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 набор хромосом - 3n3c = 36 хромосом, состоящие из одной хроматиды, а после удвоения хроматид, в конце интерфазы - 3n6c = 36 хромосом, состоящих из двух хроматид. Таким образом, перед началом деления происходит репликация ДНК, после которой число хромосом не изменяется (соответствует триплоидному набору), но каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид, поэтому число молекул ДНК равно удвоенному числу триплоидного набора хромосом - 72 молекул ДНК. Кариотип эндосперма в конце интерфазы имеет вид: 3n6c (36 хромосом и 72 молекулы 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 – 1,5n3c. Значит, клетки эндосперма лилии в телофазе мейоза I содержат 18 хромосом (12 . 1,5 = 18) и 36 молекул ДНК (12 . 3 = 36). При этом образуются две клетки с набором 18 хромосом, состоящих из двух хроматид. После первого (редукционного) деления мейоза число хромосом уменьшилось в 2 раза, каждая хромосома состоит из двух хроматид.
В анафазе мейоза II клетки эндосперма семян лилии содержат 36 однохроматидных хромосом, по 18 на каждом полюсе клетки. Так как в телофазе мейоза II происходит разделение цитоплазмы (цитокинез), поэтому в каждой дочерней клетке число хромосом равно половинному набору 18 однохроматидных хромосом, каждая содержит одну молекулу ДНК. Значит, клетки эндосперма семени лилии в телофазе мейоза II содержат 18 хромосом и 18 молекул ДНК. Кариотип клетки в телофазе мейоза II имеет вид: 1,5n3c.
Ответ:
1) в интерфазе клетки эндосперма семян лилии содержат 36 хромосом и 72 молекулы ДНК;
2) в телофазе мейоза I клетки эндосперма семян лилии содержат 18 хромосом и 36 молекул ДНК;
3) в телофазе мейоза II клетки эндосперма семян лилии содержат 18 хромосом и 18 молекул ДНК.
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 (число молекул ДНК равно 28).
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, чем в интерфазе. 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), а число молекул ДНК равно 14 (2с = 2 . 7 = 14).
В начале мейоза II набор хромосом - 1n2c = 7 хромосом, состоящих 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. После разделения цитоплазмы количество хромосом и молекул ДНК одинаково (7 хромосом и 7 молекул ДНК). Карилтип клетки – nc.
Ответ:
1) кариотип клеток картофеля в интерфазе - 2n4c = 14 хромосом и 28 молекул ДНК;
2) кариотип клеток картофеля в телофазе мейоза I – 1n2с = 7 хромосом и 14 молекул ДНК;
3) кариотип клеток картофеля в анафазе мейоза II – n2с = 7 хромосом и 14 молекул ДНК.
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).
В интерфазе число хромосом не меняется, а число молекул ДНК увеличивается в два раза, потому что происходит репликация ДНК, хромосомы становятся двуххроматидными. Кариотип интерфаза имеет вид: 2n4с (число хромосом в клетке картофеля 48, число молекул ДНК – 96).
2. В анафазе мейоза I нити веретена деления разрывают биваленты хроматид (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, но разделения цитоплазмы еще не произошло, поэтому у каждого полюса клетки картофеля будет находиться гаплоидное число двуххроматидных хромосом - n2c (24 хромосомы, 48 ДНК). Таким образом, в анафазе мейоза I в клетках картофеля общее число хромосом 48, число молекул ДНК – 96. Кариотип клетки 2n4c.
3. В анафазе мейоза II нити веретена деления делят двухроматидные хромосомы (n2c) на две однохроматидные хромосомы. Дочерние хромосомы расходятся по полюсам клетки. В итоге из каждой хромосомы образовались 2 новые (хроматиды становятся саммостоятельными однохроматидными хромосомами), при этом количество ДНК не поменялось. У каждого полюса клетки гаплоидное число хромосом, содержащих одну молекулу ДНК (nc), 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. Таким образом, в анафазе мейоза I I в клетках картофеля общее число хромосом 48, число молекул ДНК тоже 48. Кариотип клетки 2n2c.
Ответ:
1) в интерфазе 48 хромосом, 96 ДНК; 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:
1) в клетке семязачатка содержится 14 хромосом и14 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 одну линию по экватору клетки, каждая состоит из двух хроматид . Одним концом нити веретена деления прикрепляются к центромерам, другим концом к центриолям, количество хромосом и молекул ДНК не изменяется, остается таким же как и в профазе второго мейоза (n2c). Кариотип пыльников при спорообразовании в метафазе II мейоза:
1n2c = 14 хромосом, 28 ДНК.
Ответ:
1) в клетках пыльников в метафазе II мейоза содержится 14 хромосом и 28 ДНК.
