Кроссинговер в мейозе происходит на стадии: Мейоз — урок. Биология, 10 класс.

Мейоза таблица по фазам – схема кроссинговера, чем заканчивается первое деление

4.1

Средняя оценка: 4.1

Всего получено оценок: 525.

4.1

Средняя оценка: 4.1

Всего получено оценок: 525.

Подробно изучить процесс прохождения одной из форм деления диплоидной клетки, а именно со схемой мейоза, поможет данная статья. В ней вы узнаете из скольких фаз состоит данный процесс, какие особенности имеет каждая фаза, в какой фазе происходит конъюгация хромосом, что такое кроссинговер и какая результативность каждого этапа деления.

Материал подготовлен совместно с учителем высшей категории, кандидатом биологических наук Факторович Лилией Витальевной.

Опыт работы учителем биологии — более 31 года.

Значение понятия «мейоз»

Данная форма деления в основном характерна для клеток половой системы, а именно яичников и сперматозоидов. С помощью мейоза из материнской диплоидной клетки образуются четыре гаплоидные гаметы с n набором хромосом.

Состоит процесс из двух стадий:

Редукционная, мейоз 1 – состоит из четырёх фаз: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Первое деление мейоза заканчивается образованием из диплоидной клетки двух гаплоидных.
Еквационная стадия, мейоз 2, процессуально схожа с митозом. Для этого этапа характерно разделение сестринских хромосом и расхождение их к разным полюсам.

Делению клетки обязательно предшествует стадия интерфазы. На этой стадии в клетке происходят очень важные процессы: Удвоение или репликация ДНК, усиленный синтез белка, многие органоиды также удваиваются, например митохондрии, ЭПС, комплекс Гольджи и другие.

Каждый этап состоит из четырёх последовательных фаз, которые плавно переходят одна в другую. Между двумя стадиями деления интерфаза практически отсутствует, поэтому повторный процесс репликации ДНК не происходит.

Рис. 1. Схема первого деления мейоза.

Особенностью первой стадии деления является профаза 1, которая состоит из отдельных пяти этапов. Объяснение процессов, которые происходят на каждом из них, вы найдёте далее в таблице. В ходе профазы 1 хромосомы укорачиваются за счёт спирализации. Гомологичные хромосомы так плотно соединяются друг с другом, что происходит процесс конъюгации (сближение и слияние участков хромосом). В это время некоторые участки несестринских хромосом могут обменяться друг с другом, такой процесс называется кроссинговером.

Рис. 2. Схема второго мейотического деления.

Таблица по фазам мейоза

*Фаза*	*Особенности*
Профаза 1	Состоит из пяти этапов: Лептотена (тонкие нити) – вместо гранул хроматина появляются тонкие нити хромосом; Зиготена (объединение нитей) – происходит процесс конъюгации; Пахитена (толстые нити) – характерен кроссинговер участков хромосом; Диплотена (двойные нити) – просматриваются хиазмы и хроматиды; Диакинез – укорачиваются хромосомы, центромеры отталкиваются друг от друга, растворяются ядерные мембраны и ядрышко, формируется веретено деления.
Метафаза 1	Хромосомы попарно, в виде бивалентов выстраиваются на экваторе веретена деления, при этом ориентация центромер к полюсам абсолютно случайная.
Анафаза 1	Гомологичные хромосомы отходят к разным полюсам, при этом сестринские хромосомы всё ещё соединены центромерой.
Телофаза 1	Конец телофазы обозначен деспирализацией хромосом и образованием новой ядерной оболочки.
Профаза 2	Восстанавливается новое веретено деления, ядерная мембрана растворяется.
Метафаза 2	Хромосомы выстраиваются в экваториальной части веретена.
Анафаза 2	Центромеры расщепляются и сестринские хроматиды движутся к противоположным полюсам.
Телофаза 2	Из одного гаплоидного ядра образуются два с гаплоидным набором, внутри которых находится одна хроматида.

В результате такого деления из одной диплоидной клетки образуется четыре гаметы с гаплоидным набором. Генетически у каждой из четырёх клеток своё особенное генетическое содержимое.

Рис. 3. Схема гаметогенеза.

Процесс кроссинговер мейозу 2 не характерен, так как обмен участками между хромосомами происходит в профазе первого деления.

Что мы узнали?

Деление клеток половых желёз происходит с помощью мейоза, который состоит из двух этапов деления. Каждая стадия имеет четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Особенностью первого этапа деления является образование двух клеток с гаплоидным набором хромосом. В результате второго деления количество образованных гамет равно четырём.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

Пока никого нет. Будьте первым!

Оценка доклада

4.1

Средняя оценка: 4. 1

Всего получено оценок: 525.

А какая ваша оценка?

Стадии мейоза

☰

Мейоз — это деление диплоидных клеток, в результате которого образуются гаплоидные клетки. То есть из каждой пары гомологичных хромосом материнской клетки в дочерние попадает лишь одна хромосома. Мейоз лежит в основе формирования половых клеток – гамет. В результате слияния мужской и женской гамет диплоидный набор восстанавливается. Таким образом, одно из важных значений мейоза — это обеспечение постоянства числа хромосом у вида при половом размножении.

В клетке, которая приступает к мейотическому делению, уже произошло удвоение (репликация) хромосом, также как это происходит в интерфазе митоза. Так что каждая хромосома состоит из двух хроматид, и количество хромосом диплоидное. То есть по количеству генетической информации клетки вступающие в митоз и мейоз одинаковы.

В отличие от митоза мейоз протекает в два деления. В результате первого деления гомологичные хромосомы каждой пары расходятся в разные дочерние клетки, и образуются две клетки с гаплоидным числом хромосом, но каждая хромосома состоит из двух хроматид. Второе деление протекает также как митотическое, т. к. происходит разделение хроматид каждой хромосомы, и в дочерние клетки попадает по одной хроматиде каждой хромосомы.

Таким образом в результате мейоза образуется четыре клетки с гаплоидным набором хромосом. У самцов все четыре становятся сперматозоидами. А вот у самок только одна становится яйцеклеткой, другие отмирают. Это связано с тем, что только в одной клетке концентрируется запас питательных веществ.

Стадии, или фазы, первого мейотического деления:

Профаза I. Спирализация хромосом. Гомологичные хромосомы располагаются параллельно друг другу и обмениваются некоторыми гомологичными участками (конъюгация хромосом и кроссинговер, в результате которого происходит перекомбинация генов). Разрушается ядерная оболочка, начинает формироваться веретено деления.
Метафаза I. Пары гомологичных хромосом располагаются в экваториальной плоскости клетки. К центромере каждой хромосомы присоединяется нить веретена деления. Причем к каждой только одна таким образом, что к одной гомологичной хромосоме присоединена нить с одного полюса клетки, а к другой – с другого.
Анафаза I. Каждая хромосома из пары гомологичных отходит к своему полюсу клетки. При этом каждая хромосома продолжает состоять из двух хроматид.
Телофаза I. Образуются две клетки, содержащие гаплоидный набор удвоенных хромосом.

Стадии, или фазы, второго мейотического деления:

Профаза II. Разрушение ядерных оболочек, формирование веретена деления.
Метафаза II.

Хромосомы располагаются в экваториальной плоскости, к ним присоединяются нити веретена деления. Причем таким образом, что к каждой центромере присоединяются две нити — одна с одного полюса, другая — с другого.
Анафаза II. Хроматиды каждой хромосомы разделяются в области центромер, и каждая из пары сестринских хроматид уходит к своему полюсу.
Телофаза II. Формирование ядер, раскручивание хромосом, деление цитоплазмы.

На схеме показано поведение при мейозе только одной пары гомологичных хромосом. В реальных клетках их больше. Так в клетках человека содержится 23 пары. На схеме видно, что дочерние клетки генетически отличны друг от друга. Это важное отличие мейоза от митоза.

Следует отметить другое важное значение мейоза (первое, как уже было указано, – это обеспечение механизма полового размножения). В результате кроссинговера создаются новые комбинации генов. Они же создаются в результате независимого друг от друга расхождения хромосом при мейозе. Поэтому мейоз лежит в основе комбинативной изменчивости организмов, которая в свою очередь является одним из источников естественного отбора, т. е. эволюции.

На какой стадии мейоза происходит кроссинговер? (a) Пахитена (b) Лептотена (c) Метафаза (d) Анафаза

Дата последнего обновления: 29 марта 2023 г.

Просмотров сегодня: 6. 58k

Ответить

Проверено

282.9k+ просмотров

Подсказка: В этой стадии мейоза наблюдается образование рекомбинационных узелков. В конце этой фазы синаптонемный комплекс начинает растворяться. Название этой стадии означает «толстая нить». На этой стадии также наблюдается разрыв ДНК-хромосом.

Полный ответ:
Во время мейоза I в профазе I происходит кроссинговер. Профазу I можно разделить на лептотену, зиготену, пахитену, диплотену и диакинез.
Спаривание хромосом является характерной чертой мейоза, которая отличает его от митоза. Гомологичная пара хромосом во время профазы I мейоза I.
Стадия профазы I мейоза может быть развернута в следующие подстадии: лептотену, зиготену, пахитену, диплотену и диакинез.

На стадии лептотены хромосомы закручиваются, на стадии зиготены хромосомы спариваются, а на стадии пахитены происходит скрещивание несестринских хроматид гомологичных хромосом.
Кроссинговер — это процесс, при котором гомологичные хромосомы спариваются друг с другом и обмениваются различными сегментами генетического материала (ДНК) с образованием рекомбинантной хромосомы.
Диплотена характеризуется появлением хиазмы в местах, где произошел кроссинговер. При диакинезе хиазма подвергается терминализации, и обе гомологичные хромосомы расходятся.

Итак, правильный ответ: «пахитена».

Примечание:
Рекомбинация включает взаимный обмен сегментами несестринских хроматид между гомологичными хромосомами. Это происходит путем разрыва и воссоединения сегментов хроматид. Разрыв, называемый надрезом, завершается ферментом эндонуклеазой, а воссоединению, называемому отжигом, способствует ферментная лигаза
. У людей мейоз наблюдается в гаплоидных клетках гамет. Изменчивость происходит за счет мейоза, так как в метафазе I наблюдается кроссинговер и случайная ориентация гомологичных пар.0025

Недавно обновленные страницы

Большинство эубактериальных антибиотиков получены из биологии ризобия класса 12 NEET_UG

Биоинсектициды саламина были извлечены из класса 12 Biology NEET_UG

Какое из следующих утверждений, касающихся Baculoviruses, 12 Biology Neet_ug

. Какое из следующих утверждений, касающихся Baculoviruses, 12 Biology Neet_ug

. муниципальные канализационные трубы не должны быть непосредственно 12 класса биологии NEET_UG

Очистка сточных вод выполняется микробами A B Удобрения 12 класса биологии NEET_UG

Иммобилизация фермента – это конверсия активного фермента класса 12 биологии NEET_UG

Большинство эубактериальных антибиотиков получают из биологического класса Rhizobium 12 NEET_UG

Саламиновые биоинсектициды были извлечены из биологического класса А 12 NEET_UG

12 класс биологии NEET_UG

Канализационные или городские канализационные трубы не должны быть напрямую 12 класс биологии NEET_UG

Очистка сточных вод выполняется микробами A B Удобрения 12 класс биологии NEET_UG

Иммобилизация фермента — это преобразование активного фермента класса 12 в биологии NEET_UG

Тенденции сомнений

Генетика, мейоз — StatPearls — NCBI Bookshelf

Gottlie F. Samantha F.; Айшвария Гулани; Дэвид Х. Тегей.

Информация об авторе и организациях

Последнее обновление: 8 августа 2022 г.

Введение

Тело состоит из триллионов соматических клеток, способных делиться на идентичные дочерние клетки, что способствует росту организма, восстановлению и реакции на меняющаяся среда. Этот процесс называется «митоз». В гаметах происходит другая форма клеточного деления, называемая «мейозом». Результатом мейоза является создание дочерних клеток, сперматозоидов или яйцеклеток, путем редукционного деления, что приводит к гаплоидному набору хромосом, так что при соединении с другой половой клеткой при оплодотворении в оплодотворенной яйцеклетке восстанавливается новый диплоидный хромосомный набор. [1][2][3]

Геномное разнообразие и генетическая изменчивость возникают в процессе мейоза вследствие хромосомной рекомбинации и независимого ассортимента. Каждая созданная дочерняя клетка генетически наполовину идентична своей родительской клетке, но заметно отличается от своей родительской клетки и других дочерних клеток.

Клеточный

Геном кодируется химической последовательностью нуклеотидов ДНК внутри наших клеток. Если растянуть из конца в конец, длина ДНК в одной клетке составит около 3 метров. Чтобы поместиться в каждую клетку, ДНК конденсируется белками, чтобы создать «хроматин», комплекс ДНК и белков. Соматические клетки человека содержат 23 парные хромосомы или 46 хромосом в целом. 46 считается «диплоидным» числом (2n), а 23 считается «гаплоидным» числом (1n), или половиной диплоидного числа.[6][7]

Функция

Мейоз важен для создания геномного разнообразия видов. Это достигается главным образом за счет двух процессов: самостоятельной сортировки и кроссинговера (рекомбинации).

Закон независимого ассортимента гласит, что случайная ориентация гомологичных пар хромосом во время метафазы I позволяет производить гаметы с множеством различных наборов гомологичных хромосом. Например, тетрады, содержащие хромосомы 1А/1В и 2А/2В, могут создавать 2 различных варианта в дочерних клетках: 1А2А, 1А2В, 1В2А или 1В2В. Имея 46 клеток в организме человека, можно произвести около 8 миллионов различных вариаций.
Кроссинговер относится к феномену, происходящему во время профазы I. Когда гомологичные хромосомы собираются вместе, образуя тетрады, плечи хроматид могут случайным образом меняться местами, создавая гораздо больше возможностей для генетической изменчивости гамет.

Механизм

Клеточный цикл состоит из двух частей: интерфазы и митоза/мейоза. Интерфаза может быть далее подразделена на Рост 1 (G1), Синтез (S) и Рост 2 (G2). Во время фазы G клетка растет, производя различные белки, а во время фазы S ДНК реплицируется, так что каждая хромосома содержит две идентичные сестринские хроматиды (с). Митоз состоит из 4 фаз: профазы, метафазы, анафазы и телофазы.

Митоз

Профаза : Ядерная оболочка разрушается. Хроматин конденсируется в хромосомы.
Метафаза : Хромосомы выстраиваются вдоль метафазной пластинки. Микротрубочки, происходящие из центросом на 2 противоположных полюсах клетки, прикрепляются к кинетохорам каждой хромосомы.
Анафаза : Хроматиды расходятся и тянутся микротрубочками к противоположным концам клетки.
Телофаза : Хромосомы собираются на полюсах клетки, и клетка делится посредством цитокинеза, образуя 2 дочерние клетки. Снова появляется ядерная оболочка, веретенообразный аппарат исчезает, и хромосомы деконденсируются обратно в хроматин.

Теперь клетка может войти в интерфазу, где она снова растет и реплицирует свою ДНК, готовясь к делению.

Мейоз дважды проходит все 5 фаз клеточного цикла с модифицированными механизмами, которые в конечном итоге создают гаплоидные клетки вместо диплоидных. В сперматозоидах, мужских гаметах, мейоз протекает следующим образом:

Мейоз I

Профаза I: Ядерная оболочка разрушается. Хроматин конденсируется в хромосомы. Гомологичные хромосомы, содержащие две хроматиды, объединяются в тетрады, соединяясь своими центромерами (2n 4c). Это когда происходит «кроссинговер», который создает генетическую изменчивость.
Метафаза I: Тетрады выстраиваются вдоль метафазной пластинки. Микротрубочки, происходящие из центросом на 2 противоположных полюсах клетки, прикрепляются к кинетохорам каждой хромосомы.
Анафаза I: Гомологичные хромосомы разделены микротрубочками к противоположным полюсам клетки.
Телофаза I: Хромосомы собираются на полюсах клетки, и клетка делится путем цитокинеза, образуя 2 дочерние клетки (1n 2c). Снова появляется ядерная оболочка, веретенообразный аппарат исчезает, и хромосомы деконденсируются обратно в хроматин.

Интеркинез/Интерфаза II

Между каждым раундом мейоза есть короткая пауза, дающая клетке время пополнить запасы белков; однако фазы S нет.

Мейоз II

Профаза II: В каждой из дочерних клеток формируется новый веретенообразный аппарат, распадается ядерная оболочка и хроматин снова конденсируется в хромосомы.
Метафаза II: Хромосомы выстраиваются вдоль метафазной пластинки. Микротрубочки, происходящие из центросом на 2 противоположных полюсах клетки, прикрепляются к кинетохорам каждой хромосомы.
Анафаза II: Сестринские хроматиды расходятся и притягиваются микротрубочками к противоположным полюсам клетки.
Телофаза II: Хромосомы собираются на 2 полюсах клетки, и клетка делится посредством цитокинеза, образуя 2 дочерние клетки (1n 1c) из каждой из двух клеток мейоза I. Снова появляется ядерная оболочка, веретено аппарат исчезает, и хромосомы деконденсируются обратно в хроматин.

В яйцеклетках, женских гаметах, мейоз протекает в одних и тех же общих фазах с небольшими вариациями. Во время телофазы I цитоплазма делится неравномерно, создавая более крупную дочернюю клетку и меньшее полярное тельце. Затем полярное тельце и дочерняя клетка вступают в мейоз II. В телофазе II цитоплазма дочерней клетки снова делится неравномерно и создает дочернюю клетку и еще одно полярное тельце. Кроме того, полярное тельце мейоза I делится и образует 2 меньших полярных тельца. После завершения мейоза остается одна дочерняя клетка (1n, 1c) и 3 полярных тельца (1n 1c). Полярные тельца распадаются, поскольку им не хватает цитоплазмы и белков, чтобы выжить в виде гамет.

Клиническое значение

Клинически ошибки в мейозе могут привести к опасным для жизни последствиям. Наиболее распространенной ошибкой мейоза является нерасхождение, когда хроматиды не могут разделиться ни во время анафазы I, ни во время анафазы II, создавая дисбаланс числа хромосом в каждой дочерней клетке. Большинство дисбалансов несовместимы с жизнью, но некоторые приводят к появлению жизнеспособного потомства со спектром нарушений развития. Эти заболевания включают синдром Дауна, синдром Патау, синдром Эдвардса, синдром Клайнфельтера, синдром Тернера, синдром тройной X и синдром XYY.

Контрольные вопросы

Доступ к бесплатным вопросам с несколькими вариантами ответов по этой теме.
Комментарий к этой статье.

Ссылки

1.: Зелковски М., Олсон М.А., Ван М., Павловски В. Разнообразие и детерминанты ландшафтов мейотической рекомбинации. Тенденции Жене. 2019 май; 35(5):359-370. [PubMed: 30948240]
2.: Арбель-Эден А., Симхен Г. Повышенная мутагенность в мейозе и его механизм. Биоэссе. 2019Апр; 41(4):e1800235. [PubMed: 30920000]
3.: Вийверберг К., Озиас-Акинс П., Шранц М.Э. Идентификация и создание генов для партеногенеза у растений. Фронт завод науч. 2019;10:128. [Бесплатная статья PMC: PMC6389702] [PubMed: 30838007]
4.: Гелдоф А., Маккей Д.Г., Чеонг Ю., Верпоест В. Генетическая диагностика субфертильности: влияние мейоза и материнские эффекты. J Med Genet. 2019 май; 56(5):271-282. [Бесплатная статья PMC: PMC6581078] [PubMed: 30728173]
5.: Симпсон Б., Таппер С., Эл Абуд Н.М. StatPearls [Интернет].