Генератор схем мейоза
Схемы мейоза с подписями для каждой стадии мейоза I и II, с числом хромосом, кроссинговером, независимым расхождением, нерасхождением, сравнением с митозом и образованием сперматозоидов и яйцеклеток. Используются на уроках генетики.
Примеры схем мейоза
Четыре схемы мейоза клетки 2n = 4: все фазы с подписями, простой обзор, мейоз I и мейоз II рядом и пустой рабочий лист. Каждая — реальный рендер своего промпта; нажмите, чтобы загрузить промпт и изменить его.
Подписанная схема мейоза по фазам для клетки с 2n = 4
Десять панелей в два ряда: мейоз I в верхнем ряду уменьшает число хромосом вдвое, мейоз II в нижнем разделяет хроматиды. Материнские хромосомы красные, отцовские синие.
- 1
Интерфаза → профаза I
ДНК удваивается один раз; гомологи конъюгируют в тетрады, несестринские хроматиды обмениваются участками в хиазмах.
- 2
Метафаза I → телофаза I
Пары выстраиваются на экваторе, гомологи расходятся к противоположным полюсам; в каждой новой клетке 2 удвоенные хромосомы.
- 3
Профаза II → анафаза II
Без новой репликации хромосомы выстраиваются по одной, и сестринские хроматиды растаскиваются к полюсам.
- 4
Телофаза II → гаметы
Четыре гаплоидные клетки, в каждой одна длинная и одна короткая хроматида, и нет двух одинаковых.
Мейоз I, мейоз II, кроссинговер и другие схемы мейоза
Все они рисуются для той же клетки с 2n = 4, если не указать другое число. Назовите нужную схему; запрос просто «мейоз» даст полную последовательность из десяти панелей, как выше.
Первое деление мейоза (мейоз I)
От профазы I до телофазы I — редукционное деление. Гомологичные хромосомы конъюгируют, обмениваются участками и выстраиваются парами в метафазе I, причём обе сестринские кинетохоры каждой хромосомы обращены к одному полюсу; в анафазе I хиазмы разъединяются и к полюсам расходятся целые гомологи, а сестринские хроматиды остаются соединёнными в центромере. Из клетки человека с 46 хромосомами получаются две клетки по 23, и каждая хромосома всё ещё состоит из двух хроматид.
Профаза I и её стадии
Самая длинная фаза, она делится на пять стадий: лептотена (хромосомы спирализуются в тонкие нити), зиготена (гомологи начинают конъюгировать, образуется синаптонемный комплекс), пахитена (конъюгация завершена, кроссинговер), диплотена (комплекс распадается, гомологи расходятся везде, кроме хиазм) и диакинез (полная спирализация, распад ядерной оболочки). Ооциты человека останавливаются в диплотене ещё до рождения и остаются в ней до овуляции.
Второе деление мейоза (мейоз II)
Две гаплоидные клетки делятся снова, без S-периода между делениями. Хромосомы выстраиваются по одной в метафазе II, теперь сестринские кинетохоры обращены к противоположным полюсам, и расходятся в анафазе II. Это похоже на митоз, но после кроссинговера две сестринские хроматиды уже не одинаковы, поэтому рисуйте их с обменявшимися участками. Клетка человека заканчивает деление с 23 однохроматидными хромосомами.
Фазы мейоза с числом хромосом и хроматид
Фазы мейоза I и II с подсчётом под каждой клеткой: для 2n = 4 — 4 хромосомы и 8 хроматид перед первым делением, 2 и 4 после него, 2 и 2 после второго. Именно эти числа спрашивают на экзаменах, и запись показывает, что число хромосом уменьшается вдвое в мейозе I, а не в мейозе II.
Сравнение митоза и мейоза
Одна материнская клетка с 2n = 4, нарисованная дважды: митоз даёт две клетки по 4 хромосомы, мейоз — четыре клетки по 2. Лучше всего разница видна в метафазе: в митозе на экваторе одиночные хромосомы, в метафазе I — пары гомологов. Попросите обе колонки в одних и тех же цветах, чтобы сравнивать одинаковое с одинаковым.
Кроссинговер
Одна пара гомологов крупным планом: четыре хроматиды, две несестринские перекрещиваются в хиазме и обмениваются соответствующими участками. Поместите на хромосому два гена, A/a и B/b, по обе стороны от места обмена; в итоге получатся две родительские хроматиды (AB, ab) и две рекомбинантные (Ab, aB).
Независимое расхождение хромосом
Две пары гомологов в метафазе I в обоих возможных положениях рядом, что даёт четыре типа гамет. При n парах сочетаний 2ⁿ: 4 для двух пар, 8 388 608 для 23 пар человека — ещё до того, как кроссинговер добавит новые.
Нерасхождение хромосом
Две колонки. В мейозе I одна пара гомологов уходит к одному полюсу, поэтому все четыре гаметы аномальны: в двух хромосома лишняя (n + 1), в двух её не хватает (n − 1). В мейозе II в одной клетке не расходится пара сестринских хроматид, и получаются две нормальные гаметы, одна n + 1 и одна n − 1. Яйцеклетка n + 1 с лишней 21-й хромосомой после оплодотворения даёт трисомию по 21-й хромосоме.
Сперматогенез
Мейоз в семенных канальцах: сперматогоний (2n) делится митозом, одна из дочерних клеток становится сперматоцитом I порядка (2n), мейоз I даёт два сперматоцита II порядка (n), мейоз II — четыре сперматиды (n), которые созревают в сперматозоиды. Идёт непрерывно с полового созревания, и все четыре продукта становятся сперматозоидами.
Овогенез
Те же два деления, но с неравным цитокинезом и двумя остановками. Ооцит I порядка (2n) останавливается в профазе I ещё до рождения; с полового созревания ооциты по одному завершают мейоз I, давая крупный ооцит II порядка и маленькое первое полярное тельце. Ооцит II порядка останавливается в метафазе II и завершает деление, только если в него проник сперматозоид, давая яйцеклетку и второе полярное тельце.
Мейоз: рисунок
Вариант, который легко перерисовать от руки: одна пара длинных и одна пара коротких хромосом, материнские одним цветом, отцовские другим, через два деления до четырёх клеток. Две пары — минимум, при котором ещё видно независимое расхождение, поэтому в учебниках рисуют 2n = 4. Попросите контурный рисунок только с названиями фаз.
Фазы мейоза и что происходит в каждой
Фазы, которые обычно показывают на подписанной схеме мейоза, что в каждой происходит с хромосомами и что рисовать. Это набор подписей по умолчанию, если вы не попросите сократить его.
| Фаза | Что происходит | Что рисовать |
|---|---|---|
| Интерфаза (перед мейозом) | ДНК реплицируется; каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид | Одна диплоидная клетка с целым ядром |
| Профаза I | Хромосомы спирализуются; гомологи конъюгируют и обмениваются участками (кроссинговер) | Спаренные гомологи, соединённые хиазмами, распадающаяся ядерная оболочка |
| Метафаза I | Пары гомологов выстраиваются на экваторе, каждая в случайной ориентации | Пары бок о бок на экваторе, нити веретена от обоих полюсов |
| Анафаза I | Гомологичные хромосомы расходятся к полюсам; сестринские хроматиды остаются вместе | Целые X-образные хромосомы, расходящиеся в стороны |
| Телофаза I и цитокинез | Образуются две гаплоидные клетки, каждая хромосома ещё из двух хроматид | Две клетки с половинным набором хромосом |
| Профаза II | Хромосомы снова спирализуются, образуются новые веретёна, без репликации ДНК | Две клетки, каждая с новым веретеном |
| Метафаза II | Хромосомы по одной выстраиваются на экваторе каждой клетки | Один ряд X-образных хромосом в каждой клетке |
| Анафаза II | Сестринские хроматиды расходятся к противоположным полюсам | Одиночные хроматиды, расходящиеся в обеих клетках |
| Телофаза II и цитокинез | Ядра восстанавливаются, обе клетки делятся | Четыре гаплоидные клетки, все генетически разные |
Сколько фаз нужно, зависит от курса. В базовом школьном курсе часто достаточно мейоза I и II как двух шагов с четырьмя клетками в конце; к ЕГЭ и в вузе добавляют прометафазу, интеркинез, синаптонемный комплекс и стадии профазы I. Назовите нужные фазы, и будут нарисованы только они.
Что такое схема мейоза?
Схема мейоза показывает, как диплоидная клетка дважды делится и даёт четыре гаплоидные клетки: в мейозе I расходятся гомологичные хромосомы после кроссинговера, в мейозе II — сестринские хроматиды. Каждая фаза нарисована по порядку.
Коротко
- Одна репликация, два деления. Хромосомы удваиваются один раз, в S-периоде перед мейозом, а затем клетка делится дважды, и число хромосом уменьшается вдвое: у человека с 46 до 23.
- Мейоз I разделяет гомологичные хромосомы, мейоз II — сестринские хроматиды. После мейоза I каждая клетка уже гаплоидна, но каждая хромосома ещё состоит из двух хроматид; мейоз II разделяет их, почти как митоз.
- Кроссинговер происходит в профазе I. Гомологичные хромосомы тесно сближаются (конъюгация), несестринские хроматиды обмениваются участками; места обмена видны как хиазмы, не меньше одной на хромосому.
- Независимое расхождение умножает разнообразие. Каждая пара гомологов ориентируется случайно в метафазе I, поэтому клетка человека с 23 парами может дать более 8 миллионов (2²³) сочетаний хромосом без учёта кроссинговера.
- Четыре дочерние клетки генетически различны. Кроссинговер и независимое расхождение делают каждую гаплоидную клетку уникальной, в отличие от двух одинаковых клеток митоза.
Митоз и мейоз: в чём разница?
Митоз — одно деление, которое даёт две клетки, генетически идентичные материнской, с тем же числом хромосом; мейоз — два деления, которые дают четыре генетически разные клетки с половинным числом хромосом. Митоз обеспечивает рост и обновление тканей, мейоз — гаплоидные клетки полового размножения: яйцеклетки и сперматозоиды у животных.
| Митоз | Мейоз | |
|---|---|---|
| Число делений | Одно | Два |
| Дочерних клеток | Две | Четыре |
| Число хромосом | Как у материнской клетки | Уменьшается вдвое, с диплоидного до гаплоидного |
| Генетический состав | Идентичен материнской клетке | Отличается от материнской клетки и друг от друга |
| Конъюгация гомологов | Нет | Да, в профазе I |
| Кроссинговер | Нет | Да, в профазе I |
| Что выстраивается на экваторе | Отдельные хромосомы | Пары гомологов в метафазе I, отдельные хромосомы в метафазе II |
| Назначение | Рост, регенерация и бесполое размножение | Гаметы или споры для полового размножения |
| Где в организме человека | Соматические клетки | Яичники и семенники |
Рисуйте в мейозе I пары X-образных хромосом, а в мейозе II одиночные, и сохраняйте материнский и отцовский цвета во всех фазах, чтобы кроссинговер был виден как обмен участками. Схема, где гомологи спариваются в митозе или сестринские хроматиды расходятся уже в анафазе I, содержит ошибку, которую стоит искать первой.
Частые вопросы о схеме мейоза
Что должно быть на подписанной схеме мейоза?
Стандартный набор: профаза I с кроссинговером, метафаза I, анафаза I и телофаза I, затем профаза II, метафаза II, анафаза II и телофаза II до четырёх гаплоидных клеток, с подписанными гомологичными хромосомами, сестринскими хроматидами, хиазмами, нитями веретена и экваториальной пластинкой. Это рисуется по умолчанию; попросите меньше подписей — останутся только они.
Чем сперматогенез отличается от овогенеза?
Оба процесса — мейоз, но при сперматогенезе каждый сперматоцит I порядка даёт четыре сперматозоида, а при овогенезе каждый ооцит I порядка даёт одну яйцеклетку и более мелкие полярные тельца. Сперматогенез идёт непрерывно с полового созревания; овогенез дважды останавливается: в профазе I ещё до рождения и в метафазе II до оплодотворения.
Какие фазы мейоза и в каком порядке?
Профаза I, метафаза I, анафаза I и телофаза I, затем профаза II, метафаза II, анафаза II и телофаза II. Многие учебники выделяют также прометафазу I и II, а у некоторых видов между делениями есть короткий интеркинез без репликации ДНК.
Чем мейоз I отличается от мейоза II?
Мейоз I разделяет гомологичные хромосомы и уменьшает их число вдвое (редукционное деление); мейоз II разделяет сестринские хроматиды и число не меняет (эквационное деление). Кроссинговер и независимое расхождение происходят в мейозе I; мейоз II похож на митоз гаплоидной клетки.
Что такое кроссинговер и когда он происходит?
Кроссинговер — обмен участками между несестринскими хроматидами пары гомологов в профазе I. Белковый каркас, синаптонемный комплекс, удерживает пару, пока ДНК разрезается и сшивается заново; места обмена видны как хиазмы, которые удерживают пару до анафазы I.
Почему мейоз создаёт генетическое разнообразие?
Из-за кроссинговера в профазе I и случайной ориентации пар гомологов в метафазе I. При 23 парах хромосом человек может образовать более 8 миллионов сочетаний только за счёт независимого расхождения; кроссинговер умножает это число.
Чем гаплоидная клетка отличается от диплоидной?
В диплоидной клетке два набора хромосом, по одному от каждого родителя; в гаплоидной — один. У человека клетки тела диплоидны, 46 хромосом (2n = 46), а яйцеклетки и сперматозоиды гаплоидны, 23 хромосомы (n = 23); оплодотворение восстанавливает диплоидный набор.
Что будет, если хромосомы не разойдутся в мейозе?
Это нерасхождение хромосом, и гаметы получают лишнюю или теряют хромосому. Если оно происходит в мейозе I, аномальны все четыре гаметы; в мейозе II — две из четырёх. Зигота с лишней 21-й хромосомой, трисомией 21, развивается с синдромом Дауна.
Можно ли сделать простой рисунок мейоза для младших классов?
Да: попросите простой обзор, и схема сократится до главного, исходной клетки, которая дважды делится на четыре половые клетки, каждая с половинным набором хромосом. Обычно хватает пяти подписей или меньше.
Как инструмент сохраняет правильный порядок фаз мейоза?
Предметные требования встроены. Каждое изображение должно следовать стандартной учебной последовательности: каждая фаза на своём месте по порядку и соединена со следующей стрелкой, каждое название фазы написано точно. Перед печатью сверьте число хромосом и термины со своей программой; на холсте любую подпись можно исправить прямо на месте.
Можно ли использовать схему мейоза отсюда на уроке генетики или в отчёте?
Да: схемы мейоза, которые вы создаёте, принадлежат вам — для рабочих листов по генетике, карточек для повторения, презентаций и дипломных работ. Экспорт — до 4K в зависимости от модели.
Можно ли потом переименовать фазы или перевести подписи схемы мейоза?
Да. Холст распознаёт каждую подпись: можно заменить «хиазмы» на «перекрёсты», перевести названия фаз, перенести подпись от одной клетки к другой или перекрасить два набора хромосом, не создавая рисунок заново.
Источники
Продолжить изучение
Другие наши инструменты для схем и руководства к ним.
Нарисуйте свою схему мейоза
От одной строки текста до мейоза I и II с подписанной каждой фазой — примерно за минуту.
Начать