Proteinele de pe cromozomi de împrăștiere ajută la reconstruirea întăririlor citoscheletice pentru a facilita diviziunea celulei.

Diviziunea celulară: în stânga - cromozomii aliniați la ecuatorul celular, în mijloc - divergența cromozomilor, în dreapta - cromozomii diverși către polii de diviziune. ADN-ul cromozomal este colorat în albastru, microtubulii sunt colorați în roșu. (Fotografie de Wellcome Images/Flickr.com)

Cu toții ne amintim imagini cu o celulă în diviziune dintr-un manual de biologie: membrana nucleară dispare, cromozomii se aliniază la ecuatorul celulei și apoi se împrăștie la poli opuși - tot ce rămâne este să trageți celula părinte în două sau să construiți un peretele celular. Răspândirea cromozomilor, așa cum este scrisă din nou în orice manual, are loc datorită lucrului microtubulilor proteici atașați la complexe proteice speciale de pe cromozomi - kinetochores.

Cu toate acestea, în ciuda faptului că diviziunea celulară a fost studiată în lung și lat, detalii interesante ne sunt încă dezvăluite aici, necunoscute până acum. Multă vreme s-a crezut că cromozomii dintr-o celulă în diviziune sunt pur și simplu o sarcină pasivă, că se mișcă acolo unde sunt târâți de complexul aparat molecular al microtubulilor fusului. Dar acest lucru, după cum au descoperit cercetătorii de la Universitatea din Montreal și University College London, nu este în întregime adevărat. Experimentând cu Drosophila și celule umane, Buzz Baum ( Buzz Baum) împreună cu colegii Nelio Rodriguez ( Nelio T. L. Rodrigues), Serghei Lekomtsev și alții au descoperit că cromozomii pot influența funcționarea „corzilor” proteice care le trage până la polul celulei.

După cum am menționat mai sus, microtubuli-„frânghiile” se țin de kinetochores - un complex proteic special de pe cromozom. Printre proteinele kinetochore, a fost posibil să se găsească enzima PP1–Sds22 (PP1 fosfatază și subunitatea sa reglatoare Sds22), care a acționat asupra proteinelor citoscheletice situate în apropierea membranei celulare la polii de diviziune, adică acolo unde au fost atrași cromozomii. Polii încep să tragă în direcții opuse unul față de celălalt imediat după ce cromozomii încep să se separe.

Extinderea polilor ajută în continuare la separarea cromozomilor și facilitează diviziunea celulară. Dar sub membrana celulară există un substrat citoscheletic care adaugă rezistență și elasticitate membranei. Pentru ca polii să înceapă să diverge, „elementele de fixare” citoscheletice trebuie să fie slăbite. Este exact ceea ce face enzima menționată mai sus care se află pe cromozomi - începe să funcționeze după ce cromozomii încep să se miște spre poli.

Cromozomii – structuri celulare care stochează și transmit informații ereditare = ADN (7) + proteină (6).

Structura cromozomului se vede cel mai bine în metafaza mitozei. Este o structură în formă de tijă și este formată din două surori cromatidă (3), ținut de centromer ( kinetocor) în zonă talie primară (1), care împarte cromozomul în 2 umerii (2). Uneori se întâmplă constricție secundară (4),în urma căruia se formează satelit al cromozomului (5).

Secțiuni individuale ale unei molecule de ADN - gene- responsabil pentru fiecare semn sau proprietate specifică a organismului. Informația ereditară este transmisă de la celulă la celulă prin dublarea moleculei de ADN (replicare), transcriere și traducere. Funcția principală cromozomii- stocarea și transmiterea informațiilor ereditare, al căror purtător este molecula de ADN.

La microscop se poate observa că cromozomii au dungi încrucișate, care alternează în diferiți cromozomi în moduri diferite. Perechile de cromozomi sunt recunoscute, ținând cont de distribuția dungilor deschise și întunecate (perechi alternante AT și GC). Cromozomii reprezentanților sunt striați în cruce diferite tipuri. Speciile înrudite, cum ar fi oamenii și cimpanzeii, au un model similar de benzi alternante în cromozomii lor.

În toate celulele somatice Orice organism vegetal sau animal are același număr de cromozomi. Celulele sexuale(gameții) conțin întotdeauna jumătate din mai mulți cromozomi decât celulele somatice ale unui anumit tip de organism.

Există 46 de cromozomi în cariotipul uman - 44 de autozomi și 2 cromozomi sexuali. Masculii sunt heterogametici (cromozomi sexuali XY) iar femelele sunt homogametici (cromozomi sexuali XX). Cromozomul Y diferă de cromozomul X prin absența unor alele. Se numesc cromozomii unei perechi omolog, ei poartă la fel loci(locațiile) poartă gene alelice.

Toate organismele aparținând aceleiași specii au același număr de cromozomi în celulele lor. Numărul de cromozomi nu este o trăsătură specifică speciei. Cu toate acestea set de cromozomiîn general, specifică speciei, adică caracteristică unui singur tip de organism vegetal sau animal.

Cariotip - un set de caracteristici externe cantitative și calitative ale setului de cromozomi (numărul, forma, mărimea cromozomilor) unei celule somatice, caracteristice unei specii date

Diviziunea celulară - un proces biologic care stă la baza reproducerii și dezvoltării individuale a tuturor organismelor vii, procesul de creștere a numărului de celule prin divizarea celulei originale.

CU metode de diviziune celulară :

1.amitoza - diviziunea directă (simple) a nucleului de interfază prin constricție, care are loc în afara ciclului mitotic, adică nu este însoțită de rearanjarea complexă a întregii celule, precum și de spiralizarea cromozomilor. Amitoza poate fi însoțită de diviziunea celulară sau poate fi limitată doar la diviziunea nucleului fără separarea citoplasmei, ceea ce duce la formarea de celule bi- și multinucleate. O celulă care a suferit amitoză nu poate intra ulterior în ciclul mitotic normal. În comparație cu mitoza, amitoza este destul de rară. În mod normal, se observă în țesuturi foarte specializate, celule care trebuie să se dividă: în epiteliul și ficatul vertebratelor, membranele embrionare ale mamiferelor, celulele endospermale ale semințelor de plante. Amitoza se observă și atunci când este necesară restaurarea rapidă a țesuturilor (după operații și leziuni). Celulele tumorilor maligne se divid adesea prin amitoză.

2 . mitoză - diviziune indirectă, în care o celulă inițial diploidă dă naștere la două celule fiice, tot celule diploide; caracteristic celulelor somatice (celulele corpului) tuturor eucariotelor (plante și animale); tip universal de diviziune.

3. meioză - apare în timpul formării celulelor germinale la animale și a sporilor la plante.

Ciclul de viață al celulei (ciclul celular) - durata de viață a unei celule de la diviziune la următoarea diviziune sau de la diviziune la moarte. Pentru diferite tipuri Ciclul celular al celulelor este diferit.

În corpul mamiferelor și al oamenilor, se disting următoarele trei: grupuri de celule, localizate în diferite țesuturi și organe:

celule cu diviziune frecventă (celule epiteliale intestinale slab diferențiate, celule bazale ale epidermei și altele);

rareori celule în diviziune (celule hepatice - hepatocite);

celule care nu se divid (celule nervoase ale sistemului nervos central, melanocite și altele).

Ciclul de viață al celulelor care se divizează frecvent este timpul existenței lor de la începutul diviziunii până la următoarea diviziune. Ciclul de viață al unor astfel de celule este adesea numit ciclu mitotic . Acest ciclu celular este împărțit în două principale perioadă:

mitoza sau perioada de diviziune;

Interfaza este perioada de viață celulară dintre două diviziuni.

Interfaza – perioada dintre două diviziuni, când celula se pregătește pentru diviziune: cantitatea de ADN din cromozomi se dublează, numărul altor organite se dublează, se sintetizează proteinele și are loc creșterea celulară.

LA sfârşitul interfazei Fiecare cromozom este format din două cromatide, care în timpul mitozei vor deveni cromozomi independenți.

Perioade de interfaza:

1. Perioada presintetică (G 1) - perioada de pregătire pentru sinteza ADN după terminarea mitozei. Are loc formarea ARN-ului, proteinelor, enzimelor de sinteză a ADN-ului, iar numărul de organele crește. Conținutul de cromozomi (n) și ADN (c) este 2n2c.

2. Perioada sintetică (faza S) . Are loc replicarea (dublare, sinteza ADN). Ca rezultat al muncii ADN polimerazelor, setul de cromozomi pentru fiecare cromozom devine 2n4c. Așa se formează cromozomii bicromatidici.

3. Perioada postsintetică (G 2) - timpul de la sfârșitul sintezei ADN-ului până la începutul mitozei. Pregătirea celulei pentru mitoză este finalizată, centriolii sunt dublați, proteinele sunt sintetizate și creșterea celulară este finalizată.

Mitoză –

Aceasta este o formă de diviziune nucleară și apare numai în celulele eucariote. Ca rezultat al mitozei, fiecare dintre nucleele fiice rezultate primește același set de gene pe care celula părinte l-a avut. Atât nucleii diploizi cât și cei haploizi pot intra în mitoză. Mitoza produce nuclei de aceeași ploidie ca și originalul.

Deschide folosind un microscop cu lumină în 1874 de către omul de știință rus I. D. Chistyakov în celulele vegetale.

În 1878, V. Flemming și omul de știință rus P. P. Peremezhko au descoperit acest proces în celulele animale. În celulele animale, mitoza durează 30-60 de minute, în celulele vegetale - 2-3 h.

Mitoza constă din patru faze:

1. profaza- cromozomii bicromatidici spiralează și devin vizibili, nucleolul și membrana nucleară se dezintegrează, se formează fire de fus. Centrul celular este împărțit în doi centrioli, divergenți spre poli.

2 . m etafaza - faza acumulării cromozomilor la ecuatorul celulei: firele fusului provin din poli și se unesc cu centromerii cromozomilor: două fire care provin de la cei doi poli se apropie de fiecare cromozom.

3 . O nafaza - faza divergenței cromozomilor, în care centromerii se divid, iar cromozomii monocromatidici sunt întinși prin fire de fus până la polii celulei; cea mai scurtă fază a mitozei.

4 . Telofază- sfârșitul diviziunii, mișcarea cromozomilor se termină, iar aceștia despira (se desfășoară în fire subțiri), se formează un nucleol, se reface membrana nucleară, se formează un sept (în celulele vegetale) sau o constricție (în celulele animale). la ecuator, filamentele fusului de fisiune se dizolvă.

Citokineza– procesul de separare a citoplasmei. Membrana celulară din partea centrală a celulei este trasă spre interior. Se formează o brazdă de clivaj și, pe măsură ce se adâncește, celula se bifurcă.

Ca urmare a mitozei, se formează doi nuclei noi cu seturi identice de cromozomi, copiend exact informația genetică a nucleului matern.

În celulele tumorale, cursul mitozei este perturbat.

Ca urmare a mitozei dintr-o celulă diploidă cu cromozomi dublu cromatidic și cantitate dublă de ADN (2n4c), se formează două celule diploide fiice cu cromozomi monocromatizi și o singură cantitate de ADN (2n2c), care apoi intră în interfază. Așa se formează celulele somatice (celulele corpului) ale unei plante, animale sau corpului uman.

Faza de mitoză, set de cromozomi (n-cromozomi, c - ADN)	Desen
Profaza		Demontarea membranelor nucleare, divergența centriolilor către diferiți poli ai celulei, formarea filamentelor fusiforme, „dispariția” nucleolilor, condensarea cromozomilor bicromatidici.
Metafaza		Aranjarea cromozomilor bicromatidici condensați maxim în planul ecuatorial al celulei (placă metafază), atașarea filamentelor fusiforme la un capăt de centrioli, celălalt de centromerii cromozomilor.
Anafaza		Diviziunea cromozomilor cu două cromatide în cromatide și divergența acestor cromatide surori către polii opuși ai celulei (în acest caz, cromatidele devin cromozomi monocromatizi independenți).
Telofază		Decondensarea cromozomilor, formarea membranelor nucleare în jurul fiecărui grup de cromozomi, dezintegrarea firelor fusului, apariția unui nucleol, divizarea citoplasmei (citotomie). Citotomia în celulele animale are loc din cauza brazdei de clivaj, în celulele vegetale – datorită plăcii celulare.

Sarcini tematice

A1. Cromozomii sunt formați din

1) ADN și proteine

2) ARN și proteine

3) ADN și ARN

4) ADN și ATP

A2. Câți cromozomi conține o celulă hepatică umană?

A3. Câte catene de ADN are un cromozom dublat?

A4. Dacă un zigot uman conține 46 de cromozomi, câți cromozomi există într-un ou uman?

A5. Care este semnificația biologică a duplicării cromozomilor în interfaza mitozei?

1) În timpul procesului de duplicare, informațiile ereditare se modifică

2) Cromozomii dublați sunt mai bine vizibili

3) Ca urmare a dublării cromozomilor, informațiile ereditare ale celulelor noi rămân neschimbate

4) Ca urmare a dublării cromozomilor, celulele noi conțin de două ori mai multe informații

A6. În ce fază a mitozei se separă cromatida de polii celulari? ÎN:

1) profază

2) metafaza

3) anafaza

4) telofaza

A7. Indicați procesele care au loc în interfaza

1) divergența cromozomilor către polii celulei

2) sinteza proteinelor, replicarea ADN-ului, creșterea celulelor

3) formarea de noi nuclei, organele celulare

4) despiralizarea cromozomilor, formarea unui fus

A8. Mitoza are ca rezultat

1) diversitatea genetică a speciilor

2) formarea gameţilor

3) încrucișarea cromozomilor

4) germinarea sporilor de mușchi

A9. Câte cromatide are fiecare cromozom înainte de a fi duplicat?

A10. Ca rezultat al mitozei, se formează

1) zigot în sphagnum

2) sperma într-o muscă

3) muguri de stejar

4) ouă de floarea soarelui

B1. Selectați procesele care au loc în interfaza de mitoză

1) sinteza proteinelor

2) reducerea cantității de ADN

3) creșterea celulelor

4) dublarea cromozomilor

5) divergenta cromozomiala

6) fisiune nucleară

B2. Indicați procesele care se bazează pe mitoză

1) mutații

3) fragmentarea zigotului

4) formarea spermatozoizilor

5) regenerarea tisulară

6) fertilizare

VZ. Stabiliți succesiunea corectă a fazelor ciclului de viață al celulei

a) anafaza

B) interfaza

B) telofaza

D) profaza

D) metafaza

E) citokineza

Meioză –

Acesta este procesul de diviziune a nucleelor ​​celulare, care duce la o reducere a numărului de cromozomi la jumătate și la formarea gameților, în timp ce secțiunile omoloage ale cromozomilor perechi (omologi) și, în consecință, ADN-ul, sunt schimbate înainte de a se dispersa în fiice. celule.

Ca urmare a meiozei dintr-o celulă diploidă (2n) se formează patru celule haploide (n).

Deschideîn 1882 de W. Flemming în animale, în 1888 de E. Strasburger în plante.

Meioză precedat de interfaza, prin urmare, cromozomii bicromatidici (2n4c) intră în meioză.

Meioza trece în două etape:

1. diviziune de reducere- cel mai complex și important proces. Este împărțit în faze:

O) profaza I: cromozomii perechi ai unei celule diploide se apropie unul de celălalt, se încrucișează, formând punți (chiasmata), apoi schimbă secțiuni (încrucișare), în timp ce are loc recombinarea genelor, după care cromozomii diverg

B) c metafaza I acești cromozomi perechi sunt localizați de-a lungul ecuatorului celulei, la fiecare dintre ei este atașat un fir fus: la un cromozom de la un pol, la al doilea - de la celălalt

B) în anafaza I cromozomii bicromatidici diverg către polii celulari; unul din fiecare pereche la un pol, al doilea la celălalt. În acest caz, numărul de cromozomi de la poli devine jumătate decât cel din celula mamă, dar rămân bicromatide (n2c)

D) apoi trece telofaza I, care trece imediat în profaza II a celei de-a doua etape a diviziunii meiotice, procedând în funcție de tipul de mitoză:

2. împărțirea ecuațională. Interfaze în în acest caz, nu, deoarece cromozomii sunt bicromatici, moleculele de ADN sunt dublate.

O) profaza II

B) c metafaza II cromozomii bicromatidici sunt localizați de-a lungul ecuatorului, diviziunea având loc în două celule fiice simultan

B) în anafaza II cromozomii monocromatidici se deplasează spre poli

D) în telofaza IIîn patru celule fiice se formează nuclei și partiții între celule.

Astfel, ca urmare a meiozei se obțin patru celule haploide cu cromozomi monocromatizi (nc): acestea sunt fie celule sexuale (gameți) de animale, fie spori de plante.

faza de meioză, set de cromozomi cromozomii c - ADN)	Desen	Caracteristicile fazei, dispunerea cromozomilor
Profaza 1 2n4c		Demontarea membranelor nucleare, divergența centriolilor către diferiți poli ai celulei, formarea filamentelor fusiforme, „dispariția” nucleolilor, condensarea cromozomilor bicromatidici, conjugarea cromozomilor omologi și încrucișarea.
Metafaza 1 2n4c		Dispunerea bivalenților în planul ecuatorial al celulei, atașarea filamentelor fusiforme la un capăt de centrioli, celălalt de centromerii cromozomilor.
Anafaza 1 2n4c		Divergența independentă aleatorie a cromozomilor bicromatidici la polii opuși ai celulei (din fiecare pereche de cromozomi omologi, un cromozom merge la un pol, celălalt la celălalt), recombinarea cromozomilor.
Telofaza 1 în ambele celule 1n2c		Formarea membranelor nucleare în jurul grupurilor de cromozomi bicromatidici, diviziunea citoplasmei.
Profaza 2 1n2c		Demontarea membranelor nucleare, divergența centriolilor la diferiți poli ai celulei, formarea filamentelor fusului.
Metafaza 2 1n2c		Dispunerea cromozomilor bicromatidici în planul ecuatorial al celulei (placă metafazică), atașarea firelor fusului la un capăt de centrioli, celălalt de centromerii cromozomilor.
Anafaza 2 2n2c		Diviziunea cromozomilor cu două cromatide în cromatide și divergența acestor cromatide surori la polii opuși ai celulei (în acest caz, cromatidele devin cromozomi monocromatizi independenți), recombinarea cromozomilor.
Telofaza 2 în ambele celule 1n1c Total 4 la 1n1c		Decondensarea cromozomilor, formarea membranelor nucleare în jurul fiecărui grup de cromozomi, dezintegrarea firelor fusului, apariția nucleolului, diviziunea citoplasmei (citotomie) cu formarea a două și în cele din urmă ambele diviziuni meiotice - patru celule haploide.

Semnificația biologică a meiozei este că o scădere a numărului de cromozomi este necesară în timpul formării celulelor germinale, deoarece în timpul fertilizării nucleii gameților fuzionează.

Dacă această reducere nu ar avea loc, atunci în zigot (și, prin urmare, în toate celulele organismului fiică) ar exista de două ori mai mulți cromozomi.

Cu toate acestea, acest lucru contrazice regula unui număr constant de cromozomi.

Dezvoltarea celulelor germinale.

Procesul de formare a celulelor germinale se numește gametogeneza. În organismele pluricelulare există spermatogeneza– formarea celulelor reproducătoare masculine și ovogeneza– formarea celulelor germinale feminine.

Să luăm în considerare gametogeneza care are loc în gonadele animalelor - testicule și ovare.

Spermatogeneza- procesul de transformare a precursorilor diploizi ai celulelor germinale - spermatogonia în spermatozoizi.

1. Spermatogoniile sunt împărțite prin mitoză în două celule fiice - spermatocite de ordinul întâi.

2. Spermatocitele de ordinul întâi sunt împărțite prin meioză (diviziune I) în două celule fiice - spermatocitele de ordinul doi.

3. Spermatocitele de ordinul doi încep a doua diviziune meiotică, în urma căreia se formează 4 spermatide haploide.

4. Spermatidele după diferențiere se transformă în spermatozoizi maturi.

Spermatozoizii sunt formați dintr-un cap, gât și coadă. Este mobil și datorită acestui lucru crește probabilitatea întâlnirii sale cu gameții.

La mușchi și ferigă, spermatozoizii se dezvoltă în anteridii, în angiosperme, se formează în tuburi de polen.

Oogeneza– formarea ouălor la femele. La animale apare în ovare. În zona de reproducere există oogonii - celule germinale primare care se reproduc prin mitoză.

Din oogonie, după prima diviziune meiotică, se formează ovocite de ordinul întâi.

După a doua diviziune meiotică, se formează ovocite de ordinul doi, din care se formează un ou și trei corpuri de ghidare, care apoi mor. Ouăle sunt imobile și au formă sferică. Sunt mai mari decât alte celule și conțin o cantitate de nutrienți pentru dezvoltarea embrionului.

La mușchi și ferigă, ouăle se dezvoltă în arhegonii, în plante cu flori, în ovule situate în ovarul florii.

Dezvoltarea celulelor germinale și dubla fertilizare la plantele cu flori.

Diagrama ciclului de viață al unei plante cu flori.

Adultul este diploid. Ciclul de viață este dominat de sporofit (C > G).

Planta adultă de aici este un sporofit, care se formează macro (Femei) Și microspori(bărbat), care se dezvoltă corespunzător în sac embrionarŞi boabe mature de polen, care sunt gametofite.

Gametofit femininîn plante - sac embrionar.

Gametofit masculinîn plante - boabe de polen.

Caliciul + corola = periantul

Stamina și pistilul sunt organele de reproducere ale unei flori.

Celulele reproductive masculine matur în anteră(sac polenic sau microsporangium) situat pe stamină.

Conține multe celule diploide, fiecare dintre ele se divide prin meioză și formează 4 boabe de polen haploide (microspori), din care se dezvoltă apoi masculul. gametofit.

Fiecare bob de polen se divide prin mitoză și formează 2 celule - vegetativă şi generativă. Celula generatoare se divide din nou prin mitoza si formeaza 2 spermatozoizi.

Astfel, polenul (microspori germinați, boabe mature de polen) conține trei celule - 1 vegetativ și 2 spermatozoizi, acoperit cu o coajă.

Celulele reproductive feminine dezvolta in ovul(ovul sau megasporangium), situat în ovarul pistilului.

Una dintre celulele sale diploide se divide prin meioză pentru a forma 4 celule haploide. Dintre acestea, doar o celulă haploidă (megaspor) se împarte de trei ori prin mitoză și crește în sacul embrionar ( gametofit feminin),

celelalte trei celule haploide mor.

Ca urmare a diviziunii megasporii formează 8 nuclei haploizi ai sacului embrionar, în care 4 nuclei sunt localizați la un pol și 4 la polul opus.

Apoi, un nucleu migrează de la fiecare pol în centrul sacului embrionar, fuzionandu-se, formând nucleul diploid central al sacului embrionar.

Una dintre cele trei celule haploide situate la intrarea polenului este o celulă ou mare, celelalte 2 sunt celule sinergide auxiliare.

Polenizare- transferul polenului de la antere la stigmatizarea pistilului.

Fertilizare este procesul de fuziune a unui ovul și a unui spermatozoid, având ca rezultat formarea zigot– celula germinala sau prima celula a unui nou organism

La fertilizare Boabele de polen, odata aflate pe stigmat, germineaza catre ovulele situate in ovar datorita celulei sale vegetative, care formeaza un tub polen. La capătul anterior al tubului polen se află 2 spermatozoizi (spermatozoizii în sine nu se pot mișca, așa că se deplasează înainte din cauza creșterii tubului polen). Pătrunzând în sacul embrionar printr-un canal din tegument - pasajul polenului (micropil), un spermatozoid fecundează ovulul, iar al doilea se contopește cu 2n celulă centrală (nucleul diploid al sacului embrionar) cu formarea 3n nucleu triploid. Acest proces se numește dubla fertilizare , a fost descoperit de S.G. Navashin în 1898 în Liliaceae. Ulterior din ou fecundat - zigoti se dezvoltă embrion sămânță, și din nucleu triploid- tesut nutritional - endosperm. Astfel, din ovul se formează o sămânță, iar din tegumentul său se formează învelișul seminței. În jurul seminței din ovar și alte părți ale florii se formează făt.

Sarcini tematice

A1. Meioza este procesul numit

1) modificări ale numărului de cromozomi dintr-o celulă

2) dublarea numărului de cromozomi din celulă

3) formarea gametilor

4) conjugarea cromozomilor

A2. Baza modificărilor informațiilor ereditare ale copiilor

în comparație cu procesele de minciună a informațiilor parentale

1) dublarea numărului de cromozomi

2) reducerea la jumătate a numărului de cromozomi

3) dublarea cantității de ADN din celule

4) conjugarea și încrucișarea

A3. Prima diviziune a meiozei se termină cu formarea:

2) celule cu un set haploid de cromozomi

3) celule diploide

4) celule de ploidie diferită

A4. Ca urmare a meiozei, se formează următoarele:

1) spori de ferigă

2) celule ale pereților anteridiului de ferigă

3) celule ale pereților arhegonium de feriga

4) celule somatice ale trântorilor de albine

A5. Metafaza meiozei de metafaza mitozei se poate distinge prin

1) locația bivalenților în planul ecuatorial

2) dublarea cromozomilor și răsucirea lor

3) formarea celulelor haploide

4) divergența cromatidelor către poli

A6. Telofaza a doua diviziune a meiozei poate fi recunoscută prin

1) formarea a doi nuclei diploizi

2) divergența cromozomilor către polii celulei

3) formarea a patru nuclei haploizi

4) dublarea numărului de cromatide din celulă

A7. Câte cromatide vor fi conținute în nucleul spermei de șobolan, dacă se știe că nucleii celulelor somatice ale acestuia conțin 42 de cromozomi

A8. Gameții formați în urma meiozei conțin

1) copii ale setului complet de cromozomi parentali

2) copii ale jumătate din setul de cromozomi parentali

3) un set complet de cromozomi parentali recombinați

4) jumătate din setul recombinat de cromozomi parentali

B1. Stabiliți succesiunea corectă a proceselor care au loc în meioză

A) Localizarea bivalenților în planul ecuatorial

B) Formarea bivalenților și încrucișarea

B) Divergența cromozomilor omologi față de polii celulari

D) formarea a patru nuclei haploizi

D) formarea a doi nuclei haploizi care conțin două cromatide

„Structura celulară de biologie” - Difuziune. Aflați mecanismele de transport al substanțelor prin membrana celulară. Subiect proiect educațional: Organizarea structurală a celulei. Probleme problematice Subiecte: Rezumat al proiectului. Caracteristicile celulelor vegetale, animale, fungice. Învață să folosești diferite surse de informații. Integrarea proiectului cu tema educațională„Fundamentele teoriei cinetice moleculare.

„Structura unei celule procariote” - Faceți un grup. Sporularea. Respirația bacteriilor. Care este semnificația bacteriilor. Caracteristicile nutriției bacteriene. Comparația celulelor procariote și eucariote. Testarea și actualizarea cunoștințelor. Apă. Consolidarea cunoștințelor. Privește cu atenție desenele. Anthony van Leeuwenhoek. Reproducere. Când au apărut organismele procariote?

„Citoplasmă” - Menține turgul (volumul) celulei, menținând temperatura. Funcții EPS. Glicoliza și sinteza acizilor grași, nucleotidelor și altor substanțe au loc în citosol. Reticulul endoplasmatic. Compoziția chimică Citoplasma este diversă. Citoplasma. Halioplasma/citosol. Structura unei celule animale. Reacție alcalină.

„Celula și structura ei” - A – faze și perioade de contracție musculară, B – moduri de contracție musculară care apar la diferite frecvențe de stimulare musculară. Modelul mișcărilor în miofibrila musculară. Modificarea lungimii mușchilor este afișată cu albastru, potențialul de acțiune în mușchi este afișat în roșu, iar excitabilitatea mușchiului este afișată în violet. Transmiterea excitației într-o sinapsă electrică.

„Structura unei celule, gradul 6” - I. Structura unei celule vegetale. - Susținerea și protecția organismului. - Rezervele de energie si apa din organism. Cum s-a schimbat apa din pahar după adăugarea de iod? - Pastrarea si transmiterea mostenirii. Transparent. Lucrări de laborator. 1. Proteine. Sens. - Transfer de substante, miscare, protectie a organismului. Substanţă. 3. Grăsimi. Substante organice ale celulei.

Cuprins Tipuri de reproducere…………… 3 Mitoza…………. 5 Amitoza…………………………. . 16 Reproducerea sexuală…………………. 18 Meioza……………………………… 20 Gametogeneza……… 26 Tipurile și structura gameților………… 28 Alternarea generațiilor…………. 29 Partenogeneza……………….

Reproducerea este reproducerea propriului soi, asigurând continuitatea și continuitatea vieții. Aceasta este una dintre cele mai importante proprietăți ale organismelor vii. Datorită reproducerii, au loc următoarele: 1. Transferul de informații ereditare. 2. Se păstrează continuitatea generațiilor. 3. Se menține durata de existență a speciei. 4. Numărul speciilor crește și se extinde teritoriul (aria) de reședință. Reproducerea se bazează pe diviziunea celulară, care asigură creșterea numărului de celule și creșterea unui organism pluricelular.

TIPURI DE REPRODUCERE Reproducere Asexuală Sexuală De fapt asexuată (cu o singură celulă) Vegetativă (cu un grup de celule) Conjugare (organisme unicelulare) Organisme pluricelulare Fără fecundare Cu fecundare

Reproducere asexuată De fapt, reproducere asexuată (cu o singură celulă): : 1. Fisiune în două (simplu) 2. Mitoză 3. Amitoză 4. Înmugurire 5. Sporulare Reproducere vegetativă (prin un grup de celule) : : 1. Înmugurire 2. Fragmentare 3 . Înmulțirea vegetativă a plantelor

MITOZA, SAU DIVIZIUNEA INDIRECTA Mitoza ((latin Mitos - fir) este o diviziune a nucleului celular in care se formeaza doi nuclei fiice cu un set de cromozomi identici cu celula mama. Mitoza = diviziunea nucleului + diviziunea citoplasmei Pentru prima dată, mitoza la plante a fost observată de I. D. Chis-tyakov în 1874, iar procesul a fost descris în detaliu de botanistul german E. Strasburger (1877) și zoologul german W. Fleming (1882).

Ciclul celular Perioada de existență a unei celule de la o diviziune la alta se numește mitotic sau ciclu celular. Ciclul celular la plante durează de la 10 la 30 de ore. Diviziunea nucleară (mitoza) durează aproximativ 10% din acest timp. P 1 - perioada presintetică C - perioada sintetică P 2 - perioada postsintetică

Structura cromozomilor în diferite perioade ale ciclului celular 1 2 3 4 1, 2 – perioada presintetică; 3 – perioada sintetică și postsintetică; 4 – metafaza. 1. În perioada presintetică, celula crește: proteinele și ARN-ul sunt sintetizate și cantitatea de materie organică. 2. În perioada de sinteză are loc replicarea (dublarea) ADN-ului. Din acest moment, fiecare cromozom este format din două cromatide. 3. În perioada post-sinteză are loc sinteza intensivă de proteine ​​și ATP, necesare diviziunii celulare.

Regiunile cromatinei din nucleul de interfaza 1. Catena de ADN sub forma de cromatina. 2. Se prezintă sub formă de cromozom în timpul diviziunii celulare

PROFAZ Cromatina se transformă în cromozomi bicromatidici; membrana nucleară și nucleolul se dizolvă; Centriolii diverg spre poli; (2 n 4 c).

METAFAZĂ Cromozomii bicromatidici se aliniază la ecuatorul celulei; Centriolii formează fire de ax, care sunt atașate de centromerii cromozomilor; (2 n 4 c).

ANAFAZĂ Când firele fusului se contractă, centromerii cromozomilor se divid și cromatidele fiecărui cromozom se deplasează la polii celulei; (4 n 4 c). Fiecare cromatidă este considerată un cromozom independent

TELOPAZĂ Cromozomii monocromatide (fiice) se desfășoară, se formează un nucleol și se formează o înveliș nuclear în jurul lor; o partiție începe să se formeze la ecuator; în nucleele 2 n 2 c.

CITOKINEZA (diviziunea citoplasmatică) Formarea unui sept cu membrană dublă de-a lungul ecuatorului celulei, urmată de separarea completă a celulelor fiice. La plante, un perete celular se formează de-a lungul ecuatorului celulei. Citokineza celulară (foto)

Setul de cromozomi (număr, formă și dimensiune) dintr-o celulă somatică se numește cariotip. Cariotipul conține un set dublu ((diploid) de cromozomi (2 n 2 n), constant pentru fiecare tip de organism. Set diploid de cromozomi umani

SEMNIFICAȚIA MITOZEI 1. Conduce la creșterea numărului de celule și asigură creșterea unui organism pluricelular. 2. Oferă înlocuire pentru țesutul uzat sau deteriorat. 3. Mentine setul de cromozomi din toate celulele somatice. 4. Servește ca mecanism de reproducere asexuată, care creează descendenți care sunt genetic identici cu părinții. 5. Vă permite să studiați cariotipul organismului (în metafază).

Amitoza sau diviziunea directă Amitoza este diviziunea nucleului de interfază prin constricție fără formarea unui fus de fisiune. Prevalența în natură: Normal 1. Ameba 2. Nucleu mare de ciliați 3. Endosperm 4. Tubercul de cartof 5. Corneea 6. Cartilaj și celule hepatice Patologia 1. Cu inflamație 2. Neoplasme maligne Semnificație: proces economic (consum redus de energie) al celulei reproducere

SCHIZOGONIA Schizogonia (Gr. schizo – I split) este reproducerea asexuată multiplă la sporozoare, foraminifere și unele alge. Nucleul celular (schizontul) este împărțit prin diviziuni rapid succesive în mai multe nuclee, iar întreaga celulă se descompune apoi în numărul corespunzător de celule mononucleare - merozoiți. .

REPRODUCEREA SEXUALĂ Reproducerea sexuală are un avantaj față de reproducerea asexuată, deoarece participă doi părinți. ♂ ♂ spermatozoid ((n)n) + ♀ ovul (n)(n) = = zigot (2(2 n)n) Zigotul poartă caracteristicile ereditare ale ambilor părinți, ceea ce crește semnificativ variabilitatea ereditară a descendenților și crește capacitatea lor de a se adapta la condițiile de mediu Reproducerea sexuală este asociată cu formarea în organele genitale (gonade) a celulelor specializate - gameți, care se formează ca urmare a unui tip special de diviziune celulară - meioza.

Meioza este diviziunea celulară indirectă; procesul de diviziune celulară prin care numărul de cromozomi dintr-o celulă se reduce la jumătate. (reducere) Ca urmare a acestei diviziuni, se formează celule germinale haploide (n) (gameți) și spori. MEIOZA GAMET ZIGOTIC SPOROUS În zigot după fertilizare, ceea ce duce la formarea de zoospori în alge și miceliu de ciuperci. În organele genitale, duce la formarea gameților În plantele cu semințe, duce la formarea unui gametofit haploid

MEIOZA Meioza constă din două diviziuni succesive - meioza 1 și meioza 2. Dublarea ADN-ului are loc numai înainte de meioza 1 și nu există nicio interfază între diviziuni. În timpul primei diviziuni, cromozomii omologi diverg și numărul lor se înjumătățește, iar în a doua diviziune, cromatidele se separă și se formează gameți maturi. O caracteristică a primei diviziuni este profaza complexă și consumatoare de timp.

PROFAZA 1 (2 n 4 s) Profaza 1 este cea mai lungă 2 n 4 s Spiralizarea cromatinei în cromozomi bicromatidici; Centriolii diverg spre poli; reunirea (conjugarea) și scurtarea cromozomilor omologi cu încrucișarea și schimbul ulterioare de regiuni omoloage (crossing over); dizolvarea membranei nucleare.

METAFAZA 1 (2 n 4 c) Cromozomii omologi sunt localizați în perechi la ecuator și se resping reciproc. Se formează un fus de fisiune. Șuvițele fusului sunt atașate de cromozomii bicromatidici.

ANAFAZA 1 (2 n 4 c) Cromozomii omologi, formați din două cromatide, diverg către poli. Există o scădere (reducere) a cromozomilor la polii celulei.

TELOPAZĂ 1 (1 n 2 c) În telofază, din fiecare pereche de cromozomi omologi, apare unul în celulele fiice, iar setul de cromozomi devine haploid. Cu toate acestea, fiecare cromozom este format din două cromatide, astfel încât celula începe imediat a doua diviziune.

MEIOZA 2 (1 n 2 c, 1, 1 nn 2 c, 2 n 2 c, nc)nc) A doua diviziune meiotică are loc în funcție de tipul de mitoză. În anafaza 2, cromatidele se deplasează spre poli, care devin cromozomi fiice. Din fiecare celulă inițială, ca urmare a meiozei, se formează patru celule cu un set haploid de cromozomi.

GAMETOGENEZĂ GAMETOGENEZĂ Spermatogeneză ♂♂ Oogeneză ♀♀ (în testicule) (în ovare) Perioada de reproducere (mitoză) În perioada reproductivă În perioada embrionară Perioada de creștere (interfaza) Nesemnificativ Perioada lungă Spermocitul de ordinul I Maturarea ordinul 1 Oocyte perioada (meioză) Prima și a doua Prima și a doua diviziune neuniformă meiotică diviziune meiotică 4 spermatozoizi 1 ovul

Dezvoltarea gametilor la plantele cu flori Dezvoltarea boabelor de polen. Fiecare bob de polen se dezvoltă dintr-o celulă mamă cu microspori, care trece prin meioză pentru a produce 4 boabe de polen. Dezvoltarea boabelor embrionare. Sacul embrionar se dezvoltă dintr-un megaspor haploid rezultat din diviziunea meiotică a celulei mamă macrospore.

Tipuri și structura gameților 1 2 Fig. 1. Spermatozoizi: 1 – iepure, 2 – șobolan, 3 – cobai, 4 – om, 5 – raci, 6 – păianjen, 7 – gândac, 8 – coada-calului, 9 – mușchi, 1 O – feriga. Orez. 2. Ou de mamifere: 1 – coajă, 2 – nucleu, 3 – citoplasmă, 4 – celule foliculare. Termenii spermă și ovul au fost inventați de Karl Baer în 1827.

Chiar dacă urmașii primesc gene identice de la ambii părinți, efectul acestor gene poate fi diferit, deoarece genele poartă o „amprentă” parentală care este diferită la bărbați și femele, care afectează dezvoltarea normală a corpului și joacă, de asemenea, un rol în apariția bolilor. Fenomenul în care, în timpul formării gameților la un descendent, „amprenta” cromozomială anterioară primită de la părinți este ștearsă și genele acesteia sunt marcate în funcție de sexul unui anumit individ, se numește amprentă genomică.

Cicluri de viață diverse (alternarea de generații)) A – meioză zigotică: alge verzi, ciuperci. B – meioza gametică: vertebrate, moluște, artropode. B – meioza sporilor: alge brune, roșii și toate plantele superioare.

Semnificația meiozei Numărul de cromozomi se menține din generație în generație. Gameții maturi primesc un număr haploid (n) de cromozomi, iar la fertilizare, numărul diploid de cromozomi caracteristic unei specii date este restaurat. Format număr mare noi combinații de gene în timpul încrucișării și fuziunii gameților (variabilitate combinativă), care oferă material nou pentru evoluție (descendenții diferă de părinți). ♂ (n) + ♀ (n) = zigot (2 n) → organism nou (2 n)

Partenogeneza (gr. origine virgină) este reproducerea sexuală în care dezvoltarea unui nou organism are loc dintr-un ou nefertilizat. Partenogeneză Facultativă Ciclică Obligatorie (obligatorie) Atât fără fertilizare, cât și după ea: albine, furnici, rotifere ♂ + ♀ = femele ♀ → masculi A apărut ca modalitate de reglare a raportului dintre sexe În Daphnie, afidele ♀ → ♀ - vara ♂ + ♀ - toamna A apărut ca metodă de supraviețuire din cauza morții mari a indivizilor Toți indivizii sunt femele (șopârlă de rocă caucaziană) A apărut ca metodă de supraviețuire a speciei din cauza dificultăților indivizilor de întâlnire între ei În plante (plante crucifere, Asteraceae) , Rosaceae etc.), partenogeneza se numește apomixis.

Test de control și generalizare 1. În ce perioadă a ciclului celular se dublează cantitatea de ADN? A) metafaza, b) profaza, c) perioada sintetică, d) perioada presintetică. 2. În ce perioadă de mitoză se aliniază cromozomii de-a lungul ecuatorului? A) în profază, b) în metafază, c) în anafază, d) în telofază. 3. Ce eveniment lipsește în mitoză în comparație cu meioză? A) duplicarea ADN-ului, b) conjugarea și încrucișarea cromozomilor, c) divergența cromozomilor către poli. 4. Ce set de cromozomi se obține în timpul diviziunii mitotice? A) haploid, b) diploid, c) triploid. 5. Care este caracteristica perioadei de fragmentare (blastomerii)? A) diviziunea meiotică, b) creșterea activă a celulelor, c) specializarea celulară, d) diviziunea mitotică. 6. Cum se încheie procesul de fertilizare? A) apropierea spermatozoizilor de ovul, b) pătrunderea spermatozoizilor în ovul, c) fuziunea nucleelor ​​și formarea unui zigot. 7. Sistemul nervos se dezvoltă din: a) endoderm, b) mezoderm, c) ectoderm.

8. Câte cromatide sunt într-un cromozom la sfârșitul mitozei? A)1, b)2, c)3, d)4. 9. Embrion în stadiul de gastrulă: a) cu un singur strat, b) cu două straturi, c) cu mai multe straturi. 10. Dacă albinele au un set diploid de cromozomi egal cu 32, atunci următorii au 16 cromozomi: a) trântor, b) matcă, c) albină lucrătoare. 11. Care este setul de cromozomi din endospermul unui bob de grâu? A) haploid, b) diploid, c) triploid. 12. Ce se întâmplă în timpul etapei postsintetice a interfazei? A) creșterea celulară și sinteza substanțelor organice, b) dublarea ADN-ului, c) acumularea de ATP. 13. Ce diviziune stă la baza reproducerii sexuale? A) mitoză, b) amitoză, c) meioză, d) schizogonie. 14. Ce se formează în urma oogenezei? A) sperma, b) ovul, c) zigotul, d) celulele corpului. 15. Ce set de cromozomi va fi în celulă după diviziunea meiotică dacă mama avea 12? 16. Din ce strat germinativ se formează mușchii?

Răspunsuri standard la testul de control 1. c; 2. b; 3. b; 4. b; 5. g; 6. în; 7. în; 8. a; 9. în; 10. a; 11. în; 12. în; 13. în; 14. b. 15. 6 cromozomi, 20. Din mezoderm;

Fiecare celulă depinde de celulă „Nu numai fenomenele de ereditate, ci și însăși continuitatea vieții depind de diviziunea celulară.” (E. Wilson) În 1855, omul de știință german Rudolf Virchow a prezentat o propunere foarte importantă: fiecare celulă este o celulă. Aceasta a marcat începutul studiului proceselor de diviziune celulară, ale căror principii principale au fost descoperite la sfârșitul secolului al XIX-lea.

Reproducerea organismelor Asexuale Celule somatice Reprezentate prin doi cromozomi omologi Set diploid de cromozomi (2n) Celulele se divid prin mitoză. Celulele sexuale sexuale Din fiecare pereche de cromozomi omologi există doar un set haploid de cromozomi (n) Diviziunea celulelor germinale are loc prin meioză

MITOZA, SAU DIVIZIUNEA INDIRECTA Mitoza (latină Mitos - fir) este o diviziune a nucleului celular care produce doi nuclei fiice cu un set de cromozomi identici cu celula părinte. Mitoza = diviziunea nucleară + diviziunea citoplasmatică Mitoza la plante a fost observată pentru prima dată de I.D. Chistyakov în 1874, iar procesul a fost descris în detaliu acolo. botanicul E. Strasburger (1877) şi german. zoologul W. Fleming (1882)

MEIOZA Meioza constă din două diviziuni succesive - meioza 1 și meioza 2. Dublarea ADN-ului are loc numai înainte de meioza 1 și nu există nicio interfază între diviziuni. În timpul primei diviziuni, cromozomii omologi diverg și numărul lor se înjumătățește, iar în a doua diviziune, cromatidele se separă și se formează gameți maturi. O caracteristică a primei diviziuni este profaza complexă și consumatoare de timp.

Meioza este procesul de diviziune celulară în care numărul de cromozomi dintr-o celulă se reduce la jumătate. Ca rezultat al acestei diviziuni, se formează celule sexuale haploide (n) (gameți) și spori. MEIOZA ZYGOTICGAMETICSPOUS În zigot după fertilizare, ceea ce duce la formarea de zoospori în alge și miceliu fungic. În organele genitale, duce la formarea gameților În plantele cu semințe, duce la formarea unui gametofit haploid

Diferențe Meioza 3. O diviziune Mitoza 3. Două diviziuni succesive 4. Duplicarea moleculelor de ADN are loc în interfaza înainte de diviziune 4. Duplicarea moleculelor de ADN are loc numai înainte de prima diviziune, nu există interfază înainte de a doua diviziune 5. Fără conjugare5. Există conjugare

Diferențe MitozăMeioză 6. În metafază, cromozomii duplicați sunt aliniați separat de-a lungul ecuatorului 6. În metafază, cromozomii duplicați sunt aliniați de-a lungul ecuatorului în perechi (bivalente) 7. Se formează două celule diploide (celule somatice) 7. Patru celule haploide (celulele sexuale) se formează

MitozaMeioza 1. Apare în celulele somatice 1. Apare în celulele germinale în curs de maturizare 2. Sta la baza reproducerii asexuate 2. Sta la baza reproducerii sexuale 3. O diviziune3. Două diviziuni consecutive 4. Dublarea moleculelor de ADN are loc în interfaza înainte de diviziunea 4. Dublarea moleculelor de ADN are loc numai înainte de prima diviziune, nu există interfază înainte de a doua diviziune 5. Fără conjugare5. Există conjugare (profaza 1) 6. În metafază, cromozomii dublați sunt aliniați separat de-a lungul ecuatorului 6. În metafază, cromozomii dublați sunt aliniați de-a lungul ecuatorului în perechi (bivalente) 7. Se formează două celule diploide (celule somatice) 7. Se formează patru celule haploide (celule sexuale