پاسخ مستقیم: میان‌مرحله از سه بخش G1، S و G2 تشکیل می‌شود. یاخته در G1 رشد می‌کند و فعالیت‌های معمول خود را ادامه می‌دهد؛ در S همانندسازی DNA انجام می‌شود؛ و در G2 رشد و آمادگی برای تقسیم ادامه دارد. برای تشخیص مرحله، به ظاهر یک هسته سالم اکتفا نکن: ببین مقدار DNA ثابت است یا در حال افزایش، همانندسازی کامل شده است یا نه، و تقسیم هسته‌ای آغاز شده است یا هنوز یاخته در میان‌مرحله قرار دارد. همانندسازی در S تعداد کروموزوم‌ها را دو برابر نمی‌کند، بلکه هر کروموزوم را دوکروماتیدی می‌کند. جزئیات نام‌گذاری و شکل‌ها ممکن است میان چاپ‌ها تفاوت داشته باشد؛ کتاب درسی رسمی همان سال مرجع نهایی است.
جای G1، S و G2 در چرخه یاخته‌ای کجاست؟
چرخه یاخته‌ای را به دو بخش کلی ببین: میان‌مرحله و تقسیم یاخته. میان‌مرحله خود شامل G1، S و G2 است و پیش از مرحله‌های تقسیم هسته‌ای قرار می‌گیرد. ترتیب معمول مسیر چنین است: یاخته پس از یک تقسیم وارد G1 می‌شود، سپس از S و G2 می‌گذرد و بعد تقسیم هسته و سیتوپلاسم را طی می‌کند. بنابراین میان‌مرحله یک مکث بی‌فعالیت نیست؛ بخش بزرگی از رشد، فعالیت‌های یاخته و آماده‌سازی برای تقسیم در همین بازه انجام می‌شود.
- G1: پس از تقسیم پیشین و پیش از همانندسازی DNA.
- S: مرحله همانندسازی DNA.
- G2: پس از همانندسازی و پیش از آغاز تقسیم هسته‌ای.
- تقسیم هسته‌ای و تقسیم سیتوپلاسمی را جزء سه مرحله میان‌مرحله حساب نکن.
مرحله G1 را با چه نشانه‌هایی تشخیص دهیم؟
در G1، یاخته تازه از تقسیم قبلی بیرون آمده و رشد و فعالیت‌های متابولیکی خود را انجام می‌دهد. DNA هنوز برای تقسیم بعدی همانندسازی نشده است. اگر نمودار مقدار DNA را نشان دهد، مقدار آن در سراسر G1 در سطح پیش از همانندسازی ثابت می‌ماند. واژه «رشد» به‌تنهایی G1 را قطعی نمی‌کند، زیرا رشد و ساخت مواد در بخش‌های دیگری از میان‌مرحله نیز ادامه دارد؛ شاهد تعیین‌کننده‌تر این است که مرحله پس از تقسیم قبلی و پیش از آغاز همانندسازی قرار گرفته باشد.
در مرحله S دقیقاً چه چیزی همانندسازی می‌شود؟
در S، DNA هسته همانندسازی می‌شود و هر کروموزوم پس از تکمیل این فرایند از دو کروماتید خواهری تشکیل می‌شود. در نمودار مقدار DNA، این مرحله با افزایش تدریجی مقدار DNA شناخته می‌شود، نه با یک پرش بی‌زمان از مقدار آغازین به نهایی. با وجود دو برابرشدن مقدار DNA، تعداد کروموزوم‌ها بر اساس شمار سانترومرها تغییر نمی‌کند. پس جمله «در S تعداد کروموزوم‌های یاخته دو برابر می‌شود» نادرست است؛ آنچه افزایش می‌یابد مقدار DNA و تعداد کروماتیدهاست.
- آغاز S: همانندسازی هنوز کامل نشده است.
- در طول S: مقدار DNA در حال افزایش است.
- پایان S: هر کروموزوم همانندسازی‌شده دو کروماتید خواهری دارد.
- تعداد کروموزوم را با تعداد مولکول‌های DNA یا کروماتیدها یکی نگیر.
G2 چه تفاوتی با G1 دارد؟
هر دو مرحله بیرون از تقسیم هسته‌ای‌اند و در هر دو، یاخته می‌تواند رشد و ساخت مواد داشته باشد؛ تفاوت اصلی جای آن‌ها نسبت به همانندسازی است. G1 پیش از S قرار دارد و DNA هنوز همانندسازی نشده است، اما G2 پس از S است و مقدار DNA به سطح پس از همانندسازی رسیده و ثابت مانده است. یاخته در G2 برای ورود به تقسیم آماده می‌شود. بنابراین در یک شکل ساده از هسته ممکن است G1 و G2 شبیه به نظر برسند؛ برای تشخیص قطعی به ترتیب مرحله‌ها یا داده مقدار DNA نیاز داری.
نمودار مقدار DNA در چرخه یاخته‌ای را چگونه بخوانیم؟
ابتدا محور افقی و عمودی را بخوان و مطمئن شو نمودار «مقدار DNA در هر یاخته» را نشان می‌دهد، نه تعداد یاخته‌ها یا کروموزوم‌ها. سکوی ثابت نخست با G1 سازگار است؛ بخش افزایشی مرحله S را نشان می‌دهد؛ و سکوی ثابت بالاتر به G2 و بخش آغازین تقسیم مربوط است. کاهش مقدار DNA به ازای هر یاخته دختر زمانی معنا پیدا می‌کند که تقسیم کامل شده و فرآورده‌ها جداگانه سنجیده شوند. از ارتفاع تقریبی یک نمودار بی‌مقیاس، عدد دلخواه استخراج نکن.
- سکوی پایین و پیش از افزایش: G1.
- شیب افزایشی: S؛ همانندسازی در حال انجام است.
- سکوی بالا پس از افزایش: G2 و زمان پیش از جدایی کامل فرآورده‌ها.
- افت نمودار را فقط با توجه به واحد اندازه‌گیری و زمان کامل‌شدن تقسیم تفسیر کن.
یک مثال تشخیص مرحله چرخه یاخته‌ای را حل کنیم
فرض کن سه یاخته الف، ب و پ بررسی شده‌اند. مقدار DNA در الف در سطح پیش از همانندسازی ثابت است؛ در ب میان سطح آغازین و نهایی قرار دارد؛ و در پ در سطح پس از همانندسازی ثابت است، بی‌آنکه تقسیم هسته‌ای آغاز شده باشد. الف با G1، ب با S و پ با G2 سازگار است. درباره ب نمی‌توان گفت همه کروموزوم‌ها حتماً همانندسازی کامل کرده‌اند، چون یاخته هنوز در طول S است. درباره پ نیز دوبرابرشدن تعداد کروموزوم‌ها نتیجه نمی‌شود؛ DNA همانندسازی شده، اما کروماتیدهای خواهری هنوز از هم جدا نشده‌اند.
عبارت‌های چرخه یاخته‌ای را چگونه تجزیه کنیم؟
عبارت «هر یاخته‌ای که مقدار DNA آن دو برابر G1 است، حتماً در G2 قرار دارد» بیش از حد قطعی است. همین مقدار DNA می‌تواند پس از پایان S در G2 و در بخش‌هایی از تقسیم، پیش از کامل‌شدن جدایی یاخته‌های دختر، دیده شود. برای داوری، سه ادعا را جدا کن: همانندسازی کامل شده است؟ تقسیم هسته‌ای آغاز شده است؟ سنجش برای یک یاخته مادر است یا هر یاخته دختر؟ مقدار DNA به‌تنهایی همیشه نام دقیق مرحله را ثابت نمی‌کند؛ باید آن را با رویدادهای ساختاری همراه کنی.
خطاهای رایج تست‌های میان‌مرحله کدام‌اند؟
بیشتر دام‌ها از یکی‌گرفتن مقدار DNA، تعداد کروموزوم و تعداد یاخته یا از تصور بی‌فعالیت‌بودن میان‌مرحله ساخته می‌شوند.
- میان‌مرحله را مرحله استراحت یاخته ننام.
- همانندسازی DNA را در G1 یا G2 قرار نده؛ مرحله اصلی آن S است.
- دو برابرشدن DNA را دو برابرشدن تعداد کروموزوم‌ها ندان.
- وجود کروماتیدهای خواهری را به معنی آغاز جدایی آن‌ها فرض نکن.
- از ظاهر پخش‌بودن فامینه به‌تنهایی G1 را از G2 تشخیص نده.
- هر مقدار DNA پس از همانندسازی را بدون شاهد، فقط به G2 نسبت نده.
- نمودار مقدار DNA یک یاخته را با نمودار تعداد یاخته‌ها اشتباه نگیر.
چک‌لیست ۳۰ ثانیه‌ای تشخیص G1، S و G2 چیست؟
پیش از انتخاب گزینه، یک خط زمانی کوتاه G1 ← S ← G2 ← تقسیم بکش و داده سؤال را روی آن بگذار. بعد مقدار DNA را از تعداد کروموزوم و کروماتید جدا بررسی کن.
- مرحله پیش از همانندسازی است، هنگام آن یا پس از آن؟
- مقدار DNA ثابت است یا در حال افزایش؟
- تقسیم هسته‌ای آغاز شده یا هنوز میان‌مرحله است؟
- سؤال مقدار DNA را برای یک یاخته می‌سنجد یا فرآورده‌های تقسیم؟
- تعداد کروموزوم را بر پایه سانترومرها سنجیده‌ام؟
- رشد یاخته را نشانه انحصاری G1 فرض نکرده‌ام؟
- جزئیات شکل و عبارت را با کتاب درسی رسمی همان سال تطبیق داده‌ام؟
برای تشخیص مرحله‌های میان‌مرحله، جای آن‌ها نسبت به همانندسازی را مبنا بگیر: G1 پیش از همانندسازی، S هنگام افزایش مقدار DNA و G2 پس از تکمیل همانندسازی و پیش از تقسیم هسته‌ای است. در S مقدار DNA و تعداد کروماتیدها افزایش می‌یابد، اما تعداد کروموزوم‌ها دو برابر نمی‌شود. در نمودار نیز سکوی پایین، بخش افزایشی و سکوی بالاتر را به‌ترتیب با G1، S و G2 تطبیق بده و همیشه واحد محور را بخوان.
در نکته‌های وابسته به جزئیات، متن و شکل کتاب درسی رسمی همان سال را مبنا قرار بده.