Дубынин В.А. - 100 часов школьной биологии - 2.13. Мейоз и половое размножение

• Мейоз - специфическое деление клеток, связанное с половым размножением.  

• Митоз создает генетически идентичные дочерние клетки, мейоз - четыре клетки с разным набором хромосом.  

• Мейоз перераспределяет генетический материал для создания разнообразия.  

• Мейоз включает два последовательных деления.  

• Первое деление уменьшает диплоидный набор до гаплоидного.  

• Второе деление распределяет генетический материал по четырем клеткам.  

• Мейоз позволяет уменьшить количество хромосом вдвое.  

• Размножение с помощью митоза создает клоны, но не разнообразие.  

• Половое размножение создает разнообразие, смешивая гены двух родителей.  

• Мутации - рискованный способ создания разнообразия.  

• Половое размножение менее травматично и более эффективно.  

• Вегетативное размножение не создает разнообразие.  

• Половой процесс включает обмен генетическим материалом между клетками.  

• Конъюгация - пример полового процесса у инфузорий.  

• Бактерии обмениваются фрагментами ДНК через пили.  

• Половое размножение объединяет генетический материал двух родителей.  

• Гаметы - гаплоидные клетки, предназначенные для слияния.  

• Переход от изогамии к гетерогамии и огамии способствует выживанию потомства.  

• Гаметы становятся крупнее и накапливают питательные вещества.  

• Гетерогамия - разделение функций между крупными и мелкими гаметами.  

• Огамия - яйцеклетка становится неподвижной, сперматозоиды - подвижными.  

• Хламидомонада использует изогамию и гетерогамию.  

• Гаметы возникают осенью, сливаются весной, образуя диплоидную зиготу.  

• Мейоз происходит при переходе от диплоидного к гаплоидному набору хромосом.  

• Мейоз включает два последовательных деления.  

• Перед первым делением происходит удвоение ДНК.  

• В результате первого деления образуются клетки с гаплоидным набором хромосом.  

• Во втором делении расходятся хроматиды.  

• Конечный набор хромосом остается гаплоидным.  

• Мейоз создает гаплоидные клетки для слияния без увеличения ДНК.  

• В анафазе первого деления происходит случайное распределение хромосом.  

• Это увеличивает генетическое разнообразие.  

• Кроссинговер дополнительно повышает разнообразие за счет обмена участками хромосом.  

• Профаза первого деления мейоза включает стадии лептотены, зиготены, пахитены и диакинеза.  

• Лептотена: хромосомы уплотняются и ищут свою пару.  

• Зиготена: хромосомы скручиваются и соединяются, образуя биваленты.  

• Пахитена: происходит кроссинговер, затем разрушение бивалентов.  

• Диакинез: растворяется ядерная оболочка, переход к метафазе.  

• Хромосомы собираются в компактные структуры, называемые профазным букетом.  

• Парные хромосомы соединяются и образуют синаптонемный комплекс.  

• Синаптонемный комплекс обеспечивает плотный контакт хромосом для кроссинговера.  

• Синапсис - соединение парных хромосом, аналогичное синапсу в нервной системе.  

• В синапсисе происходит обмен участками между гомологичными хромосомами.  

• Это повышает разнообразие и является важным событием в мейозе.  

• Биваленты образуются в профазе мейоза, что указывает на начало мейоза.  

• В митозе биваленты не образуются.  

• Образование бивалентов сигнализирует о начале мейотического деления.  

• Хиазмы - точки обмена участками хромосом.  

• На стадии диплотены хромосомы начинают расходиться, сохраняя контакт в хиазмах.  

• В диплотене не происходит кроссинговер.  

• У амфибий клетка может зависнуть на стадии диплотены, что приводит к проблемам с транскрипцией.  

• В таких случаях происходит частичное раскручивание ДНК для синтеза информационной РНК.  

• Возникают структуры, называемые "ламповые щетки", которые помогают видеть конструкцию бивалента.  

• Хиазмы сдвигаются к концам хромосом, что называется терминализацией.  

• В конце профазы происходит растворение ядерной оболочки и хромосомы выходят в цитоплазму.  

• Начинается формирование веретена деления и переход к метафазе.  

• Биваленты выстраиваются на экваторе, что является ключевым моментом мейоза.  

• В анафазе расходятся парные хромосомы, что приводит к случайному перемешиванию генов.  

• Клетки сохраняют набор 2n4c до перехода к телофазе.  

• В телофазе первого деления мейоза клетки получают гаплоидный набор 1n2c.  

• Между первым и вторым делением мейоза нет интерфазы.  

• Клетки животных разделяются, образуя две клетки с набором 1n2c, готовые к второму делению мейоза.  

• Второе деление мейоза похоже на митоз, но с одинарным набором хромосом.  

• Включает удвоение центриолей, формирование веретена деления и карриокинез.  

• Профаза два может быть сокращена и совпадать с телофазой один.  

• Хроматиды расходятся к полюсам, центромеры разделяются.  

• В результате образуются четыре гаплоидные клетки.  

• Два источника разнообразия: случайная тусовка хромосом и кроссинговер.  

• Митоз происходит в соматических клетках, мейоз — в клетках, образующих гаметы или споры.  

• Мейоз включает два последовательных деления, удвоение ДНК только перед первым делением.  

• В мейозе образуются четыре гаплоидные клетки, в митозе — две диплоидные или гаплоидные.  

• Митоз важен для роста, регенерации и бесполого размножения.  

• Мейоз — для полового размножения, которое приводит к оплодотворению и созданию новых организмов.  

• Примеры: полиэмбриония у броненосцев, вегетативное размножение растений.  

• Половое размножение становится основным для сложных организмов.  

• Формула для оценки разнообразия гамет: два в степени количества хромосом.  

• Половое размножение обеспечивает гигантское разнообразие потомков.  

• Три основных варианта жизненных циклов: чередование поколений, зиготическая редукция, чередование гаметофита и спорофита.  

• Чередование поколений характерно для растений и водорослей.  

• Зиготическая редукция наблюдается у грибов и одноклеточных.  

• Организмы существуют в гаплоидном состоянии, зигота возникает на короткое время и делится мейозом.  

• Споры дают гаплоидные клетки, которые размножаются митозом, образуя яйцеклетки и сперматозоиды.  

• Шляпочные грибы имеют фазу дикариона, где два гаплоидных ядра временно объединяются.  

• У животных диплоидное состояние преобладает, гаплоидное возникает только при образовании гамет.  

• Мейоз происходит в половых железах, создавая яйцеклетки и сперматозоиды.  

• Размножение направлено на создание жизнеспособных потомков и разнообразие генов.  

• Размножение помогает видам выживать и передавать уникальный набор ДНК.  

• Следующая лекция будет посвящена гаметогенезу и эмбриогенезу.  

• Рекомендуется повторить лекцию по анатомии и физиологии человека для лучшего понимания.  

• Кроссинговер происходит в определенных точках хромосом, называемых хиазмами.  

• Механизм связан с восстановлением ДНК после двухцепочечных разрывов и эволюцией.  

• Кроссинговер увеличивает разнообразие антител и рецепторов лимфоцитов.  

• Мейоз необходим для перехода от диплоидных клеток к гаплоидным.  

• Включает два последовательных деления, перед которыми происходит интерфаза.  

• В профазе первого деления гомологичные хромосомы собираются в биваленты, что позволяет кроссинговер.  

• В анафазе первого деления хромосомы расходятся по дочерним клеткам.  

• В телофазе первого деления клетки становятся гаплоидными.  

• Во втором делении мейоза происходит расхождение хроматид, образуя четыре гаплоидные клетки.  

• Без учета кроссинговера получается четыре варианта гамет, с учетом — восемь.  

• Формула разнообразия гамет: два в степени числа хромосом.  

• Пример: при числе хромосом n=3, возможно восемь вариантов гамет.  

• Возможны три комбинации: две пунктирные, три пунктирные и все пунктирные.  

• Итого восемь вариантов комбинаций.  

• Мейоз создает разнообразные гаметы, уникальные наборы генов.  

• Мейоз перетасовывает гены за счет случайного расхождения хромосом.  

• Кинговвер борется со сцеплением генов внутри хромосом.  

• Это процесс, открытый Томасом Морганом при изучении наследования у дрозофил.  

• Рекомендуется подробнее разобраться с мейозом и сравнить его с митозом.  

• Мейоз значим для эволюции жизни на Земле.  

• Благодарность за внимание.