Задания № 7, 8 · ЕГЭ

Клеточный цикл

Периоды жизни клетки от образования до следующего деления или гибели
6 мин чтенияСложность: Обновлено 29 сентября 2026

Клеточный цикл — это период существования клетки от момента её образования после деления материнской клетки до следующего деления или гибели. Он включает интерфазу и деление клетки; продолжительность и особенности цикла зависят от типа клетки и условий её жизни.

Что такое клеточный цикл

После завершения деления дочерняя клетка начинает расти, выполняет свои функции, удваивает наследственный материал и подготавливается к новому делению. Совокупность этих процессов образует клеточный цикл. У большинства делящихся эукариотических клеток цикл состоит из интерфазы и митотической фазы.

D
Клеточный цикл

Клеточный цикл — последовательность процессов в клетке от её образования до следующего деления либо до прекращения жизнедеятельности.

Иногда клетка временно или постоянно выходит из цикла в состояние покоя, обозначаемое \(G_0\). Например, зрелые нейроны обычно не делятся, хотя сохраняют обмен веществ и выполняют свои функции. Выход в \(G_0\) может быть обратимым или необратимым.

Основные этапы клеточного цикла
G1SG2MG0
Последовательность этапов: G1 → S → G2 → M; из G1 клетка может выйти в G0.
  • G1 — Рост клетки, синтез белков и органоидов; ДНК ещё не удваивается.
  • S — Репликация ДНК; каждая хромосома становится двуххроматидной.
  • G2 — Подготовка к делению, накопление энергии, проверка и исправление ДНК.
  • M — Митоз и обычно последующее разделение цитоплазмы — цитокинез.
  • G0 — Клетка выполняет специализированные функции и не готовится к делению.

Интерфаза: подготовка к делению

Интерфаза занимает большую часть клеточного цикла. Это не «перерыв» и не бездеятельное состояние, а период интенсивного обмена веществ, роста и подготовки к делению. Интерфаза включает периоды \(G_1\), \(S\) и \(G_2\).

ПериодГлавные процессыСостояние генетического материала
\(G_1\)Рост клетки; синтез белков, РНК и органоидов; накопление веществ и энергииХромосомы однохроматидные; набор ДНК обозначают \(2c\)
\(S\)Удвоение молекул ДНК и синтез гистоновКаждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид; количество хромосом не меняется
\(G_2\)Завершение подготовки к митозу; синтез белков веретена деления; контроль повреждений ДНКХромосомы двуххроматидные; количество ДНК — \(4c\)

В \(G_1\) клетка увеличивается и восстанавливает структуру после предыдущего деления. В синтетическом периоде происходит репликация ДНК: каждая молекула ДНК копируется, а дочерние молекулы остаются соединёнными в области центромеры. Поэтому число хромосом не удваивается, но число хроматид увеличивается.

В \(G_2\) клетка проверяет готовность к делению. Если ДНК повреждена, специальные контрольные механизмы могут остановить цикл. При серьёзных повреждениях клетка может перейти к апоптозу — запрограммированной гибели.

T
Главное правило подсчёта

После репликации ДНК число хромосом не изменяется: удваивается число хроматид и количество ДНК. Две сестринские хроматиды одной хромосомы соединены центромерой до начала их расхождения в митозе.

Проверь себя

Клетка завершила период S. Что изменилось?

Митотическая фаза и значение митоза

Митоз — деление ядра, при котором из одной материнской клетки образуются два генетически сходных дочерних ядра. Обычно митоз завершается цитокинезом — разделением цитоплазмы и органоидов между дочерними клетками.

  1. Профаза: хроматин спирализуется, становятся видимыми двуххроматидные хромосомы, формируется веретено деления, ядерная оболочка постепенно исчезает.
  2. Метафаза: хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости клетки; к центромерам прикрепляются нити веретена.
  3. Анафаза: центромеры делятся, сестринские хроматиды расходятся к противоположным полюсам. С этого момента каждая хроматида считается самостоятельной дочерней хромосомой.
  4. Телофаза: у полюсов формируются два ядра, хромосомы деспирализуются, исчезает веретено деления.
  5. Цитокинез: цитоплазма разделяется, образуются две дочерние клетки.

Митоз обеспечивает рост многоклеточного организма, восстановление повреждённых тканей и бесполое размножение некоторых организмов. Он сохраняет постоянство числа хромосом: дочерние клетки обычно получают такой же набор хромосом, как материнская клетка.

D
Цитокинез

Цитокинез — разделение цитоплазмы после деления ядра. У животных клеток образуется перетяжка, а у растений формируется клеточная пластинка, из которой возникает новая клеточная стенка.

Изменение генетического материала в цикле

Для экзамена важно различать понятия хромосома и хроматида. Хромосома может быть однохроматидной или двуххроматидной. После репликации две одинаковые сестринские хроматиды соединены центромерой и до анафазы считаются одной хромосомой.

СтадияЧисло хромосом в диплоидной клеткеЧисло хроматидКоличество ДНК
G1\(2n\)\(2n\)\(2c\)
После S и в G2\(2n\)\(4n\)\(4c\)
После расхождения хроматид в анафазе, в одной клетке\(4n\)\(4n\)\(4c\)
В каждой дочерней клетке после цитокинеза\(2n\)\(2n\)\(2c\)
№
Разобранный пример: длительность цикла

Клеточный цикл длится 24 часа. На \(G_1\) приходится 40% времени, на S — 25%, на G2 — 15%. Определим продолжительность митотической фазы.

1
Сначала найдём долю времени, приходящуюся на митоз.
\(\displaystyle p_M=1-(0{,}40+0{,}25+0{,}15)=0{,}20\)
2
Умножим долю митоза на длительность всего цикла.
\(\displaystyle t_M=24\cdot0{,}20=4{,}8\ \text{ч}\)
3
Переведём десятичную часть часа в минуты.
\(\displaystyle 0{,}8\cdot60=48\ \text{мин}\)
4
Запишем ответ с единицами.
\(\displaystyle t_M=4\ \text{ч}\ 48\ \text{мин}\)

Ответ: митотическая фаза длится 4 часа 48 минут. В подобных задачах сумма долей всех периодов должна быть равна единице, или 100%.

!
Частые ошибки

1. Нельзя считать, что после удвоения ДНК удвоилось число хромосом: до анафазы оно прежнее. 2. Интерфаза не равна периоду покоя: в ней активно растёт клетка и копируется ДНК. 3. Митоз и цитокинез — не одно и то же: митоз делит ядро, а цитокинез разделяет цитоплазму. 4. Нельзя путать \(n\) и \(c\): \(n\) характеризует набор хромосом, а \(c\) — количество ДНК.

Контроль клеточного цикла

Клетка не должна начинать следующий этап, если предыдущий завершён неправильно. Контрольные точки проверяют наличие повреждений ДНК, завершение репликации и правильное прикрепление хромосом к нитям веретена деления. Нарушение контроля может привести к бесконтрольному делению и образованию опухоли.

  • Контроль в конце G1: достаточно ли питательных веществ и энергии, исправна ли ДНК, можно ли начинать репликацию.
  • Контроль в конце G2: завершена ли репликация и нет ли значительных повреждений ДНК.
  • Контроль в метафазе: все ли хромосомы прикреплены к веретену и готовы к расхождению.
Q
Быстрый тест по теме

Быстрая проверка

~ 2 мин4 вопроса
Вопрос 1 / 4
Вопрос 1 из 4 · Периоды цикла
В какой период происходит удвоение ДНК?
Главное за минуту

Главное

  • Клеточный цикл включает интерфазу и митотическую фазу; из G1 клетка может перейти в состояние покоя G0.
  • Интерфаза состоит из G1, S и G2: рост, репликация ДНК и подготовка к делению.
  • После репликации число хромосом не меняется, но каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид.
  • Митоз включает профазу, метафазу, анафазу и телофазу; цитокинез разделяет цитоплазму.
  • Контрольные точки предотвращают деление клеток с повреждённой ДНК или неправильно прикреплёнными хромосомами.