Mitoza i mejoza: różnice w tabeli i zadania maturalne

Mitoza to jeden podział, po którym z 1 komórki powstają 2 komórki potomne z taką samą liczbą chromosomów i takim samym materiałem genetycznym jak komórka macierzysta. Mejoza to 2 następujące po sobie podziały, po których powstają 4 komórki z liczbą chromosomów zmniejszoną o połowę (z 2n do n) i z różnym zestawem genów.

Mitoza służy do wzrostu, regeneracji i rozmnażania bezpłciowego. Mejoza pozwala zachować stałą liczbę chromosomów w kolejnych pokoleniach organizmów rozmnażających się płciowo i zwiększa ich zmienność genetyczną.

Mitoza i mejoza: różnice w tabeli

Fazy mitozy w skrócie

Przed mitozą, w fazie S interfazy, zachodzi replikacja DNA. Każdy chromosom składa się wtedy z 2 chromatyd siostrzanych.

1. Profaza. Chromatyna kondensuje w chromosomy, zanika otoczka jądrowa, tworzy się wrzeciono podziałowe.
2. Metafaza. Chromosomy ustawiają się w płaszczyźnie równikowej komórki. To najlepszy moment, żeby je policzyć.
3. Anafaza. Chromatydy siostrzane rozdzielają się i wędrują do przeciwnych biegunów.
4. Telofaza. Odtwarzają się otoczki jądrowe, chromosomy dekondensują. Zwykle zachodzi cytokineza, czyli podział cytoplazmy.

Fazy mejozy w skrócie

Mejoza I (podział redukcyjny)

1. Profaza I. Chromosomy homologiczne łączą się w pary (biwalenty). Zachodzi crossing-over, czyli wymiana odcinków między chromatydami niesiostrzanymi.
2. Metafaza I. Pary chromosomów homologicznych ustawiają się w płaszczyźnie równikowej. Ich ułożenie jest losowe.
3. Anafaza I. Do biegunów wędrują całe chromosomy homologiczne, a nie chromatydy. Tu liczba chromosomów spada o połowę.
4. Telofaza I. Powstają 2 komórki haploidalne, w których chromosomy wciąż mają po 2 chromatydy.

Mejoza II (podział zachowawczy) przebiega podobnie do mitozy: w anafazie II rozdzielają się chromatydy siostrzane. Między mejozą I a mejozą II nie ma replikacji DNA.

Liczba chromosomów i ilość DNA: zapis n i c

W zadaniach maturalnych liczbę chromosomów zapisuje się jako n, a ilość DNA jako c. Komórka diploidalna po replikacji ma zapis 2n4c.

Skąd bierze się zmienność genetyczna w mejozie

Komórki powstałe w mejozie różnią się od siebie z 2 powodów:

1. Crossing-over w profazie I tworzy nowe kombinacje alleli na jednym chromosomie.
2. Niezależna segregacja chromosomów w anafazie I: o tym, który chromosom z pary trafi do którego bieguna, decyduje przypadek. U człowieka (n = 23) daje to $2^{23}$, czyli ponad 8 milionów kombinacji, jeszcze bez crossing-over.

Przykładowe zadanie maturalne

Zadanie. Komórka pewnego zwierzęcia ma 2n = 8. Podaj liczbę chromosomów i chromatyd w komórce w metafazie mitozy, w metafazie II mejozy oraz w komórce powstałej po zakończeniu mejozy.

Rozwiązanie krok po kroku:

1. Metafaza mitozy: DNA jest już po replikacji, chromosomy jeszcze się nie rozdzieliły. 8 chromosomów, 16 chromatyd.
2. Metafaza II mejozy: po mejozie I liczba chromosomów spadła do połowy, ale każdy nadal ma 2 chromatydy. 4 chromosomy, 8 chromatyd.
3. Komórka po mejozie: chromatydy rozdzieliły się w anafazie II. 4 chromosomy, każdy z 1 chromatydą.

Najczęstsze błędy w zadaniach

• Stwierdzenie, że mejoza zachodzi tylko w gonadach. U roślin mejoza prowadzi do powstania zarodników, a gamety roślin powstają w wyniku mitozy.
• Zapis, że w mitozie powstają komórki haploidalne. Mitoza nie zmienia liczby chromosomów: z komórki haploidalnej powstaną komórki haploidalne, z diploidalnej diploidalne.
• Przypisanie crossing-over do metafazy I zamiast profazy I.
• Brak uzasadnienia. W poleceniu „uzasadnij” egzaminator oczekuje mechanizmu, np. „bo w anafazie I rozchodzą się chromosomy homologiczne”, a nie samej nazwy procesu.

Cały dział podziałów komórkowych z filmami i zadaniami w stylu CKE znajdziesz w kursie do matury rozszerzonej z biologii.