Zadanie 3.
Naprzemienność zapłodnienia i mejozy występuje u wszystkich eukariontów rozmnażających
się płciowo, jednak cykle życiowe poszczególnych grup taksonomicznych mogą się znacznie
różnić. Poniżej przedstawiono w uproszczony sposób przemianę pokoleń u roślin (A) oraz
metagenezę u zwierząt - krążkopławów (B).
Odpowiedź: 3.1. Mejoza zachodzi w obu cyklach przy przejściu z formy diploidalnej (2n) do haploidalnej (n). A. Rośliny: R! na strzałce sporofit → zarodniki. - Sporofit (2n) wytwarza w zarodni zarodniki przez mejozę → zarodniki haploidalne (n). - Zarodniki kiełkują → gametofit (n) → wytwarza gamety (n) przez mitozę (gametofit już jest haploidalny). - Zapłodnienie (2 gamety n) → zygota (2n) → sporofit (2n). B. Krążkopławy: R! na strzałce meduza → gamety. - Cykl rozpoczyna się polip (2n) → strobila → meduza (2n). - Meduza wytwarza gamety (n) przez mejozę → gamety haploidalne. - Zapłodnienie (2 gamety n) → zygota (2n) → planula → polip (2n). 3.2. Mejoza jest niezbędna do zamknięcia cyklu, ponieważ: - Rozmnażanie płciowe = łączenie się gamet → zygota. - Bez mejozy gamety pozostawałyby diploidalne (2n). Po zapłodnieniu zygota byłaby 4n → kolejne pokolenie 8n → 16n → niekontrolowany wzrost ploidalności. - Mejoza redukuje liczbę chromosomów o połowę (2n → n). Gamety są haploidalne (n). - Zapłodnienie (n + n) przywraca diploidalność (2n) → zygota = 2n = jak rodzic. - Cykl się zamyka stabilnie: 2n → mejoza → n + n → zapłodnienie → 2n. Bez mejozy: każde pokolenie miałoby podwojoną ploidalność → niestabilne genetycznie → niezdolne do rozwoju (większość poliploidalnych zarodków zwierząt nie przeżywa). Dodatkowo: mejoza zapewnia zmienność genetyczną (crossing-over + segregacja niezależna). Bez tego potomstwo byłoby klonami rodziców → spadek zmienności → spadek adaptacyjności.
\nStrona arkusza CKE z trescia zadania
\nKlucz pojęciowy — typy cykli życiowych
\nGrupa | Cykl | Dominacja
Człowiek + ssaki | 2n (cały organizm) → mejoza → n (gamety) → zapłodnienie → 2n. Diplofazowy. | Diploidalny
Rośliny mchy | n (gametofit, zielony) → mitoza → gamety (n) → zygota (2n) → sporofit (2n, mały, pasożytuje) → mejoza → zarodniki (n). Haplofazowo-diplofazowy z dominacją haploidalnej. | Haploidalny
Rośliny nasienne | 2n (sporofit, drzewa) → mejoza → zarodniki (n, w ziarnach pyłku/zalążkach) → gametofit (n, zredukowany) → gamety (n) → zygota (2n). Haplofazowo-diplofazowy z dominacją diploidalnej. | Diploidalny
Krążkopławy (meduzy) | 2n: polip (bezpłciowo pączkuje strobile, te tworzą meduzy) → meduza 2n → mejoza → gamety n → zygota 2n → planula → polip 2n. Metageneza. | Diploidalny (z fazą polipa+meduzy)
Grzyby | Najczęściej dominacja n (haplofaza). Mejoza po krótkotrwałej diplofazie. | Haploidalny
Mechanizm: mejoza u roślin (3.1.A)
\nSporofit (2n) — dorosła roślina (drzewo, krzew, byliny u nasiennych; paprotka u paprotników).
\nW zarodni (sporangium) sporofitu komórka macierzysta (2n) ulega MEJOZIE → 4 zarodniki (n). To kluczowy etap "R!" — przejście 2n → n.
\nZarodniki kiełkują → wytwarzają gametofit (n).
\nGametofit (n) wytwarza gamety (n) przez MITOZĘ (już haploidalny, nie potrzebuje mejozy).
\nGamety łączą się (zapłodnienie) → zygota (2n) → rozwija się w sporofit (2n). Cykl zamknięty.
\nMechanizm: mejoza u krążkopławów (3.1.B)
\nPolip (2n) — przyrastający do podłoża, rozmnaża się bezpłciowo (pączkowanie + strobilacja).
\nStrobila = pączkujący polip dzieli się poprzecznie → uwalnia młode meduzy (efyry) które dorastają do dorosłych meduz (2n).
\nMeduza (2n) ma gonady. Komórki macierzyste w gonadach przechodzą MEJOZĘ → gamety (n). To kluczowy etap "R!" — 2n → n.
\nGamety łączą się (zapłodnienie zewnętrzne w wodzie) → zygota (2n) → larwa planula → osadza się → polip (2n). Cykl zamknięty.
\nMechanizm: niezbędność mejozy (3.2)
\nZasada arytmetyczna:
\nZamknięty cykl wymaga: redukcji = mejoza.
\nCo byłoby bez mejozy?:
\nMejoza = filtr utrzymujący stałą ploidalność pokoleń. Plus daje zmienność genetyczną (crossing-over).
\nPunktacja CKE
\nPo co to umieć
\nMejoza odkryta w XIX wieku (Beneden 1883, Boveri 1888) — przełom genetyki. Wraz z prawami Mendla zsyntetyzowała dziedziczność + zmienność.
\nChoroby związane z mejozą:
\nKlonalne organizmy = bez mejozy:
\nPolyploidia jako sukces:
\nMejoza = jeden z najważniejszych wynalazków ewolucyjnych Ziemi. Datowana na ~2 mld lat temu, początek rozmnażania płciowego, które dramatycznie przyspieszyło ewolucję eukariontów.
\nTypowy błąd: Pułapka 3.1.A — pomylenie miejsca mejozy. U roślin mejoza zachodzi w sporoficie → zarodniki (sporogeneza). Gametofit już jest haploidalny, więc wytwarza gamety przez mitozę, nie mejozę. Pułapka 3.1.B — pomylenie mejozy. U krążkopławów mejoza zachodzi w meduzie → gamety (gametogeneza). Polip dzieli się przez pączkowanie (rozmnażanie bezpłciowe). Pułapka 3.2 — niewspomnienie redukcji ploidalności. Klucz: mejoza redukuje 2n → n. Bez tego po zapłodnieniu ploidalność by się podwajała każdej generacji. Sama "zmienność genetyczna" = za mało.
"}]}