Определение хромосомного набора соматических и генеративных клеток
Задача 565.
Яйцеклетка содержит 4 хромосомы, сколько бивалентов, хромосом, хроматид в метафазе редукционного и эквационного деления?
Решение:
а) В матафазе редукционного деленя биваленты устанавливаются в плоскости экватора веретена деления, образуя метафазную пластинку. Биваленты - это хромососомные пары. Каждый бивалент имеет 4 хроматиды.
По условию дана яйцеклетка с 4 хромосомами. Можно записать так: n = c = 4.
Тогда
2n4c - хромосомный набор в метафазу редукционного деления.
Количество бивалентов равно n - 4.
Количество хромосом равно 2n - 8 (2 . 4 = 8).
Количество хроматид равно 4с - 16 (4 . 4 = 16).
б) В ходе метафазы эквационного деления хромосомы вновь располагаются в плоскости экватора, но по одной, а не парами как в метафазе редукционного деления. Каждая хромосома имеет 2 хроматиды.
Тогда
n2c - хромосомный набор в метафазу эквационного деления.
Количество бивалентов равно - 0.
Количество хромосом равно n - 4 (4 . 1 = 4).
Количество хроматид равно 2с - 8 (2 . 4 = 8).
Задача 566.
В редукционную анафазу 1 пара хромосом не разошлась, сколько в гаметах будет хромосом?
Решение:
В анафазе 1 к полюсам клетки будут расходиться не сестринские хроматиды, а гомологичные хромосомы. Хромосомный набор: n2c – у полюсов клетки, 2n4c – в целой клетке. При не расхождении 1 пары хромосом в редукционную анафазу 1 во время гаметогенеза образуется половина гамет с уменьшенным на 1 единицу набором хромосом и половина – с увеличенным на 1 единицу набором. При слиянии таких гамет с нормальными гаметами у потомков наблюдается моносомия по одеой паре хромосом и трисомия по одной паре хромосом.
Можно записать, если 2n = 8 так:
n = 3 - 50% гамет;
n = 5 - 50% гамет.
Задача 567.
Соматические клетки кролика содержат 44 хромосомы. Как изменится число хромосом и молекул днк в ядре при гаметогенезе перед началом деления и в конце телофазы мейоза 1?
Решение:
Соматическая клетка содержит диплоидный набор хромосом и ДНК, т.е. 2n2c. Половые клетки содержат гаплоидный набор хромосом и ДНК - nc.
Находим n - гаплоидный набор хромосом и с - количество молекул ДНК.
n = с.
По условию дана соматическая клетка:
2n = 44.
Тогда
n = c = 44 (44/2 = 22).
Перед началом мейоза в синтетическом периоде интерфазы происходит репликация ДНК, хромосомы становятся двуххроматидными. Число хромосом не меняется, а число молекул днк увеличивается в два раза. Хромосомный набор клетки из 2n2c на 2n4c. Тогда для кролика можно записать - 44 хромосомы, 88 молекул ДНК.
В конце телофазы мейоза 1 происходит разделение цитоплазмы (цитокинез), в каждой дочерней клетке гаплоидное число хромосом, каждая из которых содержит 2 молекулы ДНК, т.е. число хромосом и молекул ДНК уменьшено в 2 раза (2n4c/2 = n2c). Тогда для кролика можно записать - 22 хромосомы и 44 молекулы ДНК.
Задача 568.
У зиготы при первом делении происходит потеря Х-хромосомы. Какой у них будет тогда кариотип?
Решение:
Если во время митоза произойдёт потеря (элиминация) одной Х-хромосомы, то в дочерние клетки, в анафазу митоза перейдёт не две Х-хромосомы, а одна, т.е. в каждой образовавшейся дочерней клетке будет находиться на одну Х-хромосому меньше (женский организм с кариотипом 45,Х - синдром Тернера) или (мужской организм с кариотипом 45,Y - нежизнеспособная особь).
Задача 569.
Сколько будет хромосом и хроматид после конца второго деления мейоза в сперматоцитах?
Решение:
После конца второго деления мейоза в сперматоцитах будет содержаться 23 двухроматидные хромосомы (хромосомный набор n2c, т.е. 23 хромосомы, 46 хроматиды, 46 молекул ДНК). Далее из сперматоцитов формируются сперматиды, хроматиды хромосом сперматоцита расходятся к полюсам и после деления цитоплазмы формируются два сперматида с одинарным набором однохроматидных хромосом (nc = 23 хромосомы, 23 хроматиды, 23 молекулы ДНК). В последующем из сперматда формируется сперматозоид с идентичным сперматиду хромосомным набором nc.
Задача 570.
Какой будет кариотип, если во время первого деления зиготы хроматиды Х-хромосомы не разошлись (XY, 46 хромосом)
Решение:
При митозе в анафазе расходятся хромосомы на хроматиды, поэтому одна клетка получит на одну хроматиду Х-хромосомы больше (кариотип 47,ХХY), а другая – не получит хроматиду Х-хромосомы (кариотип 45,Y), так как к одному полюсу клетки перешло на одну Х-хромосому больше, а к другому – на одну меньше.
Задача 571.
Может ли передаться ребенку 26 хромосом от матери?
Решение:
Да может. В норме у человека число хромосом равно 46, из которых 23 ребенок получает от матери и 23 хромосомы от отца.
В результатом материнского нерасхождения хромосом во время мейоза I и II при овогенезе может образоваться яйцеклетка с 26 хромосомами (26, ХХХХ). При оплодотворении такой яйцеклетки нормальным Yсперматозоидом образуется зиготта - 49, XXXXY. Синдромом Фраккаро 49, XXXXY — редкая анеуплоидная половая хромосомная аномалия.
Задача 572.
Сколько будет хромосом в гамете человека, если произошло нерасхождение Х-хромосомы в анафазе мейоза 2?
Решение:
В анафазе 2 центромеры расщепляются, двухроматидные хромосомы разделяются, и теперь к каждому полюсу движется однохроматидная хромосома. Если произошло нерасхождение Х-хромосомы в анафазе мейоза 2, то к одному полюсу отойдет 22 хроматиды аутосом и 2 хроматиды Х-хромосомы, т.е. в последующем образуется гамета с двумя Х-хромосомами и двадцатью двумя аутосомами (кариотип гаметы - 24,ХХ), а к другому полюсу отойдут только 22 хроматиды аутосом и ни одной Х-хромосомы (кариотип гаметы - 22,00).
Задача 573.
Какое максимальное число хромосом отцовской клетки будет в сперматозоиде?
Решение:
Кариотип сперматозоида человека 23,Х или 23,Y. Тогда общее число хромосом в сперматозоиде - 23.
Задача 574.
Что будет, если при первом делении зиготы потеряется одна Х-хромосома?
Решение:
При потере одной Х-хромосомы при первом делении зиготы (кариотипом 46, ХХ) каждая дочерняя клетка получит по одной хроматиде Х-хромосомы и, их кариотип будет 45,Х0. Если зигота с кариотипом 46, ХY, то при потере Х-хромосомы образуется две клетки с кариотипом 45,0Y, что маловероятно, потому что особи с таким кариотипом нежизнеспособны.
Задача 575.
Соматические клетки дрозофилы содержат 8 хромосом. Определите число хромосом и молекул ДНК в профазе, анафазе и после завершения телофазы митоза. Объясните полученные результаты.
Решение:
1) При подготовке клетки к делению происходит репликация ДНК, число хромосом не меняется, число молекул ДНК увеличивается в 2 раза, поэтому число хромосом 8, молекул ДНК – 16.
2) В профазе митоза хромосомы спирализуются, но их количество не меняется, поэтому число хромосом 8, молекул ДНК – 16.
3) В анафазе митоза к полюсам расходятся хроматиды хромосом, у каждого полюса – диплоидное число однохроматидных хромосом, но разделения цитоплазмы еще не произошло, поэтому в целом в клетке 8 хромосом и 16 молекул ДНК.
4) Телофаза митоза завершается разделением цитоплазмы, поэтому в каждой образовавшейся клетке 8 хромосом и 8 молекул ДНК.
Задача 576.
Набор хромосом соматической клетки зеленой лягушки 26 Определите, какой набор хромосом имеют сперматоциты 2 порядка, сперматозоиды, а также клетки головастика. Ответ поясните.
Решение:
1) Сперматоциты 2 порядка образуются в результате первого деления мейоза и имеют 13 хромосом.
2) Сперматозоиды образуются после второго деления мейоза и имеют 13 хромосом.
3) Головастик - личинка лягушки, развивается из зиготы и его клетки имеют 26 хромосом.
Задача 577.
Какой хромосомный набор характерен для клеток эндосперма семени и листьев цветкового растения. Объясните полученные результаты.
Решение:
1) в клетках эндосперма семени триплоидный набор хромосом 3n, а в клетках листьев цветкового растения 2n;
2) эндосперм (3n) развивается из клетки, образованной от слияния двух клеток – центральной клетки семязачатка (2n) и одного из спермиев (n);
3) листья цветкового растения развиваются из клеток зародыша. В клетках зародыша семени диплоидный набор хромосом – 2n, так как зародыш формируется из зиготы – оплодотворённой яйцеклетки.
