Kromosom – struktur sel yang menyimpan dan menghantar maklumat keturunan = DNA (7) + protein (6).

Struktur kromosom paling baik dilihat dalam metafasa mitosis. Ia adalah struktur berbentuk batang dan terdiri daripada dua saudara perempuan kromatid (3), dipegang oleh sentromer ( kinetochore) dalam kawasan pinggang utama (1), yang membahagikan kromosom kepada 2 bahu (2). Ia berlaku kadang-kadang penyempitan sekunder (4), akibatnya terbentuk satelit kromosom (5).

Bahagian individu molekul DNA - gen- bertanggungjawab untuk setiap tanda atau harta khusus organisma. Maklumat keturunan dihantar dari sel ke sel dengan menggandakan molekul DNA (replikasi), transkripsi dan terjemahan. Fungsi utama kromosom- penyimpanan dan penghantaran maklumat keturunan, pembawanya ialah molekul DNA.

Di bawah mikroskop dapat dilihat bahawa kromosom mempunyai jalur silang, yang silih berganti dalam kromosom yang berbeza dengan cara yang berbeza. Pasangan kromosom diiktiraf, dengan mengambil kira taburan jalur terang dan gelap (pasangan AT dan GC berselang-seli). Kromosom wakil adalah bergaris silang jenis yang berbeza. Spesies yang berkaitan, seperti manusia dan cimpanzi, mempunyai corak jalur berselang-seli yang serupa dalam kromosom mereka.

Dalam semua sel somatik Mana-mana organisma tumbuhan atau haiwan mempunyai bilangan kromosom yang sama. Sel seks(gamet) sentiasa mengandungi separuh daripada banyak kromosom berbanding sel somatik bagi jenis organisma tertentu.

Terdapat 46 kromosom dalam karyotype manusia - 44 autosom dan 2 kromosom seks. Lelaki adalah heterogametik (kromosom seks XY) dan perempuan adalah homogametik (kromosom seks XX). Kromosom Y berbeza daripada kromosom X dengan ketiadaan beberapa alel. Kromosom sepasang dipanggil homolog, mereka pakai sama loci(lokasi) membawa gen alel.

Semua organisma yang tergolong dalam spesies yang sama mempunyai bilangan kromosom yang sama dalam sel mereka. Bilangan kromosom bukan ciri khusus spesies. Namun begitu set kromosom secara amnya, ia adalah khusus spesies, iaitu, ia adalah ciri hanya satu jenis tumbuhan atau organisma haiwan.

Karyotype - satu set ciri kuantitatif dan kualitatif luaran set kromosom (nombor, bentuk, saiz kromosom) sel somatik, ciri spesies tertentu

Pembahagian sel - proses biologi, yang mendasari pembiakan dan perkembangan individu Dalam semua organisma hidup, proses menambah bilangan sel dengan membahagikan sel asal.

DENGAN kaedah pembahagian sel :

1.amitosis - pembahagian langsung (mudah) nukleus interphase dengan penyempitan, yang berlaku di luar kitaran mitosis, iaitu, tidak disertai dengan penyusunan semula kompleks keseluruhan sel, serta spiralisasi kromosom. Amitosis boleh disertai dengan pembahagian sel, atau ia boleh dihadkan hanya kepada pembahagian nuklear tanpa pembahagian sitoplasma, yang membawa kepada pembentukan sel bi- dan multinukleus. Sel yang telah mengalami amitosis kemudiannya tidak dapat memasuki kitaran mitosis biasa. Berbanding dengan mitosis, amitosis agak jarang berlaku. Biasanya, ia diperhatikan dalam tisu yang sangat khusus, sel yang perlu membahagi: dalam epitelium dan hati vertebrata, membran embrio mamalia, sel endosperm benih tumbuhan. Amitosis juga diperhatikan jika perlu pemulihan cepat tisu (selepas pembedahan dan kecederaan). Sel-sel tumor malignan juga sering membahagi dengan amitosis.

2 . mitosis - pembahagian tidak langsung, di mana sel diploid pada mulanya menimbulkan dua sel anak, juga sel diploid; tipikal untuk sel somatik(sel badan) semua eukariota (tumbuhan dan haiwan); jenis pembahagian sejagat.

3. meiosis - berlaku semasa pembentukan sel kuman dalam haiwan dan spora dalam tumbuhan.

Kitaran hidup sel (kitaran sel) - jangka hayat sel dari pembahagian ke bahagian seterusnya, atau dari pembahagian kepada kematian. Untuk jenis yang berbeza Kitaran sel sel adalah berbeza.

Dalam badan mamalia dan manusia, tiga berikut dibezakan: kumpulan sel setempat dalam tisu dan organ yang berbeza:

sel yang kerap membahagikan (sel epitelium usus yang kurang dibezakan, sel basal epidermis dan lain-lain);

jarang membahagikan sel (sel hati - hepatosit);

sel tidak membahagi ( sel saraf pusat sistem saraf, melanosit dan lain-lain).

Kitaran hidup sel yang kerap membahagikan adalah masa kewujudannya dari awal pembahagian hingga pembahagian seterusnya. Kitaran hidup sel sedemikian sering dipanggil kitaran mitosis . Kitaran sel ini terbahagi kepada dua yang utama tempoh:

mitosis atau tempoh pembahagian;

interphase ialah tempoh hayat sel antara dua bahagian.

Interfasa – tempoh antara dua bahagian, apabila sel bersedia untuk pembahagian: jumlah DNA dalam kromosom berganda, bilangan organel lain berganda, protein disintesis, dan pertumbuhan sel berlaku.

KEPADA akhir antara fasa Setiap kromosom terdiri daripada dua kromatid, yang semasa mitosis akan menjadi kromosom bebas.

Tempoh antara fasa:

1. Tempoh prasintesis (G 1) - tempoh penyediaan untuk sintesis DNA selepas selesai mitosis. Pembentukan RNA, protein, enzim sintesis DNA berlaku, dan bilangan organel meningkat. Kandungan kromosom (n) dan DNA (c) ialah 2n2c.

2. Tempoh sintetik (fasa S) . Replikasi berlaku (penggandaan, sintesis DNA). Hasil daripada kerja polimerase DNA, set kromosom bagi setiap kromosom menjadi 2n4c. Beginilah cara kromosom bichromatid terbentuk.

3. Tempoh pascasintesis (G 2) - masa dari penghujung sintesis DNA hingga permulaan mitosis. Penyediaan sel untuk mitosis selesai, sentriol digandakan, protein disintesis, dan pertumbuhan sel selesai.

Mitosis –

Ini adalah satu bentuk pembahagian nuklear dan hanya berlaku dalam sel eukariotik. Hasil daripada mitosis, setiap nukleus anak perempuan yang terhasil menerima set gen yang sama yang dimiliki oleh sel induk. Kedua-dua nukleus diploid dan haploid boleh memasuki mitosis. Mitosis menghasilkan nukleus ploidi yang sama seperti asal.

Buka menggunakan mikroskop cahaya pada tahun 1874 oleh saintis Rusia I. D. Chistyakov dalam sel tumbuhan.

Pada tahun 1878, V. Flemming dan saintis Rusia P. P. Peremezhko menemui proses ini dalam sel haiwan. Dalam sel haiwan, mitosis berlangsung 30-60 minit, dalam sel tumbuhan - 2-3 h.

Mitosis terdiri daripada empat fasa:

1. prophase- kromosom bichromatid berputar dan menjadi kelihatan, nukleolus dan membran nuklear hancur, benang gelendong terbentuk. Pusat sel dibahagikan kepada dua sentriol, mencapah ke arah kutub.

2 . m etafase - fasa pengumpulan kromosom di khatulistiwa sel: benang gelendong datang dari kutub dan bergabung dengan sentromer kromosom: dua benang yang datang dari dua kutub menghampiri setiap kromosom.

3 . A nafase - fasa perbezaan kromosom, di mana sentromer membahagi, dan kromosom kromatid tunggal diregangkan oleh benang gelendong ke kutub sel; fasa mitosis terpendek.

4 . Telophase- penghujung pembahagian, pergerakan kromosom berakhir, dan mereka putus asa (berlepas menjadi benang nipis), nukleolus terbentuk, membran nuklear dipulihkan, septum (dalam sel tumbuhan) atau penyempitan (dalam sel haiwan) terbentuk di khatulistiwa, filamen gelendong pembelahan larut.

Sitokinesis– proses pemisahan sitoplasma. Membran sel di bahagian tengah sel ia ditarik ke dalam. Alur belahan terbentuk, dan apabila ia semakin dalam, sel bercabang.

Hasil daripada mitosis, dua nukleus baru terbentuk dengan set kromosom yang sama, tepat menyalin maklumat genetik nukleus ibu.

DALAM sel tumor perjalanan mitosis terganggu.

Akibat mitosis daripada satu sel diploid, mempunyai dua kromosom kromatid dan jumlah DNA berganda (2n4c), dua sel anak diploid dengan kromosom kromatid tunggal dan satu jumlah DNA (2n2c) terbentuk, yang kemudiannya memasuki interfasa. Beginilah cara sel somatik (sel badan) tumbuhan, haiwan atau badan manusia terbentuk.

Fasa mitosis, set kromosom (kromosom n, c - DNA)	Melukis
Profase		Pembongkaran membran nuklear, perbezaan sentriol ke kutub sel yang berbeza, pembentukan filamen gelendong, "kehilangan" nukleolus, pemeluwapan kromosom bichromatid.
Metafasa		Susunan kromosom bichromatid terkondensasi secara maksimum dalam satah khatulistiwa sel (plat metafasa), perlekatan filamen gelendong pada satu hujung ke sentriol, satu lagi ke sentromer kromosom.
Anafasa		Pembahagian kromosom dua kromatid kepada kromatid dan perbezaan kromatid saudara ini kepada kutub sel yang bertentangan (dalam kes ini, kromatid menjadi kromosom kromatid tunggal bebas).
Telofasa		Dekondensasi kromosom, pembentukan membran nuklear di sekeliling setiap kumpulan kromosom, perpecahan benang gelendong, penampilan nukleolus, pembahagian sitoplasma (sitotomi). Sitotomi dalam sel haiwan berlaku disebabkan oleh alur belahan, dalam sel tumbuhan - disebabkan oleh plat sel.

Tugasan bertema

A1. Kromosom terdiri daripada

1) DNA dan protein

2) RNA dan protein

3) DNA dan RNA

4) DNA dan ATP

A2. Berapakah bilangan kromosom yang terkandung dalam sel hati manusia?

A3. Berapa banyak helai DNA yang ada pada kromosom berganda?

A4. Jika zigot manusia mengandungi 46 kromosom, berapakah bilangan kromosom yang terdapat dalam telur manusia?

A5. Apakah maksud biologi pertindihan kromosom dalam interfasa mitosis?

1) Semasa proses penggandaan, maklumat keturunan berubah

2) Kromosom berganda lebih kelihatan

3) Akibat penggandaan kromosom, maklumat keturunan sel-sel baru kekal tidak berubah

4) Akibat penggandaan kromosom, sel baru mengandungi dua kali lebih banyak maklumat

A6. Dalam fasa mitosis yang manakah kromatid berpisah dengan kutub sel? DALAM:

1) profase

2) metafasa

3) anafasa

4) telofasa

A7. Nyatakan proses yang berlaku dalam interfasa

1) perbezaan kromosom ke kutub sel

2) sintesis protein, replikasi DNA, pertumbuhan sel

3) pembentukan nukleus baru, organel sel

4) despiralization kromosom, pembentukan gelendong

A8. Mitosis terhasil

1) kepelbagaian genetik spesies

2) pembentukan gamet

3) persilangan kromosom

4) percambahan spora lumut

A9. Berapakah bilangan kromatid yang ada pada setiap kromosom sebelum ia diduplikasi?

A10. Hasil daripada mitosis, mereka terbentuk

1) zigot dalam sphagnum

2) sperma dalam lalat

3) tunas oak

4) telur bunga matahari

DALAM 1. Pilih proses yang berlaku dalam interfasa mitosis

1) sintesis protein

2) pengurangan jumlah DNA

3) pertumbuhan sel

4) penggandaan kromosom

5) perbezaan kromosom

6) pembelahan nuklear

PADA 2. Nyatakan proses yang berasaskan mitosis

1) mutasi

3) pemecahan zigot

4) pembentukan sperma

5) penjanaan semula tisu

6) persenyawaan

VZ. Wujudkan urutan fasa yang betul bagi kitaran hayat sel

A) anafasa

B) antara fasa

B) telofasa

D) profase

D) metafasa

E) sitokinesis

Meiosis –

ia adalah proses pembahagian nukleus sel, membawa kepada pengurangan separuh bilangan kromosom dan pembentukan gamet, dengan pertukaran bahagian homolog kromosom berpasangan (homolog), dan, akibatnya, DNA, sebelum mereka tersebar ke dalam sel anak.

Akibat meiosis daripada satu sel diploid (2n) empat sel haploid (n) terbentuk.

Buka pada tahun 1882 oleh W. Flemming dalam haiwan, pada tahun 1888 oleh E. Strasburger dalam tumbuhan.

Meiosis didahului oleh interfasa, oleh itu, kromosom bichromatid (2n4c) memasuki meiosis.

Meiosis berlalu dalam dua peringkat:

1. bahagian pengurangan- proses yang paling kompleks dan penting. Ia dibahagikan kepada fasa:

A) profase I: kromosom berpasangan sel diploid menghampiri satu sama lain, bersilang, membentuk jambatan (chiasmata), kemudian bertukar bahagian (bersilang), manakala penggabungan semula gen berlaku, selepas itu kromosom mencapah

B) c metafasa I kromosom berpasangan ini terletak di sepanjang khatulistiwa sel, benang gelendong dilekatkan pada setiap daripadanya: ke satu kromosom dari satu kutub, ke yang kedua - dari yang lain

B) dalam anafasa I kromosom bichromatid mencapah ke kutub sel; satu daripada setiap pasangan ke satu tiang, yang kedua ke yang lain. Dalam kes ini, bilangan kromosom di kutub menjadi separuh daripada dalam sel induk, tetapi mereka kekal bichromatid (n2c)

D) kemudian berlalu telofasa I, yang segera memasuki profase II peringkat kedua pembahagian meiotik, meneruskan mengikut jenis mitosis:

2. pembahagian persamaan. Interfasa dalam dalam kes ini tidak, kerana kromosom adalah bichromatic, molekul DNA digandakan.

A) prophase II

B) c metafasa II kromosom bichromatid terletak di sepanjang khatulistiwa, dengan pembahagian berlaku dalam dua sel anak sekaligus

B) dalam anafasa II kromosom kromatid tunggal bergerak ke kutub

D) dalam telofasa II dalam empat sel anak, nukleus dan sekatan antara sel terbentuk.

Oleh itu, akibat meiosis empat sel haploid dengan kromosom kromatid tunggal (nc) diperoleh: ini sama ada sel seks (gamet) haiwan atau spora tumbuhan.

Fasa meiosis, set kromosom kromosom c - DNA)	Melukis	Ciri-ciri fasa, susunan kromosom
Profasa 1 2n4c		Pembongkaran membran nuklear, pencapahan sentriol ke kutub sel yang berbeza, pembentukan filamen gelendong, "kehilangan" nukleolus, pemeluwapan kromosom bichromatid, konjugasi kromosom homolog dan persilangan.
Metafasa 1 2n4c		Susunan bivalen dalam satah khatulistiwa sel, lampiran filamen gelendong pada satu hujung ke sentriol, satu lagi ke sentromer kromosom.
Anafasa 1 2n4c		Perbezaan bebas rawak kromosom bichromatid ke kutub bertentangan sel (dari setiap pasangan kromosom homolog, satu kromosom pergi ke satu kutub, yang lain ke yang lain), penggabungan semula kromosom.
Telofasa 1 dalam kedua-dua sel 1n2c		Pembentukan membran nuklear di sekeliling kumpulan kromosom bichromatid, pembahagian sitoplasma.
Profase 2 1n2c		Pembongkaran membran nuklear, perbezaan sentriol ke kutub sel yang berbeza, pembentukan filamen gelendong.
Metafasa 2 1n2c		Susunan kromosom bichromatid dalam satah khatulistiwa sel (plat metafasa), perlekatan benang gelendong pada satu hujung ke sentriol, satu lagi ke sentromer kromosom.
Anafasa 2 2n2c		Pembahagian kromosom dua kromatid kepada kromatid dan perbezaan kromatid saudara ini kepada kutub sel yang bertentangan (dalam kes ini, kromatid menjadi kromosom kromatid tunggal bebas), penggabungan semula kromosom.
Telofasa 2 dalam kedua-dua sel 1n1c Jumlah 4 hingga 1n1c		Dekondensasi kromosom, pembentukan membran nuklear di sekeliling setiap kumpulan kromosom, perpecahan benang gelendong, penampilan nukleolus, pembahagian sitoplasma (sitotomi) dengan pembentukan dua, dan akhirnya kedua-dua bahagian meiotik - empat sel haploid.

Kepentingan biologi meiosis ialah pengurangan bilangan kromosom diperlukan semasa pembentukan sel-sel kuman, kerana semasa persenyawaan nukleus gamet bergabung.

Sekiranya pengurangan ini tidak berlaku, maka dalam zigot (dan oleh itu dalam semua sel organisma anak perempuan) akan terdapat dua kali lebih banyak kromosom.

Walau bagaimanapun, ini bercanggah dengan peraturan bilangan kromosom yang tetap.

Perkembangan sel kuman.

Proses pembentukan sel kuman dipanggil gametogenesis. Dalam organisma multisel terdapat spermatogenesis– pembentukan sel pembiakan lelaki dan ovogenesis- pembentukan sel kuman wanita.

Mari kita pertimbangkan gametogenesis yang berlaku dalam gonad haiwan - testis dan ovari.

Spermatogenesis- proses transformasi prekursor diploid sel kuman - spermatogonia menjadi spermatozoa.

1. Spermatogonia dibahagikan secara mitosis kepada dua sel anak - spermatosit peringkat pertama.

2. Spermatosit dari urutan pertama dibahagikan dengan meiosis (pembahagian pertama) kepada dua sel anak perempuan - spermatosit dari urutan kedua.

3. Spermatosit dari urutan kedua memulakan pembahagian meiotik kedua, akibatnya 4 spermatid haploid terbentuk.

4. Spermatid selepas pembezaan bertukar menjadi sperma matang.

Sperma terdiri daripada kepala, leher dan ekor. Ia mudah alih dan terima kasih kepada ini kebarangkalian pertemuannya dengan gamet meningkat.

Dalam lumut dan paku, sperma berkembang dalam antheridia, dalam angiosperma, mereka terbentuk dalam tiub debunga.

Oogenesis- pembentukan telur pada betina. Pada haiwan ia berlaku dalam ovari. Di zon pembiakan terdapat oogonia - sel kuman primer yang membiak secara mitosis.

Dari oogonia, selepas pembahagian meiotik pertama, oosit peringkat pertama terbentuk.

Selepas pembahagian meiotik kedua, oosit tertib kedua terbentuk, dari mana satu telur dan tiga badan pemandu terbentuk, yang kemudiannya mati. Telur tidak bergerak dan mempunyai bentuk sfera. Mereka lebih besar daripada sel lain dan mengandungi rizab nutrien untuk perkembangan embrio.

Dalam lumut dan pakis, telur berkembang di archegonia; dalam tumbuhan berbunga, dalam ovul yang terletak di ovari bunga.

Perkembangan sel kuman dan persenyawaan berganda dalam tumbuhan berbunga.

Gambar rajah kitaran hidup tumbuhan berbunga.

Orang dewasa adalah diploid. Kitaran hidup didominasi oleh sporofit (C > G).

Tumbuhan dewasa di sini adalah sporofit, membentuk makro (perempuan) Dan mikrospora(lelaki), yang berkembang dengan sewajarnya dalam kantung embrio Dan butir debunga matang, iaitu gametofit.

Gametofit betina dalam tumbuhan - kantung embrio.

Gametofit jantan dalam tumbuhan - bijirin debunga.

Calyx + corolla = perianth

Benang sari dan pistil - organ pembiakan bunga

Sel pembiakan lelaki matang ke dalam anter(kantung debunga atau microsporangium) terletak pada stamen.

Ia mengandungi banyak sel diploid, setiap satunya membahagi secara meiosis dan membentuk 4 butir debunga haploid (mikrospora), daripada kesemuanya lelaki kemudian berkembang. gametofit.

Setiap butir debunga membahagi secara mitosis dan membentuk 2 sel - vegetatif dan generatif. Sel generatif membahagi semula secara mitosis dan membentuk 2 sperma.

Oleh itu, debunga (mikrospora bercambah, butir debunga matang) mengandungi tiga sel - 1 vegetatif dan 2 sperma, ditutup dengan cangkerang.

Sel pembiakan wanita berkembang menjadi ovul(ovule atau megasporangium), terletak di dalam ovari pistil.

Salah satu sel diploidnya membahagi secara meiosis untuk membentuk 4 sel haploid. Daripada jumlah ini, hanya satu sel haploid (megaspora) membahagi tiga kali secara mitosis dan tumbuh ke dalam kantung embrio ( gametofit betina),

tiga sel haploid yang lain mati.

Akibat perpecahan megaspora membentuk 8 nukleus haploid kantung embrio, di mana 4 nukleus terletak pada satu kutub, dan 4 di kutub bertentangan.

Kemudian, satu nukleus berhijrah dari setiap kutub ke pusat kantung embrio, bergabung, mereka membentuk nukleus diploid pusat kantung embrio.

Salah satu daripada tiga sel haploid yang terletak di pintu masuk debunga adalah sel telur yang besar, 2 lagi adalah sel synergid tambahan.

pendebungaan- pemindahan debunga dari anter ke stigma pistil.

Pembajaan ialah proses percantuman telur dan sperma, mengakibatkan pembentukan zigot– sel kuman atau sel pertama organisma baharu

Pada persenyawaan Butiran debunga, sekali pada stigma, bercambah ke arah ovul yang terletak di ovari disebabkan oleh sel vegetatifnya, yang membentuk tiub debunga. Di hujung anterior tiub debunga terdapat 2 sel sperma (sel sperma itu sendiri tidak boleh bergerak, jadi mereka bergerak ke hadapan kerana pertumbuhan tiub debunga). Menembusi ke dalam kantung embrio melalui saluran dalam integumen - laluan debunga (mikropil), satu sperma menyuburkan telur, dan yang kedua bergabung dengan 2n sel pusat (nukleus diploid kantung embrio) dengan pembentukan 3n nukleus triploid. Proses ini dipanggil persenyawaan berganda , ditemui oleh S.G. Navashin pada tahun 1898 dalam Liliaceae. Seterusnya daripada telur yang disenyawakan - zigot berkembang embrio benih, dan daripada nukleus triploid- tisu pemakanan - endosperma. Oleh itu, benih terbentuk daripada ovul, dan kulit benih terbentuk daripada integumennya. Sekitar benih dari ovari dan bahagian lain bunga sedang dibentuk janin.

Tugasan bertema

A1. Meiosis ialah proses yang dipanggil

1) perubahan bilangan kromosom dalam sel

2) menggandakan bilangan kromosom dalam sel

3) pembentukan gamet

4) konjugasi kromosom

A2. Asas perubahan maklumat keturunan kanak-kanak

berbanding proses pembohongan maklumat ibu bapa

1) menggandakan bilangan kromosom

2) mengurangkan bilangan kromosom sebanyak separuh

3) menggandakan jumlah DNA dalam sel

4) konjugasi dan silang

A3. Pembahagian pertama meiosis berakhir dengan pembentukan:

2) sel dengan set kromosom haploid

3) sel diploid

4) sel ploidi yang berbeza

A4. Hasil daripada meiosis, berikut terbentuk:

1) spora pakis

2) sel-sel dinding antheridium pakis

3) sel-sel dinding arkegonium pakis

4) sel somatik dron lebah

A5. Metafasa meiosis daripada metafasa mitosis boleh dibezakan dengan

1) lokasi bivalen di satah khatulistiwa

2) penggandaan kromosom dan berpintalnya

3) pembentukan sel haploid

4) perbezaan kromatid ke kutub

A6. Telofasa bahagian kedua meiosis boleh dikenali dengan

1) pembentukan dua nukleus diploid

2) perbezaan kromosom ke kutub sel

3) pembentukan empat nukleus haploid

4) menggandakan bilangan kromatid dalam sel

A7. Berapa banyak kromatid yang akan terkandung dalam nukleus sperma tikus, jika diketahui bahawa nukleus sel somatiknya mengandungi 42 kromosom

A8. Gamet yang terbentuk hasil daripada meiosis mengandungi

1) salinan set lengkap kromosom ibu bapa

2) salinan separuh set kromosom ibu bapa

3) set lengkap kromosom ibu bapa yang digabungkan semula

4) separuh daripada set gabungan semula kromosom ibu bapa

DALAM 1. Wujudkan urutan proses yang betul berlaku dalam meiosis

A) Lokasi bivalen di satah khatulistiwa

B) Pembentukan bivalen dan persilangan

B) Perbezaan kromosom homolog dengan kutub sel

D) pembentukan empat nukleus haploid

D) pembentukan dua nukleus haploid yang mengandungi dua kromatid

Kitaran sel

Sitokinesis tumbuhan dan sel haiwan

Fasa-fasa mitosis. Kepentingan biologi mitosis

Fasa-fasa meiosis.

Kitaran sel

Kitaran sel ialah satu set proses yang berlaku dalam sel semasa penyediaannya untuk pembahagian dan semasa pembahagian itu sendiri, akibatnya sel miterian dibahagikan kepada dua sel anak. Terdapat dua fasa dalam kitaran: autosintetik, atau antara fasa(menyediakan sel untuk pembahagian), termasuk prasintesis (G, daripada jurang bahasa Inggeris - gap), tempoh sintetik (S) dan pascasintesis (G 2), dan pembahagian sel - mitosis.

Highflick menyatakan sudut pandangan mengikut sel mana dari awal penampilan mereka selepas bahagian pertama boleh melalui beberapa dozen kitaran sel. Selepas ini mereka mati. Adalah dipercayai bahawa kehilangan keupayaan sel untuk memasuki kitaran baru dan membahagikan adalah salah satu sebab penuaan badan.

Interfasa- urutan peristiwa yang menyediakan mitosis. Sangat penting dalam interphase ialah sintesis DNA templat Dan penggandaan kromosom- S-fasa. Selang antara pembahagian dan permulaan fasa S dipanggil fasaG1 (fasa postmitotik, atau prasintetik), dan antara fasa S dan mitosis - fasaG 2 (fasa pascasintesis, atau premitotik).

Semasa fasa G 1 sel adalah diploid, semasa fasa S ploidi meningkat kepada empat, dan dalam fasa G 2 sel adalah tetraploid.

Dalam interfasa, kadar proses biosintetik meningkat dalam arah G t -> S -> G 2. Pada masa ini, jisim sel dan semua komponennya berganda, dan sentriol juga berganda.

Semasa fasa prasintesis G 1 Dalam sel, proses biosintetik sudah dipergiatkan dan persediaan untuk penggandaan DNA sedang berlaku. Dalam kes ini, kebanyakannya organel tersebut berkembang yang diperlukan untuk sintesis enzim, yang seterusnya, memastikan penggandaan DNA yang akan datang (terutamanya ribosom). Bilangan satelit bertambah pada ibu sentriol pusat sel. Fasa G1 berlangsung dari beberapa jam hingga sehari atau lebih.

Intipati umum fasa-S telah pun didedahkan dalam perenggan sebelumnya. Penduaan sendiri (replikasi) kromosom adalah sangat kompleks dan berlaku secara beransur-ansur. Intipati penggandaan ialah rantaian selari yang sama disintesis pada rantai DNA. Replikasi(dari bahasa Latin replikatio - pengulangan) ialah proses pemindahan maklumat genetik yang disimpan dalam DNA ibu bapa dengan menghasilkan semula secara tepat dalam sel anak. . Dalam kes ini, setiap helai DNA induk adalah templat untuk sintesis untaian anak perempuan (sintesis DNA templat).

Kromosom mempunyai struktur yang membolehkan proses ini. Terletak pada kromosom kawasan kecil, yang tidak mengambil bahagian dalam sintesis matriks - sentromer(atau sentromer). Ia membahagikan kromosom kepada dua bahu. Di hujung kromosom terdapat juga kawasan yang tidak terlibat dalam sintesis - telomer.

Dalam tempoh S, RNA dan protein yang dikaitkan dengan DNA disintesis paling intensif, dan sentriol berganda.

Dalam sitoplasma, semasa fasa S, bukan sahaja rantai DNA digandakan, tetapi juga setiap sentriol pusat sel. Sentriol ibu membina sentriol anak perempuannya yang baru. Pada membran ER, protein (termasuk histon) yang diperlukan untuk dimasukkan ke dalam kromatid baru disintesis secara serentak.

Semasa fasa premitotik G2, sintesis yang diperlukan untuk menyokong secara langsung proses pembahagian berlaku. Dalam tempoh ini, pembentukan lisosom semakin intensif, pembahagian mitokondria dan protein baru disintesis, yang sangat diperlukan untuk mitosis. Menjelang akhir interfasa, kromatin terkondensasi, nukleolus kelihatan jelas, sampul nuklear tidak rosak, dan organel tidak berubah. Fasa G 2 berlangsung sehingga 6 jam.

Semasa setiap fasa ini terdapat apa yang dipanggil titik kritikal (titik kawal selia).

Mitosis- kaedah pembahagian sel somatik secara tidak langsung.

Semasa mitosis, sel melalui satu siri fasa berturut-turut, akibatnya setiap sel anak perempuan menerima set kromosom yang sama seperti dalam sel ibu.

Mitosis dibahagikan kepada empat fasa utama: profase, metaphase, anaphase dan telofase. Profase- peringkat mitosis terpanjang, di mana kromatin terpeluwap, mengakibatkan kromosom berbentuk X yang terdiri daripada dua kromatid (kromosom anak perempuan) kelihatan. Dalam kes ini, nukleolus hilang, sentriol menyimpang ke kutub sel, dan gelendong achromatin (gelendong pembahagian) dari mikrotubul mula terbentuk. Pada akhir profase, membran nuklear hancur menjadi vesikel yang berasingan.

DALAM metafasa Kromosom berbaris di sepanjang khatulistiwa sel dengan sentromernya, di mana mikrotubul gelendong yang terbentuk sepenuhnya dilekatkan. Pada peringkat pembahagian ini, kromosom paling padat dan mempunyai bentuk ciri, yang memungkinkan untuk mengkaji karyotype.

DALAM anafasa Replikasi DNA yang pantas berlaku pada sentromer, akibatnya kromosom terbelah dan kromatid mencapah ke kutub sel, diregangkan oleh mikrotubul. Pengagihan kromatid mestilah sama rata, kerana proses inilah yang memastikan pengekalan bilangan kromosom yang berterusan dalam sel-sel badan.

Di atas pentas telofasa kromosom anak perempuan berkumpul di kutub, despiral, membran nuklear terbentuk di sekelilingnya daripada vesikel, dan nukleolus muncul dalam nukleus yang baru terbentuk.

Selepas pembahagian nuklear, pembahagian sitoplasma berlaku - sitokinesis, di mana lebih atau kurang berlaku pengedaran seragam semua organel sel induk.

Oleh itu, hasil daripada mitosis, dua sel anak terbentuk daripada satu sel ibu, setiap satunya adalah salinan genetik sel ibu (2n2c).

Dalam sel yang sakit, rosak, penuaan dan tisu khusus badan, proses pembahagian yang sedikit berbeza boleh berlaku - amitosis. Amitosis dipanggil pembahagian langsung sel eukariotik, di mana pembentukan sel yang setara secara genetik tidak berlaku, kerana komponen selular diedarkan secara tidak sekata. Ia ditemui dalam tumbuhan dalam endosperma, dan pada haiwan - dalam hati, rawan dan kornea mata.

Meiosis. Fasa-fasa meiosis

Meiosis ialah kaedah pembahagian tidak langsung sel kuman primer (2n2c), yang mengakibatkan pembentukan sel haploid (1n1c), selalunya sel kuman.

Tidak seperti mitosis, meiosis terdiri daripada dua pembahagian sel berturut-turut, setiap satunya didahului oleh interfasa. Bahagian pertama meiosis (meiosis I) dipanggil reduksionis, kerana dalam kes ini bilangan kromosom dibelah dua, dan bahagian kedua (meiosis II) - persamaan, kerana dalam prosesnya bilangan kromosom dikekalkan.

Interfasa I berjalan seperti interfasa mitosis. Meiosis I dibahagikan kepada empat fasa: profasa I, metafasa I, anafasa I dan telofasa I. B profase I Dua proses penting berlaku - konjugasi dan persilangan. Konjugasi- Ini adalah proses percantuman kromosom homolog (berpasangan) sepanjang keseluruhan panjang. Pasangan kromosom yang terbentuk semasa konjugasi dikekalkan sehingga akhir metafasa I.

Menyeberangi- pertukaran bersama kawasan homolog kromosom homolog. Hasil daripada persilangan, kromosom yang diterima oleh badan daripada kedua-dua ibu bapa memperoleh kombinasi gen baru, yang menyebabkan penampilan keturunan yang pelbagai secara genetik. Pada akhir profase I, seperti dalam profase mitosis, nukleolus hilang, sentriol menyimpang ke kutub sel, dan membran nuklear hancur.

DALAM metafasa I pasangan kromosom diselaraskan di sepanjang khatulistiwa sel, dan mikrotubul gelendong dilekatkan pada sentromernya.

DALAM anafasa I Seluruh kromosom homolog, yang terdiri daripada dua kromatid, mencapah ke kutub.

DALAM telofase I Membran nuklear terbentuk di sekeliling gugusan kromosom di kutub sel, dan nukleolus terbentuk.

Sitokinesis I memastikan pemisahan sitoplasma sel anak.

Sel anak (1n2c) yang terbentuk akibat meiosis I adalah heterogen secara genetik, kerana kromosomnya, tersebar secara rawak ke kutub sel, mengandungi gen yang berbeza.

Interfasa II sangat pendek, kerana penggandaan DNA tidak berlaku di dalamnya, iaitu, tidak ada tempoh S.

Meiosis II juga dibahagikan kepada empat fasa: profasa II, metafasa II, anafasa II dan telofasa II. DALAM profase II proses yang sama berlaku seperti dalam profasa I, dengan pengecualian konjugasi dan persilangan.

DALAM metafasa II kromosom terletak di sepanjang khatulistiwa sel.

DALAM anafasa II kromosom berpecah pada sentromer dan kromatid diregangkan ke arah kutub.

DALAM telofasa II Membran nuklear dan nukleolus terbentuk di sekeliling gugusan kromosom anak perempuan.

Selepas sitokinesis II Formula genetik keempat-empat sel anak perempuan ialah 1n1c, tetapi kesemuanya mempunyai set gen yang berbeza, yang merupakan hasil persilangan dan gabungan rawak kromosom organisma ibu dan bapa dalam sel anak perempuan.

Mitosis- kaedah utama pembahagian sel eukariotik, di mana penggandaan pertama berlaku, dan kemudian bahan keturunan diagihkan secara sama rata antara sel anak.

Mitosis ialah proses berterusan dengan empat fasa: profase, metafasa, anafasa dan telofasa. Sebelum mitosis, sel bersedia untuk pembahagian, atau interfasa. Tempoh penyediaan sel untuk mitosis dan mitosis itu sendiri bersama-sama membentuk kitaran mitosis. Di bawah ialah penerangan ringkas tentang fasa-fasa kitaran.

Interfasa terdiri daripada tiga tempoh: prasintetik, atau postmitotik, - G 1, sintetik - S, pascasintesis, atau premitotik, - G 2.

Tempoh prasintesis (2n 2c, Di mana n- bilangan kromosom, Dengan- bilangan molekul DNA) - pertumbuhan sel, pengaktifan proses sintesis biologi, persediaan untuk tempoh seterusnya.

Tempoh sintetik (2n 4c) - replikasi DNA.

Tempoh pascasintesis (2n 4c) - penyediaan sel untuk mitosis, sintesis dan pengumpulan protein dan tenaga untuk bahagian yang akan datang, peningkatan bilangan organel, penggandaan sentriol.

Profase (2n 4c) - pembongkaran membran nuklear, perbezaan sentriol ke kutub sel yang berbeza, pembentukan filamen gelendong, "kehilangan" nukleoli, pemeluwapan kromosom biromatid.

Metafasa (2n 4c) - penjajaran kromosom bichromatid terkondensasi secara maksimum dalam satah khatulistiwa sel (plat metafasa), lampiran benang gelendong pada satu hujung ke sentriol, satu lagi ke sentromer kromosom.

Anafasa (4n 4c) - pembahagian kromosom dua kromatid kepada kromatid dan perbezaan kromatid saudara ini kepada kutub sel yang bertentangan (dalam kes ini, kromatid menjadi kromosom kromatid tunggal bebas).

Telofasa (2n 2c dalam setiap sel anak perempuan) - dekondensasi kromosom, pembentukan membran nuklear di sekeliling setiap kumpulan kromosom, perpecahan benang gelendong, penampilan nukleolus, pembahagian sitoplasma (sitotomi). Sitotomi dalam sel haiwan berlaku disebabkan oleh alur belahan, dalam sel tumbuhan - disebabkan oleh plat sel.

1 - prophase; 2 - metafasa; 3 - anafasa; 4 - telofasa.

Kepentingan biologi mitosis. Sel anak yang terbentuk hasil daripada kaedah pembahagian ini adalah sama secara genetik dengan ibu. Mitosis memastikan ketekalan set kromosom sepanjang beberapa generasi sel. Ia mendasari proses seperti pertumbuhan, penjanaan semula, pembiakan aseksual, dll.

adalah kaedah khas untuk membahagikan sel eukariotik, akibatnya sel-sel itu beralih daripada keadaan diploid kepada keadaan haploid. Meiosis terdiri daripada dua bahagian berturut-turut didahului oleh satu replikasi DNA.

Pembahagian meiosis pertama (meiosis 1) dipanggil pengurangan, kerana semasa pembahagian inilah bilangan kromosom dibelah dua: daripada satu sel diploid (2 n 4c) dua haploid (1 n 2c).

Interfasa 1(pada permulaan - 2 n 2c, pada akhirnya - 2 n 4c) - sintesis dan pengumpulan bahan dan tenaga yang diperlukan untuk kedua-dua bahagian, peningkatan saiz sel dan bilangan organel, penggandaan sentriol, replikasi DNA, yang berakhir dengan profasa 1.

Profasa 1 (2n 4c) - pembongkaran membran nuklear, perbezaan sentriol ke kutub sel yang berbeza, pembentukan filamen gelendong, "kehilangan" nukleolus, pemeluwapan kromosom bichromatid, konjugasi kromosom homolog dan persilangan. Konjugasi- proses menyatukan dan menjalin kromosom homolog. Sepasang kromosom homolog konjugasi dipanggil bivalen. Crossing over ialah proses pertukaran kawasan homolog antara kromosom homolog.

Profase 1 dibahagikan kepada peringkat: leptotena(penyelesaian replikasi DNA), zigotena(konjugasi kromosom homolog, pembentukan bivalen), pachytene(menyilang, penggabungan semula gen), diplotena(pengesanan chiasmata, 1 blok oogenesis pada manusia), diakinesis(penamatan chiasmata).

1 - leptotena; 2 - zigotena; 3 - pachytene; 4 - diplotena; 5 - diakinesis; 6 - metafasa 1; 7 - anafasa 1; 8 — telofasa 1;
9 - profase 2; 10 - metafasa 2; 11 - anafasa 2; 12 - telofasa 2.

Metafasa 1 (2n 4c) - penjajaran bivalen dalam satah khatulistiwa sel, lampiran filamen gelendong pada satu hujung ke sentriol, satu lagi ke sentromer kromosom.

Anafasa 1 (2n 4c) - perbezaan rawak bebas kromosom dua kromatid ke kutub bertentangan sel (dari setiap pasangan kromosom homolog, satu kromosom pergi ke satu kutub, yang lain ke yang lain), penggabungan semula kromosom.

Telofasa 1 (1n 2c dalam setiap sel) - pembentukan membran nuklear di sekeliling kumpulan kromosom dikromatid, pembahagian sitoplasma. Dalam kebanyakan tumbuhan, sel pergi dari anafasa 1 serta-merta ke profasa 2.

Pembahagian meiosis kedua (meiosis 2) dipanggil persamaan.

Interfasa 2, atau interkinesis (1n 2c), ialah rehat singkat antara pembahagian meiotik pertama dan kedua di mana replikasi DNA tidak berlaku. Ciri-ciri sel haiwan.

Profase 2 (1n 2c) - pembongkaran membran nuklear, perbezaan sentriol ke kutub sel yang berbeza, pembentukan filamen gelendong.

Metafasa 2 (1n 2c) - penjajaran kromosom bichromatid dalam satah khatulistiwa sel (plat metaphase), lampiran filamen gelendong pada satu hujung ke sentriol, yang lain ke sentromer kromosom; 2 blok oogenesis pada manusia.

Anafasa 2 (2n 2Dengan) - pembahagian kromosom dua kromatid kepada kromatid dan perbezaan kromatid saudara ini kepada kutub bertentangan sel (dalam kes ini, kromatid menjadi kromosom kromatid tunggal bebas), penggabungan semula kromosom.

Telofasa 2 (1n 1c dalam setiap sel) - dekondensasi kromosom, pembentukan membran nuklear di sekeliling setiap kumpulan kromosom, perpecahan filamen gelendong, penampilan nukleolus, pembahagian sitoplasma (cytotomy) dengan pembentukan empat sel haploid yang terhasil.

Kepentingan biologi meiosis. Meiosis ialah peristiwa utama gametogenesis dalam haiwan dan sporogenesis dalam tumbuhan. Sebagai asas kebolehubahan gabungan, meiosis menyediakan kepelbagaian genetik gamet.

Amitosis

Amitosis- pembahagian langsung nukleus interphase dengan penyempitan tanpa pembentukan kromosom, di luar kitaran mitosis. Diterangkan untuk penuaan, sel yang diubah secara patologi dan ditakdirkan. Selepas amitosis, sel tidak dapat kembali ke kitaran mitosis biasa.

Kitaran sel

Kitaran sel- kehidupan sel dari saat kemunculannya sehingga pembahagian atau kematian. Komponen yang diperlukan kitaran sel ialah kitaran mitosis, yang merangkumi tempoh persediaan untuk pembahagian dan mitosis itu sendiri. Di samping itu, dalam kitaran hayat terdapat tempoh rehat, di mana sel melaksanakan fungsi yang wujud dan memilih nasib selanjutnya: kematian atau kembali ke kitaran mitosis.

Pergi ke kuliah No. 12"Fotosintesis. Kemosintesis"

Pergi ke kuliah No. 14"Pembiakan Organisma"

Buku teks untuk darjah 10-11

Bahagian II. Pembiakan dan perkembangan organisma
Bab V. Pembiakan organisma

Setiap saat di Bumi bilangan astronomi makhluk hidup mati akibat usia tua, penyakit dan pemangsa, dan hanya terima kasih kepada pembiakan, harta sejagat organisma ini, kehidupan di Bumi tidak berhenti.

Ia mungkin kelihatan bahawa proses pembiakan dalam makhluk hidup sangat pelbagai, tetapi semuanya boleh dikurangkan kepada dua bentuk: aseksual dan seksual. Sesetengah organisma mempunyai bentuk yang berbeza pembiakan. Sebagai contoh, banyak tumbuhan boleh membiak secara keratan, melapis, ubi (pembiakan aseksual) dan biji benih (pembiakkan seksual).

Semasa pembiakan seksual, setiap organisma berkembang daripada satu sel, terbentuk daripada gabungan dua sel seks - lelaki dan perempuan.

Asas pembiakan dan perkembangan individu sesuatu organisma ialah proses pembahagian sel.

§ 20. Pembahagian sel. Mitosis

Keupayaan untuk membahagikan - harta yang paling penting sel. Tanpa pembahagian, adalah mustahil untuk membayangkan peningkatan dalam bilangan makhluk bersel tunggal, perkembangan kompleks organisma multisel daripada satu telur yang disenyawakan, pembaharuan sel, tisu dan juga organ yang hilang semasa hayat badan.

Pembahagian sel berlaku secara berperingkat. Pada setiap peringkat pembahagian proses tertentu berlaku. Mereka membawa kepada penggandaan bahan genetik (sintesis DNA) dan pengedarannya antara sel anak. Tempoh hayat sel dari satu bahagian ke bahagian seterusnya dipanggil kitaran sel.

Bersedia untuk pembahagian. Organisma eukariotik, yang terdiri daripada sel dengan nukleus, memulakan persediaan untuk pembahagian pada peringkat tertentu kitaran sel, dalam interfasa.

Semasa interfasa proses biosintesis protein berlaku dalam sel dan kromosom berganda. Sepanjang kromosom asal yang terdapat dalam sel sebatian kimia salinan tepatnya disintesis, molekul DNA digandakan. Kromosom berganda terdiri daripada dua bahagian - kromatid. Setiap kromatid mengandungi satu molekul DNA.

Interphase dalam sel tumbuhan dan haiwan berlangsung secara purata 10-20 jam Kemudian proses pembahagian sel bermula - mitosis.

Semasa mitosis, sel melalui satu siri fasa berturut-turut, akibatnya setiap sel anak perempuan menerima set kromosom yang sama seperti dalam sel ibu.

Fasa-fasa mitosis. Terdapat empat fasa mitosis: profase, metaphase, anaphase dan telofase. Rajah 29 secara skematik menunjukkan kemajuan mitosis. Dalam prophase, sentriol jelas kelihatan - pembentukan terletak di pusat sel dan memainkan peranan dalam perbezaan kromosom anak perempuan haiwan. (Ingat bahawa hanya sesetengah tumbuhan mempunyai sentriol di pusat sel, yang mengatur pengasingan kromosom.) Kami akan mempertimbangkan mitosis menggunakan contoh sel haiwan, kerana kehadiran sentriol menjadikan proses pengasingan kromosom lebih visual. Sentriol berganda dan bergerak ke kutub sel yang berbeza. Microtubules memanjang dari sentriol, membentuk filamen gelendong, yang mengawal selia perbezaan kromosom ke kutub sel pembahagi.

nasi. 29. Skim mitosis

Pada akhir profase, membran nuklear hancur, nukleolus secara beransur-ansur hilang, kromosom berputar dan, akibatnya, memendek dan menebal, dan mereka sudah boleh diperhatikan di bawah mikroskop cahaya. Mereka lebih jelas kelihatan pada peringkat mitosis seterusnya - metafasa.

Dalam metafasa, kromosom terletak di satah khatulistiwa sel. Jelas kelihatan bahawa setiap kromosom, yang terdiri daripada dua kromatid, mempunyai penyempitan - sentromer. Kromosom dilekatkan pada filamen gelendong oleh sentromernya. Selepas pembahagian sentromer, setiap kromatid menjadi kromosom anak perempuan bebas.

Kemudian datang peringkat seterusnya mitosis - anaphase, di mana kromosom anak perempuan (kromatid satu kromosom) menyimpang ke kutub sel yang berbeza.

Peringkat seterusnya pembahagian sel ialah telofase. Ia bermula selepas kromosom anak perempuan, yang terdiri daripada satu kromatid, telah mencapai kutub sel. Pada peringkat ini, kromosom berputus asa semula dan mengambil rupa yang sama seperti sebelum permulaan pembahagian sel dalam interfasa (benang nipis panjang). Sampul nuklear muncul di sekelilingnya, dan nukleolus terbentuk dalam nukleus, di mana ribosom disintesis. Semasa proses pembahagian sitoplasma, semua organel (mitokondria, kompleks Golgi, ribosom, dll.) Diedarkan lebih kurang sama rata antara sel anak.

Oleh itu, sebagai hasil daripada mitosis, satu sel bertukar menjadi dua, setiap satunya mempunyai nombor ciri dan bentuk kromosom untuk jenis organisma tertentu, dan oleh itu jumlah DNA yang tetap.

Keseluruhan proses mitosis mengambil masa purata 1-2 jam Tempohnya agak berbeza untuk pelbagai jenis sel. Ia juga bergantung kepada keadaan persekitaran luaran(suhu, keadaan cahaya dan penunjuk lain).

Kepentingan biologi mitosis ialah ia memastikan ketekalan bilangan kromosom dalam semua sel badan. Semasa proses mitosis, DNA kromosom sel ibu diagihkan sama rata antara dua sel anak yang timbul daripadanya. Hasil daripada mitosis, semua sel anak menerima maklumat genetik yang sama.

1. Apakah perubahan dalam sel mendahului pembahagian sel?
2. Bilakah gelendong terbentuk? Apakah peranannya?
3. Terangkan fasa mitosis dan terangkan secara ringkas bagaimana proses ini berlaku.
4. Apakah kromatid? Bilakah ia menjadi kromosom?
5. Apakah sentromer? Apakah peranannya dalam mitosis?
6. Apa itu kepentingan biologi mitosis?

Ingat dari kursus botani, zoologi, anatomi, fisiologi dan kebersihan manusia bagaimana pembiakan berlaku di dunia organik.