Митоз мейоз егэ практика

Жизненный цикл клетки (клеточный цикл)

С момента появления клетки и до ее смерти в результате апоптоза (программируемой клеточной гибели) непрерывно продолжается
жизненный цикл клетки.

Здесь и в дальнейшем мы будем пользоваться генетической формулой клетки, где «n» — число хромосом, а «c» — число ДНК (хроматид).
Напомню, что в состав каждой хромосомы может входить как одна молекула ДНК (одна хроматида) (nc), либо две (n2c).

Клеточный цикл включает в себя несколько этапов: деление (митоз), постмитотический (пресинтетический), синтетический,
постсинтетический (премитотический) период. Три последних периода составляют интерфазу — подготовку к делению клетки.

Разберем периоды интерфазы более подробно:

• Пресинтетический (постмитотический) период G₁ — 2n2c

Интенсивно образуются органоиды (рибосомы и другие), синтезируется белки, АТФ и все виды РНК, ферменты, клетка растет.

• Синтетический период S — 2n4c

Длится 6-10 часов. Важнейшее событие этого периода — удвоение ДНК, вследствие которого к концу синтетического периода
каждая хромосома состоит из двух хроматид. Происходит удвоение центриолей (репликация центриолей). Активно синтезируются структурные белки ДНК — гистоны.

• Постсинтетический (премитотический) период G₂ — 2n4c

Короткий, длится 2-6 часов. Это время клетка тратит на подготовку к последующему процессу — делению клетки, синтезируются
белки (тубулин для веретена деления) и АТФ, делятся митохондрии и хлоропласты.

Митоз (греч. μίτος — нить)

Митоз является непрямым способом деления клетки, наиболее распространенным среди эукариотических организмов. По продолжительности
занимает около 1 часа. К митозу клетка готовится в период интерфазы путем синтеза белков, АТФ и удвоения молекулы ДНК в синтетическом
периоде.

Митоз состоит из 4 фаз, которые мы далее детально рассмотрим: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Напомню, что клетка вступает в
митоз с уже удвоенным (в синтетическом периоде) количеством ДНК. Мы рассмотрим митоз на примере клетки с набором хромосом и ДНК 2n4c.

• Профаза — 2n4c
• Бесформенный хроматин в ядре начинает собираться в четкие оформленные структуры — хромосомы — происходит это за счет
  спирализации ДНК (вспомните мой пример ассоциации хромосомы с мотком ниток)
• Оболочка ядра распадается, хромосомы оказываются в цитоплазме клетки
• Центриоли перемещаются к полюсам клетки, образуются центры веретена деления



• Метафаза — 2n4c

ДНК максимально спирализована в хромосомы, которые располагаются на экваторе клетки. Каждая хромосома состоит из двух
хроматид, соединенных центромерой (кинетохором). Нити веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом (если точнее,
прикрепляются к кинетохору центромеры).



• Анафаза — 4n4c

Самая короткая фаза митоза. Хромосомы, состоящие из двух хроматид, распадаются на отдельные хроматиды. Нити веретена деления
тянут хроматиды (синоним — дочерние хромосомы) к полюсам клетки.



• Телофаза — 2n2c

В этой фазе хроматиды (дочерние хромосомы) достигают полюсов клетки.

• Начинается процесс деспирализации ДНК, хромосомы исчезают и становятся хроматином (вспомните ассоциацию про раскрученный
  моток ниток)
• Появляется ядерная оболочка, формируется ядро
• Разрушаются нити веретена деления

В телофазе происходит деление цитоплазмы — цитокинез (цитотомия), в результате которого образуются две дочерние клетки с
набором 2n2c. В клетках животных цитокинез осуществляется стягиванием цитоплазмы, в клетках растений — формированием
плотной клеточной стенки (которая растет изнутри кнаружи).

Образовавшиеся в телофазе дочерние клетки 2n2c вступают в постмитотический период. Затем в синтетический период, где происходит
удвоение ДНК, после чего каждая хромосома состоит из двух хроматид — 2n4c. Клетка с набором 2n4c и попадает в профазу
митоза. Так замыкается клеточный цикл.

Биологическое значение митоза очень существенно:

• В результате митоза образуются дочерние клетки — генетические копии (клоны) материнской.
• Митоз является универсальным способом бесполого размножения, регенерации и протекает одинаково у всех эукариот (ядерных
  организмов).
• Универсальность митоза служит очередным доказательством единства всего органического мира.

Попробуйте самостоятельно вспомнить фазы митоза и описать события, которые в них происходят. Особенное внимание уделите состоянию
хромосом, подчеркните сколько в них содержится молекул ДНК (хроматид).

Мейоз

Мейоз (от греч. μείωσις — уменьшение), или редукционное деление клетки — способ деления клетки, при котором наследственный материал
в них (число хромосом) уменьшается вдвое. Мейоз происходит в ходе образования половых клеток (гамет) у животных и спор у растений.

В результате мейоза из диплоидных клеток (2n) получаются гаплоидные (n). Мейоз состоит из двух последовательных делений, между которыми
практически отсутствует пауза. Удвоение ДНК перед мейозом происходит в синтетическом периоде интерфазы (как и при митозе).

Как уже было сказано, мейоз состоит из двух делений: мейоза I (редукционного) и мейоза II (эквационного). Первое деление
называют редукционным (лат. reductio — уменьшение), так как к его окончанию число хромосом уменьшается вдвое. Второе деление — эквационное
(лат. aequatio — уравнивание) очень похоже на митоз.

Приступим к изучению первого деления мейоза. За основу возьмем клетку с двумя хромосомами и удвоенным (в синтетическом периоде
интерфазы) количеством ДНК — 2n4c.

• Профаза мейоза I

Помимо типичных для профазы процессов (спирализация ДНК в хромосомы, разрушение ядерной оболочки, движение центриолей к полюсам клетки) в профазе мейоза I происходят два важнейших процесса: конъюгация и кроссинговер.



Конъюгация (лат. conjugatio — соединение) — сближение гомологичных хромосом друг с другом. Гомологичными хромосомами называются
такие, которые соответствуют друг другу по размерам, форме и строению. В результате конъюгации образуются комплексы,
состоящие из двух хромосом — биваленты (лат. bi — двойной и valens — сильный).

После конъюгации становится возможен следующий процесс —
кроссинговер (от англ. crossing over — пересечение), в ходе которого происходит обмен участками между гомологичными хромосомами.

Кроссинговер является важнейшим процессом, в ходе которого возникают рекомбинации генов, что создает уникальный материал для эволюции,
последующего естественного отбора. Кроссинговер приводит к генетическому разнообразию потомства.



• Метафаза мейоза I

Биваленты (комплексы из двух хромосом) выстраиваются по экватору клетки. Формируется веретено деления, нити которого
крепятся к центромере (кинетохору) каждой хромосомы, составляющей бивалент.



• Анафаза мейоза I

Нити веретена деления сокращаются, вследствие чего биваленты распадаются на отдельные хромосомы, которые и притягиваются
к полюсам клетки. В результате у каждого полюса формируется гаплоидный набор будущей клетки — n2c, за счет чего мейоз I и называется редукционным делением.



• Телофаза мейоза I

Происходит цитокинез — деление цитоплазмы. Формируются две клетки с гаплоидным набором хромосом. Очень короткая интерфаза
после мейоза I сменяется новым делением — мейозом II.

Мейоз II весьма напоминает митоз по всем фазам, поэтому если вы что-то подзабыли: поищите в теме про митоз. Главное отличие мейоза II от мейоза I в том, что в анафазе мейоза II к полюсам клетки расходятся не хромосомы, а хроматиды (дочерние хромосомы).

В результате мейоза I и мейоза II мы получили из диплоидной клетки 2n4c гаплоидную клетку — nc. В этом и состоит сущность
мейоза — образование гаплоидных (половых) клеток. Вспомнить набор хромосом и ДНК в различных фазах мейоза нам еще предстоит,
когда будем изучать гаметогенез, в результате которого образуются сперматозоиды и яйцеклетки — половые клетки (гаметы).

Сейчас мы возьмем клетку, в которой 4 хромосомы. Попытайтесь самостоятельно описать фазы и этапы, через которые она
пройдет в ходе мейоза. Проговорите и осмыслите набор хромосом в каждой фазе.

Помните, что до мейоза происходит удвоение ДНК в синтетическом периоде. Из-за этого уже в начале мейоза вы видите их
увеличенное число — 2n4c (4 хромосомы, 8 молекул ДНК). Я понимаю, что хочется написать 4n8c, однако это неправильная запись!) Ведь наша исходная клетка диплоидна (2n), а не тетраплоидна (4n)

Итак, самое время обсудить биологическое значение мейоза:

• Поддерживает постоянное число хромосом во всех поколениях, предотвращает удвоение числа хромосом
• Благодаря кроссинговеру возникают новые комбинации генов, обеспечивается генетическое разнообразие состава гамет
• Потомство с новыми признаками — материал для эволюции, который проходит естественный отбор

Бинарное деление надвое

Митоз и мейоз возможен только у эукариот, а как же быть прокариотам — бактериям? Они изобрели несколько другой способ и делятся
бинарным делением надвое. Оно встречается не только у бактерий, но и у ряда ядерных организмов: амебы, инфузории, эвглены зеленой.

При благоприятных условиях бактерии делятся каждые 20 минут. В случае, если условия не столь благоприятны, то больше времени
уходит на рост и развитие, накопление питательных веществ. Интервалы между делениями становятся длиннее.

Амитоз (от греч. ἀ — частица отрицания и μίτος — нить)

Способ прямого деления клетки, при котором не происходит образования веретена деления и равномерного распределения
хромосом. Клетки делятся напрямую путем перетяжки, наследственный материал распределяется «как кому повезет» — случайным
образом.

Амитоз встречается в раковых (опухолевых) клетках, воспалительно измененных, в старых клетках.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

1. Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания изображенной на рисунке стадии жизненного цикла клетки. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифра, под которыми они указаны

1) исчезает веретено деления

2) хромосомы образуют экваториальную пластинку

3) вокруг хромосом у каждого полюса образуется ядерная оболочка

4) происходит разделение цитоплазмы

5) хромосомы спирализуются и становятся хорошо видимыми

2. Установите последовательность процессов, происходящих при мейотическом делении клетки

1) образование двух клеток с гаплоидным набором хромосом

2) расхождение гомологичных хромосом

3) конъюгация с возможным кроссинговером гомологичных хромосом

4) расположение в плоскости экватора и расхождение сестринских хромосом

5) расположение пар гомологичных хромосом в плоскости экватора клетки

6) образование четырех гаплоидных ядер

3. Установите последовательность процессов, происходящих с хромосомами в жизненном цикле клетки начиная с интерфазы и при последующем митозе

1) расположение хромосом в экваториальной плоскости

2) деспирализация хромосом

3) спирализация хромосом

4) расхождение сестринских хроматид к полюсам клетки

5) репликация ДНК и образование двухроматидных хромосом

4. Установите соответствие 

5. Установите соответствие 

6. Рассмотрите рисунок. Назовите тип и фазу деления ядра клетки. Укажите количество генетического материала в клетке в эту фазу. Заполните пустые ячейки таблицы, используя термины и процессы, приведенные в списке

Список терминов и понятий:

1) мейоз II

2) митоз

3) метафаза

4) анафаза

5) телофаза

6) 2n4c

7) 4n4c

n2c

7. Установите соответствие 

8. Рассмотрите рисунок и определите тип и фазу деления клетки, количество генетического материала в клетке. Заполните пустые ячейки таблицы, используя термины и понятия, приведенные в списке. Для каждой ячейки, обозначенной буквами, выберите соответствующий термин или понятие из предложенного списка

Список терминов и понятий

1) анафаза II

2) n2c (у каждого полюса клетки)

3) метафаза

4) мейоз

5) 2n2c

6) митоз

7) анафаза I

9. Рассмотрите рисунок и определите тип и фазу деления клетки, количество генетического материала в клетке. Заполните пустые ячейки таблицы, используя термины и понятия, приведенные в списке. Для каждой ячейки, обозначенной буквами, выберите соответствующий термин или понятие из предложенного списка

Список терминов и понятий:

1) метафаза II

2) 2n2c

3) метафаза

4) митоз

5) 2n4c

6) мейоз

7) метафаза I

10. Рассмотрите рисунок и определите тип и фазу деления клетки, количество генетического материала в клетке. Заполните пустые ячейки таблицы, используя термины и понятия, приведенные в списке. Для каждой ячейки, обозначенной буквами, выберите соответствующий термин или понятие из предложенного списка

Список терминов и понятий:

1) анафаза

2) 4n4c (у каждого полюса клетки)

3) метафаза

4) мейоз

5) 2n2c (у каждого полюса клетки)

6) митоз

7) анафаза I

11. Сходство профазы митоза и профазы I мейоза заключается в том, что происходит

1) исчезновение ядерной оболочки

2) конъюгация

3) кроссинговер

4) образование веретена деления

5) спирализация хромосом

6) удвоение хромосом

12. Установите соответствие 

13. Установите соответствие 

14. Установите соответствие 

15. Установите последовательность процессов митоза

1) деспирализация хромосом

2) образование веретена деления

3) расхождение дочерних хроматид к противоположным полюсам клетки

4) спирализация хромосом

5) упорядоченное расположение хромосом, состоящих из двух хроматид, на экваторе клетки

6) формирование двух дочерних клеток

Список используемых источников:

1. ЕГЭ. Биология: типовые экзаменационные варианты: 30 вариантов / под ред. В.С. Рохлова. – М,: Издательство «Национальное образование»
2. Биология. Подготовка к ЕГЭ. 30 тренировочных вариантов по демоверсии 2018 / А.А. Кириленко, С.И. Колесников, Е.В. Даденко. – Ростов-на-Дону: Легион,

Просмотров: 110410

ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ С РИСУНКАМИ РАЗЛИЧНЫХ

НАЛИЧИЕ(ОТСУТСТВИЕ) ГОМОЛОГИЧНЫХ ХРОМОСОМ: ОНИ ВСЕГДА ЕСТЬ ПРИ МИТОЗЕ И МЕЙОЗЕ I, ВСЕГДА ОТСУТСТВУЮТ В МЕЙОЗЕ II, ТАК КАК ПОСЛЕ ПЕРВОГО ДЕЛЕНИЯ ОНИ РАЗОШЛИСЬ В РАЗНЫЕ КЛЕТКИ (ПЕРВОЕ ДЕЛЕНИЕ МЕЙОЗА- РЕДУКЦИОННОЕ!)
НАЛИЧИЕ КРОССИНГОВЕРА – ЭТО ОДНОЗНАЧНО МЕЙОЗ. Но ЭТО НЕ РЕШАЮЩИЙ ПРИЗНАК! (СМ. РИС. МЕТАФАЗЫ II, АНАФАЗЫ II)
В ПРОФАЗАХ ЯДЕРНАЯ МЕМБРАНА ВСЕГДА РИСУЕТСЯ ШТРИХАМИ.
В ПРОФАЗЕ МИТОЗА ПАРНЫЕ ХРОМОСОМЫ РАСПОЛОЖЕНЫ ХАОТИЧНО, А В ПРОФАЗЕ I – ПАРАМИ.

ХРОМОСОМЫ НЕПАРНЫЕ ХРОМОСОМЫ, ЕСТЬ ВЕРЕТЕНО ДЕЛЕНИЯ, ИСЧЕЗАЕТ ЯДЕРНАЯ МЕМБРАНА, ХРОМОСОМЫ НЕ ПРИКРЕПЛЕНЫ К ВЕРЕТЕНУ ДЕЛЕНИЯ.