Біологія · Клітина
Мітоз і мейоз: фази поділу, набір хромосом і ДНК, значення
Щоб розв’язувати задачі про поділ клітин, треба розрізняти кількість хромосом і кількість хроматид (молекул ДНК). Хромосом стає більше лише в анафазі мітозу, а ДНК подвоюється в S-періоді інтерфази; мейоз відрізняється від мітозу двома поділами поспіль і розходженням гомологічних хромосом в анафазі I.
Авторський матеріал Тями · оновлено
Клітинний цикл і формули набору
Клітинний цикл складається з інтерфази (G₁, S, G₂) і мітозу. У S-періоді ДНК реплікується, і кожна хромосома отримує дві сестринські хроматиди. Набір клітини записують формулою: n — гаплоїдний набір хромосом, c — число молекул ДНК у гаплоїдному наборі. У людини 2n = 46.
| Стадія | Хромосом | Молекул ДНК (хроматид) | Формула |
|---|---|---|---|
| G₁-період інтерфази | 46 | 46 | 2n2c |
| після S-періоду, профаза й метафаза мітозу | 46 | 92 | 2n4c |
| анафаза мітозу | 92 | 92 | 4n4c |
| кожна дочірня клітина після мітозу | 46 | 46 | 2n2c |
| профаза I, метафаза I й анафаза I мейозу | 46 | 92 | 2n4c |
| кожна клітина після мейозу I | 23 | 46 | n2c |
| анафаза II мейозу | 46 | 46 | 2n2c |
| гамети після мейозу II |
Мітоз
- профаза: хромосоми спіралізуються, зникають ядерце й ядерна оболонка, формується веретено поділу;
- метафаза: хромосоми вишиковуються в екваторіальній площині, і саме тоді їх найкраще видно під мікроскопом;
- анафаза: сестринські хроматиди розходяться до полюсів і стають самостійними хромосомами;
- телофаза: хромосоми деспіралізуються, навколо них утворюються ядра, а цитокінез ділить цитоплазму.
Результат мітозу — дві клітини, генетично ідентичні материнській. Мітоз забезпечує ріст, регенерацію та безстатеве розмноження.
Мейоз
Мейоз — це два поділи поспіль без реплікації ДНК між ними. У профазі I гомологічні хромосоми зближуються (кон’югація), утворюють біваленти й можуть обмінюватися ділянками (кросинговер). В анафазі I до полюсів розходяться цілі гомологічні хромосоми, а не хроматиди, тому набір стає гаплоїдним (мейоз I називають редукційним). Мейоз II схожий на мітоз: в анафазі II розходяться хроматиди. Результат — чотири гаплоїдні клітини.
Мінливість забезпечують кросинговер і незалежне розходження гомологічних хромосом. Без урахування кросинговеру кількість варіантів гамет дорівнює 2ⁿ, де n — число пар хромосом; у людини це 2²³ = 8 388 608.
Розібрані приклади
Спробуй розв’язати сам, а потім відкрий розв’язання. Це авторські приклади, а не завдання з тренувань.
Приклад 1
У соматичній клітині дрозофіли 2n = 8. Скільки хромосом і хроматид у клітині в анафазі мітозу та в анафазі I мейозу?
Показати розв’язанняСховати розв’язання
- В анафазі мітозу сестринські хроматиди розійшлися й стали самостійними хромосомами: 16 хромосом і 16 хроматид.
- В анафазі I мейозу до полюсів ідуть цілі гомологічні хромосоми, кожна з двох хроматид: у клітині, як і раніше, 8 хромосом, а хроматид 16.
Відповідь: анафаза мітозу — 16 хромосом; анафаза I мейозу — 8 хромосом (16 хроматид).
Приклад 2
Скільки різних типів гамет за рахунок незалежного розходження хромосом утворює організм, у якого 2n = 6?
Показати розв’язанняСховати розв’язання
- Число пар гомологічних хромосом n = 3.
- Кількість комбінацій: 2³ = 8.
Відповідь: 8 типів гамет.
Приклад 3
Типові помилки
- Вважати, що в S-періоді подвоюється кількість хромосом: подвоюється кількість ДНК, а хромосом залишається стільки ж.
- Вважати, що в анафазі I розходяться хроматиди: розходяться гомологічні хромосоми.
- Відносити кросинговер до мітозу чи мейозу II: він відбувається в профазі I мейозу.
- Вважати, що клітини після мейозу диплоїдні: вони гаплоїдні.
- Плутати кількість хромосом і кількість хроматид в анафазі.
- Вважати, що мейоз утворює клітини, генетично ідентичні материнській: кросинговер і розходження гомологів дають нові комбінації.