ЗАПИСЬ НА ЗАНЯТИЯ — В ТЕЛЕГРАМ-КАНАЛЕ «БИОЛОГИЯ У СУРЕНА» →

МИТОЗ
ИНТЕРАКТИВНО

2n2c → интерфаза → 2n4c → митоз → 2 × 2n2c · к теории ↓
хромосомы от материот отцаверетено деления

Клетка

Фазы на схеме 2n = 4

    Хромосом4
    Молекул ДНК4
    Набор2n2c

    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 клеткаГамета
    Набор2nn
    Половые хромосомывсегда 2: XY или XX (у птиц и бабочек — наоборот)всегда 1: X или Y
    Аутосомы2n − 2n − 1
    У человека46 = 44 + XX/XY23 = 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 / фазаНаборЧеловек (2n = 46): хромосом / молекул ДНК
    G12n2c46 / 46
    S → G22n4c46 / 92
    Профаза, метафаза2n4c46 / 92
    Анафаза4n4c92 / 92
    Телофаза (в каждом ядре), дочерняя клетка2n2c46 / 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
    1. Делиться митозом могут клетки с любым набором: гаплоидные, диплоидные, триплоидные.
    2. Характерен для соматических клеток.
    3. Одно деление → две клетки.
    4. Нет конъюгации, кроссинговера и бивалентов.
    5. Наследственная информация распределяется поровну.
    6. У растений митозом образуются гаметы (из гаплоидных клеток гаметофита).
    Значение
    1. Основа бесполого размножения.
    2. Генетическая стабильность: дочерние клетки получают такой же набор, как у материнской.
    3. Рост организма — увеличение числа клеток.
    4. Регенерация — восстановление тканей.
    5. Позволяет изучать кариотип по метафазным хромосомам.

    08Виды митоза. Амитоз

    1. Открытый митоз — тот, что описан выше: ядерная оболочка распадается в профазе.
    2. Закрытый митоз — ядерная оболочка сохраняется, веретено строится внутри ядра. Бывает у ряда амёб и некоторых грибов (дрожжи). Внешне похож на амитоз, но это митоз.
    3. 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

    АпоптозНекроз
    Что этоЗапрограммированная, контролируемая гибель клеткиПатологическая гибель клетки из-за повреждения
    МеханизмВключаются «гены смерти»; их белки аккуратно разбирают структуры клетки; клетка распадается на апоптотические тельца, их поглощают макрофагиКлетка набухает, мембрана разрывается, содержимое выливается наружу
    Соседние клеткиНе повреждаются, воспаления нетСтрадают, развивается воспаление
    ПримерыИсчезновение хвоста у головастика, перепонок между пальцами у эмбриона, удаление старых клеток. Это норма.Ожог, травма, нарушение кровоснабжения (инфаркт)