Какие клетки образуются в результате мейоза: Сколько клеток образуется в результате митоза и мейоза?

Мейоз | справочник Пестициды.ru

Мейоз – универсальное явление, характерное для всех эукариотических организмов. Это особый тип дифференцировки, специализации клеток, приводящий к образованию половых клеток. Он обеспечивает постоянство числа хромосом вида, поскольку образующиеся в результате мейоза гаметы несут гаплоидный набор хромосом. Диплоидный набор восстанавливается при оплодотворении. При мейозе кроме редукции числа хромосом происходит ещё один генетический процесс – кроссинговер или обмен участками между гомологичными хромосомами^[1][3].

Типы мейоза

Мейоз – основное звено образования гамет (половых клеток). В процессе мейоза из одной клетки, содержащей двойной набор хромосом, в результате двух последовательных делений формируются четыре половые клетки, каждая из них содержит одинарный набор хромосом. При слиянии мужских и женских половых клеток в процессе оплодотворения двойной набор хромосом восстанавливается^[2].

Существует несколько типов мейоза:

Зиготный

Зиготный тип мейоза характерен для грибов типа Аскомицеты (Ascomycota) и типа Базидиомикота (Basidiomycota), некоторых водорослей и других организмов^[3].

Зиготный тип наблюдается у организмов, в жизненном цикле которых преобладает гаплоидная фаза. Две клетки (гаметы) сливаются с образованием зиготы с диплоидным набором хромосом. В таком виде диплоидная зигота (покоящаяся спора) приступает к мейозу, дважды делится, образуя четыре гаплоидные клетки, продолжающие размножение^[3].

Споровый

Споровый мейоз встречается у высших растений, клетки которых имеют диплоидный набор хромосом. В этом случае в органах размножения растений, образовавшиеся после мейоза, гаплоидные клетки делятся ещё несколько раз^[3].

Гаметный

Гаметный тип мейоза встречается у многоклеточных животных и у некоторых низших растений. Он происходит во время созревания гамет. В случае гаметного мейоза при развитии организма наблюдается выделение клоном гермитативных клеток, которые в дальнейшем дифференцируются в половые клетки. Только клетки этих клонов при созревании будут подвергаться мейозу и превращаться в половые клетки. Все клетки, развивающихся многоклеточных животных организмов, делят на две группы: соматические – из которых образуются клетки всех тканей и органов и герминативные – дающие начало половым клеткам^[3].

Биологическое значение мейоза

Биологическое значение мейоза заключается в сохранении хромосомного набора вида из поколения в поколение при половом размножении. Благодаря случайному распределению гомологичных хромосом и обмену их отдельных участков в профазе (первой фазе) редукционного деления, возникающие гаплоидные половые клетки содержат различные сочетания хромосом. Это обеспечивает разнообразие хромосомных наборов и дает материал для естественного отбора

[2].

 

Какие клетки образуются в результате мейоза?

А) гомологичные

Б) соматические

В) вегетативные

Г) половые

В процессе мейоза у человека образуются

А) споры

Б) хромосомы

В) половые клетки

Г) соматические клетки

Число хромосом при половом размножении в каждом поколении возрастало бы вдвое, если бы в ходе эволюции не сформировался процесс

А) митоза

Б) мейоза

В) оплодотворения

Г) опыления

Двухроматидные хромосомы во время мейоза отходят к полюсам клетки в

А) анафазе I деления

Б) анафазе II деления

В) профазе I деления

Г) профазе II деления

Мейоз отличается от митоза

А) наличием интерфазы

Б) числом дочерних клеток и набором хромосом в них

В) наличием профазы, метафазы, анафазы и телофазы

Г) процессами спирализации и деспирализации хромосом

Споры у цветковых растений в отличие от спор бактерий образуются в процессе

А) адаптации к жизни в неблагоприятных условиях

Б) митоза гаплоидных клеток

В) мейоза диплоидных клеток

Г) полового размножения

Первое деление мейоза отличается от второго деления мейоза

А) расхождением дочерних хроматид в образующиеся клетки

Б) расхождением гомологичных хромосом и образованием двух гаплоидных клеток

В) делением на две части первичной перетяжки хромосом

Г) образованием двух диплоидных клеток

В результате мейоза образуются

А) четыре клетки с диплоидным набором хромосом

Б) две клетки с разным генотипом

В) две клетки с одинаковым набором хромосом

Г) четыре клетки с гаплоидным набором хромосом

В первом делении мейоза образуются

А) полиплоидные клетки

Б) диплоидные клетки

В) гаметы

Г) гаплоидные клетки

Каковы причины образования большого разнообразия гамет в процессе мейоза

А) Наличие одной интерфазы и двух делений

Б) Равномерное распределение хромосом между дочерними клетками

В) Независимое расхождение гомологичных хромосом

Г) Строгая зависимость расхождения негомологичных хромосом

Процесс деления, в результате которого из исходной диплоидной клетки образуются четыре клетки, называют

А) митозом

Б) дроблением

В) оплодотворением

Г) мейозом

В процессе мейоза образуются гаметы с набором хромосом

А) диплоидным

Б) гаплоидным

В) равным материнскому

Г) удвоенным

Благодаря конъюгации и кроссинговеру происходит

А) уменьшение числа хромосом вдвое

Б) увеличение числа хромосом вдвое

В) обмен генетической информацией между гомологичными хромосомами

Г) увеличение числа гамет

Какие клетки образуются путем мейоза

А) мышечные

Б) эпителиальные

В) половые

Г) нервные

Чем объяснить постоянство числа хромосом у особей одного вида

А) диплоидностью организмов

Б) процессом деления клеток

В) гаплоидностью организмов

Г) процессами оплодотворения и мейоза

Удвоение ДНК и образование двух хроматид при мейозе происходит в

А) профазе первого деления мейоза

Б) профазе второго деления мейоза

В) интерфазе перед первым делением

Г) интерфазе перед вторым делением

Одна интерфаза и два следующих друг за другом деления характерны для процесса

А) оплодотворения

Б) дробления зиготы

В) митоза

Г) мейоза

Причина образования четырёх гаплоидных клеток в процессе мейоза состоит в

А) одном делении клетки и конъюгации хромосом

Б) наличии процесса кроссинговера

В) одном удвоении хромосом и двух делениях клетки

Г) соединении гомологичных хромосом

Чем профаза первого деления мейоза отличается от профазы митоза?

А) к концу профазы исчезает ядерная оболочка

Б) происходит спирализация хромосом

В) происходит конъюгация хромосом

Г) хромосомы беспорядочно располагаются в цитоплазме

Сущность мейоза состоит в

А) образовании клеток с диплоидным набором хромосом

Б) удвоении количества ДНК в клетках тела

В) восстановлении полного набора хромосом в клетках

Г) образовании гамет с гаплоидным набором хромосом

Мейоз у многоклеточных животных приводит к

А) двукратному увеличению числа хромосом в клетке

Б) уменьшению числа хромосом в ядре клетки в два раза

В) сохранению материнского набора хромосом

Г) образованию двух новых клеток

Кроссинговер гомологичных хромосом происходит в стадии

А) профазы I

Б) метафазы II

В) анафазы I

Г) телофазы II

В результате какого процесса созревают половые клетки у животных?

А) оплодотворения

Б) мейоза

В) дробления

Г) митоза

Фазы деления клетки: митоз и мейоз, их сходства и различия

Что такое митоз

Первый способ деления соматической клетки — митоз. Материнская клетка разделяется на дочерние клетки, которые практически идентичны родительским с точки зрения генетической информации. Наследственная информация и количество хромосом у дочерних клеток такие же, как у родительской.

‍ Схема митоза
‍

Митоз — одна из фаз жизненного цикла клетки и механизм нормального роста тканей. Большую часть клеточного цикла занимает интерфаза, в течение которой протекает повседневная клеточная деятельность. Во время интерфазы происходит: 

• рост, 
• синтез белка и других органических веществ клетки, 
• образование новых органелл.
  

Во время интерфазы идёт активный синтез и накопление необходимых для деления клетки веществ. Интерфаза делится на три подфазы: 

• G1 — клетка становится больше, синтезируются белки, образуются одномембранные органоиды и рибосомы, готовясь к делению. В человеческой клетке 46 хромосом. Каждая хромосома, состоящая из одной хроматиды, напоминает неполую макаронину — она достаточно гибкая, чаще всего длина намного превышает ширину. Хроматида представляет собой 1 молекулу ДНК. 
• S — каждая хроматида копируется. Количество хромосом остаётся неизменным — 46, однако теперь каждая хромосома состоит из двух идентичных сестринских хроматид. Они соединяются в области, которая называется центромерой. В сумме в клетке получается 92 хроматиды.  
• G2 — продолжается рост клетки и синтез белков, нуклеиновых кислот. 
  

После стадии G2 клетка вступает в следующую фазу деления, а именно — сам митоз. Тут есть четыре подфазы: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.

В схемах деления гаплоидный набор хромосом обозначают буквой

n, а набор молекул ДНК (то есть хроматид) —  буквой с. Перед буквами указывают число гаплоидных наборов: 1n2с — гаплоидный набор удвоенных хромосом, 2n2с — диплоидный набор одиночных хромосом, 2n4с — диплоидный набор удвоенных хромосом.

‍Пример. В клетках человека гаплоидный набор составляют 23 хромосомы. Значит, запись 2n2с означает 46 хромосом и 46 хроматид, а 2n4с — 46 хромосом и 92 хроматиды. 

Рассмотрим подробнее фазы митоза:

• Профаза (2n4с) — спирализация хромосом, уменьшение их функциональной активности; репликация практически не идёт; разрушение оболочки ядра; образование веретена деления.
• Метафаза (2n4с) — прикрепление хромосом к нитям веретена деления; спирализация хромосом достигает максимума; хромосомы утрачивают свою функциональную активность, образуют экваториальную (метафазную) пластинку. 
• Анафаза (4n4c) — деление центромер; расхождение по нитям веретена сестринских хромосом. Анафаза заканчивается, когда центромеры достигают полюсов клетки.
• Телофаза (2n2c) — деспирализация хромосом; образование ядерной оболочки; деление цитоплазмы; между дочерними клетками на экваторе образуется перетяжка. В растительных и грибных клетках в этом месте начинает закладываться клеточная стенка. 
  

Многие клетки вступают в фазу G0 после митоза и находятся в ней всю жизнь до гибели. Обычно это высокоспециализированные клетки, которые не могут совмещать эффективное выполнение своих функций и размножение. Например, в фазе G0 находится большинство нейронов головного мозга. 

Биологическое значение митоза — образование генетически одинаковых дочерних клеток с тем же набором хромосом, что был у материнской клетки. Сохраняется преемственность в ряду клеточных поколений. 

‍Как происходит митоз
‍

Что такое мейоз

Второй способ деления эукариотической клетки — мейоз. Во время такого процесса деления клетки получаются дочерние клетки, которые называются гаметы. У мужчин это сперматозоид, а у женщин яйцеклетка. Гаметы получают только половину генетической информации родительской клетки. Число хромосом уменьшается в два раза. 

 Схема мейоза
‍

Затем гаметы могут объединяться, образуя новую клетку, сочетающую генетическую информацию обеих клеток-родителей — зиготу. Процесс слияния половых клеток называется оплодотворением. Если зигота совершит цепь митозов, сформируется новый организм. 

Каждая гамета человека содержит 23 хромосомы — гаплоидный набор (n). Когда гаметы объединяются, получается зигота с 46 хромосомами — диплоидный набор (2n). 

Во время мейоза одна клетка с 46 хромосомами делится дважды. Первое деление называется мейоз I, второе деление называется мейоз II. Интерфаза между двумя этапами деления мейоза настолько кратковременна, что практически незаметна, и в ней не происходит удвоение ДНК. В результате образуются четыре дочерние клетки, каждая с 23 хромосомами. 

Мейоз I подразделяется на четыре фазы, аналогичные фазам митоза:

• Профаза I (2n4c) — занимает 90% времени. Происходит скручивание молекул ДНК и образование хромосом. Каждая хромосома состоит из двух гомологичных хроматид — 2n4c. Происходит конъюгация хромосом: гомологичные (парные) хромосомы сближаются и скручиваются, образуя структуры из двух соединённых хромосом — такие структуры называют тетрады, или биваленты. Затем гомологичные хромосомы начинают расходиться. При этом происходит кроссинговер — обмен участками между гомологичными хромосомами. В результате этого процесса создаются новые комбинации генов в потомстве. Растворяется ядерная оболочка. Разрушаются ядрышки. Формируется веретено деления.
• ‍Метафаза I (2n4c) — биваленты выстраиваются на экваторе веретена деления, при этом ориентация центромер к полюсам абсолютно случайная.
• Анафаза I (хромосомный набор к концу анафазы: у полюсов — 1n2c, в клетке — 2n4c) — гомологичные хромосомы отходят к разным полюсам, при этом сестринские хроматиды всё ещё соединены центромерой. За счёт случайной ориентации центромер распределение хромосом к полюсам также случайно, так как нити веретена прикрепляются произвольно. 
• Телофаза I (1n2c) — происходит деспирализация хромосом. Если интерфаза между делениями длительна, может образоваться новая ядерная оболочка.

Мейоз I

Мейоз II подразделяется на четыре такие же фазы: 

• Профаза II (1n2c) — восстанавливается новое веретено деления, ядерная мембрана растворяется, если образовывалась в телофазе I.
• Метафаза II (1n2c) — хромосомы выстраиваются в экваториальной части веретена, а нити веретена прикрепляются к центромерам.
• Анафаза II (хромосомный набор у каждого полюса — 1n1c, в клетке — 2n2c) — центромеры расщепляются, двухроматидные хромосомы разделяются, и теперь к каждому полюсу движется однохроматидная хромосома. 
• Телофаза II (1n1c) — происходит деспирализация хромосом, формирование ядерных оболочек и разделение цитоплазмы; в результате двух делений из диплоидной материнской клетки получается четыре гаплоидных дочерних клетки. 

Мейоз II

Биологическое значение мейоза — образование гаплоидных клеток, отличающихся генетически друг от друга: половых клеток (гамет) у животных  и спор у растений. 

Отличие митоза от мейоза

1. В митозе одно деление, в мейозе два. 
2. Митоз — вид клеточного деления, который происходит в процессе роста и развития организма, а мейоз — в процессе образования половых клеток. 
3. При митозе образуются две диплоидные клетки, а при мейозе — четыре гаплоидные клетки. 
4. Митоз лежит в основе бесполого размножения в отличие от мейоза.
5. В результате митоза образуются генетически идентичные клетки, а в мейозе вследствие случайного расхождения хромосом и кроссинговера дочерние клетки генетически отличаются друг от друга. 
   

По промокоду

BIO92020 вы получите бесплатный доступ к курсу биологии 9 класса, по промокоду BIO102020 бесплатный доступ к курсу биологии 10 класса. Выберите нужный раздел и изучайте биологию вместе с домашней онлайн-школой «Фоксфорда»!

Тест. 11 класс по теме «Митоз, мейоз»

Данный тест предназначен для проверки знаний учащихся по теме «Митоз, Мейоз». Построен на заданиях с выбором ответа.

Просмотр содержимого документа
«Тест. 11 класс по теме «Митоз, мейоз»»

Тест МИТОЗ, МЕЙОЗ

1. Путем мейоза НЕ образуются
А) гаметы
Б) соматические клетки
В) яйцеклетки
Г) сперматозоиды

2. В основе роста любого многоклеточного организма лежит процесс
А) мейоза
Б) митоза 
В) оплодотворения 
Г) синтеза молекул АТФ

3. Расхождение хромосом при делении клетки происходит в
А) профазу
Б) метафазу
В) анафазу
Г) телофазу

4. Мейоз отличается от митоза наличием

А) интерфазы
Б) веретена деления
В) четырех фаз деления
Г) двух последовательных делений

5. Для первой фазы мейоза характерен процесс
А) конъюгации
Б) биосинтеза белка
В) редупликации
Г) синтеза АТФ

6. В митозе, как и в мейозе, у животных образуются клетки
А) дочерние 
Б) соматические
В) половые 
Г) гибридные

7. Обмен между участками молекул ДНК происходит в процессе
А) митоза
Б) образования спор у бактерий
В) оплодотворения
Г) мейоза

8. Конъюгация хромосом – это соединение двух гомологичных хромосом в процессе 
А) митоза 
Б) мейоза
В) оплодотворения
Г) опыления

9. Единицей размножения организмов является
А) ядро
Б) цитоплазма
В) клетка
Г) ткань

10. Процесс кроссинговера заключается в
А) попарном сближении гомологичных хромосом
Б) обмене участками гомологичных хромосом

В) расхождении двухроматидных хромосом к полюсам
Г) расхождении однохроматидных хромосом к полюсам

11. В результате какого процесса в клетках вдвое уменьшается набор хромосом
А) мейоза
Б) митоза
В) оплодотворения
Г) онтогенеза

12. Какие клетки образуются в результате мейоза?
А) гомологичные
Б) соматические
В) вегетативные
Г) половые

13. В первом делении мейоза образуются
А) полиплоидные клетки
Б) диплоидные клетки
В) гаметы
Г) гаплоидные клетки

14. В образовании дочерних клеток с диплоидным набором хромосом, как и в материнской клетке, важную роль играет
А) мейоз
Б) митоз
В) оплодотворение
Г) онтогенез

15. В процессе мейоза у человека образуются
А) споры
Б) хромосомы
В) половые клетки
Г) соматические клетки

16. В процессе митоза клеточный центр отвечает за
А) образование веретена деления
Б) спирализацию хромосом

В) биосинтез белков
Г) перемещение цитоплазмы

17. Мейоз отличается от митоза
А) наличием интерфазы
Б) числом дочерних клеток и набором хромосом в них
В) наличием профазы, метафазы, анафазы и телофазы
Г) процессами спирализации и деспирализации хромосом

18. Двухроматидные хромосомы во время мейоза отходят к полюсам клетки в
А) анафазе I деления
Б) анафазе II деления
В) профазе I деления
Г) профазе II деления

19. Первое деление мейоза отличается от второго деления мейоза
А) расхождением дочерних хроматид в образующиеся клетки
Б) расхождением гомологичных хромосом и образованием двух гаплоидных клеток
В) делением на две части первичной перетяжки хромосом
Г) образованием двух диплоидных клеток

20. В результате мейоза образуются
А) четыре клетки с диплоидным набором хромосом
Б) две клетки с разным генотипом
В) две клетки с одинаковым набором хромосом

Г) четыре клетки с гаплоидным набором хромосом

21. Благодаря конъюгации и кроссинговеру происходит
А) уменьшение числа хромосом вдвое
Б) увеличение числа хромосом вдвое
В) обмен генетической информацией между гомологичными хромосомами
Г) увеличение числа гамет

22. Сколько хромосом содержит ядро исходной клетки, если при мейозе образуется ядро с 12 хромосомами?
А) 6
Б) 12
В) 18
Г) 24

А7. Какие клетки образуются в результате митоза? — Мегаобучалка

Б–10 Тест «Митоз. Мейоз. Размножение» Вариант № 1

При выполнении заданий А1-А21 из предложенных вариантов ответов выберите тот, который вы считаете правильным.

А1. В результате митоза из одной диплоидной клетки получается:

1) две с диплоидным набором хромосом 3) четыре с гаплоидным набором хромосом

2) четыре с диплоидным набором хромосом 4) две с гаплоидным набором хромосом

А2. Почкование — пример размножения:

1) бесполого 2) полового 3) спорового 4) вегетативного

А3. Неподвижные половые клетки, богатые запасными питательными веществами:

1) споры 2) яйцеклетки 3) сперматозоиды 4) спермии

А4. В результате мейоза из одной диплоидной клетки получается:

1) две с диплоидным набором хромосом 2) четыре с диплоидным набором хромосом

3) четыре с гаплоидным набором хромосом 4) две с гаплоидным набором хромосом

А5. Бесполым путем часто размножаются:

1) земноводные 2) насекомые 3) кишечнополостные 4) ракообразные

А6. В процессе митотического деления, формирование экваториальной плоскости происходит в

1) Анафазе 2) Телофазе 3) Профазе 4) Метафазе

А7. Конъюгация и кроссинговер в клетках животных происходят;

1)в процессе митоза 2) при почковании 3) при партеногенезе 4) при гаметогенезе

А8. При митозе деление цитоплазмы клетки происходит в:

1)интерфазе 2)профазе 3)метафазе 4)телофазе

А9. Не является стадией митоза:

1)анафаза 2) телофаза 3)конъюгация 4) метафаза

А10. Как называется явление, при котором мужские и женские половые клетки развиваются на одном организме?

1) гермафродитизм 2) гаметогенез 3) гетерогаметность 4) партеногенез

А11. Период подготовки клетки к делению называется:

1) Анафаза 2) Интерфаза 3) Телофаза 4) Метафаза

А12. Назовите форму размножения, когда происходит формирование выроста у материнской клетки или организма, который затем отделяется и превращается в самостоятельный организм?

1) спорообразование 2) почкование 3) партеногенез 4) клонирование

А13. Сестринские хроматиды начинают расходиться к полюсам клетки в стадии:

1) профазы 2) метафазы 3) анафазы 4) интерфазы

А14. В какой фазе жизненного цикла происходит самоудвоение ДНК:

1) интерфазе 2) профазе 3) телофазе 4) анафазе

А15. Жизненный цикл клетки это:

1) жизнь клетки в период ее деления 2) жизнь клетки от деления до следующего деления или до смерти

3) жизнь клетки в период митоза 4) жизнь клетки в период интерфазы

А16 . Двойной набор хромосом:

1) диплоидный 2) гаплоидный 3) гомозиготный 4) гетерозиготный

А17. Основными формами размножения организмов являются:

1) половое 2) бесполое 3) вегетативное 4) половое и бесполое

А18. Процесс слияние половых клеток, с восстановлением диплоидного набора хромосом, называется:

1) Размножение 2) Оплодотворение 3) Онтогенез 4) Овогенез

А19. Оплодотворение, происходящее в половых путях самки, называется

1) Внутреннее 2) Внешнее 3) Смешанное 4) Двойное

А20. При слиянии спермия с центральной клеткой восстанавливается набор хромосом:

1) двойной 2) тройной 3) одинарный

А21. Период индивидуального развития, продолжающийся до окончания полового созревания, называется

1) ювенильный 2) пубертатный 3) старение

В задании В1–В2 Выберите три правильных ответа из шести предложенных. Ответ запишите в виде последовательности цифр.

В1: Что характерно для бесполого размножения?

1) потомство имеет гены только одного материнского организма 4) в образовании потомства участвует одна особь

2) потомство генетически отличается от родительских организмов 5) размножение частями вегетативных органов

3) в образовании потомства обычно участвуют две особи

В2. Охарактеризуйте яйцеклетку:

1) Формируется в женских половых железах – яичниках 4) В ядрах помимо ДНК присутствует и-РНК

2) Мелкие клетки состоящие из головки, шейки, хвостика 5) Формируются в половых железах – семенниках

3) Крупные клетки, содержащие запас питательных веществ 6) Это клетки округлой формы

В задании В3-В4 установите соответствие. Ответ запишите в виде последовательности цифр.

В3. Установите соотнесите между фазы митоза с процессами, происходящими в каждой фазе

Фаза митоза	Процессы
А) Интерфаза	1) Образование хромосом с двумя хроматидами, разрушение ядерной оболочки.
Б) Профаза	2) Разделение хроматид и расхождение их к полюсам вдоль волокон веретена деления
В) Метафаза	3) Удвоение ДНК в ядре делящейся клетки
Г) Анафаза	4) Образование веретена деления, укорочение хромосом, формирование экваториальной пластинки
Д) Телофаза	5) Исчезновение веретена деления, деление цитоплазмы, образование новых клеточных мембран

 

А	Б	В	Г	Д

В4. Установите соотнесите между органами и зародышевыми лепестками из которых они образуются

Органы и системы	Зародышевые лепестки
А) Нервная трубка, головной и спинной мозг	1) Эктодерма
Б) Легкие, печень, поджелудочная железа	2) Энтодерма
В) Хрящевой и костный скелет, мышцы и почки	3) Мезодерма
Г) Наружный слой кожи
Д) Сердечно-сосудистая и половая система

 

А	Б	В	Г	Д

 

Для задания С1 дайте полный развернутый ответ.

С1.Что делает половое размножение биологически более прогрессивным, чем бесполое? В каких случаях в процессе полового размножения участвует всего одна особь? Приведите примеры.

Б–10 Тест «Митоз. Мейоз. Размножение» Вариант № 2

При выполнении заданий А1-А21 из предложенных вариантов ответов выберите тот, который вы считаете правильным.

А1. Фаза жизни клетки, в течение которой происходит подготовка к делению, именуется:

1) профазой 2) телофазой 3) анафазой 4) интерфазой

А2. Вегетативное размножение — способ размножения:

1) полового 2) бесполого 3) спорового 4) партеногенезом

А3. Процесс индивидуального развития с момента слияния половых клеток до конца жизни, называется:

1) Старение 2) Онтогенез 3) Овогенез 4) Все ответы верны

А4. Перекрёст хромосом происходит в процессе:

1) митоза 2) мейоза 3) репликации ДНК 4) транскрипции

А5. В результате мейоза количество хромосом в образовавшихся ядрах:

1) удваивается 2) уменьшается вдвое 3) остается прежним 4) утраивается

А6. Клеточным циклом называется период:

1)жизни клетки в течение интерфазы 2)от профазы до телофазы

3)деления клетки 4)от возникновения клетки до ее деления или смерти

А7. Какие клетки образуются в результате митоза?

1)2 гаплоидные клетки 3) 4 диплоидные клетки 2) 4 гаплоидные клетки 4) 2 диплоидные клетки

А8. При митозе деление цитоплазмы происходит в:

1) интерфазе 2) профазе 3) метафазе 4) телофазе

А9. Дочерний организм в большей степени отличается от родительских организмов при размножении:

1) вегетативном 2) при помощи спор 3) половом 4) почкованием

А10. Почкование — пример размножения:

1) бесполого 2) полового 3) спорового 4) вегетативного

ТЕСТУВАННЯ.УКР

ТЕСТУВАННЯ.УКР Повернутися

361 Какая структура ядра пострадает при поврежденные белков-гистонов?

• A. Ядро.
• B. Ядрышко.
• C. Днк.
• D. Хроматин.
• E. Рнк.

---

362 Какая фаза митоза в клетках имеет сформированную материнскую звезду?

• A. Ранняя профаза.
• B. Поздняя профаза.
• C. Телофаза.
• D. Метафаза.
• E. Анафаза.

---

363 Какая фаза митоза кратчайшая?

• A. Прометафаза.
• B. Профаза.
• C. Телофаза.
• D. Анафаза.
• E. Метафаза.

---

364 Какая хромосома имеет два неравных плеча?

• A. Акроцентрическая.
• B. Метацентрическая.
• C. Равноцентрическая.
• D. Субметацентрическая.
• E. Телоцентрическая.

---

365 Какая хромосома имеет два ровных плеча?

• A. Акроцентрическая.
• B. Равноцентрическая.
• C. Субметацентрическая.
• D. Метацентрическая.
• E. Телоцентрическая.

---

366 Какие из приведенных клеток после образования выходят из клеточного цикла и вплоть до смерти организма находятся в G0 периоде?

• A. Клетки эпителия.
• B. Фибробласты.
• C. Гладкие миоциты.
• D. Клетки сердечной мышцы.
• E. Раковые клетки.

---

367 Какие клетки образуются в результате амитоза?

• A. Идентичные материнской.
• B. Триплоидные.
• C. Гаплоидные.
• D. Анеуплоидные.
• E. Полиплоидные.

---

368 Какие клетки образуются в результате блокирования митоза в прометафазе?

• A. Одна одноядерная диплоидная.
• B. Одна двухъядерная тетраплоидная.
• C. Одна двухъядерная диплоидная.
• D. Одна одноядерная тетраплоидная.
• E. Две одноядерные диплоидные.

---

369 Какие клетки образуются в результате мейоза?

• A. Идентичные материнской.
• B. Анеуплоидные.
• C. Триплоидные.
• D. Гаплоидные.
• E. Полиплоидные.

---

370 Какие клетки образуются в результате эндорепродукции (эндомитоза)?

• A. Идентичные материнской.
• B. Анеуплоидные.
• C. Гаплоидные.
• D. Полиплоидные.
• E. Триплоидные.

---

371 Какие клетки полностью теряют способность возвращаться в клеточный цикл?

• A. Стволовые и полустволовые.
• B. Раковые.
• C. Гепатоцит и панкреатоциты.
• D. Нейроны и кардиомиоциты.
• E. Эпителиоциты.

---

372 Какие клетки человеческого организма образуются путем мейоза?

• A. Все.
• B. Больные и стареющие.
• C. Соматические.
• D. Мужские и женские гаметы.
• E. Мышечные волокна.

---

373 Какие органеллы входят в состав веретена разделения?

• A. Тонофибриллы.
• B. Микрофиламенты.
• C. Промежуточные филаменты.
• D. Микротрубочки.
• E. Миофибриллы.

---

374 Какие органеллы клетки образуют полюса митотического веретена?

• A. Протеасомы.
• B. Митохондрии.
• C. Полисомы.
• D. Диплосомы.
• E. Комплекс гольджи.

---

375 Какие основные функции выполняют хромосомы?

• A. Хранение наследственной информации, синтез рнк, и атф.
• B. Хранение наследственной информации, синтез днк и адф.
• C. Хранение наследственной информации, синтез днк, и атф.
• D. Хранение наследственной информации, синтез рнк и ДНК.
• E. Хранение наследственной информации, синтез рнк и адф.

---

376 Какие процессы не происходят в клетке во время телофазы?

• A. Реконструкция нуклеолемы.
• B. Формирование ядрышка.
• C. Цитотомия.
• D. Расхождение хромосом.
• E. Деспирализация хромосом.

---

377 Какие процессы происходят в клетке в постсинтетическом периоде интерфазы?

• A. Синтез белков для ахроматинового веретена.
• B. Синтез днк и белков.
• C. Синтез атф и ДНК.
• D. Синтез белков для ахроматинового веретена и атф.
• E. Лизис кариолеммы и синтез липидов.

---

378 Какие процессы происходят в клетке в синтетическом периоде интерфазы?

• A. Синтез белков.
• B. Синтез липидов.
• C. Синтез рнк.
• D. Синтез ДНК.
• E. Синтез углеводов.

---

379 Какие процессы происходят в клетке во время анафазы?

• A. Концентрация хромосом около полюсов клетки.
• B. Концентрация хромосом в виде клубка.
• C. Расположение хромосом по экватору.
• D. Концентрация хромосом около полюсов клетки в виде 2–х клубков.
• E. Концентрация хромосом в виде 3–х клубков.

---

380 Какие процессы происходят в клетке во время метафазы?

• A. Концентрация хромосом около полюсов клетки.
• B. Концентрация хромосом в клубок.
• C. Концентрация хромосом у 2 клубка.
• D. Размещение хромосом на экваторе клетки.
• E. Размещение хромосом по полюсам клетки.

---

Тестовая работа по теме «Митоз. Мейоз» 9 класс

Тест по теме: Мейоз.

 

1. Спирализация хромосом происходит в:

а). профазе; б). метафазе; в). анафазе; г). телофазе
2. Путем мейоза образуются клетки:

а). соматические; б). половые в) соматические и половые
3. В процессе мейоза, в отличии от митоза, происходит:

а). образование новых клеток; б). спирализация хромосом;

в). конъюгация и кроссинговер хромосом; г). расхождение

хромосом к полюсам
4. В результате мейоза образуются:

а). две гаплоидные клетки; б). две диплоидные клетки;

в). четыре гаплоидные клетки; г). четыре диплоидные клетки

5. Какое деление сопровождается редукцией (уменьшение) числа хромосом в клетке в два раза:

а). митоз, б). амитоз, в). мейоз

6. Какой набор хромосом будет в клетках после деления при мейозе, если в материнской клетке было 6 хромосом?

а). 3, б). 6, в). 12, г). 18.

7. Какие из следующих утверждений правильные:

а). в результате мейоза всегда образуются гаплоидные, а в результате митоза – диплоидные клетки.

б). гаметы всегда диплоидные.

Тест по теме: Митоз.

 

1. Деспирализация хромосом происходит в:

а). профазе; б). метафазе; в). анафазе; г). телофазе
2. Путем митоза образуются клетки:

а). соматические; б). половые, в) соматические и половые
3. В процессе митоза, в отличии от мейоза, не происходит:

а). образование новых клеток; б). спирализация хромосом; в). конъюгация и кроссинговер хромосом; г). расхождение хромосом к полюсам
4. В результате митоза образуются:

а). две гаплоидные клетки; б). две диплоидные клетки;

в). четыре гаплоидные клетки; г). четыре диплоидные клетки

5. Репликация молекулы ДНК происходит в период:

а). профазы, б). телофазы, в). интерфазы, г).анафазы

6. Сколько хромосом будет содержаться в клетках крыльев 4-го поколения мух дрозофил, если у самца в этих клетках 8 хромосом?

а) 52, б) 4, в) 8, г) 16

7. В какой из фаз митоза происходит спирализация хромосом, исчезает ядрышко, распадается ядерная оболочка?

а) анафаза, б). метафаза,в). телофаза,г). профаза

Ответы:

Мейоз -1 г, 2б, 3в, 4в,5в, 6а, 7а

Митоз — 1а, 2а, 3в, 4б,5в, 6в, 7г

мейоз | Изучайте науку в Scitable

Мейоз это тип деления клеток, который уменьшает количество хромосом в родительских ячейку вдвое и производит четыре гаметные клетки. Этот процесс необходим для производят яйцеклетки и сперматозоиды для полового размножения. Во время размножения, когда сперматозоид и яйцеклетка объединяются в единую клетку, количество хромосом равно восстановлен в детстве.

Мейоз начинается с родительской клетки, которая является диплоидной, то есть имеет две копии каждой хромосома.Родительская клетка проходит один раунд репликации ДНК, за которым следует два отдельных цикла ядерного деления. В результате получается четыре дочери. клетки, которые являются гаплоидными, что означает, что они содержат половину количества хромосом диплоидной родительской клетки.

Мейоз имеет как сходства, так и отличия от митоза, который представляет собой деление клетки. процесс, в котором родительская клетка производит две идентичные дочерние клетки. Мейоз начинается после одного раунда репликации ДНК в клетках мужского или женского пола половые органы.Процесс делится на мейоз I и мейоз II, и оба деления мейоза имеют несколько фаз. Мейоз I — это тип деления клеток уникален для половых клеток, тогда как мейоз II подобен митозу.

Мейоз I, первое деление мейоза, начинается с профазы I. Во время профазы I комплекс ДНК и белка, известный как хроматин, конденсируется с образованием хромосом. Пары реплицированных хромосом известны как сестринские хроматиды, и они остаются соединенными в центральной точке, называемой центромерой.Большое строение называемое мейотическим веретеном, также образуется из длинных белков, называемых микротрубочками, на каждую сторону или полюс клетки. Между профазой I и метафазой I пары гомологичных хромосом образуют тетрады. Внутри тетрады любая пара хроматид плечи могут перекрываться и сливаться в процессе, называемом кроссинговером или рекомбинацией. Рекомбинация — это процесс, который разрывает, рекомбинирует и воссоединяет участки ДНК. производить новые комбинации генов. В метафазе I гомологичные пары хромосомы выравниваются по обе стороны от экваториальной пластинки.Затем, в анафазе I, волокна веретена сжимаются и вытягивают гомологичные пары, каждая с двумя хроматиды, отстоящие друг от друга и по направлению к каждому полюсу клетки. В течение телофаза I, хромосомы заключены в ядра. В камере сейчас процесс, называемый цитокинезом, который делит цитоплазму исходной клетки на две дочерние клетки. Каждая дочерняя клетка гаплоидна и имеет только один набор хромосом, или половина от общего числа хромосом исходной клетки.

Мейоз II представляет собой митотическое деление каждой из гаплоидных клеток, образующихся в мейозе I.Во время профазы II хромосомы конденсируются, и новый набор волокон веретена формы. Хромосомы начинают двигаться к экватору клетки. В течение метафазы II центромеры парных хроматид выстраиваются вдоль экваториальная пластинка в обеих ячейках. Затем в анафазе II хромосомы отделяются в центромерах. Волокна веретена тянут разделенные хромосомы к каждый полюс ячейки. Наконец, во время телофазы II хромосомы заключены в ядерные мембраны. Далее следует цитокинез, делящий цитоплазму две клетки.По завершении мейоза остается четыре гаплоидных дочери. клетки, которые развиваются либо в сперматозоиды, либо в яйцеклетки.

Репликация и распределение ДНК во время мейоза

Подобно митозу, мейоз представляет собой форму деления эукариотических клеток. Однако эти два процесса распространяют генетические материал среди образовавшихся дочерних клеток очень по-разному.Митоз создает две идентичные дочерние клетки, каждая из которых содержит одинаковое количество хромосомы в качестве их родительской клетки. Напротив, мейоз вызывает четыре уникальные дочерние клетки, каждая из которых имеет половину количества хромосом в качестве родительских клетка. Поскольку мейоз создает клетки, которым суждено стать гаметами (или репродуктивными клетками), это уменьшение числа хромосом критично — без него объединение двух гамет во время оплодотворения даст потомство с удвоенной нормой количество хромосом!

Помимо этого уменьшения числа хромосом, мейоз отличается от митоза. еще одним способом.В частности, мейоз создает новые комбинации генетических материала в каждой из четырех дочерних ячеек. Эти новые комбинации являются результатом обмен ДНК между парными хромосомами. Такой обмен означает, что гаметы, образующиеся в результате мейоза, демонстрируют удивительный диапазон генетических вариаций.

Наконец, в отличие от митоза, мейоз включает два раунда деления ядра, а не только один. Несмотря на это, многие другие события мейоза похожи на те, которые происходят в митозе. Например, до мейоза клетка проходит межфазный период, в котором он растет, реплицирует свои хромосомы, и проверяет все свои системы, чтобы убедиться, что он готов к разделению.Нравиться митоз, мейоз также имеет различные стадии, называемые профазой, метафазой, анафазой, и телофаза. Однако ключевое отличие состоит в том, что во время мейоза каждая из этих фазы происходит дважды — один раз во время первого раунда деления, называемого мейозом I, и снова во втором раунде деления, назвал мейоз II.

Что такое мейоз? | Факты

Мейоз — это процесс, при котором одна клетка делится дважды, чтобы произвести четыре клетки, содержащие половину исходного количества генетической информации.Эти клетки — наши половые клетки — сперма у мужчин, яйцеклетки у женщин.

• Во время мейоза одна клетка делит дважды с образованием четырех дочерних клеток .
• Эти четыре дочерние клетки имеют только половину хромосом родительской клетки — они гаплоидны.
• Мейоз производит наши половые клетки или гаметы (яйцеклетки у женщин и сперму у мужчин).

Мейоз можно разделить на девять стадий. Они делятся между первым делением клетки (мейоз I) и вторым делением (мейоз II):

Мейоз I

1.Интерфаза:

• ДНК в клетке копируется, в результате чего образуются два идентичных полных набора хромосом.
• За пределами ядра находятся две центросомы, каждая из которых содержит пару центриолей, эти структуры имеют решающее значение для процесса деления клеток.
• Во время интерфазы микротрубочки отходят от этих центросом.

2. Профаза I:

• Скопированные хромосомы конденсируются в X-образные структуры, которые можно легко увидеть под микроскопом.
• Каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид, содержащих идентичную генетическую информацию.
• Хромосомы объединяются в пары, так что обе копии хромосомы 1 находятся вместе, обе копии хромосомы 2 находятся вместе и так далее.
• Пары хромосом могут затем обмениваться битами ДНК в процессе, называемом рекомбинацией или кроссинговером.
• В конце профазы I мембрана вокруг ядра в клетке растворяется, высвобождая хромосомы.
• Мейотическое веретено, состоящее из микротрубочек и других белков, проходит через клетку между центриолями.

3. Метафаза I:

• Хромосомные пары выстраиваются рядом друг с другом по центру (экватору) клетки.
• Центриоли теперь находятся на противоположных полюсах клетки, от них отходят мейотические веретена.
• Волокна мейотического веретена прикрепляются к одной хромосоме каждой пары.

4.Анафаза I:

• Затем пара хромосом разделяется мейотическим веретеном, которое тянет одну хромосому к одному полюсу клетки, а другую хромосому — к противоположному полюсу.
• В мейозе I сестринские хроматиды держатся вместе. Это отличается от того, что происходит в митозе и мейозе II.

5. Телофаза I и цитокинез:

• Хромосомы завершают свое движение к противоположным полюсам клетки.
• На каждом полюсе клетки собирается полный набор хромосом.
• Мембрана образуется вокруг каждого набора хромосом, чтобы создать два новых ядра.
• Затем одиночная клетка зажимается посередине, образуя две отдельные дочерние клетки, каждая из которых содержит полный набор хромосом в ядре. Этот процесс известен как цитокинез.

Мейоз II

6. Профаза II:

• Теперь есть две дочерние клетки, каждая с 23 хромосомами (23 пары хроматид).
• В каждой из двух дочерних клеток хромосомы снова конденсируются в видимые X-образные структуры, которые можно легко увидеть под микроскопом.
• Мембрана вокруг ядра в каждой дочерней клетке растворяется, высвобождая хромосомы.
• Центриоли дублируются.
• Снова формируется мейотическое веретено.

7. Метафаза II:

• В каждой из двух дочерних клеток хромосомы (пара сестринских хроматид) выстраиваются встык вдоль экватора клетки.
• Центриоли теперь находятся на противоположных полюсах в каждой из дочерних клеток.
• Мейотические волокна веретена на каждом полюсе клетки прикрепляются к каждой из сестринских хроматид.

8. Анафаза II:

• Сестринские хроматиды затем притягиваются к противоположным полюсам из-за действия мейотического веретена.
• Разделенные хроматиды теперь являются отдельными хромосомами.

9. Телофаза II и цитокинез:

• Хромосомы завершают свое движение к противоположным полюсам клетки.
• На каждом полюсе клетки собирается полный набор хромосом.
• Мембрана образуется вокруг каждого набора хромосом, чтобы создать два новых ядра клетки.
• Это последняя фаза мейоза, однако деление клеток не будет полным без еще одного цикла цитокинеза.
• После завершения цитокинеза появляется четыре внучки, каждая из которых имеет половину набора хромосом (гаплоидных):
  • у мужчин, все эти четыре клетки являются сперматозоидами
  • у женщин, одна из клеток — яйцеклетка, а остальные три — полярные тельца (маленькие клетки, которые не развиваются в яйца).

Иллюстрация, показывающая девять стадий мейоза.
Изображение предоставлено: Genome Research Limited

Эта страница последний раз обновлялась 2016-05-06

Что такое мейоз? | Живая наука

Все клетки возникают из других клеток в процессе деления клеток. Мейоз — это особая форма деления клеток, при которой образуются репродуктивные клетки, такие как споры растений и грибов, а также сперматозоиды и яйцеклетки.

В общем, этот процесс включает разделение «родительской» клетки на две или более «дочерних» клеток.Таким образом, родительская клетка может передавать свой генетический материал из поколения в поколение.

Эукариотические клетки и их хромосомы

Исходя из относительной сложности их клеток, все живые организмы в широком смысле классифицируются как прокариоты или эукариоты. Прокариоты, например бактерии, состоят из одной клетки с простой внутренней структурой. Их ДНК свободно плавает внутри клетки в скрученной нити, называемой нуклеоидом.

Животные, растения и грибы — все это эукариоты.Эукариотические клетки имеют специализированные компоненты, называемые органеллами, такие как митохондрии, хлоропласты и эндоплазматический ретикулум. Каждый из них выполняет определенную функцию. В отличие от прокариот, эукариотическая ДНК упакована в центральном компартменте, называемом ядром.

Внутри эукариотического ядра длинные двойные спиральные нити ДНК плотно обернуты вокруг белков, называемых гистонами. Это образует стержнеобразную структуру, называемую хромосомой.

Клетки человеческого тела имеют 23 пары хромосом, или 46 в общей сложности.Сюда входят две половые хромосомы: две X-хромосомы для женщин и одна X-хромосома и одна Y-хромосома для мужчин. Поскольку каждая хромосома имеет пару, эти клетки называются «диплоидными» клетками.

С другой стороны, человеческие сперматозоиды и яйцеклетки имеют только 23 хромосомы, или половину хромосом диплоидной клетки. Таким образом, их называют «гаплоидными» клетками.

Когда сперматозоид и яйцеклетка соединяются во время оплодотворения, общее количество хромосом восстанавливается. Это потому, что организмы, размножающиеся половым путем, получают набор хромосом от каждого родителя: материнский и отцовский набор.Каждой хромосоме соответствует пара — орхомолог.

Митоз против мейоза

Эукариоты способны к двум типам клеточного деления: митоз и мейоз

Митоз позволяет клеткам производить идентичные копии самих себя, что означает, что генетический материал дублируется от родительских к дочерним клеткам. Митоз производит две дочерние клетки из одной родительской клетки.

Одноклеточные эукариоты, такие как амебы и дрожжи, используют митоз для бесполого размножения и увеличения своей популяции.Многоклеточные эукариоты, как и люди, используют митоз для роста или заживления поврежденных тканей.

Мейоз, с другой стороны, представляет собой особую форму деления клеток, которая происходит у организмов, размножающихся половым путем. Как упоминалось выше, он производит репродуктивные клетки, такие как сперматозоиды, яйцеклетки и споры растений и грибов.

У человека особые клетки, называемые половыми клетками, подвергаются мейозу и в конечном итоге дают начало сперматозоидам или яйцеклеткам. Половые клетки содержат полный набор из 46 хромосом (23 материнские хромосомы и 23 отцовские хромосомы).К концу мейоза каждая из репродуктивных клеток или гамет имеет 23 генетически уникальные хромосомы.

Общий процесс мейоза производит четыре дочерних клетки от одной единственной родительской клетки. Каждая дочерняя клетка гаплоидна, потому что у нее вдвое меньше хромосом, чем у исходной родительской клетки.

«Мейоз редукционный, — сказал М. Эндрю Хойт, биолог и профессор Университета Джона Хопкинса.

В отличие от митоза дочерние клетки, образующиеся во время мейоза, генетически разнообразны.Гомологичные хромосомы обмениваются битами ДНК для создания генетически уникальных гибридных хромосом, предназначенных для каждой дочерней клетки.

Более пристальный взгляд на мейоз

Перед началом мейоза в родительских клетках происходят некоторые важные изменения. Во-первых, каждая хромосома создает свою копию. Эти дублированные хромосомы известны как сестринские хроматиды. Они сливаются вместе, и точка, где они соединяются, называется центромерой. Слитые сестринские хроматиды примерно по форме напоминают букву «X».»

Мейоз происходит в течение двух раундов ядерных делений, называемых мейозом I и мейозом II, согласно Scitable Nature Education. Кроме того, каждый мейоз I и II делится на четыре основных этапа: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

Мейоз I отвечает за создание генетически уникальных хромосом. Сестринские хроматиды объединяются в пары со своими гомологами и обмениваются генетическим материалом друг с другом. В конце этого деления одна родительская клетка производит две дочерние клетки, каждая из которых несет один набор сестринских хроматид.

Мейоз II очень похож на митоз. Две дочерние клетки переходят в эту фазу без дальнейшей дупликации хромосом. Во время этого деления сестринские хроматиды раздвигаются. В течение мейоза II образуются в общей сложности четыре гаплоидных дочерних клетки.

Мейоз — это процесс, при котором хромосомы копируются, объединяются в пары и разделяются с образованием яйцеклеток или сперматозоидов. (Изображение предоставлено: NIGMS.)

Мейоз I

Согласно «Молекулярной биологии клетки», четыре стадии мейоза I следующие.»(Garland Science, 2002):

Профаза I : На этой стадии хромосомы становятся компактными, плотными структурами и легко видны под микроскопом. Гомологичные хромосомы соединяются вместе. Два набора сестринских хроматид напоминают две выстроенные в линию X рядом друг с другом. Каждый набор обменивается битами ДНК друг с другом и рекомбинирует, таким образом создавая генетические вариации. Этот процесс известен как кроссинговер или рекомбинация.

Хотя у людей мужские половые хромосомы (X и Y) не являются точные гомологи, они все еще могут спариваться и обмениваться ДНК.Кроссинговер происходит только в небольшой области двух хромосом.

К концу профазы I ядерная мембрана разрушается.

Метафаза I : Мейотическое веретено, сеть белковых нитей, возникает из двух структур, называемых центриолями, расположенных на обоих концах клетки. Мейотическое веретено цепляется за слитые сестринские хроматиды. К концу метафазы I все слитые сестринские хроматиды закрепляются на своих центромерах и выстраиваются в линию в середине клетки.Гомологи все еще выглядят как два X, сидящих близко друг к другу.

Анафаза I : волокна веретена начинают сокращаться, увлекая за собой слившиеся сестринские хроматиды. Каждый X-образный комплекс движется от другого к противоположным концам клетки.

Телофаза I : слитые сестринские хроматиды достигают обоих концов клетки, и тело клетки разделяется на две части.

В результате мейоза I образуются две дочерние клетки, каждая из которых содержит набор слитых сестринских хроматид.Генетический состав каждой дочерней клетки отличается из-за обмена ДНК между гомологами во время процесса кроссинговера.

Мейоз II

«Мейоз II выглядит как митоз», — сказал Хойт Live Science. «Это эквациональное деление».

Другими словами, к концу процесса количество хромосом между клетками, которые входят в мейоз II, и образовавшимися дочерними клетками остается неизменным.

Согласно «Молекулярной биологии клетки, 4-е издание», четыре стадии мейоза II являются следующими.

Профаза II : Ядерная мембрана распадается, и снова начинают формироваться мейотические веретена.

Метафаза II : мейотические веретена защелкиваются на центромере сестринских хроматид, и все они выстраиваются в линию в центре клетки.

Анафаза II : волокна веретена начинают сокращаться и разъединять сестринские хроматиды. Каждая отдельная хромосома теперь начинает перемещаться к любому концу клетки.

Телофаза II : Хромосомы достигают противоположных концов клетки.Ядерная мембрана формируется снова, и тело клетки разделяется на две

Meiosis II, в результате чего образуются четыре дочерние гаплоидные клетки, каждая с одинаковым числом хромосом. Однако каждая хромосома уникальна и содержит смесь генетической информации от материнских и отцовских хромосом в исходной родительской клетке.

Почему важен мейоз?

Правильная «хромосомная сегрегация» или разделение сестринских хроматид во время мейоза I и II имеет важное значение для создания здоровых сперматозоидов и яйцеклеток и, соответственно, здоровых эмбрионов.Если хромосомы не могут полностью разделиться, это называется нерасхождением и может привести к образованию гамет с отсутствующими или лишними хромосомами, согласно «Молекулярной биологии клетки, 4-е издание».

Когда гаметы с аномальным числом хромосом оплодотворяются, большинство образующихся эмбрионов не выживают. Однако не все хромосомные аномалии фатальны для эмбриона. Например, синдром Дауна возникает в результате наличия дополнительной копии хромосомы 21. И люди с синдромом Клайнфельтера генетически являются мужчинами, но имеют дополнительную Х-хромосому.

Наиболее значительное влияние мейоза заключается в том, что он генерирует генетическое разнообразие, а это главное преимущество для выживания видов.

«Перемешивание генетической информации позволяет вам находить новые комбинации, которые, возможно, будут более подходящими для реального мира», — сказал Хойт.

Процесс мейоза | Безграничная биология

Введение в мейоз

Мейоз — это ядерное деление диплоидных клеток на гаплоидные клетки, что является необходимым этапом полового размножения.

Цели обучения

Опишите важность мейоза в половом размножении

Основные выводы

Ключевые моменты

• Половое размножение — это производство гаплоидных клеток и слияние двух из этих клеток с образованием диплоидной клетки.
• Прежде чем может произойти половое размножение, количество хромосом в диплоидной клетке должно уменьшиться вдвое.
• Мейоз производит клетки с половиной количества хромосом по сравнению с исходной клеткой.
• Гаплоидные клетки, используемые для полового размножения, гаметы, образуются во время мейоза, который состоит из одного раунда репликации хромосомы и двух раундов деления ядра.
• Мейоз I является первым этапом деления мейоза, а мейоз II — вторым этапом.

Ключевые термины

• гаплоид : клетки с одним набором непарных хромосом
• гамета : репродуктивная клетка, мужская (сперма) или женская (яйцеклетка), имеющая только половину обычного количества хромосом
• диплоид : клетки, имеющей пару хромосом каждого типа, одна из которых происходит от яйцеклетки, а другая — от сперматозоида

Введение: мейоз и половое размножение

Способность воспроизводить в натуральном виде — основная характеристика всего живого.В натуральном выражении означает, что потомство любого организма очень похоже на своего родителя или родителей. Половое размножение требует оплодотворения: объединения двух клеток двух отдельных организмов. Гаплоидные клетки содержат один набор хромосом. Клетки, содержащие два набора хромосом, называются диплоидными. Количество наборов хромосом в клетке называется уровнем ее плоидности. Если репродуктивный цикл должен продолжаться, то диплоидная клетка должна каким-то образом уменьшить количество наборов хромосом, прежде чем оплодотворение может произойти снова, иначе будет происходить постоянное удвоение количества наборов хромосом в каждом поколении.Следовательно, половое размножение включает ядерное деление, которое уменьшает количество наборов хромосом.

Потомки очень похожи на своих родителей : В натуральном виде означает, что потомки любого организма очень похожи на своих родителей. Бегемот дает рождение детенышам бегемота (а). Деревья Иисуса Навина дают семена, из которых появляются всходы дерева Иисуса Навина (б). Взрослые фламинго откладывают яйца, из которых вылупляются птенцы фламинго (c).

Половое размножение — это производство гаплоидных клеток (гамет) и слияние (оплодотворение) двух гамет с образованием единой уникальной диплоидной клетки, называемой зиготой.Все животные и большинство растений производят эти гаметы или яйца и сперму. У большинства растений и животных через десятки циклов деления митотических клеток эта диплоидная клетка разовьется во взрослый организм.

Гаплоидные клетки, являющиеся частью полового репродуктивного цикла, образуются в результате деления клеток, называемого мейозом. Мейоз использует многие из тех же механизмов, что и митоз. Однако исходное ядро ​​всегда диплоидно, а ядра, образующиеся в конце деления мейотической клетки, являются гаплоидными, поэтому полученные клетки имеют половину хромосом от исходных.Чтобы добиться этого сокращения хромосом, мейоз состоит из одного раунда дупликации хромосом и двух раундов деления ядра. Поскольку события, которые происходят во время каждой из стадий деления, аналогичны событиям митоза, назначаются те же названия стадий. Однако, поскольку существует два раунда разделения, основной процесс и этапы обозначаются буквой «I» или «II». Таким образом, мейоз I является первым раундом деления мейоза и состоит из профазы I, прометафазы I и т. Д.Мейоз II, второй раунд мейотического деления, включает профазу II, прометафазу II и так далее.

Мейоз I

В мейозе I, первом раунде мейоза, гомологичные хромосомы обмениваются ДНК, и диплоидная клетка делится на две гаплоидные клетки.

Цели обучения

Опишите стадии и результаты мейоза I

Основные выводы

Ключевые моменты

• Мейозу предшествует интерфаза, которая состоит из фазы G ₁ (рост), фазы S (репликация ДНК) и фазы G ₂ .
• Во время профазы I гомологичные хромосомы конденсируются и становятся видимыми в виде известной нам формы x, соединяются в пары, образуя тетраду, и обмениваются генетическим материалом посредством кроссинговера.
• Во время прометафазы I микротрубочки прикрепляются к кинетохорам хромосом, и ядерная оболочка разрушается.
• В метафазе I тетрады выстраиваются в линию на метафазной пластине, и гомологичные пары ориентируются случайным образом.
• В анафазе I центромеры распадаются и гомологичные хромосомы разделяются.
• В телофазе I хромосомы перемещаются к противоположным полюсам; во время цитокинеза клетка разделяется на две гаплоидные клетки.

Ключевые термины

• скрещивание : обмен генетическим материалом между гомологичными хромосомами, в результате которого образуются рекомбинантные хромосомы
• тетрада : две пары сестринских хроматид (пара диад) выровнены определенным образом и часто в экваториальной плоскости во время процесса мейоза
• хроматида : одна из двух цепей хромосомы, которые разделяются во время мейоза

Мейоз I

Мейозу предшествует интерфаза, состоящая из трех стадий.Фаза G ₁ (также называемая фазой первого промежутка) инициирует эту стадию и направлена ​​на рост клеток. Следующая фаза S, во время которой реплицируется ДНК хромосом. Эта репликация дает две идентичные копии, называемые сестринскими хроматидами, которые удерживаются вместе в центромере с помощью белков когезина. Центросомы, которые представляют собой структуры, которые организуют микротрубочки мейотического веретена, также реплицируются. Наконец, во время фазы G ₂ (также называемой фазой второго гэпа) клетка подвергается окончательной подготовке к мейозу.

Профаза I

Во время профазы I хромосомы конденсируются и становятся видимыми внутри ядра. Когда ядерная оболочка начинает разрушаться, гомологичные хромосомы сближаются. Синаптонемный комплекс, решетка белков между гомологичными хромосомами, формируется в определенных местах и ​​распространяется по всей длине хромосом. Плотное спаривание гомологичных хромосом называется синапсисом. В синапсах гены хроматид гомологичных хромосом выровнены друг с другом.Синаптонемный комплекс также поддерживает обмен хромосомными сегментами между несестринскими гомологичными хроматидами в процессе, называемом кроссинговером. События кроссовера являются первым источником генетической изменчивости, вызванной мейозом. Единственное событие кроссовера между гомологичными несестринскими хроматидами приводит к обмену ДНК между хромосомами. После кроссовера синаптонемный комплекс разрушается, и когезиновая связь между гомологичными парами также удаляется. В конце профазы I пары удерживаются вместе только в хиазмах; их называют тетрадами, потому что теперь видны четыре сестринские хроматиды каждой пары гомологичных хромосом.

Кроссовер между гомологичными хромосомами : Кроссовер происходит между несестринскими хроматидами гомологичных хромосом. В результате происходит обмен генетическим материалом между гомологичными хромосомами.

Синапсис удерживает вместе пары гомологичных хромосом : в начале профазы I гомологичные хромосомы объединяются, образуя синапс. Хромосомы тесно связаны друг с другом и идеально выровнены белковой решеткой, называемой синаптонемным комплексом, и белками когезина в центромере.

Прометафаза I

Ключевым событием в прометафазе I является формирование аппарата волокон веретена, где микротрубочки волокон веретена прикрепляются к белкам кинетохор на центромерах. Микротрубочки растут из центросом, расположенных на противоположных полюсах клетки. Микротрубочки перемещаются к середине клетки и прикрепляются к одной из двух слитых гомологичных хромосом на кинетохорах. В конце прометафазы I каждая тетрада прикрепляется к микротрубочкам с обоих полюсов, причем одна гомологичная хромосома обращена к каждому полюсу.Кроме того, полностью разрушена ядерная мембрана.

Метафаза I

Во время метафазы I тетрады перемещаются к метафазной пластине с кинетохорами, обращенными к противоположным полюсам. Гомологические пары случайным образом ориентируются на экваторе. Это событие является вторым механизмом, который вносит изменения в гаметы или споры. В каждой клетке, которая претерпевает мейоз, расположение тетрад разное. Количество вариаций зависит от количества хромосом, составляющих набор.Есть две возможности для ориентации на метафазной пластине. Таким образом, возможное количество выравниваний равно 2n, где n — количество хромосом в наборе. Учитывая эти два механизма, очень маловероятно, что любые две гаплоидные клетки, возникшие в результате мейоза, будут иметь одинаковый генетический состав.

Мейоз I обеспечивает уникальные гаметы. : Случайный, независимый ассортимент во время метафазы I можно продемонстрировать, рассматривая клетку с набором из двух хромосом (n = 2).В этом случае есть два возможных расположения на экваториальной плоскости в метафазе I. Общее возможное количество различных гамет равно 2n, где n равно количеству хромосом в наборе. В этом примере есть четыре возможных генетических комбинации гамет. При n = 23 в клетках человека существует более 8 миллионов возможных комбинаций отцовских и материнских хромосом.

Анафаза I

В анафазе I микротрубочки разъединяют прикрепленные хромосомы. Сестринские хроматиды остаются тесно связанными на центромере.Хиазмы разрушаются в анафазе I, поскольку микротрубочки, прикрепленные к слитым кинетохорам, разрывают гомологичные хромосомы.

Телофаза I и цитокинез

В телофазе I разделенные хромосомы достигают противоположных полюсов. У некоторых организмов хромосомы деконденсируются и ядерные оболочки образуются вокруг хроматид в телофазе I. Затем цитокинез, физическое разделение цитоплазматических компонентов на две дочерние клетки, происходит без реформирования ядер.Почти у всех видов животных и некоторых грибов цитокинез разделяет содержимое клетки через борозду расщепления (сужение актинового кольца, которое приводит к цитоплазматическому делению). У растений клеточная пластинка образуется во время клеточного цитокинеза за счет слияния везикул Гольджи в метафазной пластинке. Эта клеточная пластинка в конечном итоге приведет к образованию клеточных стенок, разделяющих две дочерние клетки.

Две гаплоидные клетки являются конечным результатом первого мейотического деления. Клетки гаплоидны, потому что на каждом полюсе есть только по одной из каждой пары гомологичных хромосом.Следовательно, присутствует только один полный набор хромосом. Хотя существует только один набор хромосом, каждый гомолог по-прежнему состоит из двух сестринских хроматид.

Мейоз II

Во время мейоза II сестринские хроматиды в двух дочерних клетках разделяются, образуя четыре новых гаплоидных гаметы.

Цели обучения

Опишите этапы и результаты Meiosis II

Основные выводы

Ключевые моменты

• Во время профазы II хромосомы снова конденсируются, центросомы, которые дублировались во время интерфазы I, удаляются друг от друга к противоположным полюсам, и образуются новые веретена.
• Во время прометафазы II ядерные оболочки полностью разрушаются, и каждая сестринская хроматида образует индивидуальную кинетохору, которая прикрепляется к микротрубочкам с противоположных полюсов.
• Во время метафазы II сестринские хроматиды конденсируются и выравниваются на экваторе клетки.
• Во время анафазы II сестринские хроматиды разделяются микротрубочками кинетохор и движутся к противоположным полюсам.
• Во время телофазы II и цитокинеза хромосомы достигают противоположных полюсов и начинают деконденсироваться; две клетки делятся на четыре уникальные гаплоидные клетки.

Ключевые термины

• мейоз II : вторая часть мейотического процесса; Конечным результатом является производство четырех гаплоидных клеток из двух гаплоидных клеток, полученных в мейозе I

Мейоз II

Мейоз II инициируется сразу после цитокинеза, обычно до того, как хромосомы полностью деконденсируются. В отличие от мейоза I, мейоз II напоминает нормальный митоз. У некоторых видов клетки входят в краткую интерфазу или интеркинез, прежде чем вступить в мейоз II.В интеркинезе отсутствует S-фаза, поэтому хромосомы не дублируются. Две клетки, образующиеся в мейозе I, вместе проходят через события мейоза II. Во время мейоза II сестринские хроматиды в двух дочерних клетках разделяются, образуя четыре новых гаплоидных гаметы. Механика мейоза II аналогична митозу, за исключением того, что каждая делящаяся клетка имеет только один набор гомологичных хромосом.

Профаза II

Если хромосомы деконденсируются в телофазе I, они снова конденсируются. Если ядерные оболочки образовались, они фрагментируются на пузырьки.Центросомы, которые были продублированы во время интерфазы I, удаляются друг от друга к противоположным полюсам, и образуются новые веретена.

Прометафаза II

Оболочки ядер полностью разрушены, и веретено полностью сформировано. Каждая сестринская хроматида образует индивидуальную кинетохору, которая прикрепляется к микротрубочкам с противоположных полюсов.

Метафаза II

Сестринские хроматиды максимально конденсированы и выровнены на экваторе клетки.

Анафаза II

Сестринские хроматиды разделяются микротрубочками кинетохор и движутся к противоположным полюсам.Некинетохорные микротрубочки удлиняют клетку.

Мейоз I по сравнению с мейозом II : Процесс выравнивания хромосом различается между мейозом I и мейозом II. В прометафазе I микротрубочки прикрепляются к слитым кинетохорам гомологичных хромосом, и гомологичные хромосомы располагаются в середине клетки в метафазе I. В анафазе I гомологичные хромосомы разделяются. В прометафазе II микротрубочки прикрепляются к кинетохорам сестринских хроматид, а сестринские хроматиды располагаются в середине клеток в метафазе II.В анафазе II сестринские хроматиды разделены.

Телофаза II и цитокинез

Хромосомы достигают противоположных полюсов и начинают деконденсироваться. Ядерные оболочки образуются вокруг хромосом. Цитокинез разделяет две клетки на четыре уникальных гаплоидных клетки. На данный момент оба вновь образованных ядра гаплоидны. Полученные клетки являются генетически уникальными из-за случайного набора отцовских и материнских гомологов и из-за рекомбинации материнских и отцовских сегментов хромосом (с их наборами генов), которая происходит во время кроссовера.

Полные стадии мейоза : животная клетка с диплоидным числом четыре (2n = 4) проходит стадии мейоза с образованием четырех гаплоидных дочерних клеток.

Сравнение мейоза и митоза

Митоз и мейоз имеют некоторое сходство, но также и некоторые различия, большинство из которых наблюдается во время мейоза I.

Цели обучения

Сравнить и сопоставить митоз и мейоз

Основные выводы

Ключевые моменты

• По большей части при митозе диплоидные клетки делятся на две новые диплоидные клетки, тогда как в мейозе диплоидные клетки делятся на четыре новых гаплоидных клетки.
• В митозе дочерние клетки имеют такое же количество хромосом, что и родительская клетка, в то время как в мейозе дочерние клетки имеют половину количества хромосом в качестве родительских.
• Дочерние клетки, продуцируемые митозом, идентичны, тогда как дочерние клетки, продуцируемые мейозом, отличаются, потому что произошел кроссинговер.
• События, которые происходят в мейозе, но не в митозе, включают спаривание гомологичных хромосом, кроссинговер и выстраивание вдоль метафазной пластинки в тетрадах.
• Мейоз II и митоз не являются делением редукции, как мейоз I, потому что количество хромосом остается тем же; поэтому мейоз II называют экваториальным делением.
• Когда гомологичные хромосомы разделяются и перемещаются к противоположным полюсам во время мейоза I, уровень плоидности снижается с двух до одного, что называется редукционным делением.

Ключевые термины

• редукционное деление : первое из двух делений мейоза, тип деления клеток
• плоидность : количество гомологичных наборов хромосом в клетке
• экваториальное деление : процесс ядерного деления, при котором каждая хромосома делится поровну, так что количество хромосом остается одинаковым от родительских к дочерним клеткам

Сравнение мейоза и митоза

Митоз и мейоз являются формами деления ядра в эукариотических клетках.У них есть некоторые общие черты, но также есть явные различия, которые приводят к очень разным результатам. Целью митоза является регенерация, рост и бесполое размножение клеток, в то время как цель мейоза — производство гамет для полового размножения. Митоз — это деление одного ядра, в результате которого образуются два ядра, которые обычно делятся на две новые дочерние клетки. Ядра, полученные в результате митотического деления, генетически идентичны исходному ядру. У них одинаковое количество наборов хромосом, один набор в случае гаплоидных клеток и два набора в случае диплоидных клеток.У большинства растений и всех видов животных, как правило, именно диплоидные клетки подвергаются митозу с образованием новых диплоидных клеток. Напротив, мейоз состоит из двух ядерных делений, в результате чего образуются четыре ядра, которые обычно делятся на четыре новых гаплоидных дочерних клетки. Ядра, полученные в результате мейоза, не являются генетически идентичными и содержат только один набор хромосом. Это половина количества хромосомных наборов в исходной клетке, которая является диплоидной.

Сравнение мейоза и митоза : Мейозу и митозу предшествует один раунд репликации ДНК; однако мейоз включает два деления ядра.Четыре дочерние клетки, полученные в результате мейоза, гаплоидны и генетически различны. Дочерние клетки, полученные в результате митоза, диплоидны и идентичны родительской клетке.

Основные различия между митозом и мейозом происходят в мейозе I. В мейозе I гомологичные пары хромосом становятся ассоциированными друг с другом и связываются вместе синаптонемным комплексом. Развиваются хиазмы и происходит кроссовер между гомологичными хромосомами, которые затем выстраиваются вдоль метафазной пластинки в тетрадах с кинетохорными волокнами от противоположных полюсов веретена, прикрепленными к каждой кинетохоре гомолога в тетраде.Все эти события происходят только в мейозе I.

Когда тетрада распадается и гомологичные хромосомы перемещаются к противоположным полюсам, уровень плоидности снижается с двух до одного. По этой причине мейоз I называют редукционным делением. Такого снижения уровня плоидности во время митоза нет.

Meiosis II намного больше похож на митотическое деление. В этом случае дублированные хромосомы (только один набор, поскольку гомологичные пары теперь разделены на две разные клетки) выстраиваются на метафазной пластинке с разделенными кинетохорами, прикрепленными к кинетохорным волокнам с противоположных полюсов.Во время анафазы II и митотической анафазы кинетохоры делятся, и сестринские хроматиды, теперь называемые хромосомами, притягиваются к противоположным полюсам. Однако две дочерние клетки митоза идентичны, в отличие от дочерних клеток, продуцируемых мейозом. Они разные, потому что на каждой хромосоме был хотя бы один кроссовер. Мейоз II не является редукционным делением, потому что, хотя в полученных клетках меньше копий генома, остается один набор хромосом, как это было в конце мейоза I.Поэтому Мейоз II называют экваториальным делением.

Клеточный цикл, митоз и мейоз — Университет Лестера

Клеточный цикл

Живые клетки проходят серию стадий, известных как клеточный цикл . Клетки растут, копируют свои хромосомы, а затем делятся, образуя новые клетки.

Клеточный цикл

G1 фаза . Клетка растет.

S фаза .Клетка копирует свои хромосомы. Каждая хромосома теперь состоит из двух сестринских хроматид .

G2 фаза . Клетка проверяет дублированные хромосомы и готовится к делению.

M фаза . Клетка разделяет скопированные хромосомы, чтобы сформировать два полных набора (митоз), и клетка делится на две новые клетки (цитокинез).

Период между делениями клеток известен как «интерфаза».

Клетки, которые не делятся, покидают клеточный цикл и остаются в G0.

Митоз и мейоз

Клетки делятся двумя разными способами, чтобы создать новые клетки.

Митоз

Митоз используется для производства дочерних клеток, генетически идентичных родительским клеткам. Клетка копирует — или «реплицирует» — свои хромосомы, а затем делит скопированные хромосомы поровну, чтобы убедиться, что каждая дочерняя клетка имеет полный набор.

Мейоз

Мейоз используется для создания особых клеток — сперматозоидов и яйцеклеток, — которые имеют половину нормального количества хромосом.Это уменьшает количество хромосом с 23 пар до 23 одиночных хромосом. Клетка копирует свои хромосомы, но затем разделяет 23 пары, чтобы каждая дочерняя клетка имела только одну копию каждой хромосомы. Второе деление, при котором каждая дочерняя клетка снова делится с образованием четырех дочерних клеток.

Митоз и мейоз

См. Ниже более подробное описание митоза и мейоза.

Митоз

Ваше тело содержит триллионы клеток (тысячи миллионов).Но вы начали жизнь как отдельная клетка — оплодотворенная яйцеклетка. Затем эта клетка разделилась и делилась, чтобы произвести больше клеток в процессе, называемом митозом .

Митоз — это способ создания большего количества клеток, которые генетически идентичны родительской клетке. Он играет важную роль в развитии эмбрионов, а также важен для роста и развития нашего тела. Митоз производит новые клетки и заменяет старые, утерянные или поврежденные.

В митозе клетка делится с образованием двух идентичных дочерних клеток.Важно, чтобы дочерние клетки имели копию каждой хромосомы, поэтому процесс включает сначала копирование хромосом, а затем тщательное разделение копий, чтобы дать каждой новой клетке полный набор.

Перед митозом хромосомы копируются. Затем они сворачиваются, и каждая хромосома выглядит как буква X в ядре клетки. Хромосомы теперь состоят из двух сестринских хроматид. Митоз разделяет эти хроматиды, так что каждая новая клетка имеет копию каждой хромосомы.

Схема клетки, готовой к митозу.Скопированные хромосомы состоят из двух хроматид, соединенных центромерой

Процесс митоза включает несколько этапов. На следующей диаграмме показаны этапы и основные события, которые происходят на каждом этапе.

Фазы митоза

Мейоз

Некоторые простые организмы, такие как бактерии, могут воспроизводиться, просто разделившись на двух новых особей. Другие организмы, включая людей, размножаются половым путем.Новые особи образуются путем соединения двух специальных клеток: сперматозоида и яйцеклетки.

Клетки нашего тела содержат 23 пары хромосом — всего 46 хромосом. Сперматозоиды и яйцеклетки содержат 23 отдельные хромосомы, что вдвое меньше нормального числа, и создаются в результате особой формы деления клеток, называемой мейозом .

Мейоз разделяет пары совпадающих (или «гомологичных») хромосом, так что сперматозоиды и яйцеклетки имеют только по одной копии каждой.Таким образом, когда яйцеклетка сливается со сперматозоидом, оплодотворенная яйцеклетка имеет полный набор: то есть две копии каждой хромосомы.

Мейоз включает два деления клеток: мейоз I и мейоз II.

Мейоз I разделяет совпадающие — или «гомологичные» — пары хромосом.
Мейоз II делит каждую хромосому на две копии (очень похоже на митоз).
В мейозе I каждая дочерняя клетка получает смесь хромосом из двух наборов в родительской клетке. Кроме того, хромосомы в каждой подходящей паре обмениваются некоторым генетическим материалом, прежде чем они разделятся в процессе, называемом пересечением через .Эти процессы производят новые комбинации генов в сперматозоидах и яйцеклетках.

На следующих диаграммах показаны основные стадии мейоза I и мейоза II у мужчин. (Подобный процесс у женщин производит яйцеклетки, а не сперматозоиды.)

Наверх

Это произведение находится под лицензией Creative Commons License.

Мейоз и оплодотворение — Клетка

Циклы соматических клеток, обсуждавшиеся до сих пор в этой главе, приводят к образованию диплоидных дочерних клеток с идентичными генетическими дополнениями.Мейоз, напротив, представляет собой особый вид клеточного цикла, который уменьшает количество хромосом вдвое, что приводит к образованию гаплоидных дочерних клеток. Одноклеточные эукариоты, такие как дрожжи, могут подвергаться мейозу, а также размножаться путем митоза. Диплоид Saccharomyces cerevisiae , например, подвергается мейозу и продуцирует споры в неблагоприятных условиях окружающей среды. Однако у многоклеточных растений и животных мейоз ограничен половыми клетками, где он играет ключевую роль в половом размножении.В то время как соматические клетки подвергаются митозу для пролиферации, половые клетки подвергаются мейозу с образованием гаплоидных гамет (сперматозоидов и яйцеклеток). Затем развитие нового потомства инициируется слиянием этих гамет при оплодотворении.

Процесс мейоза

В отличие от митоза, мейоз приводит к делению диплоидной родительской клетки на гаплоидное потомство, каждое из которых содержит только один член пары гомологичных хромосом, которые присутствовали в диплоидном родительском элементе ().Это уменьшение числа хромосом достигается за счет двух последовательных раундов деления ядра и клетки (называемых мейозом I и мейозом II), которые следуют за одним раундом репликации ДНК. Подобно митозу, мейоз I инициируется после завершения S-фазы и репликации родительских хромосом с образованием идентичных сестринских хроматид. Однако характер сегрегации хромосом в мейозе I резко отличается от такового при митозе. Во время мейоза I гомологичные хромосомы сначала спариваются друг с другом, а затем разделяются на разные дочерние клетки.Сестринские хроматиды остаются вместе, поэтому завершение мейоза I приводит к образованию дочерних клеток, содержащих по одному члену каждой пары хромосом (состоящих из двух сестринских хроматид). За мейозом I следует мейоз II, который напоминает митоз в том, что сестринские хроматиды разделяются и разделяются на разные дочерние клетки. Таким образом, завершение мейоза II приводит к образованию четырех гаплоидных дочерних клеток, каждая из которых содержит только одну копию каждой хромосомы.

Рисунок 14.32

Сравнение мейоза и митоза. И мейоз, и митоз инициируются после репликации ДНК, поэтому каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид. В мейозе I гомологичные хромосомы спариваются, а затем разделяются на разные клетки. Затем сестринские хроматиды разделяются (подробнее …)

Спаривание гомологичных хромосом после репликации ДНК является не только ключевым событием, лежащим в основе мейотической сегрегации хромосом, но также позволяет рекомбинацию между хромосомами отцовского и материнского происхождения.Это критическое спаривание гомологичных хромосом происходит во время расширенной профазы мейоза I, которая делится на пять стадий (лептотена, зиготена, пахитена, диплотена и диакинез) на основе морфологии хромосом (). Считается, что начальная ассоциация гомологичных хромосом опосредована спариванием оснований между комплементарными цепями ДНК на стадии лептотены, прежде чем хроматин станет сильно конденсированным. Тесная ассоциация гомологичных хромосом (синапсис) начинается на стадии зиготены.На этой стадии по длине парных хромосом формируется структура белка, похожая на застежку-молнию, называемую синаптонемным комплексом (). Этот комплекс сохраняет гомологичные хромосомы тесно связанными и выровненными друг с другом на стадии пахитены, которая может сохраняться в течение нескольких дней. Рекомбинация между гомологичными хромосомами завершается во время их ассоциации на стадии пахитены, оставляя хромосомы сцепленными в местах кроссинговера (хиазмы; единичные хиазмы). Синаптонемный комплекс исчезает на стадии диплотены, и гомологичные хромосомы разделяются по своей длине.Однако важно то, что они остаются связанными в хиазмах, что критично для их правильного выравнивания в метафазе. На этом этапе каждая пара хромосом (называемая бивалентной) состоит из четырех хроматид с четко выраженными хиазмами (). Диакинез, заключительный этап профазы I, представляет собой переход в метафазу, во время которого хромосомы полностью конденсируются.

Рисунок 14.33

Стадии профазы мейоза I. Микрофотографии, иллюстрирующие морфологию хромосом лилии.(C. Hasenkampf / Biological Photo Service.)

Рисунок 14.34

Синаптонемный комплекс. Петли хроматина прикреплены к боковым элементам, которые соединены между собой центральным элементом в виде застежки-молнии.

Рисунок 14.35

Двухвалентная хромосома на стадии диплотены. Двухвалентная хромосома состоит из парных гомологичных хромосом. Сестринские хроматиды каждой хромосомы соединены центромерой. Хроматиды гомологичных хромосом объединяются в хиазмы, которые (более…)

В метафазе I двухвалентные хромосомы выравниваются на веретене. В отличие от митоза (см.), Кинетохоры сестринских хроматид прилегают друг к другу и ориентированы в одном направлении, а кинетохоры гомологичных хромосом направлены к противоположным полюсам веретена (). Следовательно, микротрубочки с одного полюса веретена прикрепляются к сестринским хроматидам, тогда как микротрубочки с противоположных полюсов прикрепляются к гомологичным хромосомам. Анафаза I инициируется нарушением хиазм, в которых соединяются гомологичные хромосомы.Затем гомологичные хромосомы разделяются, в то время как сестринские хроматиды остаются связанными в своих центромерах. По завершении мейоза I каждая дочерняя клетка приобрела по одному члену каждой гомологичной пары, состоящей из двух сестринских хроматид.

Рис. 14.36

Хромосомная сегрегация в мейозе I. В метафазе I кинетохоры сестринских хроматид либо слиты, либо соседствуют друг с другом. Таким образом, микротрубочки из одного полюса веретена прикрепляются к кинетохорам сестринских хроматид, в то время как микротрубочки (больше…)

Мейоз II инициируется сразу после цитокинеза, обычно до того, как хромосомы полностью деконденсируются. В отличие от мейоза I, мейоз II напоминает нормальный митоз. В метафазе II хромосомы выравниваются на веретене с микротрубочками с противоположных полюсов веретена, прикрепленными к кинетохорам сестринских хроматид. Связь между центромерами сестринских хроматид разрывается в анафазе II, и сестринские хроматиды разделяются на противоположные полюса. Затем следует цитокинез, дающий начало гаплоидным дочерним клеткам.

Регуляция мейоза ооцитов

Ооциты позвоночных (развивающиеся яйца) оказались особенно полезными моделями для исследования клеточного цикла, отчасти из-за их большого размера и простоты манипуляций в лаборатории. Ярким примером, обсуждавшимся ранее в этой главе, является открытие и последующая очистка MPF из ооцитов лягушки. Мейоз этих ооцитов, как и у других видов, регулируется в двух уникальных точках клеточного цикла, и исследования мейоза ооцитов пролили свет на новые механизмы контроля клеточного цикла.

Первая регуляторная точка мейоза ооцитов находится на стадии диплотены первого деления мейоза (). Ооциты могут оставаться заблокированными на этой стадии в течение длительных периодов времени — до 40-50 лет у людей. Во время остановки диплотены хромосомы ооцитов деконденсируются и активно транскрибируются. Эта транскрипционная активность отражается в огромном росте ооцитов в этот период. Например, ооциты человека имеют диаметр около 100 мкм (более чем в сто раз больше объема типичной соматической клетки).Ооциты лягушки еще больше, их диаметр составляет примерно 1 мм. В течение этого периода роста клеток в ооцитах накапливаются запасы материалов, включая РНК и белки, которые необходимы для поддержки раннего развития эмбриона. Как отмечалось ранее в этой главе, тогда ранние циклы эмбриональных клеток происходят в отсутствие роста клеток, быстро разделяя оплодотворенную яйцеклетку на более мелкие клетки (см.).

Рисунок 14.37

Мейоз ооцитов позвоночных. Мейоз останавливается на стадии диплотены, во время которой ооциты вырастают до больших размеров.Затем ооциты возобновляют мейоз в ответ на гормональную стимуляцию и завершают первое деление мейоза с асимметричным цитокинезом (подробнее …)

Ооциты разных видов различаются по времени возобновления мейоза и оплодотворения. У некоторых животных ооциты остаются заблокированными на стадии диплотены до тех пор, пока они не оплодотворяются, и только затем переходят к завершению мейоза. Однако ооциты большинства позвоночных (включая лягушек, мышей и людей) возобновляют мейоз в ответ на гормональную стимуляцию и проходят мейоз I до оплодотворения.Деление клеток после мейоза I является асимметричным, что приводит к образованию небольшого полярного тельца и ооцита, который сохраняет свой большой размер. Затем ооцит переходит в мейоз II, не переформировав ядро ​​или не деконденсировав его хромосомы. Большинство ооцитов позвоночных затем снова задерживаются в метафазе II, где они остаются до оплодотворения.

Подобно фазе M соматических клеток, мейоз ооцитов контролируется MPF. Однако регуляция MPF во время мейоза ооцитов демонстрирует уникальные особенности, которые ответственны за остановку метафазы II ().Гормональная стимуляция ооцитов, задержанных диплотенами, первоначально запускает возобновление мейоза путем активации MPF, как при переходе G ₂ в M соматических клеток. Как и в митозе, MPF затем вызывает конденсацию хромосом, разрушение ядерной оболочки и образование веретена. Активация комплекса B, способствующего анафазе, затем приводит к переходу мейоза I из метафазы в анафазу, что сопровождается снижением активности MPF. Однако после цитокинеза активность MPF снова повышается и остается высокой, в то время как яйцеклетка задерживается на метафазе II.Регуляторный механизм, уникальный для ооцитов, таким образом, действует для поддержания активности MPF во время остановки метафазы II, предотвращая переход из метафазы в анафазу мейоза II и инактивацию MPF, которая могла бы возникнуть в результате протеолиза циклина B во время нормальной M-фазы.

Рисунок 14.38

Активность MPF во время мейоза ооцитов. Гормональная стимуляция диплотенных ооцитов активирует MPF, что приводит к переходу в метафазу I. Затем активность MPF падает при переходе от метафазы I к анафазе I.После завершения мейоза I активность MPF (подробнее …)

Фактор, ответственный за задержку метафазы II, был впервые идентифицирован Йошио Масуи и Клементом Маркертом в 1971 году в той же серии экспериментов, которые привели к открытию MPF. В этом случае, однако, цитоплазма яйца, задержанная на метафазе II, была введена в раннюю эмбриональную клетку, которая претерпевала митотические клеточные циклы (). Эта инъекция цитоплазмы яйца вызвала остановку эмбриональной клетки в метафазе, что указывает на то, что остановка метафазы была вызвана цитоплазматическим фактором, присутствующим в яйце.Поскольку этот фактор действовал для остановки митоза, он был назван цитостатическим фактором ( CSF ).

Рисунок 14.39

Идентификация цитостатического фактора. Цитоплазма яйца в метафазе II микроинъектируется в одну клетку двухклеточного эмбриона. Введенная клетка эмбриона останавливается в метафазе, в то время как неинъектированная клетка продолжает делиться. Фактор в цитоплазме яйца метафазы II (подробнее …)

Более поздние эксперименты идентифицировали протеин-серин / треонин киназу, известную как Mos , как важный компонент спинномозговой жидкости.Mos специфически синтезируется в ооцитах примерно во время завершения мейоза I и затем необходим как для увеличения активности MPF во время мейоза II, так и для поддержания активности MPF во время остановки метафазы II. Действие Mos является результатом активации киназы ERK MAP, которая играет центральную роль в сигнальных путях клетки, обсуждавшихся в предыдущей главе. Однако в ооцитах ERK играет иную роль; он активирует другую протеинкиназу, называемую Rsk, которая ингибирует действие комплекса, стимулирующего анафазу, и останавливает мейоз в метафазе II ().Ооциты могут оставаться заблокированными на этом этапе мейотического клеточного цикла в течение нескольких дней, ожидая оплодотворения.

Рисунок 14.40

Поддержание ареста метафазы II протеинкиназой Mos. Протеинкиназа Mos поддерживает остановку метафазы II, ингибируя комплекс, способствующий анафазе. Действие Mos опосредуется протеинкиназами MEK, ERK и Rsk.

Оплодотворение

При оплодотворении сперматозоид связывается с рецептором на поверхности яйцеклетки и сливается с плазматической мембраной яйцеклетки, инициируя развитие нового диплоидного организма, содержащего генетическую информацию, полученную от обоих родителей ().Оплодотворение не только приводит к смешиванию отцовских и материнских хромосом, но также вызывает ряд изменений в цитоплазме яйца, которые имеют решающее значение для дальнейшего развития. Эти изменения активируют яйцеклетку, что приводит к завершению мейоза ооцитов и запуску митотических клеточных циклов раннего эмбриона.

Рисунок 14.41

Удобрение. Сканирующая электронная микрофотография спермы человека, оплодотворяющего яйцеклетку. (Дэвид М. Филипс / Visuals Unlimited.)

Ключевым сигналом, возникающим в результате связывания сперматозоида с его рецептором на плазматической мембране яйца, является повышение уровня Ca ²⁺ в цитоплазме яйца, вероятно, как следствие стимуляции гидролиза фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфата (PIP ₂ ) (см.).Одним из эффектов этого повышения внутриклеточного Ca ²⁺ является индукция поверхностных изменений, которые препятствуют проникновению дополнительных сперматозоидов в яйцеклетку. Поскольку яйцеклетки обычно подвергаются воздействию большого количества сперматозоидов одновременно, это критическое событие для обеспечения формирования нормального диплоидного эмбриона. Считается, что эти поверхностные изменения являются результатом, по крайней мере частично, индуцированного Ca ²⁺ экзоцитоза секреторных пузырьков, которые присутствуют в большом количестве под плазматической мембраной яйца.Высвобождение содержимого этих пузырьков изменяет внеклеточную оболочку яйцеклетки, блокируя проникновение дополнительных сперматозоидов.

Увеличение цитозольного Ca ²⁺ после оплодотворения также сигнализирует о завершении мейоза (). В яйцах, задержанных в метафазе II, переход из метафазы в анафазу запускается зависимой от Ca ²⁺ активацией комплекса, способствующего анафазе. Результирующая инактивация MPF приводит к завершению второго деления мейоза с асимметричным цитокинезом (как в мейозе I), дающим начало второму небольшому полярному тельцу.

Рисунок 14.42

Оплодотворение и завершение мейоза. (A) Оплодотворение вызывает переход от метафазы II к анафазе II, что приводит к завершению мейоза ооцитов и выбросу второго полярного тельца (которое обычно дегенерирует). Ядро сперматозоидов деконденсируется, (подробнее …)

После завершения мейоза ооцитов оплодотворенная яйцеклетка (теперь называемая зиготой) содержит два гаплоидных ядра (называемых пронуклеусами), по одному от каждого родителя. У млекопитающих два пронуклеуса затем входят в S-фазу и реплицируют свою ДНК, мигрируя друг к другу.