Мейоз. Характеристика етапів і стадій. Біологічне значення мейозу.

Мейоз – це поділ стат. клітин під час якого к-сть генет. матер. зменш. вдвічі Із. 1 кліт з дипл. набором хромосом утв. 4 доч. кліт. з гапл. набором

Скл. з 2 поділів: редукційного та екваційного і 3 процесів:

1) утв. синапсигомолог. хромосом

2) утв. хіазм і тетрод

3) редукція числа хромосом

Редукційний поділ

ПРОФАЗА 1

1. лептотена

1) сітчаста структура ядра зникає, хром. набув. вигл. окремих ниток;

2) хром. набір. дипл. і його добре видно у мікроскопі;

3) хром. подв. із-за того що вони подв. у мітозі

2. зиготена

1) гомол. хром. притяг. одна до одної гомол. діл.

2) зєднання хром. почин. з кінців, дистал. діл, зближ. відбув по принципу блискавки – кон’югація або синопсис

3) хром орієнтовані дистал. діл. до поверхні ядра

хром від місця їх зєднання – центросоми, розход радіально утв. пучок петель, які наз синаптичним букетом

3. пахітена

1) хром посил. спіраліз., що веде до їх потовщ.

2) процес відбув синхронно у гомол. хром.

3) добре видно будову хромосом, яка скл. з 2 хроматид, які утрим. центромерою, таким чином 2 гомол. хром. мають вигл. 4 хроматид, зєдн. попарно 2 центромерами, утв. тетроду

4) відбув. обмін гомол. діл. – кросинговер

4 диплотена

1) хром. перекруч. і розвив. зворот. процес – відштовхування

2) центромери відтяг. гомол. хром. одну від одної внаслідок вкорочу. ниток веретена поділу

3) центром ери сповз. до дистал. кінця хромосоми. Внаслідок цього утв. класичний вигл. Х-подібної хром.

4) к-сть хіазм зменш, хром. розход.

5 діакінез

1) хром. вкорочу. і потовщ. відбув. максимал. спіраліз.

2) біваленти відособл. після чого в кліт. можна легко підрах гапл. набір хром.

3) зник. ядерна оболонка, ядерце

МЕТАФАЗА 1

1) у кожній тетроді пара сестрин. хроматид стрим 1 центромерою

2) обидві центромери гомол. хром. рух. до екватора

3) нитки веретена поділу дещо довщі, хроматини виник на екваторі в одній площині утв. метафазну пластинку, оскільки наборів 2, то і пластинок 2.

АНАФАЗА 1

1) нитки веретена поділу інтенс. скороч. внасл. чого гомол. біваленти розход. до протил полюсів

2) у зв. з тим, що розход. цілі хром. набір зменш. у двічі, відбув. редукція.

3) хіазми можуть зберіг. у анафазі до її заверш., чим забезп. прав. розходж. центромерів

ТЕЛОФАЗА 1

1) утв. гапл. набори хром.

2) відбув. деспіраліз. хром.

3) з'явл. нові ядра та ядерце

4) телофаза не завжди закінч. цитокінезом, іноді кліт. має 2 сформ. ядра після чого розпочин. мейоз. поділ.

ІНТЕРКІНЕЗ – період між 2 мейот. поділами під час якого не відбув. редуплік. ДНК

Екваційний поділ

ПРОФАЗА 2 1) немає суттєвих відмін. від мітотичного

МЕТАФАЗА 2 1) хром., які тепер наз діадами виник. у екватор. площині, утв. метафазну пластинку.

АНАФАЗА 2 1) нитки веретен поділу вкороч. і розвод. діади до протил. полюсів клітини утв. уніваленти – хроматини, які з часом стають окремими хромосомами

2) вкінці кожен унівалент наз. монада.

ТЕЛОФАЗА 2 1) спостеріг. відновл. ядерної оболонки, ядерець, деспіраліз. хром., відбув. цитокінез.

Біологічне значення мейозу:

1) забезпеч. гапл. набір гамет, чим попередж. процес поліплоїдії при стат. розмнож.

2) кросинговер – забезпеч. постійну рекомбінацію ген. інф., що є основою еволюційного процесу.

 

Механізм фотосинтезу. Світлова фаза фотосинтезу.

Мех-зм ф-зу поясн. квантова теорія світла. Відповідно суч. уявл. світло надход. окремими порціями- квантами. За рівн. Ейнштена, енергія окремого кванта дор. hν або h·c/λ

Е-енергія; h – стала Планка; ν- частота коливання; c- швидкість світла; λ- довжина хвилі

Відомо, що енергія кванта у черв. частині менша ніж у синій, але інтенс. ф-зу більш висока, це поясн. тим, що швидкість фотохім. р-ції зал. не від. енергії окремих квантів, а від к-сті квантів з достат. енергією. Якщо взяти одну і туж к-сть енергії в син. (короткі хвилі) і черв. (довгі хвилі) част. спектру, то на цю енергію у синій частині спектру буде припадати менша к-сть квантів ніж у черв.

У 1905 р. Блекман показав, що ф-з скл. з трив. темнової фази (світло не потрібно) і короткої світлової. Світлова фаза відбув. на намелах і гранах хлоропластів, а темнова у стромі.

у 1932 р. Р. Хілл відкрив р-цію фотолізу води. Він виділив водну суспензію хлоропластів і вода не міст. СО₂, додав хінон і освітлював цю систему, при цьому хлоропласти виділ. вільний О₂, тобто відбув. розщепл. води з виділ. кисню – фотоліз води.

Н₂О + hν ­­→2Н⁺ + ½ О₂ + 2ē

Другий доказ у 1940 р. Виноградовим і Тейсом, вони зібрали 40 л. кисню, кий виділ. елодеєю і про аналіз ізотопний склад кисню, справа у тому що кисень води і вуглекислого газу відрізн. ізотопом О₁₆ і О₁₈. При цьому складнішим був кисень води, а не вугл. газу.

Механізм фотохім етапу ф-зу пов'яз. з діял. 2 фотосистем. (вивч. Арнон)

Перша фотосистема: 200 мол. хлорофілу А, 50 мол. каротиноїдів, 1 мол.-пастка Р-700, мол. хлорофілу з максимум поглин. 700 нм

Друга фото система: 200 мол. хлор. А, 200 мол. хлор. В і мол.-пастка Р-680

Ф-з відбув шляхом не цикл., цикл. і псевдоциклічного фотофосфорилювання.

Нециклічне фосфорилювання

світло надходь. на світлозбир. комплекс фотосис. 1 →мол. пастка Р-700, яка у момент збудж. має потенц. – 0,62 В → вибив. ē, який надходь. на сис. переносників →Z →флавопротеїд →феродоксин, з якого ē переход. від НАДФ до НАДФ·Н₂ (перший продукт не цикл. фосфорил.). При цьому у мол. Р-700 утв. електрон. дірка, яка заповн. за рах. 2 фотосис.: світло надходь. на фотозбир. комплекс сис. 2, якщо мол. достат., то ē за градієнтом окисно-відновного потенціалу з Р-680 → цитохром В→ пластохінон→цитохром F → пластоціанін → Р-700. На етапі між пластохіноном і цитохромом F виділ. достат. к-сть енергії, щоб утв. АТФ з АДФ (2 продукт)

Тепер електрон. дірка утв. на Р-680, яка заповн. за рах. р-ції Хілла (фотоліз води) і з'явл. вільні ē: Н₂О + hν ­­→2Н⁺ + ½ О₂ + 2ē

Циклічне фосфорилювання

Задіяна лише 1 фотосис., характер. для клітин обгортки суд-волокнистих пучків.

Світло надходь. на світло-здир. комплекс сис. 1, енергія перед. на мол. Р-700, якщо енергії достат. вибив. ē → Z →феродоксин → цитохром В →цитохром F → Р-700. На етапі між. цит. В і цит. F виділ. енергія, щоб відбув процес фосфорилюв. і виділ. АТФ (єдиний продукт)

Псевдоциклічне фосфорилювання В окремих випадках коли в кліт. збіднений фонд НАДФ, задіяні 2 фотосис., але продуктами є АТФ і вода.