14.3: Виробництво генетичного різноманіття

Last updated
Save as PDF

Page ID: 6808

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Мітоз - це тип поділу клітин, при якому вихідна клітина робить дублікат копії. Якби це була єдина форма поділу клітин, виробництво генетичного різноманіття обмежувалося б мутаціями. Більшість родовищ організмів, можливо, не зможуть адаптуватися до швидко мінливих умов багатьох середовищ Землі. Це не означає, що безстатево розмножуються організми не можуть бути успішними. Найбільш розповсюджені, поширені організми на планеті, Бактерії, є безстатевими і не можуть піддаватися мейозу, оскільки їм не вистачає ядра. Більшість багатоклітинних еукаріотичних організмів (і деякі одноклітинні еукаріоти) еволюціонували, щоб використовувати статеве розмноження для створення різноманітності за допомогою мейозу та випадкового запліднення.

Мейоз = ПМАТ х 2

Якщо диплоїдна клітина піддається мейозу, продуктом буде чотири генетично виразні гаплоїдні клітини. У людини цей процес використовується для виготовлення яйцеклітин і сперматозоїдів. Мейоз майже як робити мітоз двічі. Цей опис буде зосереджено на відмінностях між фазами мейозу та мітозу, а не описує все, що відбувається на кожній стадії. Щоб дізнатися про інші події, див. Лабораторія 4 (Багатоклітинність та безстатеве розмноження).

Мейоз I

Профаза I: Під час профази I гомологічні хромосоми з'єднуються між собою. Ці хромосоми мають однакові гени в тому ж порядку, але походять від різних батьків. Завдяки своїй схожості, при парі вони можуть перекривати і торгувати сегментами хромосомних рук. В результаті виходить суміш генів від кожного з батьків на кожній хромосомі. Цей процес називається перетином, і він буде відбуватися по-різному в кожній клітині, яка зазнає мейозу.
Метафаза I: У метафазі I гомологічні хромосоми шикуються один від одного на метафазній пластині. Це ще одне джерело варіації, оскільки вони можуть по-різному вирівнюватися в кожній клітині з різною комбінацією генів по обидва боки метафазної пластини. Це називається незалежним асортиментом.
Анафаза I: Під час анафази при мітозі сестринські хроматиди відокремлюються один від одного. При мейозі виділяються пари гомологічних хромосом, які розділені.
Телофаза I: Телофаза I схожа на телофазу при мітозі. Єдина відмінність полягає в тому, що дві дочірні клітини, які виникають, генетично відрізняються один від одного.

Мейоз II

Мейоз II майже ідентичний мітозу. Він складається з профази II, метафази II, анафази II та телофази II. Саме в анафазі II розбирають сестринські хроматиди. Наприкінці телофази II було вироблено чотири гаплоїдні клітини, кожна генетично відмінна.

Мейоз в пилку лілії

Пильовики - одна з статево розмножуються структур у квітах, що виробляють гаплоїдний пилок, який запліднює гаплоїдні яйцеклітини.

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Пильовики лілії

На наведеному вище зображенні показано поперечний переріз через пильовики Lillium. Є чотири кругові області, одна з яких обведена на малюнку. Це пилкові мішечки. Саме всередині цих пилкових мішечків відбувається мейоз, тому шукайте всередині цих областей клітини на різних стадіях мейозу.

Пилок ділиться синхронно, тому більшість клітин повинні перебувати приблизно в одній стадії. Однак мейоз - це безперервний процес, тому деякі клітини можуть перебувати в анафазі, тоді як більшість перебувають у метафазі. Крім того, розділяючі пилкові клітини залишаються прикріпленими, тому ви зможете сказати, чи перебуваєте ви в мейозі I або мейозі II, скільки клітинних стінок утворилося всередині ділильної клітини. При мейозі I повинна бути одна клітина до тих пір, поки не відбудеться цитокінез під час телофази I, продукуючи дві з'єднані клітини. При мейозі II будуть дві клітини, склеєні до цитокінезу під час телофази II, виробляючи чотири клітини.

Малюнок\(\PageIndex{2}\): Клітини при мейозі 1

Малюнок\(\PageIndex{2}\): Клітини при мейозі 2

На зображенні зліва показані дві клітини в метафазі I (ліва і середня) і одна клітина в профазі I (верхній правий кут). Зображення праворуч показує дві «клітини», обидві в метафазі II і показують, що кожна «клітина» тепер насправді дві клітинки склеєні.

Зверніть увагу на стіну, яка рухається вниз по центру кожної з клітин на фотографії праворуч. Під час якої фази мейозу утворилася б ця стінка?

Спостерігайте за слайдами пильовиків Лілія на різних стадіях поділу клітин і знайдіть кожну фазу мейозу. Намалюйте та позначте кожну фазу нижче. Переконайтеся, що зверніть увагу на те, де відбувається перетин і незалежний асортимент.

Мейоз I:

Мейоз II:

У який момент кількість наборів хромосом в кожній клітині перейшло від 2 наборів до 1 набору? Сказали по-іншому, в який момент плоїда змінилася від диплоїдної до гаплоїдної?

Дописувачі та атрибуція

Template:ContribCCBotanyLabM