Презентация Количество ДНК и хромосом в клетке при делении (мейоз).

Количество ДНК и хромосом в клетке при мейозе Подготовка к ЕГЭ

Клеточный цикл

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Интерфаза ИНТЕРФАЗА-период подготовки клетки к делению, она включает следующие периоды: Пресинтетический период (G1) - синтез РНК, формирование рибосом, синтез АТФ, белков, формирование одномембранных органоидов. Синтетический период (S) - удвоение ДНК (хромосомы состоят из 2-х хроматид), синтез белков. Постсинтетический период (G2) - синтез АТФ, удвоение массы цитоплазмы, увеличение объёма ядра.

Мейоз - редукционное деление клеток Мейоз состоит из двух последовательных делений – мейоза 1 и мейоза 2. Удвоение ДНК происходит только перед мейозом 1, а между делениями отсутствует интерфаза. При первом делении расходятся гомологичные хромосомы и их число уменьшается вдвое, а во втором – хроматиды и образуются зрелые гаметы.

Демонтаж ядерных мембран, расхождение центриолей к разным полюсам клетки, формирование нитей веретена деления, “исчезновение” ядрышек, конденсация двухроматидных хромосом, конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер.

Выстраивание бивалентов в экваториальной плоскости клетки, прикрепление нитей веретена деления одним концом к центриолям, другим – к центромерам хромосом.

Случайное независимое расхождение двухроматидных хромосом к противоположным полюсам клетки (из каждой пары гомологичных хромосом одна хромосома отходит к одному полюсу, другая – к другому), перекомбинация хромосом.

Образование ядерных мембран вокруг групп двухроматидных хромосом, деление цитоплазмы.

Второе мейотическое деление идет по типу митоза. В анафазе 2 к полюсам расходятся хроматиды, которые и становятся дочерними хромосомами. Из каждой исходной клетки в результате мейоза образуется четыре клетки с гаплоидным набором хромосом.

Мейоз 2 Профаза 2 1n2c Демонтаж ядерных мембран, расхождение центриолей к разным полюсам клетки, формирование нитей веретена деления. Метафаза 2 1n2c Выстраивание двухроматидных хромосом в экваториальной плоскости клетки (метафазная пластинка), прикрепление нитей веретена деления одним концом к центриолям, другим – к центромерам хромосом. Анафаза 2 2n2c Деление двухроматидных хромосом на хроматиды и расхождение этих сестринских хроматид к противоположным полюсам клетки (при этом хроматиды становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами), перекомбинация хромосом. Телофаза 2 в обеих клетках по 1n1c Всего 4 по 1n1c Деконденсация хромосом, образование вокруг каждой группы хромосом ядерных мембран, распад нитей веретена деления, появление ядрышка, деление цитоплазмы (цитотомия) с образованием двух, а в итоге обоих мейотических делений – четырех гаплоидных клеток.

Значение мейоза Происходит поддержание числа хромосом из поколения в поколение. Зрелые гаметы получают гаплоидное число (n) хромосом, а при оплодотворении восстанавливается характерное для данного вида диплоидное число хромосом. Образуется большое количество новых комбинаций генов при кроссинговере и слиянии гамет (комбинативная изменчивость), что дает новый материал для эволюции (потомки отличаются от родителей).

Перед мейозом в интерфазе происходит удвоение ДНК, поэтому число хромосом 2n, число ДНК – 4с В профазе, метафазеI, анафазеI – 2n4с, так как никаких изменений с хромосомами не происходит В телофазеI – 1n2с, так как после расхождения гомологичных хромосом в клетках остается гаплоидный набор, но хромосомы двухроматидные Особое внимание обратить на анафазу II, так как после расхождения хроматид число хромосом увеличивается в 2 раза (хроматиды становятся самостоятельными хромосомами) 2n 2с в телофазеII – 1n1с (в клетках остаются однохроматидные хромосомы)

2n4c n2c nc

Биологическое значение мейоза: благодаря мейозу происходит редукция числа хромосом. Из одной диплоидной клетки образуется 4 гаплоидных. образуются генетически различные клетки (в том числе гаметы), т. к. в процессе мейоза трижды происходит перекомбинация генетического материала: 1) за счёт кроссинговера, 2) за счёт случайного и независимого расхождения гомологичных хромосом, 3) за счёт случайного и независимого расхождения кроссоверных  хроматид. Первое и второе деление мейоза складываются из тех же фаз, что и митоз, но сущность изменений в наследственном аппарате другая.

Хромосомный набор соматических клеток цветкового растения равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетках семязачатка перед началом мейоза, в метафазе мейоза I и метафазе мейоза II. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменения числа ДНК и хромосом.

Ответ1 Перед началом мейоза количество ДНК – 56, так как оно удвоилось, а число хромосом не изменилось – их 28. В метафазе мейоза I количество ДНК – 56, число хромосом – 28, гомологичные хромосомы попарно располагаются над и под плоскостью экватора, веретено деления сформировано. В метафазе мейоза II количество ДНК – 28, хромосом – 14, так как после редукционного деления мейоза I число хромосом и ДНК уменьшилось в 2 раза, хромосомы располагаются в плоскости экватора, веретено деления сформировано.

Задача 2 Соматические клетки дрозофилы содержат 8 хромосом. Как изменится число хромосом и молекул ДНК в ядре при гаметогенезе перед началом деления и в конце телофазы мейоза I? Объясните результаты в каждом случае.

Ответ 2 Перед делением в период интерфазы происходит репликация ДНК, следовательно число хромосом остается прежним и равно 8, молекул ДНК – 16 В конце телофазы мейоза I образуются гаплоидные клетки , в которых хромосомы содержат 2 хроматиды, следовательно число хромосом уменьшается вдвое и составит 4, молекул ДНК – 8

Задача 3 У крупного рогатого скота в соматических клетках 60 хромосом. Каково будет число хромосом и молекул ДНК в клетках семенников в интерфазе перед началом деления и после деления мейоза I?

Ответ 3 В интерфазе перед началом деления: хромосом – 60, молекул ДНК – 120, после мейоза I: хромосом – 30, ДНК – 60. Перед началом деления молекулы ДНК удваиваются, их число увеличивается, а число хромосом не изменяется – 60, каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид. Мейоз I – редукционное деление, поэтому число хромосом и молекул ДНК уменьшается в 2 раза.

Задача 4 Хромосомный набор соматических клеток картофеля равен 48. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетках при мейозе в профазе мейоза I и метафазе мейоза II. Объясните все полученные результаты.

Ответ 4 В профазе мейоза I в клетке двойной набор двойных хромосом, 2n4c – 48 хромосом, 96 молекул ДНК. В первом делении мейоза расходятся двойные хромосомы, поэтому по окончании первого деления мейоза в каждой из двух клеток получается по одинарному набору двойных хромосом (n2c). В метафазе мейоза II они выстроятся на метафазной пластинке, но еще не разделятся, будет 24 хромосомы, 48 молекул ДНК

Задача 5 Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из клеток семязачатка перед началом мейоза, в анафазе мейоза I и анафазе мейоза II. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменение числа ДНК и хромосом.

Ответ 5 перед началом мейоза число молекул ДНК – 56, так как они удваиваются, а число хромосом не изменяется – их 28, в анафазе мейоза I число молекул ДНК 56, число хромосом – 28, к полюсам клетки расходятся гомологичные хромосомы, в анафазе мейоза II число хромосом – 28, к полюсам клетки расходятся сестринские хроматиды и становятся самостоятельными хромосомами (но все они в одной клетке), число молекул ДНК – 28, после первого деления удвоения ДНК не происходит, поэтому число ДНК уменьшилось в 2 раза.

Задача 6 Какой хромосомный набор характерен для клеток зародыша и эндосперма семени, листьев цветкового растения. Объясните результат в каждом случае.

Ответ 6 в клетках зародыша семени диплоидный набор хромосом – 2n, так как зародыш развивается из зиготы – оплодотворённой яйцеклетки, в клетках эндосперма семени триплоидный набор хромосом – 3n, так как образуется при слиянии двух ядер центральной клетки семязачатка (2n) и одного спермия (n), клетки листьев цветкового растения имеют диплоидный набор хромосом – 2n, так как взрослое растение развивается из зародыша.

Задача 7 с ответом Какой хромосомный набор характерен для клеток пыльцевого зерна и спермиев сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки. Клетки пыльцевого зерна сосны и спермии имеют гаплоидный набор хромосом – n. Клетки пыльцевого зерна сосны развиваются из гаплоидных спор МИТОЗОМ. Спермии сосны развиваются из пыльцевого зерна (генеративной клетки) МИТОЗОМ.

Задача 8 Общая масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах одной соматической клетки человека составляет около 6 •10-9мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в сперматозоиде и соматической клетке перед началом митотического деления и после его окончания. Ответ поясните.

Ответ 8 Перед началом деления в исходной клетке количество ДНК удваивается и масса равна 12 •10-9мг После окончания деления в соматической клетке количество ДНК остается таким же, как и в исходной клетке и составляет 6 •10-9мг В половых клетках 23 хромосомы, в два раза меньше, чем в соматических клетках. Следовательно масса ДНК в сперматозоиде составляет 3 •10-9мг

Задача 9 Какой хромосомный набор характерен для клеток пыльцевого зерна и спермиев сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки.

Ответ 9 В мужских шишках сосны развиваются пыльцевые мешки, внутри которых путем мейоза образуются микроспоры (пыльцевые зерна), имеющие гаплоидный набор хромосом Микроспора прорастает в мужской гаметофит, состоящий из двух клеток – вегетативной и генеративной. Генеративная клетка делится с образованием двух спермиев, имеющих гаплоидный набор хромосом

Спасибо за внимание. Удачи на экзамене.