Мейоз (редукційний поділ): визначення, І-й і ІІ-й поділи мейозу, фази мейозу та їх характеристика.

Мейоз (редукційний поділ) (від грец. meiosis — зменшення) — один з поділів ядра і клітини, при якому відбувається зменшення кількості хромосом вдвічі, причому з однієї диплоїдної клітини утворюються чотири гаплоїдні. Залежно від місця М. в життєвому циклі організмів розрізняють три типи М.: гаметний, який відбувається в статевих органах і призводить до утворення гамет (у деяких нижчих рослин), зиготний, що здійснюється в зиготі відразу після запліднення (у багатьох водоростей і грибів), споровий або проміжний, який відбувається при спороутворенні (у більшості рослин). М. включає два послідовні поділи: гетеротипний, який супроводжується зменшенням (редукцією) кількості хромосом удвічі і гомеотипний (екваційний), що схожий на мітоз. М. забезпечує рівномірний розподіл генетичного матеріалу в ряді поколінь. М. у тварин вперше описав німецький ботанік Е. Страсбургер (1888), а у рослин вперше описав М. німецький ботанік Е. Страсбургер.Фази мейотичного поділу подібні до фаз мітотичного поділу. Однак суттєвою різницею між мейозом і мітозом є те, що на початку мейозу гомологічні хромосоми сходяться (кон’югують) попарно і в анафазі ці парні хромосоми розходяться до протилежних полюсів, а при мітозі хромосоми не сходяться попарно, а подвоюються і до полюсів розходяться їх половинки — хроматиди. Внаслідок мейозу число хромосом в клітині зменшується вдвоє, тобто редукує, тому цей поділ називають редукційним поділом. Крім того, весь цикл мітозу відбувається в один поділ клітини, а мейоз завершується за два поділи.Незважаючи на подібність фаз при мітозі і мейозі, класичне розділення мітозу на стадії не може бути застосоване для описання складних рухів хромосом при мейозі.

Мейоз:

Перший поділ:

Профаза І: пролептотена, лептотена, зиготена, пахітена, диплотена, діакінез.

Прометафаза І.

Метафаза І.

Анафаза І.

Телофаза І.

Другий поділ:

Профаза ІІ.

Метафаза ІІ.

Анафаза ІІ.

Телофаза ІІ.

Перший поділ мейозу (гетеротипний):

Стадія пролептотени відповідає ранній профазі мітозу. Хромосоми досить тонкі, виділяються лише статеві хромосоми у вигляді компактних гетеропіктинотипних тілець.Під час лептотени хромосоми більш помітні і мають вигляд довгих ниток з хромом ерами.Зиготена починається з попередньої кон’югації гомологічних (материнської та батьківських) хромосом. Кон’югація може відбуватися як полярними ділянками хромосом, так і одночасно ділянками по всій довжині хромосоми так, що кожна хромомера одної хромосоми співпадає з хромерою іншої хромосоми. Утворюються так звані біваленти гомологічних хромосом.На стадії пахітени кон’югація хромосом завершується. Вони скорочуються поздовжньо, утворюючи короткі і товсті нитки.Диплотена — стадія чотирьох хроматид. Кожна із гомологічних хромосом біваленти розщеплюється на дві хроматиди. На цій стадії відбувається обмін гомологічними ділянками внаслідок кросинговеру, тобто перехресту хроматид і виникнення хіазм.Хіазмою називається місце з’єднання хроматид різних хромосом.На стадії діакінезу скорочення хромосом ще сильніше і відбувається взаємне відштовхування і розходження. В профазі І спіралізація досягає максимуму. Зникає оболонка ядра.На початку метафази І хромосоми розташовуються біля екватора. На цій стадії обидві гомологічні хромосоми займають таке розташування, що їх центромери повернуті до протилежних полюсів. Центромери все сильніше відштовхуються одна від одної.На стадії анафази І дочірні хроматиди кожної гомологічної хромосоми направляються до відповідних полюсів. Причому короткі хроматиди розходяться швидко, а довгі — значно довше.Телофаза І починається з того моменту, коли анафазні групи хроматид досягають протилежних полюсів. На протязі деякого часу хромосоми залишаються в конденсованому стані, зберігаючи морфологічні ознаки.За телофазою йде коротка інтерфаза, яка майже нічим не відрізняється від інтерфази мітозу. Однак, слід відзначити, що в деяких випадках інтерфаза після першого мейозу триває досить довго.Таким чином. Внаслідок поділу (гетеротипного) із материнської клітини виникає дві так звані діади мікро та макроспор.Після інтерфази першого поділу наступає другий гомеотипний.Цей поділ відбувається по схемі звичайного мітозу і навіть фази поділу називаються так само, але до назви додається цифра ІІ, що означає другий поділ.Так як і при мітозі цей поділ починається з профази ІІ, після цієї короткої фази відбувається утворення веретена, яке означає початок метафази ІІ. Число хромосом вдвоє менше, ніж в соматичних клітинах. Хромосоми розташовуються біля екватора, центромери діляться і під час анафази ІІ дві сестринські хроматиди направляються до протилежних полюсів.У зв’язку з тим, що в другому поділі мейозу відбувається розходження повздовжніх половинок хромосом (хроматид), то в кожне із чотирьох ядер, що утворилися на стадії телофазу ІІ, попадає лише одна хроматида , яка тепер називається хромосомою. І у всіх чотирьох ядрах міститься по галоїдному числу хромосом, причому кожний із гомологів представлений в одному екземплярі.Таким чином суть мейозу полягає в тому, що утворюється чотири гаплоїдні ядра , кожне з яких містить по одній гомологічній хромосомі від кожного з батьків. Мейоз представляє собою механізм розподілу одиниць (генів), що забезпечує їх спадкову і незалежну рекомбінацію, а кросинговер — це спосіб за допомогою якого здійснюється зближення генів окремих хромосом. При відсутності цього процесу еволюція видів була би неможлива, і рослинний світ не володів би такою різноманітністю.Таким чином мейоз відбувається за два послідовні поділи, в результаті чого утворюється чотири дочірні гаплоїдні клітини з однієї диплоїдної материнської.

Тема 7.Вакуолі і включення рослинної клітини.

1. Вакуолі: визначення та гіпотези щодо їх виникнення.

2. Тонопласт і клітинний сік як структурні компоненти вакуолей.

3. Функції вакуолей.

4. Осмотичні явища в клітині: сисна сила, осмос, осмотичний тиск, тургор, тургорний тиск, плазмоліз і деплазмоліз.

5. Включення рослинної клітини: визначення та види. Поняття про ергастичні речовини та ергастоплазму.

6. Крохмальні зерна: визначення, будова і типи.

7. Алейронові зерна: визначення, будова і типи.

8. Ліпідні краплі як форма включень.

9. Кристалічні включення: утворення та форми.