شارح الدرس: الانقسام الميوزي العلوم

مثال ١: تذكُّر تعريف الجاميت

أيٌّ ممَّا يلي يُعَد سمة مُميِّزة للجاميت؟

1. يحتوي الجاميت على ضعف المادة الوراثية الموجودة في خلية الجسم الطبيعية.
2. يمكن أن يتضاعف الجاميت وينقسم إلى ما لا نهاية.
3. يتكوَّن الجاميت عن طريق الانقسام الميتوزي وليس الانقسام الميوزي.
4. يحتوي الجاميت على نصف المادة الوراثية الموجودة في خلية الجسم الطبيعية.

الحل

تُخزِّن نواة الخلية الحيوانية المعلومات الوراثية في صورة حمض نووي (DNA). ويُرتَّب الحمض النووي (DNA) في صورة كروموسومات في النواة.

في الخلايا الجسمية للإنسان، يوجد ٤٦ كروموسومًا، أو مجموعتان يتكوَّن كلٌّ منهما من ٢٣ كروموسومًا. تأتي إحدى المجموعتين من الأم، وتأتي المجموعة الأخرى من الأب. ونظرًا لوجود مجموعتين من الكروموسومات، فإن هذه الخلايا تُسمَّى خلايا ثنائية الصيغة الصبغية.

الجاميتات خلايا تناسلية، تمثِّلها البويضة أو الحيوانات المنوية في الإنسان، وتحتوي على نصف العدد الكلي من الكروموسومات الموجودة في الخلايا الجسمية. ونظرًا لاحتوائها على مجموعة واحدة فقط من الكروموسومات، تُسمَّى هذه الخلايا خلايا أحادية الصيغة الصبغية. عندما تندمج البويضة مع الحيوان المنوي، يَنتُج جنين يحتوي على العدد الكامل من الكروموسومات (٤٦).

يمكن أن تنقسم الخلايا الجسمية ميتوزيًّا، وهو نوع من أنواع الانقسام الخلوي تُنتِج فيه الخلية الأبوية خليتين بنويتين ثنائيتي الصيغة الصبغية متماثلتين وراثيًّا. يسمح الانقسام الميتوزي للخلايا بالتضاعُف والانقسام إلى ما لا نهاية تقريبًا.

تتكوَّن الجاميتات عن طريق الانقسام الميوزي، وهو نوع من أنواع الانقسام الخلوي تُنتِج فيه الخلية الأبوية أربع خلايا بنوية أحادية الصيغة الصبغية مختلفة وراثيًّا.

فيما يأتي مقارنة بين الانقسام الميتوزي والانقسام الميوزي:

نستنتج من ذلك أن الجاميت يحتوي على نصف المادة الوراثية الموجودة في خلية الجسم الطبيعية.

مثال ٢: تذكُّر مراحل الانقسام الميوزي

فيما يأتي مراحل الانقسام الميوزي الأول:

• الطور التمهيدي الأول
• الطور الاستوائي الأول
• الطور الانفصالي الأول
• الطور النهائي الأول

في أيِّ مرحلة تنقل ألياف المغزل الكروموسومات إلى طرفَي الخلية المُتقابِلين؟

الحل

تُخزِّن النواة المعلومات الوراثية للخلية في الكروموسومات. في الإنسان، تحتوي خلايا الجسم على ٤٦ كروموسومًا، أو ٢٣ زوجًا من الكروموسومات. تأتي مجموعة واحدة من الأم، ومجموعة واحدة من الأب. كروموسومات الأم وكروموسومات الأب متماثلة؛ لأنها متطابقة تقريبًا.

تحتوي الجاميتات، مثل البويضة أو الحيوانات المنوية، على مجموعة واحدة من الكروموسومات، تُسمَّى أحادية الصيغة الصبغية.

الانقسام الميوزي هو نوع من أنواع الانقسام الخلوي تنقسم فيه الخلية الأبوية (وتحتوي على ٤٦ كروموسومًا) إلى ٤ خلايا أحادية الصبغة؛ كلٌّ له تركيبه الوراثي المميَّز.

قبل بدء الانقسام الميوزي، تحدث عملية تُسمَّى الطور البيني. وفيها يتضاعف الحمض النووي (DNA) الذي تحمله الكروموسومات ليكوِّن كروماتيدَين كما هو موضَّح فيما يأتي:

يجب أن تنفصل الآن هذه الكروموسومات المُتضاعِفة الـ ٤٦ ليصبح هناك ٢٣ كروموسومًا أحاديًّا في ٤ خلايا.

يمرُّ الانقسام الميوزي بجولتين من الانقسام. يمرُّ كلُّ انقسام بأربع مراحل. الشكل الآتي يمثِّل نظرة عامة على الانقسام الميوزي الأول:

يمثِّل الطور التمهيدي الأول المرحلة الأولى التي تصبح فيها الكروموسومات مرئية (قبل ذلك، لا يمكن رؤيتها تحت المجهر) ويتحلَّل فيها الغشاء النووي.

يمثِّل الطور الاستوائي الأول المرحلة الثانية التي تصطفُّ فيها الكروموسومات على طول خط استواء الخلية، أو في منتصفها.

يمثِّل الطور الانفصالي الأول المرحلة الثالثة التي ترتبط فيها الألياف المغزلية بالكروموسومات، وتسحبها إلى الطرفين المتقابلين من الخلية.

أما الطور النهائي الأول، فيمثِّل المرحلة الأخيرة التي تتكوَّن فيها النواة حول الكروموسومات الجديدة المنفصلة، وتنقسم الخلية إلى خليتين.

تمرُّ هاتان الخليتان بعد ذلك بالانقسام الميوزي الثاني؛ حيث تتكرَّر المراحل نفسها: الطور التمهيدي، والطور الاستوائي، والطور الانفصالي، والطور النهائي. والنتيجة هي ٤ خلايا أحادية الصيغة الصبغية؛ يحتوي كلٌّ منها على ٢٣ كروموسومًا.

ومن ثَمَّ، الطور الانفصالي الأول هو المرحلة التي تُنقَل فيها الكروموسومات إلى الطرفين المتقابلين من الخلية.

أثناء الانقسام الثاني، تحتوي الخليتان على ٢٣ كروموسومًا مُتضاعِفًا، وهذه تنقسم إلى ٢٣ كروموسومًا أحاديًّا، ثم تنقسم الخليتان مجدَّدًا إلى إجمالي ٤ خلايا لإكمال الانقسام الميوزي.

مثال ٣: تذكُّر مراحل الانقسام الميوزي

فيما يأتي مراحل الانقسام الميوزي الثاني:

• الطور التمهيدي الثاني
• الطور الاستوائي الثاني
• الطور الانفصالي الثاني
• الطور النهائي الثاني

ما مرحلة الانقسام الميوزي الثاني الموضَّحة في الشكل؟

الحل

تُخزِّن النواة الحمض النووي (DNA) في الكروموسومات. في الإنسان، تحتوي خلايا الجسم على ٤٦ كروموسومًا، أو ٢٣ زوجًا من الكروموسومات. هذه الخلايا ثنائيةُ الصيغةِ الصبغيةِ: تأتي مجموعة واحدة من الكروموسومات من الأم، وتأتي المجموعة الأخرى من الأب.

تحتوي الجاميتات، مثل البويضات أو الحيوانات المنوية، التي تُنتِجها الأعضاء التناسلية، على مجموعة واحدة فقط من الكروموسومات، وتُسمَّى أحادية الصيغة الصبغية.

الانقسام الميوزي هو نوع من أنواع الانقسام الخلوي تنقسم فيه الخلية الجسمية إلى ٤ خلايا أحادية الصيغة الصبغية؛ كلٌّ له تركيبه الوراثي المميَّز.

قبل بدء الانقسام الميوزي، تحدث عملية تُسمَّى الطور البيني. وفيها يتضاعف الحمض النووي في الكروموسومات ليكوِّن كروماتيدَين كما هو موضَّح فيما يأتي:

يجب أن تنفصل هذه الكروموسومات المُتضاعِفة الـ ٤٦ ليصبح هناك ٢٣ كروموسومًا أحاديًّا في ٤ خلايا.

يمرُّ الانقسام الميوزي بجولتين من الانقسام. أثناء الانقسام الأول، تتوزَّع الكروموسومات المُتضاعِفة الـ ٤٦ على خليتين؛ بحيث تحصل كلُّ خلية على ٢٣ كروموسومًا مُتضاعِفًا. وهذا يتمُّ على عدَّة مراحل تُسمَّى: الطور التمهيدي، والطور الاستوائي، والطور الانفصالي، والطور النهائي. يمكنك الاطلاع على الانقسام الميوزي الأول فيما يأتي:

أثناء الانقسام الثاني، تحتوي الخليتان على ٢٣ كروموسومًا مُتضاعِفًا، وهذه الكروموسومات تنقسم إلى ٢٣ كروموسومًا أحاديًّا، ثم تنقسم الخليتان مُجدَّدًا إلى ٤ خلايا لإكمال الانقسام الميوزي. وهذا موضَّح فيما يأتي:

ومن ثَمَّ، تنطبق الصورة الموضَّحة في السؤال على الطور الاستوائي الثاني.

مثال ٤: فَهْم دور العبور في الانقسام الميوزي

يوضِّح الشكل كروموسومين في مرحلة العبور. ما فائدة هذه العملية؟

1. خلق جينات جديدة تمامًا.
2. تقليل مخاطر حدوث طفرات.
3. زيادة التباين الوراثي.
4. زيادة احتمال حدوث الإخصاب.

الحل

تُخزِّن نواة الخلية الحيوانية المعلومات الوراثية في صورة حمض نووي (DNA). ويُرتَّب الحمض النووي (DNA) في صورة كروموسومات في النواة.

في الخلايا الجسمية للإنسان، يوجد ٤٦ كروموسومًا، أو مجموعتان يتكوَّن كلٌّ منهما من ٢٣ كروموسومًا. تأتي إحدى المجموعتين من الأم، وتأتي المجموعة الأخرى من الأب. يمكننا القول إن كروموسومات الأم وكروموسومات الأب متماثلة؛ لأنها متطابقة تقريبًا.

ونظرًا لوجود مجموعتين من الكروموسومات في الخلايا الجسمية، تُسمَّى هذه الخلايا خلايا ثنائية الصيغة الصبغية.

وتحتوي الجاميتات، مثل البويضات أو الحيوانات المنوية، على مجموعة واحدة فقط من الكروموسومات؛ ولذا تُسمَّى خلايا أحادية الصيغة الصبغية.

تتكوَّن هذه الجاميتات عن طريق الانقسام الميوزي. الانقسام الميوزي هو نوع من أنواع الانقسام الخلوي تُنتِج فيه الخلية الأبوية أربع خلايا أحادية الصيغة الصبغية مختلفة وراثيًّا.

قد يحدث هذا التباين الوراثي في مرحلة العبور، ومرحلة العبور هذه تحدث خلال إحدى مراحل الانقسام الميوزي.

وكما هو موضَّح في الصورة الموجودة في السؤال، يتضمَّن هذا تَبادُل أجزاء من الكروموسومات المتماثلة. وهذا لا يُنتِج جينات جديدة أو يُحدِث طفرات في الحمض النووي (DNA) بأيِّ طريقة. ما يحدث ببساطة هو انتقال جزء من الحمض النووي (DNA) بين الكروموسومات المتماثلة التي قد تُوجَد بينها فروق طفيفة. قد يحدث هذا للعديد من أزواج الكروموسومات أثناء الانقسام الميوزي، ويمكن أن يؤدِّي إلى زيادة التباين الوراثي في الجاميتات.

ومن ثَمَّ، فالعبور يزيد التباين الوراثي.