Розмноження клітин – одне із найважливіших біологічних процесів, є необхідною умовою існування всього живого. Репродукція здійснюється шляхом поділу вихідної клітини.

Клітина- Це найменша морфологічна одиниця будови будь-якого живого організму, здатна до самовиробництва та саморегуляції. Час її існування від поділу до загибелі або наступної репродукції називається клітинним циклом.

Тканини та органи складаються з різних клітин, які мають свій період існування. Кожна з них росте та розвивається, щоб забезпечувати життєдіяльність організму. Тривалість мітотичного періоду різна: клітини крові та шкіри входять у процес поділу кожні 24 години, а нейрони здатні до репродукції тільки у новонароджених, а потім зовсім втрачають здатність до розмноження.

Існує 2 види поділу - пряме і непряме. Соматичні клітини розмножуються непрямим шляхом, гамет або статевим клітинам властивий мейоз (прямий поділ).

Мітоз - непрямий поділ

Мітотичний цикл

Мітотичний цикл включає 2 послідовні етапи: інтерфазу і мітотичний поділ.

Інтерфаза(Стадія спокою) – підготовка клітини до подальшого поділу, де відбувається дублювання вихідного матеріалу, з подальшим його рівномірним розподілом між новоствореними клітинами. Вона включає 3 періоди:

• • Пресинтетичний(G-1) G - від англійського gar, тобто проміжок, йде підготовка до подальшого синтезу ДНК, вироблення ферментів. Експериментально проводилося пригнічення першого періоду, внаслідок чого клітина не вступала в наступну фазу.
  • Синтетичний(S) - основа клітинного циклу. Відбувається реплікація хромосом та центріолей клітинного центру. Тільки після цього клітина може перейти до мітозу.
  • Постсинтетичний(G-2) або премітотичний період - відбувається накопичення іРНК, яка потрібна для настання власне мітотичного етапу. У G-2 період синтезуються білки (тубуліни) - основна складова мітотичного веретена.

Після закінчення премітотичного періоду починається Мітотичний поділ. Процес включає 4 фази:

1. Профаза- У цей період руйнується ядерце, розчиняється мембрана ядра (нуклеолема), центріолі розташовуються на протилежних полюсах, формуючи апарат для поділу. Має дві підфази:
   • рання— видно ниткоподібні тіла (хромосоми), вони ще чітко відокремлені друг від друга;
   • пізня- Простежуються окремі частини хромосом.
2. Метафаза- Починається з моменту руйнування нуклеолеми, коли хромосоми хаотично лежать в цитоплазмі і тільки починають рухатися до екваторіальної площини. Поміж собою всі пари хроматид пов'язані у місці центроміри.
3. Анафаза– одночасно роз'єднуються всі хромосоми і рухаються до протилежних точок клітини. Це коротка та дуже важлива фаза, оскільки саме в ній відбувається точний розділ генетичного матеріалу.
4. Телофаза- Хромосоми зупиняються, знову утворюється ядерна мембрана, ядерця. Усередині утворюється перетяжка, вона ділить тіло материнської клітини на дві дочірні, завершуючи мітотичний процес. У новостворених клітинах знову починається G-2 період.

Мейоз - прямий поділ

Існує особливий процес репродукції, що зустрічається лише у статевих клітинах (гаметах) – це мейоз (прямий поділ). Відмінною рисою для нього є інтерфази. Мейоз з однієї вихідної клітини дає чотири з гаплоїдним набором хромосом. Весь процес прямого поділу включає два послідовні етапи, які складаються з профази, метафази, анафази та телофази.

Перед початком профази у статевих клітинах відбувається подвоєння вихідного матеріалу, таким чином вона стає тетраплоідною.

Профаза 1:

1. Лептотена- Хромосоми проглядаються у вигляді тоненьких ниток, відбувається їх скорочення.
2. Зіготена- стадія кон'югації гомологічних хромосом, як наслідок утворюються біваленти. Кон'югація важливий момент мейозу, хромосоми максимально зближуються один з одним, щоб здійснити кросинговер.
3. Пахітена- відбувається потовщення хромосом, їх все більше вкорочення, йде кросинговер (обмін генетичною інформацією між гомологічними хромосомами, це основа еволюції та спадкової мінливості).
4. Диплотена– стадія подвоєних ниток, хромосоми кожного бівалента розходяться, зберігаючи зв'язок лише області перехреста (хиазмы).
5. Діакінез— ДНК починає конденсуватися, хромосоми стають дуже короткими і розходяться.

Профаза закінчується руйнуванням нуклеолеми та формуванням веретена поділу.

Метафаза 1: біваленти розташовані посередині клітини.

Анафаза 1:до протилежних полюсів рухаються подвоєні хромосоми.

Телофаза 1:завершується процес поділу, клітини отримують по 23 біваленти.

Без подальшого подвоєння матеріалу клітина входить у другий етапподілу.

Профаза 2: знову повторюються всі процеси, які були в профазі 1,а саме конденсація хромосом, що хаотично розташовуються між органелами.

Метафаза 2: дві хроматиди, з'єднані в місці перехреста (уніваленти), розташовуються в екваторіальній площині, створюючи платівку, названу метафазною.

Анафаза 2:- Унівалент поділяється на окремі хроматиди або монади, і вони прямують до різних полюсів клітини.

Телофаза 2: процес поділу завершується, формується ядерна оболонка, і кожна клітина отримує 23 хроматиди.

Мейоз – важливий механізм у житті всіх організмів. В результаті такого поділу ми отримуємо 4 гаплоїдні клітини, які мають половину потрібного набору хроматиду. Під час запліднення дві гамети утворюють повноцінну диплоїдну клітину, зберігаючи властиву їй каріотип.

Важко уявити наше існування без мейотичного поділу, інакше всі організми з кожним наступним поколінням отримували б подвоєні набори хромосом.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

З способи поділу клітин :

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

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

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

Життєвий цикл клітини (клітинний цикл) - Час існування клітини від поділу до наступного поділу, або від поділу до смерті. Для різних типів клітин клітинний цикл різний.

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

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

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

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

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

мітоз або період розподілу;

інтерфаза - проміжок життя клітини між двома поділами.

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

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

Періоди інтерфази:

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

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

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

Мітоз –

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

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

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

Мітоз складається з чотирьох фаз:

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

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

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

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

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

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

У пухлинних клітинах перебіг мітозу порушується.

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

Тематичні завдання

А1. Хромосоми складаються з

1) ДНК та білка

2) РНК та білка

3) ДНК та РНК

4) ДНК та АТФ

А2. Скільки хромосом містить клітини печінки людини?

А3. Скільки ниток ДНК має подвійна хромосома

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

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

1) У процесі подвоєння змінюється спадкова інформація

2) Подвоєні хромосоми краще видно

3) Внаслідок подвоєння хромосом спадкова інформація нових клітин зберігається незмінною

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

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

1) профазі

2) метафазі

3) анафазі

4) телофазі

А7. Вкажіть процеси, що відбуваються в інтерфазі

1) розбіжність хромосом до полюсів клітини

2) синтез білків, реплікація ДНК, ріст клітини

3) формування нових ядер, органоїдів клітини

4) деспіралізація хромосом, формування веретену поділу

А8. В результаті мітозу виникає

1) генетична різноманітність видів

2) освіта гамет

3) перехрест хромосом

4) проростання спор моху

А9. Скільки хроматиду має кожна хромосома до її подвоєння?

А10. В результаті мітозу утворюються

1) зигота у сфагнуму

2) сперматозоїди у мухи

3) нирки у дуба

4) яйцеклітини у соняшнику

В 1. Виберіть процеси, що відбуваються в інтерфазі мітозу

1) синтез білків

2) зменшення кількості ДНК

3) зростання клітини

4) подвоєння хромосом

5) розбіжність хромосом

6) розподіл ядра

В 2. Вкажіть процеси, в основі яких лежить мітоз

1) мутації

3) дроблення зиготи

4) утворення сперміїв

5) регенерація тканин

6) запліднення

ВЗ. Встановіть правильну послідовність фаз життєвого циклу клітини

А) анафаза

Б) інтерфаза

В) телофаза

Г) профаза

Д) метафаза

Е) цитокінез

Мейоз –

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

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

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

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

Мейоз проходить у два етапи:

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

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

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

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

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

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

а) профаза II

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

в) в анафазе IIдо полюсів відходять вже однохроматидні хромосоми

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

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

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

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

Однак це суперечить правилу сталості числа хромосом.

Розвиток статевих клітин.

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

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

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

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

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

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

4. Сперматиди після диференціювання перетворюються на зрілі сперматозоїди.

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

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

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

З огоніїв після першого мейотичного поділу утворюються овоцити першого порядку.

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

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

Розвиток статевих клітин та подвійне запліднення у квіткових рослин.

Схема життєвого циклу квіткової рослини.

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

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

Жіночий гаметофіту рослин - Зародковий мішок.

Чоловічий гаметофіту рослин – пилкове зерно.

Чашечка + віночок = ДОКОЛОЧНИК

Тичинка і маточка - репродуктивні органи квітки

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

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

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

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

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

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

три інші гаплоїдні клітини відмирають.

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

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

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

Запилення- перенесення пилку з пильовиків на приймочку маточка.

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

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

Тематичні завдання

А1. Мейозом називається процес

1) зміни числа хромосом у клітині

2) подвоєння числа хромосом у клітині

3) утворення гамет

4) кон'югації хромосом

А2. В основі зміни спадкової інформації дітей

в порівнянні з батьківською інформацією лежать процеси

1) подвоєння числа хромосом

2) зменшення кількості хромосом удвічі

3) подвоєння кількості ДНК у клітинах

4) кон'югації та кросинговеру

А3. Перший поділ мейозу закінчується утворенням:

2) клітин із гаплоїдним набором хромосом

3) диплоїдних клітин

4) клітин різної плоїдності

А4. В результаті мейозу утворюються:

1) суперечки папоротей

2) клітини стінок антеридія папороті

3) клітини стінок архегонія папороті

4) соматичні клітини трутнів бджіл

А5. Метафазу мейозу від метафази мітозу можна відрізнити за

1) розташування бівалентів у площині екватора

2) подвоєння хромосом та їх скрученості

3) формуванню гаплоїдних клітин

4) розбіжності хроматид до полюсів

А6. Телофазу другого поділу мейозу можна дізнатися

1) формування двох диплоїдних ядер

2) розходження хромосом до полюсів клітини

3) формування чотирьох гаплоїдних ядер

4) збільшення числа хроматид у клітині вдвічі

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

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

1) копії повного набору батьківських хромосом

2) копії половинного набору батьківських хромосом

3) повний набір рекомбінованих батьківських хромосом

4) половина рекомбінованого набору батьківських хромосом

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

A) Розташування бівалентів у площині екватора

Б) Освіта бівалентів та кросинговер

B) Розбіжність гомологічних хромосом до полюсів клітини

Г) формування чотирьох гаплоїдних ядер

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

Інтерфаза 2.

Ця стадія спостерігається лише у тваринних клітинах. Синтетичний період відсутня та подальшої реплікації ДНК не відбувається. Після короткої інтерфази 2 настає профаза 2.

Профаза 2.1n2c

У клітинах, де випадає інтерфаза 2, ця стадія теж відсутня, У профазі 2 ядерця і ядерні мембрани руйнуються, а хроматиди коротшають і товщають, Відбувається утворення веретена, яке знаменує початок метафази 2.

Метафаза 2.1n2c

У цьому стадії число хромосом менше, ніж у соматичних клітинах. Хромосоми вишиковуються в площині екватора, а центроміри поводяться як подвійні структури.

Анафаза 2. 2n2c

Центроміри діляться, і дві сестринські хроматиди прямують до протилежних полюсів. Хроматиди, що відокремилися один про одного, називаються хромосомами і на кожному полюсі клітини формується гаплоїдний набір (пс).

Телофаза 2.1n1c

Ця стадія схожа з телофазою мітозу. Хромосоми деспіралізуються. Нитки веретена зникають, а центріолі реплікуються. Навколо кожного ядра, яке містить тепер гаплоїдна кількість хромосом вихідної батьківської клітини, знову утворюється ядерна мембрана. Таким чином, з вихідної батьківської клітини виходить чотири дочірні клітини.

Гаметогенез

Гаметогенез- це сукупність стадійних процесів, що забезпечують розмноження, повну диференціювання та дозрівання статевих клітин самців та самок. Отже, він складається з процесів сперматогенезу, що протікають у чоловічому та овогенезу – в жіночому організмі.

Сперматогенез включає чотири стадії (періоду) розвитку, овогенез – три. Перші три стадії для гамет обох типів подібні і складаються зі стадій розмноження, зростання та дозрівання. Щоб набути своєрідної бичевидной форми і сформувати апарат руху, сперматозоїди проходять додаткову четверту стадію - стадію формування.

Ще в ембріональний період розвитку тварин у закладку їх статевих залоз мігрують первинні (стволові) статеві клітини, що диференціюються в ентодермі стінок жовткового мішка. гаметогонії(gonao – породжую).

На стадії розмноження сперматогонії та овогонні багаторазово діляться мітозом.

На стадії зростання клітини, що вийшли з циклу поділу, ростуть, збільшують масу своєї цитоплазми і готуються до стадії дозрівання.

Сутність дозрівання статевих клітин полягає у втраті ними одного набору хромосом (гаплоїдні клітини) внаслідок двох поділів мейозу.

Процеси сперматогенезу активізуються у самців при досягненні ними віку статевої зрілості, продовжуючи потім з різним ступенем інтенсивності протягом усього життя. Протікають вони від першої до останньої стадії в стінках звивистих насінних канальців сім'яників. Повний цикл формування зрілих сперматозоїдів у кнура становить 39-40, у барана – 47-48, у бика – 62-63, у чоловіка – 68 днів.

При овогенезі стадію розмноження первинні статеві клітини проходять ще в ембріональний період розвитку самої особини, тому народжуються самки вже з певним запасом овоцитів I порядку (100-200 тисяч у кожному яєчнику).

Стадія зростання у них найтриваліша, внаслідок чого одна група клітин її завершує до настання віку статевої зрілості, інша, найчисленніша їхня група – по черзі, з циклічною періодичністю в 21-28 днів, протягом репродуктивного періоду життя самки, а третя так і не закінчує цю стадію через незворотні вікові зміни в органах статевої сфери.

Стадія дозрівання статевих клітин самок здійснюється вже в яйцеводах, куди вони потрапляють внаслідок розриву пухирчастих фолікулів яєчників. Процес виносу овоцитів, що закінчили стадію росту, з яєчників і попадання їх в яйцеводи носить назву овуляції. У практиці відтворення особливо відповідальним та вирішальним для успішності запліднення є фактор встановлення часу овуляції за низкою клінічних ознак та поведінкових реакцій тварин.

Схожа інформація:

1. EXCEPTION: If I were ... Дієслово to be в умовних реченнях другого типу (the Second Unreal Conditional) набуває форми were незалежно від особи та числа.

Зазвичай друге поділ мейозу йде швидше за перший і займає кілька годин. У цілому нині мейоз триваліший процес, ніж мітоз. Наприклад, у людини вона триває 3,5 тижні.

Інтерфаза 2 або інтеркінез (n2c) являє собою коротку перерву між першим і другим мейотичними поділами, під час якого не відбувається реплікація ДНК.

Для яких клітин характерна інтерфаза 2 чи інтеркінез?

Інтерфаза між поділами мейозу й у тварин клітин. У багатьох рослин цьому етапі немає інтерфази. Рослини живуть швидко, вони не мають часу на інтерфазу 2. Вони пристосовані до стрімкого зростання і поширення суперечок, утворених у результаті мейозу.

Які події характерні для профази 2 мейозу 2?

Події у цій фазі стандартні: руйнація ядерної оболонки, розбіжність центріолей до різних полюсів клітини, формування ниток веретена поділу. Складність відповіді на це питання в тому, як описати хромосоми та молекули ДНК у профазі 2. Чим вони відрізняються від профази 1 мейозу? Коротко відповім - показники у профазі 2 менші, ніж у профазі 1 у два рази. Якщо профазе 1 формула була 2n4c, то профазе 2 вона n2c.

Яка кількість хромосом і хроматид (молекул ДНК) у профазі 2 та метафазі 2 мейозу 2?

Скористаємося новою метафорою. Уявімо собі фантастичного слона (n) з двома хоботами (2с). Слон уособлює один набір хромосом, два хоботи у нього – це дві молекули ДНК. У профазу 2 вступають дві молоді клітини, утворені в кінці телофази 1. У них не змінюється набір хромосом і кількість ДНК ні в профазі 2, ні метафазі 2. Це пов'язано з тим, що поділу хромосом в клітині в ці фази не відбувається. Також в даний момент мейозу не відбуватиметься розбіжності хроматид з однієї хромосоми. Саме це могло б змінити набір хромосом. Запам'ятайте, що ні в профазі, ні в метафазі розбіжностей хроматид не буває в мейозі, ні в мітозі.

Малюнок. Набір хромосом та число молекул ДНК у профазі 2 та метафазі 2

Чи можна знайти схожість метафази 2 з метафазою мітозу?
Так. Подібність полягає в тому, що в центрі клітини розташовані поодинокі двороматидні хромосоми. Але є одна тонкість. У метафазі мітозу поряд з однією двороматидною хромосомою вгорі або внизу завжди можна знайти хромосому, гомологічну їй. Для метафази 2 мейоз 2 це не характерно. У цій фазі у центрі клітини просто стоять поодинокі хромосоми. Всі хромосоми, гомологічні їм, залишилися в іншій клітині внаслідок поділу при мейозі 1.

У чому особливість прикріплення ниток веретена поділу у метафазі 1 мейозу 1?
У мітозі дві нитки веретена прикріплені до однієї центроміри з різних боків. У метафазі 1 мейозу 1 є інша особливість прикріплення ниток - одна нитка приєднується до центроміру першої хромосоми, інша - до центроміру другої, і ці дві гомологічні хромосоми.

Метафаза 2 мейозу 2 у жінок
Овоцити 1 порядку зберігаються довгі роки у яєчниках у жінок. При досягненні статевої зрілості дівчата вони проходять стадію зростання. У ній вони можуть бути кілька місяців, збільшуючись у розмірі. Потім овоцити порядку 1 проходять мейоз 1, утворюються овоцити порядку 2, які виходять в черевну порожнину жінки. Саме на стадії метафази 2 овоцити 2 порядку потрапляють до матки. Там вони чекають на запліднення. Тільки після цього вони пройде анафаза 2 і телофаза 2, і з овоцита утворюється яйцеклітина. Як утворюються овоцити 1 порядку? Про це читайте у темі «гаметогенез».

Зростання тіла людиниобумовлений збільшенням розміру та кількості клітин, при цьому останнє забезпечується процесом поділу, або мітозом. Проліферація клітин відбувається під впливом позаклітинних факторів росту, а самі клітини проходять через послідовність подій, що повторюється, відому як клітинний цикл.

Розрізняють чотири основні фази: G1 (пресинтетична), S (синтетична), G2 (постсинтетична) та М (мітотична). Потім слідує поділ цитоплазми і плазматичної мембрани, внаслідок чого виникають дві однакові дочірні клітини. Фази Gl, S та G2 входять до складу інтерфази. Реплікація хромосом відбувається під час синтетичної фази або S-фази.
Більшість клітинне схильне до активного поділу, їх мітотична активність пригнічується під час фази GO, що входить до складу фази G1.

Тривалість М-фазистановить 30-60 хв, тоді як весь клітинний цикл проходить приблизно 20 год. Залежно від віку нормальні (не пухлинні) клітини людини зазнають до 80 мітотичних циклів.

Процеси клітинного циклуконтролюються послідовно повторюваними активацією та інактивацією ключових ферментів, званих цикдин залежними протеїнкіназами (ЦЗК), а також їх кофакторів - циклінів. При цьому під впливом фосфокіназ і фосфатаз відбуваються фосфорилювання та дефосфорилювання спеціальних циклін-ЦЗК-комплексів, відповідальних за початок тих чи інших фаз циклу.

Крім того, на відповідних стадіях подібні до ЦЗК-білкивикликають ущільнення хромосом, розрив ядерної оболонки та реорганізацію мікротрубочок цитоскелета з метою формування веретена поділу (мітотичного веретена).

G1-фаза клітинного циклу

G1-фаза- проміжна стадія між М- та S-фазами, під час якої відбувається збільшення кількості цитоплазми. Крім того, наприкінці фази G1 розташована перша контрольна точка, на якій відбуваються репарація ДНК та перевірка умов навколишнього середовища (достатньо вони сприятливі для переходу до S-фази).

Якщо ядерна ДНКпошкоджено, посилюється активність білка р53, який стимулює транскрипцію р21. Останній зв'язується зі специфічним циклін-ЦЗК-комплексом, відповідальним за переведення клітини в S-фазу, і гальмує її поділ на стадії Gl-фази. Це дозволяє репараційним ферментам виправити пошкоджені фрагменти ДНК.

У разі виникнення патологій білка р53 реплікація дефективної ДНКтриває, що дозволяє клітинам, що діляться, накопичувати мутації і сприяє розвитку пухлинних процесів. Саме тому білок р53 часто називають «вартовим геному».

G0-фаза клітинного циклу

Проліферація клітин у ссавців можлива лише за участю секретованих іншими клітинами позаклітинних факторів зростання, які мають свій вплив через каскадну сигнальну трансдукцію протоонкогенів. Якщо під час фази G1 клітина не отримує відповідних сигналів, вона виходить з клітинного циклу і перетворюється на стан G0, у якому може бути кілька років.

Блок G0 відбувається за допомогою білків - супресорів мітозу, один з яких - ретинобластомний білок(Rb-білок), що кодується нормальними алелями гена ретинобластоми. Цей білок прикріплюється до особливих регуляторних протеїнів, блокуючи стимуляцію транскрипції генів, необхідні проліферації клітин.

Позаклітинні фактори зростання руйнують блок шляхом активації Gl-специфічних циклін-ЦЗК-комплексів, які фосфорилируют Rb-білок та змінюють його конформацію, в результаті чого розривається зв'язок з регуляторними білками. При цьому останні активують транскрипцію кодованих ними генів, які запускають процес проліферації.

S фаза клітинного циклу

Стандартна кількість подвійних спіралей ДНКу кожній клітині, що відповідає диплоїдному набору одноланцюжкових хромосом, прийнято позначати як 2С. Набір 2С зберігається протягом фази G1 та подвоюється (4С) під час S-фази, коли синтезується нова хромосомна ДНК.

Починаючи з кінця S-фазиі до М-фази (включаючи фазу G2) кожна видима хромосома містить дві щільно пов'язані один з одним молекули ДНК, які називаються сестринськими хроматидами. Таким чином, у клітинах людини, починаючи з кінця S-фази і до середини М-фази, присутні 23 пари хромосом (46 видимих ​​одиниць), але 4С (92) подвійні спіралі ядерної ДНК.

В процесі мітозувідбувається розподіл однакових наборів хромосом за двома дочірніми клітинами таким чином, щоб у кожній з них містилося по 23 пари 2С-молекул ДНК. Слід зазначити, що фази G1 і G0 - єдині фази клітинного циклу, під час яких у клітинах 46 хромосом відповідає 2С-набір молекул ДНК.

G2-фаза клітинного циклу

Друга контрольна точка, на якій перевіряється розмір клітини, знаходиться в кінці фази G2, розташованої між S-фазою та мітозом. Крім того, на цій стадії, перш ніж перейти до мітозу, відбувається перевірка повноти реплікації та цілісності ДНК. Мітоз (М-фаза)

1. Профаза. Хромосоми, кожна з яких складається з двох однакових хроматид, починають ущільнюватись і стають видимими всередині ядра. На протилежних полюсах клітини навколо двох центросом із волокон тубуліна починає утворюватися веретеноподібний апарат.

2. Прометафаза. Відбувається поділ мембрани ядра. Навколо центромір хромосом формуються кінетохори. Волокна тубуліна проникають всередину ядра і концентруються поблизу кінетохор, з'єднуючи їх з волокнами, що виходять із центросом.

3. Метафаза. Натяг волокон змушує хромосоми шикуватися посередині в лінію між полюсами веретена, формуючи тим самим метафазну пластинку.

4. Анафаза. ДНК-центромір, розділена між сестринськими хроматидами, дуплікується, хроматиди поділяються і розходяться ближче до полюсів.

5. Телофаза. Розділені сестринські хроматиди (які відтоді вважають хромосомами) досягають полюсів. Навколо кожної групи виникає ядерна мембрана. Ущільнений хроматин розсіюється і відбувається формування ядерців.

6. Цитокінез. Клітинна мембрана скорочується і посередині між полюсами утворюється борозна дроблення, яка згодом поділяє дві дочірні клітини.

Цикл центросоми

У час фази G1відбувається поділ пари центріолей, зчеплених із кожною центросомою. Протягом S- та G2-фаз праворуч від старих центріолей формується нова дочірня центріоль. На початку М-фази центросома поділяється, дві дочірні центросоми розходяться до полюсів клітини.