Mitoza i mejoza: różnice, przebieg i crossing-over na maturę
Strona główna › Baza wiedzy › Biologia do matury › Mitoza i mejoza: różnice, przebieg i crossing-over na maturę
Ela, biolog i korepetytorka maturalna, autorka merytoryczna Bioverse. Zaktualizowane 25 września 2026. Liczby w tekście przeliczamy z bazy 38 arkuszy CKE przy każdej aktualizacji strony.
Podziały komórkowe są w arkuszach maturalnych wdzięcznym materiałem, bo można o nie zapytać rysunkiem, liczbą albo zdaniem do uzasadnienia. Uczeń, który zna nazwy faz, ale nie wie, co w danej fazie rozchodzi się do biegunów, gubi się przy pierwszym schemacie z chromosomami. Uczeń, który to wie, rozwiązuje takie zadanie w minutę.
Ten tekst prowadzi przez mitozę i mejozę fazę po fazie, ale kładzie nacisk na to, co odróżnia te procesy: co się rozdziela, ile chromosomów i chromatyd ma komórka w danym momencie, skąd bierze się zmienność i po co organizmowi każdy z podziałów. Na końcu stoi tabela porównawcza i lista typowych pytań.
Chromosom, chromatyda, homolog: bez tego nie ruszysz
Większość błędów w tym dziale bierze się z mylenia trzech pojęć. Chromatydy siostrzane to dwie identyczne kopie tej samej cząsteczki DNA, powstałe w replikacji i połączone centromerem; razem tworzą jeden chromosom. Chromosomy homologiczne to para chromosomów o tej samej długości, tym samym położeniu centromeru i tych samych genach w tych samych miejscach, ale niekoniecznie tych samych allelach: jeden pochodzi od matki, drugi od ojca. Człowiek ma 46 chromosomów w 23 parach homologicznych.
Zanim komórka się podzieli, w fazie S interfazy replikuje DNA. Od tej chwili każdy chromosom składa się z dwóch chromatyd, ale liczba chromosomów się nie zmienia: liczysz je po centromerach, nie po chromatydach. Komórka człowieka po replikacji ma nadal 46 chromosomów, tylko 92 chromatydy. Zapamiętaj też oznaczenia: n to liczba zestawów chromosomów (haploidalna, diploidalna), a c to ilość DNA. Komórka diploidalna przed replikacją to 2n i 2c, po replikacji 2n i 4c.
Cykl komórkowy składa się z interfazy (G1, S, G2) i podziału. W G1 komórka rośnie i pracuje, w S kopiuje DNA, w G2 przygotowuje się do podziału. Komórki, które się nie dzielą (np. neurony), wychodzą z cyklu do fazy G0.
Mitoza: jeden podział, dwie identyczne komórki
Mitoza to podział jądra, po którym z jednej komórki 2n powstają dwie komórki 2n o identycznym materiale genetycznym. Przebiega w czterech fazach.
- Profaza. Chromatyna kondensuje w widoczne chromosomy, każdy z dwóch chromatyd. Zanika jąderko, rozpada się otoczka jądrowa, powstaje wrzeciono podziałowe z mikrotubul (u zwierząt organizują je centrosomy).
- Metafaza. Chromosomy ustawiają się centromerami w płaszczyźnie równikowej komórki, każdy z osobna, nie w parach. Do centromerów (kinetochorów) obu chromatyd przyczepione są mikrotubule z przeciwnych biegunów.
- Anafaza. Chromatydy siostrzane rozdzielają się i wędrują do przeciwnych biegunów. Od tej chwili każda chromatyda jest samodzielnym chromosomem, więc komórka przejściowo ma podwojoną liczbę chromosomów (u człowieka 92), ale każdy biegun dostaje pełny zestaw 46.
- Telofaza. Przy biegunach odtwarzają się otoczki jądrowe i jąderka, chromosomy despiralizują.
Po telofazie następuje cytokineza, czyli podział cytoplazmy. U zwierząt przewężenie tworzy pierścień kurczliwy z aktyny i miozyny; u roślin, które mają ścianę komórkową, w środku komórki z pęcherzyków aparatu Golgiego powstaje przegroda pierwotna rozrastająca się na boki. Ta różnica to klasyczne pytanie o porównanie cytokinezy roślinnej i zwierzęcej.
Znaczenie mitozy: wzrost organizmu, regeneracja i wymiana komórek, rozmnażanie bezpłciowe (np. pączkowanie drożdży, rozmnażanie wegetatywne roślin), a u roślin także wytwarzanie gamet przez gametofit. Wspólny mianownik: potrzebne są komórki genetycznie takie same jak wyjściowa.
Mejoza: dwa podziały, cztery różne komórki haploidalne
Mejoza to dwa następujące po sobie podziały po jednej replikacji DNA. Z komórki 2n powstają cztery komórki n, każda genetycznie inna. Pierwszy podział jest redukcyjny, drugi przypomina mitozę.
Mejoza I: rozchodzą się chromosomy homologiczne
W profazie I, najdłuższej fazie całego procesu, chromosomy homologiczne łączą się w pary (koniugacja), tworząc biwalenty, inaczej tetrady, bo każdy biwalent zawiera cztery chromatydy. Między chromatydami niesiostrzanymi zachodzi crossing-over: wymiana odpowiadających sobie odcinków. Miejsca wymiany widać jako chiazmy. W metafazie I w płaszczyźnie równikowej ustawiają się biwalenty, a ułożenie każdej pary względem biegunów jest losowe i niezależne od innych par. W anafazie I do biegunów rozchodzą się całe chromosomy homologiczne, każdy nadal z dwóch chromatyd. Po telofazie I i cytokinezie są dwie komórki n, ale każdy chromosom wciąż ma dwie chromatydy (n, 2c).
Mejoza II: rozchodzą się chromatydy
Nie ma już replikacji. Chromosomy ustawiają się pojedynczo w metafazie II, a w anafazie II rozdzielają się chromatydy siostrzane. Wynik: cztery komórki n, c. Chromatydy po crossing-over nie są już identyczne, dlatego komórki po mejozie II różnią się od siebie także w obrębie jednej pary.
Zmienność genetyczna po mejozie ma dwa źródła i klucz zwykle oczekuje obu: crossing-over (nowe zestawienia alleli w obrębie chromosomu) oraz niezależna segregacja chromosomów homologicznych w anafazie I (nowe zestawienia całych chromosomów matczynych i ojcowskich). Trzecim źródłem zmienności potomstwa jest losowe łączenie gamet w zapłodnieniu, ale to już nie jest cecha samej mejozy.
Tabela porównawcza mitozy i mejozy
| Cecha | Mitoza | Mejoza |
|---|---|---|
| Liczba podziałów | 1 | 2 (po jednej replikacji) |
| Liczba komórek potomnych | 2 | 4 |
| Ploidalność komórek potomnych | taka jak wyjściowej (2n z 2n) | zredukowana o połowę (n z 2n) |
| Materiał genetyczny potomnych | identyczny z wyjściową | różny, zrekombinowany |
| Koniugacja homologów i crossing-over | brak | w profazie I |
| Co ustawia się w metafazie | pojedyncze chromosomy | biwalenty (I), pojedyncze chromosomy (II) |
| Co rozchodzi się w anafazie | chromatydy siostrzane | chromosomy homologiczne (I), chromatydy (II) |
| Gdzie zachodzi | komórki somatyczne, gametofit roślin | komórki macierzyste gamet (zwierzęta), zarodników (rośliny) |
| Znaczenie | wzrost, regeneracja, rozmnażanie bezpłciowe | redukcja liczby chromosomów, zmienność |
Jedna uwaga do wiersza „gdzie zachodzi”. U zwierząt mejoza wytwarza gamety. U roślin mejoza wytwarza zarodniki (mejospory), a gamety powstają później przez mitozę w haploidalnym gametoficie. Odpowiedź „u roślin gamety powstają w mejozie” jest błędna i wraca w arkuszach jako pułapka w zadaniach o przemianie pokoleń.
Więcej zadań z tego zakresu znajdziesz na stronie podziały komórkowe w arkuszach CKE.
Jak liczyć chromosomy i chromatydy w każdej fazie?
Zadania „ile chromosomów i ile chromatyd ma komórka w …” rozwiązujesz dwoma pytaniami: czy była już replikacja i czy rozdzieliły się już chromatydy. Dla komórki o 2n = 4 wygląda to tak:
- G1: 4 chromosomy, 4 chromatydy (każdy chromosom z jednej chromatydy).
- G2 i profaza, metafaza mitozy: 4 chromosomy, 8 chromatyd.
- Anafaza mitozy: 8 chromosomów (chromatydy stały się chromosomami), po 4 przy każdym biegunie.
- Po mitozie każda komórka: 4 chromosomy, 4 chromatydy.
- Metafaza I mejozy: 4 chromosomy w 2 biwalentach, 8 chromatyd.
- Po mejozie I każda komórka: 2 chromosomy, 4 chromatydy.
- Po mejozie II każda komórka: 2 chromosomy, 2 chromatydy.
Na wykresie ilości DNA w cyklu komórkowym szukaj skoku w fazie S (podwojenie z 2c do 4c), spadku do 2c po mitozie, a w mejozie dwóch spadków: do 2c po pierwszym podziale i do c po drugim. Zadanie z takim wykresem prawie zawsze pyta, gdzie zachodzi replikacja i który podział jest redukcyjny.
Gametogeneza i błędy podziału
U człowieka spermatogeneza daje z jednej komórki macierzystej cztery plemniki o równej wielkości. Oogeneza daje jedną komórkę jajową i ciałka kierunkowe, bo cytoplazma dzieli się nierówno: komórka jajowa gromadzi zapasy dla zarodka. Oocyt drugiego rzędu zatrzymuje się w metafazie II i kończy mejozę dopiero po wniknięciu plemnika; to typowa informacja w zadaniach o zapłodnieniu.
Gdy chromosomy homologiczne (anafaza I) albo chromatydy (anafaza II) nie rozejdą się prawidłowo, powstają gamety z nadmiarem lub niedoborem chromosomu. Po zapłodnieniu daje to aneuploidię: trisomię 21 (zespół Downa), monosomię X (zespół Turnera) albo XXY (zespół Klinefeltera). Klucz przy takich zadaniach zwykle wymaga słowa „nondysjunkcja” albo opisu „nierozejście się chromosomów w anafazie” i wskazania, którego podziału dotyczy. Więcej o tym w tekście o mutacjach w arkuszach CKE.
Typowe pytania maturalne i czego wymaga klucz
- Rozpoznaj fazę na rysunku. Patrz na dwie rzeczy: czy chromosomy są w parach (biwalenty to mejoza I) i czy do biegunów idą całe chromosomy z dwóch chromatyd (anafaza I) czy pojedyncze chromatydy (anafaza mitozy lub II). Podaj fazę razem z numerem podziału, „anafaza” bez „I” lub „II” może nie wystarczyć.
- Uzasadnij, że to mejoza, a nie mitoza. Wskaż widoczną cechę: obecność biwalentów, chiazm, rozchodzenie się homologów, haploidalne produkty. Sama liczba komórek potomnych nie jest argumentem, jeśli rysunek jej nie pokazuje.
- Znaczenie mejozy. Dwa elementy: utrzymanie stałej liczby chromosomów w gatunku (gamety n, zygota 2n) i zmienność genetyczna (crossing-over, niezależna segregacja). Odpowiedź z jednym elementem dostaje zwykle część punktów.
- Dlaczego komórki po mitozie są identyczne. Bo chromatydy siostrzane są kopiami tej samej cząsteczki DNA i każda komórka potomna dostaje po jednej z każdej pary.
- Rośliny i przemiana pokoleń. Który organizm jest haploidalny, gdzie zachodzi mejoza, co powstaje w jej wyniku. Odpowiedź: mejoza w sporoficie daje zarodniki, gametofit wytwarza gamety mitotycznie.
Najczęstsze straty punktów: pomylenie chromatyd z chromosomami przy liczeniu, przypisanie crossing-over do mitozy albo do mejozy II, napisanie, że w anafazie I rozchodzą się chromatydy, oraz opisanie znaczenia mejozy słowem „rozmnażanie” bez wskazania redukcji i rekombinacji.
Pytania, które dostajemy najczęściej
Czym różni się anafaza I od anafazy II mejozy?
W anafazie I do biegunów rozchodzą się całe chromosomy homologiczne, każdy z dwóch chromatyd; liczba chromosomów w komórkach potomnych spada o połowę. W anafazie II rozdzielają się chromatydy siostrzane, tak jak w anafazie mitozy, i liczba chromosomów się nie zmienia, zmienia się tylko ilość DNA.
Ile chromosomów ma komórka człowieka w anafazie mitozy?
Przejściowo 92, bo po rozdzieleniu każda chromatyda siostrzana liczy się jako osobny chromosom, a do każdego bieguna wędruje po 46. Po zakończeniu podziału każda komórka potomna ma znów 46 chromosomów, każdy z jednej chromatydy.
Kiedy zachodzi crossing-over i po co?
W profazie I mejozy, między chromatydami niesiostrzanymi chromosomów homologicznych połączonych w biwalent. Wymiana odcinków daje nowe zestawienia alleli na jednym chromosomie, czyli rekombinację, która razem z niezależną segregacją homologów jest źródłem zmienności genetycznej gamet.
Czy u roślin mejoza wytwarza gamety?
Nie. U roślin mejoza zachodzi w sporoficie i daje zarodniki, z których przez mitozy rozwija się haploidalny gametofit. Dopiero gametofit wytwarza gamety, również przez mitozę. U zwierząt mejoza prowadzi bezpośrednio do gamet.
Jak odróżnić na rysunku metafazę mitozy od metafazy I mejozy?
W metafazie mitozy chromosomy stoją w płaszczyźnie równikowej pojedynczo, każdy z dwóch chromatyd. W metafazie I stoją tam biwalenty, czyli pary chromosomów homologicznych, często z widocznymi chiazmami. Jeśli w płaszczyźnie widzisz pary, to mejoza I.
W Bioverse zadania o podziałach komórkowych pochodzą z arkuszy CKE, a odpowiedzi otwarte sprawdzasz według zasad oceniania tego samego arkusza.
Bioverse prowadzi do matury krok po kroku: plan na każdy dzień, lekcje z biologiem, zadania CKE z oceną według klucza i kontakt z autorką kursu. Powstał z korepetycji i przejmuje ich rolę.
Zobacz, jak działa Bioverse