4 Most SAQ’s of Cell Cycle and Cell Division Chapter in Inter 1st Year Botany (TS/AP)

4 Marks

SAQ-1 : Which division is necessary to maintain constant chromosome number in all body cells of multicellular organism and why?

For Backbenchers 😎

Mitosis is like a superhero for your body. Its main job is to ensure that all the cells in your body stay the same and work properly. Just imagine you have a bag of candies, and you want to share them with a friend. Well, Mitosis is like dividing those candies equally, so you both have the same amount. In your body, it does the same thing – it divides cells into two, and each new cell gets the same stuff as the original one.

Mitosis plays a crucial role in helping your body grow. It’s like when you build a tower with LEGO blocks, and you need more blocks to make it taller. Mitosis creates extra cells when your body needs to get bigger.

But that’s not all; Mitosis is also like a handy repair tool. When you get a scrape or a cut, your body needs to fix it. Mitosis steps in and makes new cells to patch up the damaged area, just like fixing a hole in your favorite shirt.

Sometimes, cells in your body can get too big or out of shape. Mitosis acts like a superhero tailor. It cuts and shapes the cells to make sure they’re just the right size and form, ensuring that everything in your body works perfectly. So, in essence, Mitosis is the superhero that keeps your body in balance, helps it grow, and makes sure everything functions smoothly.

మన తెలుగులో

మైటోసిస్ మీ శరీరానికి సూపర్ హీరో లాంటిది. మీ శరీరంలోని అన్ని కణాలు ఒకే విధంగా ఉండేలా మరియు సరిగ్గా పని చేసేలా చూడటం దీని ప్రధాన పని. మీరు క్యాండీల బ్యాగ్‌ని కలిగి ఉన్నారని ఊహించుకోండి మరియు మీరు వాటిని స్నేహితుడితో పంచుకోవాలనుకుంటున్నారు. సరే, మైటోసిస్ ఆ క్యాండీలను సమానంగా విభజించడం లాంటిది, కాబట్టి మీ ఇద్దరికీ ఒకే మొత్తం ఉంటుంది. మీ శరీరంలో, ఇది అదే పనిని చేస్తుంది – ఇది కణాలను రెండుగా విభజిస్తుంది మరియు ప్రతి కొత్త కణం అసలు దానితో సమానమైన అంశాలను పొందుతుంది.

మీ శరీరం వృద్ధి చెందడంలో మైటోసిస్ కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది. ఇది మీరు LEGO బ్లాక్‌లతో టవర్‌ను నిర్మించినప్పుడు మరియు దానిని పొడవుగా చేయడానికి మరిన్ని బ్లాక్‌లు అవసరం. మీ శరీరం పెద్దదిగా కావాల్సినప్పుడు మైటోసిస్ అదనపు కణాలను సృష్టిస్తుంది.

కానీ అంతే కాదు; మైటోసిస్ కూడా సులభ మరమ్మత్తు సాధనం లాంటిది. మీకు స్క్రాప్ లేదా కట్ వచ్చినప్పుడు, మీ శరీరం దాన్ని సరిచేయాలి. మీకు ఇష్టమైన చొక్కాకి రంధ్రం చేసినట్లే, దెబ్బతిన్న ప్రాంతాన్ని పాచ్ అప్ చేయడానికి మైటోసిస్ అడుగులు వేసి కొత్త కణాలను తయారు చేస్తుంది.

కొన్నిసార్లు, మీ శరీరంలోని కణాలు చాలా పెద్దవిగా లేదా ఆకారాన్ని కోల్పోతాయి. మైటోసిస్ సూపర్ హీరో టైలర్ లాగా పనిచేస్తుంది. ఇది కణాలను కత్తిరించి ఆకృతి చేస్తుంది, అవి సరైన పరిమాణం మరియు ఆకృతిలో ఉన్నాయని నిర్ధారించుకోవడానికి, మీ శరీరంలోని ప్రతిదీ ఖచ్చితంగా పని చేస్తుందని నిర్ధారిస్తుంది. కాబట్టి, సారాంశంలో, మైటోసిస్ అనేది మీ శరీరాన్ని సమతుల్యంగా ఉంచే సూపర్ హీరో, అది పెరగడానికి సహాయపడుతుంది మరియు ప్రతిదీ సజావుగా జరిగేలా చేస్తుంది.

Introduction

In multicellular organisms, the cells that make up the body need to maintain a constant chromosome number to ensure proper growth, development, and functioning. One process that plays a crucial role in achieving this constant chromosome number is mitosis. Mitosis is a type of cell division that produces identical daughter cells with the same number of chromosomes as the parent cell.

  1. Mitosis Maintains Constant Chromosome Number: Mitosis is essential to maintain a consistent chromosome number in all body cells of multicellular organisms. During mitosis, a single cell divides into two identical daughter cells, each with the same ploidy (chromosome number) as the parent cell. This process ensures that the genetic content of the daughter cells remains nearly identical to that of the original cell.
  2. Cell Growth, Wound Healing, and Regeneration: Mitosis plays critical roles in the growth and repair of multicellular organisms. During growth, cells undergo mitosis to increase their numbers, allowing the organism to develop and increase in size. Additionally, when an organism is injured and needs to heal, mitosis helps in the regeneration of damaged tissues, enabling the body to recover and repair itself.
  3. Restoring Surface to Volume Ratio: As organisms grow, the volume of cells increases more rapidly than their surface area. This can lead to an imbalance in the surface to volume ratio of cells, affecting their efficiency in exchanging nutrients and waste. Mitosis helps in cell division, restoring a balanced surface to volume ratio, ensuring optimal cell functioning.

Summary

Mitosis is essential for maintaining a constant chromosome number in all body cells of multicellular organisms. It ensures that daughter cells have the same genetic content as the parent cell. Mitosis also plays a key role in cell growth, wound healing, and regeneration, contributing to the proper development and functioning of multicellular organisms. Additionally, mitosis helps restore the surface to volume ratio of cells, enabling efficient nutrient exchange and waste removal.


SAQ-2 : Though redundantly described as a resting phase, interphase does not really involve rest. Comment.

For Backbenchers 😎

Interphase is like a busy preparation phase for cells before they split into two. Even though it sounds like a rest, it’s not restful at all.

Think of it as getting ready for an important task. In the first part, G1 phase, cells grow and gather the stuff they need, like tools for a project. It’s like the planning phase.

Next, in S phase, cells do the most important job. They make a copy of all their instructions (like a blueprint) so that each new cell knows what to do. It’s like copying a recipe before you start cooking.

Finally, in G2 phase, cells check everything to make sure it’s perfect. It’s like inspecting all the tools to make sure they work flawlessly before starting the task.

So, interphase is super busy and crucial, not a time for resting. It’s like preparing for an important job, making sure everything is set for success before cells divide into two.

మన తెలుగులో

ఇంటర్‌ఫేస్ అనేది కణాలు రెండుగా విడిపోయే ముందు వాటి కోసం బిజీ ప్రిపరేషన్ ఫేజ్ లాంటిది. ఇది విశ్రాంతిగా అనిపించినప్పటికీ, ఇది అస్సలు విశ్రాంతి తీసుకోదు.

ఒక ముఖ్యమైన పని కోసం సిద్ధమవుతున్నట్లు భావించండి. మొదటి భాగంలో, G1 దశలో, కణాలు పెరుగుతాయి మరియు ప్రాజెక్ట్ కోసం సాధనాల వంటి వాటికి అవసరమైన అంశాలను సేకరిస్తాయి. ఇది ప్రణాళికా దశ లాంటిది.

తరువాత, S దశలో, కణాలు చాలా ముఖ్యమైన పనిని చేస్తాయి. వారు తమ అన్ని సూచనల కాపీని (బ్లూప్రింట్ వంటివి) తయారు చేస్తారు, తద్వారా ప్రతి కొత్త సెల్ ఏమి చేయాలో తెలుసు. మీరు వంట ప్రారంభించే ముందు ఒక రెసిపీని కాపీ చేయడం లాంటిది.

చివరగా, G2 దశలో, ఘటాలు ప్రతిదీ ఖచ్చితంగా ఉన్నాయని నిర్ధారించుకోవడానికి తనిఖీ చేస్తాయి. ఇది పనిని ప్రారంభించే ముందు అన్ని సాధనాలను తనిఖీ చేయడం వంటిది.

కాబట్టి, ఇంటర్‌ఫేస్ చాలా బిజీగా మరియు కీలకమైనది, విశ్రాంతి తీసుకునే సమయం కాదు. ఇది ఒక ముఖ్యమైన ఉద్యోగం కోసం సిద్ధం చేయడం లాంటిది, కణాలు రెండుగా విభజించబడటానికి ముందు ప్రతిదీ విజయవంతమైందని నిర్ధారించుకోండి.

Introduction

Interphase, often mistakenly referred to as a resting phase, is actually a period of intense activity and preparation within the cell cycle. It is during interphase that a cell undergoes growth and DNA replication, preparing it for subsequent cell division.

Misconception of “Resting Phase”

  1. The term “resting phase” is a misnomer when applied to interphase. This term inaccurately suggests that the cell is inactive or dormant during this period.
  2. In reality, interphase is a phase of high metabolic activity where the cell grows and undertakes critical functions.

Key Activities During Interphase

  1. G1 Phase (First Gap Phase):
    • During the G1 phase, the cell undergoes significant growth and biosynthesis.
    • This phase involves the synthesis of various enzymes and proteins necessary for DNA replication and cell growth.
  2. S Phase (Synthesis Phase):
    • The S phase is marked by the replication of DNA.
    • Each chromosome is duplicated, ensuring that each new cell will have a complete set of genetic instructions following cell division.
  3. G2 Phase (Second Gap Phase):
    • The G2 phase involves further cell growth and preparation for mitosis.
    • The cell synthesizes proteins and organelles, and makes necessary repairs.

Summary

Interphase is a critical phase in the cell cycle, characterized by cell growth, DNA replication, and preparation for cell division. Far from being a resting phase, it is a period of significant cellular activity and metabolism. Understanding the processes that occur during interphase is essential for comprehending how cells grow, replicate, and divide.


SAQ-3 : Explain prophase I of meiosis

For Backbenchers 😎

Prophase I of Meiosis I is like a special event that happens inside a cell when it’s getting ready to create new cells for making babies. This event is a bit complicated, and it has five parts, or phases, that we can explain more easily.

In Leptotene (Getting Ready), imagine the cell’s center getting bigger, like a balloon filling up with water. Inside, the cell is organizing its genetic stuff into chunks called chromosomes, which become visible under a microscope.

Moving on to Zygotene (Making Pairs), think of the chromosomes becoming shorter and fatter. They start holding hands with their matching partners, just like finding a buddy in a big crowd. These pairs are called “bivalents.”

Now comes Pachytene (Becoming Clear), where the chromosome pairs become really clear and look like four buddies hanging out together, known as “tetrads.” Some swapping happens between these buddies, mixing up their genetic information. This mixing is important because it creates differences.

In Diplotene (Saying Goodbye), the buddies start letting go of each other, except at the spots where they swapped genes. These spots are like stickers holding them together, and they are called “chiasmata.”

Finally, in Diakinesis (Almost Done), the chiasmata get all packed up and condensed. Some parts inside the cell disappear, like a room suddenly going dark.

So, what’s the big deal with Prophase I? Well, it’s like the exciting opening act for a show. It sets the stage for what comes next in Meiosis I, which eventually leads to making special cells for babies with a mix of traits from their parents, making each baby unique.

మన తెలుగులో

మియోసిస్ I యొక్క ప్రొఫేస్ I అనేది పిల్లలను తయారు చేయడం కోసం కొత్త కణాలను సృష్టించడానికి సిద్ధంగా ఉన్నప్పుడు సెల్ లోపల జరిగే ఒక ప్రత్యేక సంఘటన లాంటిది. ఈ ఈవెంట్ కొంచెం క్లిష్టంగా ఉంటుంది మరియు ఇందులో ఐదు భాగాలు లేదా దశలు ఉన్నాయి, వీటిని మనం మరింత సులభంగా వివరించవచ్చు.

లెప్టోటిన్‌లో (సిద్ధంగా తయారవుతోంది), ఒక బెలూన్ నీటితో నిండినట్లుగా సెల్ మధ్యలో పెద్దదవుతుందని ఊహించండి. లోపల, సెల్ దాని జన్యుపరమైన అంశాలను క్రోమోజోమ్‌లుగా పిలిచే భాగాలుగా నిర్వహిస్తుంది, ఇది సూక్ష్మదర్శిని క్రింద కనిపిస్తుంది.

జైగోటిన్ (జతలను తయారు చేయడం)కి వెళ్లడం, క్రోమోజోమ్‌లు పొట్టిగా మరియు లావుగా మారడం గురించి ఆలోచించండి. పెద్ద గుంపులో స్నేహితుడిని వెతుక్కుంటూ వచ్చినట్లే, వారు తమ సరిపోలే భాగస్వాములతో చేతులు పట్టుకోవడం ప్రారంభిస్తారు. ఈ జంటలను “బివాలెంట్స్” అంటారు.

ఇప్పుడు పాచైటీన్ (స్పష్టంగా మారుతోంది), ఇక్కడ క్రోమోజోమ్ జతలు నిజంగా స్పష్టంగా కనిపిస్తాయి మరియు “టెట్రాడ్స్” అని పిలువబడే నలుగురు బడ్డీలు కలిసి వేలాడుతున్నట్లుగా కనిపిస్తాయి. ఈ బడ్డీల మధ్య కొంత మార్పిడి జరుగుతుంది, వారి జన్యు సమాచారాన్ని కలపడం జరుగుతుంది. ఈ మిక్సింగ్ ముఖ్యమైనది ఎందుకంటే ఇది తేడాలను సృష్టిస్తుంది.

డిప్లోటీన్ (వీడ్కోలు చెప్పడం)లో, స్నేహితులు ఒకరినొకరు విడిచిపెట్టడం ప్రారంభిస్తారు, వారు జన్యువులను మార్చుకున్న ప్రదేశాలలో తప్ప. ఈ మచ్చలు వాటిని ఒకదానితో ఒకటి పట్టుకున్న స్టిక్కర్ల వలె ఉంటాయి మరియు వాటిని “చియాస్మాటా” అని పిలుస్తారు.

చివరగా, డయాకినిసిస్‌లో (దాదాపు పూర్తయింది), చియాస్మాటా అంతా ప్యాక్ చేయబడి, ఘనీభవిస్తుంది. గది అకస్మాత్తుగా చీకటిగా మారినట్లు సెల్ లోపల కొన్ని భాగాలు అదృశ్యమవుతాయి.

కాబట్టి, ప్రోఫేస్ Iతో పెద్ద ఒప్పందం ఏమిటి? బాగా, ఇది ఒక ప్రదర్శన కోసం ఉత్తేజకరమైన ప్రారంభ చర్య వంటిది. ఇది మియోసిస్ Iలో తదుపరి వచ్చేదానికి వేదికను నిర్దేశిస్తుంది, ఇది చివరికి శిశువుల కోసం వారి తల్లిదండ్రుల లక్షణాల కలయికతో ప్రత్యేక కణాలను తయారు చేయడానికి దారితీస్తుంది, ప్రతి శిశువును ప్రత్యేకంగా చేస్తుంది.

Introduction

Prophase I is a crucial stage in Meiosis I, and it is more complex and lengthier compared to the prophase of mitosis. It is further divided into five distinct phases, each characterized by specific chromosomal behaviors.

Phases of Prophase I

  1. Leptotene:
    • In this phase, the nucleus increases in size by absorbing water from the cytoplasm.
    • The chromatin material organizes itself into a specific number of chromosomes, and these chromosomes become visible under the microscope.
  2. Zygotene:
    • During the Zygotene phase, the chromosomes undergo further changes.
    • They become shorter and thicker, and they start to pair up with their homologous counterparts. This pairing of homologous chromosomes is known as synapsis, and the paired chromosomes are called bivalents.
  3. Pachytene:
    • At the Pachytene stage, the bivalent chromosomes become clearly visible as tetrads.
    • Recombination nodules appear, and crossing over occurs, where the genetic material between the paired chromosomes is exchanged. This process of genetic exchange enhances genetic diversity.
  4. Diplotene:
    • In the Diplotene phase, the synaptonemal complex that held the homologous chromosomes together starts to dissolve.
    • The paired chromosomes separate from each other, except at the sites where crossing over occurred. These sites of attachment are known as chiasmata.
  5. Diakinesis:
    • Diakinesis is the final stage of prophase I of Meiosis I. In this stage, the chiasmata reach their maximum point of condensation and terminalization.
    • The nucleolus, a structure within the nucleus, disappears, and the nuclear envelope breaks down.

Summary

Prophase I of Meiosis I is a highly intricate process involving multiple phases, each contributing to the successful division of homologous chromosomes and the generation of genetic diversity through crossing over. It sets the stage for the subsequent stages of Meiosis I, leading to the formation of haploid daughter cells with unique genetic characteristics.


SAQ-4 : How does cytokinesis in plant cells differ from that in animal cells?

For Backbenchers 😎

Cytokinesis is like the final step in cell division, where a cell splits into two new cells. Imagine it as the moment when you divide a pizza into two slices to share with your friends. But this splitting happens differently in plant and animal cells because they have some special features.

In animal cells, cytokinesis starts with something called a cleavage furrow. Think of this as a tiny dent forming in the middle of the cell. It’s like pinching the cell’s outer skin. This dent gets deeper and deeper, like someone squeezing a balloon until it splits into two.

Now, in plant cells, things go a bit differently. They create something called a cell plate, which is like a wall that grows in the middle of the cell. It’s as if a brick wall is being built inside the cell. This wall is made from materials delivered by tiny vesicles from the Golgi apparatus, kind of like trucks delivering bricks and cement to a construction site.

Once this cell plate reaches the edges of the cell, it fuses or sticks together with the existing cell walls. Imagine it’s like two walls coming together and joining in the middle. When this happens, a new cell wall is formed, and it separates the original cell into two new cells, just like putting up a wall to create two separate rooms in a house.

So, to sum it up, cytokinesis is how cells split into two, but it happens differently in plant and animal cells because of their unique structures. In animal cells, it’s like squeezing and pinching, while in plant cells, it’s like building a wall to divide the cell into two parts.

మన తెలుగులో

సైటోకినిసిస్ అనేది కణ విభజనలో చివరి దశ వంటిది, ఇక్కడ ఒక కణం రెండు కొత్త కణాలుగా విడిపోతుంది. మీరు మీ స్నేహితులతో పంచుకోవడానికి పిజ్జాను రెండు స్లైస్‌లుగా విభజించిన సందర్భాన్ని ఊహించుకోండి. కానీ ఈ విభజన మొక్క మరియు జంతు కణాలలో విభిన్నంగా జరుగుతుంది ఎందుకంటే వాటికి కొన్ని ప్రత్యేక లక్షణాలు ఉన్నాయి.

జంతు కణాలలో, సైటోకినిసిస్ క్లీవేజ్ ఫర్రో అని పిలువబడే దానితో ప్రారంభమవుతుంది. ఇది సెల్ మధ్యలో ఏర్పడే చిన్న డెంట్‌గా భావించండి. ఇది సెల్ యొక్క బయటి చర్మాన్ని చిటికెడు వంటిది. ఎవరైనా బెలూన్‌ని రెండుగా చీల్చే వరకు పిండినట్లుగా, ఈ డెంట్ మరింత లోతుగా ఉంటుంది.

ఇప్పుడు, మొక్కల కణాలలో, విషయాలు కొంచెం భిన్నంగా ఉంటాయి. వారు సెల్ ప్లేట్ అని పిలుస్తారు, ఇది సెల్ మధ్యలో పెరిగే గోడ లాంటిది. సెల్ లోపల ఇటుక గోడ కట్టినట్లు ఉంది. ఈ గోడ గొల్గి ఉపకరణం నుండి చిన్న వెసికిల్స్ ద్వారా పంపిణీ చేయబడిన పదార్థాల నుండి తయారు చేయబడింది, నిర్మాణ ప్రదేశానికి ఇటుకలు మరియు సిమెంటును పంపిణీ చేసే ట్రక్కుల వంటిది.

ఈ సెల్ ప్లేట్ సెల్ అంచులకు చేరుకున్న తర్వాత, ఇది ఇప్పటికే ఉన్న సెల్ గోడలతో కలిసిపోతుంది లేదా అంటుకుంటుంది. రెండు గోడలు ఒకదానికొకటి వచ్చి మధ్యలో కలిశాయని ఊహించండి. ఇది జరిగినప్పుడు, ఒక కొత్త సెల్ వాల్ ఏర్పడుతుంది మరియు ఇది ఒక ఇంటిలో రెండు వేర్వేరు గదులను సృష్టించడానికి ఒక గోడను ఉంచినట్లుగా, అసలు సెల్‌ను రెండు కొత్త సెల్‌లుగా వేరు చేస్తుంది.

కాబట్టి, సంగ్రహంగా చెప్పాలంటే, సైటోకినిసిస్ అంటే కణాలు రెండుగా ఎలా విడిపోతాయి, అయితే ఇది వాటి ప్రత్యేక నిర్మాణాల కారణంగా మొక్క మరియు జంతు కణాలలో భిన్నంగా జరుగుతుంది. జంతు కణాలలో, ఇది పిండడం మరియు చిటికెడు వంటిది, అయితే మొక్కల కణాలలో, కణాన్ని రెండు భాగాలుగా విభజించడానికి గోడను నిర్మించడం వంటిది.

Introduction

Cytokinesis is the process of cell division that follows the end of mitosis or meiosis. It involves the division of the cytoplasm to form two separate daughter cells. Cytokinesis occurs differently in plant cells compared to animal cells due to their distinct structural features.

Cytokinesis in Animal Cells

  1. Formation of Cleavage Furrow:
    • In animal cells, cytokinesis begins with the formation of a cleavage furrow.
    • This furrow is formed by the contraction of actin and myosin filaments that pinch the cell membrane inward.
  2. Constriction of Cell Membrane:
    • The cleavage furrow gradually deepens and constricts the cell membrane.
    • This constriction eventually leads to the physical separation of the cell into two daughter cells.

Cytokinesis in Plant Cells

  1. Cell Plate Formation:
    • Plant cells undergo cytokinesis through the formation of a cell plate.
    • The cell plate forms in the center of the cell and grows outward toward the cell walls.
  2. Involvement of Golgi Apparatus:
    • The cell plate is constructed with materials (like cellulose and pectin) delivered by vesicles from the Golgi apparatus.
    • These vesicles coalesce at the middle of the cell, forming the new cell wall.
  3. Development of New Cell Wall:
    • Once the cell plate reaches the existing cell walls, it fuses with them.
    • This process results in the formation of a new cell wall that divides the original cell into two separate daughter cells.

Summary

Cytokinesis differs significantly in plant and animal cells. In animal cells, it involves the formation of a cleavage furrow that constricts the cell into two. In plant cells, cytokinesis occurs through the formation of a cell plate that develops into a new cell wall, dividing the cell in two. These differences arise from the structural variations between plant and animal cells, especially the presence of a rigid cell wall in plant cells.