Митоз и мейоз, подготовка к ЕГЭ по биологии

Жизненный цикл клетки

Жизненный цикл клетки – это время существованя клетки с момента первого деления до следующего деления, или до последнего деления (смерти клетки). 

Клетки делятся несколькими способами: 

  • Амитоз. Деление клетки осуществляется в интерфазе. В данном случае хромосомы не конденсируются, не образуется веретено деления, и ядерная оболочка не распадается. При амитозе ядро вытягивается и делится на две части путём перетяжки. Таким образом делятся, например, клетки злокачественных опухолей. 
  • Митоз. Непрямое деление, в результате которого, из одной клетки образуются две идентичные ей дочерние. Так делятся соматические клетки.
  • Мейоз. Этот способ деления осуществляется, когда происходит образование половых гамет.

Видео

Что такое мейоз

Второй способ деления эукариотической клетки — мейоз. Это процесс деления клетки, во время которого получаются дочерние клетки — гаметы. У мужчин это сперматозоид, а у женщин яйцеклетка. Гаметы получают только половину генетической информации родительской клетки. Число хромосом уменьшается в два раза. 

 Схема мейоза‍

Затем гаметы могут объединяться, образуя новую клетку, сочетающую генетическую информацию обеих клеток-родителей — зиготу. Процесс слияния половых клеток называется оплодотворением. Если зигота совершит цепь митозов, сформируется новый организм. 

Процесс митоза

Деление клетки — это важный, сложный и энергозатратный процесс. Представьте себе, что вы планируете пойти в поход — что вам нужно сделать перед  этим? Для начала нужно подготовиться — скорее всего, сборы займут у вас даже больше сил, чем путешествие. Вот и клетке необходимо подготовиться! Для этого перед делением проходит  интерфаза.

Интерфаза деления

Обращаю ваше внимание на то, что интерфаза не является фазой деления. Ее правильнее будет назвать подготовительной стадией. Если бы вы были клеткой, что бы вам хотелось сделать, чтобы деление прошло без осложнений, а чтобы новые клетки ни в чем не нуждались первое время? В этой ситуации пригодилась бы энергия, строительные и наследственные материалы. Для получения всех этих веществ и проходит интерфаза.

Процессы, проходящие в интерфазу:

  • Синтез АТФ. В молекулах АТФ в нашем организме запасается энергия, а без энергии такую сложную процедуру было бы невозможно провести.
  • Синтез и накопление органических веществ. Нужно же из чего-то строить новые клетки?
  • Репликация ДНК. Удвоение молекулы ДНК — центральный процесс интерфазы. Из одной молекулы ДНК образуется две, молекула раскручивается и к каждой из цепочек, по принципу комплементарности, достраивается еще одна цепь. В итоге вместо одной ДНК в хромосоме образуется две, такая хромосома называется двухроматидной, а набор ДНК становится 4с.
  • Удвоение некоторых органоидов. Это нужно, чтобы после деления каждой клетке достался примерно одинаковый стартовый набор для начала самостоятельной жизни.

После такой серьезной подготовки можно перейти к делению. Благодаря репликации ДНК в интерфазе, клетка вступает в митоз с набором 2n4c. Например, для человека это 46 хромосом и 92 молекулы ДНК (по две молекулы в каждой хромосоме).

Для ЕГЭ важно помнить, что митоз проходит в 4 фазы. Чтобы закрепить правильную последовательность стадий, предлагаю маленький лайфхак — просто  запомните слово ПРИМАТ. Мы с вами относимся к приматам, а буквы в этом слове расположены так же, как фазы митоза, начинающиеся с этих букв. Профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

2021 год. Структура и особенности ЕГЭ по биологии

Профаза

В профазе хромосомы спирализуются, из-за этого ядро и ядерная оболочка распадаются.

  • Хромосомы хаотично располагаются в цитоплазме.
  • Центриоли клеточного центра расходятся к полюсам и начинают формировать веретено деления.
  • Несмотря на то, что процессы идут достаточно активно, на набор ни один из них не влияет, и он остается прежним-—2n4c.

Метафаза

Пожалуй, самая красивая фаза митоза — метафаза. Ее частенько упоминают в фильмах и сериалах про школу, например в «Сумерках», потому что она лучше остальных фаз просматривается в микроскоп.

  • Хромосомы выстраиваются в линию друг за другом по экватору и формируют метафазную или экваториальную пластинку.
  • Нити веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом. Получается, что каждая из них удерживается с двух полюсов.  
  • Хромосомы поменяли только положение, набор в клетке не изменился – 2n4c

Анафаза

Активная и интересная фаза.

  • Нити веретена деления сокращаются и разрывают двухроматидные хромосомы, растаскивая сестринские хроматиды к противоположным полюсам клетки
  • Каждая из хроматид становится однохроматидной хромосомой с одной молекулой ДНК внутри
  • Количество хромосом увеличивается вдвое, а количество молекул ДНК не меняется. Набор 4n4c.

Телофаза

После того, как клетка разделила генетический материал по полюсам, она может приступить непосредственно к делению.

  • Происходит деспирализация хромосом
  • В будущих клетках формируются ядра и ядерные оболочки
  • Цитоплазма и органоиды распределяются поровну
  • Клетка делится надвое, в результате образуются две диплоидные клетки с набором 2n2c
  • Эти клетки не только идентичны друг другу, но и материнской клетке, которая вступила в деление изначально.

Хорошо ли ты помнишь школьную программу по биологии? Тест

Это интересно

Кроссинговер или брачный танец хромосом.

При мейозе клеток гомологичные хромосомы совершают различные «брачные танцы».

Во время этих танцев хромосомы могут обмениваться гомологичными участками, то есть теми участками, в которых расположены одинаковые гены.

Одинаковость их в том, что они кодируют какой-то один признак- например, наличие веснушек.

Только в материнской хромосоме последовательность нуклеотидов отвечает за наличие веснушек, а в отцовской хромосоме в этом месте находится последовательность нуклеотидов, которая не передает «веснушчатость» и отвечает за их отсутствие.

То есть ген один, а проявление его разное.

Такой гомологии, однако, вполне достаточно для сближения участков материнской и отцовской хромосомы, и даже для переноса такого участка с материнской хромосомы на отцовскую и наоборот.

В результате переносов участка хромосомы из одной в другую возникает множество вариаций.

Предположим, на папиной хромосоме друг за дружкой располагались гены, определяющие:

·       рыжие волосы- зеленые глаза- кучерявые волосы- римский нос — густые брови.

А на маминой хромосоме:

·       темные волосы- карие глаза — прямые волосы — нос пуговкой- тонкие брови.

В ходе брачных танцев в процессе образования половых клеток (мейозе) мы можем получить химерную хромосому, такую:

·       темные волосы- карие глаза — прямые волосы — римский нос- густые брови

или такую (дело случая):

·       рыжие волосы- зеленые глаза — курчавые волосы — римский нос- тонкие брови

Такая же химерная хромосома, в которой уже смешались папины и мамины гены досталась вам, поэтому вы чем-то похожи на свою маму, чем-то на папу.

И не забывайте, что в отцовских и материнских хромосомах были гены ваших бабушек и дедушек, прабабушек и прадедушек и так далее, и все это также перешло к вам в наследство- весь этот коктейль генов, а, вы в свою очередь, передадите это своим детям.

Вот почему так важно продолжение рода, потому что потомство является хранителем генов предков.

В голове не укладывается масштаб всей собранной генетической информации одной клетки- сколько эпох, тысячелетий, генов других людей хранится именно в вас, в ваших «танцующих» во время мейоза и в процессе кроссинговера хромосомах.

Теги

Adblock
detector