Половое размножение - мейоз

Половое размножение - мейоз

План занятия

1. Половые клетки. Образование половых клеток у животных и человека (гаметогенез)

Мейоз ( греч. «мейозис» – уменьшение) – деление клетки, при котором из одной материнской клетки с диплоидным набором (2 n) хромосом образуется 4 клетки с гаплоидным ( n) набором хромосом

Открыт в 1882 г. В. Флеммингом у животных, в 1888 г. Э. Страсбургером у растений

Образование половых клеток у животных и человека (гаметогенез)

Общее название процесса образования половых клеток – гаметогенез ; женских – оогенез или овогенез (образование яйцеклеток), мужских – сперматогенез (образование сперматозоидов).

Гаметогенез подразделяется на несколько стадий.

На стадии размножения отмечаются множественные деления диплоидных клеток, предшественников овогониев и сперматогониев (женских и мужских соответственно).

Затем наступает стадия роста , характеризующаяся увеличением размеров и объема формирующихся овоцитов и сперматоцитов 1–го порядка. Овоциты существенно превосходят в этом отношении сперматоциты.

Третья стадия ( созревания ) включает два последовательных деления (мейоз). В результате первого (редукционного) деления образуются гаплоидные овоциты и сперматоциты 2–го порядка.

После второго деления появляются зрелая яйцеклетка и сперматиды (незрелые мужские гаметы, еще не имеющие жгутика и неподвижные). Сперматиды завершают свое развитие и превращаются в сперматозоиды.

В процессах овогенеза и сперматогенеза стадия созревания протекает по-разному.

При сперматогенезе в результате деления сперматоцита 1–го порядка образуются четыре равноценные клетки.

В результате же делений овоцита 1–го порядка возникающие клетки неравноценны. Овоцит 1–го порядка, отделяя маленькое направительное тельце, превращается в крупный овоцит 2–го порядка. А тот, в свою очередь, отделяя еще одно направительное тельце, становится крупной, богатой цитоплазмой зрелой яйцеклеткой.

Отмеченные выше различия в ходе овогенеза и сперматогенеза имеют определенный биологический смысл, связанный с разным функциональным назначением мужских и женских гамет (помимо переноса генетической информации).

Накопление в цитоплазме яйцеклетки большого количества запасных питательных веществ необходимо, так как на этой «базе» осуществляется развитие дочернего организма из оплодотворенного яйца. Неравномерное клеточное деление при овогенезе и обеспечивает формирование крупной яйцеклетки.

Функция же сперматозоидов заключается в отыскании яйцеклетки, проникновении в нее и доставке своего хромосомного набора. Их существование кратковременно, а поэтому нет необходимости в запасании большого количества веществ в цитоплазме. А поскольку сперматозоиды в массе гибнут в процессе поиска яйцеклетки, их образуется огромное количество.

2. Мейоз: стадии и этапы, биологическое значение

Мейоз I 1 . Профаза I (наиболее продолжительная)

а) Гомологичные хромосомы сближаются и взаимодействуют друг с другом - конъюгация

б) Между некоторыми гомологичными хромосомами происходит перекрест, разрыв и обмен участками – кроссинговер ( перекомбинация отцовского и материнского генетического материала источник комбинативной изменчивости у нового поколения)

2 . Метафаза I (фаза скопления бивалентов хромосом на экваторе клетки)

Объединенные попарно гомологичные хромосомы (биваленты) располагаются по экватору клетки, образуя метафазную пластинку;

Биваленты прикрепляются к нитям веретена деления (каждый бивалент, т. е. две гомологичные хромосомы вместе, на одну нить)

3 . Анафаза I (фаза расхождения хромосом)

1) Каждый бивалент разделяется на две хромосомы - материнские, гомологичные и к противоположным полюсам клетки расходятся гомологичные хромосомы;

2) Происходит независимое расхождение и

перекомбинация отцовского и материнского генетического материала →

источник изменчивости

4 . Телофаза I

1) Вокруг гаплоидного набора двухроматидных хромосом образуется ядерная мембрана;

2) Цитокинез

Итог: из материнской клетки ( 2n) образуется 2 клетки с гаплоидным набором ( n) хромосом

Мейоз II 1 . Профаза II

• Те же события что и в митозе

2. Метафаза II

1) По экватору клетки

располагаются двухроматидные

хромосомы;

2) Образуется метафазная пластинка;

3) Нити веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом с обоих полюсов

3 . Анафаза II (фаза расхождения хромосом)

1) Деление центромеры, хроматиды становятся самостоятельными хромосомами (сестринские);

2) Нити веретена деления сокращаются и растаскивают за центромеры хромосомы к противоположным полюсам

4 . Телофаза II ( nc )

1) На каждом полюсе n количество хромосом;

2)Хромосомы деспирализуются, вокруг них образуется мембрана, формируются ядрышки

Биологическое значение мейоза

1) Образуется 4 разнокачественные гаплоидные клетки ( nc) ;

2) Поддержание постоянного числа хромосом из поколения в поколение;

3) Один из механизмов изменчивости в результате:

• перекомбинации генов в профазе I входе конъюгации и кроссинговера;
• независимого расхождения хромосом.

Домашнее задание

Сравнительная характеристика митоза и мейоза

Сравнение

Митоз

Сходство

Мейоз

Различия