New User Special Price Expires in

Let's log you in.

Sign in with Facebook


Don't have a StudySoup account? Create one here!


Create a StudySoup account

Be part of our community, it's free to join!

Sign up with Facebook


Create your account
By creating an account you agree to StudySoup's terms and conditions and privacy policy

Already have a StudySoup account? Login here

Chapter 13 Meiosis notes

by: Ming-Han Lu

Chapter 13 Meiosis notes BIOL 2311

Marketplace > University of Texas at Dallas > Biology > BIOL 2311 > Chapter 13 Meiosis notes
Ming-Han Lu
GPA 3.96

Preview These Notes for FREE

Get a free preview of these Notes, just enter your email below.

Unlock Preview
Unlock Preview

Preview these materials now for free

Why put in your email? Get access to more of this material and other relevant free materials for your school

View Preview

About this Document

Chapter 13 condensed notes! GOOD LUCK :-)
Biology 2311
Dr. Mehmet Candas
Class Notes
25 ?




Popular in Biology 2311

Popular in Biology

This 11 page Class Notes was uploaded by Ming-Han Lu on Friday July 15, 2016. The Class Notes belongs to BIOL 2311 at University of Texas at Dallas taught by Dr. Mehmet Candas in Summer 2016. Since its upload, it has received 45 views. For similar materials see Biology 2311 in Biology at University of Texas at Dallas.


Reviews for Chapter 13 Meiosis notes


Report this Material


What is Karma?


Karma is the currency of StudySoup.

You can buy or earn more Karma at anytime and redeem it for class notes, study guides, flashcards, and more!

Date Created: 07/15/16
Chapter 13 – Meiosis Ming­Han Lu ­ A male reproductive cell—a sperm ­ A female reproductive cell – an egg o Both unite to form a new individual. The process of uniting sperm and egg  is called fertilization.  ­ Question that arose: How can the chromosomes from a sperm cell and an egg  cell combine, but form an offspring that has the same chromosome number as its mother and its father? o During the formation of gametes—reproductive cells such as sperm and  eggs—there must be a distinctive type of cell division that leads to a  reduction in chromosome number.   If the sperm and egg contribute an equal number of chromosomes  to the fertilized egg, they must each contain half of the usual  number of chromosomes. Then, when sperm and egg combine, the resulting cell has the same chromosome number as its mother’s  cells and its father’s cells have. ­ Meiosis is nuclear division that leads to a halving of chromosome number and  ultimately to the production of sperm and egg.  13.1 How Does Meiosis Occur? Important observation: Each organism has a characteristic number of  chromosomes. Chromosomes Come in Distinct Sizes and Shapes ­ Females lack a Y chromosome but contain a pair of X chromosomes. ­ The X and Y chromosomes are called sex chromosomes and are associated  with an individual’s sex. ­ Non­sex chromosomes, such as chromosomes 2­4 in Drosophilia, are  autosomes. 1 Chapter 13 – Meiosis Ming­Han Lu ­ Chromosomes that are the same size and shape are called homologous  chromosomes, or homologs, and the pair is called a homologous pair.  o Homologous chromosomes are similar in content as well as in size and  shape o Homologous chromosomes carry the same genes.  A gene is a section of DNA that influences some hereditary trait in  an individual. Influences eye color, wing size and shape, and bristle size.  Versions of a gene found on homologous chromosomes may differ.  o Allele: different versions of the same gene. ­ Homologous chromosomes carry the same genes, but each homolog may  contain different alleles.  The Concept of Ploidy ­ karyotype – the number and types of chromosomes present o Insects, humans, oak trees, and other organisms that have two versions of each type of chromosome are called diploid.   Diploid organisms have two alleles of each gene.   One allele is carried on each of the homologous pairs of  chromosomes.  ­ Although a diploid individual can carry only two different alleles of a gene, there  can be many different alleles in a population.  ­ Organisms whose cells contain just one of each type of chromosome – for chromosomeswo sets of example, bacteria, archaea, and many algae and fungi—are called haploid. Haploid organisms have only one copy of each chromosome and just one allele of each gene.  Notation:  ­ The letter n stands for the number of distinct types of chromosomes in a given  cell and is called the haploid number. If sex chromosomes are present, they are counted as a single type in the haploid number. In humans, n is 23. ­ To indicate the number of chromosome sets observed, a number is placed  before the n. Thus, a cell can be n, or 2n, 3n, and so on.  The combination of the # of sets and n is termed the cell’s ploidy. Diploid cells or  species are designated 2n, because two (sets of) chromosomes of each type are  present – one (set) from each parent. A maternal chromosome comes from the  mother, and a paternal chromosome comes from the father.  2 Chapter 13 – Meiosis Ming­Han Lu ­ Humans are diploid; 2n is 46. Haploid cells or species are labeled simply n,  because they have just one set of chromosomes—no homologs are present.  To summarize, the haploid number n indicates the number of distinct types of  chromosomes present. In contrast, a cell’s ploidy (n, 2n, 3n, etc) indicates the number  of each type of chromosome present.  Instead of having two homologous chromosomes per cell, polyploidy species have  three or more of each type of chromosome in each cell.  An Overview of Meiosis  Cells replicate each of their chromosomes before undergoing meiosis. At the start of  meiosis, chromosomes are in the same state they are in before mitosis.  ­ Each chromosome will consist of two identical sister chromatids.  The trick is to recognize that unreplicated and replicated chromosomes are both  considered single chromosomes—even though the replicated chromosome contains  two sister chromatids.  ­ Whether there is a copy present, the amount of unique information is the same.  Meiosis Comprises Two Cell Divisions ­ Meiosis consists of two cell divisions, called meiosis I and meiosis II.  o Occurs consecutively but differ sharply. ­ During meiosis I, the homologs in each chromosome pair separate from each  other.  o One homolog goes to one daughter cell the other homolog goes to the  other daughter cell.  At the end of meiosis I, each of the two daughter cells has one of  each type of chromosome instead of two, and thus half as many  chromosomes as the parent cell had.  ­ During meiosis I, the diploid (2n) parent cell produces two haploid (n) daughter  cells. Notice, however that each chromosome still consists of two sister  chromatids – meaning that chromosomes are still replicated at the end of meiosis I.  ­ During meiosis II, sister chromatids from each chromosome separate. o One sister chromatid (now called a daughter chromosome) goes to one  daughter cell.   The cells produced by meiosis II also have one of each type of  chromosome, but now the daughter chromosomes are no longer  replicated. ­ Sister chromatids separate into daughter chromosomes during meiosis II. (same  as mitosis)  o Meiosis II is actually equivalent to mitosis occurring in a haploid cell.  3 Chapter 13 – Meiosis Ming­Han Lu  In meiosis I, sister chromatids stay together. This sets meiosis I  apart from both mitosis and meiosis II.   As in mitosis, chromosome movements during meiosis I and II are  coordinated by microtubules of the spindle apparatus that attach  to kinetochores located at the centromere of each chromosome.  Meiosis I is a Reduction Division The outcome of meiosis I is a reduction in chromosome number. For this reason,  meiosis I is known as a reduction division.  ­ Reduction is another important way in which meiosis I different from meiosis II  and mitosis. ­ In plants and animals, the original cell entering meiosis is diploid and the four  final daughter cells are haploid. o In animals, the haploid daughter cells, each containing one of each  homologous chromosome, eventually go on to form egg cells or sperm  cells via a process called gametogenesis.  ­ When two haploid gametes fuse during fertilization, a full complement of  chromosomes is restored. (both sets of chromosomes are restored) o The cell that results from fertilization is diploid and is called a zygote. In  this way, each diploid individual receives a haploid chromosome set from  its mother and a haploid set from its father.  4 Chapter 13 – Meiosis Ming­Han Lu Life cycle – the sequence of events that occurs over the life span of an individual, from fertilization to the production of offspring.  The Phases of Meiosis I  Meiosis begins after chromosomes have been replicated during S phase.  ­ Before the start of meiosis, chromosomes are extremely long structures, just as  they are during interphase of the normal cell cycle. Early Prophase I During early prophase I, the nuclear envelope begins to break down, chromosomes  condense and the spindle apparatus begins to form.  ­ Then a crucial event occurs: Homologous chromosome pairs come together. The end result of this process is called synapsis.  ­ The structure that results from synapsis is called a bivalent (2) or tetrad (4). A  bivalent consists of paired homologous chromosomes, with each homolog  consisting of two sister chromatids.  ­ Chromatids from different homologs are referred to as non­sister chromatids.  o Red­colored chromatids are non­sister chromatids with respect to the  blue­colored chromatids. Late Prophase I  During late prophase I, the nuclear envelope breaks down and microtubules of the  spindle apparatus attach to kinetochores.  ­ Non­sister chromatids begin to separate at many points along their length. They  stay joined at certain locations, however, each of which forms an X­shaped  structure called a chiasma.  ­ The chromatids that meet to form a chiasma are non­sister chromatids. ­ At each chiasma there is an exchange of parts of chromosomes between  paternal and maternal homologs.  o These reciprocal exchanges between different homologs create non­sister chromatids that have both paternal and maternal segments. This  process of chromosome exchange is called crossing over.  o When crossing over occurs, the chromosomes that result have a mixture  of maternal and paternal alleles. Crossing over is a major way that  meiosis creates genetic diversity. 5 Chapter 13 – Meiosis Ming­Han Lu Metaphase I  ­ The next major stage in meiosis I is metaphase I.  o This is when kinetochore microtubules move the pairs of homologous  chromosomes (bivalents) to a region called the metaphase plate in the  middle of the spindle apparatus. o Two key points about chromosome movement:  Each bivalent moves to the metaphase plate independently of the  other bivalents,  The alignment on one side or the other of the metaphase plate is  random for maternal and paternal homologs from each  chromosome.  Anaphase and Telophase I Sister chromatids of each chromosome remain together. During anaphase I, the  homologous chromosomes in each bivalent separate and begin moving to opposite  poles of the spindle apparatus.  ­ Meiosis I concludes with telophase I, when the homologs finish moving to  opposite sides of the spindle.  o When meiosis I is complete, cytokinesis occurs and two haploid daughter cells form.  Meiosis I: A Recap The end result of meiosis I is that one chromosome of each homologous pair is  distributed to a different daughter cell.  ­ A reduction division has occurred: The daughter cells of meiosis I are  haploid, having only one copy of each type of chromosome.  ­ The sister chromatids remain attached in each chromosome, however,  meaning that the haploid daughter cells produced by meiosis I still contain  replicated chromosomes. ­ The chromosomes in each cell are a random assortment of maternal and  paternal chromosomes as a result of (1) crossing over and (2) the random  distribution of maternal and paternal homologs during metaphase. ** Chromosome movement takes place as microtubules that are attached to the  kinetochore dynamically assemble and disassemble. When meiosis I is complete, the  cell divides and two haploid daughter cells are produced. The Phases of Meiosis II  Throughout meiosis I, sister chromatids remained attached. ­ Because no chromosome replication occurs between meiosis I and meiosis II,  each chromosome consists of two sister chromatids at the start of meiosis II.  o And because only one member of each homologous pair of chromosomes is present, the cell is haploid. 6 Chapter 13 – Meiosis Ming­Han Lu ­ During prophase II, a spindle apparatus forms in both daughter cells.  Microtubules attach to kinetochores on each side of every chromosome and  begin moving the chromosomes toward he middle of each cell.  ­ In metaphase II, the chromosomes are lined up at the metaphase plate. The  sister chromatids of each chromosome separate during anaphase Ii and move to  different daughter cells during telophase II. Once they are separated, each  chromatid is considered an independent daughter chromosome.  o Meiosis II results in four haploid cells, each with one daughter  chromosome (sister chromatid) of each type in the chromosome set. o Like meiosis I, meiosis II is continuous. These stages are essentially those of mitosis.   Prophase II – The spindle apparatus forms. If a nuclear envelope  formed at the end of meiosis I, it breaks apart.  Metaphase II – Replicated chromosomes, consisting of two sister  chromatids, are lined up at the metaphase plate.  Anaphase II – Sister chromatids separate. The daughter  chromosomes that result begin moving to opposite poles of the  spindle apparatus  Telophase II – Chromosomes finish moving to opposite poles of  the spindle apparatus. A nuclear envelope forms around each  haploid set of chromosomes. ­ When meiosis II is complete, each cell divides to form two daughter cells.  Because meiosis II occurs in both daughter cells of meiosis I, the process results  in a total of four daughter cells from each original, parent cell. o Summary: 1 diploid cell with replicated chromosomes  four haploid cells  with unreplicated chromosomes.  ­ A key difference between the two processes (mitosis vs meiosis) is that  homologous chromosomes pair early in meiosis but do not pair at all during  mitosis. Because homologs pair through synapsis in prophase of meiosis I, they  can migrate to the metaphase plate together and then separate during anaphase  of meiosis I, resulting in a reduction division.  A Closer Look at Synapsis and Crossing Over Step 1 – sister chromatids are held together along their full length by proteins known as  cohesins. At the entry to prophase I, chromosomes begin to condense.  Step 2 – Homologs pair. In many organisms, pairing begins when a break is made in  the DNA of one chromatid. This break initiates a crossover between non­sister  chromatids.  Step 3 – A network of proteins forms the synaptonemal complex, which holds the two  homologs tightly together. 7 Chapter 13 – Meiosis Ming­Han Lu Step 4 – The synaptonemal complex disassembles in late prophase I. The two  homologs partially separate and are held together only at chiasmata. Attachments at  chiasmata are eventually broken to restore individual, unconnected chromosomes.  ­ At a chiasma, the non­sister chromatids from each homolog have been physically broken at the same point and attached to each other. As a result, corresponding  segments of maternal and paternal chromosomes are exchanged.  13.2 Meiosis Promotes Genetic Variation Thanks to the independent shuffling of maternal and paternal chromosomes and  crossing over during meiosis I, the chromosomes in one gamete are different from the  chromosomes in another gamete and different from the chromosomes in the parental  cells. Fertilization brings haploid sets of chromosomes from a mother and father together to  form a diploid offspring. The chromosome complement of this offspring is unlike that of  either parent. It is a random combination of genetic material for each parent. ** Changes in chromosome sets occur only during sexual reproduction—NOT during  asexual reproduction. **  ­ Asexual reproduction is any mechanism of producing offspring that does not  involve the production and fusion of gametes. Asexual reproduction in  eukaryotes is based on mitosis. The chromosomes in cells produced by mitosis  are identical to the chromosomes in the parental cell. ­ Sexual reproduction is the production of offspring through the production and  fusion of gametes. Sexual reproduction results in offspring that have  chromosome complements unlike those of their siblings or their parents.  Chromosomes and Heredity  The changes in chromosomes produced by meiosis and fertilization are significant  because chromosomes contain the cell’s hereditary material.  ­ Chromosomes store genes, and identical copies of chromosomes are distributed  to daughter cells during mitosis.  o Thus, cells that are produced by mitosis are genetically identical to the  parent cell, and offspring produced during asexual reproduction are  genetically identical to one another as well as to their parent.  Offspring produced by asexual reproduction are clones—or exact  copies—of their parent. 8 Chapter 13 – Meiosis Ming­Han Lu ­ In contrast, the offspring produced by sexual reproduction are genetically  different from one another and unlike either their mother or their father.  The Role of Independent Assortment ­ Each somatic cell in your body contains 23 homologous pairs of chromosomes  and 46 chromosomes in total.  o Each chromosome contains genes, and genes influence particular traits.  ­ When pairs of homologous chromosomes line up during meiosis I and the  homologs separate, a variety of combinations of maternal and paternal  chromosomes can result. Each daughter cell gets a random assortment of  maternal and paternal chromosomes.  o This phenomenon is known as the principle of independent assortment.   The appearance of new combinations of alleles is called genetic  recombination.  ­ With each additional pair of chromosomes, the number of combination doubles.  n In general, a diploid organism can produce 2  combinations of maternal and  paternal chromosomes, where n is the haploid chromosome number. This means that you (n=23) produce 2  = 8.4 million gametes that differ in their combination  of maternal and paternal chromosome sets. o Generates an impressive amount of genetic variation among gametes. The Role of Crossing Over ­ Thus, crossing over produces new combinations of alleles within a chromosome —combinations that did not exist in either parent. This phenomenon is known as  recombination. Crossing over is an important source of genetic recombination.  ­ Genetic recombination is important because it dramatically increases the genetic  variability of gametes produced by meiosis.   o The independent assortment of homologous chromosomes during meiosis generates varied combinations of chromosomes in gametes; genetic  recombination due to crossing over varies the combinations of alleles  along each chromosome that is involved in a crossover.   With crossing over, the number of genetically different gametes that you can produce is much more than 8.4 million (limitless).  How Does Fertilization Affect Genetic Variation?  Crossing over + independent assortment of maternal and paternal chromosomes  ensure that each gamete is genetically unique. Even if two gametes produced by the  same individual fuse to form a diploid offspring – in which case self­fertilization  (selfing)– the offspring are very likely to be genetically different from the parent.  ­ Selfing is common in many plant species, and it happens with hermaphrodites  (contain both male & female sex organ).  o Self­fertilization is rare/nonexistent. Instead, gametes from different  individuals combine to form offspring. (woman + man)  9 Chapter 13 – Meiosis Ming­Han Lu  This process is called outcrossing.  Increases genetic diversity of offspring even further because  it combines chromosomes from different individuals.  These chromosomes are likely to contain different alleles.  Two parents can potentially produce 8.4 million x 8.4 million  = 70.6 x 10  genetically distinct offspring, even without  crossing over. 13.3 What happens When Things Go Wrong in Meiosis? ­ Down syndrome  o The presence of an extra copy of chromosome 21  Situation is called trisomy (three­bodies).  How do Mistakes Occur? ­ For a gamete to get one complete set of chromosomes, 2 steps in meiosis must  be perfectly executed: 1. The chromosomes in each homologous pair must separate from each  other during the first meiotic division, so that only one homolog ends  up in each daughter cell. 2. Sister chromatids must separate from each other and move to opposite poles of the dividing cell during meiosis II.  ­ If both homologs in meiosis I or both sister chromatids in meiosis II move to the  same pole of the parent cell, the products of meiosis will be abnormal. o This sort of meiotic error is referred to as nondisjunction, because the  homologs or sister chromatids fail to separate, or disjoin.  ­ Gametes that contain an extra chromosome are symbolized as n+1; gametes  that lack one chromosome are symbolized as n­1.  o If an n+1 gamete is fertilized by a normal n gamete, the resulting zygote  will be 2n+1. This situation is trisomy. o If the n­1 gamete is fertilized by a normal n gamete, the resulting zygote  will be 2n­1. This situation is called monosomy.  Cells that have too many/ too few chromosomes of a particular type are said to be aneuploid (“without­form”).   Most of the errors result from the failure of a homologous  pair to separate in the anaphase of meiosis I; less often,  sister chromatids stay together during anaphase of meiosis  II. It also can’t really produce any viable offspring  Mistakes in meiosis are common and are the leading cause  of spontaneous abortion (miscarriage) in humans. Why do Mistakes Occur? 10 Chapter 13 – Meiosis Ming­Han Lu Trisomy and other meiotic mistakes are random errors that occur during meiosis. ­ Maternal age is an important factor in the occurrence of trisomy.  o Incidence increases after mothers turn 35 years old. o Spindle apparatus function and ability to separate chromosomes properly  appear to decline after many years.  Successful meiosis is critical to the health of offspring.  13.4 Why Does Meiosis Exist? ­ Sexual reproduction is common among multicellular organisms ­ Organisms in most lineages of the tree of life undergo asexual reproduction. The Paradox of Sex Asexual reproduction is much more efficient than sexual reproduction because no  males are produced. The Purifying Selection Hypothesis If a gene is damaged or altered in a way that causes it to function poorly, it will be  inherited by all of that individual’s offspring when asexual reproduction occurs. ­ An allele that functions poorly and lowers the fitness of an individual is said to be  deleterious. ­ Sexually individuals are likely to have offspring that lack the deleterious alleles  that are present. ­ Natural selection against deleterious alleles is called purifying selection.  Purifying selection should reduce the numerical advantage of asexual  reproduction.  The Changing­Environment Hypothesis ­ Offspring that are genetic clones of their parents are unlikely to thrive if the  environment changes. ­ If a new strain of disease­causing agent evolves, then all the asexually produced  offspring are likely to be susceptible to that new strain. But if the offspring are  genetically varied, then it is likely that at least some offspring will have  combinations of alleles that enable them to fight off the new strain of pathogen or parasite and produce offspring of their own. Sexual reproduction is helpful for two reasons: (1) Offspring are not doomed to inherit  harmful alleles, and (2) the production of genetically varied offspring means that at least some may be able to resist rapidly evolving pathogens and parasites. 11


Buy Material

Are you sure you want to buy this material for

25 Karma

Buy Material

BOOM! Enjoy Your Free Notes!

We've added these Notes to your profile, click here to view them now.


You're already Subscribed!

Looks like you've already subscribed to StudySoup, you won't need to purchase another subscription to get this material. To access this material simply click 'View Full Document'

Why people love StudySoup

Bentley McCaw University of Florida

"I was shooting for a perfect 4.0 GPA this semester. Having StudySoup as a study aid was critical to helping me achieve my goal...and I nailed it!"

Allison Fischer University of Alabama

"I signed up to be an Elite Notetaker with 2 of my sorority sisters this semester. We just posted our notes weekly and were each making over $600 per month. I LOVE StudySoup!"

Jim McGreen Ohio University

"Knowing I can count on the Elite Notetaker in my class allows me to focus on what the professor is saying instead of just scribbling notes the whole time and falling behind."


"Their 'Elite Notetakers' are making over $1,200/month in sales by creating high quality content that helps their classmates in a time of need."

Become an Elite Notetaker and start selling your notes online!

Refund Policy


All subscriptions to StudySoup are paid in full at the time of subscribing. To change your credit card information or to cancel your subscription, go to "Edit Settings". All credit card information will be available there. If you should decide to cancel your subscription, it will continue to be valid until the next payment period, as all payments for the current period were made in advance. For special circumstances, please email


StudySoup has more than 1 million course-specific study resources to help students study smarter. If you’re having trouble finding what you’re looking for, our customer support team can help you find what you need! Feel free to contact them here:

Recurring Subscriptions: If you have canceled your recurring subscription on the day of renewal and have not downloaded any documents, you may request a refund by submitting an email to

Satisfaction Guarantee: If you’re not satisfied with your subscription, you can contact us for further help. Contact must be made within 3 business days of your subscription purchase and your refund request will be subject for review.

Please Note: Refunds can never be provided more than 30 days after the initial purchase date regardless of your activity on the site.