Biologia
Mitosi e meiosi: differenze, fasi e 7 esercizi svolti
La mitosi dà 2 cellule identiche (2n), la meiosi 4 cellule diverse (n). Ottieni tabelle di confronto, fasi in ordine e 7 esercizi svolti passo passo.
Consigliato per: 1ª superiore · 2ª superiore
Mitosi e meiosi sono i due modi in cui una cellula eucariote si divide. In breve: la mitosi produce 2 cellule figlie identiche alla madre (2n → 2n), la meiosi produce 4 cellule aploidi e diverse tra loro (2n → n), i gameti. La prima serve per crescere e riparare, la seconda per riprodursi sessualmente.
Mitosi e meiosi a confronto
| Caratteristica | Mitosi | Meiosi |
|---|---|---|
| Dove avviene | Cellule somatiche | Cellule germinali (gonadi) |
| Divisioni | 1 | 2 (meiosi I e II) |
| Cellule figlie | 2 | 4 |
| Corredo cromosomico | 2n (invariato) | n (dimezzato) |
| Figlie uguali alla madre? | Sì, identiche | No, geneticamente diverse |
| Appaiamento degli omologhi e crossing over | No | Sì, in profase I |
| Funzione | Crescita, riparazione, riproduzione asessuata | Produzione dei gameti, variabilità |
Le fasi della mitosi
Prima della divisione la cellula passa per l’interfase (G1, S, G2) e duplica il DNA: ogni cromosoma è ora fatto da 2 cromatidi fratelli. Poi la mitosi procede in quattro fasi.
| Fase | Che cosa succede |
|---|---|
| Profase | I cromosomi si condensano, la membrana nucleare si frammenta, si forma il fuso |
| Metafase | I cromosomi si allineano sul piano equatoriale |
| Anafase | I cromatidi fratelli si separano e vanno ai poli opposti |
| Telofase | Si riformano i due nuclei e la citodieresi divide la cellula |
Le fasi della meiosi
La meiosi I è la divisione riduzionale. In profase I gli omologhi si appaiano e avviene il crossing over; in metafase I si allineano a coppie (bivalenti); in anafase I si separano gli omologhi, non i cromatidi. Le 2 cellule risultanti sono aploidi, ma con cromosomi ancora a 2 cromatidi.
La meiosi II assomiglia a una mitosi, senza nuova duplicazione del DNA: in anafase II si separano i cromatidi fratelli e si ottengono 4 cellule aploidi con cromosomi a 1 cromatidio.
Quanti cromosomi e quanti cromatidi?
| Tappa (cellula 2n = 8) | Cromosomi | Cromatidi |
|---|---|---|
| G1 | 8 | 8 |
| G2 / profase | 8 | 16 |
| Fine mitosi (ogni figlia) | 8 | 8 |
| Fine meiosi I (ogni cellula) | 4 | 8 |
| Fine meiosi II (ogni cellula) | 4 | 4 |
Gli errori più comuni
- Dire che la meiosi I separa i cromatidi: separa i cromosomi omologhi; i cromatidi si separano in meiosi II.
- Pensare che dopo la meiosi I la cellula sia ancora diploide: è aploide, ma con DNA ancora duplicato.
- Confondere cromosomi e cromatidi: dopo la fase S il numero di cromosomi è lo stesso, cambia il numero di cromatidi.
- Credere che la mitosi dia cellule diverse: salvo mutazioni, sono identiche alla madre.
- Dimenticare che il crossing over avviene in profase I e solo nella meiosi.
Per ripassare le basi su organuli e nucleo leggi la guida alla struttura e funzioni della cellula; per capire come gli alleli si distribuiscono nei gameti passa agli esercizi di genetica mendeliana. Qui sotto metti alla prova mitosi e meiosi con 7 esercizi dal facile all’avanzato, tutti risolti passo passo.
Esercizi svolti
1. Una cellula somatica umana (2n = 46) entra in profase della mitosi. Quanti cromosomi e quanti cromatidi ha? Quanti cromosomi avrà ciascuna cellula figlia alla fine? base
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- Prima della mitosi la cellula ha già duplicato il DNA nella fase S: il numero di cromosomi non cambia, ma ognuno è formato da 2 cromatidi fratelli.
- Cromosomi in profase: 46.
- Cromatidi in profase: 46 × 2 = 92.
- In anafase i cromatidi fratelli si separano e ciascuno diventa un cromosoma a sé: ogni polo riceve 46 cromosomi.
Risultato: In profase: 46 cromosomi e 92 cromatidi. Ogni cellula figlia ha 46 cromosomi (2n = 46), identici a quelli della cellula madre.
2. Metti in ordine queste quattro osservazioni al microscopio e dai il nome alla fase: (A) i cromosomi sono allineati sul piano equatoriale; (B) la membrana nucleare si frammenta e il fuso si forma; (C) i cromatidi fratelli migrano verso poli opposti; (D) si formano due nuovi nuclei e la cellula si strozza al centro. base
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- La mitosi segue sempre la sequenza profase, metafase, anafase, telofase (PMAT).
- (B) è la profase: scompare la membrana nucleare e si organizza il fuso.
- (A) è la metafase: i cromosomi sono allineati all'equatore della cellula.
- (C) è l'anafase: i cromatidi fratelli si separano e vengono tirati ai poli.
- (D) è la telofase con citodieresi: si ricostituiscono i nuclei e la cellula si divide in due.
Risultato: Ordine B → A → C → D: profase, metafase, anafase, telofase (con citodieresi).
3. Una cellula ha 2n = 8 cromosomi. Compila per ciascuna tappa il numero di cromosomi e di cromatidi: (a) fase G1; (b) fase G2; (c) ogni cellula figlia a fine mitosi; (d) ogni cellula a fine meiosi I; (e) ogni cellula a fine meiosi II. intermedio
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- (a) In G1 il DNA non è ancora duplicato: 8 cromosomi, ciascuno con 1 cromatidio, quindi 8 cromatidi.
- (b) In G2 il DNA è duplicato: sempre 8 cromosomi, ma ognuno ha 2 cromatidi, quindi 16 cromatidi.
- (c) La mitosi separa i cromatidi fratelli: ogni figlia ha 8 cromosomi a 1 cromatidio, cioè 8 cromatidi.
- (d) La meiosi I separa i cromosomi omologhi (non i cromatidi): ogni cellula ha 4 cromosomi, ancora a 2 cromatidi, quindi 8 cromatidi.
- (e) La meiosi II separa i cromatidi fratelli: ogni cellula finale ha 4 cromosomi a 1 cromatidio, cioè 4 cromatidi (n = 4).
Risultato: (a) 8 cromosomi / 8 cromatidi; (b) 8 / 16; (c) 8 / 8; (d) 4 / 8; (e) 4 / 4.
4. Da una cellula uovo fecondata si hanno 5 mitosi consecutive in cui ogni cellula si divide. (a) Quante cellule ci sono alla fine? (b) Quanti spermatozoi si formano da 50 spermatociti primari? (c) Quante cellule uovo mature si formano da 50 oociti primari? intermedio
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- (a) Ogni mitosi raddoppia le cellule: dopo 5 divisioni sono 2⁵ = 32 cellule.
- (b) Ogni spermatocita primario completa la meiosi e dà 4 spermatozoi: 50 × 4 = 200.
- (c) Ogni oocita primario dà 1 sola cellula uovo funzionale: la divisione del citoplasma è molto diseguale e le altre cellule, i globuli polari, degenerano.
- Quindi 50 oociti primari producono 50 cellule uovo mature.
Risultato: (a) 32 cellule; (b) 200 spermatozoi; (c) 50 cellule uovo (più i globuli polari che degenerano).
5. In una cellula con 2n = 4 osservi tre metafasi: (A) 4 cromosomi in fila singola sul piano equatoriale; (B) 2 coppie di cromosomi omologhi appaiati sul piano equatoriale; (C) 2 cromosomi in fila singola sul piano equatoriale, ciascuno a due cromatidi. Identifica per ognuna il tipo di divisione. intermedio
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- Guardo prima il numero di cromosomi: 2n = 4, quindi una cellula diploide ha 4 cromosomi, una aploide ne ha 2.
- (A) 4 cromosomi, tutti in fila singola: la cellula è diploide e i cromosomi non sono appaiati, perciò è la metafase della mitosi.
- (B) i cromosomi omologhi sono appaiati in coppie (bivalenti): succede solo nella metafase I della meiosi.
- (C) solo 2 cromosomi in fila singola: la cellula è già aploide (n = 2), perciò è la metafase II della meiosi.
Risultato: (A) metafase della mitosi; (B) metafase I (meiosi I); (C) metafase II (meiosi II).
6. Quante combinazioni diverse di cromosomi può avere un gamete umano (n = 23) considerando solo l'assortimento indipendente degli omologhi, cioè senza il crossing over? E quanti zigoti diversi possono nascere da due genitori? avanzato
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- Ognuna delle 23 coppie di omologhi si orienta in metafase I in due modi equivalenti: ciascun omologo può finire in uno dei due poli.
- Le scelte sono indipendenti, quindi si moltiplicano: 2 × 2 × ... (23 volte) = 2²³.
- 2²³ = 8.388.608 gameti diversi per ciascun genitore.
- Lo zigote nasce dall'incontro di due gameti: 2²³ × 2²³ = 2⁴⁶, cioè circa 7,04 × 10¹³ combinazioni (oltre 70 mila miliardi).
- Il crossing over scambia segmenti tra omologhi e fa crescere ancora di più la variabilità.
Risultato: Circa 8,4 milioni di gameti diversi per genitore (2²³ = 8.388.608) e circa 7,04 × 10¹³ zigoti possibili (2⁴⁶), senza contare il crossing over.
7. Nella meiosi umana avviene una non-disgiunzione della coppia di cromosomi 21. Quanti cromosomi hanno i quattro gameti se l'errore avviene (a) in meiosi I? (b) in meiosi II, in una sola delle due cellule? E che cosa nasce se un gamete con 24 cromosomi viene fecondato da uno normale? avanzato
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- Non-disgiunzione = una coppia non si separa. Un gamete normale ha 23 cromosomi.
- (a) Errore in meiosi I: i due omologhi del 21 vanno insieme nella stessa cellula. Quella cellula darà 2 gameti con 24 cromosomi; l'altra, senza cromosoma 21, darà 2 gameti con 22 cromosomi. Tutti e 4 i gameti sono anomali.
- (b) Errore in meiosi II in una sola cellula: la cellula normale dà 2 gameti da 23; l'altra dà 1 gamete da 24 (due copie del 21) e 1 gamete da 22. Quindi 2 normali, 1 con 24 e 1 con 22.
- Un gamete da 24 più un gamete normale da 23 danno uno zigote con 24 + 23 = 47 cromosomi, con tre copie del cromosoma 21.
Risultato: (a) 24, 24, 22, 22; (b) 23, 23, 24, 22. Gamete da 24 + gamete normale = 47 cromosomi: trisomia 21 (sindrome di Down).
Domande frequenti
Qual è la differenza tra mitosi e meiosi?
La mitosi è una sola divisione che da una cellula diploide (2n) produce 2 cellule figlie diploidi e identiche: serve a crescere e a riparare i tessuti. La meiosi è fatta da 2 divisioni consecutive e da una cellula diploide produce 4 cellule aploidi (n) geneticamente diverse tra loro: sono i gameti, cioè spermatozoi e cellule uovo. Solo la meiosi ha il crossing over e l'appaiamento degli omologhi.
Perché la meiosi dimezza il numero di cromosomi?
Perché a un solo raddoppio del DNA seguono due divisioni. Nella meiosi I si separano i cromosomi omologhi, quindi da 2n si passa a n; nella meiosi II si separano i cromatidi fratelli, senza nuova duplicazione. Con la fecondazione i due gameti (n + n) ricostituiscono il numero 2n tipico della specie.
Quando avviene il crossing over?
Nella profase I della meiosi. I cromosomi omologhi si appaiano (sinapsi) e si scambiano segmenti di DNA nei punti chiamati chiasmi. Il risultato sono cromosomi ricombinati, che mescolano gli alleli ricevuti da padre e madre.
Dopo la meiosi I la cellula è aploide o diploide?
È aploide, perché ha n cromosomi. Però ognuno di questi cromosomi è ancora formato da 2 cromatidi fratelli, perché i cromatidi si separano solo nella meiosi II. Per questo il contenuto di DNA è ancora doppio rispetto a un gamete.
Quante cellule si ottengono dalla mitosi e dalla meiosi?
Dalla mitosi si ottengono 2 cellule, dalla meiosi 4. Nella spermatogenesi le 4 cellule diventano spermatozoi; nell'oogenesi se ne forma una sola cellula uovo funzionale e 3 globuli polari che degenerano.