Tsütoplasma jagunemine mitoosi ja meioosi ajal. rakutsükkel

Meioos- see on primaarsete sugurakkude kaudse jagunemise meetod (2p2s), sisse mille tulemusena moodustuvad haploidsed rakud (lnlc), kõige sagedamini sugu.

Erinevalt mitoosist koosneb meioos kahest järjestikusest rakkude jagunemisest, millest igaühele eelneb interfaas (joonis 2.53). Meioosi esimest jagunemist (meioosi I) nimetatakse vähendamine, kuna sel juhul väheneb kromosoomide arv poole võrra ja teine ​​jagunemine (meioos II)-võrrand, kuna selle käigus säilib kromosoomide arv (vt tabel 2.5).

I interfaas kulgeb sarnaselt mitoosi interfaasiga. Meioos I jaguneb neljaks faasiks: profaas I, metafaas I, anafaas I ja telofaas I. profaas I toimub kaks peamist protsessi – konjugatsioon ja üleminek. Konjugatsioon- see on homoloogsete (paaritud) kromosoomide liitmise protsess kogu pikkuses. Konjugatsiooni käigus tekkinud kromosoomipaarid säilivad kuni metafaasi I lõpuni.

Üleminek- homoloogsete kromosoomide homoloogsete piirkondade vastastikune vahetus (joon. 2.54). Ületamise tulemusena omandavad mõlemalt vanemalt organismi saadud kromosoomid uued geenikombinatsioonid, mis toob kaasa geneetiliselt mitmekesiste järglaste ilmumise. Profaasi I lõpus, nagu ka mitoosi profaasis, kaob tuum, tsentrioolid lahknevad raku pooluste suunas ja tuumaümbris laguneb.

ATmetafaas I kromosoomipaarid reastuvad piki raku ekvaatorit, nende tsentromeeride külge on kinnitatud spindli mikrotuubulid.

AT anafaas I kahest kromatiidist koosnevad terved homoloogsed kromosoomid lahknevad poolustele.

AT telofaas I kromosoomiklastrite ümber raku poolustes tekivad tuumamembraanid, moodustuvad tuumakesed.

Tsütokinees I tagab tütarrakkude tsütoplasmade jagunemise.

Meioosi I (1n2c) tulemusena tekkinud tütarrakud on geneetiliselt heterogeensed, kuna nende kromosoomid, mis on juhuslikult jaotatud raku poolustele, sisaldavad ebavõrdseid geene.

II faas väga lühike, kuna selles DNA kahekordistumist ei toimu, st S-perioodi pole.

Meioos II jagatud ka nelja faasi: II faas, II metafaas, II anafaas ja II telofaas. AT profaas II toimuvad samad protsessid, mis I profaasis, välja arvatud konjugatsioon ja üleminek.

AT metafaas II Kromosoomid asuvad piki raku ekvaatorit.

AT anafaas II Kromosoomid lõhenevad tsentromeeril ja kromatiidid venivad pooluste suunas.

AT telofaas II Tütarkromosoomide klastrite ümber moodustuvad tuumamembraanid ja nukleoolid.

Pärast tsütokinees II kõigi nelja tütarraku geneetiline valem - 1n1c, neil kõigil on aga erinev geenide komplekt, mis tuleneb ema- ja isakromosoomide ristumisest ja juhuslikust kombinatsioonist tütarrakkudes.

Kõik organismid koosnevad rakkudest, nad on võimelised arenema, paljunema ja kasvama. Mitoos ja meioos on rakkude jagunemise meetodid. Nende abiga rakud paljunevad. Need 2 meetodit on väga sarnased. Mitoos ja meioos koosnevad samadest faasidest. Paljuneb meioosi teel sugurakud ja mitoosi abil - somaatiline.

Meioos- rakkude jagunemise protsess, mis võib viia sugurakkude moodustumiseni.

Mitoos- eukarüootsete rakkude kaudse jagunemise protsess. Tänu temale jagunevad seente, taimede, loomade rakud.

Mitoosi ja meioosi sarnasused ja erinevused:

• Mitoos võib edastada teavet rakust rakku. Meioos omakorda kandub põlvest põlve.
• Mitoos on universaalne viis kõigi keharakkude paljunemiseks. Meioos on munarakkude ja sperma tootmise viis.
• Meioos toodab 4 rakku. Mitoosi tulemusena moodustub 2 rakku.
• Meioosi ajal saab rakk haploidse komplekti – kromosoomide arvu vähenemise. Mitoosi ajal jäävad rakud diploidseks – kromosoomide arv ei muutu.
• Meioos koosneb kahest jagunemisest, mitoos aga ühest.

1. Mille poolest erineb mitoos meioosist?

Vastus. Mitoos on universaalne somaatiliste rakkude jagunemine, mille tulemusena moodustub algsest (ema)rakust 2 tütarrakku, mis on geneetiliselt identsed emaga.

meioos - eriline viis jagunemine, mille tulemusena moodustub 4 rakku, mille kromosoomide komplekt on emaga võrreldes pooleks (tavaliselt moodustuvad haploidse kromosoomikomplektiga rakud) ja kõik saadud rakud on üksteisest geneetiliselt erinevad.

Meioosis ei toimu mitte üks jagunemine (nagu mitoosis), vaid kaks järjestikust jagunemist - redutseerimine ja võrrand.

Meioosis (esimese jagunemise profaasis) toimub homoloogsete kromosoomide konjugatsioon ja ristumine, kuid mitoosis seda ei toimu.

Meioosi esimese jagunemise anafaasis ei lahkne poolustele mitte kromatiidid, vaid terved kromosoomid

2. Milliseid mitoosi faase teate?

Vastus. Mitoosil on neli faasi: profaas, metafaas, anafaas ja telofaas. Profaasis on selgelt nähtavad tsentrioolid - rakukeskuses asuvad moodustised, mis mängivad rolli loomade tütarkromosoomide jagunemisel. Tsentrioolid jagunevad ja lahknevad raku erinevatele poolustele. Tsentrioolidest ulatuvad välja mikrotuubulid, moodustades spindli niidid, mis reguleerivad kromosoomide lahknemist jaguneva raku poolustele.

Profaasi lõppedes tuumamembraan laguneb, tuum järk-järgult kaob, kromosoomid spiraliseerivad ning selle tulemusena lühenevad ja paksenevad ning neid on võimalik jälgida juba valgusmikroskoobis. Neid on veelgi paremini näha mitoosi järgmises etapis - metafaasis.

Metafaasis paiknevad kromosoomid raku ekvatoriaaltasandil. On selgelt näha, et igal kromosoomil, mis koosneb kahest kromatiidist, on ahenemine - tsentromeer. Kromosoomid on tsentromeeride abil kinnitatud spindli hõõgniidi külge. Pärast tsentromeeri jagunemist muutub iga kromatiid iseseisvaks tütarkromosoomiks.

Siis saabub mitoosi järgmine etapp – anafaas, mille käigus lahknevad tütarkromosoomid (ühe kromosoomi kromatiidid) raku erinevatele poolustele.

Rakkude jagunemise järgmine etapp on telofaas. See algab pärast seda, kui ühest kromatiidist koosnevad tütarkromosoomid on jõudnud raku poolustele. Selles etapis tehakse kromosoomid uuesti despiraliseeritud ja omandavad sama kuju, mis neil oli enne rakkude jagunemise algust interfaasis (pikad õhukesed filamendid). Nende ümber tekib tuumaümbris ja tuumas moodustub tuum, milles sünteesitakse ribosoomid. Tsütoplasma jagunemise protsessis jagunevad kõik organellid (mitokondrid, Golgi kompleks, ribosoomid jne) enam-vähem ühtlaselt tütarrakkude vahel.

Küsimused pärast §28

1. Mis on apoptoos?

Vastus. Algloomadel ja bakteritel on rakkude jagunemine peamine paljunemisviis. Näiteks amööb ei läbi loomulikku surma ja suremise asemel jaguneb ta lihtsalt kaheks uueks rakuks. On selge, et mitmerakulise organismi rakud ei saa lõpmatuseni jaguneda, vastasel juhul muutuksid kõik olendid, sealhulgas inimesed, surematuks. Seda ei juhtu, sest raku DNA sisaldab spetsiaalseid "surmageene", mis aktiveeruvad varem või hiljem. See viib spetsiaalsete valkude sünteesini, mis selle raku tapavad: see kahaneb, selle organellid ja membraanid hävivad, kuid nii, et nende osi saab uuesti kasutada. Seda "programmeeritud" rakusurma nimetatakse apoptoosiks. Kuid oma "sünnist" kuni apoptoosini läbib rakk palju normaalseid rakutsükleid. Kell mitmesugused organismid, rakutsükkel võtab erinev aeg: bakteritel - umbes 20 minutit, ripslastel-kingadel - 10 kuni 20 tundi.. Mitmerakuliste organismide kudede rakud varajased staadiumid selle areng jaguneb väga sageli ja seejärel pikeneb rakutsüklid oluliselt. Näiteks vahetult pärast sündi jagunevad loomade neuronid sageli: sel ajal moodustub 80% ajust. Kuid enamik neist rakkudest kaotab kiiresti oma jagunemisvõime ja mõned neist elavad jagunemata kuni looma loomuliku surmani vanadusest.

2. Millist tsüklit nimetatakse mitoosiks?

Vastus. Kohustuslik komponent Iga rakutsükkel on mitootiline tsükkel, mis hõlmab raku ettevalmistamist jagunemisprotsessiks ja jagunemist ennast. Lisaks sisaldab elutsükkel pika või lühikesed perioodid puhata, kui rakk täidab kehas oma ülesandeid. Pärast igat nendest perioodidest peab rakk minema kas mitootilisele tsüklile või apoptoosile.

3. Millised protsessid toimuvad rakus interfaasi ajal?

Vastus. Raku ettevalmistamist jagunemiseks nimetatakse interfaasiks. See koosneb kolmest perioodist.

Presünteetiline periood (G1) on interfaasi pikim osa. See võib kesta erinevat tüüpi rakkudes 2-3 tunnist mitme päevani. See periood järgneb kohe eelmisele jagunemisele, mille jooksul rakk kasvab, kogudes energiat ja aineid järgnevaks DNA dubleerimiseks.

Sünteesiperiood (S), mis kestab tavaliselt 6–10 tundi, hõlmab DNA dubleerimist, kromosoomide moodustamiseks vajalike valkude sünteesi ja RNA hulga suurenemist. Selle perioodi lõpuks koosneb iga kromosoom juba kahest identsest kromatiidist, mis on omavahel tsentromeeris ühendatud. Samal perioodil kahekordistuvad tsentrioolid.

Postsünteetiline periood (G2) toimub pärast kromosoomide kahekordistumist. See kestab 2–5 tundi; selle aja jooksul koguneb energia eelseisvaks mitoosiks ja sünteesitakse mikrotuubulite valke, mis moodustavad seejärel jagunemisspindli. Nüüd võib rakk alustada mitoosi.

Enne rakkude pooldumise meetodite kirjeldamise juurde asumist vaatleme DNA dubleerimise protsessi, mille tulemusena moodustuvad sünteesiperioodil sõsarkromatiidid.

4. Millise interfaasi perioodil toimub DNA replikatsioon?

Vastus. DNA molekuli dubleerimist nimetatakse ka replikatsiooniks või reduplikatsiooniks. Replikatsiooni käigus keeratakse osa "ema" DNA molekulist spetsiaalse ensüümi abil kaheks ahelaks ja see saavutatakse komplementaarsete lämmastikaluste: adeniini – tümiini ja guaniin – tsütosiini vahel olevate vesiniksidemete lõhkumisega. Lisaks reguleerib DNA polümeraasi ensüüm lahknevate DNA ahelate iga nukleotiidi jaoks oma komplementaarset nukleotiidi. Nii moodustub kaks kaheahelalist DNA molekuli, millest igaüks sisaldab ühte "ema" molekuli ahelat ja ühte äsja sünteesitud ("tütar") ahelat. Need kaks DNA molekuli on absoluutselt identsed.

Ettevalmistus ZNO jaoks. Bioloogia.
Sisukokkuvõte 34. rakutsükkel. Mitoos. Meioos

rakutsükkel

rakutsükkel- raku eluiga selle ilmumise hetkest kuni jagunemiseni või surmani. Rakutsükli kohustuslik komponent on mitootiline tsükkel, mis hõlmab jagunemiseks ja mitoosiks valmistumise perioodi. On kaks peamist faasi: interfaas ja rakkude jagunemine mitoos või meioos).
Interfaas koosneb kolmest perioodist: presünteetiline või postmitootiline, - G 1, sünteetiline - S, postsünteetiline või premitootiline, - G 2.

Mitoos

Mitoos- eukarüootsete rakkude jagunemise peamine meetod, mille käigus pärandmaterjal kahekordistatakse ja seejärel ühtlane jaotus tütarrakkude vahel.

Mitoosil on neli faasi: profaas , metafaas , anafaasis ja telofaas . Enne mitoosi valmistub rakk jagunemiseks ehk interfaasiks.
Presünteetiline periood (2n 2c, kus n- kromosoomide arv, koos- DNA molekulide arv) - rakkude kasv, bioloogiliste sünteesiprotsesside aktiveerimine, ettevalmistus järgmiseks perioodiks.
Sünteetiline periood (2n 4c) on DNA replikatsioon.
Postsünteetiline periood (2n 4c) - raku ettevalmistamine mitoosiks, sünteesiks ja valkude ja energia akumuleerimiseks eelseisvaks jagunemiseks, organellide arvu suurendamine, tsentrioolide kahekordistumine.
Profaas (2n 4c) - tuumamembraanide lammutamine, tsentrioolide lahknemine raku erinevatele poolustele, fissioonispindli niitide moodustumine, nukleoolide "kadumine", kahekromatiidi kromosoomide kondenseerumine.
metafaas (2n 4c) - kõige kondenseeritumate kahekromatiidiliste kromosoomide joondamine raku ekvatoriaaltasandil (metafaasiplaat), spindli kiudude kinnitamine ühe otsaga tsentrioolide külge, teise - kromosoomide tsentromeeride külge.
Anafaas (4n 4c) - kahekromatiidiliste kromosoomide jagunemine kromatiidideks ja nende sõsarkromatiidide lahknemine raku vastaspoolustele (sel juhul muutuvad kromatiidid iseseisvateks ühekromatiidilisteks kromosoomideks).
Telofaas (2n 2c igas tütarrakus) - kromosoomide dekondenseerumine, tuumamembraanide moodustumine iga kromosoomirühma ümber, lõhustumise spindli niitide lagunemine, tuuma välimus, tsütoplasma jagunemine (tsütotoomia). Tsütotoomia loomarakkudes toimub lõhustumise vao tõttu taimerakud- rakuplaadi tõttu.
bioloogiline tähtsus mitoos. Selle jagunemismeetodi tulemusena moodustunud tütarrakud on emaga geneetiliselt identsed. Mitoos tagab kromosoomikomplekti püsivuse mitmes rakupõlvkonnas. See on selliste protsesside aluseks nagu kasv, taastumine, mittesuguline paljunemine jne.

Meioos

Meioos- See on eriline eukarüootsete rakkude jagunemise viis, mille tulemusena toimub rakkude üleminek diploidsest olekust haploidsesse. Koosneb kahest järjestikusest mitootilisest jagunemisest, millele eelneb üks DNA replikatsioon.
esimene meiootiline jagunemine(meioosi 1) nimetatakse redutseerimiseks, kuna just selle jagunemise käigus väheneb kromosoomide arv poole võrra: ühest diploidsest rakust (2 n 4c) moodustavad kaks haploidi (1 n 2c).
1. vahefaas(alguses - 2 n 2c, lõpus - 2 n 4c) - mõlema jagunemise teostamiseks vajalike ainete ja energia süntees ja akumuleerumine, raku suuruse ja organellide arvu suurenemine, tsentrioolide kahekordistumine, DNA replikatsioon, mis lõpeb profaasiga 1.
Profaas 1 (2n 4c) - tuumamembraanide lammutamine, tsentrioolide lahknemine raku erinevatele poolustele, fission spindle filamentide moodustumine, nukleoolide "kadumine", kahekromatiidi kromosoomide kondenseerumine, homoloogsete kromosoomide konjugeerimine ja üleminek. Konjugatsioon- homoloogsete kromosoomide konvergentsi ja põimimise protsess. Konjugeerivate homoloogsete kromosoomide paari nimetatakse kahevalentne. Üleminek- homoloogsete piirkondade vahetus homoloogsete kromosoomide vahel.
Metafaas 1 (2n 4c) - bivalentide joondamine raku ekvatoriaaltasandil, spindli kiudude kinnitamine ühe otsaga tsentrioolidele, teine ​​- kromosoomide tsentromeeridele.
Anafaas 1 (2n 4c) - kahekromatiidiliste kromosoomide juhuslik iseseisev lahknemine raku vastaspoolustele (igast homoloogsete kromosoomide paarist liigub üks kromosoom ühele poolusele, teine ​​teisele), kromosoomide rekombinatsioon.
Telofaas 1 (1n 2c igas rakus) - tuumamembraanide moodustumine kahe kromatiidi kromosoomide rühmade ümber, tsütoplasma jagunemine. Paljudes taimedes läheb anafaasist 1 rakk kohe üle 2. faasi.
Teine meiootiline jagunemine (meioos 2) nimetatakse võrrandiks.
2. vahefaas või interkinees(1n 2c), on lühike paus esimese ja teise meiootilise jagunemise vahel, mille jooksul DNA replikatsiooni ei toimu. iseloomulikud loomarakkudele.
Profaas 2 (1n 2c) - tuumamembraanide demonteerimine, tsentrioolide lahknemine raku erinevatele poolustele, fission-spindli filamentide moodustumine.
Metafaas 2 (1n 2c) - kahe kromatiidi kromosoomide joondamine raku ekvatoriaaltasandil (metafaasiplaat), spindli kiudude kinnitamine ühe otsaga tsentrioolidele, teine ​​- kromosoomide tsentromeeridele; 2 oogeneesi plokk inimestel.
Anafaas 2 (2n 2c) - kahe kromatiidi kromosoomide jagunemine kromatiidideks ja nende sõsarkromatiidide lahknemine raku vastaspoolustele (sel juhul muutuvad kromatiidid iseseisvateks ühekromatiidilisteks kromosoomideks), kromosoomide rekombinatsioon.
Telofaas 2 (1n 1c igas rakus) - kromosoomide dekondenseerumine, tuumamembraanide moodustumine iga kromosoomirühma ümber, lõhustumise spindli niitide lagunemine, tuuma välimus, tsütoplasma jagunemine (tsütotoomia) koos nelja haploidse raku moodustumisega. tulemus.
Meioosi bioloogiline tähtsus. Meioos on loomade gametogeneesi ja taimede sporogeneesi keskne sündmus. Kombinatiivse varieeruvuse aluseks olev meioos tagab sugurakkude geneetilise mitmekesisuse.

Amitoos

Amitoos- faasidevahelise tuuma otsene jagunemine ahenemise teel ilma kromosoomide moodustumiseta, väljaspool mitootilist tsüklit. Kirjeldatud vananemise, patoloogiliselt muutunud ja surmale määratud rakkude jaoks. Pärast amitoosi ei suuda rakk naasta normaalsesse mitoositsüklisse.

Sihtmärk:õpilased süvendavad teadmisi organismide paljunemisvormidest; kujunevad uued arusaamad mitoosist ja meioosist ning nende bioloogilisest tähendusest.

Varustus:

1. Harivad visuaalsed abivahendid: lauad, plakatid
2. tehnilisi vahendeid koolitus: interaktiivne tahvel, multimeedia esitlused, harivad arvutiprogrammid.

Tunniplaan:

1. Aja organiseerimine
2. Kordamine.
   1. Mis on paljunemine?
   2. Milliseid paljunemisviise te teate? Kas saate neid määratleda?
   3. Loetlege näiteid mittesugulisest paljunemisest? Too näiteid.
   4. Mittesugulise paljunemise bioloogiline tähtsus?
   5. Millist paljunemist nimetatakse seksuaalseks?
   6. Milliseid sugurakke sa tead?
   7. Mille poolest erinevad sugurakud somaatilistest rakkudest?
   8. Mis on väetamine?
   9. Millised on sugulise paljunemise eelised mittesugulise paljunemise ees?
3. Uue materjali õppimine

Tundide ajal

Päriliku teabe edastamine, paljunemine, aga ka kasv, areng ja taastumine põhineb kõige olulisemal protsessil - rakkude jagunemisel. Jagunemise molekulaarne olemus seisneb DNA võimes ise kahekordistada molekule.

Tunni teema väljakuulutamine. Alates mitoosi ja meioosi faasidest üldiseltõppisime juba 9. klassis, üldbioloogia ülesanne on käsitleda seda protsessi molekulaarsel ja biokeemilisel tasandil. Mis puudutab Erilist tähelepanu keskendume kromosoomistruktuuride muutumisele.

Rakk ei ole elusorganismides mitte ainult struktuuri ja funktsiooni üksus, vaid ka geneetiline üksus. See on pärilikkuse ja varieeruvuse ühik, mis avaldub rakkude jagunemise protsessis. Raku pärilike omaduste elementaarne kandja on geen. Geen on mitmesajast nukleotiidist koosnev DNA molekuli segment, mis kodeerib ühe valgumolekuli struktuuri ja raku mõne päriliku tunnuse avaldumist. DNA molekul koos valguga moodustab kromosoomi. Tuuma kromosoomid ja neis paiknevad geenid on raku pärilike omaduste peamised kandjad. Rakkude jagunemise alguses kromosoomid lühenevad ja värvuvad intensiivsemalt, nii et need muutuvad üksikult nähtavaks.

Jagunevas rakus on kromosoom topeltpulga kujuline ja koosneb kahest poolest või kromatiidist, mis on eraldatud piki kromosoomi telge paikneva piluga. Iga kromatiid sisaldab ühte DNA molekuli.

Kromosoomide sisemine struktuur, DNA ahelate arv neis muutub eluring rakud.

Tuletage meelde: mis on rakutsükkel? Millised on rakutsükli etapid? Mis toimub igas etapis?

Interfaas sisaldab kolme perioodi.

Presünteetiline periood G 1 toimub vahetult pärast rakkude jagunemist. Sel ajal sünteesib rakk valke, ATP-d, erinevad tüübid RNA ja üksikud DNA nukleotiidid. Rakk kasvab ja koguneb intensiivselt erinevaid aineid. Iga kromosoom on sel perioodil ühekromatiidne, raku geneetiline materjal on tähistatud 2n 1xp 2c (n on kromosoomide kogum, xp on kromatiidide arv, c on DNA kogus).

Sünteetilisel perioodil S viiakse läbi raku DNA molekulide reduplikatsioon. DNA kahekordistumise tulemusena sisaldab iga kromosoom kaks korda rohkem DNA-d kui enne S-faasi algust, kuid kromosoomide arv ei muutu. Nüüd on raku geneetiline komplekt 2n 2xp 4c ( diploidne komplekt, kromosoomid on bikromatiidid, DNA kogus on 4).

Interfaasi kolmandal perioodil - postsünteetiline G 2 - jätkub RNA, valkude süntees ja energia kogunemine raku poolt. Interfaasi lõpus suureneb raku suurus ja hakkab jagunema.

Raku pooldumine.

Looduses on 3 raku jagunemise viisi – amitoos, mitoos, meioos.

Prokarüootsed organismid ja mõned eukarüootsed rakud jagunevad amitoosi teel, näiteks põis, inimese maks, aga ka vanad või kahjustatud rakud. Esmalt jaguneb neis tuum, seejärel ahenemise teel tuum kaheks või enamaks osaks ning jagunemise lõpus pitsitakse tsütoplasma kaheks või enamaks tütarrakuks. Päriliku materjali ja tsütoplasma jaotus ei ole ühtlane.

Mitoos– universaalne eukarüootsete rakkude jagamise meetod, mille puhul diploidsest emarakust moodustatakse kaks sarnast tütarrakku.

Mitoosi kestus on 1-3 tundi ja selle protsessis on 4 faasi: profaas, metafaas, anafaas ja telofaas.

Profaas. Tavaliselt on raku jagunemise pikim faas.

Tuuma maht suureneb, kromosoomid spiraalivad. Sel ajal koosneb kromosoom kahest kromatiidist, mis on omavahel ühendatud primaarse ahenemise ehk tsentromeeri piirkonnas. Seejärel nukleoolid ja tuumaümbris lahustuvad – kromosoomid asuvad raku tsütoplasmas. Tsentrioolid lahknevad raku poolustele ja moodustavad omavahel jagunemisspindli niidid ning profaasi lõpus kinnituvad niidid kromosoomide tsentromeeride külge. Raku geneetiline informatsioon on endiselt nagu interfaasis (2n 2xp 4c).

Metafaas. Kromosoomid paiknevad rangelt raku ekvaatori tsoonis, moodustades metafaasiplaadi. Metafaasi staadiumis on kromosoomid kõige lühemad, kuna sel ajal on need tugevalt spiraalitud ja kondenseerunud. Kuna kromosoomid on selgelt nähtavad, toimub kromosoomide loendamine ja uurimine tavaliselt sellel jagunemisperioodil. Kestuse poolest on see mitoosi lühim faas, kuna see kestab hetke, mil dubleeritud kromosoomide tsentromeerid paiknevad rangelt piki ekvatoriaaljoont. Ja järgmisel hetkel algab järgmine faas.

Anafaas. Iga tsentromeer jaguneb kaheks ja spindli kiud tõmbavad tütartsentromeerid vastaspoolustele. Tsentromeerid tõmbavad eraldunud kromatiidid endaga kaasa. Paarist üks kromatiid tuleb poolustele – need on tütarkromosoomid. Geneetilise teabe hulk igal poolusel on nüüd (2n 1xp 2s).

Mitoos on lõppenud telofaas. Selles faasis toimuvad protsessid on vastupidised protsessidele, mida täheldati profaasis. Poolustel toimub tütarkromosoomide despiraliseerumine, need muutuvad õhemaks ja muutuvad vaevu eristatavaks. Nende ümber moodustuvad tuumamembraanid ja seejärel tekivad tuumakesed. Samal ajal toimub tsütoplasma jagunemine: loomarakkudes - ahenemise teel ja taimedes raku keskelt perifeeriasse. Pärast tsütoplasmaatilise membraani moodustumist taimerakkudes moodustub tselluloosmembraan. Kaks tütarrakku moodustuvad diploidse ühekromatiidi kromosoomide komplektiga (2n 1xp 2c).

Tuleb märkida, et kõik rakus toimuvad protsessid, sealhulgas mitoos, on geneetilise kontrolli all. Geenid kontrollivad järjestikuseid DNA replikatsiooni etappe, liikumist, kromosoomide spiraliseerumist jne.

Mitoosi bioloogiline tähtsus:

1. Kromosoomide ja nende geneetilise teabe täpne jaotus tütarrakkude vahel.
2. Tagab karüotüübi püsivuse ja geneetilise järjepidevuse kõigis rakulistes ilmingutes; sest vastasel juhul poleks võimalik säilitada mitmerakulise organismi struktuuri püsivust ning elundite ja kudede korrektset funktsioneerimist.
3. Pakub kriitilised protsessid elutegevus - embrüo areng, kudede ja elundite kasv, paranemine, samuti organismide mittesuguline paljunemine.

Meioos

Sugurakkude (gameetide) moodustumine toimub teisiti kui somaatiliste rakkude paljunemise protsess. Kui sugurakkude moodustumine kulgeks sama rada, siis pärast viljastamist (isas- ja naissugurakkude ühinemine) kahekordistuks kromosoomide arv iga kord. Seda aga ei juhtu. Iga liiki iseloomustab teatud arv ja oma spetsiifiline kromosoomide komplekt (karüotüüp).

Meioos on eriline liik jagunemine, kui sugurakud (gameedid) moodustuvad loomade ja taimede suguelundite diploidsetest (2n) somaatilistest rakkudest või eostaimede eostest, mille kromosoomide komplekt on haploidne (n). Seejärel ühinevad viljastamise käigus sugurakkude tuumad ja kromosoomide diploidne komplekt (n + n = 2n) taastatakse.

Pidevas meioosiprotsessis on kaks järjestikust jagunemist: meioos I ja meioos II. Igas jagunemises samad faasid mis mitoosis, kuid erinevad kestuse ja muutuste poolest geneetilises materjalis. I meioosi tulemusena väheneb kromosoomide arv tekkivates tütarrakkudes poole võrra (reduktsioonjagunemine), II meioosi korral aga säilib raku haploidsus (ekvatoriaalne jagunemine).

Meioosi I profaas- Homoloogsed kromosoomid kahekordistusid faasidevahelisel lähenemisel paarikaupa. Sel juhul põimuvad homoloogsete kromosoomide üksikud kromatiidid, lõikuvad üksteist ja võivad murduda samadest kohtadest. Selle kontakti käigus saavad homoloogsed kromosoomid vahetada vastavaid piirkondi (geene), st. seal on crossover. Üleminek põhjustab raku geneetilise materjali rekombinatsiooni. Pärast seda protsessi eralduvad homoloogsed kromosoomid uuesti, tuuma ja tuumade membraanid lahustuvad ning moodustub jagunemisspindel. Profaasis oleva raku geneetiline informatsioon on 2n 2xp 4c (diploidne komplekt, kahekromatiidilised kromosoomid, DNA molekulide arv on 4).

Meioosi I metafaas - Kromosoomid asuvad ekvaatori tasapinnal. Aga kui mitoosi metafaasis on homoloogsetel kromosoomidel üksteisest sõltumatu asend, siis meioosis asuvad nad kõrvuti – paarikaupa. Geneetiline informatsioon on sama (2n 2xp 4c).

Anafaas ma- mitte pooled kromosoomid ühest kromatiidist ei lahkne raku poolustele, vaid terved kromosoomid, mis koosnevad kahest kromatiidist. See tähendab, et igast homoloogsete kromosoomide paarist satub tütarrakku ainult üks, kuid kahekromatiidiline kromosoom. Nende arv uutes rakkudes väheneb poole võrra (kromosoomide arvu vähenemine). Raku iga pooluse geneetilise informatsiooni hulk muutub väiksemaks (1n 2xp 2s).

AT telofaas tekivad meioosi esimene jagunemine, tuumad, tuumad ja jaguneb tsütoplasma - tekib kaks tütarrakku haploidse kromosoomikomplektiga, kuid need kromosoomid koosnevad kahest kromatiidist (1n 2xp 2c).

Pärast esimest toimub meioosi teine ​​jagunemine, kuid sellele ei eelne DNA süntees. Pärast II meioosi lühikest profaasi paiknevad II meioosi metafaasis olevad kahekromatiidilised kromosoomid ekvaatori tasapinnal ja on kinnitatud spindli kiudude külge. Nende geneetiline informatsioon on sama – (1n 2xp 2s).

II meioosi anafaasis lahknevad kromatiidid raku vastaspoolustele ja meioosi II telofaasis moodustub neli haploidset rakku, millel on üksikud kromatiidid (1n 1xp 1c). Seega väheneb seemnerakkudes ja munarakkudes kromosoomide arv poole võrra. Sellised sugurakud moodustuvad suguküpsetel isenditel mitmesugused organismid. Sugurakkude moodustumise protsessi nimetatakse gametogeneesiks.

Meioosi bioloogiline tähtsus:

1. Haploidse kromosoomikomplektiga rakkude teke. Viljastamise ajal on iga liigi jaoks ette nähtud konstantne komplekt kromosoome ja konstantne kogus DNA-d.

2. Meioosi ajal toimub mittehomoloogsete kromosoomide juhuslik eraldumine, mis viib suur hulk võimalikud kombinatsioonid kromosoomid sugurakkudes. Inimestel on sugurakkude kromosoomide võimalike kombinatsioonide arv 2 n, kus n on haploidse komplekti kromosoomide arv: 2 23 \u003d 8 388 608. Võimalike kombinatsioonide arv ühes vanempaaris on 2 23 x 2 23

3. Meioosis esinev kromosoomide ristumine, kohtade vahetus, samuti iga homoloogsete kromosoomide paari sõltumatu lahknemine

määrata kindlaks tunnuse päriliku ülekandumise mustrid vanematelt järglastele.

Igast kahe homoloogse kromosoomi paarist (ema ja isa kromosoomid). kromosoomide komplekt diploidsete organismide puhul sisaldab munaraku või seemneraku haploidne komplekt ainult ühte kromosoomi. Veelgi enam, see võib olla: 1) isa kromosoom; 2) ema kromosoom; 3) isapoolne emakromosoomi osaga; 4) emapoolne koos isapoolse krundiga. Need protsessid viivad päriliku materjali tõhusa rekombinatsioonini organismi poolt moodustatud sugurakkudes. Selle tulemusena määratakse sugurakkude ja järglaste geneetiline heterogeensus.

Selgitades täidavad õpilased tabeli: " Võrdlevad omadused mitoos ja meioos

Õpitava materjali kinnistamine (tabeli järgi, kontrolltöö).

Kirjandus:

1. Yu.I. Poljanski. Õpik 10-11 klassile Keskkool. -M.: "Valgustus", 1992.
2. I.N. Ponomareva, O.A. Kornilova, T.E. Loštšilin. Õpik "Bioloogia" 11. klass, algtase, -M .: "Ventana-Count", 2010.
3. S.G. Mamontovi bioloogia ülikoolidesse kandideerijatele. -M.: 2002.
4. N. Green, W. Stout, D. Taylor. Bioloogia 3 köites -M .: "Mir", 1993.
5. N.P. Dubinin. Üldbioloogia. Juhend õpetajale. -M.: 1990.
6. N.N. Prikhodchenko, T.P. Shkurat Inimese geneetika alused. Uch.pos. - Rostov n / a: "Fööniks", 1997.