Quale insieme di cromosomi ricevono le cellule figlie? §23

MEIOSI La base della riproduzione e dello sviluppo individuale degli organismi è il processo di divisione cellulare. Un tipo speciale di divisione cellulare che porta alla formazione delle cellule sessuali è chiamato meiosi. Caratteristiche della meiosi A differenza della mitosi, in cui viene mantenuto il numero di cromosomi ricevuti dalle cellule figlie, durante la meiosi il numero di cromosomi nelle cellule figlie viene dimezzato. La cellula originaria ha un corredo diploide di cromosomi, che poi raddoppiano. Ma, se durante la mitosi i cromatidi in ciascun cromosoma si separano semplicemente, durante la meiosi un cromosoma (costituito da due cromatidi) è strettamente intrecciato nelle sue parti con un altro cromosoma omologo (anch'esso costituito da due cromatidi) e si verifica l'incrocio. Quindi nuovi cromosomi con geni misti "madre" e "padre" divergono e si formano cellule con un set diploide di cromosomi, ma la composizione di questi cromosomi è già diversa da quella originale, in essi si è verificata la ricombinazione. Prima divisione della meiosi Fasi Processi Profase I Coniugazione di cromosomi omologhi (uno di essi è materno, l'altro è paterno) Formazione di un fuso di divisione. Disposizione dei cromosomi omologhi lungo l'equatore Metafase I Anafase I Separazione di coppie di cromosomi (costituiti da due cromatidi) e loro movimento verso i poli. Telofase I Formazione delle cellule figlie. La seconda divisione della meiosi Fasi Processi della profase II Le cellule figlie che sorgono nella telofase I subiscono la divisione mitotica della metafase II. I centromeri si dividono, i cromatidi dei cromosomi di entrambe le cellule figlie di Anafase II e Telofase II divergono verso i loro poli. Formazione di quattro nuclei o cellule aploidi. La seconda divisione della meiosi avviene senza sintesi del DNA, quindi durante questa divisione la quantità di DNA viene dimezzata. Dalle cellule iniziali con un corredo cromosomico diploide nascono i gameti con un corredo aploide. Come risultato della meiosi, una cellula diploide produce quattro cellule aploidi. Il processo di meiosi consiste in due successive divisioni cellulari: meiosi I (prima divisione) meiosi II (seconda divisione). La duplicazione del DNA e dei cromosomi avviene solo prima della meiosi I. Come risultato della prima divisione della meiosi, detta riduzione, si formano cellule con il numero di cromosomi dimezzato. La seconda divisione della meiosi termina con la formazione delle cellule germinali. La gametogenesi è il processo di formazione dei gameti maschili o femminili (cellule sessuali). Una breve panoramica delle fasi della gametogenesi La gametogenesi è divisa in spermatogenesi (il processo di produzione dello sperma nei maschi) e oogenesi (il processo di produzione degli ovociti). In termini di ciò che accade al DNA, questi processi sono praticamente gli stessi: una cellula diploide iniziale dà origine a quattro cellule aploidi. Tuttavia, in termini di ciò che accade al citoplasma, questi processi sono radicalmente diversi. Significato biologico della meiosi 1. Per ciascuna specie è garantito un corredo diploide completo di cromosomi e una quantità costante di DNA. 2. Si formano un gran numero di cellule germinali qualitativamente diverse, il che contribuisce alla variabilità ereditaria. 3. L'interruzione del processo di meiosi porta a gravi disturbi nello sviluppo dell'organismo o alla sua morte.

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Meiosi
La riproduzione sessuale di animali, piante e funghi è associata alla formazione di cellule germinali specializzate.
Meiosi- un tipo speciale di divisione cellulare che porta alla formazione delle cellule sessuali.
A differenza della mitosi
, in cui viene mantenuto il numero di cromosomi ricevuti dalle cellule figlie, durante la meiosi il numero di cromosomi nelle cellule figlie viene dimezzato.
Il processo di meiosi consiste in due successive divisioni cellulari: meiosi I(prima divisione) e meiosi II(seconda divisione).
Raddoppio
DNA
e i cromosomi si verificano solo prima meiosi I.
Come risultato della prima divisione della meiosi, chiamata riduzionista, le cellule sono formate con un numero di cromosomi dimezzato. La seconda divisione della meiosi termina con la formazione delle cellule germinali. Pertanto, tutte le cellule somatiche del corpo contengono Doppio,
diploide (2n), un insieme di cromosomi, in cui ciascun cromosoma ha un cromosoma accoppiato e omologo. Le cellule sessuali mature hanno solo singolo, aploide (n), un insieme di cromosomi e, di conseguenza, metà della quantità di DNA.
Fasi della meiosi
Durante profase I I doppi cromosomi della meiosi sono chiaramente visibili al microscopio ottico. Ogni cromosoma è costituito da due cromatidi, legati tra loro da un unico centromero. Durante il processo di spiralizzazione, i doppi cromosomi si accorciano. I cromosomi omologhi sono strettamente collegati tra loro longitudinalmente (da cromatidio a cromatidio) o, come si suol dire, coniugati. In questo caso, i cromatidi spesso si incrociano o si attorcigliano l'uno attorno all'altro. Quindi i doppi cromosomi omologhi iniziano ad allontanarsi l'uno dall'altro. Nei punti in cui i cromatidi si incrociano si verificano rotture trasversali e scambi delle loro sezioni. Questo fenomeno si chiama incrocio dei cromosomi. Allo stesso tempo, come nella mitosi, la membrana nucleare si disintegra, il nucleolo scompare e si formano i filamenti del fuso. La differenza tra la profase I della meiosi e la profase della mitosi è la coniugazione di cromosomi omologhi e il reciproco scambio di sezioni durante il processo di incrocio dei cromosomi.
Segno caratteristico metafase I- disposizione nel piano equatoriale della cellula dei cromosomi omologhi che giacciono a coppie. In seguito arriva questo anafase I, durante il quale interi cromosomi omologhi, ciascuno costituito da due cromatidi, si spostano verso i poli opposti della cellula. È molto importante sottolineare una caratteristica della divergenza cromosomica in questa fase della meiosi: i cromosomi omologhi di ciascuna coppia divergono in modo casuale, indipendentemente dai cromosomi delle altre coppie. Ciascun polo ha la metà dei cromosomi presenti nella cellula all'inizio della divisione. Poi arriva telofase I, durante il quale si formano due cellule con il numero di cromosomi dimezzato.
L'interfase è breve perché non avviene la sintesi del DNA. Questa è seguita dalla seconda divisione meiotica ( meiosi II). Differisce dalla mitosi solo per il numero di cromosomi presenti metafase
II metà del numero di cromosomi in metafase della mitosi nello stesso organismo. Poiché ciascun cromosoma è costituito da due cromatidi, nella metafase II i centromeri dei cromosomi si dividono e i cromatidi divergono ai poli, che diventano cromosomi figli. Solo ora inizia la vera interfase. Da ciascuna cellula iniziale nascono quattro cellule con un corredo cromosomico aploide.
Diversità dei gameti
Consideriamo la meiosi di una cellula che ha tre paia di cromosomi ( 2n = 6). In questo caso, dopo due divisioni meiotiche, si formano quattro cellule con un corredo cromosomico aploide ( n=3).
Poiché i cromosomi di ciascuna coppia si disperdono nelle cellule figlie indipendentemente dai cromosomi delle altre coppie, è altrettanto probabile la formazione di otto tipi di gameti con diverse combinazioni di cromosomi presenti nella cellula madre originale.

Una varietà ancora maggiore di gameti è fornita dalla coniugazione e dall'incrocio di cromosomi omologhi nella profase meiotica, che ha un numero generale molto ampio significato biologico.
Significato biologico della meiosi
Se il numero di cromosomi non diminuisse durante il processo di meiosi, in ogni generazione successiva, con la fusione dei nuclei dell'uovo e dello sperma, il numero di cromosomi aumenterebbe indefinitamente. Grazie alla meiosi, le cellule germinali mature ricevono un numero aploide (n) di cromosomi e durante la fecondazione il caratteristico questa specie numero diploide (2n).
Durante la meiosi, i cromosomi omologhi finiscono in diverse cellule germinali e durante la fecondazione viene ripristinato l'accoppiamento dei cromosomi omologhi. Di conseguenza, per ciascuna specie è assicurato un corredo diploide completo di cromosomi e una quantità costante di DNA.
L'incrocio di cromosomi che avviene nella meiosi, lo scambio di sezioni, nonché la divergenza indipendente di ciascuna coppia di cromosomi omologhi determinano i modelli di trasmissione ereditaria di un tratto dai genitori alla prole. Da ciascuna coppia di due cromosomi omologhi
(materno e paterno), che facevano parte dell'insieme cromosomico degli organismi diploidi, l'insieme aploide di un uovo o di uno spermatozoo contiene solo un cromosoma. Lei potrebbe essere:
o cromosoma paterno;
o cromosoma materno;
o paterno con area materna;
o materno con la trama paterna.
Questi processi di origine grande quantità cellule germinali qualitativamente diverse contribuiscono alla variabilità ereditaria
In alcuni casi, a causa dell'interruzione del processo di meiosi, con la mancata disgiunzione dei cromosomi omologhi, le cellule germinali potrebbero non avere un cromosoma omologo o, al contrario, avere entrambi i cromosomi omologhi. Ciò porta a gravi disturbi nello sviluppo dell'organismo o alla sua morte.

La riproduzione sessuale di animali, piante e funghi è associata alla formazione di cellule germinali specializzate.
Meiosi- un tipo speciale di divisione cellulare che porta alla formazione delle cellule sessuali.
A differenza della mitosi, in cui viene mantenuto il numero di cromosomi ricevuti dalle cellule figlie, durante la meiosi il numero di cromosomi nelle cellule figlie viene dimezzato.
Il processo di meiosi consiste in due successive divisioni cellulari: meiosi I(prima divisione) e meiosi II(seconda divisione).
La duplicazione del DNA e dei cromosomi avviene solo prima meiosi I.
Come risultato della prima divisione della meiosi, chiamata riduzionista, le cellule sono formate con un numero di cromosomi dimezzato. La seconda divisione della meiosi termina con la formazione delle cellule germinali. Pertanto, tutte le cellule somatiche del corpo contengono doppio, diploide (2n), un insieme di cromosomi in cui ciascun cromosoma ha un cromosoma accoppiato e omologo. Le cellule sessuali mature hanno solo singolo, aploide (n), un insieme di cromosomi e, di conseguenza, metà della quantità di DNA.

Fasi della meiosi

Durante profase I I doppi cromosomi della meiosi sono chiaramente visibili al microscopio ottico. Ogni cromosoma è costituito da due cromotidi, collegati tra loro da un unico centromero. Durante il processo di spiralizzazione, i doppi cromosomi si accorciano. I cromosomi omologhi sono strettamente collegati tra loro longitudinalmente (da cromatidio a cromatidio) o, come si suol dire, coniugare. In questo caso, i cromatidi spesso si incrociano o si attorcigliano l'uno attorno all'altro. Quindi i doppi cromosomi omologhi iniziano ad allontanarsi l'uno dall'altro. Nei punti in cui i cromatidi si incrociano si verificano rotture trasversali e scambi delle loro sezioni. Questo fenomeno si chiama incrocio dei cromosomi. Allo stesso tempo, come nella mitosi, la membrana nucleare si disintegra, il nucleolo scompare e si formano i filamenti del fuso. La differenza tra la profase I della meiosi e la profase della mitosi è la coniugazione di cromosomi omologhi e il reciproco scambio di sezioni durante il processo di incrocio dei cromosomi.
Segno caratteristico metafase I- disposizione nel piano equatoriale della cellula dei cromosomi omologhi che giacciono a coppie. In seguito arriva questo anafase I, durante il quale interi cromosomi omologhi, ciascuno costituito da due cromatidi, si spostano verso i poli opposti della cellula. È molto importante sottolineare una caratteristica della divergenza cromosomica in questa fase della meiosi: i cromosomi omologhi di ciascuna coppia divergono in modo casuale, indipendentemente dai cromosomi delle altre coppie. Ciascun polo ha la metà dei cromosomi presenti nella cellula all'inizio della divisione. Poi arriva telofase I, durante il quale si formano due cellule con il numero di cromosomi dimezzato.
L'interfase è breve perché non avviene la sintesi del DNA. Questa è seguita dalla seconda divisione meiotica ( meiosi II). Differisce dalla mitosi solo per il numero di cromosomi presenti metafase II metà del numero di cromosomi in metafase della mitosi nello stesso organismo. Poiché ciascun cromosoma è costituito da due cromatidi, nella metafase II i centromeri dei cromosomi si dividono e i cromatidi divergono verso i poli, che diventano cromosomi figli. Solo ora inizia la vera interfase. Da ciascuna cellula iniziale nascono quattro cellule con un corredo cromosomico aploide.

Diversità dei gameti

Consideriamo la meiosi di una cellula che ha tre paia di cromosomi ( 2n = 6). In questo caso, dopo due divisioni meiotiche, si formano quattro cellule con un corredo cromosomico aploide ( n=3). Poiché i cromosomi di ciascuna coppia si disperdono nelle cellule figlie indipendentemente dai cromosomi delle altre coppie, è altrettanto probabile la formazione di otto tipi di gameti con diverse combinazioni di cromosomi presenti nella cellula madre originale.
Una varietà ancora maggiore di gameti è fornita dalla coniugazione e dall'incrocio di cromosomi omologhi nella profase della meiosi, che è di grandissima importanza biologica generale.

Significato biologico della meiosi

Se non ci fosse una diminuzione del numero di cromosomi durante il processo di meiosi, in ogni generazione successiva, con la fusione dei nuclei dell'uovo e dello sperma, il numero dei cromosomi aumenterebbe indefinitamente. Grazie alla meiosi, le cellule germinali mature ricevono un numero aploide (n) di cromosomi, ma dopo la fecondazione viene ripristinato il numero diploide (2n) caratteristico di questa specie. Durante la meiosi, i cromosomi omologhi finiscono in diverse cellule germinali e durante la fecondazione viene ripristinato l'accoppiamento dei cromosomi omologhi. Di conseguenza, per ciascuna specie è assicurato un corredo diploide completo di cromosomi e una quantità costante di DNA.
L'incrocio di cromosomi che avviene nella meiosi, lo scambio di sezioni, nonché la divergenza indipendente di ciascuna coppia di cromosomi omologhi determinano i modelli di trasmissione ereditaria di un tratto dai genitori alla prole. Di ciascuna coppia di due cromosomi omologhi (materno e paterno) che facevano parte dell'insieme cromosomico degli organismi diploidi, l'insieme aploide di un ovulo o di uno spermatozoo contiene solo un cromosoma. Lei potrebbe essere:

• cromosoma paterno;
• cromosoma materno;
• paterno con area materna;
• materno con la trama paterna.

Questi processi di comparsa di un gran numero di cellule germinali qualitativamente diverse contribuiscono alla variabilità ereditaria.
In alcuni casi, a causa dell'interruzione del processo di meiosi, con la mancata disgiunzione dei cromosomi omologhi, le cellule germinali potrebbero non avere un cromosoma omologo o, al contrario, avere entrambi i cromosomi omologhi. Ciò porta a gravi disturbi nello sviluppo dell'organismo o alla sua morte.

La riproduzione sessuale di animali, piante e funghi è associata alla formazione di cellule germinali specializzate: i gameti, che si fondono durante la fecondazione, unendo i loro nuclei. Naturalmente, in questo caso, lo zigote contiene il doppio dei cromosomi di ciascuno dei gameti. Le cellule dell'intero organismo che crescono dallo zigote avranno lo stesso doppio corredo di cromosomi. In effetti, le cellule non sessuali, somatiche (dal greco "soma" - corpo), della maggior parte degli organismi multicellulari hanno un doppio set di cromosomi diploidi (2n), dove ciascun cromosoma ha un cromosoma omologo accoppiato. I gameti hanno un singolo set di cromosomi, aploide (n), in cui tutti i cromosomi sono unici e non hanno coppie omologhe. Un tipo speciale di divisione cellulare, che porta alla formazione delle cellule sessuali, è chiamato meiosi (Fig. 30). A differenza della mitosi, in cui viene mantenuto il numero di cromosomi ricevuti dalle cellule figlie, nella meiosi il numero di cromosomi nelle cellule figlie viene dimezzato.

Riso. 30. Schema della meiosi

Il processo di meiosi consiste in due successive divisioni cellulari: meiosi I (prima divisione) e meiosi II (seconda divisione). La duplicazione del DNA e dei cromosomi avviene solo prima della meiosi I.

Come risultato della prima divisione della meiosi, detta riduzione, si formano cellule con il numero di cromosomi dimezzato. Dopo la seconda divisione segue la formazione delle cellule germinali mature.

Fasi della meiosi. Durante la profase I della meiosi, i doppi cromosomi sono chiaramente visibili al microscopio ottico. Ogni cromosoma è costituito da due cromatidi, legati tra loro da un unico centromero. Durante il processo di spiralizzazione, i doppi cromosomi si accorciano. I cromosomi omologhi sono strettamente collegati tra loro longitudinalmente (da cromatidio a cromatidio) o, come si suol dire, coniugati. In questo caso, i cromatidi spesso si incrociano o si attorcigliano l'uno attorno all'altro. Quindi i cromosomi omologhi iniziano ad allontanarsi l'uno dall'altro. Nei punti in cui i cromatidi si intersecano si verificano rotture trasversali e i cromatidi si scambiano le sezioni. Questo fenomeno è chiamato incrocio cromosomico (Fig. 31). Allo stesso tempo, come nella mitosi, la membrana nucleare si disintegra, il nucleolo scompare e si formano i filamenti del fuso. La differenza tra la profase I della meiosi e la profase della mitosi è la coniugazione dei cromosomi omologhi e il reciproco scambio di sezioni durante il processo di incrocio dei cromosomi.

Riso. 31. Incrocio di cromosomi nella meiosi

Una caratteristica della metafase I è la disposizione sul piano equatoriale della cellula dei cromosomi omologhi che giacciono a coppie. Segue l'anafase I, durante la quale interi cromosomi omologhi (ciascuno costituito da due cromatidi) si spostano verso i poli opposti della cellula. (Si noti che durante la mitosi, i cromatidi divergono verso i poli di divisione.) È molto importante sottolineare una caratteristica della divergenza cromosomica in questa fase della meiosi: i cromosomi omologhi di ciascuna coppia divergono in modo casuale, indipendentemente dai cromosomi delle altre coppie. Ciascun polo ha la metà dei cromosomi presenti nella cellula all'inizio della divisione. Poi arriva la telofase I, durante la quale si formano due cellule con il numero di cromosomi dimezzato.

L'interfase è breve perché non avviene la sintesi del DNA. Segue la seconda divisione meiotica (meiosi II). Differisce dalla mitosi solo per il fatto che il numero di cromosomi nella metafase II è pari alla metà del numero di cromosomi nella metafase della mitosi nello stesso organismo. Poiché ciascun cromosoma è costituito da due cromatidi, nella metafase II i centromeri dei cromosomi si dividono e i cromatidi divergono verso i poli, che diventano cromosomi figli. Solo ora inizia la vera interfase. Da ciascuna cellula iniziale nascono quattro cellule con un corredo cromosomico aploide.

Diversità dei gameti. Consideriamo la meiosi di una cellula con 3 paia di cromosomi (2n=6). Dopo due divisioni meiotiche si formano 4 cellule con un corredo cromosomico aploide (n=3). Poiché i cromosomi di ciascuna coppia si disperdono nelle cellule figlie indipendentemente dai cromosomi delle altre coppie, è altrettanto probabile la formazione di otto tipi di gameti con diverse combinazioni di cromosomi presenti nella cellula madre.

Una varietà ancora maggiore di gameti è fornita dalla coniugazione e dall'incrocio di cromosomi omologhi nella profase della meiosi.

Significato biologico della meiosi. Se non ci fosse una diminuzione del numero di cromosomi durante il processo di meiosi, in ogni generazione successiva, con la fusione dei nuclei dell'uovo e dello sperma, il numero dei cromosomi aumenterebbe indefinitamente. Grazie alla meiosi, le cellule germinali mature ricevono un numero aploide (n) di cromosomi, ma dopo la fecondazione viene ripristinato il numero diploide (2n) caratteristico di questa specie. Durante la meiosi, i cromosomi omologhi finiscono in diverse cellule germinali e durante la fecondazione viene ripristinato l'accoppiamento dei cromosomi omologhi. Di conseguenza, per ciascuna specie è assicurato un corredo diploide completo di cromosomi e una quantità costante di DNA.

L'incrocio di cromosomi che avviene nella meiosi, lo scambio di sezioni, nonché la divergenza indipendente di ciascuna coppia di cromosomi omologhi determinano i modelli di trasmissione ereditaria di un tratto dai genitori alla prole. Di ciascuna coppia di due cromosomi omologhi (materno e paterno) che facevano parte dell'insieme cromosomico degli organismi diploidi, l'insieme aploide di un ovulo o di uno spermatozoo contiene solo un cromosoma. Lei potrebbe essere:

1. cromosoma paterno;
2. cromosoma materno;
3. paterno con area materna;
4. materno con la trama paterna.

Questi processi di comparsa di un gran numero di cellule germinali qualitativamente diverse contribuiscono alla variabilità ereditaria.

In alcuni casi, a causa dell'interruzione del processo di meiosi, con la mancata disgiunzione dei cromosomi omologhi, le cellule germinali potrebbero non avere un cromosoma omologo o, al contrario, avere entrambi i cromosomi omologhi. Ciò porta a gravi disturbi nello sviluppo dell'organismo o alla sua morte.

1. Confrontare mitosi e meiosi, evidenziare somiglianze e differenze.
2. Descrivere i concetti: meiosi, corredo cromosomico diploide, corredo cromosomico aploide, coniugazione.
3. Qual è il significato della segregazione indipendente dei cromosomi omologhi nella prima divisione della meiosi?
4. Qual è il significato biologico della meiosi?

Ricorda dal tuo corso di zoologia come avviene la fecondazione negli animali.

1. Quante cellule figlie e con quale insieme di cromosomi si formano da una cellula diploide a seguito di: a) mitosi; b) meiosi?

Due aploidi, due diploidi, quattro aploidi, quattro diploidi.

a) Come risultato della mitosi: due cellule diploidi.

b) Come risultato della meiosi, ci sono quattro cellule aploidi.

2. Cos'è la coniugazione cromosomica? In quale fase della meiosi avviene il crossover? Qual è il significato di questo processo?

La coniugazione cromosomica si osserva nella profase della meiosi I. Questo è il processo di unione dei cromosomi omologhi. Durante la coniugazione, i cromatidi dei cromosomi omologhi si intersecano in alcuni punti. Il crossover avviene anche nella profase della meiosi I ed è uno scambio di regioni tra cromosomi omologhi. Il crossover porta alla ricombinazione del materiale ereditario ed è una delle fonti di variabilità combinatoria, a causa della quale i discendenti non sono copie esatte i loro genitori e sono diversi gli uni dagli altri.

3. Quali eventi che si verificano durante la meiosi assicurano che il numero di cromosomi nelle cellule figlie venga dimezzato?

Una diminuzione dell'insieme cromosomico si verifica nell'anafase I della meiosi a causa del fatto che non i cromatidi fratelli (come nell'anafase della mitosi e nell'anafase II della meiosi), ma i cromosomi omologhi bicromatidi divergono in diversi poli della cellula in divisione. Di conseguenza, di ogni coppia di cromosomi omologhi solo uno finirà nella cellula figlia. Alla fine dell'anafase I, l'insieme dei cromosomi su ciascun polo della cellula è già aploide (1n2c).

4. Qual è il significato biologico della meiosi?

Negli animali e nell'uomo, la meiosi porta alla formazione di cellule germinali aploidi: i gameti. Durante il successivo processo di fecondazione (fusione dei gameti), l'organismo della nuova generazione riceve un corredo diploide di cromosomi, il che significa che conserva il cariotipo caratteristico di questo tipo di organismo. Pertanto, la meiosi impedisce l'aumento del numero di cromosomi durante la riproduzione sessuale. Senza un tale meccanismo di divisione, i corredi cromosomici raddoppierebbero ad ogni generazione successiva.

Nelle piante, nei funghi e in alcuni protisti, le spore si formano attraverso la meiosi.

I processi che si verificano nella meiosi (crossing over, divergenza indipendente di cromosomi e cromatidi) servono come base per la variabilità combinatoria degli organismi.

5. Confronta mitosi e meiosi, identifica somiglianze e differenze. Qual è la differenza principale tra meiosi e mitosi?

La differenza principale è che, a seguito della meiosi, l'insieme dei cromosomi nelle cellule figlie diminuisce di 2 volte rispetto alla cellula madre.

Analogie:

● Sono metodi di divisione delle cellule eucariotiche e richiedono energia.

● Accompagnato da una distribuzione accurata e uniforme del materiale ereditario tra le cellule figlie.

● Processi simili di preparazione cellulare alla divisione (replicazione, raddoppio dei centrioli, ecc.).

● Processi simili che si verificano nelle corrispondenti fasi della divisione (spiralizzazione dei cromosomi, disintegrazione della membrana nucleare, formazione del fuso di divisione, ecc.) e, di conseguenza, gli stessi nomi delle fasi (profase, metafase, anafase, telofase ). La seconda divisione della meiosi avviene con lo stesso meccanismo della mitosi di una cellula aploide.

Differenze:

● Come risultato della mitosi, le cellule figlie conservano l'insieme dei cromosomi inerenti alla cellula madre. Come risultato della meiosi, l'insieme dei cromosomi nelle cellule figlie diminuisce di 2 volte.

● La mitosi è una divisione cellulare, mentre la meiosi è costituita da due divisioni cellulari successive (meiosi I e meiosi II). Pertanto, come risultato della mitosi, da una cellula madre si formano due cellule figlie e come risultato della meiosi se ne formano quattro.

● A differenza della mitosi, la meiosi comporta la coniugazione di cromosomi omologhi e il crossover. Nota: esiste infatti anche il crossover mitotico (scoperto da K. Stern nel 1936), ma il suo studio non è previsto nel curriculum scolastico.

● Nell'anafase della mitosi, i cromatidi fratelli divergono verso poli diversi della cellula, mentre nell'anafase I della meiosi divergono i cromosomi omologhi.

E (o) altre caratteristiche significative.

6. Una cellula della radice di betulla contiene 18 cromosomi.

1) La cellula diploide dell'antera di betulla ha subito la meiosi. Le microspore risultanti si dividono per mitosi. Quante cellule si sono formate? Quanti cromosomi contiene ciascuno di essi?

2) Determinare il numero di cromosomi e totale cromatidi nelle cellule di betulla durante la divisione meiotica:

a) nel piano equatoriale della cellula in metafase I;

b) in metafase II;

c) ad ogni polo cellulare alla fine dell'anafase I;

d) a ciascun polo cellulare alla fine dell'anafase II.

1) La cellula della radice della betulla è somatica, il che significa che la betulla ha 2n = 18. Come risultato della meiosi, da una cellula madre con un set di cromosomi dimezzato si formano 4 cellule. Di conseguenza, dalla cellula diploide dell'antera si sono formate 4 microspore aploidi (n = 9).

Ciascuna microspora viene poi divisa per mitosi. Come risultato della mitosi, da ciascuna microspora si sono formate due cellule figlie con lo stesso corredo cromosomico. Pertanto, si sono formate un totale di 8 cellule aploidi.

Risposta: si sono formate 8 cellule, ciascuna contenente 9 cromosomi.

2) La formula del materiale ereditario situato nel piano equatoriale della cellula in metafase I è 2n4c, che per la betulla è di 18 cromosomi, 36 cromatidi. Una cellula in metafase II ha un set di 1n2c - 9 cromosomi, 18 cromatidi. Alla fine dell'anafase I, su ciascun polo della cellula c'è una serie di 1n2c - 9 cromosomi, 18 cromatidi e alla fine dell'anafase II - 1n1c - 9 cromosomi, 9 cromatidi.

Risposta: a) 18 cromosomi, 36 cromatidi; b) 9 cromosomi, 18 cromatidi; c) 9 cromosomi, 18 cromatidi; d) 9 cromosomi, 9 cromatidi.

7. Perché la meiosi non viene osservata negli organismi che non sono caratterizzati da riproduzione sessuale?

Nel ciclo di sviluppo di tutti gli organismi caratterizzati dalla riproduzione sessuale, avviene il processo di fecondazione: la fusione di due cellule (gameti) in una (zigote). Infatti, la fecondazione raddoppia il numero dei cromosomi. Pertanto, deve esserci anche un meccanismo che riduce il numero di cromosomi di 2 volte, e questo meccanismo è la meiosi. Senza la meiosi, i corredi cromosomici raddoppierebbero ad ogni generazione successiva.

Gli organismi che non si riproducono sessualmente non subiscono la fecondazione. Pertanto, non hanno meiosi, non ce n'è bisogno.

8. Perché è necessaria la seconda divisione della meiosi, poiché a seguito della prima divisione si è già verificata una diminuzione del numero di cromosomi di 2 volte?

Le cellule figlie formate come risultato della prima divisione meiotica hanno un insieme di 1n2c, cioè sono già aploidi. Tuttavia, ciascun cromosoma di tale cellula non è costituito da un cromatide, come dovrebbe essere in una cellula giovane che entra in un nuovo ciclo cellulare, ma da due, come in una cellula matura pronta a dividersi. Di conseguenza, le cellule con il set 1n2c non saranno in grado di compiere normalmente il ciclo cellulare (e, soprattutto, la replicazione nel periodo S). Pertanto, quasi immediatamente dopo la prima divisione meiotica, inizia la seconda, durante la quale i cromatidi fratelli divergono con la formazione di cromosomi monocromatici “normali”, caratteristici delle giovani cellule figlie.

Inoltre, come risultato della meiosi, negli animali e nell'uomo si formano gameti e nelle piante si formano spore. A causa del fatto che la meiosi non è una, ma due divisioni successive, il numero di gameti (o spore) formati aumenta di 2 volte.