Sel organisme multiseluler biasanya memiliki set kromosom ganda, atau diploid (2p), karena zigot (sel telur tempat organisme berkembang) sebagai hasil pembuahan menerima satu set kromosom dari setiap orang tua. Oleh karena itu, semua kromosom dalam himpunan tersebut berpasangan, homolog - satu dari ayah, yang lain dari ibu. Dalam sel, kumpulan ini dijaga konstan melalui mitosis.
Sel kelamin (gamet) - telur dan sperma (atau sperma pada tumbuhan) - memiliki satu set kromosom (n) atau haploid. Kumpulan gamet ini diperoleh melalui meiosis (dari kata Yunani meiosis - reduksi). Selama proses meiosis, terjadi penggandaan satu kromosom dan dua pembelahan - reduksi dan persamaan (equal). Masing-masing terdiri dari sejumlah fase: interfase, profase, metafase, anafase, dan telofase (Gbr. 1).
Beras. 1. Skema Meiosis:
1 - sel induk asli (2p, 2s); 2 - pada interfase I, terjadi penggandaan (reduplikasi) kromosom homolog (4c). Setiap kromosom terdiri dari dua kromatid; 3 - pada profase I, terjadi konjugasi (pemasangan) kromosom homolog, pembentukan bivalen; 4 - dalam metafase I, bivalen berbaris di ekuator sel, spindel pembelahan terbentuk; 5 - pada anafase I, kromosom homolog menyimpang ke kutub sel yang berbeda; 6 - sel anak setelah pembelahan pertama. Setiap sel hanya memiliki satu dari sepasang kromosom homolog (2c) - pengurangan jumlah kromosom; 7 - dalam metafase II, kromosom yang terdiri dari dua kromatid berbaris di ekuator sel; 8 - pada anafase II, kromatid berpindah ke kutub sel; 9 - sel anak setelah pembelahan kedua, di setiap sel set kromosom dibelah dua (p, s).
Pada interfase I (pembelahan pertama), terjadi penggandaan – reduplikasi – kromosom. Setiap kromosom kemudian terdiri dari dua kromatid identik yang dihubungkan oleh satu sentromer. Pada profase I meiosis, terjadi pasangan (konjugasi) kromosom homolog ganda, yang membentuk bivalen yang terdiri dari empat kromatid. Pada saat ini terjadi spiralisasi, pemendekan dan penebalan kromosom. Pada metafase I, pasangan kromosom homolog berbaris di ekuator sel, pada anafase I mereka menyimpang ke kutub yang berbeda, dan pada telofase I sel membelah.
Setelah pembelahan pertama, hanya satu kromosom ganda dari setiap pasangan kromosom homolog yang memasuki masing-masing dua sel, yaitu jumlah kromosom menjadi setengahnya.
Setelah pembelahan pertama, sel menjalani interfase II singkat (pembelahan kedua) tanpa penggandaan kromosom. Pembelahan kedua terjadi sebagai mitosis. Pada metafase II, kromosom, yang terdiri dari dua kromatid, berbaris di ekuator sel. Pada anafase II, kromatid bergerak menuju kutub. Pada telofase II, kedua sel membelah. Telah ditetapkan bahwa ada hubungan langsung antara kumpulan kromosom dalam nukleus (2 p atau p) dan jumlah DNA di dalamnya (dilambangkan dengan huruf C). Sel diploid memiliki DNA (2C) dua kali lebih banyak daripada sel haploid (C). Dalam interfase I sel diploid, sebelum mempersiapkannya untuk pembelahan, terjadi replikasi DNA, jumlahnya berlipat ganda dan jumlah DNA dalam sel anak berkurang menjadi 2C, setelah pembelahan kedua - menjadi 1C, yang sesuai dengan set kromosom haploid.
Arti biologis meiosis adalah sebagai berikut. Pertama-tama, selama beberapa generasi, kumpulan karakteristik kromosom suatu spesies tertentu dipertahankan, karena selama pembuahan, gamet haploid bergabung dan kumpulan kromosom diploid dipulihkan.
Selain itu, dalam meiosis, terjadi proses yang memastikan penerapan hukum dasar hereditas: pertama, berkat konjugasi dan divergensi wajib kromosom homolog berikutnya, hukum kemurnian gamet diterapkan - setiap gamet hanya menerima satu kromosom dari pasangan. homolog dan, oleh karena itu, hanya satu alel dari pasangan - A atau a, B atau c.
Kedua, divergensi acak kromosom non-homolog pada pembelahan pertama memastikan pewarisan independen sifat-sifat yang dikendalikan oleh gen yang terletak pada kromosom berbeda dan mengarah pada pembentukan kombinasi kromosom dan gen baru (Gbr. 2).
Beras. 2. Rekombinasi genetik dengan divergensi acak kromosom non-homolog. Pelaksanaan pewarisan mandiri. Karena probabilitas orientasi varian I dan II sama, gen A dan B didistribusikan secara acak, independen satu sama lain. Dengan probabilitas yang sama, terbentuk 4 jenis gamet: A B, Av, dan B, Av. Hal ini memastikan, selama pembuahan acak, pewarisan sifat independen yang dikendalikan oleh gen yang terletak pada kromosom berbeda. Angka-angka tersebut menunjukkan sentromer kromosom.
Ketiga, gen-gen yang terletak pada kromosom yang sama menunjukkan pewarisan yang saling terkait. Namun, mereka dapat menggabungkan dan membentuk kombinasi gen baru sebagai hasil dari pindah silang - pertukaran bagian antara kromosom homolog, yang terjadi selama konjugasinya dalam profase. Sel membelah selama pembelahan pertama (Gambar 3)
Beras. 3. Rekombinasi genetik selama pindah silang meiosis. Diagram menunjukkan bahwa gen C dan D ditransmisikan bersama (terkait) dalam kombinasi yang sama seperti pada sel induk - CD dan cd (gamet non-crossover). Dalam beberapa sel di mana terjadi persilangan antara gen C dan D, terbentuk kombinasi gen baru yang berbeda dari induknya - Cd dan cd (gamet crossover).
Dengan demikian, dua mekanisme pembentukan kombinasi baru (rekombinasi genetik) selama meiosis dapat dibedakan: divergensi acak kromosom non-homolog dan pindah silang.
Kuliah 14
Siklus hidup sel. Mitosis
1. Siklus hidup sel (CLC)
Daur hidup adalah masa hidup sel sejak sel muncul sebagai hasil pembelahan hingga pembelahan atau kematian selanjutnya.
Siklus mitosis dapat dibagi menjadi dua tahap:
Interfase;
Pembelahan (mitosis, meiosis)
Interfase
– fase antar pembelahan sel.
Durasinya biasanya lebih lama dibandingkan pembagiannya
KESIMPULAN: Hasilnya, terbentuklah sel yang siap membelah, dengan struktur kromosom 2 c, himpunan kromosom 2 n.
Mitosis
Metode pembelahan sel somatik.
| Fase | Proses | Skema | Himpunan dan struktur kromosom |
| Profase (spiralisasi) | 1. kromosom bikromatid berbentuk spiral, 2. nukleolus larut, 3. sentriol menyimpang ke plus sel, 4. selubung inti larut, 5. terbentuk benang gelendong | ||
| Metafase (cluster) | 2 c (bikromatid) 2 n (diploid) | ||
| Anafase (divergensi) | 2 c → 1 c (bikromatid → kromatid tunggal) 2 n (diploid) | ||
| Telofase (akhir) | 1 c (kromatid tunggal) 2 n (diploid) |
KESIMPULAN: Akibat pembelahan mitosis, terbentuk dua sel somatik dengan satu set kromosom diploid,
kromosom kromatid tunggal.
SIGNIFIKANSI BIOLOGIS: menjamin kelestarian materi keturunan, karena masing-masing dari dua sel yang baru muncul menerima materi genetik yang identik dengan sel aslinya.
1. amitosis.
Latihan: Tentukan pembagian AMITOS. Lihat buku teks “Biologi” oleh V.N
Kuliah 15
Meiosis
Meiosis - cara pembelahan untuk membentuk sel germinal.
| Fase | Proses | Menggambar | Himpunan dan struktur kromosom |
| Pembelahan I meiosis – pengurangan | |||
| Profase I | 1. nukleolus larut, 2. sentriol menyimpang ke plus sel, 3. selubung inti larut, 4. terbentuk filamen gelendong 5. dikromatid spiral kromosom, 6. konjugasi - pemulihan hubungan yang tepat dan erat dari kromosom homolog dan jalinan kromatidnya 7. pindah silang - pertukaran bagian identik (homolog) dari kromosom yang mengandung hal yang sama gen alelik | ||
| Metafase I | 1. pasang kromosom bikromatid homolog berjajar di sepanjang ekuator sel, 2. benang gelendong menempel pada sentromer salah satu pasangan kromosom dari satu kutub; ke pasangan kromosom lainnya dari kutub yang lain | 2c (bikromatid) 2n (diploid) | |
| Anafase I | 1. benang gelendong berkontraksi, 2. satu kromosom bikromatid dari pasangan homolog menyimpang ke arah kutub | 2c (bikromatid) 2n → 1n (diploid → haploid) | |
| Telofase I (terkadang hilang) | 1. membran inti dipulihkan. | ||
| 2. septum sel terbentuk di ekuator, 3. filamen gelendong larut 4. sentriol kedua terbentuk | KESIMPULAN | ||
| Terjadi penurunan jumlah kromosom Pembelahan II meiosis – | |||
| mitosis | Profase II | 1. sentriol menyimpang ke arah plus sel, 2. selubung inti larut, 3. filamen gelendong terbentuk | |
| 2c (bikromatid) 1n (haploid) | Metafase II | 1. sentriol menyimpang ke arah plus sel, 2. selubung inti larut, 3. filamen gelendong terbentuk | |
| 1. kromosom bikromatid terkonsentrasi di ekuator sel, 2. dua benang dari kutub yang berbeda mendekati setiap kromosom, 3. benang gelendong menempel pada sentromer kromosom | Anafase II | 1. sentromer hancur, 2. benang gelendong memendek, 3. kromosom kromatid tunggal diregangkan oleh benang gelendong ke kutub sel | |
| 2c → 1c (bikromatid → kromatid tunggal) 1n (haploid) | Telofase II | 1. Kromosom kromatid tunggal terlepas menjadi kromatin, 2. nukleolus terbentuk, 3. selubung inti dipulihkan. | |
| 2. septum sel terbentuk di ekuator, 3. filamen gelendong larut 4. sentriol kedua terbentuk | 4. septum sel terbentuk di ekuator, 5. filamen gelendong larut 6. sentriol kedua terbentuk |
1c (kromatid tunggal) 1n (haploid)
Kromosom menjadi monokromatid.
| KESIMPULAN: Akibat pembelahan meiosis, 4 sel germinal dengan satu set kromosom haploid (n) dan kromosom kromatid tunggal (c) terbentuk dari satu sel somatik. | SIGNIFIKANSI BIOLOGIS: memastikan pertukaran informasi genetik karena pindah silang, divergensi kromosom dan fusi sel germinal selanjutnya. | Kode bagian Kode elemen terkontrol |
| 2 | Elemen konten, |
|
| Kromosom, strukturnya (bentuk dan ukuran) serta fungsinya. Jumlah kromosom dan keteguhan spesiesnya. Penentuan himpunan kromosom pada sel somatik dan sel germinal. Siklus hidup sel: interfase dan mitosis. Mitosis adalah pembelahan sel somatik. Meiosis. Fase mitosis dan meiosis. Perkembangan sel germinal pada tumbuhan dan hewan. Persamaan dan perbedaan mitosis dan meiosis, signifikansinya. Pembelahan sel merupakan dasar pertumbuhan, perkembangan dan reproduksi organisme. |
||
Bagian A
1. Struktur sel apa yang didistribusikan secara merata di antara sel anak selama mitosis:
1) ribosom 3) kloroplas
2) mitokondria 4) kromosom
2. Perlekatan benang gelendong pada kromosom terjadi pada:
1) interfase 3) metafase
2) profase 4) anafase
3. Pada profase mitosistidak terjadi :
1) pembubaran membran inti
2) pembentukan spindel
3) penggandaan DNA
4) pembubaran nukleolus
4. Divergensi kromatid terhadap kutub sel terjadi pada:
1) anafase 3) profase
2) telofase 4) metafase
5. Himpunan kromosom pada sel-sel tubuh disebut:
1) kariotipe 3) genotipe
2) fenotipe 4) genom
6.Pusat sel dalam proses mitosis bertanggung jawab untuk:
1) biosintesis protein
2) spiralisasi kromosom
3) pergerakan sitoplasma
4) pembentukan spindel fisi
7. Sel somatik baru pada organisme hewan multiseluler terbentuk sebagai akibat dari:
1) meiosis 3) oogenesis
2) mitosis 4) spermatogenesis
8. Penggandaan DNA dan pembentukan dua kromatid terjadi pada:
1) profase pembelahan meiosis pertama
2) profase pembelahan meiosis kedua
3) interfase sebelum pembelahan pertama
4) interfase sebelum pembelahan kedua
9.Pembentukan dua kromatid pada kromosom didasarkan pada proses:
1) Duplikasi DNA sendiri 3) Heliksasi DNA
2) sintesis mRNA 4) pembentukan ribosom
10. Pelestarian jumlah kromosom yang konstan dalam sel selama perbanyakan vegetatif dijamin dengan:
1) pembelahan meiosis 3) pembelahan mitosis
2) pergerakan sitoplasma 4) spermatogenesis
11.Divergensi kromosom homolog terjadi pada:
1) anafase meiosisSAYA3) metafase meiosisII
2) metafase meiosisSAYA4) anafase meiosisII
12. Dengan tanda apa anafase mitosis dapat dikenali:
1) susunan acak kromosom spiral dalam sitoplasma
2) keselarasan kromosom pada bidang ekuator sel
3) divergensi kromatid anak ke kutub sel yang berlawanan
4) despiralisasi kromosom dan pembentukan membran inti di sekitar dua inti
13. Pada telofase mitosis terjadi hal-hal sebagai berikut:
1) penggandaan DNA
2) spiralisasi kromosom
3) divergensi kromosom homolog
4) pembentukan inti sel anak
14.Meiosis berbeda dari mitosis:
1) proses pindah silang dan konjugasi kromosom
2) adanya profase, metafase, anafase dan telofase
3) durasi lebih pendek
4) adanya spindel
15.Pada anafase mitosis terjadi:
1) spiralisasi kromosom homolog
2) divergensi kromosom homolog
3) pemisahan sitoplasma
4) penggandaan DNA
16. Spiralisasi kromosom selama mitosis terjadi pada:
1) anafase 3) telofase
2) metafase 4) profase
17.Dalam profase mitosistidak terjadi :
1) spiralisasi kromosom
2) pemulihan membran inti
3) pembentukan spindel
4) pembubaran membran inti
18. Dalam siklus sel, replikasi DNA terjadi pada:
1) interfase 3) metafase
2) profase 4) anafase
19. Pembelahan secara mitosis tidak khas pada sel:
1) ganggang merah
2) hidra
3) Escherichia coli
4) mukora
20. Kromosom yang sama pada wanita dan pria disebut:
1) kromosom seks 3) ribosom
2) autosom 4) lisosom
21. Selama pembelahan meiosis pertama, hal-hal berikut menyimpang ke kutub sel yang membelah:
1) seluruh kromosom dari pasangan homolog
2) kromatid saudara
3) fragmen kromosom dari pasangan homolog
4) fragmen kromosom non-homolog
22. Selama mitosis, kromosom berbaris di ekuator sel selama:
1) telofase 3) metafase
2) profase 4) anafase
23. Berbeda dengan mitosis, meiosis:
1) terdiri dari dua divisi
2) tidak disertai spiralisasi kromosom
3) ciri-ciri sel bakteri
4) diamati pada virus
24. Penyempitan suatu kromosom yang menghubungkan dua kromatid disebut:
1) sentrosom 3) sentromer
2) akrosom 4) sentriol
25. Sel somatik manusia mengandung:
1) 46 pasang kromosom 3) 23 pasang kromosom
2) 92 pasang kromosom 4) 32 pasang kromosom
26.Profase SAYAMeiosis berbeda dari profase mitosis:
1) spiralisasi kromosom
2) adanya konjugasi dan pindah silang
3) pembentukan spindel fisi
4) penghancuran kromosom
27. Pembelahan secara mitosis tidak khas pada sel:
1) protozoa 3) jamur
2) bakteri 4) tumbuhan
28. Urutan tahapan mitosis adalah sebagai berikut:
1) metafase, telofase, profase, anafase 3) profase, metafase, telofase, anafase
2) profase, metafase, anafase, telofase 4) telofase, profase, metafase, anafase.
29. Fase mitosis yang paling lama adalah:
1) profase 3) anafase
2) metafase 4) telofase.
30. Selama mitosis, divergensi kromosom homolog ke kutub sel terjadi pada:
1) profase 3) anafase
2) metafase 4) tidak ada jawaban yang benar
31. Selama mitosis, pembelahan sitoplasma sel terjadi pada:
1) interfase 3) metafase
2) profase 4) telofase
32. Penggandaan kromosom terjadi pada:
1) interfase 3) metafase
2) profase 4) telofase
33. Penurunan jumlah kromosom terjadi pada saat:
1) anafase mitosis 3) pembelahan meiosis II
2) Pembelahan meiosis I 4) pada semua kasus di atas.
34. Persilangan kromosom terjadi pada proses :
1) mitosis 3) replikasi DNA
2) meiosis 4) transkripsi.
35. Pada anafase mitosis, terjadi divergensi:
1) kromosom anak perempuan 3) kromosom non-homolog
2) kromosom homolog 4) organel sel
36.Bivalen disebut:
1) penyempitan kromosom tempat melekatnya benang gelendong
2) separuh kromosom yang terpisah selama mitosis
3) menyatukan kromosom homolog selama meiosis
4) kromosom yang terdespiralisasi tidak terlihat di bawah mikroskop
37. Signifikansi biologis meiosis adalah untuk memastikan:
1) stabilitas genetik
2) regenerasi jaringan dan peningkatan jumlah sel dalam tubuh
3) variabilitas genetik
4) reproduksi aseksual
38. Akibat mitosis terbentuklah zat-zat sebagai berikut:
1) sel somatik
2) telur
3) sperma
4) semua sel yang terdaftar
39. Himpunan kromosom yang setiap kromosom mempunyai pasangan homolog disebut:
1) haploid
2) diploid
3) triploid
4) tetraploid
40. Selama perkembangan gamet pada hewan, pembelahan sel terjadi pada gonad di zona reproduksi6
1) meiosis
2) mitosis
3) amitosis
4) pembagian biner sederhana
41. Selama pembentukan gamet pada manusia, pembelahan reduksi terjadi pada tahap:
1) reproduksi 3) pematangan
2) pertumbuhan 4) pembentukan
42. Pada hewan, selama proses mitosis, berbeda dengan meiosis, sel-sel terbentuk:
1) somatik
2) dengan setengah set kromosom
3) seksual
4) spora
43. Mitosis pada organisme multiseluler membentuk dasar dari:
1) gametogenesis
2) pertumbuhan dan perkembangan
3) metabolisme
4) proses pengaturan diri
44. Selama proses mitosis, setiap sel anak menerima set kromosom yang sama dengan sel induk karena:
1) pada profase terjadi spiralisasi kromosom
2) terjadi despiralisasi kromosom
3) dalam interfase, DNA menggandakan diri, dua kromatid terbentuk di setiap kromosom
4) setiap sel mengandung dua kromosom homolog
Bagian B
Pilih tiga jawaban yang benar dari enam.
1. Signifikansi biologis meiosis adalah:
1) pengurangan jumlah kromosom
2) pembentukan gamet jantan dan betina
3) pembentukan sel somatik
4) menciptakan peluang munculnya kombinasi gen baru
5) meningkatkan jumlah sel dalam tubuh
6) peningkatan berganda dalam set kromosom
2. Selama mitosis, hal-hal berikut tidak terjadi:
1) spiralisasi kromosom
2) divergensi kromosom ke kutub sel yang membelah
3) menyeberang
4) replikasi DNA
5) fotolisis air
6) pembentukan spindel
3. Oogenesis ditandai dengan:
1) adanya tahap pembentukan
2) akumulasi nutrisi dalam oosit orde pertama
3) pembentukan empat sel germinal
4) kematian benda kutub
5) terjadinya pembelahan mitosis ganda pada tahap pematangan
6) terjadinya pembelahan meiosis ganda pada tahap pematangan
4. Oogenesis sebagai lawan dari spermatogenesis:
1) memiliki tahap pertumbuhan yang lebih jelas
2) tidak mengandung tahap reproduksi
3) tidak memuat tahapan pembentukan
4) diakhiri dengan terbentuknya satu sel germinal
5) pada tahap pematangan diwakili oleh mitosis
6) pada manusia berakhir pada masa embrio
5. Sel telur, tidak seperti sperma, mempunyai ciri-ciri:
1) kumpulan kromosom haploid
2) kumpulan kromosom diploid
3) pasokan nutrisi yang besar
4) ukuran lebih besar
5) imobilitas
6) gerakan aktif
Tugas untuk menetapkan urutan objek biologis, proses, fenomena. Tulis jawabannya sebagai rangkaian huruf.
1. Tunjukkan urutan pembentukan sel selama spermatogenesis:
A) spermatid
B) spermatogonia
B) spermatosit orde 2
D) sperma
D) sel germinal primordial
E) Spermatosit orde 1
2. Tunjukkan urutan fenomena dan proses yang terjadi dalam persiapan dan selama mitosis.
A) divergensi kromatid anak ke kutub sel
B) spiralisasi kromosom
B) despiralisasi kromosom
D) penggandaan DNA seluler
D) pembentukan inti interfase sel anak
E) perlekatan kromosom pada benang gelendong
3. Sebutkan urutan fenomena dan proses yang terjadi selama proses meiosis.
A) pemisahan kromatid
B) konjugasi kromosom homolog
C) pembentukan empat sel haploid
D) spiralisasi kromosom sel diploid yang membelah
D) divergensi kromosom homolog
E) pertukaran bagian antara kromosom homolog
Tugas yang cocok. Jawabannya harus dituliskan dalam barisan angka.
1. Tetapkan korespondensi antara fase mitosis dan peristiwa yang terjadi selama itu:
2. Tunjukkan korespondensi antara fase gametogenesis dan peristiwa yang terjadi selama itu:
Bagian C
1.Apa mekanisme yang menjamin keteguhan jumlah kromosom pada keturunan selama reproduksi seksual?
Jawaban.
1.-4 2.-3 3.-3 4.- 4 5.-1 6.-4 7.-2 8.-3 9.-1 10.-3
11.-1 12.-3 13.-4 14.-1 15.-2 16.-3 17.-2 18.-1 19.-3 20.-2
21.-1 22.-3 23.-4 24.-3 25.-3 26.-2 27.-4 28.-2 29.-1 30.-4
31.-4 32.-1 33.-2 34.-2 35.-1 36.-3 37.-3 38.-1 39.-2 40.-2
41.-3 42.-1 43.-2 44.-3
3 dari 6:
Urutan huruf:
B1- DBEVAG
V2- GBEAVD
B3-GBEDAV
Untuk kepatuhan:
C1:
Divergensi kromosom yang teratur selama proses meiosis memastikan distribusi jumlah kromosom haploid yang akurat di antara gamet.
Setelah pembuahan, zigot dikembalikan ke set kromosom diploid yang sesuai dengan set induknya.
Pembelahan mitosis selanjutnya memastikan jumlah kromosom yang sama di sel-sel tubuh keturunan, termasuk di sel-sel prekursor sel germinal.
Daftar Isi Jenis Reproduksi……… 3 Mitosis……………………. 5 Amitosis…………………. . 16 Reproduksi seksual…………………. 18 Meiosis………………… 20 Gametogenesis……………… 26 Jenis dan struktur gamet………………… 28 Pergantian generasi………………. 29 Partenogenesis……………….
Reproduksi adalah perkembangbiakan jenisnya sendiri, menjamin kelangsungan dan kelangsungan kehidupan. Ini adalah salah satu sifat terpenting organisme hidup. Melalui reproduksi terjadi hal-hal sebagai berikut: 1. Perpindahan informasi keturunan. 2. Kesinambungan generasi tetap terjaga. 3. Durasi keberadaan spesies tetap terjaga. 4. Jumlah spesies bertambah dan wilayah (wilayah) tempat tinggalnya bertambah. Reproduksi didasarkan pada pembelahan sel, yang menjamin peningkatan jumlah sel dan pertumbuhan organisme multiseluler.
JENIS-JENIS REPRODUKSI Reproduksi Aseksual Seksual Sebenarnya aseksual (dengan satu sel) Vegetatif (dengan sekelompok sel) Konjugasi (organisme uniseluler) Organisme multiseluler Tanpa pembuahan Dengan pembuahan
Reproduksi aseksual Reproduksi aseksual sebenarnya (dengan satu sel): : 1. Pembelahan menjadi dua (sederhana) 2. Mitosis 3. Amitosis 4. Tunas 5. Sporulasi Reproduksi vegetatif (dengan sekelompok sel) : : 1. Tunas 2. Fragmentasi 3 Perbanyakan tanaman secara vegetatif
MITOSIS, ATAU PEMBAGIAN TIDAK LANGSUNG Mitosis ((Latin Mitos - benang) adalah pembelahan inti sel di mana dua inti anak terbentuk dengan satu set kromosom yang identik dengan sel induk. Mitosis = pembelahan inti + pembelahan sitoplasma Untuk pertama kalinya, mitosis pada tumbuhan diamati oleh I. D. Chis-tyakov pada tahun 1874, dan prosesnya dijelaskan secara rinci oleh ahli botani Jerman E. Strasburger (1877) dan ahli zoologi Jerman W. Fleming (1882).
Siklus sel Masa keberadaan sel dari satu pembelahan ke pembelahan lainnya disebut mitosis, atau siklus sel. Siklus sel pada tumbuhan berlangsung dari 10 hingga 30 jam. Pembelahan nuklir (mitosis) memakan waktu sekitar 10% dari waktu tersebut. P 1 - periode prasintetis C - periode sintetik P 2 - periode pascasintesis
Struktur kromosom pada periode siklus sel yang berbeda 1 2 3 4 1, 2 – periode pra-sintetis; 3 – periode sintetik dan pasca sintetik; 4 – metafase. 1. Selama periode prasintetik, sel tumbuh: protein dan RNA disintesis dan jumlah zat organik meningkat. 2. Selama masa sintetik terjadi replikasi DNA (penggandaan). Mulai saat ini, setiap kromosom terdiri dari dua kromatid. 3. Selama periode pasca sintesis, terjadi sintesis intensif protein dan ATP yang diperlukan untuk pembelahan sel.
Daerah kromatin pada inti interfase 1. Untaian DNA berupa kromatin. 2. Berbentuk kromosom pada saat pembelahan sel
PROPHASE Kromatin berputar menjadi kromosom bikromatid; membran inti dan nukleolus larut; Sentriol menyimpang ke arah kutub; (2 n 4c).
METAPHASE Kromosom bikromatid berbaris di ekuator sel; Sentriol membentuk benang gelendong, yang melekat pada sentromer kromosom; (2 n 4c).
ANAPHASE Ketika untaian gelendong berkontraksi, sentromer kromosom membelah dan kromatid setiap kromosom berpindah ke kutub sel; (4 n 4c). Setiap kromatid dianggap sebagai kromosom independen
TELOPHASE Kromosom kromatid tunggal (anak perempuan) terlepas, nukleolus terbentuk dan selubung inti terbentuk di sekelilingnya; sebuah partisi mulai terbentuk di ekuator; dalam inti 2 n 2 c.
SITOKINESIS (pembelahan sitoplasma) Pembentukan septum membran ganda di sepanjang ekuator sel, diikuti dengan pemisahan sel anak secara lengkap. Pada tumbuhan, dinding sel terbentuk di sepanjang ekuator sel. Sitokinesis sel (foto)
Himpunan kromosom (jumlah, bentuk dan ukuran) dalam sel somatik disebut kariotipe. Kariotipe mengandung kumpulan kromosom ganda ((diploid) (2 n 2 n),), konstan untuk setiap jenis organisme. Kumpulan kromosom manusia diploid
PENTINGNYA MITOSIS 1. Menyebabkan peningkatan jumlah sel dan menjamin pertumbuhan organisme multiseluler. 2. Memberikan penggantian jaringan yang aus atau rusak. 3. Mempertahankan kumpulan kromosom di semua sel somatik. 4. Berfungsi sebagai mekanisme reproduksi aseksual, yang menghasilkan keturunan yang secara genetik identik dengan induknya. 5. Memungkinkan Anda mempelajari kariotipe organisme (dalam metafase).
Amitosis atau pembelahan langsung Amitosis adalah pembelahan inti interfase dengan cara penyempitan tanpa pembentukan gelendong fisi. Prevalensi di alam: Normal 1. Amuba 2. Inti ciliata besar 3. Endosperma 4. Umbi kentang 5. Kornea 6. Sel tulang rawan dan hati Patologi 1. Dengan peradangan 2. Neoplasma ganas Signifikansi: proses sel yang ekonomis (konsumsi energi rendah) reproduksi
SCHIZOGONY Schizogony (gr. schizo – split) – reproduksi aseksual ganda pada sporozoa, foraminifera dan beberapa alga. Inti sel (schizont) terbagi dengan pembelahan yang cepat dan berurutan menjadi beberapa inti, dan seluruh sel kemudian terpecah menjadi sejumlah sel mononuklear yang sesuai—merozoit. .
REPRODUKSI SEKSUAL Reproduksi seksual mempunyai keunggulan dibandingkan reproduksi aseksual, karena terdapat dua orang tua yang berperan dalam reproduksi tersebut. ♂ ♂ sperma ((n)n) + ♀ telur (n)(n) = = zigot (2(2 n)n) Zigot membawa sifat-sifat turun-temurun dari kedua orang tuanya, yang secara signifikan meningkatkan variabilitas keturunan pada keturunannya dan meningkat kemampuan mereka untuk beradaptasi dengan kondisi lingkungan Reproduksi seksual dikaitkan dengan pembentukan sel-sel khusus - gamet di organ genital (gonad), yang terbentuk sebagai hasilnya tipe khusus pembelahan sel - meiosis.
Meiosis adalah pembelahan sel tidak langsung; proses pembelahan sel dimana jumlah kromosom dalam sel menjadi setengahnya. (reduksi) Sebagai hasil pembelahan ini, sel germinal (gamet) haploid (n) dan spora terbentuk. MEIOSIS ZYGOTIC GAMET SPOROUS Dalam zigot setelah pembuahan, yang mengarah pada pembentukan zoospora pada alga dan miselium jamur. Pada alat kelamin mengarah pada pembentukan gamet Pada tumbuhan berbiji mengarah pada pembentukan gametofit haploid
MEIOSIS Meiosis terdiri dari dua pembelahan berturut-turut - meiosis 1 dan meiosis 2. Duplikasi DNA hanya terjadi sebelum meiosis 1, dan tidak ada interfase antar pembelahan. Selama pembelahan pertama, kromosom homolog menyimpang dan jumlahnya berkurang setengahnya, dan pada pembelahan kedua, kromatid terpisah dan gamet matang terbentuk. Ciri dari divisi pertama adalah profase yang kompleks dan memakan waktu.
PROPHASE 1 (2 n 4 s) Profase 1 adalah yang terpanjang 2 n 4 s Spiralisasi kromatin menjadi kromosom bikromatid; Sentriol menyimpang ke arah kutub; menyatukan (konjugasi) dan pemendekan kromosom homolog, diikuti dengan persilangan dan pertukaran daerah homolog (crossing over); pembubaran membran inti.
METAFASE 1 (2 n 4 c) Kromosom homolog terletak berpasangan di ekuator dan saling tolak menolak. Spindel fisi terbentuk. Untaian gelendong melekat pada kromosom bikromatid.
ANAPHASE 1 (2 n 4 c) Kromosom homolog, terdiri dari dua kromatid, menyimpang ke kutub. Terjadi penurunan (reduksi) kromosom pada kutub-kutub sel.
TELOPHASE 1 (1 n 2 c) Dalam telofase, dari setiap pasangan kromosom homolog, satu muncul di sel anak, dan set kromosom menjadi haploid. Namun, setiap kromosom terdiri dari dua kromatid, sehingga sel segera memulai pembelahan kedua.
MEIOSIS 2 (1 n 2 c, 1, 1 nn 2 c, 2 n 2 c, nc)nc) Pembelahan meiosis kedua terjadi menurut jenis mitosis. Pada anafase 2, kromatid bergerak menuju kutub, yang menjadi kromosom anak. Dari setiap sel awal, sebagai hasil meiosis, terbentuk empat sel dengan satu set kromosom haploid.
GAMETOGENESIS GAMETOGENESIS Spermatogenesis ♂♂ Oogenesis ♀♀ (di testis) (di ovarium) Masa reproduksi (mitosis) Pada masa reproduksi Pada masa embrio Masa pertumbuhan (interfase) Tidak Penting Jangka waktu yang lama Spermosit orde 1 Oosit orde 1 Pematangan masa (meiosis) Pertama dan kedua Meiotik pertama dan kedua pembelahan meiosis tidak merata pembelahan meiosis 4 sperma 1 sel telur
Perkembangan gamet pada tumbuhan berbunga Perkembangan butiran serbuk sari. Setiap butir serbuk sari berkembang dari sel induk mikrospora, yang mengalami meiosis dan menghasilkan 4 butiran serbuk sari. Perkembangan butir embrio. Kantung embrio berkembang dari megaspora haploid yang dihasilkan dari pembelahan meiosis sel induk makrospora.
Jenis dan struktur gamet 1 2 Gambar. 1. Spermatozoa: 1 – kelinci, 2 – tikus, 3 – marmot, 4 - manusia, 5 - udang karang, 6 - laba-laba, 7 - kumbang, 8 - ekor kuda, 9 - lumut, 1 O - pakis. Beras. 2. Telur mamalia: 1 – cangkang, 2 – inti, 3 – sitoplasma, 4 – sel folikel. Istilah sperma dan sel telur diciptakan oleh Karl Baer pada tahun 1827.
Sekalipun keturunannya menerima gen yang identik dari kedua orang tuanya, pengaruh gen-gen ini mungkin berbeda, karena gen membawa “jejak” orang tua yang berbeda pada pria dan wanita, yang mempengaruhi perkembangan normal tubuh dan juga berperan dalam perkembangan normal tubuh. terjadinya penyakit. Fenomena ketika, selama pembentukan gamet pada keturunan, “jejak” kromosom sebelumnya yang diterima dari orang tua terhapus dan gennya ditandai sesuai dengan jenis kelamin individu tertentu, disebut pencetakan genom.
Berbagai siklus hidup (pergantian generasi) A – meiosis zigotik: alga hijau, jamur. B – meiosis gamet: vertebrata, moluska, artropoda. B – meiosis spora: ganggang coklat, merah dan semua tumbuhan tingkat tinggi.
Pentingnya meiosis Jumlah kromosom dipertahankan dari generasi ke generasi. Gamet dewasa menerima jumlah kromosom haploid (n), dan setelah pembuahan, jumlah kromosom diploid yang menjadi ciri spesies tertentu dipulihkan. Terbentuk jumlah besar kombinasi gen baru selama pindah silang dan peleburan gamet (variabilitas kombinatif), yang menghasilkan materi baru untuk evolusi (keturunan berbeda dari orang tua). ♂ (n) + ♀ (n) = zigot (2 n) → organisme baru (2 n)
Partenogenesis (gr. asal perawan) – reproduksi seksual, dimana perkembangan organisme baru terjadi dari sel telur yang tidak dibuahi. Partenogenesis Fakultatif Siklik Wajib (wajib) Baik tanpa pembuahan maupun setelahnya: lebah, semut, rotifera ♂ + ♀ = betina ♀ → jantan Muncul sebagai cara untuk mengatur rasio jenis kelamin Di Daphnia, kutu daun ♀ → ♀ - di musim panas ♂ + ♀ - di musim gugur Muncul sebagai metode kelangsungan hidup karena kematian besar individu Semua individu betina (kadal batu Kaukasia) Muncul sebagai metode kelangsungan hidup spesies karena sulitnya individu bertemu satu sama lain Pada tumbuhan (tanaman silangan, Asteraceae , Rosaceae, dll), partenogenesis disebut apomixis.
Uji kontrol dan generalisasi 1. Pada periode siklus sel manakah jumlah DNA berlipat ganda? A) metafase, b) profase, c) periode sintetik, d) periode prasintetik. 2. Pada periode mitosis berapa kromosom berbaris di sepanjang ekuator? A) pada profase, b) pada metafase, c) pada anafase, d) pada telofase. 3. Peristiwa manakah yang hilang pada mitosis dibandingkan dengan meiosis? A) duplikasi DNA, b) konjugasi dan persilangan kromosom, c) divergensi kromosom ke kutub. 4. Kumpulan kromosom apa yang diperoleh selama pembelahan mitosis? A) haploid, b) diploid, c) triploid. 5. Apa ciri-ciri periode fragmentasi (blastomer)? A) pembelahan meiosis, b) pertumbuhan aktif sel, c) spesialisasi seluler, d) pembelahan mitosis. 6. Bagaimana proses pembuahan berakhir? A) mendekatnya sperma ke sel telur, b) penetrasi sperma ke dalam sel telur, c) peleburan inti dan pembentukan zigot. 7. Sistem saraf berkembang dari: a) endoderm, b) mesoderm, c) ektoderm.
8. Berapa jumlah kromatid dalam satu kromosom pada akhir mitosis? A)1, b)2, c)3, d)4. 9. Embrio pada tahap gastrula: a) satu lapis, b) dua lapis, c) berlapis banyak. 10. Jika lebah mempunyai kumpulan kromosom diploid sebanyak 32, maka lebah berikut ini memiliki 16 kromosom: a) drone, b) ratu, c) lebah pekerja. 11. Berapakah himpunan kromosom pada endosperm biji gandum? A) haploid, b) diploid, c) triploid. 12. Apa yang terjadi selama tahap interfase pascasintesis? A) pertumbuhan sel dan sintesis zat organik, b) penggandaan DNA, c) akumulasi ATP. 13. Pembagian apa yang mendasari reproduksi seksual? A) mitosis, b) amitosis, c) meiosis, d) skizogoni. 14. Apa yang terbentuk akibat oogenesis? A) sperma, b) sel telur, c) zigot, d) sel tubuh. 15. Kumpulan kromosom apa yang akan ada di dalam sel setelah pembelahan meiosis jika ibu memiliki 12? 16. Dari mana lapisan kuman apakah otot sudah terbentuk?
Standar jawaban tes kendali 1. c; 2.b; 3.b; 4.b; 5. gram; 6. di; 7. di; 8.a; 9. di; 10.a; 11. di; 12. di; 13. di; 14.b. 15. 6 kromosom, 20. Dari mesoderm;
Sel organisme multiseluler biasanya memiliki set kromosom ganda, atau diploid (2n), karena zigot (sel telur tempat organisme berkembang) sebagai hasil pembuahan menerima satu set kromosom dari setiap orang tua. Oleh karena itu, semua kromosom dalam himpunan tersebut berpasangan, homolog - satu dari ayah, yang lain dari ibu. Dalam sel, kumpulan ini dijaga konstan melalui mitosis.
Sel kelamin (gamet) - telur dan sperma (atau sperma pada tumbuhan) - memiliki satu set kromosom (n) atau haploid. Kumpulan gamet ini diperoleh melalui meiosis (dari kata Yunani meiosis - reduksi). Selama proses meiosis, terjadi penggandaan satu kromosom dan dua pembelahan - reduksi dan persamaan (sama). Masing-masing terdiri dari sejumlah fase: interfase, profase, metafase, anafase, dan telofase (Gbr. 1).
Pada interfase I (pembelahan pertama), terjadi penggandaan – reduplikasi – kromosom. Setiap kromosom kemudian terdiri dari dua kromatid identik yang dihubungkan oleh satu sentromer. Pada profase I meiosis, terjadi pasangan (konjugasi) kromosom homolog ganda, yang membentuk bivalen yang terdiri dari empat kromatid. Pada saat ini terjadi spiralisasi, pemendekan dan penebalan kromosom. Pada metafase I, pasangan kromosom homolog berbaris di ekuator sel, pada anafase I mereka menyimpang ke kutub yang berbeda, dan pada telofase I sel membelah. Setelah pembelahan pertama, hanya satu kromosom ganda dari setiap pasangan kromosom homolog yang memasuki masing-masing dua sel, yaitu jumlah kromosom menjadi setengahnya.
Setelah pembelahan pertama, sel menjalani interfase II singkat (pembelahan kedua) tanpa penggandaan kromosom. Pembelahan kedua terjadi sebagai mitosis. Pada metafase II, kromosom, yang terdiri dari dua kromatid, berbaris di ekuator sel. Pada anafase II, kromatid bergerak menuju kutub. Pada telofase II, kedua sel membelah. Telah ditetapkan bahwa ada hubungan langsung antara himpunan kromosom dalam nukleus (2 n atau n) dan jumlah DNA di dalamnya (dilambangkan dengan huruf C). Sel diploid memiliki DNA (2C) dua kali lebih banyak daripada sel haploid (C). Pada interfase I sel diploid, sebelum mempersiapkan pembelahan, terjadi replikasi DNA, jumlahnya berlipat ganda dan menjadi sama dengan 4C. Setelah pembelahan pertama, jumlah DNA dalam sel anak berkurang menjadi 2C, setelah pembelahan kedua - menjadi 1C, yang sesuai dengan kumpulan kromosom haploid.
Arti biologis meiosis adalah sebagai berikut. Pertama-tama, selama beberapa generasi, kumpulan karakteristik kromosom suatu spesies tertentu dipertahankan, karena selama pembuahan, gamet haploid bergabung dan kumpulan kromosom diploid dipulihkan.
Selain itu, dalam meiosis, terjadi proses yang memastikan penerapan hukum dasar hereditas: pertama, berkat konjugasi dan divergensi wajib kromosom homolog berikutnya, hukum kemurnian gamet diterapkan - setiap gamet hanya menerima satu kromosom dari pasangan. homolog dan, oleh karena itu, hanya satu alel dari pasangan - A atau a, B atau b.
Kedua, divergensi acak kromosom non-homolog pada pembelahan pertama memastikan pewarisan independen sifat-sifat yang dikendalikan oleh gen yang terletak pada kromosom berbeda dan mengarah pada pembentukan kombinasi kromosom dan gen baru (Gbr. 2).
Ketiga, gen-gen yang terletak pada kromosom yang sama menunjukkan pewarisan yang saling terkait. Namun, mereka dapat menggabungkan dan membentuk kombinasi gen baru sebagai hasil persilangan - pertukaran bagian antara kromosom homolog, yang terjadi selama konjugasinya pada profase pembelahan pertama (Gbr. 3).
Dengan demikian, dua mekanisme pembentukan kombinasi baru (rekombinasi genetik) selama meiosis dapat dibedakan: divergensi acak kromosom non-homolog dan pindah silang.
