3. Решение биологических расчетных задач: Хромосомный набор

Клетка листа — это соматическая клетка, значит она диплоидная: $2n=16$.

Спермий — это гамета, значит он гаплоидный, то есть содержит:

$$n = \frac{2n}{2} = \frac{16}{2} = 8$$

Ядро спермия — это гамета, а значит содержит гаплоидный набор хромосом: $n=14$.

Клетка корня пшеницы — это соматическая клетка, то есть диплоидная, и содержит:

$$2n = 2 \times n = 2 \times 14 = 28$$

Гамета абрикоса — это гаплоидная клетка, то есть: $n=8$.

Клетка корня — соматическая, то есть диплоидная:

$$2n = 2 \times 8 = 16$$

Если сперматозоид папоротника образовался в результате митоза, это означает, что он имеет тот же набор хромосом, что и клетка, из которой он возник.

У папоротников заросток — гаметофит, он гаплоидный, и его клетки делятся митозом для образования гамет. Поэтому сперматозоиды и клетки заростка имеют одинаковое число хромосом.

Следовательно, количество хромосом в клетке заростка такое же, как и в сперматозоиде — $82$.

Клетка листа цветкового растения — это соматическая клетка, она диплоидная: $2n=32$.

Спермий — это гамета, он гаплоидный, значит содержит:

$$n = \frac{32}{2} = 16$$

Клетка эндосперма ржи — триплоидная ($3n$) и содержит $21$ хромосому. У цветковых растений эндосперм — триплоидный, формируется после слияния одного спермия с двумя ядрами центральной клетки. Поэтому $3n$, тогда как клетки листа — обычные соматические, с диплоидным набором.

Находим гаплоидный набор:

$$n = \frac{21}{3} = 7$$

Клетка листа — соматическая, она диплоидная ($2n$):

$$2n = 2 \times 7 = 14$$

Перед началом митоза каждая хромосома удваивается (репликация ДНК), но количество хромосом остаётся прежним, просто каждая состоит из двух сестринских хроматид, т.е. двух молекул ДНК.

Если в клетке $104$ хромосомы, то перед митозом будет:

$$\text{Число молекул ДНК} = 104 \times 2 = 208$$

Гамета — гаплоидная клетка, значит: $n = 21$.

Диплоидная клетка содержит удвоенное количество хромосом:

$$2n = 2 \times 21 = 42$$

Гаплоидный набор в сперматозоиде: $n = 23$. Сперматозоид содержит одну половую хромосому, которая определяет пол будущего организма при оплодотворении.

Из них одна хромосома — половая (либо X, либо Y), остальные $22$ — аутосомы.

Яйцеклетка — это гамета, значит она содержит одинарный (гаплоидный) набор хромосом, из них $21$ хромосома — аутосомы (по условию), а половая хромосома всегда одна.

Если спермий образовался в результате митоза генеративной клетки, то количество хромосом в нём и в генеративной клетке одинаковое. По условию спермий содержит $8$ хромосом.

Значит, генеративная клетка тоже содержит столько же.

Зигота — это оплодотворённая яйцеклетка, то есть первая соматическая (диплоидная) клетка организма. Все соматические клетки организма имеют одинаковое количество хромосом, равное числу хромосом в зиготе.

Клетка зелёной железы речного рака — это также соматическая клетка, а значит, содержит тот же диплоидный набор, что и зигота.

Перед митозом каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид, а каждая хроматида содержит одну молекулу ДНК. После репликации ДНК в интерфазе каждая хромосома удваивается и содержит 2 молекулы ДНК, соединённые в районе центромеры.

Если яйцеклетка образовалась в результате митоза на гаплоидном заростке, то число хромосом в заростке и в яйцеклетке будет одинаковым (митоз не изменяет число хромосом).

У хвоща заросток — гаплоидный гаметофит. Его клетки делятся митозом для образования гамет, поэтому количество хромосом в клетке заростка и в яйцеклетке одинаковое.

По условию, в яйцеклетке: $n=108$, а значит, и в клетке заростка.

В профазе I мейоза клетка ещё диплоидная, и количество хромосом не изменяется — просто каждая хромосома уже состоит из двух сестринских хроматид.

Если диплоидный набор составляет: $2n=80$, то в профазе I мейоза клетка содержит $80$ хромосом.

В конце интерфазы (а именно, после стадии S — синтетической фазы), каждая хромосома уже удвоилась и состоит из двух сестринских хроматид.

Каждая хроматида содержит одну молекулу ДНК, следовательно, после репликации ДНК в интерфазе каждая хромосома состоит из 2 молекул ДНК.

Разберём по этапам: диплоидный набор $2n = 44 \Rightarrow n = 22$.

В конце второго деления мейоза образуются гаплоидные клетки (по $22$ хромосомы каждая). После телофазы II каждая хромосома состоит из одной хроматиды, то есть одной молекулы ДНК. Значит, в ядре каждой клетки:

$$\text{Количество молекул ДНК} = 22$$