Механизм деления половых клеток (мейоз)

Ход работы:

 

а) Студенты дают определение мейозу, изучают его деление и фазы.

Все организмы размножаются половым путем, образуя половые клетки или гаметы. Образованию гамет предшествует особый вид деления – мейоз половых клеток микро и макроспор. Мейоз (от греческогоmeiosis – уменьшение, редукция) происходит только в клетках спорогенной ткани, в материнских клетках пыльцы или микроспороцитах (в пыльниках) и в материнских клетках макроспор или в макроспороцитах (в семяпочках). От нормального хода этого процесса во многом зависит качество пыльцы и в конечном счете урожай и качество семян.

Мейотическое деление существенно отличается от митоза и амитоза, т.к. при оплодотворении объединяются материнский и отцовский набор хромосом. Уменьшение их числа вдвое при образовании гамет биологически необходимо. Этот процесс и осуществляется во время мейоза.

Мейоз состоит из 2 – х быстро следующих друг за другом делений: пер­вое мейотическое или редукционное (уменьшительное) сопровождается уменьшением набора хромосом в 2 раза; второе мейотическое или эквационное (уравнительное), проходит по типу митоза. Как для первого, так и для второго делений половой клетки характерны те же самые фазы митоза, только они называются профаза I и профаза II и далее аналогично.

На основании изучения, студенты описывают механизм каждого деления и процессы, присходящие во всех фазах этих делений в соответствии с табли­цей 4.

 

Таблица 4 - Фазы редукционного (уменьшительного) и эквационного (уравнительного) деления клеток.

Фазы	Редукционное деление	Эквационное деление
1	2	3
Интерфаза (фаза покоящегося ядра)	Деспирализация хромосом. Удвоение ДНК, синтез белка, об­разование хроматид	Как правило не бывает или очень непродолжительное. Деспирализации нет. Синтез белка и ДНК не идёт, хроматиды не образуются
Профаза	Коньюгация гомологичных хромосом, состоящих из 2-х хро­матид	Хромосомы состоят из 2 – х хро­матид, спирализованы. Ядерной оболочки нет. Набор гаплоидный
Метафаза	Образование экваториальной плас­тинки	Удвоение центромер, расхождение хроматид – образование дочерних хромсом.
Анафаза	Расхождение гомоло­гич­ных хромосом к противо­положным полюсам	Расхождение хромосом к проти­воположным полюсам
Телофаза	Возникновение 2 – х кле­ток с одинаковым на­бором хромосом	Деспирализация хромосом, обра­зование ядерной оболочки, а затем клетки

 

Следует запомнить, что удвоение хромосом происходит в интерфазе I.

 

На освоении изучения студенты зарисовывают схему мейоза в соот­ветствии с рисунком 7.  

Рисунок 7 – Схема мейоза

 

б) Зная фазы 1-го – мейотического деления студенты изучают стадии де­ления ядра наиболее длительной и сложной фазы мейоза – профазы I.

Она делится на пять последовательных стадий: лептонему, зигонему, па­хинему, диплонему и диакинез (рисунок 8).

В лептонеме размер ядра в спорогенной клетке увеличивается, хромосо­мы имеют вид длинных, тонких, деспирализованных нитей, каждая из которых состоит из 2 – х хроматид.

В стадии зигонемы (двойная нить) наблюдается коньюгация хромосом, когда парные (гомологичные) хромосомы сближаются, притягиваются и сопри­касаются друг с другом. Процесс коньюгации хромосом обеспечивается в этот период в ядре особой структуры – синаптонемного комплекса.

 

 

Рисунок 8 -Стадии мейоза

 

В стадии пахинемы (толстая нить) уже хорошо видно, что коньюгирующие хромосомы раздваиваются на хроматиды. Процесс деления хромосом заверша­ется на стадии диплонемы. Хромосомы в это время несколько отходят друг от друга, но связь между ними сохраняется благодаря так называемым хиазмам, которые представляют собой внешнее прявление кроссинговера – обмена участками хроматид.

Кросинговер – специфическая особенность мейотического деления клет­ки. При митозе он в норме и образования хиазм не наблюдаются.

Последняя стадия диакинез характеризуется максимальнойсперализацией хромосом. Эта стадия удобна для подсчёта гаплоидного числа хромосом вида, которое определяется по количеству хорошо различимых бивалентов. В конце стадии диакинеза ядрышки исчезают, ядерная оболочка распадается.