В чем заключается сущность мейоза биология 6 класс
В чем заключается биологическое значение мейоза
Природа создала несколько способов деления клеток, одним из них является мейоз. Он представляет собой процесс, во время которого из соматической клетки образуется четыре гаметы (половые клетки с одинарным набором хромосом). Они отличаются комбинациями генов и редуцированными наборами хромосом. Без этого процесса половое размножение многоклеточных живых организмов просто невозможно. В этом и заключается биологическое значение мейоза.
Общая информация
При половом размножении после слияния двух гамет образуется зигота. Именно из этой клетки затем и развивается дочерний организм. Родительские половые клетки имеют определенный гаплоидный набор (n) хромосом. После их соединения число хромосом в зиготе увеличивается и становится диплоидным (2n). При этом каждая пара гомологических хромосом имеет по одной материнской и отцовской хромосоме. Так кратко можно описать сущность процесса формирования диплоидных клеток из гаплоидных, который и называется мейоз.
Уже в 1883 году ученые при изучении оплодотворения и предзародышевого развития (гаметогеноз) у червей обнаружили одну закономерность — яйцеклетки и сперматозоиды содержат в два раза меньше хромосом в сравнении с зиготой. Во время дальнейшего внимательного изучения гаметогенеза был обнаружен новый вид деления клеток — мейоз. На установление главных закономерностей этого процесса было затрачено около 50 лет.
Фазы мейоза
Процесс деления клеток состоит из двух последовательных этапов. Они называются первое деление (мейоз I) и вторичное деление (мейоз II). Между этими этапами существует укороченная интерфаза, названная интеркинезом. Каждый этап деления состоит из 4 фаз. Для мейоза I это:
Мейоз II, в свою очередь, составляют соответственно профаза II, метафаза II, анафаза II и телофаза II. В ходе всех этих делений в клетках происходят серьезные изменения. Среди них следует отметить:
Каждый этап мейоза требует более детального рассмотрения.
Первое деление
В мейоз могут вступать только определенные соматические клеточки после завершения интерфазы. Профаза I является самым сложным процессом. Это связано с тем, что именно на этой стадии происходит распределение генетического материала. У человека профаза I длиться чуть более 22 дней и состоит из 5 стадий:
Если на этапе профаза I происходит подготовка к делению генетического материала, то во время метафазы I это делают остальные структуры клетки. Оболочка ядра растворена, биваленты находятся около полюсов, образуя тем самым метафазную пластину. Кроме этого к каждой хромосоме присоединяется веретено деления.
На стадии анафаза I веретено деления притягивает к полюсам по одной хромосоме из всех тетрад. В результате в клетке формируется 2 гаплоидных генома — по одному на полюс. Однако до завершения процесса деления цитоплазмы клетка продолжает оставаться диплоидной.
Телофаза I характеризуется делением цитоплазмы на две части. У растительных организмов этот процесс протекает благодаря достраиванию поперечной стенки в клетке. У представителей фауны мембрана цитоплазмы перешнуровывается. Также во время телофазы I происходит формирование ядер. В результате образуется две клеточки, в состав которых входит 2 хроматиды. При этом новообразованные клетки имеют только один вариант генов.
Второй этап
Второе деление начинается после непродолжительного интеркинеза — паузы. На этом этапе делиться начинают 2 клеточки, содержащие гаплоидные геномы. Для профазы II характерно разрушение мембран и ядер. Одновременно с этим наблюдаются следующие процессы:
Во время метафазы II хромосомы размещаются в определенном порядке в плоскости экватора. При этом метафазные пластины расположены перпендикулярно друг к другу. Веретено деления связывает хроматиды и центриоли.
На следующем этапе (анафаза II) к каждому полюсу смещается одна дочерняя хроматида из каждой хромосомы. В делящейся клеточке создается два редуцированных генетических набора. Так как цитоплазма еще не разделилась, клетку следует считать гаплоидной.
Этап телофаза II завершает деление клетки. Именно в этот момент происходит разделение цитоплазмы и формирование мембран ядер. Из двух гаплоидных клеток создается 4 гаметы с разными комбинациями генов. У мужчин во время гаметогенеза цитоплазма поровну распределяется между четырьмя сперматозоидами. У женщин основная часть цитоплазмы смещается в направлении яйцеклетки. В остальных клетках (полярные тельца) основную часть свободного пространства занимают ядра.
Биологическое значение
Ознакомившись с процессом деления, остается выяснить, каково биологическое значение мейоза, и какую он играет роль в жизни эукариотов. Этот процесс крайне важен для многоклеточных организмов. Во время оплодотворения, при слиянии гамет, новый организм сохраняет признаки кариотипа, так как получает диплоидный генетический набор. При отсутствии мейоза при делении клеточек количество хромосом постоянно увеличивалось бы.
Кроме этого, биологический смысл мейоза заключается в следующем:
Биологическое значение мейоза
Всего получено оценок: 235.
Всего получено оценок: 235.
В природе существует несколько способов и видов деления клеток. Одним из них является процесс деления, именуемый мейозом. В данной статье Вы узнаете, как происходит данный процесс, об его особенностях, а также в чём заключается биологическое значение мейоза.
Фазы мейоза
Способ деления, в результате которого из материнской клетки образуется четыре дочерние с уменьшенным в два раза набором хромосом, называется мейозом.
Таким образом, если делится диплоидная соматическая клетка, то в результате получаем четыре гаплоидные клетки.
Весь процесс проходит непрерывно в два этапа, между которыми практически отсутствует интерфаза. Кратко описать весь процесс поможет следующая таблица:
Фаза
Описание
Первое деление:
Ядрышки растворяются, разрушаются ядерные мембраны, и формируется веретено деления.Хромосомы сближаются, происходит кроссинговер и коньюгация.
Спирализация достигает максимальных значений, пары хромосом располагаются в экваториальной части веретена.
Гомологичные хромосомы отходят к разным полюсам. Поэтому из каждой их пары одна попадает в дочернюю клетку.
Разрушается веретено деления, формируются ядра, и распределяется цитоплазма. В результате получается две клетки, которые буквально сразу же вступают в новый процесс деления способом митоза.
Второе деление:
Происходит формирование хромосом, которые беспорядочно расположены в цитоплазме клетки. Образуется новое веретено деления.
Хромосомы перемещаются к экватору веретена деления.
Хроматиды разделяются и расходятся к разным полюсам.В этом случае хроматиды становятся самостоятельными хромосомами.
В результате получаем четыре гаплоидные клетки с одной хроматидой.
Профаза 1 проходит в пять стадий, во время которых хроматин спирализуется, образуются двухроматидные хромосомы. Наблюдается попарное сближение гомологичных хромосом (конъюгация), при этом в некоторых местах они перекрещиваются и обмениваются определёнными участками (кроссинговер).
Биологическое значение мейоза
Процесс деления клеток-эукариотов способом мейоза играет большую роль, особенно в образовании клеток половой системы – гамет. В процессе оплодотворения, когда гаметы сливаются, новый организм получает диплоидный набор хромосом и тем самым сохраняются признаки кариотипа. Если бы не было мейоза, то в результате размножения число хромосом постоянно бы росло.
Помимо этого биологическим смыслом мейоза является:
которые читают вместе с этой
Что мы узнали?
Мейозом называют процесс, сущность которого состоит в уменьшении числа хромосом при делении клетки. Проходит он в два этапа, каждый из которых состоит из четырёх фаз. В результате первого этапа получаем две клетки с гаплоидным набором хромосом. Второй этап проходит по принципу деления способом митоза, в результате чего получаем четыре клетки с гаплоидным набором. Данный процесс очень важен в образовании половых клеток, которые участвуют в оплодотворении. Полученные клетки – гаметы с гаплоидным набором при слиянии образуют зиготу с диплоидным набором, тем самым поддерживается постоянное число хромосом. Особенность мейоза состоит в том, что дочерние клетки не похожи на материнскую клетку, и имеют генетический материал, который отличается от родительской клетки.
Митоз и мейоз
Жизненный цикл клетки (клеточный цикл)
С момента появления клетки и до ее смерти в результате апоптоза (программируемой клеточной гибели) непрерывно продолжается жизненный цикл клетки.
Интенсивно образуются рибосомы, синтезируется АТФ и все виды РНК, ферменты, клетка растет.
Митоз является непрямым способом деления клетки, наиболее распространенным среди эукариотических организмов. По продолжительности занимает около 1 часа. К митозу клетка готовится в период интерфазы путем синтеза белков, АТФ и удвоения молекулы ДНК в синтетическом периоде.
Митоз состоит из 4 фаз, которые мы далее детально рассмотрим: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Напомню, что клетка вступает в митоз с уже удвоенным (в синтетическом периоде) количеством ДНК. Мы рассмотрим митоз на примере клетки с набором хромосом и ДНК 2n4c.
ДНК максимально спирализована в хромосомы, которые располагаются на экваторе клетки. Каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных центромерой (кинетохором). Нити веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом (если точнее, прикрепляются к кинетохору центромеры).
Попробуйте самостоятельно вспомнить фазы митоза и описать события, которые в них происходят. Особенное внимание уделите состоянию хромосом, подчеркните сколько в них содержится молекул ДНК (хроматид).
Мейоз
В результате мейоза из диплоидных клеток (2n) получаются гаплоидные (n). Мейоз состоит из двух последовательных делений, между которыми практически отсутствует пауза. Удвоение ДНК перед мейозом происходит в синтетическом периоде интерфазы (как и при митозе).
Помимо типичных для профазы процессов (спирализация ДНК в хромосомы, разрушение ядерной оболочки, движение центриолей к полюсам клетки) в профазе мейоза I происходят два важнейших процесса: конъюгация и кроссинговер.
Кроссинговер является важнейшим процессом, в ходе которого возникают рекомбинации генов, что создает уникальный материал для эволюции, последующего естественного отбора. Кроссинговер приводит к генетическому разнообразию потомства.
Биваленты (комплексы из двух хромосом) выстраиваются по экватору клетки. Формируется веретено деления, нити которого крепятся к центромере (кинетохору) каждой хромосомы, составляющей бивалент.
Мейоз II весьма напоминает митоз по всем фазам, поэтому если вы что-то подзабыли: поищите в теме про митоз. Главное отличие мейоза II от мейоза I в том, что в анафазе мейоза II к полюсам клетки расходятся не хромосомы, а хроматиды (дочерние хромосомы).
Сейчас мы возьмем клетку, в которой 4 хромосомы. Попытайтесь самостоятельно описать фазы и этапы, через которые она пройдет в ходе мейоза. Проговорите и осмыслите набор хромосом в каждой фазе.
Бинарное деление надвое
При благоприятных условиях бактерии делятся каждые 20 минут. В случае, если условия не столь благоприятны, то больше времени уходит на рост и развитие, накопление питательных веществ. Интервалы между делениями становятся длиннее.
Амитоз встречается в раковых (опухолевых) клетках, воспалительно измененных, в старых клетках.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
В чем заключается сущность мейоза? Краткое описание фаз
Всем известно, что при половом способе размножения новый организм возникает в результате слияния двух гамет (половых клеток). Гаметогенез, или образование генеративных клеток, и происходит при помощи специфического деления, которое называется мейозом. В чем заключается сущность этого процесса, каковы его этапы, расскажем в данной статье.
Немного общих знаний
Для большинства разнополых организмов на нашей планете характерно размножение половым путем. При этом гаметы имеют половинный хромосомный набор, который называется гаплоидным (n). В результате слияния гамет образуется зигота, у которой восстанавливается диплоидность, и набор хромосом обозначается 2n, в чем и заключается сущность мейоза (кратко).
Вам будет интересно: Описание рассвета: учимся вместе
К примеру, у дрозофилы (плодовой мушки) всего 4 хромосомы – это диплоидный набор. Гаметы же у нее в ядре имеют только 2 хромосомы. У человека в каждой клетке в ядре имеется 46 хромосом, а в гаметах (яйцеклетке и сперматозоиде) – по 23.
Хромосомы и хроматиды
Вам будет интересно: Поклонник – это. Значение слова и примеры его употребления
Для понимания последующего материала важно понимать различие между этими двумя понятиями.
Хромосомами (используется обозначение n) называются носители генетического материала, а попросту это молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), многократно спирализированные и находящиеся в ядре клеток эукариотических (имеющих ядро с мембранной оболочкой) организмов. В том виде, в котором мы привыкли их видеть в учебниках и справочниках (на фото выше показаны хромосомы человека), они становятся заметны только в период интерфазы, перед делением клетки, когда они уже удвоились.
А вот хроматиды (обозначаются с) – это как раз и есть структурная часть хромосомы, которая уже прошла процесс репликации (удвоения) в интерфазе перед делением клетки. Хроматида – это одна из двух копий ДНК, которые соединены в этот момент специальной перетяжкой (центромерой).
Пока две хроматиды связаны центромерой, их называют сестринскими. И только в ходе полового деления клеток (мейоза) они разделяются и представляют собой самостоятельные единицы наследственного материала, а если между ними произошел кроссинговер (о чем позже) то они претерпели изменения в последовательности генов.
Как раз мейоз и обеспечивает такой набор в гаметах.
Особенное деление клеток
Специфическое деление с образованием половых клеток – мейоз (от греческого слова μείωσις, что означает уменьшение) – это совокупность двух последовательных делений клетки, в результате которых ядро делится дважды, а хромосомы только раз. Благодаря этому и происходит уменьшение (редукция) хромосомного набора в гаметах в два раза, что при их слиянии восстанавливает диплоидность зиготы. Это и есть его биологическое значение.
Мейоз (его фазы) у всех живых организмов происходит по одинаковой схеме:
Первое мейотичное деление
В период подготовки клетки к делению (интерфазы) в ядре происходит удвоение количества хромосом (их становится 4 n), что характерно для клеток, которые делятся простым делением (митоз). В клетках предшественницах гамет (у человека – сперматоцитов и ооцитов) в интерфазе такого удвоения не происходит, и к мейозу клетка приступает с набором хромосом 2n и проходит следующие этапы:
Образовавшиеся клетки вступают в интерфазу, которая либо очень короткая, либо вообще отсутствует.
Второе мейотическое деление
Мейоз II имеет те же фазы:
При этом делении количество хромосом не изменяется, но каждая из них состоит только их одной хроматиды (структурной единицы). Вот в чем заключается сущность мейоза II. Образуются клетки с гаплоидным набором хромосом в каждой (n).
Биологическое значение мейоза
В чем заключается оно, уже стало понятно:
Что такое кроссинговер
Вернемся к профазе I мейоза. Именно в этот момент, когда гомологичные хромосомы сблизились и почти слиплись, может произойти обмен между ними любым участком. Именно этот обмен и называется кроссинговером, что в буквальном переводе с английского (crossing over) обозначает пересечение или перекрест.
Проще говоря, один участок хромосомы может поменяться местами с таким же участком другой хромосомы из одной пары. Этот механизм обеспечивает рекомбинативную генетическую изменчивость организмов. Перетасовка генов приводит к увеличению биоразнообразия внутри одного вида.
Жизненный цикл и мейоз
В зависимости от того, на какой стадии жизненного цикла происходит мейоз, в биологии выделяют три его типа:
Подведем итог
Школьники знакомятся с тем, в чем заключается сущность мейоза, в 6 классе при изучении простейших, водорослей, и переходя к изучению биологии растений. Это ключевое понятие общей биологии и механизмов образования половых клеток (гамет) позволяет понять общность всего живого на нашей планете, разобраться в различных жизненных циклах растений и животных.
Изучение механизмов различного деления клеток позволяет понять уникальность и целесообразность законов природы, которые сформировались на протяжении миллиардов лет эволюции на одной-единственной планете Солнечной системы. И нам повезло родиться именно на ней.
Биологическое значение мейоза, в чем заключается смысл и сущность
В природе существует несколько способов и видов деления клеток. Одним из них является процесс деления, именуемый мейозом. В данной статье Вы узнаете, как происходит данный процесс, об его особенностях, а также в чём заключается биологическое значение мейоза.
Фазы мейоза
Способ деления, в результате которого из материнской клетки образуется четыре дочерние с уменьшенным в два раза набором хромосом, называется мейозом.
Таким образом, если делится диплоидная соматическая клетка, то в результате получаем четыре гаплоидные клетки.
Весь процесс проходит непрерывно в два этапа, между которыми практически отсутствует интерфаза. Кратко описать весь процесс поможет следующая таблица:
Фаза
Описание
Первое деление:
Ядрышки растворяются, разрушаются ядерные мембраны, и формируется веретено деления.
Спирализация достигает максимальных значений, пары хромосом располагаются в экваториальной части веретена.
Гомологичные хромосомы отходят к разным полюсам. Поэтому из каждой их пары одна попадает в дочернюю клетку.
Разрушается веретено деления, формируются ядра, и распределяется цитоплазма. В результате получается две клетки, которые буквально сразу же вступают в новый процесс деления способом митоза.
Второе деление:
Происходит формирование хромосом, которые беспорядочно расположены в цитоплазме клетки. Образуется новое веретено деления.
Хромосомы перемещаются к экватору веретена деления.
Хроматиды разделяются и расходятся к разным полюсам.
В результате получаем четыре гаплоидные клетки с одной хроматидой.
Рис. 1. Схема мейоза
Профаза 1 проходит в пять стадий, во время которых хроматин спирализуется, образуются двухроматидные хромосомы. Наблюдается попарное сближение гомологичных хромосом (конъюгация), при этом в некоторых местах они перекрещиваются и обмениваются определёнными участками (кроссинговер).
Рис. 2. Схема профазы 1
Биологическое значение мейоза
Процесс деления клеток-эукариотов способом мейоза играет большую роль, особенно в образовании клеток половой системы – гамет. В процессе оплодотворения, когда гаметы сливаются, новый организм получает диплоидный набор хромосом и тем самым сохраняются признаки кариотипа. Если бы не было мейоза, то в результате размножения число хромосом постоянно бы росло.
Рис. 3. Схема образования гамет
Помимо этого биологическим смыслом мейоза является:
Что мы узнали?
Мейозом называют процесс, сущность которого состоит в уменьшении числа хромосом при делении клетки. Проходит он в два этапа, каждый из которых состоит из четырёх фаз. В результате первого этапа получаем две клетки с гаплоидным набором хромосом. Второй этап проходит по принципу деления способом митоза, в результате чего получаем четыре клетки с гаплоидным набором. Данный процесс очень важен в образовании половых клеток, которые участвуют в оплодотворении. Полученные клетки – гаметы с гаплоидным набором при слиянии образуют зиготу с диплоидным набором, тем самым поддерживается постоянное число хромосом. Особенность мейоза состоит в том, что дочерние клетки не похожи на материнскую клетку, и имеют особый генетический материал.