Второе деление мейоза (мейоз II)

Мейоз — это особый способ деления клеток, в результате которого образуются половые клетки (гаметы) с уменьшенным вдвое набором хромосом. Этот процесс состоит из двух последовательных делений: мейоза I и мейоза II. Второе деление мейоза часто вызывает вопросы, так как внешне оно очень похоже на обычное митотическое деление. Давайте разберемся, в чем его суть и важность.

Простыми словами

Представь, что у тебя есть двухэтажный книжный шкаф (это клетка с двойным набором хромосом). В первом делении (мейоз I) мы разобрали этот шкаф на два отдельных одноэтажных шкафа. В каждом из них теперь полный комплект книг (хромосом), но он уже одинарный. Однако книги в этих шкафах еще лежат стопками по две одинаковые (хромосомы состоят из двух сестринских хроматид).

Задача второго деления (мейоза II) — простая и быстрая: взять каждый одноэтажный шкаф и разделить каждую стопку книг пополам. В итоге из двух одноэтажных шкафов получится четыре полки с книгами (четыре клетки с одинарным набором хромосом). Каждая полка получает по одной книге из каждой пары — теперь это готовые «подарки» (гаметы) для передачи наследственной информации.

Алгоритм действий (что происходит в клетке)

Второе деление мейоза происходит сразу после первого и не включает удвоения ДНК. Оно состоит из четырех фаз:

• Профаза II: Исчезает ядерная оболочка. Хромосомы, состоящие из двух хроматид, укорачиваются и утолщаются. Формируется веретено деления.
• Метафаза II: Хромосомы выстраиваются по одной (а не парами, как в мейозе I!) на экваторе клетки. Нити веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом.
• Анафаза II: Центромеры делятся. Нити веретена деления растаскивают сестринские хроматиды к противоположным полюсам клетки. Теперь каждая хроматида становится самостоятельной хромосомой.
• Телофаза II: Хромосомы раскручиваются, вокруг них формируются ядерные оболочки. Образуется четыре ядра с гаплоидным (одинарным) набором хромосом. Происходит цитокинез (деление цитоплазмы) — образуются четыре дочерние клетки.

Шпаргалка: Сравнение мейоза I и мейоза II

<tr style="background-color:

f2f2f2;»>

Критерий	Мейоз I (Редукционное деление)	Мейоз II (Эквационное деление)
Главная задача	Уменьшить число хромосом вдвое. Разделить гомологичные хромосомы.	Разделить сестринские хроматиды (как в митозе).
Удвоение ДНК (интерфаза)	Происходит перед делением.	Не происходит! Между делениями короткая интеркинез.
Конъюгация и кроссинговер	Происходит в профазе I.	Не происходит.
Расположение хромосом в метафазе	Биваленты (пары гомологичных хромосом) выстраиваются по экватору.	Одиночные хромосомы (из двух хроматид) выстраиваются по экватору.
Что расходится в анафазе?	Гомологичные хромосомы (каждая из двух хроматид).	Сестринские хроматиды.
Результат одной материнской клетки	Две клетки с гаплоидным набором двухроматидных хромосом.	Четыре клетки с гаплоидным набором однохроматидных хромосом.
Формула набора хромосом (2n=4)	Было: 2n4c → Стало: n2c + n2c	Было: n2c → Стало: n1c + n1c + n1c + n1c

Обозначения: n – число хромосом, c – число хроматид. 2n – диплоидный набор, n – гаплоидный набор.

Примеры с решением

Пример 1 (Простой)

Задача: Сколько хроматид будет в каждой клетке после мейоза II, если в материнской клетке перед началом мейоза было 8 хромосом?

Решение:

1. Перед мейозом I хромосомы удвоились: 8 хромосом = 16 хроматид (формула 2n4c, где 2n=8, значит 4c=16).
2. После мейоза I в двух клетках стало по 4 хромосомы (гаплоидный набор), но каждая хромосома из двух хроматид. Итого в каждой клетке 4 хромосомы = 8 хроматид (n2c).
3. В мейозе II разделяются сестринские хроматиды. Значит, в каждой из четырех конечных клеток будет по 4 однохроматидные хромосомы (n1c).

Ответ: В каждой из четырех клеток после мейоза II будет по 4 хроматиды (так как каждая хромосома состоит из одной хроматиды).

Пример 2 (Средний)

Задача: В клетке печени собаки 78 хромосом. Сколько хромосом и хроматид будет в сперматозоиде на стадии метафазы мейоза II? Объясните ход рассуждений.

Решение:

1. Клетка печени — соматическая, имеет диплоидный набор: 2n = 78. Значит, гаплоидный набор n = 39.
2. Сперматозоид — это гамета, конечный продукт мейоза. Но в условии спрашивается про стадию метафазы мейоза II. К этому моменту уже прошел мейоз I, и у нас есть клетка с гаплоидным набором хромосом (n).
3. Перед мейозом II удвоения ДНК не было, поэтому хромосомы остались двухроматидными. В метафазе II они выстроились на экваторе.
4. Следовательно, в клетке на этой стадии будет гаплоидное число двухроматидных хромосом: n хромосом = 39 хромосом, каждая из двух хроматид. Общее число хроматид = 39 × 2 = 78.

Ответ: На стадии метафазы мейоза II в будущем сперматозоиде будет 39 хромосом и 78 хроматид.

Пример 3 (Со звездочкой*)

Задача: В анафазе мейоза II в клетке находится 24 хроматиды. Определите, сколько хромосом было в клетке в начале мейоза I (в интерфазе) и сколько будет в конечных гаметах. Как изменится число хромосом и хроматид в этой клетке к концу мейоза II?

Решение:

1. Анализ анафазы II: В анафазе мейоза II сестринские хроматиды разделились и разошлись к полюсам, но деление еще не завершилось. Значит, 24 хроматиды — это уже самостоятельные хромосомы, которые движутся к полюсам. Они все учтены в одной клетке. Таким образом, в данный момент в клетке 24 однохроматидные хромосомы.
2. Определение набора: Поскольку мейоз II начинается с клетки с набором n2c, а в анафазе II хроматиды стали хромосомами, значит, исходная для мейоза II клетка имела n хромосом = 12 (но каждая из двух хроматид, всего 24 хроматиды). Следовательно, n = 12.
3. Начало мейоза I: В начале мейоза I была материнская диплоидная клетка с набором 2n4c. Так как n=12, то 2n = 24. Перед делением ДНК удвоилась, поэтому хромосом 24, а хроматид 48 (формула 2n4c).
4. Конец мейоза II: Из одной клетки с набором n2c (12 хромосом, 24 хроматиды) после мейоза II получатся две клетки с набором n1c. В каждой будет по 12 однохроматидных хромосом.
5. Изменение в данной клетке: К концу мейоза II (в телофазе II) в каждой из двух образовавшихся дочерних клеток будет 12 хромосом (n=12) и 12 хроматид (так как хромосомы однохроматидные).

Ответ: В начале мейоза I было 24 хромосомы (и 48 хроматид). В каждой конечной гамете будет 12 хромосом. К концу мейоза II в каждой новой клетке число хромосом останется 12 (но они станут однохроматидными), а число хроматид уменьшится с 24 до 12.

Родителям: Проверка за 2 минуты

Задайте ребенку три коротких вопроса:

1. «На что похоже второе деление?» Правильный ответ: на обычное деление (митоз), но идет уже в гаплоидных клетках.
2. «Что разделяется во втором делении — пары хромосом или половинки хромосом?» Правильный ответ: половинки хромосом (сестринские хроматиды).
3. «Сколько клеток получается в итоге всего мейоза и какой у них набор?» Правильный ответ: четыре клетки, в каждой — одинарный (гаплоидный) набор хромосом.

Если ребенок ответил верно, он уловил суть. Если затрудняется, вернитесь к аналогии с книжным шкафом.

Топ-3 частые ошибки

• Путаница с тем, что делится. Самая частая ошибка — считать, что в анафазе II снова расходятся гомологичные хромосомы. Необходимо твердо запомнить: в мейозе I делятся гомологи, в мейозе II — сестринские хроматиды.
• Забывают, что между делениями нет интерфазы с удвоением ДНК. Многие ученики ошибочно полагают, что перед мейозом II хромосомы снова удваиваются. Это не так! Интеркинез — это короткий перерыв без синтеза ДНК.
• Неправильный подсчет хромосом и хроматид на разных стадиях. Особенно в задачах. Ключ — четко определять, о какой стадии идет речь (метафаза I или II, анафаза I или II) и помнить формулы переходов: 2n4c → n2c → n1c.

Заключение

Второе деление мейоза — это заключительный и важный этап формирования половых клеток. Его главная биологическая роль — разделить генетический материал, уже уменьшенный вдвое в первом делении, на четыре равноценных «портфеля» — гаметы. Понимание отличий мейоза II от мейоза I и митоза является краеугольным камнем в изучении генетики и размножения организмов. Помните алгоритм, избегайте частых ошибок, и эта тема станет для вас простой и понятной.