Мейоз и гаметогенез (кроссинговер, конъюгация, бивалент)
Мейоз — два последовательных деления после одной репликации; из одной диплоидной клетки — четыре гаплоидные, генетически разные.
| Мейоз I (редукционное) | Мейоз II (эквационное) |
|---|---|
| Профаза I: конъюгация гомологичных хромосом (биваленты из 4 хроматид), кроссинговер — обмен участками между гомологами → комбинативная изменчивость (2n4c) | Профаза II: короткая, без репликации (n2c) |
| Метафаза I: биваленты по экватору (2n4c) | Метафаза II: хромосомы из двух хроматид по экватору (n2c) |
| Анафаза I: к полюсам расходятся гомологичные хромосомы (по 2 хроматиды каждая) — независимое расхождение | Анафаза II: расходятся хроматиды |
| Телофаза I: две клетки n2c | Телофаза II: четыре клетки nc |
Значение мейоза: уменьшение числа хромосом вдвое → постоянство кариотипа при половом размножении; образование гамет (у животных) и спор (у растений); комбинативная изменчивость (кроссинговер + независимое расхождение хромосом + случайное оплодотворение). Место в жизненном цикле: у животных — при образовании гамет (гаметная редукция), у растений — при образовании спор (споровая редукция), у некоторых водорослей и грибов — при делении зиготы (зиготная редукция).
| Гаметогенез | Сперматогенез (семенники) | Оогенез (яичники) |
|---|---|---|
| Размножение (митоз) | Сперматогонии 2n2c, делятся всю жизнь с полового созревания | Оогонии 2n2c — только в эмбриональный период |
| Рост (интерфаза) | Сперматоциты I порядка 2n4c | Ооциты I порядка 2n4c, сильно растут, накапливают желток |
| Созревание (мейоз) | 2 сперматоцита II (n2c) → 4 сперматиды (nc) | 1 ооцит II + направительное тельце → 1 яйцеклетка (nc) + 3 направительных (полярных) тельца, которые гибнут |
| Формирование | Сперматозоиды: головка с ядром и акросомой (ферменты), шейка с митохондриями, жгутик | — (яйцеклетка покрыта оболочками, содержит желток) |
| Фаза | Что происходит | Набор |
|---|---|---|
| Профаза I | Спирализация хромосом, конъюгация гомологов (образование бивалентов), кроссинговер — обмен участками | 2n4c |
| Метафаза I | Биваленты выстраиваются по экватору; расположение каждой пары случайно и не зависит от других | 2n4c |
| Анафаза I | К полюсам расходятся целые гомологичные хромосомы (по две хроматиды каждая) — набор уменьшается вдвое | 2n4c → по n2c к полюсу |
| Телофаза I | Образуются две клетки с гаплоидным набором двухроматидных хромосом | n2c |
| Мейоз II | Идёт как митоз, без удвоения ДНК: расходятся сестринские хроматиды | n2c → n1c |
Поведение хромосом в мейозе и кроссинговер. Перед мейозом ДНК реплицируется (2n2c → 2n4c), и каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид. В профазе I гомологичные хромосомы сближаются и соединяются по всей длине (конъюгация), образуя бивалент — 2 хромосомы, 4 хроматиды. Несестринские хроматиды гомологов могут разрываться в одинаковых местах и обмениваться участками — это кроссинговер; места перекреста видны в микроскоп как хиазмы. После кроссинговера в одной хромосоме оказываются аллели и отцовского, и материнского происхождения. В метафазе I каждый бивалент ориентируется к полюсам случайно, поэтому в анафазе I отцовские и материнские хромосомы попадают в дочерние клетки в случайных сочетаниях.
| Зона | Сперматогенез | Овогенез |
|---|---|---|
| Размножение | Сперматогонии делятся митозом всю жизнь | Овогонии делятся митозом в основном до рождения |
| Рост | Небольшое увеличение клетки | Значительный рост, накопление желтка и питательных веществ |
| Созревание | Два деления мейоза дают 4 равноценных сперматозоида | Мейоз с неравномерным делением цитоплазмы: 1 яйцеклетка и 3 направительных тельца |
| Формирование | Образуются головка с акросомой, шейка с митохондриями, жгутик | Отдельной зоны нет |
Особенности оогенеза у млекопитающих. Размножение овогоний заканчивается ещё до рождения; ооциты I порядка останавливаются в профазе I мейоза и ждут своей овуляции годами — у женщины от 12 до 50 лет. Перед каждой овуляцией обычно созревает один фолликул: мейоз I завершается, из яичника выходит ооцит II порядка (n2c), остановленный в метафазе II, и второе деление завершается только после проникновения сперматозоида. Сперматогенез, наоборот, идёт непрерывно с полового созревания до старости; у человека от сперматогонии до зрелого сперматозоида проходит около 70 дней.
Значение мейоза: поддерживает постоянство числа хромосом вида (иначе при каждом оплодотворении набор удваивался бы), создаёт комбинативную изменчивость (кроссинговер и случайное расхождение хромосом), обеспечивает образование гаплоидных клеток — гамет у животных и спор у растений.
| Гаметогенез | Сперматогенез (семенники) | Оогенез (яичники) |
|---|---|---|
| Созревание (мейоз) | 2 сперматоцита II (n2c) → 4 сперматиды (nc) | 1 ооцит II + направительное тельце → 1 яйцеклетка (nc) + 3 направительных (полярных) тельца, которые гибнут |
| Фаза | Что происходит | Набор |
|---|---|---|
| Мейоз II | Идёт как митоз, без удвоения ДНК: расходятся сестринские хроматиды | n2c → n1c |
Гаметогенез — образование половых клеток; у животных он проходит в половых железах и включает одни и те же зоны.
Закрепите теорию: 7 терминов и 7 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.
Пройти урок arrow_forward