Хромосоми - Структури клітини, що зберігають і передають спадкову інформацію = ДНК (7) + білок (6).

Будова хромосоми найкраще видно у метафазі мітозу. Вона є паличкоподібною структурою і складається з двох сестринських. хроматид (3), що утримуються центроміром ( кінетохором) в області первинної перетяжки (1)яка ділить хромосому на 2 плеча (2). Іноді буває вторинна перетяжка (4),в результаті якої утворюється супутник хромосоми (5).

Окремі ділянки молекули ДНК - гени- відповідальні за кожну конкретну ознаку чи властивість організму. Спадкова інформація з клітини в клітину передається шляхом подвоєння молекули ДНК (реплікації), транскрипції та трансляції. Головна функція хромосом- Зберігання та передача спадкової інформації, носієм якої є молекула ДНК.

Під мікроскопом видно, що хромосоми мають поперечні смуги, які чергуються у різних хромосомах по-різному. Розпізнають пари хромосом, враховуючи розподіл світлих і темних смуг (чергування АТ та ГЦ – пар). Поперечною смугастістю мають хромосоми представників різних видів. У родинних видів, наприклад, у людини і шимпанзе, подібний характер чергування смуг у хромосомах.

У всіх соматичних клітинахбудь-якого рослинного чи тваринного організму число хромосом однаково. Статеві клітини(гамети) завжди містять вдвічі менше хромосом, ніж соматичні клітини цього виду організмів.

У каріотипі людини 46 хромосом – 44 аутосоми та 2 статеві хромосоми. Чоловіки гетерогаметні (статеві хромосоми ХУ), а жінки гомогаметні (статеві хромосоми XX). У-хромосома відрізняється від Х-хромосоми відсутністю деяких алелів. Хромосоми однієї пари називаються гомологічними, вони в однакових локусах(Місцях розташування) несуть алельні гени.

У всіх організмів, що належать до одного виду, число хромосом у клітинах однаково. Число хромосомне є видоспецифічною ознакою. Проте хромосомний набірв цілому видоспецифічний, тобто властивий тільки одному виду організмів рослин або тварин.

Каріотип - сукупність зовнішніх кількісних та якісних ознак хромосомного набору (число, форма, розмір хромосом) соматичної клітини, характерних для даного виду

Розподіл клітин - біологічний процес, що лежить в основі розмноження та індивідуального розвитку всіх живих організмів, процес збільшення числа клітин шляхом поділу вихідної клітини.

З способи поділу клітин :

1.амітоз - пряме (просте) поділ інтерфазного ядра шляхом перетяжки, яке відбувається поза мітотичним циклом, тобто не супроводжується складною перебудовою всієї клітини, а також спіралізацією хромосом. Амітоз може супроводжуватися розподілом клітини, а може обмежуватися лише розподілом ядра без поділу цитоплазми, що призводить до утворення дво- та багатоядерних клітин. Клітина, яка зазнала амітозу, надалі не здатна вступити в нормальний мітотичний цикл. У порівнянні з мітозом амітоз зустрічається досить рідко. У нормі він спостерігається у високоспеціалізованих тканинах, клітинах, яким належить ділитися: в епітелії та печінці хребетних, зародкових оболонках ссавців, клітинах ендосперму насіння рослин. Амітоз спостерігається також за необхідності швидкого відновлення тканин (після операцій та травм). Амітоз також часто діляться клітини злоякісних пухлин.

2 . мітоз - непрямий поділ, при якому початково диплоїдна клітина дає дві дочірні, а також диплоїдні клітини; характерний для соматичних клітин (клітин тіла) всіх еукаріотів (рослин та тварин); Універсальний тип поділу.

3. мейоз - здійснюється при утворенні статевих клітин у тварин та суперечка у рослин.

Життєвий цикл клітини ( клітинний цикл) - Час існування клітини від розподілу до наступного розподілу, або від розподілу до смерті. Для різних типівклітин клітинний цикл різний.

В організмі ссавців та людини розрізняють такі три групи клітин,локалізуються в різних тканинах та органах:

клітини, що часто діляться (малодиференційовані клітини епітелію кишечника, базальні клітини епідермісу та інші);

клітини, що рідко діляться (клітини печінки – гепатоцити);

клітини, що не діляться (нервові клітини центральної нервової системи, меланоцити та інші).

Життєвий цикл у клітин, що часто діляться, - це час їх існування від початку розподілу до наступного поділу. Життєвий цикл таких клітин часто називають мітотичним циклом . Такий клітинний цикл поділяється на два основні періоду:

мітоз або період розподілу;

інтерфаза - проміжок життя клітини між двома поділами.

Інтерфаза - Період між двома поділами, коли клітина готується до поділу: подвоюється кількість ДНК в хромосомах, кількість інших органоїдів, синтезуються білки, відбувається зростання клітини.

До кінцю інтерфазикожна хромосома і двох хроматид, які у процесі мітозу стануть самостійними хромосомами.

Періоди інтерфази:

1. Пресинтетичний період (G1) - період підготовки до синтезу ДНК після завершення мітозу. Відбувається утворення РНК, білків, ферментів синтезу ДНК, зростає кількість органоїдів. Зміст хромосом (п) та ДНК (с) дорівнює 2п2с.

2. Синтетичний період (S-фаза) . Відбувається реплікація (подвоєння, синтез ДНК). В результаті роботи ДНК-полімераз для кожної з хромосом хромосомний набір стає 2п4с. Так утворюються двороматидні хромосоми.

3. Постсинтетичний період (G2) - час від закінчення синтезу ДНК до початку мітозу. Завершується підготовка клітини до мітозу, подвоюються центріолі, синтезуються білки, завершується зростання клітини.

Мітоз –

це форма поділу клітинного ядра, відбувається він лише у еукаріотичних клітинах. У результаті мітозу кожне з дочірніх ядер, що утворюються, отримує той же набір генів, який мала батьківська клітина. У мітоз можуть вступати як диплоїдні, так і гаплоїдні ядра. При мітоз виходять ядра тієї ж плоїдності, що і вихідне.

Відкритийза допомогою світлового мікроскопа в 1874 р. російським ученим І. Д. Чистяковим у рослинних клітинах.

У 1878 р. У. Флеммингом і російським ученим П. П. Перемежко цей процес виявлено тварин клітинах. У тварин клітин мітоз триває 30-60 хв, у рослинних - 2-3 год.

Мітоз складається з чотирьох фаз:

1. профаза- Двороматидні хромосоми спіралізуються і стають помітними, ядерце і ядерна оболонка розпадаються, утворюються нитки веретена поділу. Клітинний центр ділиться на дві центріолі, що розходяться до полюсів.

2 . м етафаза - фаза скупчення хромосом на екваторі клітини: нитки веретена поділу йдуть від полюсів і приєднуються до центромірів хромосом: до кожної хромосоми підходять дві нитки, що йдуть від двох полюсів.

3 . а нафаза - фаза розбіжності хромосом, у якій центроміри діляться, а однохроматидні хромосоми розтягуються нитками веретена поділу до полюсів клітини; найкоротша фаза мітозу.

4 . телофаза- Закінчення поділу, рух хромосом закінчується, і відбувається їх деспіралізація (розкручування в тонкі нитки), формується ядерце, відновлюється ядерна оболонка, на екваторі закладається перегородка (у рослинних клітин) або перетяжка (у тварин клітин), нитки веретена поділу розчиняються.

Цитокінез- Поділ цитоплазми. Клітинна мембрана у центральній частині клітини втягується всередину. Утворюється борозна поділу, у міру поглиблення якої клітка роздвоюється.

В результаті мітозу утворюються два нових ядра з ідентичними наборами хромосом, що точно копіюють генетичну інформацію материнського ядра.

У пухлинних клітинах перебіг мітозу порушується.

В результаті мітозуз однієї диплоїдної клітини, що має двороматидні хромосоми та подвоєну кількість ДНК (2n4с), утворюються дві дочірні диплоїдні клітини з однохроматидними хромосомами та одинарною кількістю ДНК (2n2с), які потім набувають інтерфазу. Так утворюються соматичні клітини (клітини тіла) організму рослини, тварини чи людини.

Фаза мітозу, набір хромосом (n-хромосоми, з - ДНК)	Малюнок
Профаза		Демонтаж ядерних мембран, розбіжність центріолей до різних полюсів клітини, формування ниток веретена поділу, “зникнення” ядерців, конденсація двороматидних хромосом.
Метафаза		Вибудовування максимально конденсованих двороматидних хромосом в екваторіальній площині клітини (метафазна пластинка), прикріплення ниток веретена поділу одним кінцем до центріолів, іншим – до центромірів хромосом.
Анафаза		Розподіл двороматидних хромосом на хроматиди та розбіжність цих сестринських хроматид до протилежних полюсів клітини (при цьому хроматиди стають самостійними однохроматидними хромосомами).
Телофаза		Деконденсація хромосом, утворення навколо кожної групи хромосом ядерних мембран, розпад ниток веретена поділу, поява ядерця, поділ цитоплазми (цитотомія). Цитотомія у тварин клітинах відбувається рахунок борозни розподілу, в рослинних клітинах – рахунок клітинної пластинки.

Тематичні завдання

А1. Хромосоми складаються з

1) ДНК та білка

2) РНК та білка

3) ДНК та РНК

4) ДНК та АТФ

А2. Скільки хромосом містить клітини печінки людини?

А3. Скільки ниток ДНК має подвійна хромосома

А4. Якщо в зиготі людини міститься 46 хромосом, скільки хромосом міститься в яйцеклітині людини?

А5. У чому полягає біологічний сенс подвоєння хромосом в інтерфазі мітозу?

1) У процесі подвоєння змінюється спадкова інформація

2) Подвоєні хромосоми краще видно

3) Внаслідок подвоєння хромосом спадкова інформація нових клітин зберігається незмінною

4) В результаті подвоєння хромосом нові клітини містять вдвічі більше інформації

А6. У якій із фаз мітозу відбувається розбіжність хроматид до полюсів клітини? В:

1) профазі

2) метафазі

3) анафазі

4) телофазі

А7. Вкажіть процеси, що відбуваються в інтерфазі

1) розбіжність хромосом до полюсів клітини

2) синтез білків, реплікація ДНК, ріст клітини

3) формування нових ядер, органоїдів клітини

4) деспіралізація хромосом, формування веретена поділу

А8. В результаті мітозу виникає

1) генетична різноманітність видів

2) освіта гамет

3) перехрест хромосом

4) проростання спор моху

А9. Скільки хроматиду має кожна хромосома до її подвоєння?

А10. В результаті мітозу утворюються

1) зигота у сфагнуму

2) сперматозоїди у мухи

3) нирки у дуба

4) яйцеклітини у соняшнику

В 1. Виберіть процеси, що відбуваються в інтерфазі мітозу

1) синтез білків

2) зменшення кількості ДНК

3) зростання клітини

4) подвоєння хромосом

5) розбіжність хромосом

6) розподіл ядра

В 2. Вкажіть процеси, в основі яких лежить мітоз

1) мутації

3) дроблення зиготи

4) утворення сперміїв

5) регенерація тканин

6) запліднення

ВЗ. Встановіть правильну послідовність фаз життєвого циклу клітини

А) анафаза

Б) інтерфаза

В) телофаза

Г) профаза

Д) метафаза

Е) цитокінез

Мейоз –

це процес поділу клітинних ядер, що призводить до зменшення числа хромосом вдвічі та утворенню гамет, при цьому відбувається обмін гомологічними ділянками парних (гомологічних) хромосом, а отже, і ДНК, перш ніж вони розійдуться в дочірні клітини.

В результаті мейозуз однієї диплоїдної клітини (2n) утворюється чотири гаплоїдні клітини (n).

Відкритийв 1882 р. В. Флемінг у тварин, в 1888 р. Е. Страсбургером у рослин.

Мейозу передує інтерфазатому вступають у мейоз хромосоми двороматидні (2n4с).

Мейоз проходить у два етапи:

1. редукційний поділ- Найбільш складний та важливий процес. Він поділяється на фази:

а) профаза I: парні хромосоми диплоїдної клітини підходять один до одного, перехрещуються, утворюючи містки (хіазми), потім обмінюються ділянками (кросинговер), при цьому здійснюється перекомбінація генів, після чого хромосоми розходяться.

Б) у метафазі Iці парні хромосоми розташовуються за екватором клітини, до кожної з них приєднується нитка веретена поділу: до однієї хромосоми від одного полюса, до другої - від іншого

в) в анафазі Iдо полюсів клітини розходяться двороматидні хромосоми; одна з кожної пари до одного полюса, друга – до іншого. При цьому число хромосом у полюсів стає вдвічі меншим, ніж у материнській клітині, але вони залишаються двороматидними (n2с)

г) потім проходить телофаза I, яка відразу ж переходить у профазу II другого етапу поділу мейозу, що йде за типом мітозу:

2. екваційний поділ. Інтерфази в даному випадку немає, оскільки двороматидні хромосоми, молекули ДНК подвоєні.

а) профаза II

Б) у метафазі IIдвороматидні хромосоми розташовуються за екватором, при цьому поділ відбувається відразу у двох дочірніх клітинах.

в) в анафазе IIдо полюсів відходять вже однохроматидні хромосоми

г) в телофазі IIу чотирьох дочірніх клітинах формуються ядра та перегородки між клітинами.

Таким чином, в результаті мейозувиходять чотири гаплоїдні клітини з однохроматидними хромосомами (nc): це або статеві клітини (гамети) тварин, або суперечки рослин.

Фаза мейозу, набір хромосом хромосоми, з - ДНК)	Малюнок	Характеристика фази, розташування хромосом
Профаза 1 2n4c		Демонтаж ядерних мембран, розбіжність центріолей до різних полюсів клітини, формування ниток веретена поділу, “зникнення” ядерців, конденсація двороматидних хромосом, кон'югація гомологічних хромосом та кросинговер.
Метафаза 1 2n4c		Вибудовування бівалентів в екваторіальній площині клітини, прикріплення ниток веретена поділу одним кінцем до центріолів, іншим – до центромірів хромосом.
Анафаза 1 2n4c		Випадкова незалежна розбіжність двороматидних хромосом до протилежних полюсів клітини (з кожної пари гомологічних хромосом одна хромосома відходить до одного полюса, інша – до іншого), перекомбінація хромосом.
Телофаза 1 в обох клітинах по 1n2c		Утворення ядерних мембран навколо груп двороматидних хромосом, поділ цитоплазми.
Профаза 2 1n2c		Демонтаж ядерних мембран, розбіжність центріолей до різних полюсів клітини, формування ниток веретена поділу.
Метафаза 2 1n2c		Вибудовування двороматидних хромосом в екваторіальній площині клітини (метафазна пластинка), прикріплення ниток веретена поділу одним кінцем до центріолів, іншим – до центромірів хромосом.
Анафаза 2 2n2c		Розподіл двороматидних хромосом на хроматиди та розбіжність цих сестринських хроматид до протилежних полюсів клітини (при цьому хроматиди стають самостійними однохроматидними хромосомами), перекомбінація хромосом.
Телофаза 2 в обох клітинах по 1n1c Усього 4 по 1n1c		Деконденсація хромосом, освіту навколо кожної групи хромосом ядерних мембран, розпад ниток веретена поділу, поява ядерця, поділ цитоплазми (цитотомія) з утворенням двох, а результаті обох мейотичних поділів – чотирьох гаплоїдних клітин.

Біологічне значення мейозуполягає в тому, що зменшення числа хромосом необхідне при утворенні статевих клітин, оскільки при заплідненні ядра гамет зливаються.

Якби зазначеної редукції не відбувалося, то в зиготі (отже, і в усіх клітинах дочірнього організму) хромосом ставало б удвічі більшим.

Однак це суперечить правилу сталості числа хромосом.

Розвиток статевих клітин.

Процес формування статевих клітин називається гаметогенезом. У багатоклітинних організмів розрізняють сперматогенез- формування чоловічих статевих клітин та овогенез- Формування жіночих статевих клітин.

Розглянемо гаметогенез, що відбувається у статевих залозах тварин – насінниках та яєчниках.

Сперматогенез– процес перетворення диплоїдних попередників статевих клітин – сперматогоніїв на сперматозоїди.

1. Сперматогонії діляться мітозом на дві дочірні клітини – сперматоцити першого ладу.

2. Сперматоцити першого порядку діляться мейозом (1-е поділ) дві дочірні клітини – сперматоцити другого порядку.

3. Сперматоцити другого порядку приступають до другого мейотичного поділу, в результаті якого утворюються 4 гаплоїдні сперматиди.

4. Сперматиди після диференціювання перетворюються на зрілі сперматозоїди.

Сперматозоїд складається з голівки, шийки та хвоста. Він рухливий і завдяки цьому можливість зустрічі його з гаметами збільшується.

У мохів і папоротей спермії розвиваються в антеридиях, у покритонасінних рослин вони утворюються в пилкових трубках.

Овогенез- Утворення яйцеклітин у особин жіночої статі. У тварин він відбувається у яєчниках. У зоні розмноження знаходяться овонії - первинні статеві клітини, що розмножуються мітозом.

З огоніїв після першого мейотичного поділу утворюються овоцити першого порядку.

Після другого мейотичного поділу утворюються овоцити другого порядку, з яких формується одна яйцеклітина і три направних тільця, які потім гинуть. Яйцеклітини нерухомі, мають кулясту форму. Вони більші за інші клітини і містять запас поживних речовин для розвитку зародка.

У мохів та папоротей яйцеклітини розвиваються в архегоніях, у квіткових рослин – у сім'япочках, локалізованих у зав'язі квітки.

Розвиток статевих клітин та подвійне запліднення у квіткових рослин.

Схема життєвого циклу квіткової рослини.

Доросла особина диплоїдна. У життєвому циклі переважає спорофіт (С>Г).

Доросла рослина тут є спорофітом, що утворює макро (жіночі) та мікроспори(чоловічі), які розвиваються відповідно до зародковий мішокі зріле пилкове зерноє гаметофітами.

Жіночий гаметофіту рослин - Зародковий мішок.

Чоловічий гаметофіту рослин – пилкове зерно.

Чашечка + віночок = ДОКОЛОЧНИК

Тичинка і маточка - репродуктивні органи квітки

Чоловічі статеві клітини дозрівають у Пильовик(пилковому мішку або мікроспорангії), розташованому на тичинці.

У ньому міститься безліч диплоїдних клітин, кожна з яких ділиться шляхом мейозу і утворює 4 гаплоїдних пилкових зерна (мікроспори), з них потім розвивається чоловічий гаметофіт.

Кожне пилкове зерно ділиться шляхом мітозу і утворює 2 клітини. вегетативну та генеративну. Генеративна клітинаще раз ділиться шляхом мітозу і утворює 2 спермію.

Таким чином, пилок (проросла мікроспора, дозріле пилкове зерно) містить три клітини - 1 вегетативну та 2 спермію, покриті оболонкою.

Жіночі статеві клітини розвиваються в сім'язачатці(насінні або мегаспорангії), що знаходиться в зав'язі маточка.

Одна з її диплоїдних клітин ділиться шляхом мейозу і утворює 4 гаплоїдні клітини. З них лише одна гаплоїдна клітина (мегаспора) тричі ділиться шляхом мітозу і проростає в зародковий мішок ( жіночий гаметофіт),

три інші гаплоїдні клітини відмирають.

В результаті розподілумегаспори утворюються 8 гаплоїдних ядер зародкового мішка, в якому 4 ядра розташовуються на одному полюсі, а 4 - на протилежному.

Потім від кожного полюса в центр мішка зародкового мігрує по одному ядру, зливаючись, вони утворюють центральне диплоїдне ядро ​​зародкового мішка.

Одна з трьох гаплоїдних клітин, розташованих біля пилку, є великою яйцеклітиною, 2 інші - допоміжні клітини-синергіди.

Запилення- перенесення пилку з пильовиків на приймочку маточка.

Запліднення- це процес злиття яйцеклітини та сперматозоїда, внаслідок чого утворюється зигота- Зародкова клітина або перша клітина нового організму

При запліднення пилкове зерно, потрапивши на приймочку маточка, проростає у напрямку до сім'язачаток, розташованим у зав'язі, за рахунок своєї вегетативної клітини, що утворює пилкову трубку. На передньому кінці пилкової трубки знаходяться 2 спермія (спермії самі рухатися не можуть, тому просуваються за рахунок зростання пилкової трубки). Проникаючи в зародковий мішок через канал у покривах - пилковхід (мікропил), один спермій запліднює яйцеклітину, а другий зливається з 2nцентральною клітиною (диплоїдним ядром зародкового мішка) з утворенням 3nтриплоїдного ядра. Цей процес отримав назву подвійного запліднення , було відкрито С.Г. Навашиним 1898 р. у лілейних. Надалі з заплідненої яйцеклітини - зиготирозвивається зародокнасіння, а з триплоїдного ядра- поживна тканина - ендосперм. Так, з сім'язачатка утворюється насіння, та якщо з його покривів - насіннєва шкірка. Навколо насіння з зав'язі та інших частин квіткиформується плід.

Тематичні завдання

А1. Мейозом називається процес

1) зміни числа хромосом у клітині

2) подвоєння числа хромосом у клітині

3) утворення гамет

4) кон'югації хромосом

А2. В основі зміни спадкової інформації дітей

в порівнянні з батьківською інформацією лежать процеси

1) подвоєння числа хромосом

2) зменшення кількості хромосом удвічі

3) подвоєння кількості ДНК у клітинах

4) кон'югації та кросинговеру

А3. Перший поділ мейозу закінчується утворенням:

2) клітин із гаплоїдним набором хромосом

3) диплоїдних клітин

4) клітин різної плоїдності

А4. В результаті мейозу утворюються:

1) суперечки папоротей

2) клітини стінок антеридія папороті

3) клітини стінок архегонія папороті

4) соматичні клітини трутнів бджіл

А5. Метафазу мейозу від метафази мітозу можна відрізнити за

1) розташування бівалентів у площині екватора

2) подвоєння хромосом та їх скрученості

3) формуванню гаплоїдних клітин

4) розбіжності хроматид до полюсів

А6. Телофазу другого поділу мейозу можна дізнатися

1) формування двох диплоїдних ядер

2) розходження хромосом до полюсів клітини

3) формування чотирьох гаплоїдних ядер

4) збільшення числа хроматид у клітині вдвічі

А7. Скільки хроматид буде міститися в ядрі сперматозоїдів щура, якщо відомо, що в ядрах її соматичних клітин міститься 42 хромосоми

А8. У гамети, що утворилися в результаті мейозу, потрапляють

1) копії повного набору батьківських хромосом

2) копії половинного набору батьківських хромосом

3) повний набір рекомбінованих батьківських хромосом

4) половина рекомбінованого набору батьківських хромосом

В 1. Встановіть правильну послідовність процесів, що відбуваються в мейозі

A) Розташування бівалентів у площині екватора

Б) Освіта бівалентів та кросинговер

B) Розбіжність гомологічних хромосом до полюсів клітини

Г) формування чотирьох гаплоїдних ядер

Д) формування двох гаплоїдних ядер, що містять по дві хроматиди

Клітини багатоклітинних організмів зазвичай мають подвійний, або диплоїдний (2 n), набір хромосом, оскільки в зиготу (яйцеклітину, з якої розвивається організм) внаслідок запліднення від кожного з батьків потрапляє по одному набору хромосом. Тому всі хромосоми набору парні, гомологічні – одна від батька, інша від матері. У клітинах цей набір зберігається незмінним завдяки мітозу.

Статеві клітини (гамети) – яйцеклітини та сперматозоїди (або спермії у рослин) – мають одинарний, або гаплоїдний, набір хромосом (n). Цей набір гамет отримують завдяки мейозу (від грецького слова meiosis - зменшення). У процесі мейозу відбувається одне подвоєння хромосом і два поділу. - редукційне та екваційне (рівне). Кожна з них складається з низки фаз: інтерфази, профази, метафази, анафази та телофази (рис. 1).

В інтерфазі I (першого поділу) відбувається подвоєння – редуплікація – хромосом. Кожна хромосома після цього і двох ідентичних хроматид, з'єднаних однією центромерой. У профазі I мейозу відбувається спарювання (кон'югація) подвоєних гомологічних хромосом, які утворюють біваленти, що складаються з чотирьох хроматидів. У цей час відбувається спіралізація, укорочення та потовщення хромосом. У метафазі I спарені хромосоми-гомологи вишиковуються на екваторі клітини, в анафазі I вони розходяться до її різних полюсів, у телофазі I клітина ділиться. У кожну з двох клітин після першого поділу потрапляє лише по одній подвоєній хромосомі від кожної пари гомологічних хромосом, тобто відбувається зменшення (редукція) числа хромосом удвічі.

Після першого поділу у клітинах проходить коротка інтерфаза II (другого поділу) без подвоєння хромосом. Другий поділ іде як мітоз. У метафазі II хромосоми, які з двох хроматид, вибудовуються на екваторі клітини. У анафазі II до полюсів розходяться хроматиди. У телофазі II обидві клітини поділяються. Встановлено, що існує пряма залежність між набором хромосом в ядрі (2 n або n) та кількістю ДНК у ньому (що позначається буквою С). У диплоїдній клітині ДНК удвічі більше (2С), ніж у гаплоїдній (С). В інтерфазі I диплоїдної клітини перед підготовкою до поділу відбувається реплікація ДНК, її кількість подвоюється і стає рівним 4С. Після першого поділу кількість ДНК у дочірніх клітинах зменшується до 2С, після другого поділу – до 1С, що відповідає гаплоїдному набору хромосом.

Біологічний сенс мейозу ось у чому. Насамперед, у ряді поколінь зберігається набір хромосом, властивий даному виду, оскільки при заплідненні зливаються гаплоїдні гамети та відновлюється диплоїдний набір хромосом.

Крім того, в мейозі відбуваються процеси, що забезпечують здійснення основних законів спадковості: по-перше, завдяки кон'югації та обов'язковому подальшому розбіжності гомологічних хромосом здійснюється закон чистоти гамет - у кожну гамету потрапляє тільки одна хромосома від пари гомологів і, отже, тільки - А чи а, В чи b.

По-друге, випадкове розбіжність негомологічних хромосом у першому розподілі забезпечує незалежне успадкування ознак, контрольованих генами, які у різних хромосомах, і призводить до утворення нових комбінацій хромосом і генів (рис. 2).

По-третє, гени, розташовані в одній хромосомі, виявляють зчеплене успадкування. Однак вони можуть комбінуватися та утворювати нові комбінації генів в результаті кросинговеру - обміну ділянками між гомологічними хромосомами, який здійснюється при їх кон'югації у профазі першого поділу (рис. 3).

Таким чином, можна виділити два механізми утворення нових комбінацій (генетичної рекомбінації) у мейозі: випадкове розходження негомологічних хромосом і кросинговер.

Клітини багатоклітинних організмів зазвичай мають подвійний, або диплоїдний (2 п), набір хромосом, тому що в зиготу (яйцеклітину, з якої розвивається організм) в результаті запліднення від кожного з батьків потрапляє по одному набору хромосом. Тому всі хромосоми набору парні, гомологічні – одна від батька, інша від матері. У клітинах цей набір зберігається незмінним завдяки мітозу.

Статеві клітини (гамети) – яйцеклітини та сперматозоїди (або спермін у рослин) – мають одинарний, або гаплоїдний, набір хромосом (п). Цей набір гамет отримують завдяки мейозу (від грецького слова meiosis - зменшення). У процесі мейозу відбувається одне подвоєння хромосом і два поділу. - редукційне та екваційне (рівне). Кожна з них складається з низки фаз: інтерфази, профази, метафази, анафази та телофази (рис. 1).

Мал. 1. Схема мейозу:
1 – вихідна материнська клітина (2п, 2с); 2 – в інтерфазі I відбувається подвоєння (редуплікація) гомологічних хромосом (4с). Кожна хромосома складається із двох хроматид; 3 - у профазі I відбувається кон'югація (спарування) гомологічних хромосом» утворення бівалентів; 4 - у метафазі I на екваторі клітини вишиковуються біваленти, утворюється веретено поділу; 5 - в анафазі I гомологічні хромосоми розходяться до різних полюсів клітини; 6 – дочірні клітини після першого поділу. У кожній клітині є лише одна з пари гомологічних хромосом (2с) – редукція числа хромосом; 7 - у метафазі II на екваторі клітин вишиковуються хромосоми, що складаються з двох хроматид; 8 – в анафазі II до полюсів клітин відходять хроматиди; 9 - до- чорні клітини після другого поділу, у кожній клітині набір хромосом зменшується вдвічі (п, с).

В інтерфазі I (першого поділу) відбувається подвоєння – редуплікація – хромосом. Кожна хромосома після цього і двох ідентичних хроматид, з'єднаних однією центромерой. У профазі I мейозу відбувається спарювання (кон'югація) подвоєних гомологічних хромосом, які утворюють біваленти, що складаються з чотирьох хроматидів. У цей час відбувається спіралізація, укорочення та потовщення хромосом. У метафазі I спарені хромосоми-гомологи вишиковуються на екваторі клітини, в анафазі I вони розходяться до її різних полюсів, у телофазі I клітина ділиться.

У кожну з двох клітин після першого поділу потрапляє лише по одній подвоєній хромосомі від кожної пари гомологічних хромосом, тобто відбувається зменшення (редукція) числа хромосом удвічі.

Після першого поділу у клітинах проходить коротка інтерфаза II (другого поділу) без подвоєння хромосом. Другий поділ іде як мітоз. У метафазі II хромосоми, які з двох хроматид, вибудовуються на екваторі клітини. У анафазі II до полюсів розходяться хроматиди. У телофазі II обидві клітини поділяються. Встановлено, що існує пряма залежність між набором хромосом в ядрі (2 п або п) та кількістю ДНК у ньому (що позначається буквою С). У диплоїдній клітині ДНК удвічі більше (2С), ніж у гаплоїдній (С). В інтерфазі I диплоїдної клітини перед підготовкою її до поділу відбувається реплікація днк, її кількість подвоюється і кількість ДНК у дочірніх клітинах зменшується до 2С, після другого поділу – до 1С, що відповідає гаплоїдному набору хромосом.

Біологічний сенс мейозу ось у чому. Насамперед, у ряді поколінь зберігається набір хромосом, властивий даному виду, оскільки при заплідненні зливаються гаплоїдні гамети та відновлюється диплоїдний набір хромосом.

Крім того, в мейозі відбуваються процеси, що забезпечують здійснення основних законів спадковості: по-перше, завдяки кон'югації та обов'язковому подальшому розбіжності гомологічних хромосом здійснюється закон чистоти гамет - в кожну гамету потрапляє тільки одна хромосома від пари гомологів і, отже, тільки - А чи а, В чи в.

По-друге, випадкове розбіжність негомологічних хромосом у першому розподілі забезпечує незалежне успадкування ознак, контрольованих генами, які у різних хромосомах, і призводить до утворення нових комбінацій хромосом і генів (рис. 2).

Мал. 2. Генетична рекомбінація при випадковому розбіжності негомологічних хромосом. Здійснення незалежного наслідування. Оскільки ймовірності орієнтації I та II варіантів однакові, гени А та В розподіляються випадково, незалежно один від одного. З рівною ймовірністю утворюється 4 сорти гамет: А, Ав, а, ав. Це забезпечує при випадковому заплідненні незалежне наслідування ознак, контрольованих генами, які у різних хромосомах. Цифрами позначені центроміри хромосом.

По-третє, гени, розташовані в одній хромосомі, виявляють зчеплене успадкування. Однак вони можуть комбінуватися та утворювати нові комбінації генів в результаті кросинговеру - обміну ділянками між гомологічними хромосомами, який здійснюється при їх кон'югації в профазі Клітини діляться першого поділу (рис 3)

Мал. 3. Генетична рекомбінація при мейотичному кросинговері. Зі схеми видно, що гени С і D передаються разом (зчеплено) у тих же поєднаннях, які були в батьківських клітинах – CD та cd (некросоверні гамети). У частині клітин, у яких пройшов кросинговер між генами З і D, утворюються нові поєднання генів, відмінні від батьківських - Cd і cd (кросоверні гамети).

Таким чином, можна виділити два механізми утворення нових комбінацій (генетичної рекомбінації) у мейозі: випадкове розходження негомологічних хромосом і кросинговер.

"Біологія Будова клітини" - Дифузія. З'ясувати механізми транспортування речовин через клітинну мембрану. Тема навчального проекту: Структурна організація клітки. Проблемні питання: Анотація проекту. Особливості рослинних, тваринних, грибних клітин. Навчити користуватися різними джерелами інформації. Інтеграція проекту із навчальною темою «Основи молекулярно-кінетичної теорії.

«Будова прокаріотична клітина» - Складіть кластер. Спороутворення. Дихання бактерій. Яке значення бактерій? Особливості харчування бактерій. Порівняння клітин прокаріотів та еукаріотів. Перевірка та актуалізація знань. Вода. Закріплення знань. Розгляньте уважно малюнки. Антоні ван Левенгук. Розмноження. Коли з'явилися прокаріотичні організми.

«Цитоплазма» – підтримує тургор (об'єм) клітини, підтримання температури. Функції ЕПС. У цитозолі протікає гліколіз, синтез жирних кислот, нуклеотидів та інших речовин. Ендоплазматична мережа. Хімічний склад цитоплазми різноманітний. цитоплазма. Галіоплазма/цитозоль. Будова тваринної клітки. Лужна реакція.

«Клітина та її будова» - A- фази та періоди м'язового скорочення, Б - режими м'язового скорочення, що виникають при різній частоті стимуляції м'яза. Схема рухів у міофібрилі м'язи. Зміна довжини м'яза показано синім кольором, потенціал дії у м'язі – червоним, збудливість м'яза – фіолетовим. Передача збудження в електричному синапсі.

«Будова клітина 6 клас» - I. Будова рослинної клітини. - Опора та захист організму. - Енергія та запас води в організмі. Як змінилася вода у склянці після додавання йоду? - Зберігання та передача наслід-. Прозора. Лабораторна робота. 1. Білки. значення. - Перенесення речовин, рух, захист організму. Речовина. 3. Жири. Органічні речовини клітини.

Профаза2 – n2с

Хроматин конденсується, формуючи хромосоми. Ядерна оболонка розпадається, ядерце зникає, утворюється веретено поділу.

Метафаза2 – n2с

Хромосоми вишиковуються в площині екватора, центроміром з'єднуючись з нитками веретена поділу. Метафазна платівка перпендикулярна мейозу1.

Анафаза2 - 2*(nc)

Центромери поділяються, нитки веретена поділу тягнуть сестринські хроматиди до різних полюсів клітини. Хромосома складається із 1 хроматиди. Починається деспіралізація хромосом.

Телофаза2- nс

Веретено поділу зникає. Хромосоми деспіралізуються : набухають, їх контур стають нечітким Навколо кожної з двох груп ідентичних хромосом формується ядерна оболонка. З'являються ядерця.

ГАМЕТОГЕНЕЗ

Мейоз лежить в основі процесів спорогенезу – утворення спор у рослин та грибів, та гаметогенезу – утворення статевих клітин, що складається зі сперматогенезу та овогенезу.

Фази гаметогенезу:

1) РОЗМНАЖЕННЯ - мітоз

Сперматогенез : із клітин сперматогенної тканини. гоноцитів утворюються диплоїдні первинні статеві клітини сперматогонії (2n2с).

Овогенез : із клітин овогенної тканини яєчників. гоноцитів утворюються первинні статеві диплоїдні клітини овонії (2n2с).

2) РОСТ – інтерфаза мейозу I

Сперматогенез : з кожного сперматогонія розвивається сперматоцит 1 ого порядку (2n4с). Реплікація ДНК.

Овогенез : реплікація ДНК, з кожного овування розвивається. овоцит1 ого порядку (2n4с). Запас поживних речовин (жовток, жир).

3) Дозрівання - розподіл мейозу

Сперматогенез : після першого поділу утворюються два сперматоцита 2 ого порядку (n2c). Після другого – чотири гаплоїдні сперматіди (nc).

Овогенез :після першого поділу - 1 редукційне тільце і один овоцит 2 ого порядку(n2c)

Після другого поділу - 3 редукційні тільця і одна велика овотида , з якої згодом сформується яйцеклітина та ще одне редукційне тільце. Якщо запліднення немає, то овотида гине і виводиться з організму.