Qual è il significato biologico della meiosi? Qual è il significato biologico della meiosi?

La meiosi o riduzione della divisione cellulare è la divisione del nucleo di una cellula eucariotica con un dimezzamento del numero dei cromosomi. Si verifica in due fasi (fasi di riduzione e equazionali della meiosi). Con una diminuzione del numero di cromosomi a causa della meiosi in ciclo vitale c'è una transizione dalla fase diploide alla fase aploide. Il ripristino della ploidia (transizione dalla fase aploide alla fase diploide) avviene come risultato del processo sessuale.

La meiosi consiste di 2 divisioni consecutive con una breve interfase tra di loro.

Profase I - la profase della prima divisione è molto complessa e si compone di 5 fasi:

Leptotene o leptonema - imballaggio dei cromosomi, condensazione del DNA per formare cromosomi sotto forma di fili sottili (i cromosomi sono accorciati).

Zigotene o zygonema - avviene la coniugazione - l'unione di cromosomi omologhi con la formazione di strutture costituite da due cromosomi collegati, chiamati tetradi o bivalenti e la loro ulteriore compattazione.

Pachitene o pachinema - (lo stadio più lungo) incrocio (crossover), scambio di sezioni tra cromosomi omologhi; i cromosomi omologhi rimangono collegati tra loro.

Diplotene o diplonema: si verifica una decondensazione parziale dei cromosomi, mentre parte del genoma può funzionare, si verificano processi di trascrizione (formazione di RNA), traduzione (sintesi proteica); i cromosomi omologhi rimangono collegati tra loro. In alcuni animali, negli ovociti si acquisiscono i cromosomi in questa fase della profase meiotica forma caratteristica cromosomi come i pennelli della lampada.

Diacinesi: il DNA si condensa nuovamente al massimo, i processi sintetici si fermano, la membrana nucleare si dissolve; I centrioli divergono verso i poli; i cromosomi omologhi rimangono collegati tra loro.

Alla fine della profase I, i centrioli migrano verso i poli cellulari, si formano i filamenti del fuso, la membrana nucleare e i nucleoli vengono distrutti

Metafase I: i cromosomi bivalenti si allineano lungo l'equatore della cellula.

Anafase I: i microtubuli si contraggono, i bivalenti si dividono e i cromosomi si spostano ai poli. È importante notare che, a causa della coniugazione dei cromosomi nello zigotene, interi cromosomi, costituiti da due cromatidi ciascuno, divergono ai poli e non i singoli cromatidi, come nella mitosi.

Telofase I: i cromosomi despirano e appare un involucro nucleare.

La seconda divisione della meiosi segue immediatamente la prima, senza un'interfase pronunciata: non esiste un periodo S, poiché la replicazione del DNA non avviene prima della seconda divisione.

Profase II: si verifica la condensazione cromosomica, il centro cellulare si divide e i prodotti della sua divisione divergono ai poli del nucleo, la membrana nucleare viene distrutta e si forma un fuso di fissione.

Metafase II - i cromosomi univalenti (costituiti da due cromatidi ciascuno) si trovano all '"equatore" (ad uguale distanza dai "poli" del nucleo) nello stesso piano, formando la cosiddetta piastra metafase.

Anafase II: gli univalenti si dividono e i cromatidi si spostano ai poli.

Telofase II: i cromosomi despirano e appare un involucro nucleare.

Di conseguenza, da uno cellula diploide si formano quattro cellule aploidi. Nei casi in cui la meiosi è associata alla gametogenesi (ad esempio, negli animali multicellulari), durante lo sviluppo delle uova, la prima e la seconda divisione della meiosi sono nettamente irregolari. Di conseguenza, si formano un uovo aploide e tre cosiddetti corpi di riduzione (derivati ​​abortivi della prima e della seconda divisione).

Funzione riproduttiva e significato biologico della meiosi

La funzione riproduttiva del corpo viene svolta nel processo di unione di due gameti (cellule sessuali) durante l'emergenza e il successivo sviluppo dallo zigote di un organismo figlia: un uovo fecondato. Le cellule madri sessuali hanno un certo insieme di n-cromosomi. Si chiama aploide. Lo zigote, accogliendo in sé questi insiemi, diventa una cellula diploide, cioè il numero di cromosomi è 2n: uno materno e uno paterno. Il significato biologico della meiosi come divisione cellulare speciale è che è grazie ad essa che una cellula aploide si forma da cellule diploidi.

Definizione

La meiosi in biologia è solitamente chiamata un tipo di mitosi; Di conseguenza, le cellule somatiche diploidi delle gonadi sono divise in 1n gameti. Quando il nucleo viene fecondato avviene la fusione dei gameti. Pertanto, 2n viene ripristinato insieme cromosomico. L'importanza della meiosi è garantire la conservazione del set cromosomico e della corrispondente quantità di DNA inerente a ciascuna specie di organismi viventi.

Descrizione

La meiosi è un processo continuo. Consiste di 2 tipi di divisione, che si susseguono successivamente: meiosi I e meiosi II. Ciascuno dei processi, a sua volta, è costituito da profase, metafase, anafase, telofase. La prima divisione della meiosi, o meiosi I, dimezza il numero di cromosomi, cioè c'è un fenomeno chiamato divisione di riduzione. Quando si verifica la seconda fase della meiosi, o meiosi II, l'aploidità delle cellule non corre il rischio di cambiare, ma viene preservata. Questo processo è chiamato divisione equazionale.

Tutte le cellule nella fase della meiosi trasportano alcune informazioni a livello genetico.

• La profase della meiosi I è lo stadio della graduale spiralizzazione della cromatina e della formazione dei cromosomi. Al termine di questa azione molto complessa, il materiale genetico è presente nella sua forma originale: cromosomi 2n2.
• La metafase arriva - arriva e livello massimo spiralizzazione. Il materiale genetico continua a non cambiare.
• L'anafase della meiosi è accompagnata dalla riduzione. Ogni coppia di cromosomi genitori ne dona uno alle sue cellule figlie. Il materiale genetico cambia nella composizione, perché il numero dei cromosomi è dimezzato: ci sono 1n2 cromosomi su ciascun polo della cellula.
• La telofase è la fase in cui si forma il nucleo e si separano i citoplasmi. Vengono create le cellule figlie, ce ne sono 2 e ciascuna ha 2 cromatidi. Quelli. l'insieme dei cromosomi in essi contenuti è aploide.
• Successivamente si osserva l'intercinesi, una breve tregua tra il primo e il secondo stadio della meiosi. Entrambe le cellule figlie sono pronte per entrare nella seconda fase della meiosi, che procede con lo stesso meccanismo della mitosi.

Il significato biologico della meiosi risiede quindi nel fatto che si trova nella sua seconda fase meccanismi complessi Sono già formate 4 cellule aploidi: i cromosomi 1n1. Cioè, una cellula madre diploide dà vita a quattro cellule, ciascuna con un set cromosomico aploide. In una delle fasi della meiosi di primo grado, il materiale genetico viene ricombinato e nella seconda fase cromosomi e cromatidi si spostano verso diversi poli della cellula. Questi movimenti sono la fonte della variabilità e di varie combinazioni intraspecifiche.

Risultati

COSÌ, significato biologico la meiosi è davvero fantastica. Prima di tutto, va notato come lo stadio principale della genesi dei gameti. La meiosi garantisce il trasferimento dell'informazione genetica delle specie da un organismo all'altro, a condizione che si riproducano sessualmente. La meiosi rende possibile la formazione di combinazioni intraspecifiche, perché le cellule figlie differiscono non solo dai loro genitori, ma differiscono anche l'una dall'altra.

Inoltre, il significato biologico della meiosi risiede nel garantire una riduzione del numero di cromosomi nel momento in cui si formano le cellule sessuali. La meiosi garantisce la loro aploidità; al momento della fecondazione nello zigote viene ripristinata la composizione diploide dei cromosomi.

Meiosi. Significato biologico della meiosi

Meiosi- questo è un tipo speciale divisione cellulare, il cui verificarsi è associato all'emergere della riproduzione sessuale. Durante la riproduzione sessuale, due genitori, padre e madre, danno origine a un nuovo organismo. Durante la fecondazione, i nuclei delle cellule germinali dei genitori si fondono, raddoppiando il numero di cromosomi nello zigote. Di conseguenza, la formazione delle cellule germinali dovrebbe essere associata ad un dimezzamento del numero dei cromosomi, ma in modo tale che la totalità materiale genetico assicurava la continuità delle generazioni. La regolare alternanza della replicazione del DNA e, di conseguenza, dei cromosomi, delle mitosi e della meiosi garantisce la conservazione di un cariotipo specie-specifico come in sviluppo individuale- ontogenesi e in una serie di generazioni di organismi.

Durante il processo di meiosi, da una cellula diploide (2n = 46) si formano 4 cellule aploidi (n = 23). Inoltre, nella meiosi, si verificano due tipi di riarrangiamento del materiale genetico dei cromosomi, cioè due tipi di ricombinazione genetica: 1) distribuzione indipendente dei cromosomi omologhi da coppie diverse ai poli di divisione; 2) incrocio - scambio di sezioni tra cromosomi omologhi. Questi processi forniscono spettro più ampio variabilità ereditaria, unicità genetica degli individui anche tra i discendenti di una coppia di genitori.

La divisione meiotica negli esseri umani non presenta differenze fondamentali rispetto alla meiosi negli altri eucarioti. Consiste in due divisioni consecutive, tra le quali non c'è raddoppio del DNA, e quindi dei cromosomi.

Prima della meiosi si verifica necessariamente l'interfase, durante la quale il DNA viene replicato durante il periodo S. Di conseguenza, nella profase della prima divisione meiotica, i cromosomi filamentosi emergenti sono costituiti da due cromatidi. Ciascuna delle due divisioni della meiosi è costituita da pro-, meta-, ana- e telofase con indici I o II

La prima divisione meiotica richiede molto più tempo della seconda. La fase più lunga della prima divisione meiotica è la profase, poiché è in questa fase che tale processi complessi, come la formazione di bivalenti da cromosomi omologhi e il crossover.

Metafase I: i bivalenti si allineano sul piano equatoriale nel citoplasma. I centromeri dei cromosomi si trovano all'equatore e ad essi sono attaccati i fili del fuso. Il numero di bivalenti allineati corrisponde al corredo cromosomico aploide e per l'uomo è 23.

Anafase I: la divergenza dei cromosomi omologhi ai poli opposti della cellula. Ogni cromosoma è costituito da due cromatidi fratelli.

Telofase I. In questa fase si formano due nuclei figli, ciascuno dei quali contiene un numero aploide di cromosomi pari a 23. Ciascun cromosoma è costituito da due cromatidi fratelli.

L'intervallo tra due successive divisioni meiotiche è molto breve. La seconda divisione meiotica inizia quasi immediatamente. Segue lo schema della mitosi: 23 cromosomi, costituiti da cromatidi fratelli accoppiati collegati in regioni centromeriche, attraversano profase e metafase in ciascuno dei due nuclei formati. In anafase si separano e i cromatidi fratelli di ciascun cromosoma si spostano verso i poli opposti, dando luogo alla formazione di quattro nuclei aploidi (Fig. 10).

La ricombinazione del materiale genetico nella meiosi avviene non solo a causa del processo di crossover. Nell'anafase della prima divisione meiotica, distribuzione casuale in relazione ai poli cellulari dei cromosomi omologhi di ciascun bivalente. Ciò porta ad un gran numero di possibili combinazioni di cromosomi paterni e materni nei gameti. Esaminiamo il processo in modo più dettagliato utilizzando un semplice esempio.

Analizziamo la distribuzione della prima e della seconda coppia di cromosomi omologhi nell'anafase I. È noto che in ciascuna coppia di cromosomi omologhi durante il processo di fecondazione, un cromosoma proviene dal gamete del padre, l'altro dal gamete della madre. Indichiamo i cromosomi del padre in lettere maiuscole e i cromosomi della madre in lettere minuscole. Pertanto, A e a sono la prima coppia di cromosomi, B e b sono la seconda coppia. Nella profase I si formano i bivalenti. Nella metafase I si allineano sul piano equatoriale: A//a, B//b. Nell'anafase I, i cromosomi omologhi dei bivalenti divergono ai poli opposti: i cromosomi A e B andranno ad un polo, cioè paterno, e all'altro, a e b, cioè materno. Ma questo evento potrebbe avere un esito diverso, quando la disposizione dei cromosomi in metafase all'equatore sarà diversa: A//a, b//B. Quindi i cromosomi A e b andranno su un polo, e a e B andranno sull'altro, ad es. la combinazione di cromosomi ai poli conterrà uno paterno e uno materno. La presenza di due coppie di cromosomi omologhi garantisce, come vediamo, la formazione di quattro tipi di gameti, qualitativamente diversi tra loro nella combinazione dei cromosomi paterni e materni. Gli esseri umani hanno 23 paia di cromosomi. La diversità dei gameti è stimata in 223. Si tratta di circa 10 milioni di varianti di varie combinazioni di cromosomi paterni e materni da ciascuna coppia di omologhi. Durante la fecondazione, è quasi altrettanto probabile che uno qualsiasi degli spermatozoi incontri un ovulo ovulato. Ciò aumenta il numero di possibili genotipi di bambini (223.223). La frequenza della ricombinazione genetica risultante dalla distribuzione indipendente di diverse coppie di omologhi è superiore alla frequenza della ricombinazione risultante dall'incrocio.

Ereditarietà dei tratti legati al sesso. I cromosomi X e Y sono omologhi perché hanno regioni omologhe comuni in cui sono localizzati i geni allelici. Tuttavia, questi cromosomi, nonostante l'omologia dei singoli loci, differiscono nella morfologia. Oltre alle aree comuni, i cromosomi X e Y hanno un ampio insieme di geni in cui differiscono. Il cromosoma X contiene geni che non sono presenti sul cromosoma Y; a sua volta, il cromosoma Y contiene geni che non sono presenti sul cromosoma X. Pertanto, gli uomini hanno geni sui loro cromosomi sessuali che non hanno un secondo allele sul cromosoma omologo. In questo caso il segno non è determinato dalla coppia geni allelici, come al solito, un tratto mendeliano, ma un solo allele. Questo stato del gene è chiamato emizigote (Fig. 15). I tratti il ​​cui sviluppo è determinato da un allele situato su uno dei cromosomi sessuali alternativi sono chiamati legati al sesso. Si sviluppano prevalentemente in uno dei due sessi. Questi tratti vengono ereditati in modo diverso nei maschi e nelle femmine.

I tratti legati al cromosoma X possono essere recessivi o dominanti. Tratti recessivi- emofilia, daltonismo, atrofia nervo ottico e miopatia di Duchenne. Dominanti sono il rachitismo, che non può essere curato con la vitamina D, e lo smalto dei denti scuro.

Diamo un'occhiata all'ereditarietà legata all'X utilizzando l'esempio gene recessivo emofilia. Un uomo ha cromosomi sessuali XY. Il gene dell'emofilia è localizzato sul cromosoma X e non ha un allele sul cromosoma Y, cioè è in uno stato emizigote. Pertanto, nonostante il carattere sia recessivo, negli uomini si manifesta:

N - gene per la normale coagulazione del sangue;

h - gene dell'emofilia;

XhY - uomo affetto da emofilia;

XNY: l'uomo è sano.

Le donne hanno XX cromosomi sessuali. Il tratto è determinato da una coppia di geni allelici, quindi l'emofilia appare solo nello stato omozigote:

XNXN - la donna è sana;

XNXh - donna eterozigote (portatrice del gene dell'emofilia), sana;

XhXh è una donna emofiliaca.

Caratteristiche formali di base dell'X-linked eredità recessiva il seguente. Di solito ne sono colpiti gli uomini. Tutte le loro figlie fenotipicamente sane sono portatrici eterozigoti, poiché ricevono un cromosoma X dal padre durante il processo di fecondazione:

Il significato biologico della meiosi è che ______

Elizaveta slotina

Il significato biologico della meiosi è quello di mantenere un numero costante di cromosomi in presenza del processo sessuale. Inoltre, come risultato dell'incrocio, si verifica la ricombinazione: la comparsa di nuove combinazioni di inclinazioni ereditarie nei cromosomi. La meiosi fornisce anche variabilità combinatoria: l'emergere di nuove combinazioni di inclinazioni ereditarie durante l'ulteriore fecondazione.

Il significato biologico della meiosi è quello di mantenere un numero costante di cromosomi in presenza del processo sessuale. Inoltre, come risultato dell'incrocio, si verifica la ricombinazione: la comparsa di nuove combinazioni di inclinazioni ereditarie nei cromosomi. La meiosi fornisce anche variabilità combinatoria: l'emergere di nuove combinazioni di inclinazioni ereditarie durante l'ulteriore fecondazione.

Il significato biologico della meiosi è

a) formazione dei gameti maschili e femminili
b) formazione di cellule somatiche
c)aumento del numero di cellule nel corpo

UN. Il significato biologico della meiosi è la riduzione della metà del numero di cromosomi e la formazione di gameti aploidi. La fusione delle cellule aploidi durante la fecondazione ripristina l'insieme diploide dei cromosomi nello zigote. La ricombinazione dei geni effettuata durante la meiosi porta alla variabilità intraspecifica.
Meiosi - tipo speciale divisione cellulare, che porta alla formazione di gameti - cellule sessuali con insieme aploide cromosomi. La meiosi è costituita da due divisioni successive durante la gametogenesi. Entrambe le divisioni della meiosi includono le stesse fasi della mitosi:
profase,
metafase,
anafase,
telofase.

Significato biologico della meiosi?

Il significato biologico della meiosi non risiede solo nel fatto che il materiale genetico viene preservato nella generazione successiva, poiché durante la fecondazione i gameti aploidi si fondono e l'insieme diploide dei cromosomi viene ripristinato. Ma anche nel fatto che i geni possono combinarsi e formare nuove combinazioni come risultato dell'incrocio - lo scambio di sezioni tra cromosomi omologhi, che avviene durante la loro coniugazione nella profase della prima divisione.

Inoltre, la divergenza casuale dei cromosomi non omologhi garantisce un'ereditarietà indipendente e la conseguenza è la FORMAZIONE DI NUOVE COMBINAZIONI DI GENI E CROMOSOMI. Suona molto ruolo importante nell’esistenza e nell’evoluzione della specie.

Giulietta

La meiosi è una divisione cellulare ridotta che si verifica durante la formazione delle cellule germinali, che devono avere un set di cromosomi aploidi (singoli). Poi, durante la fecondazione, si forma uno zigote con un doppio corredo di cromosomi, metà dei quali provengono dal padre, metà dalla madre.

Dolfanika

Il processo di meiosi riduce i cromosomi, altrimenti nella generazione successiva, quando i nuclei dell'ovulo e dello sperma si uniscono, i cromosomi si moltiplicherebbero all'infinito.

Il significato biologico della meiosi è il verificarsi di variabilità ereditaria.

Il significato della meiosi è meglio rappresentato nelle tabelle. La meiosi si verifica negli organismi che si riproducono sessualmente.

Meiosi

Concetti e definizioni di base

Si chiama meiosi modo speciale divisioni cellule eucariotiche, in cui il numero originario di cromosomi è ridotto di 2 volte (dal greco antico “ meyon" - meno - e da " meiosi" - diminuire). Viene spesso chiamata una diminuzione del numero di cromosomi riduzione.

Numero iniziale di cromosomi in meiociti(cellule che entrano nella meiosi) viene chiamato numero di cromosomi diploidi (2N) Viene chiamato il numero di cromosomi nelle cellule formate a seguito della meiosi numero di cromosomi aploidi (N).

Il numero minimo di cromosomi in una cellula è chiamato numero di base ( X). Il numero base di cromosomi in una cellula corrisponde alla quantità minima di informazione genetica (quantità minima di DNA), chiamata gene O M. Numero di geni O mov in una cellula è chiamato gene O molti numeri (Ω). Nella maggior parte degli animali multicellulari, tutte le gimnosperme e molte angiosperme il concetto di aploidia-diploidia e il concetto di gene O molti numeri corrispondono. Ad esempio, in una persona N=X=23 e 2 N=2X=46.

Caratteristica principale la meiosi è coniugazione(accoppiamento) cromosomi omologhi con la loro successiva divergenza in cellule diverse. Viene chiamata la distribuzione meiotica dei cromosomi alle cellule figlie segregazione cromosomica.

Storia breve scoperta della meiosi

Le singole fasi della meiosi negli animali furono descritte da V. Flemming (1882), e nelle piante da E. Strasburger (1888), e poi dallo scienziato russo V.I. Belyaev. Allo stesso tempo (1887), A. Weissman sostenne teoricamente la necessità della meiosi come meccanismo per mantenere un numero costante di cromosomi. Primo descrizione dettagliata la meiosi negli ovociti di coniglio è stata data da Winiworth (1900). Lo studio della meiosi è ancora in corso.

Decorso generale della meiosi

La meiosi tipica consiste in due divisioni cellulari successive, chiamate rispettivamente meiosi I E meiosi II. Nella prima divisione il numero dei cromosomi diminuisce della metà, per questo si chiama prima divisione meiotica riduzionista, meno spesso – eterotipico. Nella seconda divisione il numero dei cromosomi non cambia; si chiama questa divisione equazionale(equalizzazione), meno spesso - omeotipico. Le espressioni “meiosi” e “divisione di riduzione” sono spesso usate in modo intercambiabile.

Interfase

Interfase pre-meiotica differisce dall'interfase ordinaria in quanto il processo di replicazione del DNA non raggiunge il completamento: circa lo 0,2...0,4% del DNA rimane non duplicato. Pertanto, la divisione cellulare inizia nella fase sintetica ciclo cellulare. Pertanto, la meiosi è figurativamente chiamata mitosi prematura. Tuttavia, in generale, possiamo supporre che in una cellula diploide (2 N) Il contenuto di DNA è 4 Con.

In presenza di centrioli, questi si raddoppiano in modo tale che la cellula abbia due diplosomi, ciascuno dei quali contiene una coppia di centrioli.

Prima divisione della meiosi (divisione di riduzione, O meiosi I)

L'essenza della divisione di riduzione è ridurre della metà il numero di cromosomi: dalla cellula diploide originale si formano due cellule aploidi con cromosomi bicromatidi (ogni cromosoma comprende 2 cromatidi).

Profase 1(profase della prima divisione)è costituito da una serie di fasi:

Leptotene(fase di fili sottili). I cromosomi sono visibili al microscopio ottico sotto forma di una palla di fili sottili. Viene chiamato leptotene precoce, quando i filamenti dei cromosomi sono ancora molto scarsamente visibili proleptotene.

Zigotene(fase di unione dei thread). Sta accadendo coniugazione dei cromosomi omologhi(dal lat. coniugazione– connessione, abbinamento, fusione temporanea). I cromosomi omologhi (o omologhi) sono cromosomi simili tra loro in termini morfologici e genetici. Negli organismi diploidi normali, i cromosomi omologhi sono accoppiati: l'organismo diploide riceve un cromosoma dalla coppia dalla madre e l'altro dal padre. Durante la coniugazione si formano bivalenti. Ciascun bivalente è un complesso relativamente stabile di una coppia di cromosomi omologhi. Gli omologhi sono tenuti insieme dalle proteine ​​proteiche. complessi sinaptonemici. Un complesso sinaptonemico può connettere solo due cromatidi in un punto. Il numero di bivalenti è uguale al numero aploide dei cromosomi. Altrimenti si chiamano bivalenti tetradi, poiché ogni bivalente comprende 4 cromatidi.

Pachitena(fase di filamento spesso). I cromosomi sono spiralizzati e la loro eterogeneità longitudinale è chiaramente visibile. La replicazione del DNA è completata (uno speciale DNA del pachitene). Finisce attraversando- incrocio cromosomico, a seguito del quale si scambiano sezioni di cromatidi.

Diplotena(fase a doppio filo). I cromosomi omologhi nei bivalenti si respingono a vicenda. Sono collegati in punti separati chiamati chiasmi(dall'antica lettera greca χ - “chi”).

Diacinesi(stadio di divergenza bivalente). I singoli bivalenti si trovano alla periferia del nucleo.

Metafase I(metafase di prima divisione)

IN prometafase I la membrana nucleare viene distrutta (frammentata). Si forma il fuso di fissione. Successivamente, avviene la metacinesi: i bivalenti si spostano sul piano equatoriale della cellula.

Anafase I(anafase della prima divisione)

I cromosomi omologhi che compongono ciascun bivalente vengono separati e ciascun cromosoma si sposta verso il polo più vicino della cellula. La separazione dei cromosomi in cromatidi non avviene. Viene chiamato il processo di distribuzione dei cromosomi alle cellule figlie segregazione cromosomica.

Telofase I(telofase della prima divisione)

I cromosomi bicromatidi omologhi divergono completamente verso i poli cellulari. Normalmente, ciascuna cellula figlia riceve un cromosoma omologo da ciascuna coppia di omologhi. Se ne formano due aploide nuclei che contengono la metà dei cromosomi del nucleo della cellula diploide originale. Ogni nucleo aploide contiene un solo corredo cromosomico, cioè ogni cromosoma è rappresentato da un solo omologo. Il contenuto di DNA nelle cellule figlie è 2 Con.

Nella maggior parte dei casi (ma non sempre), la telofase I è accompagnata da citocinesi .

Intercinesi

Intercinesiè il breve intervallo tra due divisioni meiotiche. Si differenzia dall'interfase in quanto non si verificano la replicazione del DNA, la duplicazione dei cromosomi e la duplicazione dei centrioli: questi processi si sono verificati nell'interfase pre-meiotica e, parzialmente, nella profase I.

Seconda divisione della meiosi (divisione dell'equazione, O meiosi II)

Durante la seconda divisione della meiosi, il numero dei cromosomi non diminuisce. L'essenza della divisione equazionale è la formazione di quattro cellule aploidi con cromosomi a singolo cromatide (ogni cromosoma contiene un cromatide).

Profase II(profase della seconda divisione)

Non differisce significativamente dalla profase della mitosi. I cromosomi sono visibili al microscopio ottico come fili sottili. In ciascuna delle cellule figlie si forma un fuso di divisione.

Metafase II(metafase di seconda divisione)

I cromosomi si trovano nei piani equatoriali delle cellule aploidi indipendentemente l'uno dall'altro. Questi piani equatoriali possono trovarsi sullo stesso piano, possono essere paralleli tra loro o reciprocamente perpendicolari.

Anafase II(anafase della seconda divisione)

I cromosomi sono separati in cromatidi (come nella mitosi). I cromosomi monocromatici risultanti, come parte di gruppi anafase, si spostano verso i poli delle cellule.

Telofase II(telofase della seconda divisione)

I cromosomi monocromatici si sono completamente spostati verso i poli della cellula e si formano i nuclei. Il contenuto di DNA in ciascuna cellula diventa minimo e ammonta a 1 Con.

Tipi di meiosi e suo significato biologico

IN caso generale Come risultato della meiosi, da una cellula diploide si formano quattro cellule aploidi. A meiosi gametica i gameti si formano dalle cellule aploidi risultanti. Questo tipo di meiosi è caratteristico degli animali. La meiosi gametica è strettamente correlata a gametogenesi E fecondazione. A zigotico E meiosi delle spore le cellule aploidi risultanti danno origine a spore o zoospore. Questi tipi di meiosi sono caratteristici degli eucarioti inferiori, dei funghi e delle piante. La meiosi delle spore è strettamente correlata a sporogenesi. Così, la meiosi è la base citologica della riproduzione sessuata e asessuata (spore)..

Significato biologico della meiosiè mantenere un numero costante di cromosomi in presenza del processo sessuale. Inoltre, a causa dell'incrocio, ri combinazione– l’emergere di nuove combinazioni di inclinazioni ereditarie nei cromosomi. Fornisce anche la meiosi variabilità combinatoria– l’emergere di nuove combinazioni di inclinazioni ereditarie durante l’ulteriore fecondazione.

Il corso della meiosi è controllato dal genotipo dell'organismo, sotto il controllo degli ormoni sessuali (negli animali), dei fitormoni (nelle piante) e di molti altri fattori (ad esempio la temperatura).

Scrivo blog ormai da quasi tre anni. tutor di biologia. Alcuni argomenti sono di particolare interesse e i commenti sugli articoli diventano incredibilmente gonfi. Capisco che leggere "fasce per i piedi" così lunghe diventa molto scomodo nel tempo.
Pertanto, ho deciso di pubblicare alcune delle domande dei lettori e le mie risposte, che potrebbero interessare a molti, in una sezione separata del blog, che ho chiamato "Dai dialoghi nei commenti".

Perché l’argomento di questo articolo è interessante? E' chiaro principale significato biologico della meiosi : garantire la costanza del numero di cromosomi nelle cellule di generazione in generazione durante la riproduzione sessuale.

Non bisogna inoltre dimenticare che negli organismi animali in organi specializzati (gonadi) provenienti da cellule somatiche diploidi (2n) sono formati dalla meiosi gameti di cellule germinali aploidi (n).

Ricordiamo inoltre che tutte le piante convivono : sporofito, che produce spore e gametofito, che produce gameti. Meiosi nelle piante si verifica nella fase di maturazione delle spore aploidi (n). Dalle spore si sviluppa un gametofito le cui cellule sono tutte aploidi (n). Pertanto, nei gametofiti, le cellule germinali dei gameti aploidi maschili e femminili (n) si formano mediante mitosi.

Consideriamo ora i commenti all'articolo: quali test esistono per l'Esame di Stato Unificato sulla questione sul significato biologico della meiosi.

Svetlana(insegnante di biologia). Buon pomeriggio, Boris Fagimovich!

Ho analizzato 2 Vantaggi dell'Esame di Stato Unificato Kalinovy ​​​​G.S. e questo è quello che ho scoperto.

1 domanda.


2. Formazione di cellule con il doppio del numero di cromosomi;
3. Formazione di cellule aploidi;
4. Ricombinazione di sezioni di cromosomi non omologhi;
5. Nuove combinazioni di geni;
6. Aspetto Di più cellule somatiche.
La risposta ufficiale è 3,4,5.

La domanda 2 è simile, MA!
Il significato biologico della meiosi è:
1. L'emergere di una nuova sequenza nucleotidica;
2. Formazione di cellule con un set diploide di cromosomi;
3. Formazione di cellule con un set aploide di cromosomi;
4. Formazione di una molecola di DNA circolare;
5. L'emergere di nuove combinazioni genetiche;
6. Aumento del numero degli strati germinali.
La risposta ufficiale è 1,3,5.

Che succede : nella domanda 1 la risposta 1 viene scartata, ma nella domanda 2 è corretta? Ma 1 è molto probabilmente la risposta alla domanda su cosa garantisce il processo di mutazione; se - 4, allora, in linea di principio, anche questo può essere corretto, poiché oltre ai cromosomi omologhi, anche quelli non omologhi sembrano potersi ricombinare? Sono più propenso alle risposte 1,3,5.

Ciao Svetlana! C'è la scienza della biologia, che è presentata nei libri di testo universitari. C'è la disciplina della biologia, che viene presentata (nel modo più accessibile possibile) nei libri di testo scolastici. L’accessibilità (e, di fatto, la divulgazione della scienza) spesso si traduce in ogni sorta di inesattezze con cui “peccano” i libri di testo scolastici (anche quelli ripubblicati 12 volte con gli stessi errori).

Svetlana, cosa possiamo dire dei compiti di test, che sono già stati "composti" da decine di migliaia (ovviamente contengono errori palesi e ogni sorta di inesattezza associata alla doppia interpretazione di domande e risposte).

Sì, hai ragione, si arriva al punto di evidente assurdità quando la stessa risposta in compiti diversi, anche dello stesso autore, viene da lui valutata come corretta e errata. E c’è molta “confusione”, per usare un eufemismo.

Insegniamo agli scolari che la coniugazione dei cromosomi omologhi nella profase 1 della meiosi può portare al crossover. Il crossover fornisce variabilità combinatoria: la comparsa di una nuova combinazione di geni o, che è la stessa cosa, una "nuova sequenza nucleotidica". In ciò è anche uno dei significati biologici della meiosi, Pertanto la risposta 1 è senza dubbio da considerarsi corretta.

Ma vedo la correttezza della risposta 4 riguardante la ricombinazione di tratti di cromosomi NON OMOLOGICI un'enorme "sedizione" nel compilare un simile test in generale. Durante la meiosi, i cromosomi OMOLOGICI sono normalmente coniugati (questa è l'essenza della meiosi, questo è il suo significato biologico). Ma ci sono mutazioni cromosomiche che si verificano a causa di errori meiotici quando i cromosomi non omologhi vengono coniugati. Qui nella risposta alla domanda: "Come si verificano le mutazioni cromosomiche" - questa risposta sarebbe corretta.

I compilatori a volte apparentemente “non vedono” la particella “non” prima della parola “omologo”, poiché mi sono imbattuto anche in altri test in cui, alla domanda sul significato biologico della meiosi, ho dovuto scegliere questa risposta come quella corretta. Naturalmente, i candidati devono sapere che le risposte corrette qui sono 1,3,5.

Come puoi vedere, anche questi due test sono negativi perché generalmente nessuna risposta corretta di base offerta alla domanda sul significato biologico della meiosi, e le risposte 1 e 5 sono in realtà la stessa cosa.

Sì, Svetlana, questi sono "errori" per i quali laureati e candidati pagano gli esami quando superano l'Esame di Stato Unificato. Pertanto, la cosa principale è ancora, anche per superamento dell'Esame di Stato Unificato, insegna ai tuoi studenti principalmente dai libri di testo, non da compiti di prova. I libri di testo forniscono una conoscenza completa. Solo tale conoscenza aiuterà gli studenti a rispondere a qualsiasi domanda composto correttamente test.

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Il significato biologico della meiosi è quello di mantenere un numero costante di cromosomi in presenza del processo sessuale. Inoltre, a causa dell'incrocio, ri combinazione– l’emergere di nuove combinazioni di inclinazioni ereditarie nei cromosomi. Fornisce anche la meiosi variabilità combinatoria– l’emergere di nuove combinazioni di inclinazioni ereditarie durante l’ulteriore fecondazione.

Mossa meiosiè sotto il controllo del genotipo dell'organismo, sotto il controllo degli ormoni sessuali (negli animali), dei fitormoni (nelle piante) e di molti altri fattori (ad esempio la temperatura).

45.Differenze tra meiosi e mitosi .

La differenza principale tra meiosi e mitosi è coniugazione di cromosomi omologhi con la loro successiva divergenza in gameti diversi. L'accuratezza della divergenza è determinata dall'accuratezza della coniugazione e quest'ultima è determinata dall'identità della struttura molecolare degli omologhi del DNA.
In conclusione, notiamo che i citologi hanno dimostrato la divergenza indipendente dei cromosomi non omologhi nella profase I della divisione meiotica. Ciò significa che qualsiasi cromosoma paterno può entrare in un gamete con qualsiasi o, in casi estremi, con tutti i cromosomi materni non omologhi. Tuttavia, se stiamo parlando riguardo ai cromosomi figli (nella seconda divisione della meiosi) formati da cromatidi incrociati, cioè quelli che hanno subito crossover, o cromatidi crossover, quindi, in senso stretto, non possono essere considerati né puramente paterni né puramente materni.

46. ​​​​Fecondazione, il suo ruolo biologico .

La fecondazione è l'unione di due gameti, con conseguente formazione di un uovo fecondato - uno zigote - stato iniziale sviluppo di un nuovo organismo. Lo zigote contiene gameti materni e paterni. Nello zigote, il rapporto nucleo-plasma aumenta. I processi metabolici aumentano bruscamente. Lo zigote è capace di ulteriori sviluppi. L'essenza della fecondazione è l'introduzione dei cromosomi paterni da parte degli spermatozoi, i quali hanno un effetto stimolante, provocando l'inizio dello sviluppo dell'ovulo.

47. Tipi di fecondazione .

Esistono due tipi di fecondazione: esterna ed interna. Nel tipo esterno la fecondazione avviene in acqua, e lo sviluppo dell'embrione avviene anche in ambiente acquatico (lancetta, pesci, anfibi). Con il tipo interno, la fecondazione avviene nel tratto genitale femminile e lo sviluppo dell'embrione può avvenire sia in ambiente esterno(rettili, uccelli) o all'interno del corpo della madre in un organo speciale: l'utero (mammiferi placentari, esseri umani).

Durante la fecondazione, uno o più spermatozoi possono entrare nell'ovulo. Se uno spermatozoo penetra nell'ovulo, questo fenomeno si chiama monospermia. Se penetrano più spermatozoi si parla di polispermia. Di norma, la monospermia è caratteristica delle uova che non hanno membrane dense, la polispermia - per le uova con membrane dense. Nel caso della polispermia, anche la fecondazione dell'ovulo avviene con un solo spermatozoo, gli altri si dissolvono e partecipano alla liquefazione del tuorlo.

Il successo della fecondazione dipende anche dalle condizioni esterne. La condizione principale è la presenza mezzo liquido con una certa concentrazione. Il mezzo dovrebbe essere neutro o leggermente reazione alcalina, V ambiente acido la fecondazione non avviene.

48. Fasi della fecondazione .

Fasi chiave i processi di fecondazione comprendono: 1) Penetrazione dello sperma nell'ovulo; 2) Attivazione dei processi metabolici nel nucleo; 3) Fusione dei nuclei dell'ovulo e dello sperma e ripristino insieme diploide cromosomi.

49. Meccanismi di fecondazione .

La fecondazione può avvenire solo con una certa concentrazione di spermatozoi nel liquido seminale (1 ml di liquido seminale ~ 350 milioni di spermatozoi). Vengono rilasciate le uova di animali e piante ambiente sostanze che attivano lo sperma. Lo sperma si muove verso l'uovo. Le sostanze secrete dall'ovulo fanno sì che gli spermatozoi si uniscano, il che aiuta a mantenerli vicini all'ovulo. Molti spermatozoi si avvicinano all'ovulo, ma solo uno vi penetra. La penetrazione dello sperma nell'uovo è facilitata dagli enzimi: ialuronidasi, ecc. Gli enzimi sono secreti dall'acrosoma. Il guscio dell'uovo si dissolve e attraverso il buco in esso lo sperma penetra nell'uovo. Sulla superficie dell'ovulo si forma una membrana di fecondazione che protegge l'ovulo dalla penetrazione di altri spermatozoi. Tra questo guscio e la superficie dell'uovo c'è spazio libero riempito di liquido. La penetrazione dello sperma facilita il completamento della seconda divisione meiotica e l'ovocita del 2° ordine diventa un uovo maturo. L'attività metabolica aumenta nell'uovo, il consumo di ossigeno aumenta e si verifica un'intensa sintesi proteica.

I nuclei dello sperma e dell'uovo si avvicinano, le loro membrane si dissolvono. I nuclei si fondono e l'insieme diploide dei cromosomi viene ripristinato. Questa è la cosa più basilare nel processo di fecondazione. Un uovo fecondato è chiamato zigote. Lo zigote è capace di ulteriore sviluppo. Durante la fecondazione, lo sperma introduce il suo materiale cromosomico nell'ovulo e ha un effetto stimolante, provocando lo sviluppo dell'organismo.

50. Partenogenesi, sue varietà e caratteristiche .

La partenogenesi è lo sviluppo da uova non fecondate, che consente a un individuo di produrre prole senza effettiva fecondazione. È nota la partenogenesi naturale e artificiale. La partenogenesi naturale si verifica in numerose piante, vermi, insetti e crostacei. La partenogenesi facoltativa si verifica nelle api e nelle formiche. I maschi si sviluppano da uova non fecondate e le femmine da uova fecondate. Nella partenogenesi obbligata, le uova si sviluppano senza fecondazione. Ad esempio, la lucertola delle rocce caucasica. Questa specie è stata preservata grazie alla partenogenesi, perché incontrare persone è difficile. La partenogenesi può verificarsi negli uccelli. In una razza di tacchini, alcune uova si sviluppano partenogeneticamente, producendo solo maschi. In molte specie, la partenogenesi avviene ciclicamente. Negli afidi, dafnia estate Sono solo le femmine che si riproducono per via partenogenetica, e in autunno avviene la riproduzione con fecondazione. Questa alternanza di forme di riproduzione è associata a una grande perdita di individui. La partenogenesi artificiale fu scoperta nel 1886 da A.A. Tikhomirov. Grazie agli esperimenti con la partenogenesi artificiale, si è scoperto che l'attivazione è necessaria per lo sviluppo di un uovo. IN condizioni naturali Questa funzione viene eseguita dagli spermatozoi dopo la penetrazione nell'uovo. In un esperimento è possibile provocare l'attivazione varie influenze: chimico, meccanico, elettrico, termico, ecc. Questi fattori modificano il metabolismo dell'uovo e lo attivano.

Durante la riproduzione sessuale, dalla fusione di due cellule sessuali nasce un organismo figlia ( gameti) e successivo sviluppo da un uovo fecondato - zigoti.

Le cellule sessuali dei genitori hanno un set aploide ( N) cromosomi, e in uno zigote, quando due di questi set vengono combinati, il numero di cromosomi diventa diploide (2 N): ogni coppia di cromosomi omologhi contiene un cromosoma paterno e uno materno.

Le cellule aploidi si formano da cellule diploidi come risultato di una speciale divisione cellulare: la meiosi.

Meiosi - un tipo di mitosi, a seguito della quale dalle cellule somatiche diploidi (2p) si formano le stessesi formano gameti aploidi (1N). Durante la fecondazione, i nuclei dei gameti si fondono e l'insieme diploide dei cromosomi viene ripristinato. Pertanto, la meiosi garantisce che l'insieme dei cromosomi e la quantità di DNA rimangano costanti per ciascuna specie.

La meiosi è un processo continuo costituito da due divisioni successive chiamate meiosi I e meiosi II. In ciascuna divisione si distinguono profase, metafase, anafase e telofase. Come risultato della meiosi I, il numero dei cromosomi viene dimezzato ( divisione di riduzione): Durante la meiosi II, l'aploidia cellulare viene preservata (divisione equazionale). Le cellule che entrano nella meiosi contengono informazioni genetiche 2n2xp (Fig. 1).

Nella profase della meiosi I, avviene la graduale spiralizzazione della cromatina per formare i cromosomi. I cromosomi omologhi si uniscono per formarsi struttura generale, costituito da due cromosomi (bivalenti) e quattro cromatidi (tetrade). Il contatto di due cromosomi omologhi lungo l'intera lunghezza è chiamato coniugazione. Quindi compaiono forze repulsive tra i cromosomi omologhi, e i cromosomi si separano prima nei centromeri, rimangono collegati alle braccia e formano decussazioni (chiasmi). La divergenza dei cromatidi aumenta gradualmente e il mirino si sposta verso le loro estremità. Durante il processo di coniugazione, può verificarsi uno scambio di sezioni (crossing over) tra alcuni cromatidi di cromosomi omologhi, portando alla ricombinazione del materiale genetico. Alla fine della profase l’involucro nucleare e i nucleoli si dissolvono e si forma un fuso acromatico. Il contenuto del materiale genetico rimane lo stesso (2n2хр).

In metafase Nella meiosi I, i cromosomi bivalenti si trovano sul piano equatoriale della cellula. In questo momento, la loro spirale raggiunge il suo massimo. Il contenuto del materiale genetico non cambia (2n2xr).

In anafase Meiosi I cromosomi omologhi, costituiti da due cromatidi, infine si allontanano l'uno dall'altro e divergono verso i poli della cellula. Di conseguenza, da ciascuna coppia di cromosomi omologhi, solo uno entra nella cellula figlia: il numero di cromosomi viene dimezzato (si verifica una riduzione). Il contenuto di materiale genetico diventa 1n2xp ad ogni polo.

In telofase Si formano i nuclei e il citoplasma viene diviso: si formano due cellule figlie. Le cellule figlie contengono un insieme aploide di cromosomi, ogni cromosoma ha due cromatidi (1n2хр).

Intercinesi- un breve intervallo tra la prima e la seconda divisione meiotica. In questo momento, la replicazione del DNA non avviene e le due cellule figlie entrano rapidamente nella meiosi II, che procede come mitosi.

Riso. 1. Diagramma della meiosi (viene mostrata una coppia di cromosomi omologhi). Meiosi I: 1, 2, 3. 4. 5 - profase; 6 — metafase; 7 - anafase; 8 - telofase; 9 - intercinesi. Meiosi II; 10 - metafase; II—anafase; 12 - cellule figlie.

In profase Nella meiosi II si verificano gli stessi processi della profase della mitosi. Nella metafase i cromosomi si trovano sul piano equatoriale. Non ci sono cambiamenti nel contenuto del materiale genetico (1n2хр). Nell'anafase della meiosi II, i cromatidi di ciascun cromosoma si spostano verso i poli opposti della cellula e il contenuto di materiale genetico su ciascun polo diventa lnlxp. Nella telofase si formano 4 cellule aploidi (lnlxp).

Pertanto, come risultato della meiosi, da una cellula madre diploide si formano 4 cellule con un set cromosomico aploide. Inoltre, nella profase della meiosi I, avviene la ricombinazione del materiale genetico (crossing over) e nell'anafase I e II, la partenza casuale di cromosomi e cromatidi verso l'uno o l'altro polo. Questi processi sono la causa della variabilità combinatoria.

Significato biologico della meiosi:

1) è la fase principale della gametogenesi;

2) assicura il trasferimento dell'informazione genetica da un organismo all'altro durante la riproduzione sessuale;

3) le cellule figlie non sono geneticamente identiche alla madre e tra loro.

Inoltre, il significato biologico della meiosi risiede nel fatto che durante la formazione delle cellule germinali è necessaria una diminuzione del numero di cromosomi, poiché durante la fecondazione i nuclei dei gameti si fondono. Se questa riduzione non avvenisse, nello zigote (e quindi in tutte le cellule dell'organismo figlia) ci sarebbero il doppio dei cromosomi. Tuttavia, ciò contraddice la regola del numero costante di cromosomi. Grazie alla meiosi, le cellule sessuali sono aploidi e, dopo la fecondazione, nello zigote viene ripristinato l'insieme diploide dei cromosomi (Fig. 2 e 3).

Riso. 2.Schema della gametogenesi: à - spermatogenesi; á: ovogenesi

Riso. 3.Diagramma che illustra il meccanismo di mantenimento dell'insieme diploide dei cromosomi durante la riproduzione sessuale