Заняття № 8

Тема. Розмноження – універсальна властивість живої матерії. Мейоз.

Вид заняття:лабораторно-практичне.

Актуальність теми:вивчення цитогенетичних механізмів, що лежать в основі утворення статевих клітин, необхідне для пояснення генетичної різноманітності видів, що є основою еволюційного процесу.

Мета заняття:знати біологічні переваги статевого розмноження над безстатевим, еволюцію форм статевого розмноження, вміти дати характеристику і зробити аналіз процесу мейозу, проаналізувати механізми і рекомбінацію генів у гаметах при мейозі.

Зміст теми:

1. Розмноженя організмів.

2. Способи безстатевого розмноження у одно- та багатоклітинних організмів.

3. Статеве розмноження, його форми.

4. Мейоз, цитогенетична характеристика.

Обладнання для проведення заняття: мікроскопи, мікропрепарати, навчальні таблиці, методичні матеріали.

Інтегративні зв’язки теми: матеріал даної теми пов’язаний з вивченням медичної генетики.

Хід заняття:

1. Контроль вихідного рівня знань студентів з даної теми (на основі перелічених питань змісту теми)

2. Практична частина

2.1. Характеристика етапів роботи

2.1.1. Розмноження - універсальна властивість живої матерії

Біологічна роль розмноження полягає в тому, що воно забезпечує зміну поколінь. Залежно від характеру клітинного матеріалу, що використовується з метою розмноження, розрізняють різні форми і способи розмноження.

Таблиця 1

Порівняльна характеристика безстатевого і статевого розмноження

Показник	Спосіб розмноження
	Безстатеве	Статеве
1. Клітинні джерела спадкової інформації для розвитку нащадків 2. Батьки 3. Нащадки 4.Основний клітинний ме-ханізм 5. Еволюційне значення	Багатоклітинні: одна або кілька соматичних клітин батька; одноклітинні: клітина-організм як ціле Одна особина Генетично точна копія батька Мітоз Сприяє підтриманню найбільшої пристосованості в умовах, що практично не змінюються, підсилює роль стабілізуючого природнього добору	Батьки утворюють статеві клітини, спеціалізовані до виконання функції роз-множення Звичайно дві особини Генетично відмінні від обидвох батьків Мейоз Внаслідок генетичної різноманітності створює передумови для освоєння різноманітних умов існування, дає еволюційні та екологічні перспективи, сприяє здійсненню творчої ролі природнього добору

а) Скласти таблицю характеристики форм безстатевого і статевого розмноження

2.1.2. Мейоз - біологічний процес при формуванні статевих клітин

Мейоз - біологічний процес, що спостерігається в період дозрівання статевих клітин. Його суть полягає в тому, що на визначених стадіях розвитку попередники статевих клітин з диплоїдним набором хромосом діляться непрямим шляхом, в результаті чого утворюються гамети з гаплоїдним набором хромосом. Мейоз включає перший та другий мейотичний поділи. Найважливішим і найтривалішим періодом є профаза першого поділу. Тут розрізняють наступні стадії. Лептонема - збільшення ядра і виявлення у ньому слабо спіралізованих хромосом. Зигонема - попарне об’єднання гомологічних хромосом, під час якого центромери і плечі точно наближаються один з одним (явище кон’югації). Пахінема - спіралізація хромосом і їх об’єднання у пари - біваленти. В хромосомах ідентифікуються хроматиди, в результаті чого утворюються тетради. При цьому відбувається обмін ідентичними ділянками гомологічних хромосом - кросинговер. Диплонема - початок відштовхування гомологічних хромосом, однак у місцях кросинговеру зв’язок зберігається. Діакінез - подальше розходження хромосом, які ще залишаються з’єднаними в бівалентах своїми кінцевими ділянками. В результаті виникають характерні кільцеві фігури. Ядерна мембрана розпадається. Особливістю мейозу 1 в овогенезі є наявність спеціальної стадії - диктіотени, яка відсутня в сперматогенезі. На цій стадії, яка спостерігається ще в ембріогенезі, хромосоми набувають особливої морфологічної форми ‘’лампових щіток’’ і припиняють будь-які подальші структурні зміни на багато років. При досягненні жіночим організмом репродуктивного віку під впливом лютеїнізуючого гормону гіпофізу, як правило, один овоцит щомісячно відновлює мейоз. В метафазі першого поділу хромосоми з’єднані в бівалентах, розташовуються по екватору. В анафазі відбувається розходження до діаметричних полюсів клітини не хроматид, а гомологічних хромосом з кожної пари. У цьому принципова відмінність від аналогічної стадії мітозу. Телофаза - формування двох клітин з гаплоїдним набором хромосом, проте кількість ДНК ще дорівнює диплоїдному набору (якщо позначити гаплоїдний набір хромосом n, а кількість ДНК в гаплоїдному наборі с, то в телофазі утворюються клітини з набором хромосом і ДНК (n, 2с).

Другий мейотичний поділ. Протягом другого мейотичного поділу відбувається про-, мета-, ана- і телофаза. Йому передує коротка інтерфаза, у якій синтез ДНК не відбувається. Профаза ІІ часто проходить дуже швидко. В метафазі ІІ нитки веретена прикріплюються до центромер хромосом та розташовуються в метафазній пластинці. В анафазі розходяться не гомологічні хромосоми, а лише їх хроматиди. Телофаза ІІ завершується утворенням ядерної оболонки навколо кожного з двох гаплоїдного набору хромосом. Утворені дочірні клітини залишаються гаплоїдними, і мають відповідну до цього набору кількість ДНК, тобто вдвічі меншу, ніж у соматичних клітинах (n, c). Таким чином, другий мейотичний поділ закінчується утворенням чотирьох клітин, кожна з них має одинарний (гаплоїдний) набір хромосом.

а) розглянути таблицю і зарисувати схему профази 1 мейозу. Звернути увагу на важливі процеси, які відбуваються у профазі 1 мейозу: кон’югація гомологічних хромосом, кросинговер. Зарисувати схему метафази 1, анафази 1 і телофази 1.

2.2. Оформлення результатів практичної роботи

Зарисувати в альбомі схему мейозу клітини з набором хромосом 2n=4 хромосоми.

3. Вироблення практичних навиків

На основі знань мейозу як специфічного процесу при формуванні статевих клітин вміти довести біологічну перевагу статевого розмноження над безстатевим.

4. Питання для контролю засвоєння теми:

1. Безстатеве розмноження організмів.

2. Статеве розмноження організмів.

3. Мейоз: характеристика редукційного та екваційного поділів.

5. Тестовий контроль до практичного заняття № 8

1. При всіх формах розмноження (статевому та нестатевому) елементарними дискретними одиницями спадковості є:

A. Один ген

B. Одна пара нуклеотидів

C. Один ланцюг ДНК

D. Один нуклеотид

E. Два ланцюги молекули ДНК

2. Згідно правила числа хромосом кожний вид більшості тварин має певне і стале число хромосом. Механізмом, що підтримує цю сталість при статевому розмноженні організмів є:

A. Амітоз

B. Мітоз

C. Мейоз

D. Регенерація

E. Шизогонія

3. Дайте найбільш точне визначення копуляції.

A.Розвиток без запліднення.

B. Злиття двох подібних клітин.

C. Вегетативне розмноження

D. Злиття двох гамет, на які перетворилися одноклітинні організми.

E. Поділ клітин.

4. До статевого розмноження відноситься:

A. брунькування

B. спорогенез

C. кон’югація

D. фрагментація

E. поділ

5. Розвиток організму тварин із незаплідненої яйцеклітини називається:

A.партеногенез

B. апоміксис

C. копуляція

D. брунькування

E. гібридизація

6. До нестатевого розмноження відноситься:

A. поліембріонія

B. копуляція

C. партеногенез

D. спорогенез

E. ізогамія

7. Виберіть правильне твердження.

A. У безстатевому розмноженні участь беруть дві особини.

B. У результаті безстатевого розмноження утворюються особини неоднакові із батьківськими.

C. При безстатевому розмноженні потомки однакові із батьківськими особинами

D. При статевому розмноженні потомки однакові із батьківськими особинами.

E. При статевому розмноженні швидко зростає чисельність популяції.

8. При якому із видів безстатевого розмноження виникають колонії організмів?

A. При поділі

B. При шизогонії

C. При спороутворенні

D. При фрагментації

E. При брунькуванні

9. У більшості рослин та тварин чоловічі і жіночі статеві клітини різні за зовнішнім виглядом. Злиття таких клітин називають:

A. ізогамією

B. гетерогамією

C. партеногенезом

D. схізогонією

E. поліембріонією

10. До якого із видів розмноження відноситься клонування?

A. Вегетативного

B. Спороутворення

C. Статевого

D. Партеногенезу

E. Апоміксис