🧬
Тема 17 · НМТ з біології Мейоз. Утворення статевих клітин
Два поділи, кон'югація і кросинговер, гаметогенез, біологічне значення
🗣️ Простими словами
Мейоз — особливий поділ для утворення статевих клітин (гамет). Він дає чотири клітини з половиною набору хромосом (n). Це потрібно, щоб при заплідненні знову вийшов повний набір, і водночас дає генетичне різноманіття.
Що таке мейоз
Визначення
Мейоз — це спосіб поділу клітини, унаслідок якого з однієї диплоїдної (2n) клітини утворюються чотири гаплоїдні (n) клітини.
Головна фішка: число хромосом зменшується вдвічі. Тому мейоз ще називають редукційним поділом (від лат. reductio — зменшення).
У тварин відбувається в статевих залозах під час утворення гамет, у рослин — при утворенні спор (у спорангіях).
Головна фішка: число хромосом зменшується вдвічі. Тому мейоз ще називають редукційним поділом (від лат. reductio — зменшення).
У тварин відбувається в статевих залозах під час утворення гамет, у рослин — при утворенні спор (у спорангіях).
Навіщо ділити хромосоми навпіл
Під час запліднення дві гамети зливаються, і їхні набори хромосом додаються.
Якби гамети були диплоїдними (2n), то в кожному поколінні число хромосом подвоювалося б. Мейоз завчасно ділить набір навпіл, тож після злиття зигота знову має нормальний 2n.
У людини: гамета — 23 хромосоми (n), зигота — 46 (2n).
Якби гамети були диплоїдними (2n), то в кожному поколінні число хромосом подвоювалося б. Мейоз завчасно ділить набір навпіл, тож після злиття зигота знову має нормальний 2n.
У людини: гамета — 23 хромосоми (n), зигота — 46 (2n).
Два поділи поспіль
Мейоз складається з двох послідовних поділів, а ДНК подвоюється (реплікація) лише один раз — перед першим поділом.
• Мейоз I (редукційний) — розходяться гомологічні хромосоми, число хромосом падає з 2n до n.
• Мейоз II (екваційний) — розходяться сестринські хроматиди, як у звичайному мітозі. Число хромосом не змінюється, але кожна стає однохроматидною.
• Мейоз I (редукційний) — розходяться гомологічні хромосоми, число хромосом падає з 2n до n.
• Мейоз II (екваційний) — розходяться сестринські хроматиди, як у звичайному мітозі. Число хромосом не змінюється, але кожна стає однохроматидною.
Мейоз I — редукційний поділ
Профаза I — найважливіша
Найдовша і ключова фаза. Тут відбуваються дві унікальні події:
• Кон'югація — тісне попарне зближення гомологічних хромосом. Пара з'єднаних гомологів = бівалент (тетрада, бо містить 4 хроматиди).
• Кросинговер — обмін ділянками між гомологічними хромосомами.
Також розчиняється ядерна оболонка і формується веретено поділу.
• Кон'югація — тісне попарне зближення гомологічних хромосом. Пара з'єднаних гомологів = бівалент (тетрада, бо містить 4 хроматиди).
• Кросинговер — обмін ділянками між гомологічними хромосомами.
Також розчиняється ядерна оболонка і формується веретено поділу.
Кросинговер і його значення
Кросинговер — це взаємний обмін гомологічними ділянками між несестринськими хроматидами гомологічних хромосом.
Результат: хроматиди стають рекомбінантними — несуть нове поєднання алелів материнських і батьківських генів.
Значення: головне джерело комбінативної мінливості — забезпечує генетичну різноманітність нащадків. Саме тому діти не є точними копіями батьків.
Результат: хроматиди стають рекомбінантними — несуть нове поєднання алелів материнських і батьківських генів.
Значення: головне джерело комбінативної мінливості — забезпечує генетичну різноманітність нащадків. Саме тому діти не є точними копіями батьків.
Метафаза I та анафаза I
Метафаза I: біваленти (пари гомологів) шикуються в екваторіальній площині. Розташування материнських і батьківських хромосом — випадкове (незалежне комбінування — ще одне джерело мінливості!).
Анафаза I: до полюсів розходяться цілі гомологічні хромосоми (кожна ще з двох хроматид), а НЕ окремі хроматиди. Саме тут число хромосом зменшується вдвічі.
Анафаза I: до полюсів розходяться цілі гомологічні хромосоми (кожна ще з двох хроматид), а НЕ окремі хроматиди. Саме тут число хромосом зменшується вдвічі.
Телофаза I
Біля полюсів опиняється гаплоїдний (n) набір хромосом, але кожна хромосома складається ще з двох хроматид.
Утворюються дві клітини з набором n2c (n хромосом, подвоєна кількість ДНК).
Між мейозом I та II немає реплікації ДНК — інтерфаза (інтеркінез) коротка, S-фази нема.
Утворюються дві клітини з набором n2c (n хромосом, подвоєна кількість ДНК).
Між мейозом I та II немає реплікації ДНК — інтерфаза (інтеркінез) коротка, S-фази нема.
🧠 Як запам'ятати
«Мейоз I ділить ПАРИ, мейоз II ділить ХРОМАТИДИ».
I — гомологи прощаються (набір падає 2n→n).
II — хроматиди прощаються (як у мітозі).
КОН'ЮГАЦІЯ = «КОНІ разом» — гомологи стають у пари, як коні в упряжці. А там, де вони торкаються, відбувається кросинговер — перехрест (cross).
I — гомологи прощаються (набір падає 2n→n).
II — хроматиди прощаються (як у мітозі).
КОН'ЮГАЦІЯ = «КОНІ разом» — гомологи стають у пари, як коні в упряжці. А там, де вони торкаються, відбувається кросинговер — перехрест (cross).
Мейоз II — екваційний поділ
Як проходить мейоз II
За механізмом схожий на мітоз, але клітини вже гаплоїдні (n).
• Профаза II — знову формується веретено (без кон'югації та кросинговеру!).
• Метафаза II — хромосоми шикуються по екватору.
• Анафаза II — до полюсів розходяться сестринські хроматиди (тепер уже кожна = окрема хромосома).
• Телофаза II — утворюються 4 гаплоїдні клітини (n), кожна з однохроматидними хромосомами.
• Профаза II — знову формується веретено (без кон'югації та кросинговеру!).
• Метафаза II — хромосоми шикуються по екватору.
• Анафаза II — до полюсів розходяться сестринські хроматиди (тепер уже кожна = окрема хромосома).
• Телофаза II — утворюються 4 гаплоїдні клітини (n), кожна з однохроматидними хромосомами.
Підсумок за числом хромосом і ДНК
Простежимо шлях (для людини, 2n=46):
• Перед мейозом (після S-фази): 2n4c — 46 хромосом, кожна з 2 хроматид.
• Після мейозу I: n2c — 23 хромосоми, кожна з 2 хроматид.
• Після мейозу II: n (nc) — 23 хромосоми, кожна з 1 хроматиди.
Разом: 1 клітина 2n → 4 клітини n.
• Перед мейозом (після S-фази): 2n4c — 46 хромосом, кожна з 2 хроматид.
• Після мейозу I: n2c — 23 хромосоми, кожна з 2 хроматид.
• Після мейозу II: n (nc) — 23 хромосоми, кожна з 1 хроматиди.
Разом: 1 клітина 2n → 4 клітини n.
Гаметогенез — утворення статевих клітин
Що таке гаметогенез
Гаметогенез — процес утворення й дозрівання статевих клітин (гамет).
• Сперматогенез — утворення сперматозоїдів (у сім'яниках).
• Овогенез (оогенез) — утворення яйцеклітин (у яєчниках).
Обидва проходять спільні періоди: розмноження → росту → дозрівання (+ у сперматогенезі ще формування).
• Сперматогенез — утворення сперматозоїдів (у сім'яниках).
• Овогенез (оогенез) — утворення яйцеклітин (у яєчниках).
Обидва проходять спільні періоди: розмноження → росту → дозрівання (+ у сперматогенезі ще формування).
Періоди гаметогенезу
• Період розмноження — первинні статеві клітини (2n) діляться мітозом, їх стає багато (сперматогонії / овогонії).
• Період росту — клітини ростуть, накопичують поживні речовини (сперматоцити / овоцити I порядку, 2n).
• Період дозрівання — відбувається мейоз (тут і зменшується набір до n).
• Період формування — лише в сперматогенезі: сперматида перетворюється на рухливий сперматозоїд.
• Період росту — клітини ростуть, накопичують поживні речовини (сперматоцити / овоцити I порядку, 2n).
• Період дозрівання — відбувається мейоз (тут і зменшується набір до n).
• Період формування — лише в сперматогенезі: сперматида перетворюється на рухливий сперматозоїд.
Сперматогенез
З однієї клітини-попередниці (сперматоцита I порядку, 2n) після двох поділів мейозу утворюються 4 рівноцінні сперматозоїди (n) (генетично різні через кросинговер).
Сперматозоїд дрібний, рухливий, має головку (ядро + акросома), шийку (мітохондрії — «мотор») і джгутик (хвіст для руху).
Головне — доставити генетичний матеріал до яйцеклітини.
Сперматозоїд дрібний, рухливий, має головку (ядро + акросома), шийку (мітохондрії — «мотор») і джгутик (хвіст для руху).
Головне — доставити генетичний матеріал до яйцеклітини.
Овогенез
З однієї клітини (овоцита I порядку, 2n) утворюється лише 1 повноцінна яйцеклітина (n) та 3 полярні (напрямні) тільця, які гинуть.
Причина нерівномірного поділу: уся цитоплазма й поживні речовини концентруються в одній великій клітині, щоб забезпечити майбутній зародок.
Яйцеклітина велика, нерухома, багата на поживні речовини (жовток).
Причина нерівномірного поділу: уся цитоплазма й поживні речовини концентруються в одній великій клітині, щоб забезпечити майбутній зародок.
Яйцеклітина велика, нерухома, багата на поживні речовини (жовток).
Сперматогенез vs овогенез
• Кількість гамет: сперматогенез → 4 рівноцінні; овогенез → 1 яйцеклітина + 3 тільця.
• Розмір: сперматозоїд дрібний; яйцеклітина велика.
• Рухливість: сперматозоїд рухливий; яйцеклітина нерухома.
• Період формування: є в сперматогенезі, відсутній в овогенезі.
• Час: у чоловіків триває безперервно; в жінок овоцити «заморожені» з народження, дозрівають з періодом статевого дозрівання.
• Розмір: сперматозоїд дрібний; яйцеклітина велика.
• Рухливість: сперматозоїд рухливий; яйцеклітина нерухома.
• Період формування: є в сперматогенезі, відсутній в овогенезі.
• Час: у чоловіків триває безперервно; в жінок овоцити «заморожені» з народження, дозрівають з періодом статевого дозрівання.
🧠 Як запам'ятати
«СПЕРМА = 4 солдати, ЯЙЦЕ = 1 королева + 3 слуги».
Сперматогенез дає 4 рівноцінні гамети. Овогенез — 1 велику яйцеклітину (королеву з усіма запасами) і 3 полярні тільця, що гинуть (слуги).
«ОВО» — від лат. ovum (яйце) — так і запам'ятай: овогенез = народження яйцеклітини.
Сперматогенез дає 4 рівноцінні гамети. Овогенез — 1 велику яйцеклітину (королеву з усіма запасами) і 3 полярні тільця, що гинуть (слуги).
«ОВО» — від лат. ovum (яйце) — так і запам'ятай: овогенез = народження яйцеклітини.
Біологічне значення мейозу
Навіщо мейоз організмам
• Підтримує сталість каріотипу виду з покоління в покоління (2n не подвоюється).
• Забезпечує комбінативну мінливість — через кросинговер та незалежне розходження хромосом в анафазі I. Це «сировина» для природного добору й еволюції.
• Основа статевого розмноження — утворення гаплоїдних гамет, здатних до запліднення.
Без мейозу неможливе поєднання ознак обох батьків у нащадків.
• Забезпечує комбінативну мінливість — через кросинговер та незалежне розходження хромосом в анафазі I. Це «сировина» для природного добору й еволюції.
• Основа статевого розмноження — утворення гаплоїдних гамет, здатних до запліднення.
Без мейозу неможливе поєднання ознак обох батьків у нащадків.
Мейоз vs мітоз — головні відмінності
• Поділів: мітоз — 1; мейоз — 2.
• Результат: мітоз — 2 клітини 2n (ідентичні материнській); мейоз — 4 клітини n (генетично різні).
• Кон'югація і кросинговер: лише в мейозі (профаза I).
• Функція: мітоз — ріст, регенерація, нестатеве розмноження; мейоз — утворення гамет/спор.
• Мінливість: мітоз копіює; мейоз створює нові комбінації.
• Результат: мітоз — 2 клітини 2n (ідентичні материнській); мейоз — 4 клітини n (генетично різні).
• Кон'югація і кросинговер: лише в мейозі (профаза I).
• Функція: мітоз — ріст, регенерація, нестатеве розмноження; мейоз — утворення гамет/спор.
• Мінливість: мітоз копіює; мейоз створює нові комбінації.
Ключові терміни
Вивчи напам'ять
Мейоз — редукційний поділ: 1 клітина 2n → 4 клітини n.
Кон'югація — попарне зближення гомологічних хромосом (профаза I).
Бівалент (тетрада) — пара з'єднаних гомологів (4 хроматиди).
Кросинговер — обмін ділянками між гомологами; джерело комбінативної мінливості.
Анафаза I — розходяться гомологічні хромосоми (набір падає вдвічі).
Анафаза II — розходяться сестринські хроматиди.
Овогенез — 1 яйцеклітина + 3 полярні тільця; Сперматогенез — 4 сперматозоїди.
Кон'югація — попарне зближення гомологічних хромосом (профаза I).
Бівалент (тетрада) — пара з'єднаних гомологів (4 хроматиди).
Кросинговер — обмін ділянками між гомологами; джерело комбінативної мінливості.
Анафаза I — розходяться гомологічні хромосоми (набір падає вдвічі).
Анафаза II — розходяться сестринські хроматиди.
Овогенез — 1 яйцеклітина + 3 полярні тільця; Сперматогенез — 4 сперматозоїди.
Часті пастки НМТ
Не переплутай
• Кросинговер і кон'югація — лише в мейозі I (профаза I), у мітозі їх НЕМА.
• Число хромосом зменшується вдвічі в анафазі I (розходяться гомологи), а НЕ в анафазі II.
• В анафазі II розходяться хроматиди — набір хромосом НЕ змінюється.
• ДНК подвоюється один раз — перед мейозом I. Між I та II реплікації НЕМА.
• Овогенез дає 1 яйцеклітину (не 4!); 3 полярні тільця гинуть.
• Період формування є в сперматогенезі, але відсутній в овогенезі.
• Мейоз відбувається лише в клітинах, що дають початок гаметам або спорам (у тварин — у статевих залозах), а не в усіх клітинах тіла.
• Число хромосом зменшується вдвічі в анафазі I (розходяться гомологи), а НЕ в анафазі II.
• В анафазі II розходяться хроматиди — набір хромосом НЕ змінюється.
• ДНК подвоюється один раз — перед мейозом I. Між I та II реплікації НЕМА.
• Овогенез дає 1 яйцеклітину (не 4!); 3 полярні тільця гинуть.
• Період формування є в сперматогенезі, але відсутній в овогенезі.
• Мейоз відбувається лише в клітинах, що дають початок гаметам або спорам (у тварин — у статевих залозах), а не в усіх клітинах тіла.
🗣️ Простими словами
Якщо зовсім коротко: мейоз дає 4 гамети з половиною хромосом (n) і забезпечує різноманіття. Мітоз — копії, мейоз — «половинки з перемішуванням» 😉
Закріпи тему «Мейоз. Утворення статевих клітин» на тестах 🎯
Пройди тести формату НМТ саме з цієї теми — безкоштовно, з розбором кожної помилки.