§27. Деление клетки. Мейоз. Половые клетки
§27. Вспомните.
Задание №1
Как происходит половое размножение у растений и животных?
Ответ:
Половое размножение растений происходит с участием половых клеток — гамет. Системой органов полового размножения у покрытосеменных (цветковых) растений является цветок. Сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам, которые остаются на взрослом растении, и оплодотворяют их. Из зиготы развивается дочернее растение, содержащее двойной набор хромосом, но это «растение» не покидает материнское и растет прямо на нем, а также питается за его счет.
У животных половым называется размножение при помощи специальных половых клеток – гамет. Мужские гаметы называются спермиями, или сперматозоидами, женские – яйцеклетками.
Задание №2
В каких случаях происходит мейоз?
Ответ:
Мейоз происходит при образовании половых клеток: гамет (у животных) или при образованиии гаплоидных спор у растений.
Задание №3
Какой набор хромосом называют диплоидным?
Ответ:
Организм, гаметические клетки которого содержат по одной копии каждой хромосомы (один набор хромосом), можно считать гаплоидным, в то время как соматические клетки, содержащие по две копии каждой хромосомы (два набора хромосом), являются диплоидными.
Подумайте.
Задание №1
К чему приводит химическое и радиационное повреждение генетического аппарата половых клеток?
Ответ:
Химическое и радиационное повреждение генетического аппарата (ДНК) половых клеток приводит к мутациям, которые в будущем затронут зиготу. Эти мутации могут быть как несовместимы с жизнью (летальны), так и привести к уродствам и генетическим заболеваниям будущего организма.
Задание №2
При кроссинговере происходит обмен идентичными участками гомологичных хромосом. Какое значение может иметь это явление?
Ответ:
Процесс обмена идентичными участками гомологичных хромосом с содержащимися в них генами называют перекрестом хромосом или кроссинговером. В результате кроссинговера в гомологичных хромосомах возникают новые сочетания генов. Кроссинговер был обнаружен у всех организмов — животных, растений и микроорганизмов. Обмен идентичными участками мещду гомологичными хромосомами обеспечивает рекомбинацию генов. Это имеет большое значение для эволюции.
Тренируемся.
Задание №1
Какое строение имеют яйцеклетки и сперматозоиды?
Ответ:
Сперматозоид млекопитающих имеет форму длинной нити. Длина сперматозоида человека 50–60 мкм. В строении сперматозоида можно выделить «головку», «шейку», промежуточный отдел и хвостик. В головке находится ядро и акросома. Ядро содержит гаплоидный набор хромосом. Акросома — мембранный органоид, содержащий ферменты, используемые для растворения оболочек яйцеклетки. В шейке расположены две центриоли, в промежуточном отделе — митохондрии. Хвостик представлен одним, у некоторых видов — двумя и более жгутиками. Жгутик является органоидом движения и сходен по строению со жгутиками и ресничками простейших. Для движения жгутиков используется энергия макроэргических связей АТФ, синтез АТФ происходит в митохондриях.
Форма яйцеклеток обычно округлая. Размеры яйцеклеток колеблются в широких пределах — от нескольких десятков микрометров до нескольких сантиметров (яйцеклетка человека — около 120 мкм). К особенностям строения яйцеклеток относятся: наличие оболочек, располагающихся поверх плазматической мембраны и наличие в цитоплазме более или менее большого количества запасных питательных веществ.
Задание №2
В какую фазу мейоза происходит кроссинговер?
Ответ:
В профазе I деления мейоза происходит важнейший процесс, относящийся к генетической рекомбинации — кроссинговер, то есть обмен участками гомологичных хромосом. В результате этого процесса создаются новые комбинации генов в потомстве.
Задание №3
В чём отличие мейоза от митоза?
Ответ:
Отличие мейоза от митоза :
• В митозе одно деление, в мейозе − два.
• Митоз − вид клеточного деления, который происходит в процессе роста и развития организма, а мейоз − в процессе образования половых клеток.
• При митозе образуются две диплоидные клетки, а при мейозе − четыре гаплоидные клетки.
• Митоз лежит в основе бесполого размножения в отличие от мейоза.
• В результате митоза образуются генетически идентичные клетки, а в мейозе в следствие случайного расхождения хромосом и кроссинговера дочерние клетки генетически отличаются друг от друга.
Задание №4
Каково биологическое значение мейоза?
Ответ:
Образовавшиеся в результате мейоза клетки различаются своими хромосомными наборами, что обеспечивает разнообразие живых организмов. Число хромосом при мейозе уменьшается в два раза, что необходимо при половом размножении. Перекомбинация генов, осуществляемая в мейозе, приводит к внутривидовой изменчивости.
Совершенствуемся.
Задание №1
Используя ключевые слова параграфа, постройте основу схемы (ментальной карты), отражающей суть полового размножения организмов.
Ответ:
Задание №2
Сопоставьте процессы образования мужских и женских половых клеток. Ответ оформите в виде таблицы.
Ответ:
| Стадии | Образование мужских половых клеток | Образование женских половых клеток |
| Период размножения | Процесс идет с момента наступления половой зрелости до глубокой старости. Образовавшиеся клетки − сперматогонии. | Процесс идет в период внутриутробного развития плода.Образовавшиеся клетки − овогонии. |
| Период роста | Постоянный процесс. Образовавшиеся клетки − сперматоцит I порядка. | При наступлении менструального цикла. Образовавшиеся клетки − овоцит I порядка. |
| Период созревания | Произведены 4 клетки, которым надо только сформироваться для оплодотворения. Образовавшиеся клетки − сперматиды. | Только 1 из 4 клеток становится жизнеспособной яйцеклеткой, а 3 оставшиеся образуют полярные тельца. Образовавшаяся клетка − яйцеклетка. |
| Период формирования | Клетки дозревают до оплодотворения. У сперматазоидов появляется хвостик для движения. | Отсутствует. |
Задание №3
В чём преимущество полового размножения перед бесполым? Ответ обоснуйте.
Ответ:
Преимущество полового размножения перед бесполым заключаются в том, что происходит обмен наследственой информации между особями одного вида и объединение этой информации в новом организме. Также за счет увелечения разнообразия генов особи данного вида лучше приспосабливаются к условиям окружающнй среды.
Задание №4
Соматические клетки человека содержат 46 хромосом. Как изменится число хромосом и молекул ДНК в ядре при гаметогенезе перед началом деления и в конце телофазы мейоза I?
Ответ:
Перед началом деления идет интерфаза. В синтетический период в ней происходит удвоение молекул ДНК, генетический набор клетки становится − 46 хромосом 92 молекулы ДНК. А в конце телофазы мейоза происходит расхождение сестринских хромосом и генетический набор клетки становится − 23 хромосомы и 46 молекул ДНК.
