Aký je biologický význam meiózy stručne. Meióza, jej fázy, biologický význam

Reprodukčná funkcia organizmu prebieha procesom spojenia dvoch gamét pri vzniku a následnom vývoji zo zygoty dcérskeho organizmu - oplodneného vajíčka. Sexuálne rodičovské bunky majú určitý súbor n-chromozómov. Nazýva sa haploidný. Zygota, berúc do seba tieto súbory, sa stáva diploidnou bunkou, t.j. počet chromozómov je 2n: jeden materský a jeden otcovský. Biologický význam meiózy ako špeciálneho delenia na bunky spočíva v tom, že práve vďaka nej vznikajú diploidné bunky.

Definícia

Meióza v biológii sa zvyčajne nazýva typ mitózy; V dôsledku toho sú diploidné pohlavné žľazy rozdelené na 1n gaméty. Keď je jadro oplodnené, dochádza k splynutiu gamét. Takto sa obnoví sada chromozómov 2n. Význam meiózy je zabezpečiť zachovanie sady chromozómov a zodpovedajúceho množstva DNA vlastnej každému druhu živých organizmov.

Popis

Meióza je nepretržitý proces. Pozostáva z 2 typov delenia, postupne na seba nadväzujúcich: meióza I a meióza II. Každý z procesov zase pozostáva z profázy, metafázy, anafázy, telofázy. Prvé delenie meiózy alebo meiózy I znižuje počet chromozómov na polovicu, t.j. dochádza k fenoménu takzvaného redukčného delenia. Keď dôjde k druhému štádiu meiózy alebo meiózy II, haploidite buniek nehrozí, že sa zmení, je zachovaná. Tento proces sa nazýva rovnicové delenie.

Všetky bunky v štádiu meiózy nesú určitú informáciu na genetickej úrovni.

• Profáza meiózy I je štádium postupnej špirály tvorby chromatínu a chromozómov. Na konci tohto veľmi zložitého pôsobenia je genetický materiál prítomný vo svojej pôvodnej forme – 2n2 chromozómy.
• So začiatkom metafázy nastáva aj maximálna úroveň špirály. Genetický materiál sa stále nemení.
• Anafáza meiózy je sprevádzaná redukciou. Každý pár rodičovských chromozómov daruje jeden svojim dcérskym bunkám. Genetický materiál sa mení v zložení, pretože počet chromozómov sa zväčšil o polovicu: na každom póle bunky je 1n2 chromozómov.
• Telofáza je fáza, keď sa tvorí jadro a oddeľujú sa cytoplazmy. Vznikajú dcérske bunky, sú 2 a každá má 2 chromatidy. Tie. súbor chromozómov v nich je haploidný.
• Ďalej sa pozoruje interkinéza, krátky oddych medzi prvým a druhým štádiom meiózy. Obe dcérske bunky sú pripravené vstúpiť do druhého štádia meiózy, ktorá prebieha rovnakým mechanizmom ako mitóza.

Biologický význam meiózy teda spočíva v tom, že v jej druhom štádiu v dôsledku zložité mechanizmy Už sú vytvorené 4 haploidné bunky - 1n1 chromozómov. To znamená, že jedna diploidná materská bunka dáva život štyrom – každá má sadu haploidných chromozómov. V jednej z fáz meiózy prvého stupňa dochádza k rekombinácii genetického materiálu a v druhej fáze sa chromozómy a chromatidy presúvajú na rôzne póly bunky. Tieto pohyby sú zdrojom variability a rôznych vnútrodruhových kombinácií.

Výsledky

takže, biologický význam meióza je naozaj skvelá. V prvom rade je potrebné poznamenať, že ide o hlavnú, hlavnú fázu genézy gamét. Meióza zabezpečuje prenos genetickej informácie druhov z jedného organizmu do druhého za predpokladu, že sú rovnakým spôsobom. Meióza umožňuje vznik vnútrodruhových kombinácií, pretože dcérske bunky sa líšia nielen od svojich rodičov, ale líšia sa aj navzájom.

Okrem toho biologický význam meiózy spočíva v zabezpečení redukcie počtu chromozómov v momente tvorby pohlavných buniek. Meióza zabezpečuje ich haploiditu; v momente oplodnenia v zygote sa obnoví diploidné zloženie chromozómov.

Meióza je špeciálna metóda bunkového delenia, ktorej výsledkom je zníženie (zníženie) počtu chromozómov na polovicu. .Pomocou meiózy vznikajú spóry a zárodočné bunky – gaméty. V dôsledku redukcie sady chromozómov dostane každá haploidná spóra a gaméta jeden chromozóm z každého páru chromozómov prítomných v danej diploidnej bunke. Pri ďalšom procese oplodnenia (fúzie gamét) dostane organizmus novej generácie opäť diploidnú sadu chromozómov, t.j. Karyotyp organizmov daného druhu zostáva v priebehu generácií konštantný. Najdôležitejším významom meiózy je teda zabezpečenie stálosti karyotypu v množstve generácií organizmov daného druhu počas sexuálneho rozmnožovania.

V profáze meiózy I sa jadierka rozpúšťajú, jadrový obal sa rozpadá a začína sa tvorba vretienka. Chromatín spiralizuje za vzniku bichromatidových chromozómov (v diploidnej bunke - sada 2n4c). Homologické chromozómy sa spájajú v pároch, tento proces sa nazýva konjugácia chromozómov. Pri konjugácii sa na niektorých miestach pretínajú chromatidy homológnych chromozómov. Medzi niektorými chromatidami homológnych chromozómov môže dôjsť k výmene zodpovedajúcich úsekov – cross over.

V metafáze I sa páry homológnych chromozómov nachádzajú v rovníkovej rovine bunky. V tomto okamihu dosahuje špirála chromozómov maximum.

V anafáze I sa homológne chromozómy (a nie sesterské chromatidy, ako pri mitóze) od seba vzďaľujú a sú natiahnuté vretenovými vláknami k opačným pólom bunky. V dôsledku toho z každého páru homológnych chromozómov len jeden skončí v dcérskej bunke. Na konci anafázy I je teda množina chromozómov a chromatidov na každom póle deliacej sa bunky \ti2c - je už rozpoltená, ale chromozómy stále zostávajú bichromatidné.

V telofáze I sa vreteno zničí, vytvoria sa dve jadrá a rozdelí sa cytoplazma. Vytvoria sa dve dcérske bunky obsahujúce haploidnú sadu chromozómov, pričom každý chromozóm pozostáva z dvoch chromatidov (\n2c).

Interval medzi meiózou I a meiózou II je veľmi krátky. Interfáza II prakticky chýba. V tomto čase nedochádza k replikácii DNA a dve dcérske bunky rýchlo vstupujú do druhého meiotického delenia, ktoré prebieha ako mitóza.

V profáze II sa vyskytujú rovnaké procesy ako v profáze mitózy: tvoria sa chromozómy, ktoré sú náhodne umiestnené v cytoplazme bunky. Začína sa formovať vreteno.

V metafáze II sú chromozómy umiestnené v rovníkovej rovine.

V anafáze II sa sesterské chromatidy každého chromozómu oddelia a presunú na opačné póly bunky. Na konci anafázy II je súbor chromozómov a chromatidov na každom póle \ti\c.

V telofáze II sa vytvoria štyri haploidné bunky, pričom každý chromozóm pozostáva z jednej chromatidy (lnlc).

Meióza teda pozostáva z dvoch po sebe nasledujúcich delení jadra a cytoplazmy, pred ktorými sa replikácia vyskytuje iba raz. Energia a látky potrebné na obe delenia meiózy sa akumulujú počas medzifázy I.

V profáze meiózy I dochádza k prekríženiu, čo vedie k rekombinácii dedičného materiálu. V anafáze I sa homológne chromozómy náhodne rozptýlia na rôzne póly bunky; v anafáze II sa to isté deje so sesterskými chromatidami. Všetky tieto procesy určujú kombinačnú variabilitu živých organizmov, o ktorej bude reč neskôr.

Biologický význam meiózy. U zvierat a ľudí vedie meióza k tvorbe haploidných zárodočných buniek – gamét. Počas následného procesu oplodnenia (fúzie gamét) dostane organizmus novej generácie diploidnú sadu chromozómov, čo znamená, že si zachová karyotyp vlastný tomuto typu organizmu. Meióza preto zabraňuje zvýšeniu počtu chromozómov počas sexuálneho rozmnožovania. Bez takéhoto deliaceho mechanizmu by sa chromozómové sady s každou ďalšou generáciou zdvojnásobili.

U rastlín, húb a niektorých protistov sa spóry tvoria meiózou. Procesy prebiehajúce počas meiózy slúžia ako základ pre kombinačnú variabilitu organizmov.

Vďaka meióze sa zachováva určitý a konštantný počet chromozómov vo všetkých generáciách akýchkoľvek druhov rastlín, živočíchov a húb. Ďalším dôležitým významom meiózy je zabezpečenie extrémnej diverzity v genetickom zložení gamét, a to ako v dôsledku kríženia, tak aj v dôsledku rôznych kombinácií otcovských a materských chromozómov pri ich nezávislej divergencii v anafáze I meiózy, čo zabezpečuje vzhľad rôznorodého a rôzne kvalitného potomstva pri pohlavnom rozmnožovaní organizmov.

Podstatou meiózy je, že každý sexuálna bunka prijíma jednu haploidnú sadu chromozómov. Meióza je však štádium, počas ktorého sa vytvárajú nové kombinácie génov spojením rôznych materských a otcovských chromozómov. K rekombinácii dedičných sklonov dochádza aj v dôsledku výmeny úsekov medzi homológnymi chromozómami, ku ktorej dochádza pri meióze. Meióza zahŕňa dve po sebe idúce delenia takmer bez prerušenia. Rovnako ako pri mitóze, každé meiotické delenie má štyri štádiá: profázu, metafázu, anafázu a telofázu. Druhé meiotické delenie - podstata obdobia dozrievania spočíva v tom, že v zárodočných bunkách sa dvojitým meiotickým delením zníži počet chromozómov na polovicu a množstvo DNA sa štvornásobne zníži. Biologický význam druhého meiotického delenia spočíva v tom, že množstvo DNA je zosúladené s chromozómovou sadou. U mužov sa všetky štyri haploidné bunky vzniknuté v dôsledku meiózy následne premenia na gaméty – spermie. U žien v dôsledku nerovnomernej meiózy iba jedna bunka produkuje životaschopné vajíčko. Ďalšie tri dcérske bunky sú oveľa menšie, menia sa na takzvané vodiace alebo redukčné telá, ktoré čoskoro odumierajú. Biologický význam vytvorenia iba jedného vajíčka a smrti troch plnohodnotných (z genetického hľadiska) smerových teliesok je spôsobený potrebou zachovať všetky náhradné v jednej bunke. živiny, pre vývoj budúceho embrya.

Bunková teória.

Bunka je základná jednotka štruktúry, fungovania a vývoja živých organizmov. Existujú nebunkové formy života – vírusy, ktoré však svoje vlastnosti prejavujú len v bunkách živých organizmov. Bunkové formy sa delia na prokaryoty a eukaryoty.

Objav bunky patrí anglickému vedcovi R. Hookovi, ktorý pri pohľade na tenký rez korku pod mikroskopom uvidel štruktúry podobné plástu a nazval ich bunky. Neskôr študoval jednobunkové organizmy holandský vedec Antonie van Leeuwenhoek. Bunkovú teóriu sformulovali nemeckí vedci M. Schleiden a T. Schwann v roku 1839. Modernú bunkovú teóriu výrazne doplnili R. Birzhev et al.

Základné ustanovenia modern bunkovej teórie:

bunka je základná jednotka stavby, fungovania a vývoja všetkých živých organizmov, najmenšia živá jednotka schopná sebarozmnožovania, sebaregulácie a sebaobnovy;

bunky všetkých jednobunkových a mnohobunkových organizmov majú podobnú (homologickú) štruktúru, chemické zloženie, základné prejavy vitálnej činnosti a metabolizmu;

K reprodukcii buniek dochádza bunkovým delením, každá nová bunka vzniká ako výsledok delenia pôvodnej (materskej) bunky;

v komplexe mnohobunkové organizmy bunky sa špecializujú na funkcie, ktoré vykonávajú a tvoria tkanivá; tkanivá pozostávajú z orgánov, ktoré sú úzko prepojené a podliehajú nervovej a humorálnej regulácii.

Tieto ustanovenia dokazujú jednotu pôvodu všetkých živých organizmov, jednotu celého organického sveta. Vďaka bunkovej teórii sa ukázalo, že bunka je najdôležitejšou zložkou všetkých živých organizmov.

Bunka je najmenšia jednotka organizmu, hranica jeho deliteľnosti, obdarená životom a všetkými základnými vlastnosťami organizmu. Ako elementárny živý systém je základom stavby a vývoja všetkých živých organizmov. Na bunkovej úrovni sa objavujú také vlastnosti života, ako je schopnosť metabolizovať látky a energiu, autoregulácia, rozmnožovanie, rast a vývoj a dráždivosť.

50. Vzory dedenia stanovené G. Mendelom .

Zákony o dedičnosti sformuloval v roku 1865 Gregory Mendel. Pri svojich pokusoch krížil rôzne odrody hrachu.

Mendelov prvý a druhý zákon sú založené na monohybridných kríženiach a tretí na di a polyhybridných krížoch. Monohybridné kríženie zahŕňa jeden pár alternatívnych znakov, dihybridné kríženie zahŕňa dva páry a polyhybridné kríženie zahŕňa viac ako dva. Mendelov úspech je spôsobený zvláštnosťami použitej hybridologickej metódy:

Analýza začína krížením čistých línií: homozygotných jedincov.

Analyzujú sa samostatné alternatívne vzájomne sa vylučujúce vlastnosti.

Presné kvantitatívne účtovanie potomkov s rôznymi kombináciami vlastností

Dedičnosť analyzovaných vlastností sa dá vysledovať v priebehu niekoľkých generácií.

Mendelov 1. zákon: "Zákon uniformity hybridov 1. generácie"

Pri krížení homozygotných jedincov analyzovaných pre jeden pár alternatívnych znakov vykazujú hybridy 1. generácie iba dominantné znaky a pozoruje sa uniformita vo fenotype a genotype.

Mendel vo svojich pokusoch skrížil čisté línie rastlín hrachu so žltými (AA) a zelenými (aa) semenami. Ukázalo sa, že všetci potomkovia v prvej generácii sú identickí v genotype (heterozygotní) a fenotype (žltí).

Mendelov 2. zákon: "Zákon štiepenia"

Pri krížení heterozygotných hybridov 1. generácie, analyzovaných podľa jedného páru alternatívnych znakov, sa u hybridov druhej generácie pozoruje štiepenie 3:1 vo fenotype a 1:2:1 v genotype.

Mendel vo svojich pokusoch krížil hybridy (Aa) získané v prvom pokuse medzi sebou. Ukázalo sa, že v druhej generácii sa potlačená recesívna vlastnosť opäť objavila. Údaje z tohto experimentu naznačujú rozdelenie recesívna vlastnosť: nestráca sa, ale znovu sa objavuje v ďalšej generácii.

Tretí Mendelov zákon: „Zákon nezávislej kombinácie charakteristík“

Pri krížení homozygotných organizmov analyzovaných na dva alebo viac párov alternatívnych znakov sa u hybridov 3. generácie (získaných krížením hybridov 2. generácie) pozoruje nezávislá kombinácia znakov a zodpovedajúcich génov rôznych alelických párov.

Na štúdium vzoru dedičnosti rastlín, ktoré sa líšili v jednom páre alternatívnych znakov, Mendel použil monohybridné kríženie. Ďalej prešiel k experimentom s krížením rastlín, ktoré sa líšili v dvoch pároch alternatívnych znakov: dihybridné kríženie, kde použil homozygotné rastliny hrachu, ktoré sa líšili farbou a tvarom semien. V dôsledku kríženia hladkej (B) a žltej (A) s vrásčitou (c) a zelenou (a) mali v prvej generácii všetky rastliny žlté hladké semená. Zákon uniformity prvej generácie sa teda prejavuje nielen pri mono, ale aj pri polyhybridnom krížení, ak sú rodičovské jedince homozygotné.

Počas oplodnenia vzniká diploidná zygota v dôsledku splynutia rôznych typov gamét. Na uľahčenie výpočtu variantov ich kombinácie navrhol anglický genetik Bennett mriežkový záznam – tabuľku s počtom riadkov a stĺpcov podľa počtu typov gamét vytvorených krížením jedincov. Analýza kríž

Keďže jedinci s dominantným znakom vo fenotype môžu mať rôzne genotypy (Aa a AA), Mendel navrhol kríženie tohto organizmu s recesívnym homozygotom.

1. V akých prípadoch dochádza k meióze?

Odpoveď. Živočíšne zárodočné bunky vznikajú v dôsledku špeciálneho typu delenia, pri ktorom je počet chromozómov v novovzniknutých bunkách dvakrát menší ako v pôvodnej materskej bunke. Haploidné bunky teda vznikajú z diploidnej bunky. Je to nevyhnutné na udržanie konštantnej sady chromozómov v organizmoch počas sexuálnej reprodukcie. Tento typ Bunkové delenie sa nazýva meióza. Meióza (z gréckeho meiosis – redukcia) je redukčné delenie, pri ktorom je chromozómová sada bunky rozpoltená. Meióza je charakterizovaná rovnakými štádiami ako mitóza, ale proces pozostáva z dvoch po sebe nasledujúcich delení - divízie I a divízie II meiózy. V dôsledku toho sa nevytvoria dve, ale štyri bunky s haploidnou sadou chromozómov.

2. Ktorá sada chromozómov sa nazýva diploidná?

Odpoveď. Diploidná sada chromozómov - (iné názvy - dvojitá sada chromozómov, zygotická sada chromozómov, úplná sada chromozómov, somatická sada chromozómov) sada chromozómov inherentných somatických bunkách, v ktorých sú prezentované všetky chromozómy charakteristické pre daný biologický druh v pároch; U ľudí obsahuje diploidná sada chromozómov 44 autozómov a 2 pohlavné chromozómy.

Otázky po §30

1. Aký je rozdiel medzi meiózou a mitózou?

Odpoveď. Hlavné rozdiely:

1. meióza znižuje počet chromozómov v dcérskych bunkách na polovicu, mitóza udržiava počet chromozómov na stabilnej úrovni, ako v materskej bunke

2. v meióze sú 2 delenia za sebou a pred druhým nie je medzifáza

3. v profáze 1 meiózy dochádza ku konjugácii a je možný cross over

4. v anafáze 1 meiózy sa celé chromozómy rozchádzajú k pólom. počas mitózy-chromatidov

5. v metafáze 1 meiózy sa bivalentné chromozómy zoradia pozdĺž rovníka bunky, v mitóze sa všetky chromozómy zoradia do jednej línie

6. V dôsledku meiózy sa vytvoria 4 dcérske bunky, v mitóze - 2 bunky.

2. Aký je biologický význam meiózy?

Odpoveď. U zvierat a ľudí vedie meióza k tvorbe haploidných zárodočných buniek – gamét. Počas následného procesu oplodnenia (fúzie gamét) dostane organizmus novej generácie diploidnú sadu chromozómov, čo znamená, že si zachová karyotyp vlastný tomuto typu organizmu. Meióza preto zabraňuje zvýšeniu počtu chromozómov počas sexuálneho rozmnožovania. Bez takéhoto deliaceho mechanizmu by sa chromozómové sady s každou ďalšou generáciou zdvojnásobili.

U rastlín, húb a niektorých protistov sa spóry tvoria meiózou. Procesy prebiehajúce počas meiózy slúžia ako základ pre kombinačnú variabilitu organizmov. Takže meióza:

1) je hlavnou fázou gametogenézy;

2) zabezpečuje prenos genetickej informácie z organizmu do organizmu pri pohlavnom rozmnožovaní;

3) dcérske bunky nie sú geneticky identické s matkou a navzájom.

3. V ktorej fáze meiózy dochádza k prekríženiu?

Odpoveď. Profáza I meiózy je najdlhšia. V tejto fáze okrem procesu helixácie DNA a tvorby vretienka typického pre profázu mitózy prebiehajú dva veľmi dôležité biologické procesy: konjugácia (párovanie) a kríženie (crossover) homológnych chromozómov.

Kríženie nastáva, keď sa vymenia identické časti homológnych chromozómov. Zamyslite sa nad významom tohto javu.

Odpoveď. Vďaka spojenej dedičnosti sú úspešné kombinácie alel relatívne stabilné. V dôsledku toho sa vytvárajú skupiny génov, z ktorých každý funguje ako jeden supergén, ktorý riadi niekoľko vlastností. Zároveň pri prekrížení dochádza k rekombináciám – teda novým kombináciám alel. Crossing teda zvyšuje kombinačnú variabilitu organizmov.

Znamená to, že:

a) počas prirodzený výber„užitočné“ alely sa hromadia v niektorých chromozómoch (a nositelia takýchto chromozómov získavajú výhodu v boji o existenciu), kým nežiaduce alely sa hromadia v iných chromozómoch (a nositelia takýchto chromozómov vypadnú z hry – sú z populácií eliminovaní);

b) pri umelej selekcii sa v niektorých chromozómoch hromadia alely ekonomicky cenných znakov (a nosiče takýchto chromozómov si chovateľ ponechá), kým v iných chromozómoch sa hromadia nežiaduce alely (a nositelia takýchto chromozómov sú vyradení).

V dôsledku kríženia sa nepriaznivé alely, spočiatku spojené s priaznivými, môžu presunúť na iný chromozóm. Potom vznikajú nové kombinácie, ktoré neobsahujú nepriaznivé alely a tieto nepriaznivé alely sú z populácie eliminované.

Pri pohlavnom rozmnožovaní vzniká dcérsky organizmus ako výsledok splynutia dvoch pohlavných buniek ( gaméty) a následný vývoj z oplodneného vajíčka - zygoty.

Reprodukčné bunky rodičov majú haploidný súbor ( n) chromozómy a v zygote, keď sa skombinujú dve takéto sady, počet chromozómov sa stane diploidným (2 n): každý pár homológnych chromozómov obsahuje jeden otcovský a jeden materský chromozóm.

Haploidné bunky vznikajú z diploidných v dôsledku špeciálneho bunkového delenia – meiózy.

meióza - typ mitózy, v dôsledku ktorej z diploidných (2p) somatických buniek to istétvoria sa haploidné gaméty (1n). Počas oplodnenia sa jadrá gamét zlúčia a obnoví sa diploidná sada chromozómov. Meióza teda zaisťuje, že súbor chromozómov a množstvo DNA zostávajú pre každý druh konštantné.

Meióza je nepretržitý proces pozostávajúci z dvoch po sebe nasledujúcich delení nazývaných meióza I a meióza II. V každom delení sa rozlišuje profáza, metafáza, anafáza a telofáza. V dôsledku meiózy I sa počet chromozómov zníži na polovicu ( redukčné delenie): Počas meiózy II je zachovaná bunková haploidia (rovnicové delenie). Bunky vstupujúce do meiózy obsahujú genetickú informáciu 2n2xp (obr. 1).

V profáze meiózy I dochádza k postupnej spiralizácii chromatínu za vzniku chromozómov. Homológne chromozómy sa spájajú a tvoria všeobecná štruktúra, pozostávajúce z dvoch chromozómov (bivalentných) a štyroch chromatidov (tetrád). Kontakt dvoch homológnych chromozómov po celej dĺžke sa nazýva konjugácia. Potom sa medzi homológnymi chromozómami objavia odpudivé sily a chromozómy sa najskôr oddelia na centroméroch, zostávajú spojené na ramenách a tvoria dekusácie (chiasmata). Divergencia chromatidov sa postupne zvyšuje a nitkový kríž sa posúva smerom k ich koncom. Počas procesu konjugácie môže medzi niektorými chromatidami homologických chromozómov dôjsť k výmene úsekov – cross over, čo vedie k rekombinácii genetického materiálu. Na konci profázy sa jadrový obal a jadierka rozpustia a vytvorí sa achromatické vreteno. Obsah genetického materiálu zostáva rovnaký (2n2хр).

V metafáze V meióze I sú bivalenty chromozómov umiestnené v rovníkovej rovine bunky. V tomto momente ich špirálovitosť dosahuje maximum. Obsah genetického materiálu sa nemení (2n2xr).

V anafáze Homológne chromozómy Meiosis I, pozostávajúce z dvoch chromatidov, sa nakoniec od seba vzdialia a rozchádzajú sa k pólom bunky. Následne sa z každého páru homológnych chromozómov dostane do dcérskej bunky iba jeden - počet chromozómov sa zníži na polovicu (dochádza k redukcii). Obsah genetického materiálu sa stáva 1n2xp na každom póle.

V telofáze Vznikajú jadrá a delí sa cytoplazma – vznikajú dve dcérske bunky. Dcérske bunky obsahujú haploidnú sadu chromozómov, pričom každý chromozóm obsahuje dve chromatidy (1n2хр).

Interkinéza- krátky interval medzi prvým a druhým meiotickým delením. V tomto čase nedochádza k replikácii DNA a dve dcérske bunky rýchlo vstupujú do meiózy II, ktorá prebieha ako mitóza.

Ryža. 1. Schéma meiózy (je zobrazený jeden pár homológnych chromozómov). Meióza I: 1, 2, 3. 4. 5 - profáza; 6 - metafáza; 7 - anafáza; 8 - telofáza; 9 - interkinéza. meióza II; 10 - metafáza; II - anafáza; 12 - dcérske bunky.

V profáze V meióze II sa vyskytujú rovnaké procesy ako v profáze mitózy. V metafáze sú chromozómy umiestnené v rovníkovej rovine. Nedochádza k žiadnym zmenám v obsahu genetického materiálu (1n2хр). V anafáze meiózy II sa chromatidy každého chromozómu presúvajú k opačným pólom bunky a obsah genetického materiálu na každom póle sa stáva lnlxp. V telofáze sa tvoria 4 haploidné bunky (lnlxp).

Z jednej diploidnej materskej bunky sa teda v dôsledku meiózy vytvoria 4 bunky s haploidnou sadou chromozómov. Okrem toho v profáze meiózy I dochádza k rekombinácii genetického materiálu (crossing over) a v anafáze I a II k náhodnému odchodu chromozómov a chromatíd k jednému alebo druhému pólu. Tieto procesy sú príčinou kombinačnej variability.

Biologický význam meiózy:

1) je hlavnou fázou gametogenézy;

2) zabezpečuje prenos genetickej informácie z organizmu do organizmu pri pohlavnom rozmnožovaní;

3) dcérske bunky nie sú geneticky identické s matkou a navzájom.

Biologický význam meiózy tiež spočíva v tom, že pri tvorbe zárodočných buniek je nevyhnutný pokles počtu chromozómov, pretože počas oplodnenia sa jadrá gamét spájajú. Ak by k tejto redukcii nedošlo, potom by v zygote (a teda vo všetkých bunkách dcérskeho organizmu) bolo dvakrát toľko chromozómov. To však odporuje pravidlu o konštantnom počte chromozómov. Vďaka meióze sú pohlavné bunky haploidné a po oplodnení sa v zygote obnoví diploidná sada chromozómov (obr. 2 a 3).

Ryža. 2. Schéma gametogenézy: ? - spermatogenéza; ? - ovogenéza

Ryža. 3.Diagram znázorňujúci mechanizmus udržiavania diploidnej sady chromozómov počas sexuálnej reprodukcie

Biologický význam meiózy spočíva v udržiavaní konštantného počtu chromozómov v prítomnosti sexuálneho procesu. Okrem toho v dôsledku prechodu rekombinácia– vznik nových kombinácií dedičných sklonov v chromozómoch. Meióza tiež poskytuje kombinačná variabilita– vznik nových kombinácií dedičných sklonov pri ďalšom oplodnení.

Pohybujte sa meióza je pod kontrolou genotypu organizmu, pod kontrolou pohlavných hormónov (u zvierat), fytohormónov (u rastlín) a mnohých ďalších faktorov (napríklad teplota).

45.Rozdiely medzi meiózou a mitózou .

Hlavný rozdiel medzi meiózou a mitózou je konjugácia homológnych chromozómov s ich následnou divergenciou do rôznych gamét. Presnosť divergencie je určená presnosťou konjugácie a tá je určená identitou molekulárnej štruktúry homológov DNA.
Na záver poznamenávame, že cytológovia dokázali nezávislú divergenciu nehomologických chromozómov v profáze I meiotického delenia. To znamená, že ktorýkoľvek otcovský chromozóm môže vstúpiť do gaméty s ktorýmkoľvek, alebo v extrémnom prípade so všetkými materskými nehomologickými chromozómami. Ak však hovoríme o o dcérskych chromozómoch (v druhom delení meiózy) vytvorených zo skrížených, t. j. tých, ktoré prešli krížením, alebo skrížených chromatidov, potom, prísne vzaté, ich nemožno považovať ani za čisto otcovské, ani za čisto materské.

46.Hnojenie, jeho biologická úloha .

Oplodnenie je spojenie dvoch gamét, výsledkom čoho je vytvorenie oplodneného vajíčka – zygoty – počiatočná fáza vývoj nového organizmu.zygota obsahuje materské a otcovské gaméty.v zygote sa zvyšuje pomer jadro-plazma.metabolické procesy sa prudko zvyšujú.zygota je schopná ďalší vývoj. Podstatou oplodnenia je zavedenie otcovských chromozómov spermiou, ktorá má stimulačný účinok, ktorý spôsobuje začiatok vývoja vajíčka.

47. Druhy oplodnenia .

Existujú dva typy hnojenia: vonkajšie a vnútorné. Pri vonkajšom type dochádza k oplodneniu vo vode a vývoj embrya sa vyskytuje aj vo vodnom prostredí (lancelet, ryby, obojživelníky). O vnútorný typ k oplodneniu dochádza v ženskom pohlavnom trakte a vývoj embrya môže nastať buď vo vonkajšom prostredí (plazy, vtáky), alebo vo vnútri tela matky v špeciálnom orgáne - maternici (placentárne cicavce, ľudia).

Počas oplodnenia sa do vajíčka môže dostať jedna alebo viac spermií. Ak jedna spermia prenikne do vajíčka, potom sa tento jav nazýva monospermia. Ak prenikne niekoľko spermií, ide o polyspermiu. Monospermia je spravidla charakteristická pre vajcia, ktoré nemajú husté membrány, polyspermia - pre vajcia s hustými membránami. Pri polyspermii dochádza aj k oplodneniu vajíčka len jednou spermiou, zvyšok sa rozpustí a podieľa sa na skvapalnení žĺtka.

Úspešnosť oplodnenia závisí aj od vonkajších podmienok. Hlavnou podmienkou je prítomnosť kvapalného média s určitou koncentráciou. Médium by malo byť neutrálne alebo mierne alkalická reakcia, v kyslom prostredí nedochádza k oplodneniu.

48. Etapy oplodnenia .

Kľúčové fázy procesy oplodnenia zahŕňajú: 1) penetráciu spermie do vajíčka, 2) aktiváciu metabolických procesov v jadre, 3) fúziu jadier vajíčka a spermie a obnovenie diploidnej sady chromozómov.

49. Mechanizmy oplodnenia .

K oplodneniu môže dôjsť len pri určitej koncentrácii spermií v semennej tekutine (1 ml semennej tekutiny ~ 350 miliónov spermií). Vajíčka zvierat a rastlín sa uvoľňujú do životné prostredie látky aktivujúce spermie. Spermie sa pohybujú smerom k vajíčku. Látky vylučované vajíčkom spôsobujú, že spermie sa zlepia, čo im pomáha udržať ich v blízkosti vajíčka. Mnoho spermií sa priblíži k vajíčku, ale iba jedna prenikne. Prienik spermie do vajíčka uľahčujú enzýmy - hyaluronidáza atď. Enzýmy sú vylučované akrozómom. Škrupina vajíčka sa rozpustí a cez otvor v nej spermie preniknú do vajíčka. Na povrchu vajíčka sa vytvorí oplodňovacia membrána, ktorá chráni vajíčko pred prienikom iných spermií. Medzi touto škrupinou a povrchom vajíčka je voľný priestor naplnený tekutinou. Penetrácia spermií uľahčuje dokončenie druhého meiotického delenia a oocyt 2. rádu sa stáva zrelým vajíčkom. Vo vajíčku sa zvyšuje metabolická aktivita, zvyšuje sa spotreba kyslíka a dochádza k intenzívnej syntéze bielkovín.

Jadrá spermie a vajíčka sa priblížia k sebe, ich membrány sa rozpustia. Jadrá sa spoja a obnoví sa diploidná sada chromozómov. Toto je najzákladnejšia vec v procese hnojenia. Oplodnené vajíčko sa nazýva zygota. Zygota je schopná ďalšieho vývoja. Pri oplodnení spermie zavádza svoj chromozomálny materiál do vajíčka a pôsobí stimulačne, čo spôsobuje vývoj organizmu.

50. Partenogenéza, jej odrody a charakteristiky .

Partenogenéza je vývoj z neoplodnených vajíčok, čo umožňuje jedincovi produkovať potomstvo bez skutočného oplodnenia. Je známa prirodzená a umelá partenogenéza. Prirodzená partenogenéza sa vyskytuje u mnohých rastlín, červov, hmyzu a kôrovcov. Fakultatívna partenogenéza sa vyskytuje u včiel a mravcov. Samce sa vyvíjajú z neoplodnených vajíčok a samice z oplodnených vajíčok.Pri obligátnej partenogenéze sa vajíčka vyvíjajú bez oplodnenia. Napríklad skalník kaukazský. Tento druh sa zachoval vďaka partenogenéze, pretože stretnúť sa s jednotlivcami je ťažké. Partenogenéza sa môže vyskytnúť u vtákov. U jedného plemena moriek sa niektoré vajcia vyvíjajú partenogeneticky a produkujú iba samcov. U mnohých druhov prebieha partenogenéza cyklicky. Vo voškách a dafniách sa v lete vyskytujú iba samice, ktoré sa rozmnožujú partenogeneticky a na jeseň sa rozmnožovanie uskutočňuje oplodnením. Toto striedanie foriem rozmnožovania je spojené s veľkým úbytkom jedincov. Umelá partenogenéza bola objavená v roku 1886 A.A. Tichomirov. Vďaka pokusom s umelou partenogenézou sa zistilo, že pre vývoj vajíčka je potrebná aktivácia. IN prírodné podmienky Túto funkciu vykonávajú spermie po preniknutí do vajíčka. Pri pokuse môžu aktiváciu spôsobiť rôzne vplyvy: chemické, mechanické, elektrické, tepelné atď. Tieto faktory menia metabolizmus vajíčka a aktivujú ho.