Клеточный цикл и мейоз: учебное руководство

Главные идеи

Клетки растут, копируют свою ДНК и делятся в регулируемом цикле. Митоз даёт две одинаковые диплоидные клетки для роста и восстановления, а мейоз — четыре разные гаплоидные клетки для полового размножения.

• Интерфаза состоит из G₁, S (репликация ДНК) и G₂. Митоз идёт в четыре стадии: профаза, метафаза, анафаза и телофаза, затем делится цитоплазма.
• Митоз сохраняет число хромосом: 2n → 2n. Мейоз состоит из двух делений и уменьшает его вдвое: 2n → n, а кроссинговер и независимое расхождение дают изменчивость.
• ДНК удваивается в S-фазе, но число хромосом удваивается лишь в смысле хроматид. Число хромосом уменьшается вдвое в мейозе I.
• При n парах хромосом одно независимое расхождение даёт 2ⁿ разных гамет.

Основные формулы

• mitotic index = cells in mitosis ÷ total cells × 100
• time in phase = (cells in phase ÷ total) × cycle time
• gamete combinations = 2ⁿ

Разобранный пример

Из 200 подсчитанных клеток 30 находятся в митозе, значит митотический индекс 30 ÷ 200 = 15 %. Если клеточный цикл длится 24 ч, митоз занимает 0,15 × 24 = 3,6 ч. У человека (2n = 46) клетка в G₂ имеет 46 хромосом и 92 хроматиды, а одно независимое расхождение допускает 2²³ ≈ 8,4 млн разных гамет.

Частые ошибки

• Утверждение, что число хромосом удваивается в S-фазе. Удваивается количество ДНК, но у каждой хромосомы теперь две хроматиды.
• Путаница стадий: сестринские хроматиды расходятся в анафазе митоза и анафазе II мейоза, а гомологичные хромосомы — в анафазе I.
• Называть продукты мейоза генетически одинаковыми. Кроссинговер и независимое расхождение делают их разными.

Практика

Проверьте себя на тренировочных вопросах по этой теме: Клеточный цикл и мейоз