Определение числа хромосом в различных фазах мейоза у растений
Задача 554.
В клетках эндосперма (эндосперм содержит - 3n набор хромосом) семян лилии содержится 36 хромосом. Какое число хромосом и молекул ДНК будет в телофазе мейоза I и мейоза II у лилии? Какое число хромосом и молекул ДНК будет в интерфазе?
Решение:
Эндосперм семени растения лилии содержит триплоидный набор хромосом 3n = 36, значит соматическая клетка лилии будет содержать диплоидный набор хромосом - 2n = 24 (3n/3 . 2 = 36/3 . 2 = 24).
Мейоз состоит из 2-х последовательных делений:
I деление называется редукционное или уменьшительное.
II деление называется эквационyое или уравнительное, т.е. идет по типу митоза (значит число хромосом в материнской и дочерних клетках остается прежним). Фазы называются также как и в митозе, а перед началом мейоза клетка также проходит интерфазу.
В начале интерфазы мейоза I набор хромосом - 2n2c = 24 хромосомы, состоящие из одной хроматиды, а после удвоения хроматид, в конце интерфазы мейоза I - 2n4c = 24 хромосомы, состоящие из двух удвоенных хроматид. Таким образом, перед началом деления происходит репликация ДНК, после которой число хромосом не изменяется (соответствует диплоидному набору), но каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид, поэтому число молекул ДНК равно удвоенному числу диплоидного набора хромосом - 48 молекул ДНК.
В телофазе мейоза I – по полюсам клетки находятся целые хромосомы, состоящие из 2-х хроматид, но количество их стало в 2 раза меньше. Вокруг них на каждом полюсе формируется ядерная мембрана. Хромосомный набор образовавшихся после первого деления клеток составляет - 1n2c. Значит, гаплоидный набор клеток лилии в телофазе мейоза I – 1n2с (n2c) = 12 (2n/2 = 12). При этом образуются две клетки с набором 12 хромосом, состоящих из двух хроматид. После первого и перед вторым делением количество ДНК в каждой из двух дочерних клетках сокращается до 1n2c (nc). То есть гомологичные хромосомы расходятся в разные клетки, но продолжают состоять из двух хроматид, поэтому число молекул ДНК в два раза больше гаплоидного числа хромосом - 24 молеулы ДНК.
После первого (редукционного) деления мейоза число хромосом уменьшилось в 2 раза (клетки гаплоидные), каждая хромосома состоит из двух хроматид. Набор хромосом можно записать так - n2c = 12 хромосом, поэтому число молекул ДНК в два раза больше гаплоидного числа хромосом - 24 молеулы ДНК.. В телофазе мейоза II - хромосомы деспирализуются, растягиваются и после этого плохо различимы, состоят из одной хроматиды. Образуются ядерные оболочки, ядрышки. Телофаза II завершается цитокинезом. Хромосомный набор после телофазы II составляет – 1n1c. Значит, гаплоидный набор клеток лилии в телофазе мейоза II – 1n1с (nc) = 12 (2n/2 = 12). В результате второго деления мейоза образуются четыре клетки с набором 12 хромосом, в каждой присутствует только одна хроматида, поэтому число молекул ДНК равно числу хромосом - 12 молекул ДНК.
Ответ: набор хромосом в интерфазе - 2n4c = 24 хромосомы, состоящие из двух удвоенных хроматид; набор хромомом в телофазе мейоза I – 1n2с (n2c) = 12 хромосом, состоящих из двух хроматид; набор хромомом в телофазе мейоза II – 1n1с (nc) = 12 хромосом, состоящих из одной хроматиды.
Задача 555.
В соматических клетках клевера содержится 14 хромосом. Какое число хромосом будут иметь клетки клевера в телофазе мейоза I и анафазе мейоза II по сравнению с интерфазой?
Решение:
Мейоз состоит из 2-х последовательных делений:
I деление называется редукционное или уменьшительное.
II деление называется эквационyое или уравнительное, т.е. идет по типу митоза (значит число хромосом в материнской и дочерних клетках остается прежним). Фазы называются также как и в митозе, а перед началом мейоза клетка также проходит интерфазу.
В начале интерфазы мейоза I набор хромосом - 2n2c = 14 хромосом, состоящие из двух хроматид, а после удвоения хроматид, в конце интерфазы мейоза I - 2n4c = 14 хромосом, состоящие из двух удвоенных хроматид.
В телофазе I – веретено деления разрушается и по полюсам клетки находятся целые хромосомы, состоящие из 2-х хроматид, но количество их стало в 2 раза меньше. Хромосомный набор образовавшихся после первого деления клеток клевера составляет - 1n2c. Значит, гаплоидный набор клеток клевера в телофазе мейоза I – 1n2с = 7 (2n/2 = 14/2 = 7).
В начале мейоза II набор хромосом - 1n2c = 7 хромосом, состоящие из двух хроматид.
В анафазе II – центромеры делятся и нити веретена деления разводят хроматиды к разным полюсам клетки. Сестринские хроматиды называются дочерними хромосомами (или материнские хроматиды это и будут дочерние хромосомы). При этом у каждого полюса клетки гаплоидное число хромосом 1n1c, состоящих из однй хроматиды, но разделения цитоплазмы еще не произошло, поэтому в клетке в целом количество хромосом и молекул ДНК в два раза больше, чем у каждого полюса - 2n2c = 14 хромосом, состоящие из одной хроматииды.
Ответ: набор хромосом в интерфазе - 2n4c = 14 хромосом, состоящие из двух удвоенных хроматид; набор хромомом в телофазе мейоза I – 1n2с = 7 хромосом, состоящих из двух хроматид; набор хромомом в анафазе мейоза II – 2n2с = 14 хромосом, состоящие из одной хроматиды.
Задача 556.
Хромосомный набор соматических клеток картофеля равен 48. Определите количество хромосом и количество молекул ДНК в клетках в анафазе мейоза I и анафазе мейоза II по сравнению с интерфазой?.
Решение:
1. Находим n - гаплоидный набор хромосом и с - количество молекул ДНК.
n = с.
По условию дана соматическая клетка:
2n = 48.
Тогда
n = c = 24 (48/2 = 24).
2. В анафазе мейоза I нити веретена деления разрывают биваленты (2n4c), расположенные на экваторе клетки. Происходит случайное независимое расхождение двухроматидных хромосом к противоположным полюсам клетки (из каждой пары гомологичных хромосом одна хрмосома отходит к одному полюсу, другая - к другомму), перекомбинация хромосом. Каждая хромосома удвоена и состоит из двух сестринских хроматид.
2n = 2 . 24 = 48;
4c = 4 . 24 = 96;
48 хромосом, 96 ДНК.
3. В анафазе мейоза II нити веретена деления делят двухроматидные хромосомы (2n2c) на две однохроматидные хромосомы. Дочерние хромосомы расходятся по полюсам клетки. В итоге из каждой хромосомы образовались 2 новые (хроматиды становятся саммостоятельными однохроматидными хроомосомами), при этом количество ДНК не поменялось.
2n = 2 . 24 = 48;
2c = 2 .24 = 48;
48 хромосом, 48 ДНК.
Ответ: в анафазе мейоза I - 48 хроммосом, 96 ДНК; в анафазе мейоза II - 48 хромосом, 48 ДНК.
Задача 557.
Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетке семязачатка при образовании макроспоры в конце мейоза II.
Решение:
Находим n - гаплоидный набор хромосом и с - количество молекул ДНК.
n = с.
По условию дана соматическая клетка:
2n = 28.
Тогда
n = c = 14 (28/2 = 14).
К концу мейоза II набор хромосом гаплоидный, хромосомы однохроматидные, поэтому число ДНК равно количеству хромосом.
1n1c = 14 хромосом, 14 ДНК.
Ответ: в конце мейоза II - 14 хромосом, 14 ДНК.
Задача 558.
Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетках пыльников при спорообразовании в метафазе II мейоза.
Решение:
Находим n - гаплоидный набор хромосом и с - количество молекул ДНК.
n = с.
По условию дана соматическая клетка:
2n = 28.
Тогда
n = c = 14 (28/2 = 14).
В метафазе II мейоза хромосомы выстраиваются в линию по экватору клетки. Одним концом нити веретена деления прикрепляются к центромерам, другим концом к центриолям, количество хромосом и молекул ДНК не изменяется.
1n2c = 14 хромосом, 28 ДНК.
Ответ: в метафазе II мейоза - 14 хромосом, 28 ДНК.
