Усі лабораторні роботи. 6-11 класи

Практична робота № 7 (для академічного рівня навчання)

Порівняння мітозу і мейозу

Мета: закріпити матеріал, засвоєний під час проходження теоретичного курсу. Уміти на схемах і мікропрепаратах визначати ті чи інші фази мітотичного або мейотичних поділів.

Обладнання і матеріали: схеми та мікрофотографії із зображенням усіх фаз мітозу і мейозу, мікропрепарати мітозу і мейозу.

Хід роботи

1. Уважно вивчіть запропоновані схеми та мікрофотографії.

2. Розкладіть у правильній послідовності схеми та мікрофотографії, на яких зображені відповідні фази мітозу й пригадайте, які події відбуваються на тій чи іншій фазі.

3. Те саме зробіть зі схемами та мікрофотографіями, на яких зображені відповідні фази першого та другого поділів мейозу.

4. Послідовно порівняйте події, які відбуваються під час певних фаз мітозу та першого поділу мейозу.

5. Виконайте те саме для певних фаз мітозу та другого поділу мейозу.

6. Зробіть висновки у вигляді таблиці за зразком:

Фаза	Мітоз	1-й поділ мейозу	Спільне та відмінне
Профаза
Метафаза
Анафаза
Телофаза
Фаза	Мітоз	2-й поділ мейозу	Спільне та відмінне
Профаза
Метафаза
Анафаза
Телофаза

Виконання роботи

Мейоз — особливий спосіб поділу еукаріотичних клітин, унаслідок якого їх хромосомний набір зменшується вдвічі. Під час мейозу відбуваються два послідовні поділи, інтерфаза між якими вкорочена. Кожний з цих поділів, як і мітоз, складається з чотирьох послідовних фаз: профази, метафази, анафази і телофази.

Рис. 1. Мейоз

Під час профази першого мейотичного поділу (профази І) починається ущільнення хромосом, які набувають вигляду паличкоподібних структур. Потім гомологічні хромосоми зближуються і кон’югують між собою. У цей час здається, що в ядрі не диплоїдний, а гаплоїдний набір хромосом. Насправді, кожна його складова частина — це пара сполучених між собою гомологічних хромосом. Під час кон’югації може відбуватись і кросинговер: гомологічні хромосоми обмінюються своїми певними ділянками. Отже, внаслідок кросинговеру утворюються нові комбінації спадкового матеріалу і різні гомологічні хромосоми можуть відрізнятись за набором спадкової інформації. Таким чином, кросинговер є одним з джерел спадкової мінливості.

Через певний час гомологічні хромосоми починають відходити одна від іншої. При цьому стає помітним, що кожна з них складається з двох хроматид, сполучених між собою в певних точках. Наприкінці профази І гомологічні хромосоми розходяться, зникають ядерця, руйнується ядерна оболонка і починає формуватись веретено поділу.

У метафазі першого поділу мейоза (метафаза) нитки веретена поділу приєднуються до центромер гомологічних хромосом. При цьому центромери гомологічних хромосом розташовані одна навпроти іншої, а не на одній лінії, як під час мітозу.

Під час анафази першого мейотичного поділу (анафаза І) гомологічні хромосоми пересуваються до протилежних полюсів клітини. При цьому кожна з них складається з двох хроматид. Таким чином, наприкінці анафази І у кожного з полюсів клітини опиняється половинний набір хромосом. Якщо клітина до початку мейозу була диплоїдною (2n), то після завершення першого мейотичного поділу стає гаплоїдною (1n).

У телофазі першого поділу мейозу (телофаза І) формується ядерна оболонка. У клітинах тварин і деяких видів рослин хромосоми деспіралізуються і поділяється цитоплазма материнської клітини. Але в клітинах багатьох видів рослин цитоплазма може і не поділятись.

Інтерфаза між першим і другим мейотичними поділами вкорочена: молекули ДНК в цей період не подвоюються. А в клітинах багатьох рослин інтерфаза взагалі відсутня, тому вони відразу переходять до другого поділу.

Другий мейотичний поділ (показані події, що відбуваються з клітинами, які утворилися під час першого поділу). 1. Профаза II: у клітин, які мають гаплоїдний набір хромосом, зникають ядерні оболонки, ядерця і починається утворення ниток веретена поділу. 2. Метафаза II: завершується ущільнення хромосом. Зверніть увагу на розташування хромосом: воно таке саме, як і під час мітозу. 3. Анафаза II: до полюсів клітини розходяться окремі хроматиди кожної з хромосом. 4. Телофаза II: зникають веретена поділу, формуються ядерні оболонки, ядерця й поділяється цитоплазма. 5. Результат другого мейотичного поділу: з однієї диплоїдної материнської клітини утворилися 4 гаплоїдні. До того ж вміст молекул ДНК в кожній із дочірніх клітин зменшується вдвічі порівняно з материнською

Під час профази другого мейотичного поділу (профази II) хромосоми, кожна з яких, як ви пам’ятаєте, складається з двох хроматид, ущільнюються, зникають ядерця, руйнується ядерна оболонка, хромосоми починають пересуватись до центральної частини клітини, знову починає формуватись веретено поділу.

У метафазі другого мейотичного поділу (метафазі II) завершується ущільнення хромосом і формування веретена поділу. Як і під час мітотичного поділу, центромери хромосом розташовані в одній площині в центральній частині клітини, і до них прикріплюються нитки веретена поділу.

В анафазі другого мейотичного поділу (анафазі II) поділяються центромери і хроматиди кожної з хромосом розходяться до різних полюсів клітини.

Під час телофази другого мейотичного поділу (телофази II) хромосоми знову деспіралізуються, зникає веретено поділу, формуються ядерця і ядерна оболонка. Завершується телофаза II поділом цитоплазми. У результаті другого мейотичного поділу кількість хромосом залишається такою самою, як і після першого, але число хроматид кожної з хромосом зменшується вдвічі.

Таким чином, після двох послідовних мейотичних поділів диплоїдної материнської клітини утворюється чотири гаплоїдні дочірні. При цьому дочірні клітини можуть відрізнятись за набором спадкової інформації.

Біологічне значення мейозу. Мейоз становить досконалий механізм, який забезпечує сталість каріотипу тих видів, які розмножуються статевим способом. Завдяки двом мейотичним поділам статеві клітини мають половинний, порівняно з нестатевими, набір хромосом. А набір хромосом, характерний для організмів певного виду, відновлюється під час запліднення.

Мейоз також забезпечує і спадкову мінливість організмів. По-перше, в профазі І відбувається обмін ділянками гомологічних хромосом. А по-друге, в анафазі І гомологічні хромосоми, які можуть містити різний набір спадкової інформації, опиняються в різних дочірніх клітинах. Таким чином, клітини, які утворилися внаслідок мейотичного поділу, можуть мати відмінний одна від одної набір спадкової інформації.

Фаза	Мітоз	1-й поділ мейозу	Спільне та відмінне
Профаза	Починають ущільнюватись хромосоми, поступово зникають ядерця, ядерна оболонка, починається формування веретена поділу. Нитки веретена поділу прикріплюються до центромер, і хромосоми починають рухатись до центральної частини клітини	Починається ущільнення хромосом. Потім гомологічні хромосоми зближуються і кон’югують між собою. Під час кон’югації може відбуватись і кросинговер: гомологічні хромосоми обмінюються своїми певними ділянками. Наприкінці профази І гомологічні хромосоми розходяться, зникають ядерця, руйнується ядерна оболонка і починає формуватись веретено поділу	Починають ущільнюватись хромосоми, зникають ядерця, руйнується ядерна оболонка і починає формуватись веретено поділу. Під час мейозу гомологічні хромосоми зближуються і кон’югують між собою. Під час кон’югації може відбуватись і кросинговер
Метафаза	Завершується ущільнення хромосом і формування веретена поділу. Наприкінці метафази хроматиди кожної хромосоми відокремлюються одна від іншої та вишиковуються у середній частині клітини	Нитки веретена поділу приєднуються до центромер гомологічних хромосом. При цьому центромери гомологічних хромосом розташовані одна навпроти іншої, а не на одній лінії, як під час мітозу	Завершується ущільнення хромосом і формування веретена поділу. Під час мітозу хроматиди кожної хромосоми відокремлюються одна від іншої та вишиковуються у середній частині клітини. А при мейозі центромери гомологічних хромосом розташовані одна навпроти іншої
Анафаза	Поділяються центромери і окремі хроматиди кожної хромосоми починають рухатися до різних полюсів клітини	Гомологічні хромосоми пересуваються до протилежних полюсів клітини. Наприкінці анафази І у кожного з полюсів клітини опиняється половинний набір хромосом. Якщо клітина до початку мейозу була	Під час мітозу окремі хроматиди кожної хромосоми починають рухатися до різних полюсів клітини. Під час мейозу гомологічні хромосоми пересуваються до протилежних полюсів клітини.
		диплоїдною (2n), то після завершення першого мейотичного поділу стає гаплоїдною (1n)	Таким чином, у кожного з полюсів клітини опиняється половинний набір хромосом
Телофаза	Навколо кожного з двох скупчень хроматид формується ядерна оболонка, з’являються ядерця і ядра дочірніх клітин. Поступово зникає веретено поділу, поділяється цитоплазма материнської клітини й утворюються дві дочірні	Формується ядерна оболонка. У клітинах тварин і деяких видів рослин хромосоми деспіралізуються і поділяється цитоплазма материнської клітини	Формується ядерна оболонка, поділяється цитоплазма материнської клітини
Фаза	Мітоз	2-й поділ мейозу	Спільне та відмінне
Профаза	Починають ущільнюватись хромосоми, поступово зникають ядерця, ядерна оболонка, починається формування веретена поділу. Нитки веретена поділу прикріплюються до центромер, і хромосоми починають рухатись до центральної частини клітини	Хромосоми ущільнюються, зникають ядерця, руйнується ядерна оболонка, хромосоми починають пересуватись до центральної частини клітини, знову починає формуватись веретено поділу	Хромосоми ущільнюються, зникають ядерця, руйнується ядерна оболонка, починається формування веретена поділу. Хромосоми починають пересуватись до центральної частини клітини
Метафаза	Завершується ущільнення хромосом і формування веретена поділу. Наприкінці метафази хроматиди кожної хромосоми відокремлюються одна від іншої та вишиковуються у середній частині клітини	Завершується ущільнення хромосом і формування веретена поділу. Як і під час мітотичного поділу, центромери хромосом розташовані в одній площині в центральній частині клітини, і до них прикріплюються нитки веретена поділу	Завершується ущільнення хромосом і формування веретена поділу. Центромери хромосом розташовані в одній площині в центральній частині клітини, і до них прикріплюються нитки веретена поділу
Анафаза	Поділяються центромери і окремі хроматиди кожної хромосоми, починають рухатися до різних полюсів клітини	Поділяються центромери і хроматиди кожної з хромосом розходяться до різних полюсів клітини	Поділяються центромери і хроматиди кожної з хромосом розходяться до різних полюсів клітини
Телофаза	Навколо кожного з двох скупчень хроматид формується ядерна оболонка, з’являються ядерця і ядра дочірніх клітин. Поступово зникає веретено поділу, поділяється цитоплазма материнської клітини й утворюються дві дочірні	Хромосоми знову деспіралізуються, зникає веретено поділу, формуються ядерця і ядерна оболонка. Завершується телофаза II поділом цитоплазми. У результаті другого мейотичного поділу кількість хромосом залишається такою самою, як і після першого, але число хроматид кожної з хромосом зменшується вдвічі	Навколо кожного з двох скупчень хроматид формується ядерна оболонка, з’являються ядерця і ядра дочірніх клітин. Поступово зникає веретено поділу, поділяється цитоплазма материнської клітини й утворюються дві дочірні. У результаті другого мейотичного поділу кількість хромосом залишається такою самою, як і після першого, але число хроматид кожної з хромосом зменшується вдвічі