают Например, кроссинговер митозе происходит во время интерфазы, и то не всегда Во втором же случае на этот процесс приходится анафаза мейоза Рекомбинация генов непрямом делении обычно не осуществляется, а значит, он не играет никакой роли эволюционном развитии организма и поддержании внутривидового разнообразия Количество получившихся результате митоза клеток две, и они генетическом смысле идентичны материнской и обладают диплоидным набором хромосом Во время редукционного деления все иначе Результат мейоза 4 гаплоидных клетки, отличающихся от материнской Кроме того, оба механизма значительно различаются по длительности, и это связано не только с различием количестве ступеней деления, но и длительностью каждого из этапов Например, первая профаза мейоза длится намного дольше, ведь это время происходит конъюгация хромосом и кроссинговер Именно поэтому ее дополнительно делят на несколько стадий.

Как уже было упомянуто, после окончания процесса редукционного деления, вместо материнской клетки с диплоидным набором хромосом образуются четыре гаплоидных И если говорить про различия митоза и мейоза это самое значительное Восстановление необходимого количества, если речь идет о половых клетках, происходит после оплодотворения Таким образом, с каждым новым поколением не происходит удвоения количества хромосом. Кстати, стерильность некоторых гибридов животном мире тоже проблема редукционного деления Дело том, что хромосомы родителей, принадлежащих к разным видам, не могут вступить конъюгацию, а значит, процесс образования полноценных жизнеспособных половых клеток невозможен Таким образом, именно мейоз лежит основе эволюционного развития животных, растений и других организмов. Политения наличие ядре некоторых соматических клеток гигантских многонитчатых политенных хромосом, превышающих сотни раз обычные П приводит к значительному увеличению плоидности Политенные хромосомы обнаруживаются клетках личинок ряда двукрылых хирономус, дрозофила, у простейших и некоторых клетках растений П результат многократных репликаций хромосом без последующего деления клетки или её ядра. Кариотип совокупность внешних количественных и качественных признаков хромосомного набора число, форма, размер хромосом соматической клетки, характерных для данного вида. Открыт с помощью светового микроскопа 1874 русским ученым И Д Чистяковым растительных клетках.

Цитокинез процесс разделения цитоплазмы Клеточная мембрана центральной части клетки втягивается внутрь Образуется борозда деления, по мере углубления которой клетка раздваивается. В результате митоза образуются два новых ядра с идентичными наборами хромосом, точно копирующими генетическую информацию материнского ядра. Мейозу предше ствует интерфаза поэтому вступают мейоз хромосомы двухроматидные. Б метафазе I эти парные хромосомы располагаются по экватору клетки, к каждой из них присоединяется нить веретена деления к одной хромосоме от одного полюса, ко второй от другого. Г телофазе II четырех дочерних клетках формируются ядра и перегородки между клетками. У человека длительность фазы роста составляет 14 дней Мужские половые клетки не развиваются по одиночке Они растут клонах и объединены между собой цитоплазматическими мостиками Контакты между клетками разрушаются при формировании зрелых сперматозоидов. В детстве от рождения до 10 лет семенные канальцы развиты слабо Они состоят из клеток зачаткового эпителия, покрывающих каналец, и сперматогониев В подростковом возрасте от 10 до 14 лет сперматогонии начинают активно делиться, и процесс сперматогенеза активируется В дальнейшем сперматогенез происходит непрерывно течение всей жизни мужчины На 1 веса яичка образуется 10 7 спермиев сутки Продолжительность полного сперматогенеза у мужчин составляет более 70 суток.

Оогенез происходит яичниках У половозрелой женщины они представляют собой уплощенные овальные тела длиной 2, 5 5, 0 см, шириной 1, 5 3, 0 см Яйцеклетки расположены корковом слое яичника эпителиальных пузырьках, называемых фолликулами У половозрелой небеременной женщины примерно каждые 28 суток одном из яичников созревает очередной фолликул, который лопается, высвобождая ооцит II порядка Этот процесс известен как овуляция. В развивающемся яичнике первичные половые клетки покрываются тонким слоем эпителиальных клеток, образуя фолликулы рис 10 4 До третьего месяца жизни плода яичниках отмечаются только митотические деления Примерно к концу третьего месяца оогонии, находящиеся фолликуле, начинают активно расти и дифференцироваться, результате чего каждый оогоний превращается ооцит I порядка Это фаза роста Клетки, окружающие ооцит одним слоем, называются фолликулярными клетками Ооциты I порядка вступают мейоз Первое редукционное деление мейоза ооцитах I порядка начинается пренатальном периоде к концу третьего месяца жизни плода Число ооцитов, вступивших это время мейоз, невелико На препаратах их идентифицируют по лептотене и зиготене как клетки с тонкими нитевидными хромосомами ядрах Начиная с седьмого месяца мейоз вступают новые ооциты I порядка Первые пахитены и диплотены наблюдаются у семимесячного плода.

Ооциты I порядка вступают профазу первого деления мейоза, но не завершают его Мейоз задерживается конце профазы, и клетки вступают фазу покоя диктиотену Хромосомы при этом объединены биваленты Ко времени рождения девочки ооциты I порядка продолжают находиться на этой стадии Деление завершается только после наступления половой зрелости. В период от рождения и до наступления половой зрелости яичник увеличивается размере, но лишь отдельные фолликулы начинают расти и развиваться Изменения, которые происходят организме женщины период полового созревания, обусловлены регулирующим влиянием нейрогормональной системы на половую функцию яичников. Каждый из нескольких тысяч первичных фолликулов, расположенных корковом веществе яичника, ко времени полового созревания состоит из ооцита I порядка диаметром 25 30 мкм, окруженного одним слоем фолликулярных клеток Ядро ооцита I порядка остается профазе первого деления мейоза Ядрышко хорошо выражено Хромосомы вытянуты виде тонких нитей В таком виде они остаются длительное время, пока, спустя годы, не завершится мейоз В электронном микроскопе цитоплазме ооцита можно видеть желточные гранулы и обычные органеллы. Каждые 28 суток или примерно столько у половозрелой небеременной женщины яичнике развивается несколько фолликулов Они увеличиваются размере и приближаются к поверхности Однако обычно только один из них созревает, прорывает поверхность яичника и высвобождает ооцит II порядка.

Развитие зрелого фолликула связано с увеличением размеров ооцита два раза, образованием блестящей оболочки zona pellucida вокруг него Это стадия созревания ооцита Она сопровождается активным делением фолликулярных клеток и накоплением фолликулярной жидкости внутри фолликула Когда фолликул разрывается, находящийся нем ооцит II порядка окружен фолликулярными клетками Эти клетки формируют вокруг ооцита лучистый венец corona. Таким образом, из одной материнской клетки мегаспоры образуется одна зрелая гаплоидная яйцеклетка, которая после оплодотворения дает начало зародышу Зрелый зародышевой мешок содержит 7 ядер диплоидное центральное ядро зародышевого мешка, одно ядро яйцеклетки, 2 ядра синергид и 3 ядра антипод. Развитие мужского гаметофита Процесс развития мужского гаметофита также включает себя два последовательных этапа мейоз с образованием четырех гаплоидных микроспор, затем каждая микроспора дает начало пыльцевому зерну после митотических делений Процесс происходит пыльниках тычинок В центральной части пыльников обособляется спорогенная ткань, представленная крупными клетками с большими светлыми ядрами Клетки не очень плотно прилегают друг к другу Именно эти клетки способны к мейотическому делению, они называются материнскими клетками микроспор Каждая материнская клетка микроспор делится мейозом с образованием четырех гаплоидных клеток Это микроспоры рис.

Таким образом, прорастающее зрелое пыльцевое зерно имеет своем составе 3 гаплоидные клетки вегетативную клетку и два генетически однородных гаплоидных спермия.

 

© Copyright 2017-2018 - articles-study

 
Обращение к пользователям