Meiose. Significado biológico da meiose

1. Em que casos ocorre a meiose?

Responder. As células germinativas animais são formadas como resultado de um tipo especial de divisão, em que o número de cromossomos nas células recém-formadas é duas vezes menor do que na célula-mãe original. Assim, as células haplóides são formadas a partir de uma célula diplóide. Isso é necessário para manter um conjunto constante de cromossomos nos organismos durante a reprodução sexual. Este tipo de divisão celular é chamado meiose. Meiose (do grego meiose - redução) é uma divisão de redução na qual o conjunto de cromossomos de uma célula é dividido pela metade. A meiose é caracterizada pelos mesmos estágios da mitose, mas o processo consiste em duas divisões sucessivas - divisão I e divisão II da meiose. Como resultado, não são formadas duas, mas quatro células com um conjunto haplóide de cromossomos.

2. Qual conjunto de cromossomos é denominado diplóide?

Responder. Conjunto diplóide de cromossomos - (outros nomes - conjunto duplo de cromossomos, conjunto zigótico de cromossomos, conjunto completo de cromossomos, conjunto somático de cromossomos) um conjunto de cromossomos inerentes às células somáticas, no qual são apresentados todos os cromossomos característicos de uma determinada espécie biológica em pares; Em humanos, o conjunto diplóide de cromossomos contém 44 autossomos e 2 cromossomos sexuais.

Perguntas após §30

1. Qual é a diferença entre meiose e mitose?

Responder. Principais diferenças:

1. A meiose reduz pela metade o número de cromossomos nas células-filhas, a mitose mantém o número de cromossomos em um nível estável, como na célula-mãe

2. na meiose existem 2 divisões seguidas e antes da segunda não há interfase

3. na prófase 1 da meiose há conjugação e o cruzamento é possível

4. na anáfase 1 da meiose, cromossomos inteiros divergem para os pólos. em mitose-cromátides

5. na metáfase 1 da meiose, os cromossomos bivalentes se alinham ao longo do equador da célula, na mitose, todos os cromossomos se alinham em uma linha;

6. Como resultado da meiose, formam-se 4 células-filhas, na mitose - 2 células.

2. Como é significado biológico meiose?

Responder. Em animais e humanos, a meiose leva à formação de células germinativas haplóides - gametas. Durante o processo subsequente de fertilização (fusão de gametas), o organismo da nova geração recebe um conjunto diplóide de cromossomos, o que significa que mantém seu inerente esta espécie cariótipo dos organismos. Portanto, a meiose impede que o número de cromossomos aumente durante a reprodução sexual. Sem esse mecanismo de divisão, os conjuntos de cromossomos duplicariam a cada geração subsequente.

Nas plantas, fungos e alguns protistas, os esporos são formados por meiose. Os processos que ocorrem durante a meiose servem de base para a variabilidade combinativa dos organismos. Assim, meiose:

1) é a principal etapa da gametogênese;

2) garante a transferência de informação genética de organismo para organismo durante a reprodução sexuada;

3) as células-filhas não são geneticamente idênticas à mãe e entre si.

3. Em que fase da meiose ocorre o cruzamento?

Responder. A prófase I da meiose é a mais longa. Nesta fase, além do processo de helixação do DNA e formação de fuso típico da prófase da mitose, ocorrem dois processos biológicos muito importantes: conjugação (emparelhamento) e cruzamento (crossover) de cromossomos homólogos.

O cruzamento ocorre quando seções idênticas de cromossomos homólogos são trocadas. Pense no significado que esse fenômeno pode ter.

Responder. Devido à herança vinculada, combinações bem-sucedidas de alelos são relativamente estáveis. Como resultado, formam-se grupos de genes, cada um dos quais funciona como um único supergene que controla diversas características. Ao mesmo tempo, durante o cruzamento, ocorrem recombinações - ou seja, novas combinações de alelos. Assim, o cruzamento aumenta a variabilidade combinativa dos organismos.

Significa que:

a) no curso da seleção natural, alelos “úteis” se acumulam em alguns cromossomos (e os portadores de tais cromossomos ganham uma vantagem na luta pela existência), enquanto alelos indesejáveis se acumulam em outros cromossomos (e os portadores de tais cromossomos saem do jogo - são eliminados das populações);

b) durante seleção artificial em alguns cromossomos, alelos de características economicamente valiosas se acumulam (e os portadores de tais cromossomos são retidos pelo criador), enquanto em outros cromossomos se acumulam alelos indesejáveis (e os portadores de tais cromossomos são descartados).

Como resultado do cruzamento, alelos desfavoráveis, inicialmente ligados a alelos favoráveis, podem passar para outro cromossomo. Surgem então novas combinações que não contêm alelos desfavoráveis, e esses alelos desfavoráveis são eliminados da população.

Meiose

Conceitos e definições básicas

A meiose é um método especial de divisão de células eucarióticas, no qual o número original de cromossomos é reduzido em 2 vezes (do grego antigo “ meuon" - menos - e de " meiose" - diminuir). Uma diminuição no número de cromossomos é freqüentemente chamada redução.

Número inicial de cromossomos em meiócitos(células entrando na meiose) é chamado número de cromossomo diplóide (2n) O número de cromossomos nas células formadas como resultado da meiose é chamado número de cromossomo haplóide (n).

O número mínimo de cromossomos em uma célula é chamado de número básico ( x). O número básico de cromossomos em uma célula corresponde à quantidade mínima de informação genética (quantidade mínima de DNA), que é chamada de gene Ó m. Número de genes Ó mov em uma célula é chamado de gene Ó muitos números (Ω). Na maioria dos animais multicelulares, em todas as gimnospermas e em muitas angiospermas, o conceito de haploidia-diploidia e o conceito de gene Ó muitos números coincidem. Por exemplo, em uma pessoa n=x=23 e 2 n=2x=46.

Característica principal meiose é conjugação(emparelhamento) cromossomos homólogos com sua subsequente divergência em células diferentes. A distribuição meiótica dos cromossomos para as células filhas é chamada segregação cromossômica.

História curta descoberta da meiose

As fases individuais da meiose em animais foram descritas por V. Flemming (1882), e em plantas por E. Strasburger (1888), e depois pelo cientista russo V.I. Belyaev. Ao mesmo tempo (1887), A. Weissman fundamentou teoricamente a necessidade da meiose como mecanismo para manter um número constante de cromossomos. Primeiro descrição detalhada a meiose em oócitos de coelho foi fornecida por Winiworth (1900). O estudo da meiose ainda está em andamento.

Curso geral da meiose

A meiose típica consiste em duas divisão celular, que são chamados respectivamente meiose I E meiose II. Na primeira divisão, o número de cromossomos diminui pela metade, por isso a primeira divisão meiótica é chamada reducionista, menos frequentemente - heterotípico. Na segunda divisão, o número de cromossomos não muda; esta divisão é chamada equacional(equalizando), com menos frequência - homeotípico. As expressões “meiose” e “divisão de redução” são frequentemente usadas de forma intercambiável.

Interfase

Interfase pré-meiótica difere da interfase comum porque o processo de replicação do DNA não chega à conclusão: aproximadamente 0,2...0,4% do DNA permanece não duplicado. Assim, a divisão celular começa na fase sintética ciclo de célula. Portanto, a meiose é figurativamente chamada de mitose prematura. No entanto, em geral, podemos assumir que numa célula diplóide (2 n) O conteúdo de DNA é 4 Com.

Na presença de centríolos, eles são duplicados de tal forma que a célula apresenta dois diplosomas, cada um contendo um par de centríolos.

Primeira divisão da meiose (divisão de redução, ou meiose I)

A essência da divisão redutora é reduzir o número de cromossomos pela metade: duas células haplóides com cromossomos bicromátides são formadas a partir da célula diplóide original (cada cromossomo inclui 2 cromátides).

Prófase 1(prófase da primeira divisão) consiste em uma série de etapas:

Leptoteno(estágio de filamento fino). Os cromossomos são visíveis em um microscópio óptico na forma de uma bola de fios finos. O leptóteno inicial, quando as cadeias cromossômicas ainda são pouco visíveis, é chamado proleptoteno.

Zigoteno(estágio de fusão de threads). Acontecendo conjugação de cromossomos homólogos(de lat. conjugação– conexão, emparelhamento, fusão temporária). Cromossomos homólogos (ou homólogos) são cromossomos semelhantes entre si em termos morfológicos e genéticos. Em organismos diplóides normais, os cromossomos homólogos estão emparelhados: o organismo diplóide recebe um cromossomo do par da mãe e outro do pai. Durante a conjugação, eles são formados bivalentes. Cada bivalente é um complexo relativamente estável de um par de cromossomos homólogos. Homólogos são mantidos próximos uns dos outros por proteínas complexos sinaptonêmicos. Um complexo sinaptonêmico pode conectar apenas duas cromátides em um ponto. O número de bivalentes é igual ao número haplóide de cromossomos. Caso contrário, os bivalentes são chamados tétrades, uma vez que cada bivalente inclui 4 cromátides.

Paquitena(estágio de filamento grosso). Os cromossomos são espiralizados e sua heterogeneidade longitudinal é claramente visível. A replicação do DNA é concluída (uma tarefa especial DNA de paquíteno). Termina atravessando- cruzamento de cromossomos, como resultado da troca de seções de cromátides.

Diplotena(estágio de rosca dupla). Cromossomos homólogos em bivalentes se repelem. Eles estão conectados em pontos separados chamados quiasma(da antiga letra grega χ - “chi”).

Diacinese(estágio de divergência bivalente). Os bivalentes individuais estão localizados na periferia do núcleo.

Metáfase I(metáfase da primeira divisão)

EM prometáfase I a membrana nuclear é destruída (fragmentada). O fuso de fissão é formado. Em seguida, ocorre a metacinesia - os bivalentes movem-se para o plano equatorial da célula.

Anáfase I(anáfase da primeira divisão)

Os cromossomos homólogos que constituem cada bivalente são separados e cada cromossomo se move em direção ao pólo mais próximo da célula. A separação dos cromossomos em cromátides não ocorre. O processo de distribuição dos cromossomos às células-filhas é denominado segregação cromossômica.

Telófase I(telófase da primeira divisão)

Os cromossomos bicromátides homólogos divergem completamente em direção aos pólos celulares. Normalmente, cada célula filha recebe um cromossomo homólogo de cada par de homólogos. Dois são formados haplóide núcleos que contêm metade do número de cromossomos do núcleo da célula diplóide original. Cada núcleo haplóide contém apenas um conjunto de cromossomos, ou seja, cada cromossomo é representado por apenas um homólogo. O conteúdo de DNA nas células-filhas é 2 Com.

Na maioria dos casos (mas nem sempre), a telófase I é acompanhada por citocinese .

Intercinesia

Intercinesiaé o curto intervalo entre duas divisões meióticas. Difere da interfase porque não ocorrem replicação do DNA, duplicação cromossômica e duplicação do centríolo: esses processos ocorreram na interfase pré-meiótica e, parcialmente, na prófase I.

Segunda divisão da meiose (divisão de equação, ou meiose II)

Durante a segunda divisão da meiose, o número de cromossomos não diminui. A essência da divisão equacional é a formação de quatro células haplóides com cromossomos de cromátide única (cada cromossomo contém uma cromátide).

Prófase II(prófase da segunda divisão)

Não difere significativamente da prófase da mitose. Os cromossomos são visíveis ao microscópio óptico como fios finos. Um fuso de divisão é formado em cada uma das células-filhas.

Metáfase II(metáfase da segunda divisão)

Os cromossomos estão localizados nos planos equatoriais das células haplóides, independentemente uns dos outros. Esses planos equatoriais podem estar no mesmo plano, podem ser paralelos entre si ou mutuamente perpendiculares.

Anáfase II(anáfase da segunda divisão)

Os cromossomos são separados em cromátides (como na mitose). Os cromossomos de cromátide única resultantes, como parte de grupos de anáfase, movem-se para os pólos das células.

Telófase II(telófase da segunda divisão)

Os cromossomos de cromátide única moveram-se completamente para os pólos da célula e os núcleos são formados. O conteúdo de DNA em cada célula torna-se mínimo e chega a 1 Com.

Tipos de meiose e seu significado biológico

EM caso Geral Como resultado da meiose, quatro células haplóides são formadas a partir de uma célula diplóide. No meiose gamética Os gametas são formados a partir das células haplóides resultantes. Este tipo de meiose é característico dos animais. A meiose gamética está intimamente relacionada com gametogênese E fertilização. No zigótico E meiose de esporos as células haplóides resultantes dão origem a esporos ou zoósporos. Esses tipos de meiose são característicos de eucariotos inferiores, fungos e plantas. A meiose dos esporos está intimamente relacionada com esporogênese. Por isso, meiose é a base citológica da reprodução sexual e assexuada (esporos).

Significado biológico da meioseé manter um número constante de cromossomos na presença do processo sexual. Além disso, devido à travessia, recombinação– o surgimento de novas combinações de inclinações hereditárias nos cromossomos. A meiose também fornece variabilidade combinativa– o surgimento de novas combinações de inclinações hereditárias durante a fertilização posterior.

O curso da meiose é controlado pelo genótipo do organismo, sob o controle dos hormônios sexuais (nos animais), dos fitohormônios (nas plantas) e de muitos outros fatores (por exemplo, a temperatura).

Qual é o significado biológico da meiose?

Responder

1) Recombinação (recombinação de informações hereditárias) para obtenção de variabilidade combinativa.
2) Redução (redução pela metade do número de cromossomos) para que após a fertilização o conjunto normal de cromossomos seja restaurado no zigoto.

Qual é o papel do cruzamento no processo evolutivo?

Responder

Ocorre a recombinação da informação hereditária e surge a variabilidade combinativa - material para a seleção natural.

Cite o tipo e a fase da divisão celular mostrada nas figuras. Que processos eles ilustram? A que esses processos levam?

Responder

A imagem da esquerda mostra o cruzamento (seções de troca de cromossomos homólogos). Na imagem à direita, a travessia é concluída, ocorre a destruição envelope nuclear. Todos esses processos ocorrem na prófase I da meiose. O cruzamento leva à recombinação (mistura de informações hereditárias).

Explique qual processo está subjacente à formação de células germinativas em animais. Qual é o significado biológico deste processo?

Responder

As células germinativas em animais são formadas por meiose. O significado biológico da meiose é recombinação e redução. Recombinação: ocorre uma mistura de informações hereditárias, todos os gametas e, portanto, todas as crianças, tornam-se diferentes. Redução: o número de cromossomos nos gametas é reduzido pela metade em comparação com células somáticas. Após a fusão dos gametas, o número de cromossomos volta ao normal.

Sabe-se que durante o cruzamento diíbrido na segunda geração ocorre herança independente de dois pares de caracteres. Explique esse fenômeno pelo comportamento dos cromossomos na meiose durante a formação dos gametas e durante a fertilização.
= Sabe-se que durante o cruzamento diíbrido na segunda geração, a clivagem fenotípica ocorre na proporção 9:3:3:1. Explique esse fenômeno pelo comportamento dos cromossomos na meiose durante a formação dos gametas e durante a fertilização.

Responder

Em um cruzamento diíbrido, os diheterozigotos AaBb são cruzados na segunda geração. Durante a meiose, um diheterozigoto produz 4 tipos de gametas: AB, Ab, aB, ab. Isso ocorre devido à divergência independente dos cromossomos durante a meiose: em metade dos casos, os genes AaBb divergem em AB e ab, na segunda metade dos casos divergem em Ab e aB. Durante a fertilização, quatro tipos de gametas de um dos pais são combinados aleatoriamente com quatro tipos de gametas do outro pai:

	AB	Ab	aB	ab
AB	AABB	AABb	AaBB	AaBb
Ab	AABb	AAbb	AaBb	Aabb
aB	AaBB	AaBb	aaBB	aaBb
ab	AaBb	Aabb	aaBb	aabb

Acontece 9 A_B_, 3A_bb, 3aaB_, 1aabb.

Qual divisão da meiose é semelhante à mitose? Explique como ele é expresso e a que conjunto de cromossomos na célula ele leva.

Função reprodutiva o organismo é realizado no processo de combinação de dois gametas durante o surgimento e subsequente desenvolvimento do zigoto de um organismo filho - um óvulo fertilizado. As células parentais sexuais têm um certo conjunto de n-cromossomos. É chamado de haplóide. O zigoto, assumindo esses conjuntos, torna-se uma célula diplóide, ou seja, o número de cromossomos ali é 2n: um materno e um paterno. O significado biológico da meiose como uma divisão especial em células é que é graças a ela que as células diplóides são formadas.

Definição

A meiose em biologia é geralmente chamada de tipo de mitose; Como resultado, as gônadas diplóides são divididas em 1n gametas. Quando o núcleo é fertilizado, ocorre a fusão dos gametas. Assim, o conjunto de cromossomos 2n é restaurado. O significado da meiose é garantir a preservação do conjunto cromossômico e da quantidade correspondente de DNA inerente a cada espécie de organismo vivo.

Descrição

A meiose é um processo contínuo. Consiste em 2 tipos de divisão, sucedendo-se sucessivamente: meiose I e meiose II. Cada um dos processos, por sua vez, consiste em prófase, metáfase, anáfase, telófase. A primeira divisão da meiose, ou meiose I, reduz pela metade o número de cromossomos, ou seja, ocorre o fenômeno da chamada divisão de redução. Quando ocorre o segundo estágio da meiose, ou meiose II, a haploididade das células não corre o risco de mudar, ela é preservada. Este processo é chamado de divisão equacional.

Todas as células no estágio de meiose carregam alguma informação no nível genético.

A prófase da meiose I é o estágio de espiralização gradual da cromatina e da formação dos cromossomos. Ao final desta ação altamente complexa, o material genético está presente em forma original- 2n2 cromossomos.
A metáfase vem - vem e nível máximo espiralização. O material genético ainda não muda.
A anáfase da meiose é acompanhada de redução. Cada par de cromossomos pais doa um para suas células-filhas. O material genético muda de composição, porque o número de cromossomos caiu pela metade: existem 1n2 cromossomos em cada pólo da célula.
Telófase é a fase em que o núcleo é formado e os citoplasmas são separados. São criadas células-filhas, existem 2 delas e cada uma tem 2 cromátides. Aqueles. o conjunto de cromossomos neles é haplóide.
Em seguida, observa-se a intercinesia, um breve intervalo entre o primeiro e o segundo estágios da meiose. Ambas as células-filhas estão prontas para entrar no segundo estágio da meiose, que ocorre pelo mesmo mecanismo da mitose.

O significado biológico da meiose, portanto, reside no fato de que em seu segundo estágio, como resultado mecanismos complexos 4 células haplóides já estão formadas - cromossomos 1n1. Ou seja, uma célula-mãe diplóide dá vida a quatro - cada uma com um conjunto haplóide de cromossomos. Em uma das fases da meiose de primeiro grau, o material genético é recombinado e, na segunda etapa, os cromossomos e cromátides se deslocam para diferentes pólos da célula. Esses movimentos são fonte de variabilidade e de diversas combinações intraespecíficas.

Resultados

Portanto, o significado biológico da meiose é realmente grande. Em primeiro lugar, deve ser notado como o estágio principal da gênese dos gametas. A meiose garante a transferência da informação genética das espécies de um organismo para outro, desde que sejam da mesma forma. A meiose possibilita o surgimento de combinações intraespecíficas, porque as células-filhas diferem não apenas de seus pais, mas também umas das outras.

Além disso, o significado biológico da meiose reside em garantir a redução do número de cromossomos no momento da formação das células sexuais. A meiose garante sua haploididade; no momento da fertilização no zigoto, a composição diplóide dos cromossomos é restaurada.