"Биология. Общие закономерности. 9 класс". С.Г. Мамонтова и др. (гдз)

Половое размножение. Митоз. Мейоз

Вопрос 1.
Половое размножение — это размножение, при котором наследственная преемственность поколений и увеличение численности обеспечивается половыми клетками — гаметами, в отличие от бесполого, при котором все дочерние организмы являются потомками соматических клеток.
Преимущество полового размножения (эволюционно оно появилось позднее бесполого) состоит в перекомбинации наследственных признаков обоих родителей, что является источником изменчивости. Потомство более жизнеспособное и приспособленное к условиям существования. Быстрее происходит эволюция.

Вопрос 2.
При митозе в профазе нет конъюгации гомологичных хромосом и кроссинговера.
Удвоение хромосом соответствует каждому делению клетки.
В метафазе при митозе на экваторе выстраиваются хромосомы, состоящие из двух хроматид.
В анафазе при митозе к полюсам расходятся хроматиды.
В телофазе дочерние клетки содержат то же число хромосом, что и материнские.
При мейозе в профазе I происходит конъюгация гомологичных хромосом, имеет место кроссинговер. Образуются биваленты хромосом.
В метафазе I при мейозе на экваторе располагаются биваленты хромосом.
При мейозе в анафазе I к полюсам расходятся хромосомы, состоящие из двух хроматид.
В телофазе I мейоза число хромосом в дочерних клетках вдвое меньше, чем в материнских.
Между I и II делениями мейоза в интерфазе нет синтеза ДНК.
Мейоз осуществляется в диплоидных и полиплоидных клетках.
В результате мейоза из одной клетки образуются четыре гаплоидных.
Мейоз у человека имеет место во время овогенеза и сперматогенеза.

Отличие митоза от мейоза

  Фазы  
       Митоз            Мейоз  
I мейотичес-
кое деление
II мейотичес-
кое деление
Интерфаза Происходит редуп-
ликация ДНК;
формула клетки
становится 2n4с
Происходит редуп-
ликация ДНК;
формула клетки
становится 2п4с
Редупликации ДНК
не происходит.
Идет репаративный
(восстановительный)
синтез ДНК, на-
правленный на
ликвидацию
нарушений структу-
ры, возникающих
при кроссинговере
Профаза Спирализация ДНК;
формула клетки
2n4с (хромосомы
двухроматидные).
Спирализация ДНК;
формула клетки
2n4с (хромосомы
двухроматидные).
Гомологичные
хромосомы
конъюгируют, в
результате чего
образуются
биваленты.
Между конъюгиро-
ванными хромосо-
мами происходит
обмен гомологич-
ными участками
Спирализация
ДНК; формула клетки
1n2c (хромосомы
двухроматидные)
Метафаза По экватору клетки
выстраиваются
хромосомы;
формула клетки
2n4с
(хромосомы дву-
хроматидные)
По экватору
клетки выстра-
иваются биваленты;
формула клетки
2n4с
(хромосомы
двухроматидные)
По экватору
клетки выстра-
иваются
хромосомы;
формула клетки
1n2с
(хромосомы
двухро-
матидные
Анафаза К разным полюсам
клетки расходятся
дочерние хромо-
сомы (бывшие
сестринские
хроматиды);
формула клетки
2n2с + 2n2с
= 4n4с хромосомы
однохроматидные)
К разным полюсам
клетки расходятся
гомологичные
хромосомы;
формула клетки
1п2с + 1п2с = 2п4с
(хромосомы
двухроматидные)
К разным полюсам
клетки расходятся
дочерние хромосомы
(бывшие сестринские
хроматиды);
формула клетки
1n1с + 1n1с = 2п2с
(хромосомы
однохроматидные)
Телофаза Группы дочерних
хромосом
достигают
полюсов.
Происходит
реконструкция
ядер; формула
каждого ядра
2n2с (хромосомы
однохроматидные)
Группы
гомологичных
Хромосом
достигают
полюсов.
Происходит
реконструкция
ядер; формула
каждого ядра
1n2с (хромосомы
двухроматидные)

Группы дочерних
хромосом
достигают
полюсов.
Происходит
реконструкция
ядер; формула
каждого ядра
1n1с
(хромосомы
однохроматидные)
Цитокинез Разделение
цитоплазмы
между дочерними
клетками в
большинстве
случаев
равномерное
Разделение
цитоплазмы
между дочерними
клетками при
сперматогенезе
равномерное, а
при овогенезе
неравномерное
Разделение
цитоплазмы
между дочерними
клетками при
сперматогенезе
равномерное, а
при овогенезе
неравномерное

 

Биологический смысл мейоза заключается в том, что из одной материнской клетки с диплоидным набором хромосом образуется четыре гаплоидные клетки, таким образом количество хромосом уменьшается в два раза, а количество ДНК в четыре раза. В результате такого деления образуются половые клетки (гаметы) у животных и споры у растений.
Фазы называются также как и в митозе, а перед началом мейоза клетка также проходит интерфазу.
Значение< мейоза.
1. Поддерживается постоянное число хромосом у видов, размножающихся половым способом, т.к. при слиянии гаплоидных клеток восстанавливается диплоидный набор хромосом.
2. Образуется большое количество различных комбинаций отцовских и материнских хромосом, за счет независимого расхождения гомологичных хромосом в анафазу I. Число комбинаций пар хромосом определяется как 2n, где n – гаплоидный набор хромосом. У человека число комбинаций равно 223 = 8388608.
3. Происходит перекомбинация генетического материала, за счет кроссинговера, который идет в профазу I, на стадии пахинемы.
Практически все хромосомы, попадающие в гаметы, содержат участки, происходящие как первоначально от отцовской, так и от материнской хромосомы. Этим достигается большая степень перекомбинации наследственного материала. В этом одна из причин изменчивости организмов, дающая материал для отбора.

Вопрос 3.
Различная комбинация генов в половых клетках одного организма объясняется явлением перекомбинации генов в ходе процесса кроссинговера — обмена гомологичными участками хромосом в профазе I первого мейотического деления. Кроме этого, увеличение количества комбинаций обусловлено независимым расхождением гомологичных хромосом в анафазе I и хромосом в анафазе II. Так, например, у человека возможно 223 комбинаций генов в половых клетках.

Вопрос 4.
Женские половые клетки неподвижные, шарообразной формы и покрытые оболочками. Яйцеклетки готовы к оплодотворению непосредственно после завершения мейоза.
Яйцеклетки значительно крупнее соматических клеток, т.к. содержат питательные вещества. У некоторых видов животных накапливается столько желтка, что яйцеклетки становятся видимыми невооруженным глазом (Например: икринки рыб и земноводных, яйца рептилий и птиц).
Из современных животных наиболее крупные яйца у сельдевой акулы (диаметром 29 см), у страуса (диаметром 10,5 см), у курицы – диаметр 3,5 см. Яйцеклетки могут иметь дополнительные оболочки: белковые, кожистые, известковые. Оболочки выполняют функции защиты от внешних неблагоприятных факторов. Оболочки проницаемы для воздуха, но вирусы и бактерии не проходят, в особенностях через оболочки яиц птиц. У плацентарных млекопитающих оболочки яйцеклетки служат для внедрения зародыша в стенку матки и формирования плаценты.
Яйцеклетки по количеству желтка могут быть:
Алецитальные - практически не имеющие желтка.
Олиголецитальные - малое количество желтка.
Мезолецитальные - среднее количество желтка.
Полилецитальные - большое количество желтка.
По распределению желтка различают яйцеклетки:
Изолецитальные - равномерное распределение желтка по клетке, такие яйцеклетки по количеству желтка чаще олиго- или алецитальные (например, яйца иглокожих, двустворчатых, низших хордовых, млекопитающих.)
Центролецитальные - желток сосредоточен вокруг ядра в центре клетки, а цитоплазма по периферии.(например: яйца членистоногих). По количеству желтка это олиго- или мезолецитальные яйцеклетки.
Телолецитальные – желток сосредоточен на вегетативном полюсе. По содержанию желтка –это поли- или мезолецитальные яйцеклетки (например, яйца моллюсков, рыб, земноводных, пресмыкающихся и птиц.).
Анимальный – это полюс не содержащий желтка, на нем находится ядро и цитоплазма.
Функция сперматозоидов заключается в доставке в яйцеклетку генетической информации и стимуляции ее развития. В связи с этим в сперматозоидах происходит значительная перестройка: аппарат Гольджи располагается на переднем конце головки, преобразуясь в кольцевое тельце (акросому), выделяющее ферменты, которые действуют на оболочку яйца. Митохондрии компактно упаковываются вокруг появившегося жгутика, образуя шейку. В сформированном сперматозоиде содержатся также центриоли. По размерам сперматозоиды значительно меньше яйцеклеток и они подвижны.

Вопрос 5.
Функция сперматозоидов заключается в доставке в яйцеклетку генетической информации и стимуляции ее развития. В целом же функциями яйцеклетки являются поставка наследственного материала и обеспечение развития зародыша. При слиянии яйцеклетки с сперматозоидом образуется зигота, из которой развивается новый организм. Процесс слияния гамет называется оплодотворением.
Зигота содержит материнскую и отцовскую гаметы. В зиготе возрастает ядерно-плазменное соотношение. Резко усиливаются обменные процессы. Зигота способна к дальнейшему развитию.
Сущность оплодотворения состоит во внесении сперматозоидом отцовских хромосом. Сперматозоид оказывает стимулирующее влияние, вызывающее начало развития яйцеклетки.
Оплодотворению предшествует осеменение, обеспечивающее встречу мужских и женских гамет. Осеменение может быть наружным и внутренним. Наружное осеменение характерно для животных, обитающих в воде (рыбы, амфибии). Яйцеклетки и сперматозоиды выделяются в воду, и там происходит их слияние.
Внутреннее осеменение характерно для животных, обитающих на суше. Сперматозоиды во время полового акта вводятся в половые пути самки. Встреча гамет осуществляется в верхних отделах яйцеводов.
Продолжительность жизни и способность у яиц и сперматозоидов к оплодотворению ограничены.
У большинства беспозвоночных и водных позвоночных животных яйца должны быть сразу оплодотворены после овуляции. Яйца большинства млекопитающих сохраняют способность к оплодотворению на протяжении 24 часов, у человека 12-24 часа после овуляции. Сперматозоиды сохраняют способность к оплодотворению в половых путях самки в течение нескольких часов.