В конъюгация и кроссинговер в клетках животных происходит: Мейоз — урок. Биология, 10 класс.

Мейоз — Умскул Учебник

На этой странице вы узнаете

• Умеют ли хромосомы танцевать?
• Кто такие химеры? 
• Почему в половых клетках только гаплоидный набор хромосом?

Существует легенда о том, что природа создает 8 одинаковых людей и расселяет их по миру, чтобы хотя бы один из них выжил. А их встреча приводит к сбою системы и неминуемой гибели одного из них. Конечно, это все из раздела фантастики. Возможно,  вы когда-то задумывались, почему нет абсолютно одинаковых людей, за исключением близнецов. Даже братья и сестры, имеющие одних родителей отличаются внешне. Данная статья поможет раскрыть эту тайну.

Понятие мейоза

Мейоз — это способ деления ядра клеток, в результате которого происходит уменьшение числа хромосом так, что из каждой пары гомологичных хромосом дочерняя клетка получает только одну хромосому.

Мейоз — это основа для такого процесса, как размножение. У представителей царства Животные, благодаря мейозу, образуются половые клетки, у высших растений — споры, а у грибов и водорослей — клетки мицелия или таллома, формируемые из зиготы. 

В тестовых заданиях ОГЭ и ЕГЭ часто встречается вопрос о том, в каких именно клетках живых организмов происходит процесс мейоза.

В каких клетках происходит мейоз:

1) клетках крови птицы
2) меристемы пшеницы
3) половых желез мыши
4) мышцах человека

В данном случае правильный ответ — 3. И секрет успешного ответа очень прост — достаточно знать, что мейоз всегда приводит к образованию клеток, участвующих в размножении, и всегда сопровождается уменьшением числа хромосом. 

Перед делением клетка вступает в подготовительную стадию — интерфазу. В ней выделяют следующие периоды:

G1-период	Происходит рост клетки, синтез (образование) необходимых органоидов и веществ.
S-период	Каждая хроматида (из которых состоят хромосомы) копируется. Число хромосом остается прежним, но каждая из них состоит из двух идентичных сестринских хроматид, соединяющихся в области центромер. Этот процесс называется репликация — процесс удвоения хромосом. Соответственно, количество цепей ДНК также увеличивается вдвое.
G2-период	Продолжается рост клетки и синтез веществ.

Клетка, которая непосредственно вступает в процесс деления, — диплоидная с удвоенным количеством ДНК — 2n4c.

Более подробно обо всех процессах, происходящих во время интерфазы, вы можете прочитать в статье «Митоз», так как интерфаза перед митозом и мейозом происходит идентично.

После того как клетка завершит подготовку к делению, она приступает к самому делению.

Мейоз состоит из двух делений: первое редукционное, в котором число хромосом и молекул ДНК уменьшается вдвое, и второе — эквационное, во время которого число хромосом сохраняется, а количество ДНК уменьшается вдвое.

Первое деление мейоза (редукционное)

Фаза	Процессы
Профаза I       2n4c
Лептотена	Хромосомы очень тонкие. Каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид. Визуально хромосомы неразличимы.
Зиготена	В клетке происходит конъюгация. Во время этого процесса гомологичные хромосомы узнают друг друга и соединяются.   Гомологичные хромосомы — это пара хромосом (одна материнская, другая отцовская), которые имеют один и тот же набор генов.  Данные гомологичные хромосомы, соединенные в пары, принято называть бивалентами. Оболочка ядра начинает распадаться, к противоположным полюсам клетки расходятся центриоли, начинают образовываться нити веретена деления, ядрышки исчезают.
Пахитена	Спирализация и компактизация хромосом: они утолщаются и укорачиваются. Происходит кроссинговер.  Кроссинговер — процесс, в ходе которого гомологичные хромосомы обмениваются участками. Кроссинговер приводит к рекомбинации генов, то есть теперь сестринские хроматиды в каждой хромосоме неодинаковы. Поэтому братья и сестры неодинаковы, хотя у них одни и те же родители. Исключением являются однояйцевые близнецы.
Диплотена	Хромосомы отталкиваются друг от друга в области центромеры, а в области плеч они остаются соединенными. Они как будто бы держатся за ручки парами.  Хиазма — точка, в которой две гомологичные несестринские хроматиды обмениваются генетическим материалом в ходе кроссинговера.
Диакинез	Гомологичные хромосомы отталкиваются еще сильнее и удерживаются только концами плеч. Образуется веретено деления.
Метафаза I  2n4c	Биваленты перемещаются к экватору и выстраиваются в ряд, образуя метафазную пластинку. К центромере, к каждой двухроматидной хромосоме, прикрепляется одна нить веретена деления. Многие русские народные танцы подразумевают хоровод в своем составе. Вот в метафазу I биваленты выстраиваются хороводом по экватору клетки.
Анафаза I 2n4c	Нити веретена деления разрывают биваленты. К противоположным полюсам клетки расходятся хромосомы. Каждая хромосома удвоена и состоит из двух сестринских хроматид. В некоторых народных танцах в определенный момент танцующие выстраиваются в две «стенки» (два ряда) напротив друг друга и расходятся назад. Также танцуют и хромосомы, расходясь к полюсам клетки.
Телофаза I n2c	Хромосомы деспирализуются, то есть становятся тонкими. Вокруг хромосом восстанавливается оболочка ядра и ядрышко. Далее цитоплазма клетки делится (цитокинез). Образуются 2 дочерние клетки, ядра которых содержат число хромосом, уменьшенное вдвое по сравнению с материнской клеткой.

Умеют ли хромосомы танцевать? Да. В процессе деления они передвигаются по цитоплазме клетки, будто бы совершая движения сложного и хорошо отрепетированного танца. Во время танца хромосомы могут обмениваться гомологичными участками, то есть теми участками, в которых расположены одинаковые гены. В результате таких переносов возникает множество новых комбинаций. Поэтому мы похожи немного на папу и немного на маму.

Второе деление мейоза (эквационное)

Интерфаза между первым и вторым делениями короткая, в ней не происходит репликации ДНК, и каждая хромосома содержит по две сестринские хроматиды.

Дальше процессы деления будут проходить в двух образовавшихся клетках параллельно. Обратите, пожалуйста, внимание, дальше мы будем говорить только про одну из них.

Фаза	Процессы
Профаза II  n2c	Постепенно разрушаются ядерная оболочка и ядрышко. Хромосомы спирализуются, то есть утолщаются и становятся хорошо различимы. Центриоли расходятся по полюсам клетки. Формируется веретено деления.
Метафаза II   n2c	Хромосомы, как ответственные танцоры хоровода, выстраиваются в линию по экватору клетки.  Одним концом нити веретена деления прикрепляются к центромерам, другим концом к центриолям.
Анафаза II  2n2c	Нити веретена деления делят двухроматидные хромосомы на две однохроматидные хромосомы.  Дочерние хромосомы расходятся по полюсам клетки. В итоге из каждой хромосомы образовались 2 новые, при этом количество ДНК не поменялось. Хромосомный набор у каждого полюса — 1n1c, в клетке — 2n2c.
Телофаза II nc	Вокруг каждого набора хромосом образуется ядро.  Каждое ядро ​​состоит из гаплоидного набора хромосом. Нити веретена деления исчезают. Происходит цитокинез.  В итоге из одной диплоидной клетки образовались 4 клетки с гаплоидным (одинарным) набором хромосом.

Кто такие химеры? Ученые биологи из Японии, Испании и США создали эмбрион, в котором объединили клетки свиньи и человека. Ученые ввели в яйцеклетку человека стволовые клетки свиньи. Такой эмбрион назвали химерой. По этическим причинам такое скрещивание запрещено и не подлежит дальнейшим исследованиям.

Разница между митозом и мейозом

Эту иллюстрацию можно распечатать и поместить в рамочку на своем столе, так как она идеально отражает отличия митоза от мейоза. На экзамене часто в заданиях разной степени сложности попадаются вопросы об этом. Итак, важное отличие митоза от мейоза: 

• В итоге митоза образуется две дочерние диплоидные (с количеством хромосом, характерным для любой особи данного вида) клетки, полностью идентичные материнской. На рисунке они такие же фиолетовые с 46 хромосомами, как и материнская. 

• В итоге мейоза образуется четыре дочерние клетки с гаплоидным набором хромосом (половина от диплоидного). При этом в процессе кроссинговера и независимого расхождения в них произошло изменение генетической информации. Поэтому на рисунке каждая из них отличается цветом и числом хромосом от материнской. 

Во всех вариантах ЕГЭ обязательно присутствуют задания на определение количества хромосом в той или иной фазе митоза или мейоза. Ниже приведены примеры таких заданий относительно мейоза и их решения.

Пример 1.
В клетках слизистой оболочки желудка позвоночного животного 24 хромосомы. Определите количество хромосом в профазе мейоза 2 при образовании гамет? В ответ запишите только соответствующее число.

Решение. 
В профазе второго деления клетки набор хромосом — n2c, так как во время телофазы первого деления количество хромосом уменьшилось вдвое. Здесь нужно вспомнить, что клетки слизистой оболочки желудка соматические, а это значит, что они диплоидные 2n2c (n — число хромосом, c — число ДНК). Следовательно, необходимо количество хромосом уменьшить вдвое.

Ответ: 12.

Пример 2.
Соматические клетки лошади содержат 40 хромосом. Определите количество хромосом и молекул ДНК в ядре при образовании гамет перед началом деления и в конце телофазы мейоза II? 

Решение.
В соматических клетках двойной набор хромосом 2n2c — 40 хромосом и 40 молекул ДНК.
В интерфазе, перед началом деления, проходит репликация ДНК, генетический набор 2n4с — 40 хромосом и 80 молекул ДНК.
В конце телофазы мейоза II набор nc — 20 хромосом и 20 молекул ДНК.

Ответ: перед началом деления — 40 хромосом и 80 молекул ДНК, в конце телофазы мейоза II — 20 хромосом и 20 молекул ДНК.

Биологическое значение мейоза

1. Мейоз дает возможность образовывать гаметы у животных и споры у большинства растений и грибов.
2. Результатом мейоза является уменьшение количества хромосом вдвое. Благодаря этому, сохраняется постоянство числа хромосом в поколениях. 
3. Во время мейоза происходит перетасовка генов — кроссинговер. Данная перетасовка — основа комбинативной изменчивости (о которой вы можете почитать в статье «Закономерности изменчивости») и разнообразия живого мира.

Почему в половых клетках только гаплоидный набор хромосом? Только представьте, если бы этот процесс проходил иначе, тогда набор хромосом из поколения в поколение увеличивался бы вдвое. Например, у человека при оплодотворении сперматозоид, имеющий 46 хромосом, сливался бы с яйцеклеткой с таким же набором. Зародыш получил бы 92 хромосомы, а это только первое поколение!  С генетической точки зрения это привело бы к накоплению мутаций, фенотипических изменений, но, скорее всего, даже к летальному исходу.

Фактчек

• Мейоз — деление, в процессе которого из одной диплоидной (2n) клетки образуется 4 гаплоидные (n) клетки.
• Мейоз у животных происходит при формировании гамет. Мейоз у большинства растений и грибов происходит при образовании спор.
• Мейоз состоит из двух делений. Первое деление — редукционное: уменьшается плоидность клетки в результате расхождения гомологичных хромосом по двум разным дочерним клеткам. Второе деление — эквационное: как и при митозе, расходятся сестринские хроматиды.
• Мейоз является основой комбинативной изменчивости.

Проверь себя

Задание 1.
Когда происходит конъюгация хромосом?

1. зиготена
2. лептотена
3. пахитена
4. диплотена

Задание 2.
В какой фазе мейоза 1 происходит кроссинговер?

1. метафаза 1
2. профаза 1
3. анафаза 1
4. телофаза 1

Задание 3.
В какой фазе мейоза биваленты расходятся по полюсам клетки?

1. метафаза 1
2. анафаза 2
3. анафаза 1
4. профаза 2

Задание 4.
Каков набор хромосом и количество ДНК в начале первого деления мейоза?

1. 2n2c
2. 4n4c
3. n2c
4. 2n4c

Ответы: 1. — 1; 2. — 2; 3. — 3; 4. — 4.

32) Размножение клеток. Мейоз. Понятия: конъюгация и кроссинговер.

Одно поколение сменяет другое, организмы рождаются и умирают, но виды живут тысячелетия, сохраняя свои признаки в основных чертах неизменными. Каждое растение или животное оставляет после себя потомство, и этот процесс повторяется снова и снова.    Последовательные стадии митоза (цвета условны).

Преемственность организмов создает бессмертие вида. Преемственность организмов — это прежде всего преемственность клеток. Две половые клетки — отцовский сперматозоид и материнская яйцеклетка, — сливаясь, образуют одну клетку — зиготу, обладающую задатками признаков отцовского и материнского организмов. Эта клетка делится несметное число раз, создавая новый организм. Достигнув зрелости, организмы размножаются вновь.

Способ размножения клеток был открыт далеко не сразу. Мысль, что каждое ядро также происходит только из ядра, возникла у ученых давно. Но они полагали, что ядро просто делится на две примерно равные части. Роль ядра, вернее составных частей ядра, в таком важнейшем акте жизнедеятельности, как деление клеток, была окончательно выяснена лишь к концу XIX в.

Еще в 50-х годах XIX в. немецкий ботаник В. Гофмейстер обнаружил в ядре клеток традесканции своеобразные структуры. Не зная их истинного назначения, Гофмейстер зарисовал эти изогнутые палочки. Зарисовал и забыл о своем рисунке. А это была огромная находка: Гофмейстер открыл хромосомы. Открытие оставалось не замеченным до тех пор, пока в 70-х годах XIX в. хромосомы не привлекли внимание ученых.

Прежде всего ученые заметили некоторые особенности движения хромосом в делящихся клетках. Превращения хромосом во время деления клеток обрастали подробностями. Во-первых, было обнаружено расщепление хромосом на две одинаковые части во всех делящихся клетках. Во-вторых, оказалось, что во всех случаях хромосомы распределялись между дочерними клетками точно поровну. Стоило этому процессу нарушиться, и организмы, клетки которых получали неравное число хромосом, заболевали и умирали. В-третьих, было установлено, что каждому из видов животных и растений свойственно свое число хромосом в ядрах клеток. Нашлись организмы, у которых половые клетки содержали всего по одной хромосоме (например, один из видов аскарид).

А у некоторых организмов (среди простейших) число хромосом более трехсот. В наше время твердо установлено, что хромосомный набор — одна из важнейших характеристик живых организмов.

Но если число хромосом в ядре каждой клетки должно быть строго постоянным, должен существовать какой-то особый механизм, благодаря которому сохраняется это число хромосом. Такой механизм деления клеток был обнаружен на самом деле. Процесс деления ядра, или митоз, в наше время хорошо изучен. Все стадии митоза имеют свои названия. Когда хотят сказать о неделящемся, покоящемся ядре, говорят, что оно находится в 

интерфазе —фазе, промежуточной между двумя последовательными делениями. Что же представляет собой интерфазное ядро?

Начнем с его границы. Подобно древним крепостям, окруженным двумя стенами, ядро заключено в двухслойную оболочку. Эта двухслойная защита ядра пронизана порами, через которые ядро может общаться с окружающей его со всех сторон цитоплазмой.

За оболочкой расположено содержимое ядра, которое в обычный микроскоп выглядит как сплошная слегка зернистая масса.

Зернышки невелики и равномерно распределены по ядру. В ядре с помощью светового микроскопа удается обнаружить только одну деталь — шарообразную или овальную структуру, которую назвали ядрышком. Если же рассматривать ядро не в световой, а в электронный микроскоп, то удается заметить длинные, очень тонкие нити. Они невидимы в обычный световой микроскоп.

Как удалось установить, эти нити составлены из особых полимерных молекул нуклеиновых кислот, окруженных молекулами особых (так называемых гистонных) белков. В конце интерфазы перед митозом происходит важное изменение в нуклеиновых кислотах: их молекулы удваиваются. Рядом с имеющейся нитью выстраивается вторая такая же нить.

Первая стадия непрямого деления ядра — митоза (или кариокинеза, как его раньше называли) — получила название

профазы. Зернышки интерфазного ядра начинают перемещаться все более интенсивно, уплотняться, увеличиваться в размерах. Нити нуклеопротеидов (комплексы белков с нуклеиновыми кислотами, из которых состоят хромосомы) в это время скручиваются, как говорят цитологи, спирализуются. Подобно тому как из тонкой длинной проволочки можно свернуть короткую толстую спираль, так и нить нуклеопротеида сворачивается в более короткую и гораздо более толстую структуру. А толстую структуру увидеть проще.

Не удивительно, что теперь в клетке, рассматриваемой в световой микроскоп, проступают контуры нитей, до этого невидимых. Эти нити (их называют хроматиновыми) постепенно еще более укорачиваются и утолщаются, и, наконец, структуры приобретают вид хромосом. Иногда удается заметить, что они расщеплены продольно и состоят из двух половинок — 

сестринских хроматид. К моменту формирования хромосом в ядре происходит еще два удивительных события. Во-первых, исчезает ядрышко (или ядрышки). Во-вторых, растворяется оболочка, и ядро теперь соприкасается с цитоплазмой всей своей поверхностью. Этим профаза заканчивается.

Начинается метафаза. Хромосомы разворачиваются и выстраиваются в плоскости, рассекающей ядро по экватору. Эту плоскость называют 

экваториальной пластинкой.  В этот момент особенно четко видимы еще одни участники акта деления хромосом. Оказывается, что с двух полюсов клетки к каждой хромосоме тянутся особые нити. Они присоединяются к хромосомам не как попало, а только в определенных местах, там, где находятся светлые колечки — так называемые центромеры. Другие концы нитей собраны в полюсах клетки, где также находятся особые тельца — центросомы. Хотя хромосомы к моменту выстраивания в экваториальной пластинке уже разделились пополам на две сестринские хроматиды, они нередко еще сцеплены в одной точке. Такой точкой как раз и является центромера. К концу метафазы на мгновение всякие движения замирают. Затем все центромеры делятся пополам, и каждая из половинок хромосом оказывается свободной, снабженной своей центромерой и своей нитью. Хроматиды уже можно назвать  сестринскими или дочерними хромосомами.

Все дочерние хромосомы расходятся и начинают двигаться к полюсам ядра. Наступает следующая стадия —анафаза.  Складывается впечатление, что именно нити, укорачиваясь, тянут хромосомы к полюсам. Как только хромосомы собираются в полюсах ядра, анафаза заканчивается, и ядро вступает в последнюю стадию деления.

Эта стадия — телофаза, обратная профазе. Хромосомы начинают удлиняться, утончаться, образуются хроматиновые нити, они перепутываются и формируют клубок. Ядро превращается в интерфазное. Каждая из половинок разделившегося ядра обособляется своей оболочкой, снова появляются ядрышки, а через некоторое время по центру клетки воздвигается перегородка. Телофаза завершается полным обособлением образовавшихся дочерних клеток — цитокинезом.

Продолжительность митоза в клетках разных организмов различна: иногда около часа, иногда короче. В яйцах плодовой мушки дрозофилы митоз завершается всего за 9 мин, у других организмов он продолжается дольше, но, пожалуй, очень редко длится дольше полутора часов. Самая длительная стадия — профаза.

Кроссинго́вер (другое название в биологии перекрёст) — явление обмена участками гомологичных хромосом во время конъюгации в профазе I мейоза. Помимо мейотического описан также митотический кроссинговер.

Поскольку кроссинговер вносит возмущения в картину сцепленного наследования, его удалось использовать для картирования «групп сцепления» (хромосом). Возможность картирования была основана на предположении о том, что, чем чаще наблюдается кроссинговер между двумя генами, тем дальше друг от друга расположены эти гены в группе сцепления и тем чаще будут наблюдаться отклонения от сцепленного наследования. Первые карты хромосом были построены в 1913 г. для классического экспериментального объекта плодовой мушки 

Drosophila melanogaster Альфредом Стёртевантом, учеником и сотрудником Томаса Ханта Моргана.

Конъюгация

        1) у водорослей конъюгат — своеобразный половой процесс, при котором происходит слияние содержимого двух внешне сходных вегетативных клеток. 2) У инфузорий — обмен половыми ядрами и последующее их попарное слияние; инфузории при этом сближаются по двое сторонами, на которых находится ротовое отверстие.

При слиянии макронуклеус (вегетативное ядро) постепенно разрушается, а микронуклеус (половое ядро) двукратно делится путём мейоза, после чего 3 ядра разрушаются, а 1 делится снова и каждая из его половинок обменивается на половинку ядра партнёра, т. е. происходит их слияние и образуется синкарион, в результате чего восстанавливается двойной набор хромосом. Затем синкарион делится и часть продуктов деления превращается в макронуклеус, а другая часть — в микронуклеусы. Иногда из одной клетки в другую переходит при этом небольшое количество цитоплазмы. В деталях процесс К. у инфузорий сильно варьирует. 3) У бактерий — способ переноса генетического материала от одной бактериальной клетки к другой. При этом две бактерии соединяются тонким мостиком, через который из одной клетки (донора) в другую (реципиент) переходит отрезок нити дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Наследственные свойства реципиента изменяются в соответствии с количеством генетической информации, заключённой в переданном кусочке ДНК (см.  Генетика микроорганизмов). 4) Конъюгация хромосом — попарное временное сближение гомологичных хромосом, во время которого между ними может произойти обмен гомологичными участками. После К. хромосомы расходятся.

Understanding Crossing Over — биология для старших классов

Все ресурсы по биологии для старших классов

10 диагностических тестов 247 практических тестов Вопрос дня Карточки Learn by Concept

High School Biology Help » Клеточная биология » Клеточный отдел » Мейоз » Понимание кроссинговера

На какой стадии мейоза происходит кроссинговер?

Возможные ответы:

Метафаза I

Профаза II

Анафаза I

Профаза I

Правильный ответ:

Профаза I

Объяснение:

Во время профазы I гомологичные хромосомы выстраиваются одна в другую, образуя тетрады. Во время этого выравнивания последовательности ДНК могут обмениваться между гомологичными хромосомами. Этот тип генетической рекомбинации называется кроссинговером и позволяет дочерним клеткам мейоза быть генетически уникальными друг от друга.

Кроссинговер может происходить только между гомологичными хромосомами. Клетки становятся гаплоидными после мейоза I и больше не могут осуществлять кроссинговер.

Сообщить об ошибке

Какова эволюционная цель клеток, подвергающихся кроссинговеру?

Возможные ответы:

Для получения двух клеток вместо одной

Для поддержания высокой избыточности клеток

Для производства генетически идентичных гамет

Для увеличения генетического разнообразия

Для предотвращения образования мутаций

Правильный ответ:

Для увеличения генетического разнообразия

Пояснение:

Кроссинговер — это процесс, происходящий между гомологичными хромосомами с целью увеличения генетического разнообразия. При кроссинговере часть одной хромосомы заменяется другой. В результате получается гибридная хромосома с уникальным набором генетического материала. Гаметы приобретают способность генетически отличаться от соседних гамет после того, как происходит кроссинговер. Это обеспечивает генетическое разнообразие, которое поможет клеткам участвовать в выживании наиболее приспособленных и эволюции.

Сообщить об ошибке

На каком этапе клеточного деления происходит кроссинговер?

Возможные ответы:

Метафаза II

Профаза I

Профаза II

Метафаза I Объяснение:

Когда хроматиды «перекрещиваются», гомологичные хромосомы обмениваются частями генетического материала, что приводит к новым комбинациям аллелей, хотя одни и те же гены все еще присутствуют. Кроссинговер происходит во время профазы I мейоза до того, как тетрады выровняются вдоль экватора в метафазе I.

К мейозу II остаются только сестринские хроматиды, а гомологичные хромосомы перемещаются в отдельные клетки. Напомним, что смысл кроссинговера заключается в увеличении генетического разнообразия. Если бы кроссинговер не произошел во время мейоза II, сестринские хроматиды, которые идентичны, обменивались бы аллелями. Поскольку эти хроматиды идентичны, такая замена материала фактически не изменит аллели хроматид.

Сообщить об ошибке

Какие структуры обмениваются генетическим материалом во время кроссинговера?

Возможные ответы:

Несомологичные хромосомы

Сестринские хроматиды

Ноблисловые хроматиды

Яичные и спермы хромосомы

Правильный ответ:

. NONSIST Объяснение:

Во время кроссинговера гомологичные хромосомы собираются вместе, образуя тетраду. Этот тесный контакт позволяет несестринским хроматидам из гомологичных хромосом прикрепляться друг к другу и обмениваться последовательностями нуклеотидов. Слово «несестринские» подразумевает, что хроматиды имеют одни и те же гены, но не являются точными копиями друг друга, так как происходят из разных хромосом.

Сообщить об ошибке

В какой фазе мейоза происходит кроссинговер гомологичных хромосом?

Возможные ответы:

Prophase II из мейоза

Анафаза I из мейоза

Анафаза II из мейоза

Prophase I of Meiosis

Правильный ответ:

4. Пропропропроказ I of Meiosis 11111111. Пояснение:

Кроссинговер гомологичных хромосом происходит в профазе I мейоза. Профаза I мейоза характеризуется выстраиванием гомологичных хромосом близко друг к другу, образуя структуру, известную как тетрада. Тетрада состоит из четырех хроматид.

Анафаза I характеризуется разделением гомологичных хромосом, тогда как в анафазе II происходит разделение сестринских хроматид. В анафазе I сестринские хроматиды остаются интактными и соединяются центромерами. Профаза II похожа на профазу митоза в том, что происходит разрушение ядерной мембраны и образование нитей веретена деления при подготовке к разделению сестринских хроматид.

Сообщить об ошибке

Какой из следующих вариантов во время кроссинговера образует пару гомологичных хромосом?

Возможные ответы:

Ни один из этих

Митотическая связь

Хроматид

Тетрада

Пара оснований

Правильный ответ:

Тетрада

Объяснение:

Тетрада, которая делится на несестринские хроматиды, обменивается генетической информацией, чтобы сделать генетический пул более разнообразным, что приводит к комбинациям фенотипических признаков, которые могут встречаться вне связанного генотипического кодирования.

Сообщить об ошибке

В какой фазе мейоза происходит хромосомный кроссинговер?

Возможные ответы:

Prophase I

Анафаза I

Анафаза II

Метафаза I

Prophase II

Правильный ответ:

Prophase I

. Объяснение:

Во время профазы I гомологичные хромосомы спариваются друг с другом и обмениваются генетическим материалом в процессе, называемом хромосомным кроссовером. Обмен происходит в сегментах по небольшой области гомологии (сходство в последовательности, т. е. одинаковые аллели). Новые комбинации ДНК, созданные во время кроссинговера, обеспечивают значительный источник генетической изменчивости.

Сообщить об ошибке

Кроссинговер — это явление, происходящее во время мейоза I при попытке создать генетическое разнообразие. Между какой из следующих структур обычно происходит кроссинговер?

Возможные ответы:

Гомологичные хромосомы

Хроматин

Тетрады

Сестринские хроматиды

Правильный ответ:

Гомологические хромосомы

. Объяснение:

Кроссинговер происходит, когда хромосомные гомологи обмениваются информацией во время метафазы мейоза I. На этой стадии гомологичные хромосомы выстраиваются на метафазной пластинке и обмениваются генетической информацией.

Сообщить об ошибке

Когда в мейозе происходит кроссинговер?

Возможные ответы:

Профаза I

Телофаза I

Интерфаза

Метафаза I

Анафаза I

Правильный1 ответ:

5

Профаза I

Объяснение:

Кроссинговер происходит во время профазы I, когда части гомологичных хромосом перекрываются и меняют свои гены.

Сообщить об ошибке

Уведомление об авторских правах

Все ресурсы по биологии для старших классов

10 диагностических тестов 247 практических тестов Вопрос дня Карточки Learn by Concept

Генетическое разнообразие Prokarytoes: причины

Прокариоты гораздо менее сложны, чем эукариоты, когда дело доходит до экспрессии генов; однако быть менее сложным не всегда плохо. Прокариоты — древнейшие живые организмы, поскольку они появились задолго до эукариот. Прокариоты также гораздо более разнообразны по экспрессии своих генов, что позволяет им жить в сумасшедших местах. Эти организмы можно найти в таких местах, как самые глубокие части океанов, в почве вокруг вас и даже в вашем собственном кишечнике! Эти организмы могут выжить где угодно из-за их чрезвычайно разнообразного генома. В этой статье мы более подробно изучим генетическое разнообразие прокариот и узнаем, на что способны эти крошечные существа.

Генетическое разнообразие эукариот и прокариот

По мере эволюции мира прокариоты и эукариоты должны были развиваться, чтобы выжить в новых условиях жизни. Вот где генетическое разнообразие вступает в игру. Без генетического разнообразия организмы не смогли бы адаптироваться к постоянно меняющемуся миру, и их популяции были бы уничтожены. И у прокариот, и у эукариот разные методы индукции генетической изменчивости в соответствующих популяциях.

Генетические мутации влияют на разнообразие будущих поколений как у эукариот, так и у прокариот. Поскольку прокариоты размножаются путем бинарного деления, мутация может быть введена в популяцию довольно быстро. Комбинация мутаций и бинарного деления ускоряет распространение генетической изменчивости в популяции прокариот. ¹

Генетическая рекомбинация — еще один способ достижения генетического разнообразия у прокариот. ¹ Во время генетической рекомбинации генетический материал двух организмов объединяется. Это может произойти несколькими способами. ДНК может быть перенесена от одного прокариота к другому в процессе конъюгации. ¹ Во время этого процесса донорский организм передает свою ДНК реципиенту через трубку, называемую пилусом. ¹

В начале конъюгации организм-донор, содержащий F-положительные клетки, образует половой пилус и начинает контактировать с организмом-реципиентом, содержащим F-отрицательные клетки. ¹ Вновь сформированный ворсинок затем образует трубку для конъюгации, которая позволяет прокариоту-донору установить прямой контакт с прокариотом-реципиентом. Теперь, когда связь установлена, плазмиду F переносят в реципиентную клетку. Для этого F-фактор открывается в начале репликации, и одна цепь разрезается в начале репликации. Это позволяет 5′-концу ДНК донора проникнуть в реципиента. И донорная, и реципиентная цепи содержат одну цепь F-плазмидной ДНК, которая вызывает синтез комплементарной цепи как в клетках-реципиентах, так и в клетках-донорах. В результате клетка-реципиент теперь имеет копию плазмиды F и становится донором для нового организма. (См. рис. 1.)

Другим процессом, позволяющим прокариотам поддерживать генетическое разнообразие, является трансформация. Во время этого процесса прокариоты собирают ДНК из мертвых организмов или выделений живых организмов из окружающей их среды.

Механизмы бактериальной трансформации

Прокариотические клетки, обладающие способностью захватывать ДНК, называются компетентными клетками. ^{Не все прокариоты способны брать ДНК из окружающей среды. См. Рисунок 2 для шагов преобразования.}

Рестриктазы выделяют ген, подлежащий переносу, и переносят его в компетентную прокариотическую клетку. Внутри прокариотической клетки фермент ДНК-лигаза прикрепляет ген к плазмиде прокариот, в результате чего ген становится частью ДНК прокариот.

В то время как прокариоты достигают генетического разнообразия, физически приобретая новую ДНК из внешних источников и перенося ее в свою клетку, эукариотические клетки достигают генетического разнообразия посредством полового размножения. Организмы, размножающиеся половым путем, создают новые организмы, содержащие половину ДНК матери и половину ДНК отца. ^{Процесс создания нового организма путем полового размножения опосредован мейозом. В ходе мейоза одна клетка дает четыре дочерних клетки. Этот процесс влияет на генетическое разнообразие двумя способами. На первом этапе мейоза хромосомы могут обмениваться участками при кроссинговере. 1}

Эукариотические клетки: Эукариоты – это организмы, содержащие мембраносвязанное ядро ​​и другие мембраносвязанные органеллы. Эти организмы намного сложнее, чем прокариоты, и имеют более крупные геномы. Эукариотическая ДНК находится в ядре и организована в сильно свернутые структуры, называемые хромосомами.

Кроссинговер — это клеточный процесс, который происходит, когда хромосомы с одинаковыми генами выстраиваются в ряд во время профазы I. Во время профазы две хромосомы соединяются вместе, образуя тетраду. Соседние несестринские хроматиды соединяются вместе в точках, известных как хиазмы. ² В этих хиазмах происходит кроссинговер. В хиазмах две несестринские хроматиды обмениваются сегментами своей ДНК. Процесс кроссинговера приводит к образованию двух рекомбинантных хроматид и двух исходных. Кроссинговер позволяет производить новые комбинации генов и является основой генетического разнообразия среди эукариот (см. рис. 3).

Генетическая изменчивость у прокариот

Другой способ достижения генетической изменчивости у прокариот — трансдукция. Во время трансдукции гены передаются от донора реципиенту через бактериофаг. Существует два типа трансдукции: генерализованная трансдукция и специализированная трансдукция.

При генерализованной трансдукции бактериофаг сначала вводит донорские клетки и запускает литический цикл. ¹ Затем вирус использует механизм клетки-хозяина для создания своих компонентов. Это приводит к тому, что ДНК клетки-хозяина интегрируется в вирусный геном. ^{Когда вирус заражает другой прокариот, ДНК донора передается реципиенту.}

Литический цикл: Когда вирус внедряет свой геном в клетку-хозяин и захватывает механизм клетки-хозяина для репликации.

При специализированной трансдукции вирус проникает в прокариот и интегрирует свой геном в ДНК клетки-хозяина, где он остается в состоянии покоя и передается из поколения в поколение по мере размножения прокариот. ¹ Когда клетка подвергается воздействию стимула, активирующего вирусные гены, начинается литический цикл, и вирусный геном становится частью генома клетки-хозяина.

3 типа генетической изменчивости

У эукариот и прокариот существует три основных типа генетической изменчивости: мутация, рекомбинация и иммиграция генов . Мутации возникают, когда изменения в парах оснований приводят к образованию другого кодона или изменению рамки считывания нити ДНК. ¹ Мутации могут быть как полезными, так и вредными при определенных заболеваниях. Мутации подробно обсуждаются в статье о вредных мутациях, а также в статье о точечных мутациях.

Мы уже довольно подробно обсуждали процесс генетической рекомбинации. В мейозе хромосомы подвергаются случайному сортированию во время метафазы 1 в процессе, называемом независимым ассортиментом. Во время метафазы хромосомы выстраиваются в случайном порядке, который определяет, какие хромосомы будут присутствовать в каких дочерних клетках. Как вы можете видеть на рис. 4, существует четыре различных варианта комбинации с учетом расположения хромосом. Эти механизмы обеспечивают генетическое разнообразие внутри организмов, поскольку каждая дочерняя клетка не будет иметь идентичного расположения хромосом.

Последним важным процессом, связанным с установлением генетического разнообразия, является иммиграция генов. Этот процесс также известен как генная миграция, которая представляет собой введение генетического материала из одной популяции вида в другую популяцию. Это приводит к изменению состава генофонда принимающей популяции. Вы можете увидеть эту концепцию на рисунке 5.

Это явление можно объяснить с помощью квадрата Пеннета. Здесь, на рис. 5, видно, что потомство мигрировавшей птицы может создать популяцию либо с доминантной, либо с рецессивной гомозиготной популяцией в результате давления отбора. Давление отбора относится к факторам, которые способствуют отбору тех генетических вариаций, которые обеспечат отдельному организму или популяции повышенные шансы на выживание. Селективное давление дает организмам с определенным фенотипом преимущество, когда речь идет о выживании и размножении.

Генетическое разнообразие прокариот – основные выводы

• Генетические мутации влияют на разнообразие будущих поколений как эукариот, так и прокариот.