Mitosis لنمو وإصلاح؛ Meiosis للجاميتات والتنوع؛ انقسام سيتوبلازم نباتي/حيواني؛ انشطار ثنائي في بدائيات النوى.
آخر تحديث:
بعد تضاعف DNA في المرحلة البينية، Mitosis يوزّع كروموسومات متطابقة على خليتين 2n.
كروموسوم ابن: بعد انفصال الكروماتيدين في الانفصالي — كل واحد يُسمى كروموسوماً ابناً.
صورة ذهنية: اربط كل طور بصورة الكروموسومات في الشكل: تكاثف، اصطفاف، انفصال، ثم تكوّن نواتين.
التمييز المجهري: في شرائح جذر البصل: التمهيدي/الاستوائي/الانفصالي/النهائي تُميَّز بشكل الكروموسومات وموقعها ووجود أو غياب الغلاف النووي.
تُحضَّر الخلية للانقسام قبل ظهور الأطوار الواضحة؛ ففي المرحلة البينية تتضاعف المادة الوراثية وتُصنع بروتينات لازمة للانقسام مثل بروتينات الخيوط المغزلية.
ترتيب الأطوار: عند سؤال أطوار الانقسام المتساوي، رتّب الأحداث زمنياً: تمهيدي، استوائي، انفصالي، نهائي؛ ثم اربط كل طور بحركة الكروموسومات لا باسم الطور فقط.
استراتيجية الحل: حدد المعطيات والمطلوب، اكتب القانون أو العلاقة المناسبة، ثم عوّض وتحقق من الوحدات.
انقسام السيتوبلازم Cytokinesis يكمّل مرحلة M: بعد نواتين ابنتين، يُقسَّم السيتوبلازم والعضيات فيصل كل قطب إلى خلية مستقلة.
حيوان: تخصر وسطي — حلقة أكتين/ميوسين → أخدود → خليتان.
نبات: لا تخصر — حويصلات غولجي → صفيحة خلوية في الوسط → جدار خلوي → خليتان.
انقسام السيتوبلازم يحدث بعد انقسام النواة مباشرة؛ وبدونه تبقى خلية ثنائية النواة (binucleate) إلى أن يكتمل الانقسام.
الفرق الحاسم: النبات يحتاج جداراً — الصفيحة من غولجي؛ الحيوان لا يبني جداراً بل يتخصر الغشاء البلازمي. في الامتحان: «صفيحة خلوية» = نبات؛ «أخدود/تخصر» = حيوان.
انقسام السيتوبلازم: مرحلة نهائية من M تقسم السيتوبلازم والعضيات بين الخليتين ابنتين بعد اكتمال انقسام النواة.
التخصر كحبل: انقسام السيتوبلازم في الحيوان يشبه شد حبل في وسط الخلية حتى تنفصل نصفان؛ النبات يبني «حائطاً» في الوسط بدلاً من شد الحبل.
في الخلية الحيوانية ينقسم السيتوبلازم بتخصر الغشاء البلازمي نحو الداخل حتى تنفصل الخليتان، أما في الخلية النباتية فتتجمع حويصلات غولجي في الوسط لتكوين صفيحة خلوية تتحول إلى جدار يفصل الخليتين.
الانقسام المتساوي ليس «تكراراً عشوائياً» للخلية؛ بل آلية مركزية للنمو والإصلاح والتكاثر اللاجنسي في كائنات حقيقية النوى.
التنوع الجيني في التكاثر اللاجنسي: يعتقد الكثير من الطلبة أن التكاثر اللاجنسي (مثل الخميرة والهيدرا) يؤدي إلى تنوع في الصفات؛ والصحيح أن الانقسام المتساوي ينتج خلايا مطابقة تماماً للأصل، مما يعني عدم وجود تنوع جيني في هذا النوع من التكاثر.
النمو: من زيجوت إلى إنسان متعدد الخلايا (شكل 13).
إصلاح: استبدال خلايا الجلد والأمعاء التالفة (شكل 14).
تجدد: سحلية، نجم بحر (شكل 15).
تكاثر لاجنسي: خميرة، هيدرا، أبصال (شكل 16) — سريع لكن بلا تنوع جيني.
الخلايا الجذعية: غير متمايزة → انقسام → تمايز (كبد، عصب، قلب…). تطبيقات علاجية في الأردن (مثل CTC).
تظهر أهمية الانقسام المتساوي في الجسم في النمو وتعويض الخلايا التالفة وتجديد بعض الأنسجة، لأنه ينتج خلايا مطابقة تحافظ على العدد الكروموسومي نفسه.
في هذا الدرس تُنفَّذ الربط بالطب: الخلايا الجذعية: اتبع خطوات التجربة وسجّل القراءات، ثم اربط النتيجة بالمفهوم الذي سبقه في الدرس.
من التجربة: سجّل المعطيات قبل الاستنتاج؛ التجربة تدعم القانون وليست بديلاً عنه.
Meiosis: خلية 2n → 4 خلايا 1n (جاميتات). مرحلتان؛ بينهما بينية قصيرة.
Meiosis I: تفصل أزواج الكروموسومات المتماثلة (Homologous Pairs)؛ هنا يحدث الاختزال الفعلي لعدد الكروموسومات (2n → 1n). يحدث العبور الجيني (Crossing Over) في الطور التمهيدي I بين الكروماتيدات غير الشقيقة في الرباعية (Tetrad)، مما يزيد التنوع الجيني.
Meiosis II: يشبه الانقسام المتساوي — انفصال الكروماتيدات الشقيقية (Sister Chromatids) لتكوين 4 خلايا أحادية المجموعة.
الزيجوت 2n من إخصاب → ثبات العدد الكروموسومي (شكل 20).
التوزيع المستقل (Independent Assortment): في الطور الاستوائي I، تترتب أزواج الكروموسومات المتماثلة عشوائياً عند وسط الخلية، مما يؤدي إلى ملايين الاحتمالات من الجاميتات المختلفة جينياً.
تنوع Meiosis I: ترتيب عشوائي للأزواج المتماثلة → تركيبات جينية جديدة.
بكتيريا: تضاعف كروموسوم حلقي → حركة لقطبين → انغماد غشاء بلازمي → خليتان مطابقتان (شكل 21). لا أطوار mitosis ولا غلاف نووي حقيقي.
ينتج انقسام خلية جلد بالانقسام المتساوي خليتين جسديتين متماثلتين، وينتج الانشطار الثنائي في البكتيريا خليتين بكتيريتين متماثلتين أيضاً، لكن الآلية مختلفة لأن البكتيريا لا تمتلك نواة حقيقية ولا تمر بأطوار الانقسام المتساوي.
الخيط الجامع هنا أن الانقسام المتساوي يحافظ على العدد الكروموسومي، بينما الانقسام المنصف يختزله وينتج تنوعاً وراثياً عبر العبور والتوزيع المستقل.
صوّر هذا الجدول وسمِّعه:
| البند | متساوٍ (Mitosis) | منصف (Meiosis) |
|---|---|---|
| عدد الانقسامات | واحد | اثنان |
| الخلايا الناتجة | 2 | 4 |
| عدد الكروموسومات | مثل الأم (2n) | نصف الأم (n) |
| الوظيفة | نمو وترميم وتكاثر لاجنسي | تكوين الأمشاج |
| أطواره | تمهيدي، استوائي، انفصالي، نهائي | كالأعلى ×2 |
| السيتوبلازم نباتي | صفيحة خلوية تبني جداراً | — |
| السيتوبلازم حيواني | اختناق غشائي | — |
من النشاط: الانقسام المتساوي ينتج خلايا مطابقة للأصل؛ تمايز الخلايا الجذعية لا يعني تنوعاً جينياً كالانقسام المنصف.
يحدث انقسام متساوي في خلية لإنتاج خليتين مطابقتين جينياً للخلية المنقسمة، وتحوي كل منهما عدد كروموسومات هذه الخلية نفسه.
أي تعويض أجزاء فقدتها الكائنات الحية من أجسامها عن طريق الانقسام المتساوي.
تظهر الكروموسومات قصيرة وسميكة، ويتكون كل منها من كروماتيدين شقيقين يرتبطان معاً عن طريق قطعة مركزية (سنترومير).
ترتبط الخيوط المغزلية بالقطع المركزية، ويمتاز هذا الطور بترتيب الكروموسومات في وسط الخلية.
تنكمش الخيوط المغزلية في هذا الطور؛ ما يؤدي إلى سحب الكروماتيدات الشقيقة، وانفصال كل كروماتيدين شقيقين أحدهما عن الآخر.
تتشكل في هذا الطور نواتان ونويتان، ويبدأ الغلاف النووي بالظهور، وتصبح الكروموسومات أرفع وأطول لعودتها على شكل شبكة كروماتينية.
عملية انقسام السيتوبلازم التي تلي انقسام النواة لإنتاج خليتين منفصلتين.
أحد أنواع الانقسام الخلوي الذي يؤدي إلى إنتاج الجاميتات؛ وهي خلايا أحادية المجموعة الكروموسومية.
تبادل أجزاء من المادة الوراثية بين كروماتيدين غير شقيقين في الكروموسومات المتماثلة، مما ينتج تراكيب جينية جديدة.
خلايا غير متمايزة، وقد تنقسم هذه الخلايا لإنتاج خلايا تستمر بوصفها خلايا جذعية، وخلايا أخرى تتمايز؛ ما يجعلها متخصصة، تتكون منها الأنسجة والأعضاء.
آلية انقسام في بدائيات النوى (مثل البكتيريا)، حيث يتضاعف الكروموسوم البكتيري، ثم يتحرك الكروموسومان الناتجـان في اتجاهين متقابلين.
خلايا أحادية المجموعة الكروموسومية (n) تنتج عن الانقسام المنصف.
ما أنواع الانقسام الخلوي في الكائنات حقيقية النوى؟ ما أهمية كل نوع؟
في الكائنات حقيقية النوى نوعان رئيسيان من الانقسام الخلوي: الانقسام المتساوي (Mitosis) الذي ينتج خليتين مطابقتين جينياً للخلية الأم (2n)، وأهميته النمو وإصلاح الأنسجة التالفة والتجدد وأساس التكاثر اللاجنسي؛ والانقسام المنصف (Meiosis) الذي ينتج أربع خلايا أحادية المجموعة الكروموسومية (1n) هي الجاميتات، وأهميته إنتاج الأمشاج للتكاثر الجنسي وزيادة التنوع الجيني عبر العبور الجيني والتوزيع المستقل للكروموسومات.
ماذا يستفيد الكائن إذا كان قادراً على التكاثر جنسياً ولاجنسياً؟
يجمع الكائن مزايا النوعين: التكاثر اللاجنسي (بالانقسام المتساوي) يتيح له التكاثر السريع دون الحاجة لشريك، فيزيد أعداده بسرعة عندما تكون الظروف البيئية مناسبة ومستقرة، لكن دون أي تنوع جيني بين الأفراد الناتجة؛ أما التكاثر الجنسي (بالانقسام المنصف ثم الإخصاب) فينتج أفراداً متنوعة جينياً، ما يزيد فرصة بقاء بعضها عند تغيّر الظروف البيئية أو ظهور أمراض جديدة. فالجمع بين الطريقتين يمنح الكائن مرونة: تكاثراً سريعاً عند الاستقرار، وتنوعاً جينياً يحسّن فرص التكيف والبقاء عند التغيّر.
كيف تميز طبق الخميرة الذي أُضيفت له مادة توقف تضاعف DNA؟
مادة توقف تضاعف DNA تمنع الخلية من إتمام المرحلة S في المرحلة البينية، فتبقى الخلايا موقوفة قبل الدخول في الانقسام (Mitosis) ولا تنقسم. لتمييز الطبق المعالَج بهذه المادة: يُقارَن بطبق خميرة ضابط (بدون المادة) بعد فترة زمنية؛ في الطبق الضابط يزداد عدد الخلايا بوضوح نتيجة استمرار الانقسام، بينما في الطبق المعالَج يبقى عدد الخلايا شبه ثابت لأن الخلايا توقفت قبل الانقسام ولم تدخله.
قارن الانقسام المتساوي والانشطار الثنائي من حيث آلية الانقسام؟
كلاهما يفصل متطابقاً، لكن الانقسام المتساوي يحدث في حقيقيات النوى بخيوط مغزل وأطوار منظّمة، والانشطار الثنائي يحدث في بدائيات النوى (البكتيريا) دون مغزل ودون غشاء نووي.
قارن انقسام السيتوبلازم في الخلية النباتية والحيوانية؟
في النباتية تتكوّن صفيحة خلوية في المنتصف تبني جداراً جديداً؛ وفي الحيوانية يحدث اختناق للغشاء البلازمي من الخارج نحو الداخل.
بطاقات مهمة
انقسام يحدث في خلية ما لإنتاج خليتين مطابقتين جينيًا للخلية الأم، تحوي كلٌّ منهما عدد كروموسومات الخلية نفسه.
الطور التمهيدي، فالاستوائي، فالانفصالي، فالنهائي؛ يليها انقسام السيتوبلازم.
تظهر الكروموسومات قصيرة سميكة، يتكوّن كلٌّ منها من كروماتيدين شقيقين مرتبطين بقطعة مركزية (سنترومير)؛ ويتفكّك الغلاف النووي وتختفي النوية، ويتحرّك الجسمان المركزيان نحو قطبي الخلية، وتبدأ الخيوط المغزلية بالامتداد من المريكزات إلى القطع المركزية.
تركيب يقتصر وجوده على الخلايا الحيوانية، يتكوّن من تركيبين أسطوانيين يُسمّى كلٌّ منهما مريكزًا.
ترتبط الخيوط المغزلية بالقطع المركزية قُبيل هذا الطور، وتترتّب الكروموسومات في وسط الخلية.
تنكمش الخيوط المغزلية فتُسحب الكروماتيدات الشقيقة وينفصل كل كروماتيدين أحدهما عن الآخر متجهًا نحو أحد قطبي الخلية فتصبح كروموسومات ابنة؛ وتأخذ الكروماتيدات شكل حرف V نتيجة السحب.
تتشكّل نواتان ونويتان، ويبدأ الغلاف النووي بالظهور، وتصبح الكروموسومات أرفع وأطول عائدة إلى شكل شبكة كروماتينية، ويبدأ انقسام السيتوبلازم.
الحيوانية: يحدث تخصّر تدريجي وسط الخلية مشكّلًا أخدودًا عبر حلقة منقبضة من ألياف الأكتين والميوسين. النباتية: تصطفّ حويصلات من أجسام غولجي وسط الخلية وتندمج مكوّنة صفيحة خلوية، ثم ينشأ الجدار الخلوي.
نمو الكائنات عديدة الخلايا، واستبدال الخلايا التالفة وتعويض الأنسجة (مثل الجلد والأنسجة المبطّنة للأمعاء)، والتجدّد، وهو أساس التكاثر اللاجنسي في الكائنات حقيقية النوى.
قدرة بعض الكائنات عديدة الخلايا على تعويض أجزاء فقدتها من أجسامها عن طريق الانقسام المتساوي؛ مثل السحلية ونجم البحر.
نصائح للمراجعة