Meiosis dan fasa-fasanya. fasa ciri meiosis. Pembiakan organisma. Persamaan mitosis dan meiosis

Mengenai organisma hidup, ia dikenali bahawa mereka bernafas, makan, menghasilkan semula dan mati, ini adalah fungsi biologi mereka. Tetapi kerana apa itu semua berlaku? Dengan mengorbankan blok bangunan - sel-sel, yang juga bernafas, makan, menghasilkan semula dan mati. Tetapi bagaimana ini berlaku?

Struktur sel

Ia terdiri daripada batu-bata, blok atau balak. Dan badan boleh dibahagikan kepada unit asas - sel-sel. Semua kepelbagaian benda hidup adalah kerana mereka, perbezaan terletak hanya dalam bilangan dan jenis mereka. Mereka terdiri daripada otot, tulang, kulit, organ dalaman - begitu banyak mereka berbeza dari segi perlantikan mereka. Tetapi tidak kira apa fungsi itu dilaksanakan oleh satu atau sel yang lain, semuanya disusun lebih kurang sama. Pertama sekali, apa-apa "bata" mempunyai shell dan kedudukan dalam sitoplasma dengan organ-organnya. Sesetengah sel-sel tidak mempunyai nukleus, mereka dipanggil prokariot, tetapi adalah lebih kurang pembangunan organisma terdiri daripada eukariot mempunyai nukleus di mana maklumat genetik disimpan.

Organel bertempat di sitoplasma, adalah pelbagai dan menarik, mereka melakukan fungsi penting. Dalam haiwan sel-sel merembeskan retikulum endoplasma, ribosom, mitokondria, radas Golgi, Sentriol, lysosomes dan unsur-unsur dorongan. Dengan mereka datang semua proses yang memastikan fungsi badan.

aktiviti sel

Seperti yang telah dinyatakan, semua suapan hidup, bernafas, mengeluarkan semula dan mati. Ini adalah benar kedua-dua organisma keseluruhan, iaitu, orang, haiwan, tumbuh-tumbuhan dan sebagainya. D., Dan kepada sel. Sungguh mengagumkan, tetapi masing-masing "bata" mempunyai kehidupan yang tersendiri. Oleh kerana organel, ia menerima dan mengitar semula nutrien, oksigen, membuang semua keluar yang berlebihan. Dia sitoplasma dan retikulum endoplasma melaksanakan fungsi pengangkutan, mitokondria bertanggungjawab termasuk pernafasan, dan juga keselamatan tenaga. kompleks Golgi terlibat dalam sel-sel pengumpulan dan pengeluaran bahan buangan. Organel lain juga terlibat dalam proses yang kompleks. Dan pada tahap tertentu dalam kitaran hidup sel mula membahagi, maka ada proses pembiakan. Ia adalah bernilai mengingati dengan lebih terperinci.

Proses pembahagian sel

Pembiakan - salah satu peringkat pembangunan organisma hidup. Begitu juga dengan sel-sel. Pada tahap tertentu dalam kitaran hidup mereka adalah termasuk di negeri ini apabila mereka menjadi bersedia untuk membiak. sel-sel prokariot hanya dibahagikan dalam dua, dilanjutkan, dan kemudian membentuk penghalang. Proses ini adalah mudah dan hampir sepenuhnya difahami oleh contoh bakteria berbentuk rod.

Sejak sel-sel eukariot keadaan lebih rumit. Mereka membiak dalam tiga cara yang berbeza, dipanggil amitosis, mitosis dan meiosis. Setiap laluan ini mempunyai ciri-ciri sendiri, ia wujud dalam sesuatu jenis sel. amitosis Ia dianggap sebagai yang paling mudah, ia juga dikenali sebagai pembelahan perduaan langsung. Apabila terdapat dua kali ganda daripada molekul DNA. Walau bagaimanapun, spindle bahagian tidak dibentuk, supaya kaedah ini adalah yang paling bertenaga menjimatkan. Amitosis diperhatikan dalam organisma unisel, manakala tisu multicellular menyebarkan melalui mekanisme lain. Walau bagaimanapun, kadang-kadang diperhatikan dan di mana aktiviti dikurangkan mitosis, sebagai contoh, dalam tisu matang.

Kadang-kadang bahagian langsung didapatkan sebagai suatu bentuk mitosis, tetapi sesetengah saintis percaya ia adalah mekanisme yang berasingan. Perjalanan proses ini, walaupun dalam sel-sel lama jarang berlaku. Seterusnya akan dianggap meiosis dan fasa, proses mitosis serta persamaan dan perbezaan antara kaedah ini. Berbanding dengan bahagian mata kerana mereka adalah lebih kompleks dan canggih. Ini terutamanya bahagian pengurangan benar, supaya fasa-ciri meiosis adalah yang paling terperinci.

Peranan yang penting dalam pembahagian sel adalah Sentriol - organel tertentu, biasanya terletak berhampiran dengan kompleks Golgi itu. Setiap struktur terdiri daripada microtubules 27 dikumpulkan dalam bertiga. Keseluruhan struktur mempunyai bentuk silinder. The Sentriol terlibat secara langsung dalam pembentukan sel-sel gelendong di dalam proses pembahagian tidak langsung, yang akan dibincangkan dengan lebih lanjut.

mitosis

Tempoh sel berbeza. Sesetengah tinggal beberapa hari, tetapi beberapa boleh dikaitkan dengan jangka hidup, kerana perubahan lengkap mereka berlaku sangat jarang. Dan hampir semua sel-sel ini mengeluarkan semula melalui mitosis. Sebahagian besar daripada mereka adalah di antara tempoh bahagian ini adalah pada purata 10-24 jam. Mitosis sendiri menduduki tempoh yang kecil masa - dalam haiwan kira-kira 0,5-1 jam, dan tumbuh-tumbuhan kira-kira 2-3. Mekanisme ini memastikan bahawa pertumbuhan penduduk sel dan pembiakan sama dalam unit pengisian genetik mereka. Jadi diperhatikan kesinambungan generasi di peringkat sekolah rendah. Dalam kes ini, bilangan kromosom tetap sama. Mekanisme ini adalah bentuk yang paling biasa pembiakan sel-sel eukariot.

Nilai jenis ini bahagian besar - proses ini membantu untuk berkembang dan menjana semula tisu, di mana terdapat satu perkembangan organisma keseluruhan. Di samping itu, ia adalah asas mitosis pembiakan berjantina. Dan satu lagi ciri - pergerakan sel-sel dan penggantian sudah usang. Oleh itu, kami percaya bahawa disebabkan oleh hakikat bahawa peringkat meiosis lebih keras, maka peranannya adalah lebih tinggi salah. Kedua-dua proses ini mempunyai fungsi yang berbeza dan penting dan boleh ditukar ganti mereka.

Mitosis terdiri daripada beberapa fasa, yang berbeza dalam ciri-ciri morfologi mereka. Keadaan di mana sel sedang disediakan untuk bahagian tidak langsung, yang dipanggil interfasa, dan proses itu sendiri dibahagikan dengan 5 peringkat, yang perlu dibincangkan dengan lebih lanjut.

Fasa-fasa mitosis

Manakala dalam sel interfasa menyediakan untuk bahagian: sintesis DNA dan protein. Peringkat ini dibahagikan kepada beberapa, di mana terdapat pertumbuhan keseluruhan struktur dan kromosom penggandaan. Dalam keadaan ini, sel kekal sehingga 90% daripada keseluruhan kitaran hayat.

Baki 10% mengambil langsung bahagian dibahagikan kepada 5 langkah. Pada mitosis sel tumbuhan juga dikeluarkan Preprophase, yang tidak hadir dalam semua kes-kes lain. Pembentukan struktur baru, teras akan dipindahkan ke pusat. Membentuk band preprophase, menandakan tapak cadangan pembahagian masa depan.

Dalam masih sel-sel lain proses mitosis adalah seperti berikut:

Jadual 1

Setelah selesai maklumat genetik sitokinesis yang membahagikan berlaku atau sitokinesis. Istilah ini merujuk kepada pembentukan badan-badan sel anak daripada badan ibu. Oleh itu organel secara amnya dibahagikan pada separuh, walaupun mungkin ada pengecualian, partition terbentuk. Sitokinesis tidak terpencil dalam fasa yang berasingan, sebagai peraturan, memandangkan ia sebagai sebahagian daripada telofasa.

Jadi, dalam proses yang paling menarik yang melibatkan kromosom yang membawa maklumat genetik. Apa dan kenapa mereka begitu penting?

tentang kromosom

Walaupun tanpa mempunyai idea sedikit genetik, orang tahu bahawa kualiti banyak anak adalah bergantung kepada ibu bapa mereka. Dengan perkembangan biologi, ia menjadi jelas bahawa maklumat ini atau bahawa badan disimpan dalam setiap sel, dan sebahagian daripada ia disampaikan kepada generasi akan datang.

Pada akhir abad ke-19 ia kromosom ditemui - struktur yang terdiri daripada panjang molekul DNA. Ini dimungkinkan dengan peningkatan mikroskop, dan kini anda boleh melihat mereka hanya semasa pembahagian. Selalunya dikreditkan dengan penemuan saintis Jerman V. Fleming, yang bukan sahaja mengatur semua yang telah dipelajari di hadapan-Nya, tetapi juga menyumbang: dia adalah salah satu yang pertama untuk menyiasat struktur sel, meiosis dan fasa-fasanya, serta mencipta istilah "mitosis". Yang konsep "kromosom" telah dicadangkan saintis kemudian lain - histologist Jerman G. Heinrich Wilhelm Gottfried von Waldeyer-Hartz.

struktur kromosom pada masa yang apabila mereka yang jelas kelihatan, adalah agak mudah - mereka adalah dua kromatid disertai di pertengahan sentromer. Ia adalah satu urutan tertentu nukleotida dan memainkan peranan penting dalam percambahan sel. Akhirnya kromosom melihat profasa dan metafasa, apabila ia mungkin yang terbaik untuk melihat, ia menyerupai huruf H.

Pada tahun 1900 ia telah mendapati undang-undang Mendel, yang menerangkan prinsip-prinsip penghantaran ciri-ciri keturunan. Maka ia menjadi jelas bahawa kromosom - ini adalah sesuatu yang mana maklumat genetik dipindahkan. Pada masa akan datang, ahli-ahli sains menjalankan satu siri eksperimen untuk membuktikannya. Dan kemudian ia menjadi subjek kajian dan kesan ke atas mereka mempunyai pembahagian sel Buyout.

meiosis

Berbeza dengan mekanisme mitosis ini akhirnya membawa kepada pembentukan dua sel dengan satu set kromosom 2 kali lebih kecil daripada yang asal. Oleh itu proses meiosis adalah peralihan fasa dari diploid untuk haploid, di mana pertama kita bercakap mengenai pembelahan nuklear, dan di kedua - keseluruhan sel. Mengembalikan set penuh kromosom berlaku melalui gabungan lanjut gamet. Disebabkan oleh penurunan dalam bilangan kromosom, kaedah ini masih ditakrifkan sebagai satu bahagian pengurangan sel.

Meiosis dan fasa yang dikaji saintis itu terkenal sebagai V. Fleming, E. Strasburgrer VI Belyaev dan lain-lain. Kajian mengenai proses ini dalam sel-sel kedua-dua tumbuhan dan haiwan, masih berlaku - jadi ia adalah rumit. Pada mulanya, proses ini dianggap sebagai varian mitosis, bagaimanapun, dengan serta-merta selepas pembukaan dia masih telah diasingkan sebagai mekanisme yang berasingan. Ciri-ciri meiosis dan nilai teori pertama kali cukup diterangkan Augustus Wiseman pada tahun 1887. Sejak itu, kajian proses meiosis ada kemajuan, tetapi penemuan belum disangkal.

Meiosis tidak boleh dikelirukan dengan garis kuman, walaupun kedua-dua proses yang berkait rapat. Dalam pembentukan sel-sel seks, kedua-dua mekanisme yang terlibat, tetapi terdapat beberapa perbezaan utama di antara mereka. Meiosis berlaku dalam dua langkah membahagikan setiap yang terdiri daripada empat fasa utama, masalah berehat seketika antara mereka. Tempoh keseluruhan proses bergantung kepada jumlah DNA dalam nukleus dan struktur organisasi kromosom. Secara umum, ia adalah lebih tahan lama berbanding mitosis.

Secara kebetulan, salah satu punca utama spesies ketara kepelbagaian - meiosis itu. Set kromosom akibat pembahagian penurunan dibahagikan kepada dua bahagian, jadi bahawa terdapat kombinasi baru gen, terutama berpotensi meningkatkan keupayaan menyesuaikan diri dan penyesuaian organisma, akibat menerima satu set tertentu sifat-sifat dan kualiti.

Fasa-fasa meiosis

Seperti yang telah disebutkan, bahagian pengurangan sel lazimnya dibahagikan kepada dua peringkat. Setiap peringkat ini dibahagikan dengan 4. Dan walaupun fasa pertama meiosis - profasa I, seterusnya dibahagikan kepada 5 peringkat yang berasingan. Sejak kajian proses ini berterusan, ia boleh diasingkan dan lain-lain pada masa akan datang. Sekarang membezakan fasa berikut meiosis:

Jadual 2

Jadi, ia adalah jelas bahawa fasa pembahagian meiosis adalah lebih sukar daripada proses mitosis. Tetapi, seperti yang telah disebutkan, ini tidak mengurangkan peranan biologi bahagian tidak langsung, kerana mereka mempunyai fungsi yang berbeza.

Dengan cara ini, meiosis dan fasa yang diperhatikan dalam beberapa yang paling mudah. Walau bagaimanapun, biasanya ia hanya melibatkan satu bahagian. Ia adalah dianggap bahawa apa-apa bentuk satu peringkat kemudiannya berkembang menjadi moden, dua langkah.

Perbezaan dan persamaan antara mitosis dan meiosis

Pada pandangan pertama, ia seolah-olah bahawa perbezaan antara kedua-dua proses yang jelas, kerana mereka adalah mekanisme yang berbeza. Walau bagaimanapun, analisis yang lebih mendalam mendedahkan bahawa perbezaan mitosis dan meiosis tidak begitu global, mereka akhirnya membawa kepada pembentukan sel-sel baru.

Pertama sekali ia adalah perlu untuk bercakap tentang apa yang bersama-sama antara mekanisme. Sebenarnya hanya dua perlawanan: dalam urutan fasa yang sama, dan juga yang sebelum bahagian berlaku kedua-dua jenis replikasi DNA. Walaupun berkenaan dengan meiosis profasa I sebelum proses ini tidak siap sepenuhnya, berakhir pada salah satu daripada substages pertama. A urutan fasa, walaupun sama, tetapi, sebenarnya, yang berlaku sekiranya mereka tidak bertepatan sepenuhnya. Jadi mitosis persamaan dan meiosis tidak begitu banyak.

Perbezaan yang lebih besar. Pertama sekali, mitosis berlaku pada sel-sel somatik, manakala meiosis berkait rapat dengan pembentukan gamet dan sporogenesis. Fasa dalam proses sendiri tidak serentak sepenuhnya. Sebagai contoh, lintasan-over dalam mitosis berlaku semasa interfasa, dan kemudian tidak selalu. Dalam kes kedua, bagaimanapun, proses ini perlu anaphase meiosis. gen penggabungan semula di bahagian tidak langsung biasanya tidak dijalankan, yang bermakna bahawa ia tidak memainkan peranan dalam pembangunan evolusi organisma dan penyelenggaraan kepelbagaian antara spesies. Bilangan menyebabkan sel-sel mitosis - dua, dan mereka secara genetik sama dengan erti kata ibu, dan mempunyai satu set diploid kromosom. Semasa meiosis berbeza. Hasil meiosis - 4 sel haploid, yang berbeza daripada ibu bapa. Tambahan pula, kedua-dua mekanisme berbeza dari segi panjang, dan ia adalah berkaitan bukan sahaja untuk perbezaan dalam bilangan langkah bahagian, tetapi juga tempoh masa bagi setiap peringkat. Sebagai contoh, profasa pertama meiosis tahan lebih lama, kerana pada masa ini terdapat Synapsis dan pindah silang. Itulah sebabnya ia dibahagikan kepada beberapa peringkat.

persamaan keseluruhan mitosis dan meiosis cukup kecil berbanding dengan perbezaan mereka antara satu sama lain. Mengelirukan proses ini hampir mustahil. Jadi kini lebih terkejut bahawa bahagian pengurangan sebelum ini dianggap satu bentuk mitosis.

Akibat meiosis

Seperti yang telah disebutkan, selepas proses meiosis dan bukan sel-sel ibu dengan kromosom diploid menetapkan empat bentuk haploid. Dan jika kita bercakap tentang perbezaan dalam mitosis dan meiosis - ini adalah yang paling penting. Pemulihan bilangan yang diperlukan, dalam kes sel-sel kuman berlaku selepas persenyawaan. Oleh itu, dengan setiap generasi baru tidak berlaku dan menggandakan bilangan kromosom.

Tambahan pula, semasa penggabungan semula meiosis berlaku gen. Dalam proses pembiakan, ini membawa kepada penyelenggaraan kepelbagaian antara spesies. Jadi hakikat bahawa saudara-saudara-saudara kadang-kadang sangat berbeza antara satu sama lain - adalah hasil daripada meiosis.

Dengan cara ini, kemandulan hibrid tertentu dalam dunia haiwan - adalah juga masalah bahagian pengurangan. Hakikat bahawa kromosom daripada ibu bapa yang dimiliki oleh spesies yang berbeza tidak dapat masuk ke conjugation dan dengan itu, pembentukan sel-sel kuman yang berdaya maju yang bermutu tinggi tidak mungkin. Oleh itu, adalah meiosis adalah asas pembangunan evolusi haiwan, tumbuhan dan organisma lain.