يسمى الانقسام الاختزالي تقسيم الاختزال لأن. وحدة التخفيض

أسئلة في الفقرة: ما الدور الذي تلعبه الأمشاج؟ ما الذي يميزها عن الخلايا الجسدية؟

الجاميتات هي خلايا جنسية تشارك في التكاثر الجنسي. تحتوي الأمشاج على نصف مجموعة أحادية العدد من الكروموسومات ، بينما تحتوي الخلايا الجسدية على مجموعة مزدوجة كاملة من الكروموسومات.

ما هي التغييرات التي تحدث في الخلية قبل الانقسام؟ قبل الانقسام ، تحدث مرحلة الطور البيني. الطور البيني (من اللاتينية - بين من اليونانية - المظهر) هو جزء من دورة الخلية بين قسمين. في الخلايا التي فقدت القدرة على الانقسام ، يعتبر الطور البيني فترة الانقسام الأخير حتى وفاتها. خلال فترة الطور البيني ، تعمل الخلية بنشاط ، وتجري فيها عمليات التمثيل الغذائي بشكل مكثف ، بما في ذلك التحضير للانقسام.

صفحة 70- أسئلة ومهام بعد:

1. لماذا يسمى الانقسام الاختزالي قسم التخفيض؟

الانقسام الاختزالي هو انقسام خلوي ينخفض ​​فيه عدد الكروموسومات إلى النصف. التخفيض هو انخفاض ، اختفاء ، لذلك يسمى الانقسام الانتصافي الاختزال. نتيجة لذلك ، يتم الحصول على أربع خلايا أحادية العدد (nc) من خلية ثنائية الصيغة الصبغية (2n2c).

2. ما هي التغييرات التي تحدث مع الكروموسومات المتجانسة قبل التقسيم الأول للانقسام الاختزالي؟

قبل التقسيم الأول للانقسام الاختزالي ، تتضاعف المادة الوراثية في الخلية. نتيجة الازدواجية الذاتية ، يتضح أن جزيئات الحمض النووي للكروموسوم تتكون من كروماتيدات. تم تعيين المادة الجينية لهذه الخلية 2n4c.

3. ما الخلايا التي تتشكل على أساس الانقسام الاختزالي؟

يكمن الانقسام الاختزالي في تكوين الخلايا الجرثومية - الأمشاج ، حيث يوجد نصف مجموعة من الكروموسومات ، على عكس الخلايا الجسدية.

4. قارن الانقسام الاختزالي مع الانقسام. ما هي ملامح الانقسام الاختزالي؟

على عكس الانقسام الفتيلي ، نتيجة للقسمة الأولى ، لا ينبغي أن تشتت الكروماتيدات الشقيقة إلى القطبين ، بل يجب أن تتشتت الكروموسومات الكاملة ، واحدًا من كل زوج. لمزيد من التباعد ، يجب أن تتشكل هذه الأزواج أولاً - يجب أن تتعرف الكروموسومات المتجانسة على بعضها البعض ، وتصطف بشكل صحيح في المستوى الاستوائي ثم تتشتت إلى القطبين. لذلك ، خلال مرحلة التقسيم الأول ، تقترب الكروموسومات المتجانسة من بعضها البعض ثم تنضم على طول الطول - هذه هي عملية اقتران الكروموسوم. في الطور الأول للقسم الأول ، توجد الكروموسومات المقترنة في المستوى الاستوائي ، وتشكل لوحة الطور. ترتبط خيوط مغزل الانشطار بالقطاعات المركزية للكروموسومات المتجانسة ، وتتباعد الأخيرة تدريجياً إلى أقطاب الخلية (يستمر طور الانقسام الأول). تتشكل النوى في الطور النهائي. تم الانتهاء من أول تقسيم انتصافي. تنتج الخلية ثنائية الصبغة خليتين أحاديتين. لكن ، مع ذلك ، يتكون كل كروموسوم متماثل من كروماتيدات ، ويشار إليه بـ n2c. يتبع القسم الثاني مباشرة بعد الأول. لا يحدث تكرار الحمض النووي في القسم الثاني ، وبالتالي ، لا يحدث الكروموسومات ، ولكن الكروماتيدات تتباعد إلى القطبين. لذلك ، نتيجة لذلك ، تحتوي الخلايا أحادية الصيغة الصبغية على جزيء DNA واحد لكل منها ويتم تعيينها nc. وهكذا ، أثناء التقسيم أو التقسيم الضئيل ، يتم تشكيل أربع خلايا أحادية الصيغة الصبغية من خلية ثنائية الصبغيات.

5. اشرح معنى المصطلحات "الكروموسومات المتجانسة" ، "الاقتران" ، "إعادة التركيب".

الكروموسومات المتجانسة هي نفسها في الشكل والطول والبنية والوظائف وموقع السنترومير الذي يحمل نفس الجينات. الاقتران هو تقارب الكروموسومات المتجانسة على طول الطول في المستوى الاستوائي. إعادة التركيب هو تكوين مجموعات جديدة من الجينات التي تحدث أثناء اقتران الكروموسومات المتجانسة.

الصفحة الرئيسية> محاضرة

المحاضرة 15. الانقسام الاختزالي ، تكوين الأمشاج

الانقسام الاختزالي – طريقة خاصة لتقسيم الخلايا حقيقية النواة ، ونتيجة لذلك تتشكل الخلايا بمجموعة نصفية من الكروموسومات ، تحتوي الخلايا المشكلة على مجموعة مختلفة من الأليلات الجينية - فهي مختلفة وراثيًا ، وتتحول هذه الخلايا إلى أمشاج (في الحيوانات) أو جراثيم (في النباتات والفطريات).يتكون الانقسام الاختزالي من قسمين متتاليين يسبقهما تكرار واحد للحمض النووي. الانقسام الانتصافي الأول (الانقسام الاختزالي 1)مُسَمًّى تخفيض، حيث أنه خلال هذا الانقسام يتناقص عدد الكروموسومات بمقدار النصف: من خلية ثنائية الصبغيات (2 ن4 ج) يتم تشكيل اثنين من أحادي العدد (1 ن2 ج). الطور البيني 1(في البدايه - 2 ن2 ج، في نهايةالمطاف - 2 ن4 ج) يحدث عادةً ويرافقه نمو وتخليق وتراكم المواد والطاقة اللازمة لتنفيذ كلا القسمين ، وزيادة في عدد العضيات ، ومضاعفة المريكزات ، وتكرار الحمض النووي ، والتي تنتهي في المرحلة الأولى. الطور 1(2 ن4 ج). أطول مرحلة من الانقسام الاختزالي وأكثرها تعقيدًا. يتكون من عدة مراحل متتالية. ليبتوثينا ،مرحلة الخيوط الرفيعة. تتكاثف الكروموسومات بشكل ضعيف. هم بالفعل ثنائي كروماتيد (يتكون كل كروموسوم من كروماتيدات أختين) ، لكن الكروماتيدات قريبة جدًا من بعضها البعض بحيث تبدو الكروموسومات مثل خيوط رفيعة طويلة. لا تزال تيلوميرات الكروموسومات متصلة بالغشاء النووي بمساعدة هياكل خاصة - أقراص المرفقات.زيغوتين، مرحلة دمج الخيوط. تبدأ الكروموسومات المتجانسة في الانجذاب إلى بعضها البعض من خلال مناطق متشابهة ومترافقة. اقترانتسمى عملية التقارب الوثيق للكروموسومات المتجانسة. (تسمى عملية الاقتران أيضًا المشبك.). يبدأ تفكك الغلاف النووي إلى شظايا ، وتتباعد المريكزات إلى أقطاب مختلفة من الخلية ، وتتشكل خيوط المغزل الانشطاري ، و "تختفي" النوى ، ويستمر تكثيف الكروموسومات ثنائية الكروماتيد. هناك عملية غائبة في الانقسام - اقتران، عملية الاقتراب الوثيق والكروموسومات المتجانسة. زوج من تصريف الكروموسومات المتجانسة يسمى ثنائي التكافؤ(هذا زوج من الكروموسومات) ، أو تتراد(هناك أربعة كروماتيدات في ثنائي التكافؤ). يُعتقد أن كل جين يتلامس مع الجين المتماثل لكروموسوم آخر ، وعدد الثنائيات التكافؤ يساوي مجموعة الكروموسومات أحادية العدد. ص

أرز. . تقفز فوق. أو تجاوزت

Ahitena ، مرحلة من الخيوط السميكة. تستمر عملية تصاعد الكروموسوم ، وفي الكروموسومات المتجانسة تحدث بشكل متزامن. يصبح من الواضح أن الكروموسومات ثنائية اللون. في pachytene ، لوحظ اتصال وثيق بشكل خاص بين الكروماتيدات. أهم حدث pachytene هو تقفز فوق. أو تجاوزت- تبادل المواقع بين الكروماتيدات غير الشقيقة للكروموسومات المتجانسة. يؤدي العبور إلى إعادة التركيب الأول للجينات أثناء الانقسام الاختزالي. دبلوتين. تلتف الكروموسومات في ثنائية التكافؤ وتبدأ في التنافر. تبدأ عملية التنافر في منطقة السنترومير وتنتشر على طول الثنائيات. ومع ذلك ، لا يزالون متصلين ببعضهم البعض في بعض النقاط. يطلق عليهم chiasma.تظهر هذه النقاط عند نقاط التقاطع. أثناء التكوُّن الجيني ، يمكن أن يتشكل ما يصل إلى 50 تشياسماتا في البشر. دياكينيسيس. تقصر الكروموسومات وتثخن قدر الإمكان بسبب تصاعد الكروماتيدات ، يتم تدمير الغلاف النووي بالكامل تقريبًا. تنزلق chiasmata نحو نهايات الكروماتيدات. الطور 1 (2 ن4 ج) هناك محاذاة ثنائية التكافؤ في المستوى الاستوائي للخلية ، والتعلق بالأنابيب الدقيقة لمغزل الانقسام مع أحد طرفي المريكزات ، والآخر إلى مراكز الكروموسومات ، وليس إلى مركز الكروماتيدات ، كما كان حالة أثناء الانقسام. طور 1 (2 ن4 ج) - الاختلاف العشوائي المستقل للكروموسومات ثنائية الكروماتيد إلى قطبين متقابلين للخلية (من كل زوج من الكروموسومات المتجانسة ، ينتقل أحد الكروموسومات إلى قطب واحد ، وينتقل الآخر إلى الآخر). يحدث إعادة تركيب ثانية للمادة الجينية - كل قطب لديه مجموعة أحادية العدد من الكروموسومات ثنائية الكروماتيد ، بعضها أبوي ، وبعضها أمومي. أصبح العديد من الكروماتيدات في الكروموسومات بعد العبور فسيفساء، تحمل في نفس الوقت بعض جينات الأب والأم. Telophase 1 (1 ن2 جفي كل خلية). هناك تكوين للأغشية النووية حول مجموعات أحادية الصبغيات من الكروموسومات ثنائية الكروماتيد ، وهو انقسام السيتوبلازم. من خلية ثنائية الصبغيات (2n4c) تم تشكيل خليتين مع مجموعة أحادية الصبغيات من الكروموسومات (n2c) ، لذلك يسمى هذا الانقسام الاختزال. و

أرز. . التغييرات في مجموعة الكروموسوم والحمض النووي في القسمين الأول والثاني من الانقسام الاختزالي.

الطور البيني 2 ، أو الحركية (1 ن2 ج) يمثل فاصلًا بين التقسيم الانتصافي الأول والثاني ، تختلف مدة هذه الفترة باختلاف الكائنات - في بعض الحالات ، تدخل كلتا الخلايا الوليدة على الفور القسم الثاني ، وأحيانًا يبدأ التقسيم الثاني بعد عدة أشهر أو سنوات. ولكن نظرًا لأن الكروموسومات ثنائية اللون ، فلا يحدث تكرار للحمض النووي أثناء الطور البيني 2. الانقسام الانتصافي الثاني (الانقسام الاختزالي 2)مُسَمًّى المعادلة. الطور 2 (1 ن2 ج). باختصار ، الطور 1 ، الكروماتين مكثف ، لا يوجد اقتران وعبور ، تحدث العمليات الشائعة في الطور الأول - تفكك الأغشية النووية إلى شظايا ، وتباعد المريكزات إلى أقطاب مختلفة من الخلية ، وتشكيل مغزل الانشطار خيوط. الطور 2 (1 ن2 ج). تصطف الكروموسومات ثنائية الكروماتيد في المستوى الاستوائي للخلية ، وتتشكل لوحة الطور. يتم إنشاء المتطلبات الأساسية لإعادة التركيب الثالث للمادة الوراثية - العديد من الكروماتيدات عبارة عن فسيفساء ويعتمد ذلك على موقعهم على خط الاستواء الذي سينتقلون إليه فى المستقبل. ترتبط ألياف المغزل بسنتروميرات الكروماتيدات. أنافاس 2 (2 ن2 ج).هناك انقسام من الكروموسومات ثنائية الكروماتيد إلى كروماتيدات وتباعد هذه الكروماتيدات الشقيقة إلى أقطاب متقابلة للخلية (في هذه الحالة ، تصبح الكروماتيدات كروموسومات أحادية الكروماتيدات مستقلة) ، يحدث إعادة التركيب الثالث للمادة الوراثية. Telophase 2 (1 ن1 جفي كل خلية). تتكاثف الكروموسومات ، وتتشكل الأغشية النووية ، وتتلف ألياف المغزل ، وتظهر النوى ، ويحدث انقسام السيتوبلازم (استئصال الخلية) ، مما يؤدي إلى تكوين أربع خلايا أحادية الصيغة الصبغية. الأهمية البيولوجية للانقسام الاختزالي. الانقسام الاختزالي هو الحدث الرئيسي لتولد الأمشاج في الحيوانات وتكوين الأبواغ في النباتات. بمساعدتها ، يتم الحفاظ على ثبات مجموعة الكروموسوم - بعد اندماج الأمشاج ، لا يحدث مضاعفتها. بفضل الانقسام الاختزالي ، تتشكل خلايا مختلفة وراثيا ، لأن في عملية الانقسام الاختزالي ، يحدث إعادة تركيب المادة الجينية ثلاث مرات: بسبب العبور (الطور 1) ، بسبب الاختلاف العشوائي والمستقل للكروموسومات المتجانسة (الطور 1) وبسبب الاختلاف العشوائي للكروماتيدات (الطور 2). أميتوسيس- الانقسام المباشر لنواة الطور البيني عن طريق الانقباض دون تصاعد الكروموسومات ، دون تكوين مغزل انشطار. تحتوي خلايا الابنة على مواد وراثية مختلفة. لا يمكن الحد منه إلا عن طريق الانقسام النووي ، مما يؤدي إلى تكوين خلايا ثنائية ومتعددة النواة. يوصف للشيخوخة ، والتغير مرضيًا ومحكوم عليه بخلايا الموت. بعد amitosis ، الخلية غير قادرة على العودة إلى دورة الانقسام الطبيعي. عادة ، يتم ملاحظته في الأنسجة عالية التخصص ، في الخلايا التي لم تعد بحاجة إلى الانقسام - في الظهارة والكبد. تكوين الجامع. تتشكل الجاميطات في الغدد التناسلية الغدد التناسلية. يسمى تطور الأمشاج تكوين الأمشاج. تسمى عملية تكوين الحيوانات المنوية تكوين الحيوانات المنويةوتشكيل البويضات تكوين البويضات (التكوُّن). سلائف الأمشاج المشيجاتتتشكل في المراحل المبكرة من تطور الجنين خارج الغدد التناسلية ، ثم تهاجر إليها. ثلاث مناطق (أو مناطق) مختلفة في الغدد التناسلية - منطقة التكاثر ، منطقة النمو ، منطقة نضوج الخلايا الجرثومية. في هذه المناطق ، تحدث مراحل تكاثر ونمو ونضج الخلايا المشيمية. في تكوين الحيوانات المنوية ، هناك مرحلة أخرى - مرحلة التكوين. مرحلة التكاثر.تنقسم الخلايا ثنائية الصبغة في هذه المنطقة من الغدد الجنسية (الغدد التناسلية) عدة مرات عن طريق الانقسام. عدد الخلايا في الغدد التناسلية آخذ في الازدياد. يطلق عليهم أووجونياو الحيوانات المنوية.مرحلة النمو. في هذه المرحلة ، نمو الحيوانات المنوية والأوجونيا ، يحدث تكرار الحمض النووي. تسمى الخلايا الناتجة البويضات من الدرجة الأولى والخلايا المنوية من الدرجة الأولىبمجموعة من الكروموسومات والحمض النووي 2n4s.مرحلة النضج.جوهر هذه المرحلة هو الانقسام الاختزالي. تدخل الخلايا المشيمية من الترتيب الأول في القسم الانتصافي الأول. نتيجة لذلك ، تتشكل الخلايا المشيمية من الدرجة الثانية (n2c) ، والتي تدخل القسم الانتصافي الثاني ، وتتشكل الخلايا ذات مجموعة الصبغيات الفردية (nc) - البيض والحيوانات المنوية المستديرة. يشمل تكوين الحيوانات المنوية أيضًا مرحلة التكوينخلالها تتحول الحيوانات المنوية إلى حيوانات منوية. تكوين الحيوانات المنوية. خلال فترة البلوغ ، تنقسم الخلايا ثنائية الصبغيات في الأنابيب المنوية للخصيتين بشكل انقسام ، مما ينتج عنه العديد من الخلايا الأصغر التي تسمى الحيوانات المنوية. قد تخضع بعض الخلايا الناتجة لانقسامات انقسامية متكررة ، مما يؤدي إلى تكوين نفس خلايا الحيوانات المنوية. الجزء الآخر يتوقف عن الانقسام ويزداد حجمه ، ويدخل في المرحلة التالية من تكوين الحيوانات المنوية - مرحلة النمو. توفر خلايا سيرتولي الحماية الميكانيكية والدعم والتغذية لتطوير الأمشاج. يسمى تضخم الحيوانات المنوية الخلايا المنوية من الدرجة الأولى. تتوافق مرحلة النمو مع المرحلة البينية 1 من الانقسام الاختزالي ، أي خلال ذلك ، تستعد الخلايا للانقسام الاختزالي. الأحداث الرئيسية لمرحلة النمو هي تكرار الحمض النووي وتراكم العناصر الغذائية. 2 ن4 ثانية) أدخل القسم الأول (الاختزال) للانقسام الاختزالي ، وبعد ذلك يتم تشكيل الخلايا المنوية من الدرجة الثانية ( ن2 ج). تدخل الخلايا المنوية من الدرجة الثانية القسم الثاني (المعادل) للانقسام الاختزالي وتتشكل الحيوانات المنوية المستديرة ( nc). من خلية منوية واحدة من الدرجة الأولى ، تنشأ أربعة نطفة أحادية العدد. تتميز مرحلة التكوين بحقيقة أن الحيوانات المنوية الكروية تخضع في البداية لسلسلة من التحولات المعقدة ، ونتيجة لذلك تتشكل الحيوانات المنوية. في

أرز. . تكوين الحيوانات المنوية في الأنابيب المنوية. هيكل الحيوانات المنوية:

1 - رأس 2 - العنق 3 - القسم المتوسط. 4 - السوط. 5 - أكروسوم. 6 - النواة ؛ 7 - المريكزات. 8 - الميتوكوندريا.

يبدأ تكوين الحيوانات المنوية عند سن البلوغ ، وتكون فترة تكوين الحيوانات المنوية ثلاثة أشهر ، أي كل ثلاثة أشهر ، يتم تجديد الحيوانات المنوية. يحدث تكوين الحيوانات المنوية بشكل مستمر ومتزامن في ملايين الخلايا. هيكل الحيوانات المنوية. الحيوان المنوي للثدييات له شكل خيط طويل ، ويبلغ طول الحيوان المنوي البشري 50-60 ميكرون. في بنية الحيوان المنوي ، يمكن تمييز "الرأس" ، "العنق" ، القسم الوسيط والذيل. يحتوي الرأس على نواة و طولي. تحتوي النواة على مجموعة أحادية الصبغيات من الكروموسومات. Acrosome (مركب جولجي المعدل) هو عضوي يحتوي على إنزيمات تستخدم في إذابة أغشية البويضة. يوجد مريكزان في العنق ، والميتوكوندريا في القسم المتوسط. يتم تمثيل الذيل بواحد ، في بعض الأنواع اثنين أو أكثر من الأسواط. السوط هو عضية الحركة ويشبه في هيكله سوط وأهداب البروتوزوا. لحركة الأسواط ، يتم استخدام طاقة الروابط الكبيرة لـ ATP ، ويحدث تخليق ATP في الميتوكوندريا. تم اكتشاف الحيوان المنوي في عام 1677 بواسطة A. Leeuwenhoek. تكوّن البويضات.على عكس تكوين الحيوانات المنوية ، والذي يحدث فقط بعد بلوغ سن البلوغ ، تبدأ عملية تكوين البويضات في الإنسان حتى في الفترة الجنينية وتتدفق بشكل متقطع. تتحقق مراحل التكاثر والنمو في الجنين بالكامل ، وتبدأ مرحلة النضج. بحلول الوقت الذي تولد فيه الفتاة ، يكون هناك مئات الآلاف من البويضات من الدرجة الأولى في مبيضيها ، متوقفة ، "مجمدة" في مرحلة دبلوتين من المرحلة الأولى من الانقسام الاختزالي. خلال فترة البلوغ ، سيستأنف الانقسام الاختزالي: كل شهر تقريبًا ، تحت تأثير الهرمونات الجنسية ، ستصل إحدى البويضات من الدرجة الأولى (نادرًا اثنين) الطور 2 الانقسام الاختزاليوالإباضة في هذه المرحلة. يمكن أن يصل الانقسام الاختزالي إلى النهاية فقط بشرط الإخصاب ، وتغلغل الحيوانات المنوية ، وإذا لم يحدث الإخصاب ، تموت البويضات من الدرجة الثانية وتفرز من الجسم. يحدث تكوين البويضات في المبايض ، وينقسم إلى ثلاث مراحل - التكاثر ، النمو والنضج. خلال المرحلة التناسلية ، تنقسم المبايض ثنائية الصبغة بشكل متكرر عن طريق الانقسام. تتوافق مرحلة النمو مع المرحلة البينية 1 من الانقسام الاختزالي ، أي أثناء ذلك ، يحدث تحضير الخلايا للانقسام الاختزالي ، ويزداد حجم الخلايا بشكل كبير بسبب تراكم العناصر الغذائية. الحدث الرئيسي في مرحلة النمو هو تكرار الحمض النووي. خلال مرحلة النضج ، تنقسم الخلايا عن طريق الانقسام الاختزالي. خلال التقسيم الأول للانقسام الاختزالي ، يطلق عليهم البويضات من الدرجة الأولى. نتيجة للانقسام الانتصافي الأول ، تنشأ خليتان ابنتان: خلية صغيرة تسمى أول جسم قطبي، والأكبر ترتيب البويضة الثانية.

أرز. . التخصيب:

1 - سيتوبلازم البويضات من الدرجة الثانية ؛ 2 - لوحة الطور ؛ 3 - قطبي (أجسام اختزال) ؛ 4 - قشرة لامعة 5 - الإخصاب. 6 - الحيوانات المنوية. 7 - خلايا جرابية. 8 - نواة أنثى. 9 - تكوين نواة الذكور ؛ 10 - اندماج النوى.

في

أرز. . تكوين البويضات وتكوين الحيوانات المنوية:

1 - بويضة من الدرجة الأولى ؛ 2 - أول جسم قطبي ؛ 3 - البويضة من الدرجة الثانية ؛ 4 - تقسيم أول جسم قطبي ؛ 5 - تشكيل الجسم القطبي الثاني ؛ 6 - ثلاث أجسام قطبية ؛ 7 - نواة البويضة ، مدمجة بنواة الحيوانات المنوية ؛ 8 - الزيجوت. 9 - الخلية المنوية من الدرجة الأولى ؛ 10 - الخلايا المنوية من الدرجة الثانية ؛ 11 - المبيدات المنوية. 12 - الحيوانات المنوية.

يصل القسم الثاني من الانقسام الاختزالي إلى مرحلة الطور الثاني ، في هذه المرحلة يحدث الإباضة - تغادر البويضة المبيض وتدخل في قناتي فالوب. إذا دخل حيوان منوي إلى البويضة ، فإن الانقسام الانتصافي الثاني يستمر حتى النهاية بتكوين البويضة والجسم القطبي الثاني ، والجسم القطبي الأول مع تكوين الجسمين القطبيين الثالث والرابع. وهكذا ، نتيجة للانقسام الاختزالي ، تتكون بيضة واحدة وثلاثة أجسام قطبية من بويضة واحدة من الدرجة الأولى. هيكل البيضة.عادة ما يكون شكل البيض مستديرًا. يختلف حجم البيض بشكل كبير - من عدة عشرات من الميكرومترات إلى عدة سنتيمترات (تبلغ البويضة البشرية حوالي 120 ميكرون). تشمل السمات الهيكلية لخلايا البويضة: وجود أغشية أعلى غشاء البلازما ؛ ووجود المزيد في السيتوبلازم

أو أقل من كمية كبيرة من العناصر الغذائية الاحتياطية. في معظم الحيوانات ، يكون للبيض أغشية إضافية موجودة أعلى الغشاء السيتوبلازمي. اعتمادًا على الأصل ، هناك: قذائف الابتدائية والثانوية والثالثية. تتكون الأغشية الأولية من مواد تفرزها البويضات وربما الخلايا الحويصلية. تتكون طبقة ملامسة للغشاء السيتوبلازمي للبويضة. يؤدي وظيفة وقائية ، ويوفر تغلغلًا خاصًا بالحيوانات المنوية ، أي أنه لا يسمح للحيوانات المنوية من الأنواع الأخرى باختراق البويضة. في الثدييات ، يسمى هذا الغشاء باهِر. تتكون الأغشية الثانوية من إفرازات الخلايا الحويصلية المبيضية. ليس كل البيض لديهم. يحتوي الغشاء الثانوي لبيض الحشرات على قناة - micropyle ، والتي من خلالها تدخل الحيوانات المنوية البويضة. تتشكل الأغشية الثلاثية بسبب نشاط الغدد الخاصة في قنوات البيض. على سبيل المثال ، من أسرار الغدد الخاصة ، تتشكل البروتينات ، ورق البرشمان ، والأغشية فوق الصدفة في الطيور والزواحف.

تتشكل الأغشية الثانوية والثالثية ، كقاعدة عامة ، في بيض الحيوانات ، التي تتطور أجنةها في البيئة الخارجية. نظرًا لأن الثدييات تتطور داخل الرحم ، فإن بيضها يكون أوليًا فقط ، باهِرقذيفة فوقها تاج مشع- طبقة من الخلايا الحويصلية التي توصل المغذيات إلى البويضة.

بيضة الثدييات:

1 - بويضة من الدرجة الثانية في مرحلة الطور الثاني ؛ 2 - قشرة لامعة 3 - تاج مشع 4 - أول جسم قطبي.

أنواع بيض الحبليات:

1 - alecithal 2 - منعزل 3 - جزيء معتدل ؛ 4 - telolecithal حاد.

يتراكم في البيض مخزون من المغذيات يسمى صفار البيض. يحتوي على الدهون والكربوهيدرات والحمض النووي الريبي والمعادن والبروتينات ، ويتكون الجزء الأكبر من البروتينات الدهنية والبروتينات السكرية. يوجد صفار البيض في السيتوبلازم ، وعادة ما يكون في شكل حبيبات صفار البيض. تعتمد كمية العناصر الغذائية المتراكمة في خلية البويضة على الظروف التي يتطور فيها الجنين. لذلك ، إذا حدث تطور للبيضة خارج جسم الأم وأدى إلى تكوين حيوانات كبيرة ، فإن الصفار يمكن أن يكون أكثر من 95٪ من حجم البويضة. بيض الثدييات الذي ينمو داخل جسم الأم يحتوي على كمية قليلة من صفار البيض - أقل من 5٪ ، حيث تتلقى الأجنة العناصر الغذائية اللازمة للنمو من الأم ، اعتمادًا على كمية الصفار الموجودة ، يتم تمييز أنواع البيض التالية: أليسيثال(لا تحتوي على صفار أو تحتوي على كمية صغيرة من شوائب الصفار - الثدييات والديدان المفلطحة) ؛ منعزل(مع صفار البيض الموزع بالتساوي - لانسيليت ، قنفذ البحر) ؛ telolecithal بشكل معتدل(مع صفار غير متساوٍ - الأسماك والبرمائيات) ؛ حاد telolecithal(يحتل الصفار جزءًا كبيرًا ، ولا يخلو منه سوى مساحة صغيرة من السيتوبلازم على عمود الحيوان - الطيور) ، ونتيجة لتراكم العناصر الغذائية ، تظهر القطبية في البيض. تسمى الأقطاب المقابلة نباتيو حيوان. يتجلى الاستقطاب في حقيقة أن هناك تغييرًا في موقع النواة في الخلية (يتحول نحو القطب الحيواني) ، وكذلك في توزيع شوائب السيتوبلازم (في العديد من البيض ، تزداد كمية الصفار من الحيوان إلى القطب الخضري) اكتشف البويضة البشرية عام 1827 بواسطة K .M.Baer. التخصيب.الإخصاب هو عملية اندماج الخلايا الجرثومية ، مما يؤدي إلى تكوين البيضة الملقحة. تبدأ عملية الإخصاب الفعلية في لحظة التلامس بين الحيوان المنوي والبويضة. في لحظة هذا التلامس ، يذوب الغشاء البلازمي للنتيجة الأكرزومية وجزء غشاء الحويصلة المجاورة لها ، ويذوب إنزيم الهيالورونيداز وغيره من المواد النشطة بيولوجيًا الموجودة في الأكروسوم إلى الخارج ويذوب الجزء من غشاء البويضة. في أغلب الأحيان ، يتم سحب السائل المنوي بالكامل إلى البويضة ، وأحيانًا يظل السوط بالخارج ويتم التخلص منه. من اللحظة التي تدخل فيها الحيوانات المنوية البويضة ، تتوقف الأمشاج عن الوجود ، لأنها تشكل خلية واحدة - الزيجوت. تتضخم نواة الحيوانات المنوية ، ويحل كروماتينها ، ويذوب الغشاء النووي ، ويتحول إلى نواة ذكورية. يحدث هذا بالتزامن مع اكتمال القسم الثاني من الانقسام الاختزالي لنواة البويضة ، والذي تم استئنافه بسبب الإخصاب. تدريجيا ، تتحول نواة البويضة إلى نواة أنثى. تنتقل النوى إلى مركز البويضة ، ويحدث تكرار الحمض النووي ، وبعد اندماجها ، تصبح مجموعة الكروموسومات والحمض النووي للزيجوت 2n4c. اتحاد النوى هو في الواقع الإخصاب. وهكذا ، ينتهي الإخصاب بتكوين زيجوت بنواة ثنائية الصبغيات ، اعتمادًا على عدد الأفراد المشاركين في التكاثر الجنسي ، هناك: الإخصاب المتبادل - الإخصاب الذي تشارك فيه الأمشاج التي تكونت بواسطة كائنات مختلفة ؛ الإخصاب الذاتي - الإخصاب الذي تندمج فيه الأمشاج المتكونة من نفس الكائن الحي (الديدان الشريطية). التوالد العذري- التكاثر البكر ، أحد أشكال التكاثر الجنسي ، حيث لا يحدث الإخصاب ، يتطور كائن حي جديد من بويضة غير مخصبة. يحدث في عدد من الأنواع النباتية واللافقاريات والفقاريات ، باستثناء الثدييات ، حيث تموت الأجنة الوراثية في المراحل الأولى من التطور الجنيني. يمكن أن يكون التوالد العذري اصطناعيًا وطبيعيًا. يحدث التوالد العذري الاصطناعي بواسطة الشخص عن طريق تنشيط البويضة عن طريق تعريضها لمواد مختلفة ، والتهيج الميكانيكي ، وارتفاع درجة الحرارة ، وما إلى ذلك. مشاركة الحيوانات المنوية ، فقط تحت تأثير أسباب داخلية أو خارجية. في دائم (تلزم) في التوالد العذري ، يتطور البيض فقط بالتوالد العذري ، على سبيل المثال ، في السحالي الصخرية القوقازية. جميع حيوانات هذا النوع هي إناث فقط. خياريفي التوالد العذري ، تتطور الأجنة عن طريق التوالد العذري والجنس. والمثال الكلاسيكي هو أنه في النحل ، تم تصميم الوعاء المنوي للرحم بحيث يمكن أن يضع بيضًا مخصبًا وغير مخصب ، وتتطور الطائرات بدون طيار من البويضات غير المخصبة. يتطور البيض المخصب إلى يرقات النحل العامل - إناث متخلفة ، أو ملكات - اعتمادًا على طبيعة تغذية اليرقات. في دوريةالتوالد العذري ، التوالد العذري بالتناوب مع التكاثر الجنسي الطبيعي - طوال الصيف في برغوث الماء وحشرات المن ، يحدث التكاثر بالتوالد العذري وتولد الإناث فقط ، وفي الخريف يظهر كل من الذكور والإناث ويحدث التكاثر الجنسي. يمكن أيضًا أن تتكاثر يرقات بعض الحيوانات ، مثل التوالد العذري يسمى التكاثر. على سبيل المثال ، في المثقوبة ، لوحظ التكاثر التوالدي الوراثي في ​​مرحلة اليرقات. المصطلحات والمفاهيم الأساسية 1. الانقسام الاختزالي. 2. الاختزال ، تقسيم المعادلة. 3. ثنائي التكافؤ ، رباعي التكافؤ. 4. الاقتران. 5. العبور. 6. أميتوسيس. 7. Spermatogonia ، الحيوانات المنوية من الدرجة الأولى والثانية ، الحيوانات المنوية. 8. Acrosome. 9. Owogonia ، البويضات من الدرجة الأولى والثانية. 10. غمد لامع ، تاج مشع. 11. أعمدة حيوانية ونباتية للبيض. 12. التوالد العذري إلزامي ، اختياري ، دوري. 13. النشأة. أسئلة المراجعة الأساسية

خصائص الطور والطور الفوقي للقسم الأول للانقسام الاختزالي.

الانقسام الاختزالي (من اليونانية. الانقسام الاختزالي- النقص) هو نوع خاص من انقسام الخلايا حقيقية النواة ، حيث تكون الخلية بعد تكرار واحد للحمض النووي مرتين ، و 4 خلايا أحادية الصيغة الصبغية تتكون من خلية ثنائية الصيغة الصبغية. يتكون من قسمين متتاليين (يرمز لهما الثاني والثاني) ؛ يتضمن كل منها ، مثل الانقسام الفتيلي ، 4 مراحل (الطور الأولي ، الطور الطوري ، الطور الطوري ، الطور النهائي) والتحرك الخلوي.

مراحل الانقسام الاختزالي:

الطور الأول أنا , إنه معقد ، مقسم إلى 5 مراحل:

1. ليبتونيما (من اليونانية. ليبتوس- رفيع، نيما- الخيط) - تتصاعد الكروموسومات وتصبح مرئية كخيوط رفيعة. تم بالفعل نسخ كل كروموسوم متماثل بنسبة 99.9٪ ويتكون من كروماتيدات شقيقتين متصلتين ببعضهما البعض في منطقة السنترومير. محتوى المادة الوراثية - 2 ن 2 إكس بي 4 ج. الكروموسومات بمساعدة مجموعات البروتين ( أقراص المرفقات ) عند كلا الطرفين للغشاء الداخلي للمغلف النووي. يتم الحفاظ على الغشاء النووي ، والنواة مرئية.

2. زيغونيما (من اليونانية. zygon - مقترنة) - تندفع الكروموسومات ثنائية الصبغيات المتجانسة إلى بعضها البعض وتتصل أولاً في منطقة السنترومير ، ثم على طول الطول بالكامل ( اقتران ). يتم تشكيلها ثنائي التكافؤ (من اللات. ثنائية - مزدوج، فالنس- قوي) ، أو رباعيات الكروماتيدات. يتوافق عدد الثنائيات التكافؤ مع مجموعة الكروموسومات أحادية الصيغة الصبغية ، ويمكن كتابة محتوى المادة الوراثية كـ 1 ن 4 إكس بي 8 ج. يأتي كل كروموسوم في ثنائي التكافؤ من الأب أو الأم. الكروموسومات الجنسيةتقع بالقرب من الغشاء النووي الداخلي. هذه المنطقة تسمى حويصلة جنسية.

بين الكروموسومات المتجانسة في كل ثنائي التكافؤ ، المتخصصة مجمعات سينابتونيمال (من اليونانية. المشبك- الرابطة ، الاتصال) ، وهي هياكل بروتينية. عند التكبير العالي ، يُظهر المركب خيطين بروتينين متوازيين ، يبلغ سمك كل منهما 10 نانومتر ، متصلتين بشرائط عرضية رفيعة يبلغ حجمها حوالي 7 نانومتر ؛ الكروموسومات في شكل العديد من الحلقات تقع على جانبيها.

في وسط المجمع يمر عنصر محوري 20-40 نانومتر. تتم مقارنة المركب synaptonemal سلم الحبال تتكون جوانبها من الكروموسومات المتجانسة. مقارنة أكثر دقة سحاب البنطلون .

بنهاية zygonema ، يرتبط كل زوج من الكروموسومات المتجانسة ببعضها بواسطة مجمعات synaptonemal. فقط الكروموسومات الجنسية X و Y لا تترافق بشكل كامل ، لأنها ليست متجانسة تمامًا.

3. في باكينيما (من اليونانية. باهيس- سميك) الثنائيات التكافؤ تقصر وتكثف. بين الكروماتيدات من أصل الأم والأب ، تحدث الوصلات في عدة أماكن - chiasma (من اليونانية ج حيازما- يعبر). في منطقة كل chiasma ، يتم تكوين مجموعة من البروتينات التي تشارك فيها إعادة التركيب (d ~ 90 نانومتر) ، وهناك تبادل للأقسام المقابلة من الكروموسومات المتجانسة - من الأب إلى الأم والعكس بالعكس. هذه العملية تسمى تقفز فوق. أو تجاوزت (من الانجليزية. معالخدم- زيادة- تقاطع طرق). في كل ثنائي التكافؤ البشري ، على سبيل المثال ، يحدث العبور في موقعين إلى ثلاثة مواقع.

4. في دبلومة (من اليونانية. دبلومات- مضاعفة) تتفكك المجمعات المشبكية ، وتتفكك الكروموسومات المتماثلة لكل ثنائي التكافؤ الابتعاد عن بعضنا البعض، ولكن يتم الحفاظ على الاتصال بينهما في مناطق chiasma.

5. دياكينيسيس (من اليونانية. دياكينين- يمر من خلال). في diakinesis ، يكتمل تكثف الكروموسومات ، ويتم فصلها عن الغلاف النووي ، لكن الكروموسومات المتجانسة تظل متصلة ببعضها البعض من خلال الأقسام النهائية ، والكروماتيدات الشقيقة لكل كروموسوم هي سنتروميرات. تأخذ ثنائية التكافؤ شكلًا غريبًا حلقات ، صلبان ، ثمانيفي هذا الوقت ، تم تدمير الغلاف النووي والنواة. يتم إرسال المريكزات المتماثلة إلى القطبين ، وترتبط ألياف المغزل بسنتروميرات الكروموسومات.

بشكل عام ، فإن مرحلة الانقسام الاختزالي طويلة جدًا. مع تطور الحيوانات المنوية ، يمكن أن تستمر عدة أيام ، ومع تطور البويضات ، لسنوات عديدة.

الطورية أنا يشبه مرحلة مماثلة من الانقسام. يتم تثبيت الكروموسومات في المستوى الاستوائي ، وتشكيل لوحة الطور. على عكس الانقسام الفتيلي ، ترتبط الأنابيب الدقيقة للمغزل بالسنترومير لكل كروموسوم على جانب واحد فقط (من جانب القطب) ، بينما توجد مراكز الكروموسومات المتجانسة على جانبي خط الاستواء. يستمر الحفاظ على الاتصال بين الكروموسومات بمساعدة chiasma.

في طور أنا تتفكك chiasmata ، تنفصل الكروموسومات المتجانسة عن بعضها البعض وتتباعد نحو القطبين. سنتروميريسهذه الكروموسومات ، على عكس طور الانقسام ، لا تتكرر، مما يعني أن الكروماتيدات الشقيقة لا تتباعد. تباعد الكروموسومات شخصية عشوائية. يصبح محتوى المعلومات الجينية 1 ن 2 إكس بي 4 جفي كل قطب من أقطاب الخلية ، ولكن بشكل عام في الخلية - 2(1 ن 2 إكس بي 4 ج) .

في الطور أنا ، كما هو الحال في الانقسام ، يتم تشكيل الأغشية النووية والنوى ، و ثلم الانشطار.ثم يأتي انقسام السيتوبلازم . على عكس الانقسام الفتيلي ، لا يحدث نزع الصبغي الكروموسومي.

نتيجة للانقسام الاختزالي الأول ، يتم تكوين خليتين ابنتيتين تحتويان على مجموعة أحادية الصبغيات من الكروموسومات ؛ يحتوي كل كروموسوم على كروماتيدات متميزة وراثيا (مؤتلف): 1 ن 2 إكس بي 4 ج. لذلك ، نتيجة للانقسام الاختزالي يحدث تخفيض (خفض) عدد الكروموسومات إلى النصف ، ومن هنا جاء اسم القسم الأول - تخفيض .

بعد انتهاء الانقسام الاختزالي الأول ، هناك فترة قصيرة - الحركية ، حيث لا يوجد تكرار للحمض النووي ومضاعفة الكروماتيدات.

الطور الأول ثانيًا قصير العمر ، ولا يحدث اقتران الكروموسومات.

في الطورية ثانيًا تصطف الكروموسومات في مستوى خط الاستواء.

في طور ثانيًا يتكاثر الحمض النووي في السنترومير ، كما يحدث في طور طور الانقسام ، تتباعد الكروماتيدات نحو القطبين.

بعد الطور ثانيًا و انقسام السيتوبلازم ثانيًا تتشكل الخلايا الوليدة بمحتوى المادة الوراثية في كل منها - 1 ن 1 إكس بي 2 ج. بشكل عام ، يسمى القسم الثاني المعادلة (معادلة).

لذلك ، نتيجة لانقسامين متتاليين من الانقسام الاختزالي ، يتم تشكيل 4 خلايا ، كل منها يحمل مجموعة أحادية العدد من الكروموسومات.

الطور 2 (1n2c). باختصار ، الطور 1 ، الكروماتين مكثف ، لا يوجد اقتران وعبور ، تحدث العمليات المعتادة للطور الأول - تفكك الأغشية النووية إلى شظايا ، وتباعد المريكزات إلى أقطاب مختلفة من الخلية ، وتشكيل خيوط مغزل الانشطار.

الطور 2 (1n2c). تصطف الكروموسومات ثنائية الكروماتيد في المستوى الاستوائي للخلية ، وتشكل لوحة الطور.
يتم إنشاء المتطلبات الأساسية لإعادة التركيب الثالث للمادة الجينية - العديد من الكروماتيدات عبارة عن فسيفساء وتعتمد على موقعها على خط الاستواء أي القطب الذي سينتقلون إليه في المستقبل. ترتبط ألياف المغزل بسنتروميرات الكروماتيدات.

أنافاس 2 (2n2c). هناك انقسام من الكروموسومات ثنائية الكروماتيد إلى كروماتيدات وتباعد هذه الكروماتيدات الشقيقة إلى أقطاب متقابلة للخلية (في هذه الحالة ، تصبح الكروماتيدات كروموسومات أحادية الكروماتيدات مستقلة) ، يحدث إعادة التركيب الثالث للمادة الوراثية.

Telophase 2 (1n1cفي كل خلية).تضاعف الكروموسومات ، وتشكل المظاريف النووية ، وتدمير ألياف المغزل ، وظهور النوى ، ويحدث انقسام السيتوبلازم (استئصال الخلية) مما أدى إلى أربع خلايا أحادية العدد.

5. الفرق بين الانقسام الاختزالي الأول والانقسام الاختزالي الثاني

1. يسبق التقسيم الأول طور بيني مع مضاعفة صبغية ، في القسم الثاني لا يوجد تكرار للمادة الجينية ، أي لا توجد مرحلة اصطناعية.

2. إن مرحلة التقسيم الأول طويلة.

3. في القسم الأول ، يتم تصريف الكروموسومات و
تقفز فوق. أو تجاوزت.

4. في القسم الأول ، تتباعد الكروموسومات المتجانسة (ثنائية التكافؤ تتكون من زوج من الكروماتيدات) إلى القطبين ، وفي الثانية - الكروماتيدات.

الانقسام الاختزالي: 1 - ليبتوتين 2 - الزيجوتين ؛ 3 - باتشيتين ؛ 4 - دبلوتين. 5 - دياكينيسيس ؛ 6 - الطور 1 ؛ 7 - الطور 1 ؛ 8 - الطور النهائي 1 ؛ 9 - الطور 2 ؛ 10 - الطور 2 ؛ 11 - طور 2 ؛ 12 - الطور النهائي 2.

6. الاختلافات بين الانقسام الاختزالي والانقسام

1. يوجد انقسام واحد في الانقسام ، واثنان في الانقسام الاختزالي (نتيجة لذلك ، يتم الحصول على 4 خلايا).

2. في طور التقسيم الأول للانقسام الاختزالي ، يحدث الاقتران (الاقتراب القريب من الكروموسومات المتجانسة) والعبور (تبادل أقسام من الكروموسومات المتجانسة) ، وهذا يؤدي إلى إعادة التركيب (إعادة التركيب) للمعلومات الوراثية.

3. في طور الطور الأول للانقسام الاختزالي ، يحدث تباعد مستقل للكروموسومات المتجانسة (تتباعد الكروموسومات ثنائية الكروماتيد إلى أقطاب الخلية). هذا يؤدي إلى إعادة التركيب والاختزال.

4. في الطور البيني بين قسمين من الانقسام الاختزالي ، لا تحدث مضاعفة الكروموسومات ، لأنها مزدوجة بالفعل.

5. بعد الانقسام ، يتم الحصول على خليتين ، وبعد الانقسام الاختزالي ، أربعة.

6. بعد الانقسام ، يتم الحصول على الخلايا الجسدية (خلايا الجسم) ، وبعد الانقسام الاختزالي ، يتم الحصول على الخلايا الجنسية (الأمشاج - الحيوانات المنوية والبيض ؛ في النباتات ، يتم الحصول على الجراثيم بعد الانقسام الاختزالي).

7. بعد الانقسام ، يتم الحصول على خلايا متطابقة (نسخ) ، وبعد الانقسام الاختزالي - خلايا مختلفة (يتم إعادة تجميع المعلومات الوراثية).

8. بعد الانقسام ، يظل عدد الكروموسومات في الخلايا الوليدة كما كان في الخلية الأم ، وبعد الانقسام الاختزالي يتناقص بمقدار الضعف (هناك انخفاض في عدد الكروموسومات ؛ إذا لم يكن هناك ، إذن بعد كل إخصاب ، سيزداد عدد الكروموسومات مرتين ؛ ويضمن تقليل التناوب والتخصيب ثبات عدد الكروموسومات).

7. الأهمية البيولوجية للانقسام الاختزالي

الانقسام الاختزالي هو الحدث الرئيسي لتولد الأمشاج في الحيوانات وتكوين الأبواغ في النباتات. بمساعدتها ، يتم الحفاظ على ثبات مجموعة الكروموسوم - بعد اندماج الأمشاج ، لا يحدث مضاعفتها. بفضل الانقسام الاختزالي ، تتشكل خلايا مختلفة وراثيا ، لأن في عملية الانقسام الاختزالي ، يحدث إعادة تركيب المادة الجينية ثلاث مرات: بسبب العبور (الطور 1) ، بسبب الاختلاف العشوائي والمستقل للكروموسومات المتجانسة (الطور 1) وبسبب الاختلاف العشوائي للكروماتيدات (الطور 2).

8. طرق تكاثر الكائنات الحية

9. الفرق بين التكاثر الجنسي واللاجنسي

10. الأشكال الرئيسية للتكاثر اللاجنسي: التقسيم إلى قسمين (الانقسام) ، الانقسام المتعدد (الفصام) ، التبرعم ، التفتت ، التكاثر ، التكاثر الخضري ، تعدد الأجنة).

التكاثر اللاجنسي هو عملية ظهور البنات من واحدة أو مجموعة من الخلايا الجسدية في جسم الأم. طريقة التكاثر هذه أقدم. وهو يقوم على انقسام الخلايا الانقسامية. تكمن أهمية التكاثر اللاجنسي في الزيادة السريعة في عدد الأفراد ، والتي لا تختلف تقريبًا عن بعضها البعض. هناك الأشكال التالية للتكاثر اللاجنسي:

1. التقسيم إلى قسمين- يؤدي إلى ظهور كائنين ابنتين من كائن أصلي واحد. إنه الشكل السائد للانقسام في بدائيات النوى والأوليات. تنقسم الحيوانات وحيدة الخلية المختلفة بشكل مختلف. لذلك ، يتم تقسيم السوط طوليًا ، والأهداب - بشكل عرضي. يوجد مثل هذا التقسيم أيضًا في الحيوانات متعددة الخلايا - coelenterates (الانقسام الطولي في قنديل البحر) والديدان (الانقسام المستعرض في الحلقات).

3. مهدها- يظهر تراكم للخلايا على جسم كائن الأم الذي ينمو تدريجياً ويكتسب تشابهًا مع فرد الأم. ثم ينفصل الفرد عن الابنة ويبدأ في عيش حياة مستقلة. هذا التكاثر شائع بين الكائنات متعددة الخلايا الدنيا (الإسفنج ، تجاويف الأمعاء ، الطحالب ، بعض الديدان والغلالة). في بعض الأحيان ، لا ينفصل الأفراد الابنة تمامًا عن الوالدين ، مما يؤدي إلى تكوين المستعمرات.

4. التجزئة- يحدث تفكك لجسم الكائن متعدد الخلايا إلى أجزاء ، والتي تتحول فيما بعد إلى أفراد مستقلين (الديدان المفلطحة ، وشوكيات الجلد).

5- الشركات- يتطور الكائن الابنة من خلية بوغية متخصصة.

هناك نوعان رئيسيان من التكاثر اللاجنسي في النباتات: التكاثر الخضري والتكاثر.يتم إجراء التكاثر الخضري للنباتات أحادية الخلية عن طريق تقسيم بسيط لخلية واحدة إلى خليتين. في الفطر ، تكون أشكاله أكثر تنوعًا - الأبواغ (القوالب والقبعات) والبراعم (الخميرة). في كاسيات البذور ، يحدث التكاثر الخضري بسبب الأعضاء الخضرية (غير الجنسية) - الجذر ، والساق ، والأوراق.

بعض أنواع الحيوانات لديها تعدد الأجنة- التكاثر اللاجنسي للجنين الناتج عن التكاثر الجنسي. على سبيل المثال ، في أرماديلوس في مرحلة الأريمة ، يتم تقسيم المادة الخلوية لجنين واحد في البداية بين 4-8 أجنة ، والتي ينمو منها أفراد كاملون لاحقًا. نتيجة تعدد الأجنة ، يولد التوائم المتطابقون في البشر.

11. الأشكال الرئيسية للتكاثر الجنسي في الكائنات وحيدة الخلية (الاقتران ، الجماع) وفي الكائنات متعددة الخلايا (بدون إخصاب (التوالد العذري) والتخصيب).

يُلاحظ التكاثر الجنسي في دورات حياة جميع المجموعات الرئيسية من الكائنات الحية. يتم تفسير انتشار التكاثر الجنسي من خلال حقيقة أنه يوفر تنوعًا جينيًا كبيرًا ، وبالتالي التباين الظاهري للنسل.

أساس التكاثر الجنسي هو العملية الجنسية ، وجوهرها هو الدمج في المادة الوراثية لتنمية سليل المعلومات الجينية من مصدرين مختلفين - الوالدان.

أحد أشكال العملية الجنسية هو اقتران. في هذه الحالة ، يحدث اتصال مؤقت بين شخصين لغرض تبادل (إعادة تركيب) المواد الوراثية ، على سبيل المثال ، في الشركات العملاقة. نتيجة لذلك ، يظهر أفراد مختلفون وراثيًا عن الكائنات الأبوية ، والذين يقومون لاحقًا بالتكاثر اللاجنسي. لا يتغير عدد الشركات العملاقة بعد الاقتران ، لذلك من المستحيل التحدث بالمعنى الحرفي للتكاثر في هذه الحالة.

في البروتوزوا ، يمكن أيضًا إجراء العملية الجنسية في الشكل الجماع - اندماج شخصين في واحد ، اتحاد وإعادة تركيب المادة الوراثية. علاوة على ذلك ، يستنسخ مثل هذا الفرد عن طريق القسمة.

للمشاركة في التكاثر الجنسي في الكائنات الأبوية ، يتم إنتاج الأمشاج - خلايا متخصصة لضمان الوظيفة التوليدية. يؤدي اندماج الأمشاج الأم والأب إلى ظهور البيضة الملقحة - وهي خلية تكون ابنة فرد في المرحلة الأولى والأولى من التطور الفردي.

في بعض الكائنات الحية ، يتشكل الزيجوت نتيجة لاتحاد الأمشاج التي لا تختلف في التركيب - الظاهرة إيزوجامي. في معظم الأنواع ، تنقسم الخلايا الجنسية إلى أمومية (بيوض) وأب (حيوانات منوية) وفقًا للخصائص الهيكلية والوظيفية.

في بعض الأحيان يأتي تطور الكائن الحي من بويضة غير مخصبة. هذه الظاهرة تسمى تطور العذراء أو التوالد العذري. في هذه الحالة ، يكون الحمض النووي للبيضة عادة مصدر مادة وراثية لتطور النسل - الظاهرة التوليد.أقل شيوعًا الذكورة- تطوير سليل من خلية بها سيتوبلازم بويضة ونواة نطاف. تموت نواة الأمشاج الأنثوي في حالة التولد الذكوري.

12. الأهمية البيولوجية للتكاثر الجنسي

في مرحلة معينة من التطور في الكائنات متعددة الخلايا ، تبين أن العملية الجنسية كطريقة لتبادل المعلومات الجينية بين الأفراد داخل نوع ما مرتبطة بالتكاثر. أثناء التكاثر الجنسي ، عادةً ما يختلف الأفراد الجدد الناتجون عن الوالدين وعن بعضهم البعض من خلال مزيج من الأليلات الجينية. تتجلى مجموعات جديدة من الكروموسومات والجينات في الأحفاد من خلال مجموعة جديدة من السمات. نتيجة لذلك ، هناك مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأفراد داخل نفس النوع. وبالتالي ، فإن الأهمية البيولوجية للتكاثر الجنسي لا تكمن فقط في التكاثر الذاتي ، ولكن أيضًا في ضمان التطور التاريخي للأنواع ، أي الحياة على هذا النحو. هذا يسمح لنا بأن نعتبر التكاثر الجنسي بيولوجيًا أكثر تقدمًا من التكاثر اللاجنسي.

13. تكوين الحيوانات المنوية

عملية تكوين الخلايا الجنسية الذكرية هي عملية تكوين الحيوانات المنوية. نتيجة لذلك ، تتشكل الحيوانات المنوية.

هناك 4 فترات في تكوين الحيوانات المنوية: التكاثر والنمو والنضج (الانقسام الاختزالي) والتكوين (الشكل 3).

خلال موسم التكاثر الخلايا الجرثومية الأصلية غير المتمايزة الحيوانات المنوية ، أو تقسيم الغونيا عن طريق الانقسام الطبيعي. بعد أن قاموا بالعديد من هذه الانقسامات ، دخلوا خلال فترة النمو. في هذه المرحلة يتم استدعاؤهم الخلايا المنوية من الدرجة الأولى (أو الخلايا من 1st). تمتص العناصر الغذائية بشكل مكثف ، وتنمو بشكل أكبر ، وتخضع لإعادة هيكلة فيزيائية وكيميائية عميقة ، ونتيجة لذلك يستعدون للثالث فترة - النضج ، أو الانقسام الاختزالي .

في الانقسام الاختزالي ، تخضع الخلايا المنوية لعمليتين من انقسام الخلية. في القسم الأول (الاختزال) يوجد انخفاض في عدد الكروموسومات (اختزال). نتيجة لذلك ، من خلية واحدة I ، تنشأ خليتان متساويتان في الحجم - الخلايا المنوية من الدرجة الثانية أو الخلايا المنوية من الدرجة الثانية. ثم يأتي القسم الثاني من النضج. يستمر كالمعتاد الانقسام الجسدي ، ولكن مع عدد أحادي الصبغيات من الكروموسومات. يسمى هذا التقسيم بالمساواة ("التكافؤ" - المساواة) ، حيث يتم تكوين قسمين متطابقين ، أي الخلايا المتكافئة تمامًا ، والتي يتم استدعاؤها المبيدات المنوية.

في الفترة الرابعة - التشكيل - نطفة مستديرة تأخذ شكل خلية تناسلية ذكرية ناضجة: ينمو فيها سوط ، وتثخن النواة ، وتتشكل قشرة. نتيجة لعملية تكوين الحيوانات المنوية بأكملها ، من كل حيوان منوي أولي غير متمايز ، يتم الحصول على 4 خلايا جرثومية ناضجة ، تحتوي على كل مجموعة أحادية الصبغيات من الكروموسومات.

على التين. الشكل 4 هو رسم تخطيطي لعمليات تكوين الحيوانات المنوية وتكوين الحيوانات المنوية في البشر. يحدث تكوين الحيوانات المنوية في الأنابيب المنوية الملتفة في الخصيتين ، ويبدأ نمو الحيوانات المنوية أثناء نمو ما قبل الولادة أثناء زرع الأنسجة المولدة ، ثم يستأنف خلال فترة البلوغ ويستمر حتى الشيخوخة.

لا تتطور الخلايا الجرثومية الذكرية منفردة ، بل تنمو في الحيوانات المستنسخة وتتصل ببعضها البعض بواسطة الجسور السيتوبلازمية. توجد الجسور السيتوبلازمية بين الحيوانات المنوية والخلايا المنوية والحيوانات المنوية. في نهاية مرحلة التكوين ، يتم إطلاق الحيوانات المنوية من الجسور السيتوبلازمية. الحد الأقصى للإنتاجية اليومية للحيوانات المنوية عند البشر هو 108 ، ومدة وجود الحيوانات المنوية في المهبل تصل إلى 2.5 ساعة ، وفي عنق الرحم تصل إلى 48 ساعة.

14. تكوّن البويضات. مفهوم الدورة الشهرية

تسمى عملية تطور الخلايا الجرثومية للإناث بتكوين البويضات (oogenesis).

هناك ثلاث فترات في تكوين البويضات: التكاثر والنمو والنضج.

الخلايا الجرثومية الأنثوية غير المتمايزة أووجونيا - تتكاثر بنفس الطريقة التي تتكاثر بها الحيوانات المنوية ، عن طريق الانقسام الطبيعي.

بعد الانقسام ، يصبحون البويضات من الدرجة الأولى والذهاب إلى النمو. يستغرق نمو البويضات وقتًا طويلاً جدًا - أسابيع وشهور وحتى سنوات.

ثم تدخل البويضة من الدرجة الأولى في فترة النضج ، أو الانقسام الاختزالي. هنا أيضًا ، تحدث أقسام الاختزال والمعادلة. تسير عمليات الانقسام في النواة بنفس الطريقة التي تتم بها أثناء الانقسام الاختزالي للخلايا المنوية ، لكن مصير السيتوبلازم مختلف تمامًا. أثناء انقسام الاختزال ، تحمل نواة واحدة معها معظم السيتوبلازم, ولم يتبق سوى جزء ضئيل منه لنصيب الآخر. لذلك ، يتم تشكيل خلية كاملة واحدة فقط - بويضة من الدرجة الثانية ، والثانية صغيرة هي جسم اتجاهي ، أو تصغير ، يمكن تقسيمه إلى جسمين مختزلين.

خلال الانقسام المعادل الثاني ، يتكرر التوزيع غير المتماثل للسيتوبلازم ومرة ​​أخرى تتشكل خلية واحدة كبيرة - البويضة والجسم القطبي الثالث. البويضة ، من حيث تكوين النواة ووظيفيًا ، هي خلية جرثومية ناضجة تمامًا.

فترة التكوين ، على عكس تكوين الحيوانات المنوية ، غائبة في تكوين البويضات.

وهكذا ، في عملية تكوين البويضات ، تنشأ خلية بويضة واحدة فقط من بويضة واحدة. تبقى الأجسام القطبية غير مكتملة النمو وسرعان ما تموت وتبلعمها خلايا أخرى. الأمشاج الأنثوية الناضجة تسمى البيض أو البيض ، وتلك التي تترسب في الماء تسمى الكافيار.

يحدث تطور الخلايا الجرثومية للإناث في المبايض. يبدأ موسم التكاثر في أووجونيا بينما لا يزال في الجنين ويتوقف عند ولادة الفتاة.

فترة النمو أثناء تكوين البويضات أطول ، لأن. بالإضافة إلى التحضير للانقسام الاختزالي ، يتم إجراء تراكم إمدادات من العناصر الغذائية ، والتي ستكون ضرورية في المستقبل للأقسام الأولى من البيضة الملقحة. في مرحلة النمو الصغير ، يتم تكوين عدد كبير من أنواع مختلفة من الحمض النووي الريبي.

خلال فترة النمو الكبير ، تشكل الخلايا الحويصلية للمبيض عدة طبقات حول البويضة من الدرجة الأولى ،مما يسهل نقل العناصر الغذائية المصنعة في مكان آخر إلى سيتوبلازم البويضات.

في البشر ، يمكن أن تتراوح فترة نمو البويضات بين 12 و 50 عامًا. بعد الانتهاء من فترة النمو ، تدخل البويضة من الدرجة الأولى في فترة النضج.

نتيجة لذلك ، أثناء تكوين البويضات ، يتم الحصول على 4 خلايا ، واحدة منها فقط ستصبح فيما بعد بيضة ، ويتم تقليل الثلاث المتبقية (الأجسام القطبية). تتمثل الأهمية البيولوجية لهذه المرحلة من تكوين البويضات في الحفاظ على جميع المواد المتراكمة من السيتوبلازم حول نواة أحادية العدد لضمان التغذية الطبيعية وتطور البويضة المخصبة.

أثناء تكوين البويضات عند النساء في مرحلة الطور الثاني ، يتم تكوين كتلة ، تتم إزالتها أثناء الإخصاب ، ولا تنتهي مرحلة النضج إلا بعد تغلغل الحيوانات المنوية في البويضة.

عملية تكوين البويضات عند النساء هي عملية دورية تتكرر كل 28 يومًا تقريبًا. (تبدأ من فترة النمو وتنتهي فقط بعد الإخصاب). هذه الدورة تسمى الدورة الشهرية.

يتم عرض السمات المميزة لتكوين الحيوانات المنوية وتكوين البويضات في البشر في الجدول 3.

الانقسام الاختزالي - هذه طريقة خاصة لتقسيم الخلايا حقيقية النواة ، حيث ينخفض ​​العدد الأولي للكروموسومات إلى النصف (من الكلمة اليونانية القديمة "meyon" - أقل - ومن "الانقسام الاختزالي" - الاختزال).

السمة الرئيسية للانقسام الاختزالي هي الاقتران (الاقتران) للكروموسومات المتجانسة مع تباعدها اللاحق إلى خلايا مختلفة. لذلك ، في التقسيم الأول للانقسام الاختزالي ، بسبب تكوين ثنائي التكافؤ ، لا تتباعد الكروموسومات أحادية الكروماتيد ، ولكن الكروموسومات ثنائية الكروماتيد إلى أقطاب الخلية. نتيجة لذلك ، ينخفض ​​عدد الكروموسومات إلى النصف ، وتتكون الخلايا أحادية الصيغة الصبغية من خلية ثنائية الصبغيات.

يسمى العدد الأولي للكروموسومات في الخلية التي تدخل الانقسام الاختزالي ثنائي الصبغيات (2n). يسمى عدد الكروموسومات في الخلايا التي تشكلت أثناء الانقسام الاختزالي أحادي العدد (ن).

يتكون الانقسام الاختزالي من قسمين متتاليين من الخلايا ، ويسمى على التوالي الانقسام الاختزالي الأول والانقسام الاختزالي الثاني. في القسم الأول ، ينخفض ​​عدد الكروموسومات إلى النصف ، لذلك يطلق عليه الاختزال. في القسم الثاني ، لا يتغير عدد الكروموسومات ؛ لذلك يطلق عليه معادلة (معادلة).

يختلف الطور البيني السابق للحيوية عن الطور البيني المعتاد في أن عملية تكرار الحمض النووي لا تصل إلى النهاية: ما يقرب من 0.2 ... 0.4 ٪ من الحمض النووي لا يزال غير مضاعف. ومع ذلك ، بشكل عام ، يمكن اعتبار أن محتوى الحمض النووي في الخلية ثنائية الصبغة (2 ن) هو 4 ج. في وجود المريكزات ، تحدث مضاعفتهم. وبالتالي ، تحتوي الخلية على ثنائيين ، يحتوي كل منهما على زوج من المريكزات.

القسم الأول من الانقسام الاختزالي (الاختزال ، أو الانقسام الاختزالي الأول)

يتمثل جوهر تقسيم الاختزال في تقليل عدد الكروموسومات بمقدار النصف: من الخلية ثنائية الصبغيات الأصلية ، يتم تكوين خليتين أحاديتين مع اثنين من الكروموسومات (كل كروموسوم يحتوي على 2 كروماتيدات).

الطور الأول (الطور الأول للشعبة الأولى) يتضمن عددًا من المراحل.

Leptothena (مرحلة الخيوط الرفيعة). تظهر الكروموسومات تحت المجهر الضوئي على شكل كرة من خيوط رفيعة.

Zygoten (مرحلة دمج الخيوط). يوجد اقتران للكروموسومات المتجانسة (من اقتران خطي - اتصال ، اقتران ، اندماج مؤقت). الكروموسومات المتجانسة (أو المتجانسات) هي كروموسومات مقترنة متشابهة من الناحية الشكلية والوراثية مع بعضها البعض. نتيجة الاقتران ، تتشكل ثنائية التكافؤ. ثنائي التكافؤ هو مركب مستقر نسبيًا من اثنين من الكروموسومات المتجانسة. يتم ربط المتماثلات معًا بواسطة مجمعات البروتين المشابك. عدد الثنائيات التكافؤ يساوي عدد الكروموسومات أحادية العدد. خلاف ذلك ، تسمى ثنائية التكافؤ tetrads ، لأن كل ثنائي التكافؤ يشتمل على 4 كروماتيدات.

Pachytene (مرحلة خيوط سميكة). تتصاعد الكروموسومات ، ويكون عدم تجانسها الطولي واضحًا للعيان. اكتمال تكرار الحمض النووي. اكتمل العبور - عبور الكروموسومات ، ونتيجة لذلك يتبادلون أقسام الكروماتيدات.

دبلوتين (مرحلة حبلا مزدوجة). تتنافر الكروموسومات المتجانسة في ثنائية التكافؤ. ترتبط في نقاط منفصلة ، والتي تسمى chiasms (من الحروف اليونانية القديمة χ - "تشي").

Diakinesis (مرحلة تباعد ثنائي التكافؤ). تنتقل Chiasmata إلى المناطق التيلوميرية للكروموسومات. توجد الثنائيات التكافؤ على محيط النواة. في نهاية الطور الأول ، ينهار الغلاف النووي ويتم إطلاق الثنائيات في السيتوبلازم.

الطور الأول (الطور الأول للقسم الأول). يتكون المغزل. ينتقل الثنائيات التكافؤ إلى المستوى الاستوائي للخلية. تتكون لوحة الطور من ثنائيات التكافؤ.

الطور الأول (طور الطور الأول). الكروموسومات المتجانسة التي تشكل كل ثنائي التكافؤ منفصلة ، ويتحرك كل كروموسوم نحو أقرب قطب للخلية. لا يحدث فصل الكروموسومات إلى كروماتيدات.

Telophase I (الطور النهائي للقسم الأول). تتباعد الكروموسومات المتجانسة ثنائية الكروماتيد تمامًا إلى أقطاب الخلية. عادة ، تتلقى كل خلية ابنة كروموسوم واحد متماثل من كل زوج من المتماثلات. يتم تكوين نواتين أحاديتين ، تحتويان على نصف عدد الكروموسومات مثل نواة الخلية ثنائية الصبغيات الأصلية. تحتوي كل نواة أحادية العدد على مجموعة كروموسوم واحدة فقط ، أي أن كل كروموسوم يمثله متماثل واحد فقط. محتوى الحمض النووي في الخلايا الوليدة هو 2 ثانية.

في معظم الحالات (ولكن ليس دائمًا) الطور النهائي الأول يكون مصحوبًا بالتحرك الخلوي.

بعد التقسيم الأول للانقسام الاختزالي ، يحدث interkinesis - فترة قصيرة بين قسمين انتصافي. يختلف Interkinesis عن الطور البيني في أنه لا يوجد تكرار للحمض النووي ، وتكرار الكروموسوم ، والازدواج المركزي: حدثت هذه العمليات في الطور البيني السابق للحيوية ، وجزئيًا ، في الطور الأول.

القسم الثاني من الانقسام الاختزالي (المعادل ، أو الانقسام الاختزالي الثاني)

أثناء التقسيم الثاني للانقسام الاختزالي ، لا يوجد انخفاض في عدد الكروموسومات. جوهر الانقسام المعادل هو تكوين أربع خلايا أحادية العدد مع كروموسومات كروماتيد واحدة (كل كروموسوم يحتوي على كروماتيد واحد).

Prophase II (طور القسم الثاني). لا تختلف اختلافًا كبيرًا عن طور الانقسام الفتيلي. تظهر الكروموسومات تحت المجهر الضوئي كخيوط رفيعة. يتم تشكيل مغزل انقسام في كل خلية من الخلايا الوليدة.

الطور الثاني (الطور الثاني للقسم الثاني). توجد الكروموسومات في المستويات الاستوائية للخلايا الفردية بشكل مستقل عن بعضها البعض. يمكن أن تكون هذه المستويات الاستوائية متوازية مع بعضها البعض أو متعامدة بشكل متبادل.

الطور الثاني (طور الطور الثاني). تنفصل الكروموسومات إلى كروماتيدات (كما في الانقسام). تنتقل الكروموسومات أحادية الكروماتيد الناتجة كجزء من مجموعات الطور إلى أقطاب الخلايا.

Telophase II (الطور النهائي للقسم الثاني). لقد انتقلت الكروموسومات الكروماتيدية المفردة بالكامل إلى أقطاب الخلية ، وتشكلت النوى. يصبح محتوى الحمض النووي في كل خلية في حده الأدنى ويبلغ 1 ثانية.

وهكذا ، نتيجة للمخطط الموصوف للانقسام الاختزالي ، يتم تشكيل أربع خلايا أحادية الصيغة الصبغية من خلية ثنائية الصبغيات. يعتمد المصير الإضافي لهذه الخلايا على الانتماء التصنيفي للكائنات ، وعلى جنس الفرد ، وعدد من العوامل الأخرى.

أنواع الانقسام الاختزالي. في الانقسام الاختزالي البقري والبوغ ، تؤدي الخلايا الفردية الناتجة إلى ظهور الأبواغ (الأبواغ الحيوانية). هذه الأنواع من الانقسام الاختزالي مميزة لحقيقيات النوى المنخفضة والفطريات والنباتات. يرتبط الانقسام الاختزالي البقري والبقري ارتباطًا وثيقًا بتكوين الأبواغ. أثناء الانقسام الاختزالي المشيج ، تشكل الخلايا الفردية الناتجة الأمشاج. هذا النوع من الانقسام الاختزالي هو سمة من سمات الحيوانات. يرتبط الانقسام الاختزالي الجاميسي ارتباطًا وثيقًا بتكوين الأمشاج والتخصيب. وبالتالي ، فإن الانقسام الاختزالي هو الأساس الخلوي للتكاثر الجنسي واللاجنسي (البوغ).

الأهمية البيولوجية للانقسام الاختزالي. أثبت عالم الأحياء الألماني August Weissmann (1887) نظريًا الحاجة إلى الانقسام الاختزالي كآلية للحفاظ على عدد ثابت من الكروموسومات. نظرًا لأن نوى الخلايا الجرثومية تندمج أثناء الإخصاب (وبالتالي تتحد كروموسومات هذه النوى في نواة واحدة) ، وبما أن عدد الكروموسومات في الخلايا الجسدية يظل ثابتًا ، فإن التضاعف المستمر لعدد الكروموسومات أثناء عمليات الإخصاب المتتالية يجب أن تقاوم من خلال عملية تؤدي إلى تقليل عددها في الأمشاج مرتين بالضبط. وبالتالي ، فإن الأهمية البيولوجية للانقسام الاختزالي هي الحفاظ على ثبات عدد الكروموسومات في وجود العملية الجنسية. يوفر الانقسام الاختزالي أيضًا تنوعًا توليفيًا - ظهور مجموعات جديدة من الميول الوراثية أثناء الإخصاب الإضافي.