Процесс мейоза в клетке
Ну что, продолжим говорить на тему цитологии? Сегодня разберём, как происходит процесс мейоза в клетке: из каких фаз состоит и в чём его биологическое значение.
Что такое мейоз?
Мейоз, или редукционное деление, – это непрямое деление клеток, в результате которого число хромосом в них уменьшается вдвое. Другими словами, это деление, в процессе которого из одной диплоидной (2n) клетки получаются 4 гаплоидные (n) клетки.
Фазы мейоза
Первое деление мейоза
✅ Профаза I: На этом этапе хромосомы укорачиваются, утолщаются и становятся видимыми. Происходит конъюгация – сближение гомологичных хромосом и кроссинговер.
✅ Метафаза I: Хромосомные пары выстраиваются по экватору клетки.
✅ Анафаза I: Бивалент распадается на две отдельные хромосомы, и они расходятся к разным полюсам клетки.
Второе деление мейоза
Этот этап соответствует митотическому делению и протекает гораздо быстрее, чем первый.
Биологическое значение мейоза
Процесс мейоза позволяет происходит рекомбинацию генетической информации, что увеличивает генетическое разнообразие вида и повышает выживаемость организмов.
Мейоз – длительный и сложный процесс, который имеет огромное значение для сохранения и разнообразия живых организмов.
Определение числа молекул ДНК в анафазе второго деления мейоза
В анафазе мейоза II в клетке зеленой лягушки будет 26 молекул ДНК, так как диплоидный набор хромосом в этом виде составляет 26 единиц.
Определение числа хромосом в зиготе
Ядро зиготы позвоночного животного также будет иметь 20 хромосом, так как диплоидный набор хромосом в соматических клетках такого животного составляет 20.
Определение числа хромосом в половых клетках плодовой мухи
Половые клетки плодовой мухи содержат 4 хромосомы, в отличие от соматических клеток, которые имеют 8 хромосом.
Определение числа хромосом в конце телофазы митоза в клетках эндосперма семени лука
В клетках эндосперма телофазы митоза будет 24 хромосомы, так как эндосперм содержит триплоидный набор хромосом, а клетки корешков лука имеют 16 хромосом.
Будь готов к экзамену ЕГЭ по биологии с интересом и удовольствием! Присоединяйся к нам в нашей группе ВК для еще больше полезных материалов!
Структура хромосом растений
Растение лук относится к покрытосеменным растениям, и поэтому его клетки содержат диплоидный набор хромосом, что соответствует 16 хромосомам (2n=16).
Хромосомы лука
| Тип клетки | Набор хромосом |
|---|---|
| Корешок лука | 2n=16 |
| Эндосперм семени лука | 3n=24 |
Структура клеток человека
Соматические клетки человека содержат диплоидный набор хромосом, состоящий из 46 хромосом (2n=46).
Расчёт нуклеотидов для белков
- Пример 1: Белок из 100 аминокислот кодируется 300 нуклеотидами (100×3).
- Пример 2: Белок из 240 аминокислот кодируется 720 нуклеотидами (240×3).
Митоз и деление клеток
Митоз приводит к образованию двух дочерних клеток с идентичным набором хромосом, как у материнской клетки.
Хромосомы в яйцеклетке
В оплодотворённой яйцеклетке человека содержится 46 хромосом, что соответствует диплоидному набору хромосом (2n).
Гаметы растений
Гаметы растений, включая пшеницу, содержат гаплоидный набор хромосом. Например, гамета пшеницы содержит 14 хромосом.
Таким образом, клетка стебля пшеницы с диплоидным набором хромосом содержит 28 хромосом (2n=2х14=28).
Сколько хромосом содержится в ядре клетки кожи?
В ядре оплодотворенной яйцеклетки человека содержится 46 хромосом, что соответствует диплоидному набору хромосом (2n). Клетка кожи также содержит диплоидный набор хромосом (2n), то есть 46 хромосом.
Сколько молекул ДНК содержит сперматозоид лягушки?
Ядро соматической клетки лягушки содержит 26 хромосом. Поскольку в соматической клетке лягушки 26 хромосом, что соответствует диплоидному набору хромосом, то в сперматозоиде лягушки содержится 13 хромосом, что же равно числу молекул ДНК (nc).
Сколько полноценных гамет образуется в овогенезе у человека из одной исходной клетки?
Овогенез (или оогенез) — процесс образования женских половых клеток (яйцеклеток). Из одной исходной клетки (оогония) образуется только одна полноценная гамета (яйцеклетка).
Сколько аутосом содержится в сперматозоиде у человека?
В сперматозоиде человека содержится 22 аутосомы.
Определите число хромосом в соматических клетках плодовой мушки дрозофилы.
В гаметах (гаплоидный набор хромосом) плодовой мушки дрозофилы содержится 4 хромосомы, следовательно, в соматических клетках (диплоидный набор) дрозофилы содержится 8 хромосом.
В гаплоидном наборе 38 хромосом, в соматической клетке (2n2с), в клетке кожи -76 хромосом и 76 молекул ДНК – хромосомы однохроматидные и имеют гомологичную пару (число хромосом равно числу молекул ДНК)
В анафазе митоза число хромосом – 152, число молекул ДНК 152Так как перед делением произошла репликация (удвоение) ДНК – число молекул ДНК увеличилось вдвое, число хромосом не изменилось, они стали двухроматидными – удвоенными (число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом – 2n4c)
В анафазу митоза двухроматидные хромосомы разделяются в районе центромер и к полюсам расходятся сестринские хроматиды, ставшие самостоятельными однохроматидными хромосомами. У полюсов хромосомы однохроматидные и имеют гомологичную пару, но оба полюса в одной клетке, поэтому число хромосом и молекул ДНК суммируется (4n4с в клетке – число хромосом равно числу молекул ДНК)
В телофазе митоза: число хромосом – 76, число молекул ДНК – 76, т.к. в дочерних клетках в результате телофазы хромосомы однохроматидные и имеют гомологичную пару (число хромосом равно числу молекул ДНК – 2n2c)
В соматических клетках (2n2c) 8 хромосом и 8 молекул ДНК – хромосомы однохроматидные и имеют гомологичную пару (число хромосом равно числу молекул ДНК)
В метафазу мейоза 1: число хромосом – 8 и число молекул ДНК – 16, т.к. перед делением происходит репликация (удвоение) молекул ДНК – число молекул ДНК удваивается, число хромосом не меняется, они становятся двухроматидными (число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом – 2n4с)
Клетки с таким набором вступают в деление. В метафазу число хромосом и молекул ДНК не меняется, хромосомы лишь меняют положение на экваториальное.
В метафазу мейоза 2: число хромосом – 4, число молекул ДНК – 8
Первое деление – редукционное, число хромосом и молекул ДНК уменьшается вдвое. В результате телофазы мейоза 1 в дочерних клетках – двухроматидные негомологичные хромосомы (число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом – n2с)
Между делениями не происходит репликации ДНК и клетки с таким набором вступают во 2 деление. В метафазу число хромосом и молекул ДНК не меняется, хромосомы лишь меняют положение на экваториальное
В соматической клетке (2n2с) – хромосомы однохроматидные и имеют гомологичную пару (число хромосом равно числу молекул ДНК)
В конце телофазы мейоза 1: число хромосом (n) – 1, число молекул ДНК (с) – 2
Перед делением происходит удвоение (репликация) молекул ДНК -Число молекул ДНК увеличивается вдвое, число хромосом не меняется, они становятся двухроматидными – удвоеннымии (число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом – 2n4c)
Первое деление мейоза – редукционное – т.е. число хромосом и молекул ДНК уменьшается вдвое, в результате телофазы в дочерние клетки попадают двухроматидные хромосомы, не имеющие гомологичной пары (число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом – n2c)
В анафазу мейоза 2: число хромосом (n) – 2, число молекул ДНК (с) – 2
Между делениями не происходит репликации ДНК и во второе деление мейоза вступают клетки с набором n2c. В результате анафазы двухроматидные хромосомы разделяются в районе центромер и сестринские хроматиды, которые становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами, расходятся к полюсам клетки. У полюсов хромосомы однохроматидные и не имеют гомологичной пары (nc), оба полюса в одной клетке (2n2c) – число хромосом равно числу молекул ДНК
В соматической клетке (2n2c) – 46 хромосом и 46 молекул ДНК – хромосомы однохроматидные и имеют гомологичную пару (число хромосом равно числу молекул ДНК)
В конце телофазы 1: число хромосом – 23 и число молекул ДНК – 46
Перед делением происходит репликация (удвоение) молекул ДНК – число молекул ДНК увеличивается вдвое, число хромосом не меняется, они становятся двухроматидными / удвоенными (число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом – 2n4с)
В результате первого деления мейоза происходит редукция – число хромосом и молекул ДНК уменьшается вдвое – в телофазу мейоза 1 гомологичные хромосомы расходятся по разным клеткам, в дочерних клетках хромосомы двухроматидные негомологичные (число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом – n2c)
В анафазе мейоза 2: число хромосом – 46 и число молекул ДНК – 46
Между 1 и 2 делениями мейоза не происходит удвоения молекул ДНК и клетки с набором n2c вступают во второе деление мейоза.
В анафазу двухроматидные хромосомы разделяются в районе центромер и к полюсам расходятся сестринские хроматиды, которые становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами
У полюсов – однохроматидные негомологичные хромосомы (nc), но суммарно в клетке с двух полюсов – 2n2с (число хромосом равно числу молекул ДНК)
В соматической клетке (2n2с) – число хромосом 18 число молекул ДНК 18 – хромосомы однохроматидные и имеют гомологичную пару (число хромосом равно числу молекул ДНК)
В конце мейоза 1: число хромосом – 9 и число молекул ДНК – 18
Перед делением (перед мейозом при образовании макроспоры) происходит репликация (удвоение) молекул ДНК – число молекул ДНК увеличивается вдвое, число хромосом не меняется, они становятся двухроматидными / удвоенными (число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом – 2n4с)
В конце мейоза 2: число хромосом – 9 и число молекул ДНК – 9
В результате телофазы мейоза 2 в дочерних клетках хромосомы однохроматидные и негомологичные (число хромосом равно числу молекул ДНК – nc)
- Клетки ризоида – клетки гаметофита мха (гаплоидные, nc): число хромосом – 7 и число молекул ДНК – 7
Хромосомы однохроматидные, гомологичных нет – число хромосом равно числу молекул ДНК
В профазу митоза: число хромосом – 7 и число молекул ДНК – 14
Т.к. перед делением происходит репликация (удвоение) ДНК – число молекул ДНК удваивается, число хромосом не меняется – они становятся двухроматидными (удвоенными) – число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом
В анафазу митоза: число хромосом – 14 и число молекул ДНК – 14
Т.к. в анафазу происходит разделение двухроматидных хромосом в районе центромер и сестринские хроматиды, которые становятся самостоятельными хромосомами, расходятся к полюсам клетки
У полюсов хромосомы однохроматидные, гомологичных нет (nc), но оба полюса находятся в одной клетке (2n2c в клетке – число хромосом равно числу молекул ДНК)
Материнская клетка микроспор (2n2с) – клетка взрослого растения – спорофита – хромосомы однохроматидные и имеют гомологичную пару (число хромосом равно числу молекул ДНК)
Перед началом деления: число хромом (n)- 2 и число молекул ДНК (c) – 4
Перед делением происходит удвоение (репликация) молекул ДНК -число молекул ДНК увеличивается вдвое, число хромосом не меняется, они становятся двухроматидными / удвоенными (число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом – 2n4c)
В каждой клетке тетроды микроспор: число хромом (n) – 1 и число молекул ДНК (c) – 1
В результате мейоза при образовании микроспор производит редукция – уменьшение числа хромосом и молекул ДНК двое, в четырех дочерних клетках хромосомы однохроматидные и не имеют гомологичной пары (nc – число хромосом равно числу молекул ДНК)
Спорогоний – клетка спорогенной ткани спорангия – часть взрослого спорофита, клетки которого диплоидны (2n2c) – хромосомы однохроматидные и имеют гомологичную пару (число хромосом равно числу молекул ДНК)
В начале деления: число хромом (n) – 2 и число молекул ДНК (c) – 4
Перед делением происходит удвоение (репликация) молекул ДНК -число молекул ДНК увеличивается вдвое, число хромосом не меняется, они становятся двухроматидными – удвоенными (число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом – 2n4c)
После первого деления: число хромом (n) – 1 и число молекул ДНК (c) – 2
В результате первого деления мейоза происходит редукция – уменьшение числа хромосом и молекул ДНК двое, в дочерних клетках хромосомы двухроматидные и не имеют гомологичной пары (n2c -число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом)
В оогонии (2n2c) – хромосомы однохроматидные и имеют гомологичную пару (число хромосом равно числу молекул ДНК)
В ооците первого порядка (при образовании/в пресинтетическом периоде интерфазы): число хромом (n)- 2 и число молекул ДНК (c) – 2
Т.к. ооциты образуются путем митотического деления оогония.
При митозе число хромосом и число молекул ДНК сохраняется, дочерние клетки содержат однохроматидные хромосомы, имеющие гомологичную пару (число хромосом равно числу молекул ДНК)
В ооците первого порядка в конце синтетического периода интерфазы и в постсинтетическом периоде (перед мейозом): число хромом (n)- 2 и число молекул ДНК (c) – 4
Перед делением происходит удвоение (репликация) молекул ДНК -число молекул ДНК увеличивается вдвое, число хромосом не меняется, они становятся двухроматидными – удвоенными (число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом – 2n4c)
В кариотипе осла 62 хромосомы. Определите количество хромосом в клетке при овогенезе у самки в конце зоны размножения и в конце зоны созревания. Какие процессы происходят в этих зонах? 1) В конце зоны размножения в клетке – 62 хромосомы (диплоидный набор хромосом – 2n)2) Т.к. в зоне размножения исходно диплоидные клетки делятся митозом (хромосомный набор сохраняется)3) В конце зоны созревания в клетке – 31 хромосома (гаплоидный набор хромосом – n)4) Т.к. в зоне созревания исходно диплоидные клетки делятся мейозом (происходит редукция хромосомного набора, его уменьшение вдвое)Каковы значения этих процессов в овогенезе?5) Значение митоза: увеличение количества половых клеток / оогониев / ооцитов 1-го порядка / диплоидных / первичных половых (исходных) клеток 6) Значение мейоза: редукция числа хромосом (образование гаплоидных клеток), перекомбинация генов в процессе кроссинговера (обеспечение комбинативной изменчивости)
- В ядре зиготы число хромосом – 44 (2n), количество молекул ДНК – 44 (2c)3) Т.к. зигота образовалась в результате слияния двух гаплоидных клеток с 22 хромосомами (n) и 22 ДНК (c)3) В клетке диплоидной самки после метафазы митоза наступает анафаза, в которую количество хромосом – 88 (4n), количество молекул ДНК – 88 (4c)4) Т.к. перед делением произошла репликация (удвоение) ДНК – число молекул ДНК увеличилось вдвое, число хромосом не изменилось, они стали двухроматидными – удвоенными (число молекул ДНК в два раза больше числа хромосом – 2n4c). В анафазу митоза двухроматидные хромосомы разделяются в районе центромер и к полюсам расходятся сестринские хроматиды, которые становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами. У полюсов хромосомы однохроматидные и имеют гомологичную пару, но оба полюса в одной клетке, поэтому число хромосом и молекул ДНК суммируется (4n4с в клетке – число хромосом равно числу молекул ДНК)
Кто-то делится игрушками, кто-то — учебниками, а вот клетки живых организмов делятся сами собой. В статье расскажем о фазах и значении деления клеток — мейоза.
2 февраля 2024 г.
Определение мейоза
Мейоз – это вид деления эукариотической клетки, при котором число хромосом уменьшается вдвое: из одной диплоидной клетки образуется четыре гаплоидных.
Чтобы въехать в это определение, представь в картинках.
Внутри эукариотической клетки находится ядро. В ядре — ДНК — набор генетической информации (n2с). В диплоидной клетке этот набор — двойной (2n4с).
Просто напомним, что буквой n обозначают набор хромосом, а буквой с — молекулу ДНК и хроматиду (их количество всегда совпадает).
Соответственно, запись 1n2c значит, что в клетке 1 набор хромосом и 2 молекулы ДНК.
Мейоз с древнегреческого — упрощение, приведение обратно. В результате мейоза из одной диплоидной клетки получается четыре гаплоидных с одинарным набором хромосом (nc).
Внимание, вопрос: зачем?
Вспомни про оплодотворение.
В процессе оплодотворения сливаются две клетки. Если в каждой из них будет полный набор хромосом, то количество хромосом ребенка тоже будет двойным. Такое потомство просто не выживет!
Поэтому организмам очень нужно, чтобы клетки, участвующие в размножении, имели одинарный набор хромосом: тогда после слияния клеток получится один полный набор.
Для этого природа придумала мейоз. Благодаря нему у животных появляются половые клетки, у высших растений — споры, а у грибов и водорослей — клетки мицелия или таллома.
Если бы мы объясняли мейоз младшекласснику, мы бы сказали так.
Природа берет одну сложную клетку с двойным набором хромосом. Затем перемешивает эти хромосомы между собой. Потом разрывает клетку сперва на две, а потом на четыре части, в каждой из которых будет один набор.
Ты уже не младшеклассник. Так что сейчас все то же самое мы расскажем в подробностях.
Мейозу предшествует интерфаза, когда клетка готовится к делению. В ней выделяют три периода:
Интерфаза заканчивается, как только начинается процесс деления.
Мейоз проходит в два этапа.
Каждое деление состоит из профазы, метафазы, анафазы и телофазы. Теперь посмотрим на весь процесс подробно.
Каждый этап рассмотрим по очереди.
Профаза 1 — самый сложный этап всего процесса. В ней клетка ещё не делится, а только готовится к делению. Делается это в пять этапов.
Представь, что каждая хромосома — это ряд бумажек, на которых написаны какие-то признаки. «Высокий», «низкий», «голубые глаза», «карие глаза», «светлые волосы», «русые волосы».
В процессе кроссинговера эти ряды бумажек перемешиваются, и некоторые бумажки меняются местами.
Кроссиговер позволяет создавать новые комбинации генов в потомстве: Благодаря ему мы не становимся копиями своих родителей. Мы похожи одновременно на папу, на маму, чем-то на бабушек, дедушек и теть.
Веретено деления − это структура клетки, которая обеспечивает равномерное распределение хромосом в дочерние клетки при ее делении.
Затем разрушается ядерная мембрана.
Метафаза 1 — Центриоли располагаются у полюсов клетки. Биваленты (пары гомологичных хромосом) выстраиваются как бы по экватору.
Анафаза 1 — сокращаются микротрубочки веретена деления, биваленты разделяются и гомологичные хромосомы расходятся к разным полюсам.
Обрати внимание: к полюсам перемещаются целые двухроматидные хромосомы, а не отдельные хроматиды.
Телофаза 1 — хромосомы деспирализуются и на полюсах образуются ядра, а затем — две клетки с гаплоидным набором хромосом.
Второе эквационное деление — это, по сути, тот же митоз. Четыре стадии повторяются с каждой из получившихся клеток.
рофаза 2 — происходит спирализация хромосом. Разрушается ядерная оболочка, образуется новое веретено деления (перепендикулярное первому).
етафаза 2 — хромосомы располагаются в плоскости экватора, но, в отличие от метафаза первого деления, не парами, а по одной.
нафаза 2 — центромеры хромосом (штуки, которые соединяют два хроматида — две сестринские хромосомы) делятся. Хроматиды расходятся по разным полюсам клетки.
Телофаза 2 — деспирализация хромосом. Появляется новая ядерная оболочка.
В результате из одной диплоидной клетки путём мейоза образуется четыре гаплоидных клетки, в каждой из которых находится половина наследственного материала, не идентичного изначальному.
Биологическое значение мейоза
Зачем этот процесс вообще нужен?
- Мейоз обеспечивает возможность размножения: предотвращает удвоение числа хромосом.
Мама — 46 хромосом
Папа — 46 хромосом
Ребенок — 46 хромосом
Внуки — 46 хромосом
Ребенок — 94 хромосомы
Внуки — 188 хромосом
Потомство с таким количеством хромосом просто не выжило бы.
- Обеспечивает генетическое разнообразие.
Помнишь кроссинговер? Он обеспечивает новые комбинации генов, предотвращает вырождение вида.
- Обеспечивает появление потомства с новыми признаками — то есть буквально помогает эволюции и естественному отбору.
Проверь себя
В чем отличие мейоза от митоза?
— в результате мейоза образуются четыре гаплоидных клетки
— в результате митоза образуются клетки с одинаковым набором хромосом и одинаковыми генами
— все вышеперечисленное
Когда происходит кроссинговер?
— Анафаза 2, диплотена
— Профаза 1, пахитена
— Телофаза 2
Перед началом мейоза каким набором хромосом и количеством ДНК располагает клетка?