2n2c → интерфаза → 2n4c → митоз → 2 × 2n2c · к теории ↓
хромосомы от материот отцаверетено деления
Клетка
Фазы на схеме 2n = 4
Хромосом4
Молекул ДНК4
Набор2n2c
Определи набор по рисунку
Считай только одинаковые по размеру хромосомы — на цвет не смотри. n — сколько хромосом одного размера, c — сколько у них всего хроматид. Пиши как в ЕГЭ: 2n4c, nc, 3n6c.
Посчитай хромосомы и ДНК
Какая это фаза?
Посмотри на клетку и выбери фазу.
Решай задания по порядку — проверка сразу
ТЕОРИЯ: МИТОЗ
хромосомы, клеточный цикл и деление клетки
01Хроматин и хромосомы
Хроматин — это ДНК в комплексе с белками-гистонами. Его структурная единица — нуклеосома. В ядре неделящейся клетки мы видим только хроматин: тонкие нити, где-то рыхлые (эухроматин, там гены активно работают), где-то плотные (гетерохроматин).
Хромосома — максимально уплотнённая (спирализованная) ДНК. Хромосомы видны в световой микроскоп только в делящейся клетке.
Однохроматидная хромосома — одна спирализованная молекула ДНК.
Двухроматидная хромосома — после удвоения ДНК: две одинаковые сестринские хроматиды, соединённые в области центромеры (первичной перетяжки).
Гомологичные хромосомы — пара хромосом с одинаковым набором генов и одинаковой формой и размером. Одна гомологичная хромосома досталась от матери, другая — от отца.
Важно для заданий с рисунками: гомологичные хромосомы узнаём по размеру и форме, а не по цвету. Цвет на картинках часто разный специально.
02Как определять хромосомный набор (n и c)
n — сколько хромосом одного размера (гомологичных) в клетке:
каждая хромосома в одном экземпляре (пар нет) → n — гаплоидный набор;
хромосомы парами → 2n — диплоидный;
хромосомы по три → 3n — триплоидный, и так далее.
c — сколько хроматид (молекул ДНК) у хромосом одного размера. Число гомологов умножаем на число хроматид в каждой хромосоме.
Примеры: пара однохроматидных → 2n2c; пара двухроматидных → 2·2 = 2n4c; три двухроматидные одного размера → 3·2 = 3n6c; одна двухроматидная без пары → n2c.
Если на рисунке телофаза (уже два ядра) — набор определяем в одном ядре.
03Кариотип
Кариотип — хромосомный набор клетки: число, размер и форма хромосом, характерные для вида.
Соматические клетки (все клетки тела, кроме половых) — диплоидные (2n): у каждой хромосомы есть гомологичная пара.
Гаметы (яйцеклетки и сперматозоиды) — гаплоидные (n): каждая хромосома в одном экземпляре.
У человека 46 хромосом (23 пары): 44 аутосомы (22 пары) и 2 половые хромосомы — XX у женщин, XY у мужчин.
У дрозофилы 8 хромосом (4 пары): 6 аутосом и 2 половые. В её гамете — 3 аутосомы и 1 половая.
Соматическая клетка
Гамета
Набор
2n
n
Половые хромосомы
всегда 2: XY или XX (у птиц и бабочек — наоборот)
всегда 1: X или Y
Аутосомы
2n − 2
n − 1
У человека
46 = 44 + XX/XY
23 = 22 + X или Y
04Жизненный цикл клетки
Жизненный цикл клетки = интерфаза + М-период. М-период — это митоз (деление ядра) и цитокинез (деление цитоплазмы).
Интерфаза — время между делениями, три периода:
G1 (пресинтетический) — клетка растёт, увеличивается число органоидов, активно синтезируется РНК, в ядрышке собираются рибосомы. Набор 2n2c.
S (синтетический) — репликация ДНК: хромосомы становятся двухроматидными. Набор 2n2c → 2n4c.
G2 (постсинтетический) — синтез АТФ и белков, в том числе белков микротрубочек для веретена деления, удвоение органоидов. Набор 2n4c.
Когда удваиваются центриоли? Сами центриоли удваиваются в S-периоде, а клеточный центр заканчивает удвоение в G2. В разных учебниках встречаются оба варианта. В первой части ЕГЭ такой выбор не попадается, а во второй засчитываются оба.
05Митоз — непрямое деление. Фазы
Профаза · 2n4c
Хромосомы спирализуются и становятся видны; каждая состоит из двух сестринских хроматид, соединённых центромерой.
Ядрышки исчезают.
Центриоли расходятся к полюсам, вокруг них — «звёзды» из микротрубочек; начинает формироваться веретено деления.
Ядерная оболочка распадается.
Метафаза · 2n4c
Хромосомы максимально спирализованы и выстраиваются по экватору — метафазная пластинка.
Нити веретена прикреплены к центромерам с двух сторон (от обоих полюсов).
Метафазные хромосомы используют для изучения кариотипа.
Анафаза · 4n4c
Центромеры разделяются.
Сестринские хроматиды становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами.
Нити веретена укорачиваются, и хромосомы расходятся к противоположным полюсам.
Телофаза · 2n2c в каждом ядре
Вокруг хромосом у каждого полюса формируется ядерная оболочка — получаются два ядра.
Появляются ядрышки.
Хромосомы деспирализуются.
Веретено деления разрушается.
Период / фаза
Набор
Человек (2n = 46): хромосом / молекул ДНК
G1
2n2c
46 / 46
S → G2
2n4c
46 / 92
Профаза, метафаза
2n4c
46 / 92
Анафаза
4n4c
92 / 92
Телофаза (в каждом ядре), дочерняя клетка
2n2c
46 / 46
06Цитокинез. Митоз у растений и животных
Животная клетка
Цитокинез идёт от периферии к центру: на экваторе появляется борозда деления — перетяжка из актиновых и миозиновых микрофиламентов, которая делит цитоплазму примерно поровну.
Растительная клетка
Цитокинез идёт от центра к периферии. Часть микротрубочек на экваторе сохраняется и образует фрагмопласт. По нему к экватору идут пузырьки от аппарата Гольджи, сливаются и строят срединную пластинку — будущую клеточную стенку.
Отличия митоза растительной клетки: нет центриолей и «звёзд» из микротрубочек; перетяжка не образуется; на экваторе остаются нити веретена (фрагмопласт), из пузырьков строится срединная пластинка; цитокинез идёт от центра к периферии.
07Особенности и значение митоза
Особенности
Делиться митозом могут клетки с любым набором: гаплоидные, диплоидные, триплоидные.
Характерен для соматических клеток.
Одно деление → две клетки.
Нет конъюгации, кроссинговера и бивалентов.
Наследственная информация распределяется поровну.
У растений митозом образуются гаметы (из гаплоидных клеток гаметофита).
Значение
Основа бесполого размножения.
Генетическая стабильность: дочерние клетки получают такой же набор, как у материнской.
Рост организма — увеличение числа клеток.
Регенерация — восстановление тканей.
Позволяет изучать кариотип по метафазным хромосомам.
08Виды митоза. Амитоз
Открытый митоз — тот, что описан выше: ядерная оболочка распадается в профазе.
Закрытый митоз — ядерная оболочка сохраняется, веретено строится внутри ядра. Бывает у ряда амёб и некоторых грибов (дрожжи). Внешне похож на амитоз, но это митоз.
Полузакрытый митоз — оболочка сохраняется, а микротрубочки строятся снаружи ядра и проходят сквозь него по особым каналам. Пример — хламидомонада.
Амитоз — прямое деление
Ядро просто перешнуровывается надвое.
Хромосомы не образуются, веретена деления нет.
Репликации ДНК перед делением нет.
Наследственная информация распределяется неравномерно.
Цитоплазма может не делиться — получаются многоядерные клетки.
Встречается в отмирающих и опухолевых клетках.
09Эндорепродукция
Эндорепродукция — увеличение количества генетического материала в клетке без её деления.
Эндомитоз
Хромосомы удваиваются, но ни ядро, ни цитоплазма не делятся — число хромосом в ядре растёт (полиплоидное ядро). Встречается в интенсивно работающих клетках, например в печени.
Политения
Число хромосом не меняется, но в каждой хромосоме многократно увеличивается число хроматид (молекул ДНК). Политенные хромосомы толстые и видны даже в интерфазе. Встречаются в активно секретирующих клетках (больше копий генов — больше продукта, например в слюнных железах личинок двукрылых). По ним строят хромосомные карты.
10Апоптоз и некроз
Апоптоз
Некроз
Что это
Запрограммированная, контролируемая гибель клетки
Патологическая гибель клетки из-за повреждения
Механизм
Включаются «гены смерти»; их белки аккуратно разбирают структуры клетки; клетка распадается на апоптотические тельца, их поглощают макрофаги