§ 18. Мейоз

1. Сколько дочерних клеток и с каким набором хромосом образуется из одной диплоидной клетки в результате: а) митоза; б) мейоза? Две гаплоидные, две диплоидные, четыре гаплоидные, четыре диплоидные.

а) две диплоидные клетки;
б) четыре гаплоидные клетки.

2. Что представляет собой конъюгация хромосом? В какой фазе мейоза происходит кроссинговер? Какое значение имеет этот процесс?

Конъюгация хромосом – процесс сближения гомологичных хромосом. При конъюгации хроматиды гомологичных хромосом в некоторых местах перекрещиваются.

Кроссинговер происходит в профазе мейоза I.

Кроссинговер ведёт к перекомбинации наследственного материала и является одним из источников комбинативной изменчивости, благодаря которой потомки не являются точными копиями своих родителей и отличаются друг от друга.

3. Какие события, протекающие в мейозе, обеспечивают уменьшение вдвое набора хромосом в дочерних клетках?

Уменьшение хромосомного набора происходит в анафазе I мейоза вследствие того, что к разным полюсам делящейся клетки расходятся не сестринские хроматиды (как в анафазе митоза и анафазе II мейоза), а двухроматидные гомологичные хромосомы. Следовательно, из каждой пары гомологичных хромосом в дочернюю клетку попадёт только одна. В конце анафазы I набор хромосом у каждого полюса клетки уже является гаплоидным (1n2c).

4. В чем заключается биологическое значение мейоза?

У животных и человека мейоз приводит к образованию гаплоидных половых клеток – гамет. В ходе последующего процесса оплодотворения (слияния гамет) организм нового поколения получает диплоидный набор хромосом, а значит, сохраняет присущий данному виду организмов кариотип. Следовательно, мейоз препятствует увеличению числа хромосом при половом размножении. Без такого механизма деления хромосомные наборы удваивались бы с каждым следующим поколением.

У растений, грибов и некоторых протистов путём мейоза образуются споры.

Процессы, протекающие в мейозе (кроссинговер, независимое расхождение хромосом и хроматид), служат основой комбинативной изменчивости организмов.

5. Сравните митоз и мейоз, выявите черты сходства и различия. В чем заключается главное отличие мейоза от митоза?

Черты сходства

1. Представляют собой способы деления эукариотических клеток, требуют затрат энергии.
2. Сопровождаются точным и равномерным распределением наследственного материала между дочерними клетками.
3. Сходные процессы подготовки клетки к делению (репликация, удвоение центриолей и т.п.).
4. Сходные процессы, протекающие в соответствующих фазах деления (спирализация хромосом, распад ядерной оболочки, формирование веретена деления и т. д.) и, как следствие, одинаковые названия фаз (профаза, метафаза, анафаза, телофаза). Второе деление мейоза протекает по тому же механизму, что и митоз гаплоидной клетки.
Различия

1. В результате митоза дочерние клетки сохраняют набор хромосом, присущий материнской клетке. В результате мейоза набор хромосом дочерних клеток уменьшается в 2 раза.
2. Митоз представляет собой одно деление клетки, а мейоз – два последовательных деления (мейоз I и мейоз II). Поэтому в результате митоза из одной материнской клетки образуются две дочерние, а в результате мейоза – четыре.
3. В отличие от митоза, в мейозе происходит конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер. Примечание: на самом деле существует и митотический кроссинговер (открыт К. Штерном в 1936 г), но его изучение не предусмотрено школьной программой.
4. В анафазе митоза к разным полюсам клетки расходятся сестринские хроматиды, а в анафазе I мейоза – гомологичные хромосомы.

Главное отличие мейоза от митоза заключается в том, что в результате мейоза происходит уменьшение в 2 раза набора хромосом дочерних клеток по сравнению с материнской.

6. Как вы считаете, почему мейоз характерен только для тех видов живых организмов, которым свойственно половое размножение? Какую роль в жизненном цикле этих организмов играет процесс оплодотворения?

В цикле развития всех организмов, которым свойственно половое размножение, имеет место процесс оплодотворения – слияния двух клеток (гамет) в одну (зиготу). Фактически, оплодотворение увеличивает хромосомный набор в 2 раза. Поэтому должен также существовать механизм, уменьшающий набор хромосом в 2 раза, и этим механизмом является мейоз. Без мейоза хромосомные наборы удваивались бы с каждым следующим поколением.

У организмов, которым не свойственно половое размножение, нет и процесса оплодотворения. Поэтому у них не наблюдается мейоз, в нём нет необходимости.