что такое n и c в митозе и мейозе

ЦИТОЛОГИЯ: Клеточный цикл (мейоз)

Приятного чтения! Если хочешь подготовиться на 80+ с автором этого справочника, то обязательно посмотри вот этот способ подготовки (тыкай, чтобы получить расписание и подробности в ЛС).

Кариотип — это совокупность хромосом, которая характерна для организма и каждой из его соматических клеток.

Всего у человека 46 хромосом. 2 половые хромосомы и 44 не половые хромосомы (аутосомы). Каждая хромосома имеет двойника — гомологичную хромосому, как это видно на рисунке (поэтому часто говорят, что кариотип человека не 46 хромосом, а 23 пары хромосом). Дело в том, что при оплодотворении новый организм получает одну хромосому от мамы, а другую — от папы.

Каждая хромосома кодирует те же признаки, что и её гомологичная пара. Однако аллели генов могут разниться. Так, папина хромосома может нести доминантный (А) аллель гена альбинизма, а мама может нести рецессивный (а). Таким образом, ребенок получит генотип Aa и не станет альбиносом. Это явление называют комбинативной изменчивостью.

Надеюсь, нам удалось доступно объяснить, что такое гомологичные хромосомы. Однако мы не раз в этой статье повторимся, так что, если вы ничего не поняли —всё нормально.

Мейоз

Мейоз состоит из двух делений. Первое деление называют редукционным — число хромосом уменьшается вдвое.

1) Профаза I

Профаза мейоза I характеризуется разрушением ядерной оболочки, расхождением центриолей по полюсам клетки и началом синтеза веретена деления. Также происходит спирализация хромосом. Далее с ними происходят следующие вещи:

1) Конъюгация: сближение гомологичных хромосом. Гомологичные хромосомы — это одинаковые по строению хромосомы, несущие одинаковые гены. Одна хромосома — от папы, другая — от мамы. Сблизившиеся гомологичные хромосомы называются бивалентами.

2) Кроссинговер: обмен участками гомологичных хромосом. На рисунке это показано тем, что красная хромосома взяла на себя часть голубой и наоборот. Они обмениваются участками, чтобы у новой клетки было новое сочетание генов. Чуть-чуть генов от папы, чуть-чуть — от мамы.

Таким образом, набор клетки: 2n4c.

2) Метафаза I

Метафаза мейоза I характеризуется прикреплением веретена деления к хромосомам и выстраиванием бивалентов вдоль экватора. Набор клетки: 2n4c.

Сравните с метафазой митоза:

У митоза бивалентов нет, а веретено деления к каждой хромосоме прикрепляется с двух сторон. У мейоза же веретено деления к каждой хромосоме прикрепляется только с одной стороны.

3) Анафаза I

Как и в митозе, в анафазе мейоза I происходит сокращение веретена деления. Но к полюсам расходятся не сестринские хроматиды, а гомологичные хромосомы. Это происходит из-за того, что веретено деления прикрепилось только с одной стороны каждой хромосомы. Сравните с митозом. В результате количество хромосом осталось тем же: две двухроматидные хромосомы. Поэтому набор: 2n4c.

4) Телофаза I

Во время телофазы мейоза I происходит цитокинез (разделение цитоплазмы) и кариокинез (образование ядер). Также происходит деспирализация двухроматидных хромосом. Теперь набор у каждой образовавшейся новой клетки — n2c.

В перерыве между редукционным и вторым делением мейоза нет интерфазы: репликация молекул ДНК не происходит, но удваиваются центриоли. Набор у клетки, вступающей во второй этап мейоза, — n2c.

5) Профаза II

6) Метафаза II

Во время метафазы мейоза II хромосомы выстраиваются по экватору, в то время как к их центромерам присоединяются нити веретена деления. Набор у каждой клетки: n2c. В отличие от метафазы редукционного деления, в данном случае веретено деление прикрепляется с обеих сторон.

7) Анафаза II

Во время анафазы мейоза II сокращается веретено деления и к полюсам клетки расходятся сестринские хроматиды. Образуется две однохроматидные хромосомы: набор 2n2c.

8) Телофаза II

Во время телофазы мейоза II происходит цитокинез и кариокинез. Однохроматидные хромосомы деспирализуются. Набор в каждой клетке: 1n1c.

1) Митоз — основа бесполого размножения. Рост и регенерация тканей происходит за счёт митоза. Митозом образуются половые клетки (гаметы) у растений.

2) Мейоз — основа полового размножения. Мейозом образуются гаметы у животных, а также споры у растений и грибов.

1) Митоз — одно деление, мейоз — два деления.

2) В митозной анафазе расходятся сестринские хроматиды, в анафазе мейоза I расходятся гомологичные хромосомы.

3) Между митозами происходит удвоение ДНК, между делениями мейоза репликации нет.

4) В результате митоза образуется 2 клетки, в результате мейоза — 4.

5) Клетки, получившиеся митозом, полностью идентичны материнской.

6) Клетки, получившиеся мейозом, содержат ДНК в 2 раза меньше, чем материнская клетка.

Если вы видите одинаковые хромосомы, считайте набор по обеим. В данной клетке 2 хромосомы, каждая состоит из 2 хроматид. Значит набор тут: 2n4c.

Если вы видите близко расположенные друг к другу хромосомы (биваленты) — это профаза или метафаза мейоза I. Здесь нити веретена деления уже прикрепились к хромосомам, а значит это — метафаза. Набор: 2n4c.

Если вы видите кроссинговер — это однозначно мейоз. В данном случае это анафаза мейоза I, так как происходит расхождение гомологичных хромосом. Набор — 2n4c.

Если вы видите разные по величине хромосомы, то набор считается исключительно по одинаковым хромосомам (допустим, только по чёрным). Так как они однохроматидные, набор — 2n2с. Перед нами анафаза мейоза II. (Потому что в анафазе митоза набор был бы 4n4c).

Здесь мы видим разные по размеру хромосомы, поэтому считаем набор только по одинаковым. Так как хромосомы однохроматидные и их 4 штуки: набор 4n4c. Очевидно, это анафаза митоза.

Поздравляю с успешным освоением новой темы!

Статьи — круто, но для сотки этого недостаточно. Жми сюда, чтобы получить расписание и подробности самого эффективного курса подготовки к ЕГЭ по биологии.

Получить тест по теме в ЛС →

Примерное время выполнения: 10 минут.

Полноценный тест с автоматической проверкой. Мы используем сервис «РЕШУ ЕГЭ» как самый удобный в коммуникации между учителем и учеником. На сервисе возможна авторизация через ВК.

Источник

О хромосомной формуле (n и с)

В очередной раз убеждаюсь как некоторые вопросы учащихся в комментариях помогают направлять объяснение репетитором определенных вопросов в нужное русло.

В последние 2 года в заданиях ЕГЭ стало появляться всё больше и больше вопросов, связанных с определением хромосомной формулы в клетках различных организмов на разных этапах их деления (при митозе или мейозе).

Да, такие тестовые задания позволяют объективно выявлять полноту знаний учащимися процессов деления клетки. Вот только, к сожалению, сами составители таких заданий не всегда обладают этой полнотой знаний и указывают вместо правильных неверные ответы.

По вопросу Катерины в комментарии к статье «Митоз и мейоз» мне стало ясно, что она не правильно понимала вообще, что означают буквы «n» и «с» в хромосомной формуле.

1. Катерина: Ну вот, я просто в ступоре! Борис Фагимович, что же получается: в профазе митоза мы имеем набор 2n4c (то есть две хромосомы, каждая из которых состоит из двух хроматид), но на рисунках в учебниках нам наглядно рисуют четыре самостоятельные хромосомы? Каждая из которых по две хроматиды? В метафазе набор не меняется. В анафазе в момент разъединения мы получаем 4n4c (в сумме), но ведь было только 2n, откуда же ещё две хромосомы берутся?

Б.Ф.: Обратите внимание, что обозначение 2n4c – это ни в коем случае не означает: “то есть две хромосомы…” Так вот, 2n – это не “две хромосомы”, это весь диплоидный набор хромосом какого-то вида организмов, а n – его гаплоидный набор.

Этот “набор” n может быть, например, 4 как у дрозофилы, или 23, как у человека. На подробных рисунках схем митоза (или мейоза) изображают, как правило, не 23 пары хромосомы и даже не 4 пары (чтобы не загромождать схему), а для удобства, для схематичности, всего 2 пары (одну тоже не изображают).

Таким образом, общим выражением 2n2c обозначают диплоидный набор хромосом (n) у любого вида организмов в интерфазной клетке (до репликации, до удвоения ДНК), указывая после “n” еще и букву “с” – количество хроматид в каждой хромосоме. То есть, если набор хромосом диплоидный 2n и все они однохроматидные, то при 2n рядом пишем, соответственно и 2с. Что тоже самое, что и 2(nс), но так не пишут.

При подготовке же клетки к делению, после того как осуществится процесс репликации ДНК в S периоде интерфазы, само количество будущих хромосом в клетке не меняется, но каждая хромосома становится двухроматидной. И в этом случае общее выражение набора хромосом в клетках любого вида организмов будет выглядеть 2n4c.

Выражением же 1n2c показывают набор и состав хромосом после первого редукционного деления мейоза: сам набор хромосом снизился в это время в два раза (но пока еще хромосомы ненормальные, а двухроматидные). После же второго эквационного мейотического деления хромосомы становятся 1n1c, то есть нормальными (однохроматидными) и набор их в каждой из четырех вновь возникших клеток будет гаплоидным (n).

Катерина: Ну вот, до таких очевидных вещей я не смогла докопаться…

Б.Ф.: Зато теперь, Катерина, после того, как Вы не постеснялись четко сформулировать, что Вам было непонятно, представьте, что еще кто-то сможет прояснить для себя этот вопрос. А кто-то и не “знал”, что он этого не знает!

Б.Ф.: Всю эту, как Вы пишите «галиматью», с «n и с» придумал не я. Уже более 30 лет такие буквенные обозначения количества хромосом (n) и количество ДНК в них (с) используются в школьных учебниках по Общей биологии для 10-11 классов. Вы, видимо, уж очень очень давно закончили школу? Теперь и в заданиях ЕГЭ в каждом контрольном варианте обязательно встречаются вопросы, когда от учащихся требуется расписывать хромосомную формулу (nc) на разных стадиях жизненного цикла клетки.
Текст в статье содержит всего две странички. Влад, прежде, чем писать откровенную чушь об увеличении числа хромосом вдвое после репликации ДНК (в S периоде интерфазы), прочтите ещё раз хоть один абзац статьи:
«В синтетический период интерфазы S, после удвоения каждой из хроматиновых нитей ДНК (или каждой из «хромосом»), их общий набор не меняется, он остается прежним диплоидным (2n), но они становятся двухроматидными — 2с (то есть после синтетического периода, имеем в 2n наборе «хромосом» уже не 2с, а 4с генетической информации)».
Если у Вашего гипотетического животного в G1 периоде интерфазы было 2n = 6 хромосом, то и после S периода, то есть после удвоения ДНК их останется 6, но они будут содержать уже не 6 ДНК, а 12 ДНК. Поэтому, Влад, уж извините, что на Вашу почтительную просьбу продолжить объяснение мейоза «без всякой n-c галиматьи» я не возьмусь.

3. Анастасия: Недавно столкнулась с задачей и мне не понятен ответ. Не могли бы Вы помочь?
Диплоидный набор хромосом клетки равен 34. Необходимо определить количество молекул ДНК перед митозом, после митоза, после первого и второго деления мейоза. Ответ дан 68, 34, 34, 17, соответственно.

Б.Ф.: Итак, для интерфазной клетки данного задания имеем: диплоидный набор хромосом 2n равен 34 и их качество, то есть количество молекул ДНК (2с) равно 34. После репликации (удвоения) ДНК в S периоде интерфазы перед митозом, формула примет вид 2n4с, то есть ДНК станет 68 молекул.

Митоз завершается образованием из одной материнской клетки двух клеток 2n2с (то есть ДНК в каждой клетке будет 34 молекулы). После первого деления мейоза, называемого редукционным (уменьшительным делением), количество хромосом уменьшается вдвое, но, так как они еще двухроматидные и формула имеет вид 1n2с, то ДНК будет 34 молекулы.

После второго деления мейоза, называемого эквационным делением (уравнительным делением) — хромосомы станут нормальными однохроматидными и хромосомная формула примет вид 1n1с, то есть ДНК будет 17 молекул. Анастасия, изучите еще повнимательнее мою статью и я надеюсь Вам будет всё понятно.

4. Елена: Подскажите, пожалуйста, какой же будет генетическая формула анафазы 2 мейоза: 2п4с или 1п2с?

Б.Ф.: И не так, и не так, а 2n2c. Прочтите внимательно мою статью на блоге.

Елена: Я опять все по тому же вопросу. Привожу ответ из досрочного ЕГЭ (ФИПИ) 2016 года на 39 вопрос: «В интерфазе I происходит репликация ДНК, количество хромосом постоянно, количество ДНК увеличивается в 2 раза — 48 хромосом, 96 ДНК. Хромосомный набор в профазе I равен интерфазе — 48 хромосом, 96 ДНК. В анафазе I к полюсам расходятся целые хромосомы, состоящие из двух хроматид, количество хромосом уменьшается в 2 раза — 24 хромосомы, 48 ДНК». Из этого следует, что генетическая формула анафазы 1 — 1п2с. В Вашей таблице — 2п4с, я и сама так считала.

Б.Ф.: А кем составлен этот ответ? Почему Вы должны из-за него отказываться от своего правильного мнения? «В анафазе I к полюсам расходятся целые хромосомы, состоящие из двух хроматид, количество хромосом уменьшается в 2 раза» — ну что за чушь! Да, количество хромосом снизится в два раза — в этом и суть первой фазы мейоза — редукционного деления. Но снизится то не в анафазу (когда все хромосомы ещё сидят в одной материнской клетке), а после телофазы. После телофазы 1 в каждой из дочерних клеток будет по 24 хромосомы. А если их уже в анафазу 24, то в телофазу, что же, их будет 12… Да, это что-то новенькое…

5. Ольга: Борис Фагимович, спасибо Вам за разъяснения, разбираюсь. Плохо получается, снова вопрос: в анафазе митоза по картинке 4n4c, то есть, 92 хромосомы 92 ДНК?

Б.Ф.: Ольга, да всё хорошо Вы разбираетесь (надо бы ещё уверенности побольше и «верить» своим глазам). Конечно, раз написано 4n4с — значит сколько хромосом, столько же и ДНК. На рисунке, для удобства восприятия, изображены всего две пары хромосом какой-то гипотетической клетки, то есть n = 2. (Представляете, что это была бы за схема, если бы все 23 пары человеческих хромосом попытались бы изобразить?! Тогда действительно в анафазе пришлось бы их рисовать все 92 штуки).

Здесь же показано, что эта диплоидная клетка до подготовки к делению имела всего 2n хромосом = 4 (и каждая хромосома была однохроматидная, сколько n столько и с). Раз клетка диплоидная, то есть 2(nc), что тоже самое, что и 2n2с, то и ДНК в ней было 4.

Перед митозом в S периоде интерфазы происходит удвоение генетического материала (репликация ДНК). При этом само количество хромосом не увеличивается их остается 2n=4, но они становятся иного качества — двухроматидные 4с, то есть ДНК будет уже 8. Поэтому в это время и пишем общую формулу 2n4с.

В профазу и метафазу митоза мы видим 4-ре двухроматидные хромосомы, то есть 8 ДНК. А в анафазу, количество хромосом в материнской клетке увеличивается вдвое за счет того, что они разделяются на отдельные хроматиды и формула приобретает вид 4(nc) или 4n4c.

К концу митоза в телофазе в материнской клетке обособятся два новых ядра (с 4-мя нормальными однохроматидными хромосомами каждое, то есть будут ядра как ядро у исходной материнской клетки 2n2c). Это и позволит после цитокинеза (деления самой материнской клетки надвое) получить две полноценные дочерние клетки с диплоидным (2n) набором однохроматидных хромосом каждая (2n2с).

6. Анна: Подскажите пожалуйста ответ на вопрос.Какова биологическая роль эквационного деления?

Б.Ф.: Эквационным или уравнительным делением называют мейоз II. Суть мейоза вообще — это создание клеток с гаплоидным — n (половинным от диплоидного) набором хромосом. Таковыми клетки становятся уже после мейоза I. Но, как Вы знаете, «нормальные» хромосомы должны быть однохроматидными (то есть, сколько n столько и с), а после мейоза I они имеют иное качество, они «не нормальные», а двухроматидные (на n штук хромосом приходится 2с штук хроматид). Чтобы клетки стали c гаплоидным набором (n) «нормальных» по строению хромосом (с) и необходим мейоз II. Анна, если Вам осталось что-то непонятным, изучите еще мою статью: «Митоз и мейоз в помощь к сдаче ЕГЭ».

Анна: Спасибо большое, но мой преподаватель по генетике, сказал мне на ваш ответ следующее: «Да вы движетесь в правильном направлении, но вы описали сам процесс эквационного деления, а мне нужно почему он именно в биологическом смысле происходит» Мы всей группой ломаем голову над этим, вероятно у него какая- то своя теория))) Если у вас есть еще какие-то догадки по этому поводу поделитесь, я и моя группа будет вам благодарна за это.

Б.Ф.: Анна, «хоть убейте», но никакого отдельного смысла в плане биологического значения эквационное деление не имеет. Биологическое значение эквационного деления соответствует в целом ответу на вопрос о биологическом значении мейоза вообще. А биологическое значение мейоза у животных (у растений мейозом образуются споры): образование гаплоидных половых клеток, обеспечивающих при половом размножении (оплодотворении) образование диплоидной зиготы.

У кого будут вопросы к репетитору биологии по Скайпу, не стесняйтесь, обращайтесь в комментариях.

У меня на блоге вы можете приобрести ответы на все тесты ОБЗ ФИПИ за все годы проведения экзаменов по ЕГЭ и ОГЭ (ГИА).

Источник

Жизненный цикл клетки. Хромосомный набор клетки. Деление клеток.

Совокупность хромосом, содержащихся в ядре, называется хромосомным набором. Число хромосом в клетке и их форма постоянны для каждого вида живых организмов.

Число (диплоидный набор) хромосом у некоторых видов растений и животных

Соматические клетки обычно диплоидны (содержат двойной набор хромосом — 2n). В этих клетках хромосомы представлены парами. Диплоидный набор хромосом клеток конкретного вида живых организмов, характеризующийся числом, размером и формой хромосом, называют кариотипом. Хромосомы, принадлежащие к одной паре, называются гомологичными. Одна из них унаследована от отцовского организма, другая — от материнского. Хромосомы разных пар называются негомологичными. Они отличаются друг от друга размерами, формой, местами расположения первичных и вторичных перетяжек. Хромосомы, одинаковые у обоих полов, называются аутосомами. Хромосомы, по которым мужской и женский пол отличаются друг от друга, называются половыми, или гетерохромосомами. В клетке человека содержится 46 хромосом или 23 пары: 22 пары аутосом и 1 пара половых хромосом. Половые хромосомы обозначают как X- и Y-хромосомы. Женщины имеют две X-хромосомы, а мужчины одну Х- и одну Y-хромосому.
Половые клетки гаплоидны (содержат одинарный набор хромосом — n). В этих клетках хромосомы представлены в единственном числе и не имеют пары в виде гомологичной хромосомы.

Деление клеток

Хромосомный набор

Хромосомный набор — совокупность хромосом, содержащихся в ядре. В зависимости от хромосомного набора клетки бывают соматическими и половыми.

Соматические и половые клетки

Клеточный цикл

Клеточный цикл (жизненный цикл клетки) — существование клетки от момента её возникновения в результате деления материнской клетки до её собственного деления или смерти. Продолжительность клеточного цикла зависит от типа клетки, её функционального состояния и условий среды. Клеточный цикл включает митотический цикл и период покоя.
В период покоя (G₀) клетка выполняет свойственные ей функции и избирает дальнейшую судьбу — погибает либо возвращается в митотический цикл. В непрерывно размножающихся клетках клеточный цикл совпадает с митотическим циклом, а период покоя отсутствует.
Митотический цикл состоит из четырёх периодов: пресинтетического (постмитотического) — G₁, синтетического — S, постсинтетического (премитотического) — G₂, митоза — М. Первые три периода — это подготовка клетки к делению (интерфаза), четвёртый период — само деление (митоз).

Интерфаза — подготовка клетки к делению — состоит из трёх периодов.

Периоды интерфазы

Деление эукариотических клеток

Основой размножения и индивидуального развития организмов является деление клетки.
Эукариотические клетки имеют три способа деления:

Амитоз — редкий способ деления клетки, характерный для стареющих или опухолевых клеток. При амитозе ядро делится путём перетяжки и равномерное распределение наследственного материала не обеспечивается. После амитоза клетка не способна вступать в митотическое деление.

Митоз

Митоз — тип клеточного деления, в результате которого дочерние клетки получают генетический материал, идентичный тому, который содержался в материнской клетке. В результате митоза из одной диплоидной клетки образуется две диплоидные, генетически идентичные материнской.

Митоз состоит из четырёх фаз.

Фазы митоза

Биологическое значение митоза:

Мейоз

Мейоз — тип клеточного деления, сопровождающийся редукцией числа хромосом. В результате мейоза из одной диплоидной клетки образуется четыре гаплоидных, генетически отличающиеся от материнской. В ходе мейоза происходит два клеточных деления (первое и второе мейотические деления), причём удвоение числа хромосом происходит только перед первым делением.

Как и митоз, каждое из мейотических делений состоит из четырёх фаз.

Фазы мейоза

Биологическое значение мейоза:

Деление прокариотических клеток

У прокариот митоза и мейоза нет. Бактерии размножаются бесполым путём — делением клетки при помощи перетяжек или перегородок, реже почкованием. Этим процессам предшествует удвоение кольцевой молекулы ДНК.
Кроме того, для бактерий характерен половой процесс — конъюгация. При конъюгации по специальному каналу, образующемуся между двумя клетками, фрагмент ДНК одной клетки передаётся другой клетке, то есть изменяется наследственная информация, содержащаяся в ДНК обоих клеток. Поскольку количество бактерий при этом не увеличивается, для корректности используют понятие «половой процесс», но не «половое размножение».

Источник