Размножение и развитие (митоз, мейоз)

1. Раскройте механизмы, обеспечивающие постоянство числа хромосом в клетках организмов из поколения в поколение?

- благодаря мейозу образуются гаметы с гаплоидным набором хромосом;

- при оплодотворении в зиготе восстанавливается диплоидный набор хромосом, что обеспечивает постоянство хромосомного набора;

- рост организма происходит за счет митоза, обеспечивающего постоянство числа хромосом в соматических клетках.

2. Для соматической клетки животного характерен диплоидный набор хромосом. Определите хромосомный набор (n) и число молекул ДНК (с) в клетке в конце телофазы мейоза I и анафазе мейоза II. Объясните результаты в каждом случае.

- в конце те­ло­фа­зы мей­о­за I набор хро­мо­сом – n; число ДНК – 2с;

- в ана­фа­зе мей­о­за II набор хро­мо­сом – 2n (n + nна каждом полюсе); число ДНК – 2с;

- в конце те­ло­фа­зы I про­изо­шло ре­дук­ци­он­ное де­ле­ние, число хро­мо­сом и ДНК умень­ши­лось в 2 раза, хро­мо­со­мы дву­х­ро­ма­тид­ные;

- в ана­фа­зе мей­о­за II к по­лю­сам рас­хо­дят­ся сест­рин­ские хро­ма­ти­ды (хро­мо­со­мы) и становятся самостоятельными хромосомами, по­это­му число хро­мо­сом равно числу ДНК.

3. Какой хромосомный набор характерен для гамет и спор растения мха кукушкина льна? Объясните, из каких клеток и в результате какого деления они образуются.

Га­ме­ты мха ку­куш­ки­на льна об­ра­зу­ют­ся на га­ме­то­фи­тах из га­п­ло­ид­ной клет­ки путём ми­то­за. Набор хро­мо­сом у гамет оди­нар­ный — n.

Споры мха ку­куш­ки­на льна об­ра­зу­ют­ся на ди­пло­ид­ном спо­ро­фи­те в спо­ран­ги­ях путём мей­о­за из ди­пло­ид­ных кле­ток. Набор хро­мо­сом у спор оди­нар­ный — n

4. Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в ядре (клетке) семязачатка перед началом мейоза I и мейоза II. Объясните результаты в каждом случае.

- Клет­ки се­мя­за­чат­ка со­дер­жат ди­пло­ид­ный набор хро­мо­сом — 28 (2n2c).

Перед на­ча­лом мей­о­за в S-пе­ри­о­де ин­тер­фа­зы - удво­е­ние ДНК: 28 хро­мо­сом, 56 ДНК (2n4c).

- В ана­фа­зе мей­о­за 1 — к по­лю­сам клет­ки рас­хо­дят­ся хро­мо­со­мы, со­сто­я­щие из двух хро­ма­тид. Де­ле­ние ре­дук­ци­он­ное.

В конце мей­о­за I об­ра­зу­ет­ся клет­ка с на­бо­ром n2c —14 хро­мо­сом, 28 ДНК.

- В мейоз II всту­па­ют 2 до­чер­ние клет­ки с га­п­ло­ид­ным на­бо­ром хро­мо­сом (n2c).

В ана­фа­зе мей­о­за II — к по­лю­сам клет­ки рас­хо­дят­ся хро­ма­ти­ды. После рас­хож­де­ния хро­ма­тид в те­ло­фа­зе II об­ра­зу­ет­ся 4 га­п­ло­ид­ных клет­ки с на­бо­ром nc — 14 хро­мо­сом, 14 ДНК

5. Весной, при благоприятных условиях, самка тли, размножаясь партеногенетически, может воспроизвести до 60 особей только женского пола, каждая из которых через неделю даст столько же самок. К какому способу относят такое размножение, в чём его особенность? Почему при этом образуются только женские особи?

- Спо­соб – пар­те­но­ге­нез — от­но­сят к по­ло­во­му раз­мно­же­нию.

- Осо­бен­ность – раз­ви­тие из не­опло­до­тво­рен­ной яй­це­клет­ки. Из не­опло­до­тво­рен­ной яй­це­клет­ки у тлей может по­лу­чить­ся толь­ко жен­ская особь.

6. Какие процессы происходят в ядре клетки в интерфазе?

- удвоение молекул ДНК;

- синтез всех видов РНК;

- формирование рибосом.

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

- перед началом деления в исходной клетке количество ДНК удваивается и масса равна 2 · 6 · 10 - 9 = 12 · 10 - 9 мг;

- после окончания деления в соматической клетке количество ДНК остаётся таким же, как в исходной клетке:

6 · 10 - 9 мг;

- в половых клетках 23 хромосомы, то есть в два раза меньше, чем в соматических, соответственно масса ДНК в сперматозоиде в два раза меньше и составляет 6 · 10 - 9: 2 = 3 · 10 - 9 мг.

8. Какие особенности хромосом обеспечивают передачу наследственной информации?

- содержат ДНК, в которой закодирована наследственная информация;

- способны к самоудвоению за счёт репликации ДНК;

- способны равномерно распределяться в клетках при делении, обеспечивая преемственность признаков.

9. Какое деление мейоза сходно с митозом? Объясните, в чем оно выражается и к какому набору хромосом в клетке приводит.

- сходство с митозом наблюдается во втором делении мейоза;

- все фазы сходны, к полюсам клетки расходятся сестринские хромосомы (хроматиды);

- образовавшиеся клетки имеют гаплоидный набор хромосом.

10. Определите тип и фазу деления клетки, изображенной на рисунке. Какие процессы происходят в этой фазе?

- на рисунке изображена метафаза митоза;

- нити веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом;

- в этой фазе двухроматидные хромосомы выстраиваются в плоскости экватора.

11. Какие стадии гаметогенеза обозначены на рисунке буквами А, Б и В? Какой набор хромосом имеют клетки на каждой из этих стадий? К развитию каких специализированных клеток ведёт этот процесс?  

- А – стадия (зона) размножения (деления), клетки диплоидные;

- Б – стадия (зона) роста, клетка диплоидная;

- В - стадия (зона) созревания, клетки гаплоидные, развиваются сперматозоиды.

12. 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. Клет­ки се­мя­за­чат­ка со­дер­жат ди­пло­ид­ный набор хро­мо­сом – 28 (2n2c). Перед на­ча­лом мей­о­за в S-пе­ри­о­де ин­тер­фа­зы - удво­е­ние ДНК: 28 хро­мо­сом, 56 ДНК (2n4c).

В ана­фа­зе мей­о­за 1 – к по­лю­сам клет­ки рас­хо­дят­ся хро­мо­со­мы, со­сто­я­щие из двух хро­ма­тид. Ге­не­ти­че­ский ма­те­ри­ал клет­ки будет (2n4c = n2c + n2c) - 28 хро­мо­сом, 56 ДНК. В мейоз 2 всту­па­ют 2 до­чер­ние клет­ки с га­п­ло­ид­ным на­бо­ром хро­мо­сом (n2c) - 14 хро­мо­сом, 28 ДНК. В ана­фа­зе мей­о­за 2– к по­лю­сам клет­ки рас­хо­дят­ся хро­ма­ти­ды. После рас­хож­де­ния хро­ма­тид число хро­мо­сом уве­ли­чи­ва­ет­ся в 2 раза (хро­ма­ти­ды ста­но­вят­ся са­мо­сто­я­тель­ны­ми хро­мо­со­ма­ми, но пока они все в одной клет­ке) – (2n2с = nc + nc) – 28 хро­мо­сом, 28 ДНК.

13. Какой хромосомный набор характерен для клеток мякоти иголок и спермиев сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки. 

14. В соматических клетках дрозофилы содержится 8 хромосом. Определите, какое количество хромосом и молекул ДНК содержится при гаметогенезе в ядрах перед делением в интерфазе и в конце телофазы мейоза I. Объясните, как образуется такое число хромосом и молекул ДНК. 1. Клет­ка со­дер­жит 8 хро­мо­сом и 8 мо­ле­кул ДНК. Это ди­пло­ид­ный набор. 2. Перед де­ле­ни­ем в ин­тер­фа­зе про­ис­хо­дит удво­е­ние мо­ле­кул ДНК. (8 хро­мо­сом и 16 мо­ле­кул ДНК) 3. В те­ло­фа­зе 1 го­мо­ло­гич­ные хро­мо­со­мы рас­хо­дят­ся к по­лю­сам клет­ки, клет­ки де­лят­ся и об­ра­зу­ют 2 га­п­ло­ид­ных ядра. (4 хро­мо­со­мы и 8 мо­ле­кул ДНК).

15. Общая масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах одной соматической клетки человека составляет около 6 · 10⁻⁹ мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в ядре клетки при овогенезе перед началом мейоза и после окончания мейоза. Объясните полученные результаты. Перед началом мейоза хромосомы удваиваются, общая масса ДНК становится 12 · 10^-9 мг. В профазе мейоза I никаких изменений количества хромосом еще не произошло, остается 12 · 10^-9 мг. В ходе первого деления мейоза количество хромосом уменьшилось в 2 раза, следовательно, в профазе мейоза II 6 · 10^-9 мг ДНК.

16. Какой хромосомный набор характерен для ядер клеток эпидермиса листа и восьмиядерного зародышевого мешка семязачатка цветкового растения? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки.

- Эпи­дер­мис листа имеет ди­пло­ид­ный набор хро­мо­сом. Взрос­лое рас­те­ние яв­ля­ет­ся спо­ро­фи­том.

- Все клет­ки за­ро­ды­ше­во­го мешка га­п­ло­ид­ны, но в цен­тре на­хо­дит­ся ди­пло­ид­ное ядро(об­ра­зу­ет­ся в ре­зуль­та­те сли­я­ния двух ядер) - это уже не вось­ми­ядер­ный, а се­ми­кле­точ­ный за­ро­ды­ше­вый мешок. Это га­ме­то­фит.

- Спо­ро­фит об­ра­зу­ет­ся из кле­ток за­ро­ды­ша се­ме­ни путем ми­то­ти­че­ско­го де­ле­ния. Га­ме­то­фит об­ра­зу­ет­ся путем ми­то­ти­че­ско­го де­ле­ния из га­п­ло­ид­ной споры.

17. Докажите, почему вегетативное размножение растений относят к бесполому. Приведите не менее трёх доказательств.

- в раз­мно­же­нии участ­ву­ет одна особь;

- по­том­ки яв­ля­ют­ся ко­пи­я­ми ро­ди­тель­ской особи;

- новый ор­га­низм об­ра­зу­ет­ся из со­ма­ти­че­ских кле­ток (ве­ге­та­тив­ных ор­га­нов).