Meiosis

Di mana ia berlaku

Meiosis berlaku dalam organ pembiakan, testis dan ovari dalam manusia, tempat gamet dihasilkan.

Dalam manusia, sel yang menjalani meiosis ialah spermatogonium dalam tubul seminiferus testis dan oogonium dalam ovari. Dalam tumbuhan berbunga, meiosis berlaku dalam anter, tempat sel induk debunga membahagi untuk membentuk butir debunga, dan dalam ovul, tempat pundi embrio terbentuk.

Setiap sel induk ini adalah diploid (2n = 46 dalam manusia), dan setiap hasilnya adalah haploid (n = 23). Meiosis didahului oleh interfasa, apabila setiap kromosom direplikasi menjadi dua kromatid kembar serupa yang bercantum pada sentromer.

Input dan output

• Input: satu sel induk diploid dengan pasangan kromosom homolog, satu ahli setiap pasangan daripada setiap induk.
• Input: replikasi DNA semasa interfasa, supaya setiap kromosom memasuki meiosis sebagai dua kromatid kembar.
• Input: tenaga daripada respirasi untuk membina gentian gelendong dan menggerakkan kromosom.
• Output: empat sel anak haploid, setiap satu dengan separuh bilangan kromosom sel induk.
• Output: sel anak yang berbeza dari segi genetik antara satu sama lain kerana pindah silang dan pengasingan bebas.
• Output: dalam lelaki, empat sperma berfungsi; dalam perempuan, satu ovum dan tiga jasad kutub yang merosot.

Langkah-langkahnya

1. Interfasa: sel membesar dan mereplikasi DNAnya, jadi setiap kromosom terdiri daripada dua kromatid kembar serupa.
2. Profasa I: kromosom memampat dan kromosom homolog berpasangan membentuk bivalen. Kromatid bukan kembar bertukar segmen pada kiasma, proses yang dipanggil pindah silang, yang menghasilkan gabungan alel baharu.
3. Metafasa I: bivalen berbaris di satah khatulistiwa sel, dengan setiap pasangan berorientasi secara rawak. Orientasi rawak ini dipanggil pengasingan bebas.
4. Anafasa I: gentian gelendong menarik kromosom homolog setiap pasangan ke kutub bertentangan. Kromatid kembar kekal bercantum, jadi setiap kutub menerima satu kromosom daripada setiap pasangan.
5. Telofasa I dan sitokinesis: dua sel haploid terbentuk, setiap kromosom masih terdiri daripada dua kromatid. Tiada replikasi DNA lagi sebelum pembahagian kedua.
6. Profasa II dan metafasa II: dalam setiap satu daripada dua sel itu, gelendong baharu terbentuk dan kromosom berbaris secara tunggal di satah khatulistiwa.
7. Anafasa II dan telofasa II: sentromer membahagi dan kromatid kembar ditarik ke kutub bertentangan. Membran nukleus terbentuk semula dan sitokinesis menghasilkan empat sel haploid.

Mengapa ia penting dan bagaimana ia dikawal

Meiosis mengekalkan bilangan kromosom sesuatu spesies tetap merentasi generasi, kerana pemisahan dalam gamet diimbangi penggandaan semasa persenyawaan. Ia juga menghasilkan variasi dengan mengocok alel.

Variasi datang daripada dua peristiwa. Pindah silang dalam profasa I menukar segmen antara kromatid bukan kembar, jadi kromatid membawa gabungan alel yang tiada pada kedua-dua kromosom induk.

Pengasingan bebas dalam metafasa I bermaksud kromosom mana daripada setiap pasangan menghadap kutub mana adalah rawak, jadi seorang manusia boleh menghasilkan 2 kuasa 23 gabungan kromosom berbeza dalam gamet sebelum pindah silang diambil kira. Persenyawaan rawak kemudian menggandakannya lagi.

Variasi ini merupakan bahan mentah bagi pemilihan semula jadi dan sebab adik-beradik berbeza antara satu sama lain. Meiosis dikawal oleh titik semak kitar sel yang sama dengan mitosis; kegagalan kromosom homolog berpisah dalam anafasa I, dipanggil tak disjunksi, menghasilkan gamet dengan kromosom tambahan atau kurang, dan sindrom Down (trisomi 21) ialah contoh lazim akibatnya.

Bagaimana ia diperiksa

Anda mungkin diminta membandingkan meiosis dengan mitosis, menerangkan mengapa gamet mesti haploid, atau menyatakan di mana meiosis berlaku.

Soalan rajah sering menunjukkan sel dengan dua atau empat kromosom dan meminta anda menamakan peringkat serta mewajarkan jawapan, contohnya dengan menunjuk kepada kromosom homolog berpasangan (profasa I) atau kromosom tunggal berbaris di satah khatulistiwa (metafasa II). Soalan bergaya pengiraan memberi bilangan diploid sesuatu organisma hipotesis dan meminta bilangan kromosom dalam gamet, dalam sel pada akhir meiosis I, atau dalam zigot.

Soalan esei kerap meminta kepentingan meiosis, jadi sediakan tiga isi: mengekalkan bilangan kromosom tetap, menghasilkan variasi genetik, dan membentuk gamet untuk pembiakan seks.

Salah faham biasa

Contoh soalan bergaya peperiksaan

Soalan. Seekor haiwan hipotesis mempunyai bilangan kromosom diploid 12. (a) Nyatakan bilangan kromosom dalam satu gametnya.

(b) Satu rajah menunjukkan sel daripada haiwan ini dengan enam pasang kromosom homolog berbaris di satah khatulistiwa. Namakan peringkat itu dan beri satu sebab bagi jawapan anda.

(c) Terangkan dua cara meiosis menghasilkan variasi genetik dalam gamet haiwan ini.

Jawapan model. (a) 6, kerana meiosis memisahkan bilangan kromosom kepada separuh daripada diploid kepada haploid. (b) Metafasa I, kerana kromosom homolog berpasangan sebagai bivalen dan berbaris di satah khatulistiwa; dalam metafasa II kromosom akan berbaris secara tunggal.

(c) Semasa profasa I, pindah silang berlaku pada kiasma antara kromatid bukan kembar, menukar segmen supaya kromatid membawa gabungan alel baharu. Semasa metafasa I, pengasingan bebas bermaksud setiap bivalen berorientasi secara rawak, jadi kromosom ibu dan bapa daripada pasangan berbeza diagihkan ke dalam gamet dalam gabungan rawak.

Sumber:SRC-DSKP-EN

Soalan lazim