В результате мейоза из одной клетки появляются четыре клетки с гаплоидным набором хромосом. Бесполое размножение

Жемчужина российского Причерноморья, город Сочи ежегодно собирает миллионы туристов. Превосходный климат, теплое море, протяженные пляжи и развитая инфраструктура - вот главные составляющие успеха самого популярного курорта страны.
Отдых в Сочи летом и зимой может стать поистине незабываемым, особенно в свете приближающейся Олимпиады.
А чтобы ваше прибытие в главный южный город России не омрачилось никакими неприятными сюрпризами вроде отсутствия подходящих мест в гостиницах, рекомендуем заранее выбрать и забронировать жилье в частном секторе, воспользовавшись информацией на сайте нашего туристического агентства.

Дома, мини-отели и другое жилье

Туристическое агентство "НВК", работающее в сфере туризма с 2003 года, представляет подробный каталог жилья, сдаваемого в аренду в частном секторе Большого Сочи. Мы рады предложить вашему вниманию всевозможные варианты размещения: отдельные гостевые дома и мини-отели, коттеджи и благоустроенные квартиры. Благодаря такому богатству выбора после ознакомления с предложениями вам не составит труда найти вариант, оптимальный по цене и предпочтительному уровню комфорта.
Что касается географии, то она также крайне разнообразна. Адлер и Хоста , Красная Поляна и Лазаревское, Дагомыс и Лоо – вот далеко не полный список уютных курортных уголков, где вы сможете заказать жилье с помощью нашего сайта. Достаточно определиться с конкретным местом на территории города-курорта, куда бы вы хотели приехать на отдых, и выйти на связь с владельцем дома или мини-отеля.

Сочи 2017: бронирование недорого и напрямую

В каталоге вы найдете подробную и достоверную информацию о предлагаемом жилье, сможете оценить внешний вид здания и обстановку внутри комнат, ознакомитесь с ценами и узнаете прямые контактные данные хозяина приглянувшегося вам объекта. Наш каталог – это отличная возможность снять дом, квартиру или гостиницу без посредников, а значит, обойтись без переплат.
Не секрет, что близящаяся Олимпиада в Сочи привела к росту цен на рынке аренды жилья на Черноморском побережье, о чем свидетельствуют новости курорта, поэтому дополнительные пути экономии отнюдь не будут лишними.
К тому же, обратившись к хозяину, можно лично с ним обговорить различные нюансы, неизбежные, если вы, к примеру, планируете провести отдых в Сочи с детьми или хотите приехать большой компанией. Как показывает опыт, компромисс в таких делах достигается гораздо быстрее при общении без посредников.

Помощь при аренде жилья в частном секторе и другие услуги

Чтобы сделать ваш отдых в Сочи 2017 еще более приятным и комфортным, наше агентство предлагает целый ряд дополнительных услуг. Мы поможем сравнить цены на различные предложения по прайсам гостиниц и по вашему желанию окажем содействие в бронировании, взяв на себя переговоры с владельцем объекта.
А если во время пребывания в Сочи у вас возникнут какие-либо другие вопросы, в их решении вы также можете смело положиться на нас. Кроме того, в перечень наших услуг входят пассажирские перевозки на микравтобусах и легковых автомобилях любого класса.
По прибытии в Сочи мы можем встретить вас на вокзале или в аэропорту, чтобы затем доставить к месту отдыха, а после завершения отпуска проводим обратно на вокзал. Также в агентстве работает служба заказа такси. Отдых в Сочи нельзя представить без осмотра многочисленных историко-культурных и природных достопримечательностей Черноморского побережья.
Мы организуем экскурсии по знаковым местам Сочи и его окрестностей – этот способ проведения досуга наверняка оставит в вашей памяти самые яркие впечатления.

Образование половых клеток. Мейоз

Вспомните

значение полового размножения организмов в природе;

роль половых клеток в половом размножении.

Мейоз - особый тип деления клетки. В ядре соматических (телесных) клеток эукариот содержится два набора идентичных хромосом - по одному от обоих родителей. Такие клетки называют диплоидными (греч. diploos - «двойной» и eidos - «вид»,).

В половом размножении принимают участие две родительские особи. Важную роль в этом процессе выполняют гаметы - мужские и женские

половые клетки. Посредством заключённой в них наследственной информации они осуществляют передачу свойств определённого вида организмов от родителей потомкам. Таким образом осуществляется преемственность поколений и непрерывность существования видов.

Число хромосом у каждого вида при половом размножении остаётся постоянным. Это связано с тем, что половые клетки образуются путём особого деления. Благодаря ему в ядро каждой гаметы попадает не два, а только один набор хромосом. Уменьшение числа хромосом в ядре называют редукцией (от лат. reducere - «приводить обратно», «возвращать»). Клетки с одинарным набором хромосом называют гаплоидными (греч. haploos - «простой», «одиночный» и eidos - «вид»). Гаплоидный набор принято обозначать как n , а диплоидный - 2 n .

Процесс деления клетки, в результате которого в ядре дочерних клеток оказывается вдвое меньшее количество хромосом, называют мейозом (греч. meiosis - «уменьшение»). В результате оплодотворения (слияния мужской и женской гамет) формируется зигота - первая клетка будущего организма. Встреча родительских гамет при оплодотворении носит случайный характер. В зиготе объединяется наследственная информация, полученная от родительских особей, и восстанавливается диплоидный набор хромосом.

Например, у человека в каждой половой клетке (и в сперматозоиде, и в яйцеклетке) в норме содержится 23 хромосомы. При образовании зиготы ядра половых клеток сливаются и их хромосомы объединяются попарно. Таким образом, в зиготе оказывается 46 хромосом. Хромосомы, образующие друг с другом пары, называют гомологичными (греч. homoios - «подобный», «одинаковый»).

Мейоз, или редукционное деление, - это сочетание двух своеобразных этапов деления клетки, без перерыва следующих друг за другом. Их называют мейозом I (первое деление) и мейозом II (второе деление). Каждый этап имеет несколько фаз. Названия фаз такие же, как у фаз митоза. Перед делениями наблюдаются интерфазы. Но удвоение ДНК в мейозе происходит только перед первым делением.

В интерфазе, предшествующей первому делению мейоза, наблюдается увеличение размеров клетки, удвоение органоидов и удвоение ДНК в хромосомах.

Первое деление мейоза. Мейоз I начинается профазой I, во время которой удвоенные хромосомы (состоящие из двух хроматид) хорошо видны под световым микроскопом. В этой фазе одинаковые (гомологичные), но происходящие из ядер отцовской и материнской гамет хромосомы сближаются между собой. Центромеры (перетяжки) гомологичных хромосом располагаются рядом и ведут себя как единое целое, скрепляя четыре хроматиды. Такие соединённые между собой гомологичные удвоенные хромосомы называют парой или бивалентом

Гомологичные хромосомы, составляющие бивалент, тесно соединяются между собой в некоторых точках. При этом может происходить обмен участками нитей ДНК, в результате которого образуются новые комбинации генов в хромосомах. Этот процесс называют кроссинговером (англ. crxtssingover - «перекрёст». Кроссинговер может приводить к перекомбинации малых или больших участков гомологичных хромосом с несколькими генами.

Благодаря перекрёсту в половых клетках оказываются хромосомы с иными наследственными свойствами по сравнению с хромосомами родительских гамет.

Явление перекреста имеет фундаментальное биологическое значение, так как увеличивает генетическое разнообразие потомства.

В метафазе I биваленты располагаются в экваториальной части клетки. Затем, в анафазе I, происходит расхождение гомологичных хромосом к противоположным полюсам клетки. Телофазой I завершается первое деление мейоза, в результате которого образуются две дочерние клетки. Каждая хромосома в них ещё остаётся удвоенной (т. е. состоит из двух сестринских хроматид).

Вслед за. телофазой I наступает вторая иптерфаза. Она занимает очень короткое время, так как синтез ДНК в ней не происходит.

Второе деление мейоза. Мейоз II начинается профазой II. Возникшие в телофазе I две дочерние клетки начинают деление, подобное митозу: ядрышки и ядерные мембраны разрушаются, появляются нити веретена, одним своим концом прикрепляющиеся к центромерам. В метафазе II хромосомы выстраиваются по экватору веретена. В анафазе II центромеры делятся и хроматиды расходятся к полюсам клетки.

В телофазе II вокруг ядра, которое теперь содержит одинарный (гаплоидный) набор хромосом, образуется ядерная мембрана и происходит разделение цитоплазмы. Редукционный процесс образования половых клеток завершается созданием четырёх гаплоидных клеток - гамет.

В результате мейоза из одной клетки появляются четыре клетки с гаплоидным набором хромосом.

Процесс образования мужских половых клеток (сперматозоидов) называют сперматогенезом (греч. spermatos - «семя» и genesis - «возникновение», «происхождение»), женских половых клеток (яйцеклеток) - оогенезом.

Мейоз встречается в жизненных циклах очень многих организмов и имеет большое значение в живом мире. В процессе мейоза (в отличие от митоза) образуются дочерние клетки, которые содержат в два раза меньше хромосом, чем родительские. Однако благодаря взаимодействию хромосом, происходящих от отца и матери, потомство приобретает качественно новые, неповторимые признаки, обусловленные перекомбинациями генов в хромосомах. Появляющееся множество новых комбинаций генов увеличивает возможность вида вырабатывать приспособления к изменяющимся условиям окружающей среды, что играет важную роль в эволюции. На рисунке внимательно рассмотрите, как располагаются и как расходятся хромосомы в фазах мейоза. Прокомментируйте изменение свойств гомологичных хромосом, произошедшее в результате их перекреста.

2013 год

Инструкция по выполнению задания

Вам предлагаются задания, соответствующие требованиям к минимуму знаний выпускников основной школы по предмету «Основы безопасности жизнедеятельности».

Задания представлены в форме незавершенных утверждений, которые при завершении могут оказаться либо истинными, либо ложными.

Утверждения представлены в:

Закрытой форме, то есть с предложенными вариантами завершения, при выполнении этих заданий необходимо выбрать правильное завершение из 4 предложенных вариантов. Среди них содержатся как правильные, так и неправильные завершения, а также частично соответствующие смыслу утверждения. Правильным является только одно – то, которое наиболее полно соответствует смыслу утверждения. Выбранные варианты отмечаются зачеркиванием соответствующего квадрата в бланке ответов: «а», «б», «в» или «г»;

Открытой форме, то есть без предложенных вариантов завершения. При выполнении этого задания необходимо самостоятельно подобрать слово, которое, завершая утверждение, образует истинное высказывание. Подобранное слово вписывается в соответствующую графу бланка ответов;

Форме, предполагающей установление порядка известных Вам направлений, систем, характеристик, показателей, размеров. Выбранный вариант отмечается зачёркиванием соответствующего квадрата в бланке ответов: «а», «б», в» или «г».

Записи должны быть разборчивыми.

Внимательно читайте задания и предполагаемые варианты ответов. Старайтесь не угадывать, а логически обосновывать сделанный Вами выбор. Пропускайте незнакомые задания вместо их выполнения путем догадки. Это позволит сэкономить время для выполнения других заданий. Впоследствии можно вернуться к пропущенному заданию. Время выполнения заданий – 90 мин.

1. Вы – в лесу, где возник пожар. Определите очередность действий.

1) быстро выходить из леса в сторону ветра

2) определить направление распространения огня

3) выбрать маршрут выхода из леса в безопасное место

4) определить направление ветра

а) 4, 2, 3, 1

б) 1, 2, 3, 4

в) 3, 2, 4, 1

г) 2, 1, 4, 3

2. Завершите утверждение, вписав соответствующее слово в бланк ответов.

… – орган тела человека, в котором кровь из венозной превращается в артериальную.

3. Определите очередность действия после оповещения об аварии на химическом предприятии неподалеку от вашего дома. У вас нет индивидуальных средств защиты, убежища, а также возможности выхода из зоны аварии:

1) включить радиоприемник, телевизор, прослушать информацию

2) входные двери закрыть плотной тканью

3) плотно закрыть все окна и двери

4) герметизировать жилище

а) 1, 2, 3, 4

б) 2, 1, 3, 4

в) 4, 2, 1, 3

г) 3, 2, 1, 4

4. Ядерное оружие – это:

а) высокоточное наступательное оружие, основанное на использовании ионизирующего излучения при взрыве ядерного заряда в воздухе, на земле (на воде) или под землей (под водой)

б) оружие массового поражения взрывного действия, основанное на использовании светового излучения в результате возникающего при взрыве большого потока лучистой энергии, включающей ультрафиолетовые, видимые и инфракрасные лучи

в) оружие массового поражения взрывного действия, основанное на использовании внутриядерной энергии

г) самопроизвольное превращение неустойчивых атомных ядер в ядра других элементов, сопровождающееся испусканием ядерных излучений

5. Оказавшись в зоне химического заражения, вы почувствовали запах горького миндаля. Какое это отравляющее вещество?

а) иприт

б) зарин

в) синильная кислота

г) фосген

6. При одновременном заражении радиоактивными, отравляющими веществами и бактериальными (биологическими) средствами в первую очередь обезвреживаются:

а) отравляющие вещества, а затем радиоактивные вещества и бактериальные (биологические) средства

б) радиоактивные вещества и бактериальные (биологические) средства, а затем отравляющие вещества

в) бактериальные средства, а затем радиоактивные и отравляющие вещества

г) радиоактивные вещества, а затем бактериальные и отравляющие

7. Завершите утверждение, вписав соответствующее слово в бланк ответов.

Состояние глубокого угнетения центральной нервной системы, при котором утрачиваются сознание и реакция на внешние раздражители, наблюдается расстройство регуляции жизненно важных функций организма, называется …

8. Определите правильную последовательность оказания первой медицинской помощи при закрытых переломах:

а) остановить кровотечение, наложить стерильную повязку, дать обезболивающее средство, провести иммобилизацию конечности, доставить пострадавшего в медицинское учреждение

б) на место перелома наложить тугую повязку, дать обезболивающее, доставить пострадавшего в медицинское учреждение

в) дать обезболивающее средство, провести иммобилизацию, доставить пострадавшего в лечебное учреждение

г) провести иммобилизацию, на место перелома наложить холод, доставить пострадавшего в лечебное учреждение

9. Завершите утверждение, вписав соответствующее определение в бланк ответов.

Восстановление или временное замещение нарушенных или утраченных жизненно важных функций организма при помощи определенных внешних воздействий называется …

10. Завершите утверждение, вписав соответствующее слово в бланк ответов.

Строй, в котором военнослужащие расположены в затылок друг другу, а подразделения (машины) – одно за другим на дистанциях, установленных командиром, называется …

11. Битва русского войска во главе с Александром Невским с рыцарями Ливонского ордена на льду Чудского озера произошла в … году.

а) 1242 б) 1380 в) 1223 г) 1283

12. Отравляющие вещества (ОВ), вызывающие острое жжение органов дыхания, зрения, слезотечение, кашель, затрудняющие дыхание, относятся к ОВ:

а) общеядовитого

б) психохимического

в) раздражающего

г) нервно-паралитического

13. Завершите утверждение, вписав соответствующее слово в бланк ответов.

Механические смеси оксидов железа с алюминием , воспламеняющиеся от специального запального устройства, горящие в отсутствие кислорода и создающие температуру до 3000°С, называются. . .

14. Физическое и психическое состояние организма человека, находящегося в условиях социального и экологического благополучия, при котором он обладает высокой работоспособностью и испытывает удовлетворение от своей жизнедеятельности, называется:

а) счастьем

б) благополучием

в) удовлетворенностью

г) здоровьем

15. Завершите утверждение, вписав соответствующее слово в бланк ответов.

а) мусор, бумагу

б) бензин, керосин

в) деревянные строения

б) хлором

в) фосгеном

г) нашатырным спиртом

25. При аварии на химически опасном объекте произошла утечка аммиака. Вы живете на четвертом этаже девятиэтажного дома. Как вы поступите, если ваш дом оказался в зоне заражения?

а) останетесь в своей квартире

б) укроетесь в подвале здания

в) подниметесь на верхний этаж

г) проветрите помещение и останетесь в своей квартире

26. При аварии на химически опасном объекте произошла утечка хлора. Вы можете оказаться в зоне заражения, живете на первом этаже девятиэтажного дома. Как вы поступите?

а) укроетесь в подвале здания

б) подниметесь на верхний этаж

в) останетесь в своей квартире

г) покинете свою квартиру и спуститесь на первый этаж

27. Взрывчатая смесь, состоящая из нефтепродуктов и добавок порошкообразного магния (алюминия), жидкого асфальта и тяжелых масел, является:

а) напалмом

б) термитными смесями

в) зажигательной смесью «Электрон»

г) пирогелями

28. Одноклеточные безъядерные организмы, являющиеся гетеротрофами, которые вызывают инфекционные заболевания, называются болезнетворными:

а) грибами

б) вирусами

в) простейшими животными

г) бактериями

29. Завершите утверждение, вписав соответствующее определение в бланк ответов.

Поражающий фактор ядерного оружия, который вызывает значительные разрушения материальных объектов и механически уничтожает живую силу противника, называется ….

30. Найдите среди перечисленных ниже названий групп организмов и отдельных организмов тот, который может вызвать инфекционные заболевания:

а) насекомые

б) грызуны

в) амфибии

г) одноклеточные грибки

31. Какой сигнал ГО означает завывание сирены, прерывистые гудки предприятий и транспортных средств?

а) Воздушная тревога

б) Радиационная опасность

в) Внимание всем

г) Химическая опасность

32. Найдите среди перечисленных названий заболеваний то, которое не является инфекционным:

а) холера

б) столбняк

в) гепатит А

г) педикулез

33. Из перечисленных ниже выберите одну причину вынужденного автономного существования в природных условиях:

а) отсутствие средств связи

б) несвоевременная регистрация туристической группы перед выходом на маршрут

в) крупный лесной пожар

г) потеря компаса

34. Укажите число ростов общевойскового противогаза.

а) 3 б) 4 в) 5 г) 6

35. Область пониженного давления в атмосфере – это:

а) смерч б) циклон в) буря г) антициклон

36. Чем отличается бактериологическое оружие от химического оружия массового поражения?

37. Дайте определение, что такое чрезвычайная ситуация.

38. Описать порядок надевания противогаза.

39. Назовите размеры ОЗК.

40. Назовите помещения, которые находятся в убежище.

Анафаза. Микротрубочки сокращаются, центромеры разъединяются и удаляются друг от друга. Хромосомы разделяются, и хроматиды расходятся к противоположным полюсам веретена.

Телофаза. Формируются новые ядра. Хромосомы в новых ядрах становятся тонкими, невидимыми в микроскоп. Вновь появляется ядрышко, и образуется оболочка ядра. Это последняя фаза деления ядра клетки.

Одновременно с телофазой начинается разделение цитоплазмы. Вначале образуется перетяжка (перегородка) между дочерними клетками. Спустя некоторое время содержимое клетки оказывается разделенным. Так появляются новые дочерние клетки с цитоплазмой вокруг новых одинаковых ядер. После этого снова начинается подготовка к делению теперь уже новой клетки, и весь цикл повторяется непрерывно, если имеются благоприятные условия. Процесс митоза занимает около 1-2 ч. Продолжительность его различается у разных типов клеток и тканей. Зависит он также и от условий окружающей среды.

Деление ядра и, следовательно, клетки идет непрерывно, до тех пор пока в клетке имеются средства, обеспечивающие ее жизнедеятельность.

Клеточный цикл. Существование клетки от момента ее возникновения в результате деления до разделения на дочерние клетки называютжизненным циклом клетки иликлеточным циклом. В жизненном цикле клетки выделяют два этапа (или стадии).

Первый этап клеточного цикла - подготовка клетки к делению. Его называютинтерфазой (от лат.inter- «между» и греч.phasis- «появление»). Интерфаза в клеточном цикле занимает самый большой (до 90 %) промежуток времени. В этот период в клетке отчетливо видны ядро и ядрышко. Идет активный рост молодой клетки, осуществляется биосинтез белков, их накопление, подготовка молекул ДНК к удвоению и удвоение (репликация) всего материала хромосом. Хромосом не видно, но активно идет процесс их удвоения. Удвоенная хромосома состоит из двух половинок, содержащих по одной двухцепочечной молекуле ДНК. Характерными признаками интерфазных клеток являются деспирализация (раскрученность) хромосом и их равномерное распределение в виде рыхлой массы по всему ядру. К концу интерфазы хромосомы спирализуются (скручиваются) и становятся видимыми, но еще представляют собой тонкие вытянутые нити (рис. 22).

На втором этапе клеточного цикла происходит митоз и разделение клетки на две дочерние.

После разделения каждая из двух дочерних клеток вновь вступает в период интерфазы. С этого момента у обеих возникших эукариотных клеток начинается новый (теперь уже собственно их) клеточный цикл.

Как видим, клеточное деление у эукариот и прокариот происходит по-разному. Но и простое деление у прокариот, и деление путем митоза у

эукариот являются способами бесполого размножения: дочерние клетки получают наследственную информацию, которая имелась у родительской клетки. Дочерние клетки генетически идентичны родительской. Каких-либо изменений в генетическом

аппарате здесь не происходит. Поэтому все появляющиеся в процессе клеточного деления клетки и образовавшиеся из них ткани обладают генетической однородностью.

1. Объясните различия в процессах клеточного деления у прокариот и эукариот. 2*. Почему при бесполом размножении потомки идентичны родителю?

3. Охарактеризуйте процесс митоза и особенности каждой его стадии.

4. Замените подчеркнутые слова терминами.

Первая фаза митоза начинается, когда хромосомы становятся види-

В конце третьей фазы митоза хромосомы находятся на противоположных полюсах клетки.

Структуры клетки, содержащие генетическую информацию, становятся видимыми только во время митоза.

Лабораторная работа № 2 (см. Приложение, с. 230).

§ 15 Образование половых клеток. Мейоз

Половые клетки (гаметы) развиваются в половых (генеративных) органах и играют важнейшую роль: обеспечивают передачу наследственной информации от родителей к потомкам. При половом размножении в результате оплодотворения происходит слияние двух половых клеток (мужской и женской) и образование одной клетки - зиготы, последующее деление которой приводит к развитию дочернего организма.

Обычно в ядре клетки содержатся два набора хромосом - по одному от одного и другого родителя - 2п (латинской буквой «п» обозначают одинарный набор хромосом). Такая клетка называется диплоидной (от греч.diploos - «двойной» иeidos - «вид»). Можно предположить, что при слиянии двух ядер во вновь образовавшейся клетке (зиготе) будут находиться уже не два, а четыре набора хромосом, которые при каждом последующем появлении зигот будут снова удваиваться. Представьте себе, какое количество хромосом накопилось бы тогда в одной клетке! Но такого в живой природе не происходит: число хромосом у каждого вида при половом размножении остается постоянным. Связано это с тем, что половые клетки образуются путем особого деления. Благодаря этому в ядро каждой половой клетки попадают не две (2п), а только одна пара хромосом (In), т. е. половина из того, что было в клетке до ее деления. Клетки с одинарным набором хромосом, т. е. содержащие только половину каждой пары хромосом, называютсягаплоидными (от греч.haploos- «простой», «одиночный» иeidos - «вид»).

Процесс деления половых клеток, в результате которого в ядре оказывается вдвое меньше хромосом, называют мейозом (греч.meiosis - «уменьшение»). Уменьшение вдвое числа хромосом в ядре (так называемая редукция) происходит при формировании и мужских, и женских половых клеток. При оплодотворении путем слияния половых клеток в ядре зиготы вновь создается двойной набор хромосом (2п).

Следует заметить, что у многих эукариот (микроорганизмы, низшие растения и самцы некоторых видов членистоногих) соматические (греч. soma - «тело») клетки (все клетки тела, исключая половые) имеют гаплоидный набор хромосом. У многих цветковых растений клетки являются полиплоидными, т. е. в них содержится много наборов хромосом. Но у большинства животных, у человека и у высших растений

гаплоидными являются только половые клетки. Во всех других клетках тела этих организмов в ядре содержится диплоидный (2п) - двойной набор хромосом.

Мейоз имеет большое значение в живом мире. В процессе мейоза (в отличие от митоза) образуются дочерние клетки, которые содержат в два раза меньше хромосом, чем родительские клетки, но благодаря взаимодействию хромосом отца и матери всегда обладают новыми, неповторимыми комбинациями хромосом. Эти комбинации у потомства выражаются в новых сочетаниях признаков. Появляющееся множество комбинаций хромосом увеличивает возможность вида вырабатывать приспособления к изменяющимся условиям окружающей среды, что очень важно для эволюции.

С помощью мейоза образуются половые клетки с меньшим набором хромосом и с качественно иными генетическими свойствами, чем у родительских клеток.

Мейоз, или редукционное деление, - это сочетание двух своеобразных этапов деления клетки, без перерыва следующих друг за другом. Их называют мейозом I (первое деление) имейозом II (второе деление). Каждый этап имеет несколько фаз. Названия фаз такие же, как фаз митоза. Перед делениями наблюдаются интерфазы. Но удвоение ДНК в митозе происходит только перед первым делением. Ход мейоза

показан на рисунке 23.

В первой интерфазе (предшествующей первому делению мейоза) наблюдается увеличение размеров клетки, удвоение органоидов и удвоение ДНК в хромосомах.

Первое деление (мейоз I) начинаетсяпрофазой /, во время которой удвоенные хромосомы (имеющие по две хроматиды) хорошо видны в световой микроскоп. В этой фазе одинаковые(гомологичные) хромосомы, но происходящие из ядер

отцовской и материнской гамет, сближаются между собой и «слипаются» по всей длине в пары. Центромеры (перетяжки) гомологичных хромосом располагаются рядом и ведут себя как единое целое, скрепляя четыре хроматиды. Такие соединенные между собой гомологичные удвоенные хромосомы называют парой илибивалентом (от лат.bi - «двойной» иvalens - «сильный»).

Гомологичные хромосомы, составляющие бивалент, тесно соединяются между собой в некоторых точках. При этом может происходить обмен участками нитей ДНК, в результате которого образуются новые комбинации генов в хромосомах. Этот процесс называют кроссингдвером (англ.cmssingover- «перекрест»), Кроссинговер может приводить к перекомбинации больших или маленьких участков гомологичных хромосом с несколькими генами или частей одного гена в молекулах ДНК (рис. 24).

Благодаря кроссинговеру в половых клетках оказываются хромосомы с иными наследственными свойствами в сравнении с хромосомами родительских гамет.

Явление кроссинговера имеет фундаментальное биологическое значение, так как увеличивает генетическое разнообразие в потомстве.

Сложностью процессов, происходящих в профазе I (в хромосомах, ядре), обусловливается наибольшая продолжительность этого этапа мейоза.

В метафазе I биваленты располагаются в экваториальной части клетки. Затем,

в анафазе I, происходит расхождение гомологичных хромосом к противоположным полюсам клетки.Телофазой /завершается первое деление мейоза, в результате которого образуются две дочерние клетки, хотя каждая хромосома в них еще остается удвоенной (т. е. состоит из двух сестринских хроматид).

Вслед за телофазой I наступает вторая интерфаза. Она занимает очень

короткое время, так как синтеза ДНК в ней не происходит.

Второе деление (мейоз II) начинается профазой II.

Возникшие в телофазе I две дочерние клетки начинают деление, подобное митозу: ядрышки и ядерные мембраны разрушаются, появляются нити веретена, одним своим концом прикрепляющегося к центромере. В метафазе //хромосомы выстраиваются по экватору веретена. Ванафазе II центромеры делятся, и хроматиды хромосом в обеих дочерних клетках расходятся к их полюсам.

В результате из каждой удвоенной хромосомы получаются две отдельные хромосомы, которые отходят к противоположным полюсам клетки. На обоих полюсах из групп собравшихся здесь хромосом образуется ядро. В нем каждая пара гомологичных хромосом представлена только одной хромосомой.

В телофазеII во круг ядра, которое теперь содержит одинарный (гаплоидный) набор хромосом, вновь образуется ядерная мембрана и делится клеточное содержимое. Редукционный процесс образования половых клеток завершается созданием четырех гаплоидных клеток - гамет.

В результате мейоза из одной клетки появляются четыре клетки с гаплоидным набором хромосом.

Процесс образования мужских половых клеток (сперматозоидов) называют сперматогенезом (от греч.spermatos - «семя» иgenesis - «возникновение», «происхождение»). Процесс развития женских половых клеток (яйцеклеток) называютовогенезом илиоогенезом (от греч.ооп - «яйцо» иgenesis - «возникновение», «происхождение»),

1. Почему свойства дочерних организмов, развившихся из зиготы, не идентичны родительским?

2*. В чем заключается биологический смысл мейоза?

3. Замените выделенные слова термином.

Деление клеток, в результате которого в ядре оказывается вдвое меньше хромосом, приводит к образованию половых клеток.

§ 16 Индивидуальное развитие организмов - онтогенез

Организм за период своей жизни претерпевает существенные преобразования: растет и развивается.

Совокупность преобразований, происходящих в организме от его зарождения до естественной смерти, называют индивидуальным развитием илионтогенезом

(от греч. ontos- «сущее» иgenesis- «возникновение», «происхождение»). У одноклеточных организмов жизнь укладывается в один клеточный цикл и все преобразования происходят между двумя делениями клетки. В многоклеточных организмах этот процесс гораздо сложнее.

При бесполом размножении, в том числе и вегетативном, онтогенез начинается с момента деления инициальной (т. е. дающей начало) клетки материнского организма. Организм на ранних этапах развития называют зачатком.

Одноклеточные организмы, как и все клетки, возникают путем клеточного деления. Во вновь образовавшейся клетке не всегда оказываются сформированными внутриклеточные структуры, обеспечивающие ее специфические функции и процессы жизнедеятельности. Необходимо определенное время, чтобы сформировались все органоиды и были синтезированы все нужные ферменты. Этот ранний период существования клетки (и одноклеточного организма) в клеточном цикле называют созреванием. После него следует периодзрелой жизни клетки, завершающийся ее делением.

В индивидуальном развитии многоклеточного организма выделяют несколько этапов, которые часто называют возрастными периодами. Различают четыре возрастных периода:зародышевый (эмбриональный),молодости, зрелости истарости.

У животных нередко выделяют только два периода: эмбриональный и постэмбриональный.Эмбриональный период - это развитие зародыша (эмбриона) до его рождения.Постэмбриональным называют период развития организма от его рождения или выхода из яйцевых или зародышевых оболочек до смерти.

Эмбриональный период онтогенеза (эмбриональное развитие), происходящий внутриутробно в теле матери и оканчивающийся рождением, есть у большинства млекопитающих, в том числе у человека. У яйцекладущих организмов и выметывающих икру эмбриональное развитие происходит вне тела матери и оканчивается выходом из яйцевых оболочек (у рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц, а также у многих беспозвоночных животных - иглокожих, моллюсков, червей

и др.).

У преобладающего большинства животных организмов процесс эмбрионального развития происходит сходным образом. Это подтверждает общность их происхождения.

У человека в ходе эмбрионального развития первым начинает обособляться головной и спинной

мозг. Это происходит в течение третьей недели после зачатия. На этой стадии длина зародыша человека составляет всего 2 мм.

С первых дней эмбрионального развития зародыш очень чувствителен к повреждающим воздействиям, особенно химическим (лекарства, яды, алкоголь, наркотики) и инфекционным. Например, если женщина в промежутке между 4-й и 1 2-й неделями беременности заболевает краснухой, то это может вызвать выкидыш или нарушить у зародыша формирование сердца, головного мозга, органов зрения и слуха, т. е. органов, развитие которых происходит в этот период.

После рождения или выхода из яйца начинается постэмбриональное развитие организма. У одних организмов этот период жизни занимает несколько дней, у других - несколько десятков и сотен лет, в зависимости от видовой принадлежности.

Лев умирает от старости в возрасте около 50 лет, крокодил может прожить до 100 лет, дуб - до 2000 лет, секвойя - более 3000 лет, а овес - 4-6 месяцев. Некоторые насекомые живут несколько дней. Человек умирает от старости в возрасте между 75-100 годами, хотя некоторые люди живут более 100 лет.

Постэмбриональное развитие складывается из трех возрастных периодов: молодости, зрелости истарости. Каждому из этих периодов свойственны определенные преобразования в строении и процессах жизнедеятельности организма, обусловленные его наследственностью и воздействием внешних условий. В процессе постэмбрионального развития организм претерпевает количественные и качественные изменения.

Онтогенез - это развитие индивидуума (особи), обусловленное наследственностью и влиянием условий среды обитания.

Онтогенез, безусловно, одно из самых удивительных биологических явлений. Появившись в виде крошечного зародыша или зачатка, организм проходит ряд сложных стадий развития, в процессе которых у него постепенно формируются все органы и механизмы, обеспечивающие жизнедеятельность. Достигнув половой зрелости, организм реализует главнейшую функцию живого - дает потомство, чем обеспечивает длительность и непрерывность существования своего вида.

Существование любого организма представляет собой сложный и непрерывный процесс эмбрионального и постэмбрионального развития в определенных условиях обитания и на протяжении сроков, свойственных каждому виду.

1. Охарактеризуйте период эмбрионального развития организма.

2. Замените терминами следующие определения: организм на ранних этапах развития; индивидуальное развитие многоклеточного организма.

3*. Поясните, почему влияние опасных внешних воздействий (радиация, курение) оказывается более разрушительным на эмбриональном этапе онтогенеза, нежели на постэмбриональном.

Размножение присуще всем живым организмам. С помощью размножения обеспечивается самовоспроизведение организмов и непрерывность существования вида. Есть два основных типа размножения организмов - бесполое и половое. Непрямое клеточное деление (митоз) в процессе прохождения ряда фаз (профазы, метафазы, анафазы, телофазы) обеспечивает передачу дочерним клеткам одинаковой с родительской наследственной информации, заключенной в хромосомах ядра. В интерфазе осуществляется подготовка клетки к делению.

Наиболее древний тип размножения - бесполое размножение. Он обеспечивает стабильность генетической информации, сохранение свойств вида, более быстрое увеличение численности и расселение на новые территории.

Половое размножение возникло в процессе эволюции позднее бесполого. Благодаря мейозу, кроссинговеру и оплодотворению половое размножение обеспечивает генетическую изменчивость, позволяющую организмам приобретать новые признаки и свойства, а значит, лучше приспосабливаться к меняющимся условиям окружающей среды.

В процессе мейоза происходит редукционное деление половых клеток и образование гаплоидного (In) набора хромосом в ядре гамет. При оплодотворении клеток происходит слияние мужской и женской половых клеток с гаплоидным набором хромосом и образуется зигота с диплоидным (2п) набором хромосом в ядре.

Зигота дает начало развитию нового организма. Протекание жизни организма от зарождения до смерти называют индивидуальным развитием (онтогенезом). У многоклеточных онтогенез складывается из эмбрионального и постэмбрионального периодов.

Индивидуальное развитие всех организмов осуществляется в соответствии с наследственными свойствами, присущими виду, и в зависимости от условий среды обитания.

Проверьте себя

1. Поясните, в чем проявляется биологическая роль женских и мужских половых гамет.

2. Объясните основные отличия митоза от мейоза.

3. В чем проявляется зависимость индивидуального развития организма от условий среды в эмбриональном и постэмбриональном периодах?

4. Какие этапы наблюдаются в клеточном цикле одноклеточных организмов?Поясните значение интерфазы в жизни клетки.

1. Охарактеризуйте понятия «рост организма» и «развитие организма».

Проблемы для обсуждения

1. Охарактеризуйте биологическую роль разных типов размножения, если они наблюдаются у организмов одного и того же вида. Приведите примеры.

2. Раскройте механизм обеспечения непрерывности жизни.

3. Правильно ли утверждение, что развитие организма происходит в эмбриональном периоде, а в постэмбриональном периоде идет лишь увеличение размеров тела, т. е. рост организма? Подтвердите ваши суждения конкретными примерами.

Основные понятия

Бесполое размножение. Половое размножение. Гамета. Зигота. Хромосома. Митоз. Мейоз. Кроссинговер. Клеточный цикл. Диплоидная клетка. Гаплоидная клетка. Онтогенез.

Глава 4 Основы учения о наследственности и изменчивости

Изучив главу, вы сумеете:

объяснить основные понятия генетики;

описать механизм определения пола и типы наследования признаков;

охарактеризовать роль наследственности и изменчивости организмов в живой природе.

§ 17 Из истории развития генетики

Генетика (греч.genesis - «происхождение») - так называется наука, изучающая наследственность и изменчивость организмов, а также механизмы управления этими процессами. Она имеет давнюю историю.

Еще в древние времена люди понимали, что растения, животные да и человек наследуют какие-то признаки от родителей, поскольку нельзя было не видеть сходства потомства и родителей. Причем определенные «родовые» признаки передавались неизменными из поколения в поколение. Опираясь на эту способность растений и животных к наследованию определенных качеств, стали отбирать для посева семена растений от наиболее урожайных особей, старались сохранять молодняк животных, обладающих нужными человеку свойствами - дающих больше молока или шерсти, лучше выполняющих тягловые работы и т. п.

Старинные китайские рукописи свидетельствуют, например, что 6000 лет назад создавались

различные сорта риса путем скрещивания и отбора. Археологические находки подтверждают, что египтяне культивировали урожайные сорта пшеницы. Среди вавилонских памятников письменности в Двуречье найдена каменная табличка, относящаяся к VI тысячелетию до н. э., на которой записаны данные о наследовании формы головы и гривы в пяти поколениях лошадей (рис. 25).

Однако только в XIX и начале XX в., когда были накоплены знания о жизни клетки, ученые приступили к исследованию феномена наследственности. Первый научный труд по изучению наследственности был выполнен чешским ученым и монахом Г. Менделем. В 1865 г. в статье «Опыты над растительными гибридами» он сформулировал закономерности наследования признаков, заложившие основание науки генетики. Мендель показал, что наследственные черты (задатки) не являются «слитными», как это считалось ранее, а передаются от родителей потомкам в виде дискретных (обособленных, отдельных) единиц, которые он назвал факторами. Эти единицы, представленные у особей парами, не сливаются вместе, а остаются дискретными и передаются потомкам в мужских и женских половых клетках по одной единице из каждой пары.

В 1909 г. наследственные единицы были названы датским ученым В. Иогансеном генами (греч.genos- «род»). В начале XX в. американский эмбриолог и генетик Т. Морган установил экспериментально, что гены находятся в хромосомах и располагаются там линейно. С тех пор концепция гена является центральной в генетике.

Видную роль в развитии генетики в первой половине XX в. сыграли наши отечественные ученые. А.С. Серебровский, исследуя генетику животных, показал сложную структуру гена, ввел в науку термин «генофонд». Учение о наследственности и изменчивости обогатили труды Н.И. Вавилова, сформулировавшего в 1920 г. закон гомологических рядов наследственности и изменчивости, что обеспечивало тесную связь генетики с эволюционным учением. Ю.А. Филипченко провел многочисленные эксперименты по генетическому анализу растений, разработал методы исследования

изменчивости и наследственности. Значительный вклад в развитие генетики внесли также Г.Д.

Карпеченко, Н.К. Кольцов, С.С. Четвериков и другие исследователи.

В 40-х гг. были заложены биохимические основы генетики. Учеными была доказана роль молекул нуклеиновых кислот в передаче наследственной информации, что обусловило рождение молекулярной генетики. Расшифровка структуры молекулы ДНК, опубликованная в 1953 г., показала тесную связь этого химического соединения с наследственной информацией в генах.

Достижения в области молекулярной генетики привели к созданию новой отрасли биологической науки - генной инженерии, которая позволяет, манипулируя индивидуальными генами, получать в пробирке новые сочетания генов в хромосоме, которых ранее не было. Генная инженерия широко вошла в практику сельского хозяйства и биотехнологию.

Развитие генетики с опорой на молекулярные основы в рассмотрении наследственных качеств стало возможным благодаря созданию высоких технологий в области научных исследований, которые появились только в середине XX в.

Генетика представляет собой теоретическую основу селекции (лат.selectio - «выбор», «отбор») растений, животных и микроорганизмов, т. е. создания организмов с нужными человеку свойствами. Основываясь на генетических закономерностях, селекционеры создают улучшенные сорта растений и породы домашних животных. Методами генной инженерии выводят новые штаммы (чистые культуры) микроорганизмов (бактерий, грибов), синтезирующих вещества для лечения болезней.

Исследования ученых-генетиков привели к пониманию того факта, что наряду с инфекционными болезнями существует много различных наследственных

 

Возможно, будет полезно почитать: