ГДЗ: Параграф §27 / Биология 10 класс

Строение половых клеток:

• Яйцеклетка: В основном, это крупная, неподвижная клетка, содержащая ядро с гаплоидным набором хромосом, большой запас желтка и другие питательные вещества. У человека яйцеклетки очень мелкие и не содержат желтка.
• Сперматозоид: Имеет головку (содержит гаплоидное ядро и акросому), шейку (с митохондриями и центриолью) и жгутик, обеспечивающий его подвижность.

Обмен идентичными участками между гомологичными хромосомами, называемый кроссинговером, происходит в Профазе I мейоза.

Ключевые отличия мейоза и митоза:

• Митоз: Одно деление, образуются 2 диплоидные (\( 2n \)) клетки, идентичные исходной, сохраняется число хромосом. Служит для роста, восстановления тканей и бесполого размножения.
• Мейоз: Два последовательных деления, образуются 4 гаплоидные (\( n \)) клетки, генетически отличающиеся от исходной. Число хромосом уменьшается вдвое. Служит для образования половых клеток и поддержания постоянства числа хромосом при половом размножении.

Биологическое значение мейоза:

• Обеспечение постоянства числа хромосом: Уменьшение числа хромосом вдвое при формировании гамет (\( 2n \rightarrow n \)) компенсирует их удвоение при оплодотворении (\( n + n \rightarrow 2n \)).
• Создание генетического разнообразия: Процессы кроссинговера (обмен участками хромосом) и случайного расхождения гомологичных хромосом в Анафазе I приводят к образованию генетически уникальных гамет.

Основа ментальной карты «Суть полового размножения»

• Центральное понятие: Половое размножение.
• Ветвь 1: Гаметы (Половые клетки):
• Сперматозоид (мужская гамета).
• Яйцеклетка (женская гамета).
• Гаплоидный набор (\( n \)) хромосом.
• Ветвь 2: Гаметогенез (Формирование гамет):
• Сперматогенез (образует 4 сперматозоида).
• Оогенез (образует 1 яйцеклетку и направительные тельца).
• Фазы: размножения, роста, созревания (включает мейоз), формирования.
• Ветвь 3: Мейоз (Основа созревания гамет):
• Два деления (Мейоз I - редукционное, Мейоз II - эквационное).
• Кроссинговер (обмен участками) в Профазе I.
• Результат: 4 гаплоидные клетки.
• Ветвь 4: Оплодотворение:
• Слияние мужской (\( n \)) и женской (\( n \)) гамет.
• Образование Зиготы (\( 2n \)).
• Восстановление диплоидного набора.
• Ветвь 5: Значение:
• Поддержание постоянного числа хромосом.
• Генетическое разнообразие (комбинативная изменчивость).

Сравнение сперматогенеза и оогенеза

Преимущества полового размножения:

• Генетическое разнообразие: Главное преимущество. Благодаря мейозу (кроссинговеру) и слиянию генетически различных гамет, половое размножение создает новые комбинации признаков у потомства (комбинативную изменчивость).
• Повышенная выживаемость: Генетически разнообразное потомство обладает большей способностью адаптироваться к изменяющимся условиям среды и более устойчиво к болезням.
• Эволюционная гибкость: Разнообразие материала для естественного отбора ускоряет эволюцию.

Обоснование: Бесполое размножение создает генетически идентичные копии, что выгодно в стабильных условиях, но делает популяцию уязвимой при резких изменениях среды. Половое размножение, обеспечивая разнообразие, увеличивает шансы вида на долгосрочное выживание.

Изменение числа хромосом и ДНК

Исходная соматическая клетка (или оогоний/сперматогоний до начала мейоза) имеет: \( 2n = 46 \) хромосом и \( 2c \) молекул ДНК (если рассматривать до интерфазы, но для гаметогенеза обычно рассматривают после репликации).

• а) Перед началом деления (после репликации ДНК в интерфазе, но до Профазы I):
• Число хромосом (\( n \)): \( 2n = 46 \) (Хромосомы состоят из двух хроматид).
• Число молекул ДНК (\( c \)): \( 4c \) (92 молекулы ДНК).
• б) В конце телофазы мейоза I (сразу после цитокинеза I, перед началом мейоза II):
• Число хромосом (\( n \)): \( n = 23 \) (Гомологичные хромосомы разошлись, но каждая хромосома все еще состоит из двух хроматид).
• Число молекул ДНК (\( c \)): \( 2c \) (46 молекул ДНК).