Фазата, в която завършва митотичното клетъчно делене. Учене на нов материал

анемия Определение. Класификация. Желязодефицитна анемия. Етиология. Клинична картина. Диагностика. Лечение. Предотвратяване. Характеристики на приема на добавки с желязо при деца.

Антисептици, определение, видове съвременни антисептици (механични, физични, химични, биологични).

Асфиксия на новороденото. Определение. Етиология. Класификация. Клинична картина. Първични и интензивни грижи.

Атопичен дерматит. Определение. Етиология. Класификация. Клинична картина. Диагностика. Лечение. грижа. Диетична терапия. Организиране на живота на болно дете.

Двойен метод при изследване на признаци с непрекъснато разпределение

Има два метода на делене: 1) най-често срещаното, пълно делене е митозата (не директно деление) и 2) амитоза (директно делене). По време на митотичното делене цитоплазмата се пренарежда, ядрената мембрана се разрушава и хромозомите се разкриват. В живота на клетката има период на самата митоза и интервал между деленията, който се нарича интерфаза. Въпреки това, периодът на интерфаза (неделяща се клетка) може да бъде различен по природа. В някои случаи по време на интерфазата клетката функционира и в същото време се подготвя за следващото делене. В други случаи клетките влизат в интерфаза, функционират, но вече не са готови за делене. Като част от сложен многоклетъчен организъм има множество групи клетки, които са загубили способността си да се делят. Те включват напр. нервни клетки. Подготовката на клетката за митоза се извършва в интерфазата. За да си представите основните характеристики на този процес, помнете структурата на клетъчното ядро.

Лукови клетки в различни фази на клетъчния цикъл

Основен структурна единицаядрата са хромозоми, състоящи се от ДНК и протеин. В ядрата на живите неделящи се клетки, като правило, отделните хромозоми са неразличими, но по-голямата част от хроматина, който се намира в оцветени препарати под формата на тънки нишки или зърна с различни размери, съответства на хромозоми. В някои клетки отделните хромозоми са ясно видими в интерфазното ядро, например в бързо делящите се клетки на развиваща се оплодена яйцеклетка и ядрата на някои протозои. IN различни периодиПо време на живота на клетката хромозомите претърпяват циклични промени, които могат да бъдат проследени от едно делене до друго. Хромозомите по време на митозата са удължени плътни тела, по дължината на които могат да се разграничат две нишки - хроматиди, съдържащи ДНК, които са резултат от удвояване на хромозомите. Всяка хромозома има първична стеснение или центромер. Тази стеснена част от хромозомата може да бъде разположена или в средата, или по-близо до един от краищата, но за всяка конкретна хромозома нейното място е строго постоянно. По време на митозата хромозомите и хроматидите са плътно навити нишки (навито или кондензирано състояние). В интерфазното ядро ​​хромозомите са силно удължени, т.е. деспирализирани, което ги прави трудни за разграничаване. Следователно цикълът на хромозомните промени се състои от спирализация, когато те се скъсяват, удебеляват и стават ясно различими, и деспирализация, когато те са силно удължени, преплетени и тогава става невъзможно да се разграничи всяка поотделно. Спирализацията и деспирализацията са свързани с активността на ДНК, тъй като тя функционира само в деспирализирано състояние. Издаването на информация, образуването на РНК върху ДНК в спирално състояние, т.е. по време на митоза, спира. Фактът, че хромозомите присъстват в ядрото на неделяща се клетка, се доказва и от постоянството на количеството ДНК, броя на хромозомите и запазването на тяхната индивидуалност от делене до делене.

Подготовка на клетката за митоза. По време на интерфазата протичат редица процеси, които позволяват митоза. Нека назовем най-важните от тях: 1) центриолите се удвояват, 2) хромозомите се удвояват, т.е. количеството ДНК и хромозомни протеини, 3) синтезират се протеини, от които се изгражда ахроматиновото вретено, 4) енергията се натрупва под формата на АТФ, който се изразходва по време на деленето, 5) клетъчният растеж завършва. Синтезът на ДНК и хромозомното дублиране са от първостепенно значение при подготовката на клетката за митоза. Хромозомното дублиране е свързано предимно със синтеза на ДНК и едновременния синтез на хромозомни протеини. Процесът на удвояване продължава 6-10 часа и отнема средна частинтерфаза. Дублирането на хромозоми протича по такъв начин, че всяка стара единична верига на ДНК изгражда втора. Този процес е строго подреден и, започвайки от няколко точки, се разпространява по цялата хромозома.

Митоза

Митозата е универсален метод за клетъчно делене при растения и животни, чиято основна същност е точното разпределение на дублирани хромозоми между двете получени дъщерни клетки. Подготовката на клетката за делене, както виждаме, заема значителна част от интерфазата и митозата започва едва когато подготовката в ядрото и цитоплазмата е напълно завършена. Целият процес е разделен на четири фази. По време на първата от тях - профаза - центриолите се разделят и започват да се разминават в противоположни посоки. Около тях от цитоплазмата се образуват ахроматични нишки, които заедно с центриолите образуват ахроматично вретено. Когато дивергенцията на центриолите приключи, цялата клетка се оказва полярна, и двете центриоли са разположени на противоположни полюси, а средната равнина може да се нарече екватор. Нишките на ахроматиновото вретено се събират в центриолите и са широко разположени на екватора, наподобявайки форма на вретено. Едновременно с образуването на вретено в цитоплазмата, ядрото започва да набъбва и в него ясно се вижда топка от удебелени нишки - хромозоми. По време на профазата хромозомите спираловидно се скъсяват и удебеляват. Профазата завършва с разтваряне на ядрената мембрана и хромозомите лежат в цитоплазмата. По това време е ясно, че всички хромозоми вече са двойни. След това идва втората фаза – метафазата. Хромозомите, първоначално подредени произволно, започват да се движат към екватора. Всички те обикновено са разположени в една и съща равнина на еднакво разстояние от центриолите. По това време част от нишките на вретеното са прикрепени към хромозомите, докато другата част от тях все още се простира непрекъснато от една центриола до друга - това са поддържащите нишки. Тяговите или хромозомните нишки са прикрепени към центромерите (първични стеснения на хромозомите), но трябва да се помни, че и хромозомите, и центромерите вече са двойни. Издърпващите нишки от полюсите са прикрепени към онези хромозоми, които са по-близо до тях. Следва кратка пауза. Това централна частмитоза, след което започва третата фаза – анафаза. По време на анафаза влакната на вретеното започват да се свиват, издърпвайки хромозомите към различни полюси. В този случай хромозомите се държат пасивно, те, огъвайки се като фиби, се движат напред с центромери, чрез които се издърпват от нишка на вретено. В началото на анафазата вискозитетът на цитоплазмата намалява, което допринася за бързото движение на хромозомите. Следователно нишките на вретеното осигуряват точното разминаване на хромозомите (удвоени в интерфаза) към различни полюси на клетката. Митозата завършва последен етап- телофаза. Хромозомите, приближаващи се до полюсите, са тясно преплетени една с друга. В същото време започва тяхното удължаване (деспирализация) и става невъзможно да се разграничат отделните хромозоми. Постепенно от цитоплазмата се образува ядрена мембрана, ядрото набъбва, появява се ядро ​​и се възстановява предишната структура на интерфазната клетка

1. Определете жизнения и митотичния цикъл на клетката.

Жизнен цикъл- периодът от време от момента на възникване на клетка в резултат на делене до нейната смърт или до следващото делене.

Митотичен цикъл- набор от последователни и взаимосвързани процесипо време на подготовката на клетката за делене, както и по време на самата митоза.

2. Отговорете как понятието „митоза“ се различава от понятието „митотичен цикъл“.

Митотичният цикъл включва самата митоза и етапите на подготовка на клетката за делене, докато митозата е само клетъчно делене.

3. Избройте периодите на митотичния цикъл.

1. период на подготовка за синтез на ДНК (G1)

2. Период на синтез на ДНК (S)

3. период на подготовка за клетъчно делене (G2)

4. Отворете биологично значениемитоза

По време на митоза дъщерните клетки получават диплоиден набор от хромозоми, идентичен на майчината клетка. Постоянството на структурата и правилното функциониране на органите би било невъзможно без поддържането на един и същ набор от генетичен материал в клетъчните поколения. Митозата осигурява ембрионално развитие, растеж, възстановяване на тъканите след увреждане, поддържане на структурната цялост на тъканите с постоянна загуба на клетки в процеса на тяхното функциониране.

5. Посочете фазите на митозата и направете схематични чертежи, отразяващи събитията, протичащи в клетката по време на определена фаза на митозата. Попълнете таблицата.

Име на фазата на митозата	Схематичен чертеж
1. Профаза
2. Метафаза
3. Анафаза
4. Телофаза	В растителна клетка

1. Определете жизнения и митотичния цикъл на клетката.
Жизнен цикъл- периодът от време от момента на възникване на клетка в резултат на делене до нейната смърт или до следващото делене.
Митотичен цикъл– съвкупност от последователни и взаимосвързани процеси в периода на подготовка на клетката за делене, както и по време на самата митоза.

2. Отговорете как понятието „митоза“ се различава от понятието „митотичен цикъл“.
Митотичният цикъл включва самата митоза и етапите на подготовка на клетката за делене, докато митозата е само клетъчно делене.

3. Избройте периодите на митотичния цикъл.

2. Период на синтез на ДНК (S)

4. митоза.

4. Разширете биологичното значение на митозата.

Митоза ( непряко деление) е деленето на соматичните клетки (клетките на тялото). Биологичното значение на митозата е възпроизвеждането на соматични клетки, производството на копиращи клетки (със същия набор от хромозоми, с абсолютно същата наследствена информация). Всички соматични клетки в тялото са получени от една родителска клетка (зигота) чрез митоза.

1) Профаза

• хроматиновите спирали (усуква се, кондензира) в хромозоми
• нуклеолите изчезват
• ядрената обвивка се разпада
• Центриолите се отклоняват към клетъчните полюси, образува се вретено

2) Метафаза- хромозомите се подреждат по екватора на клетката, образува се метафазна плоча

3) Анфаза- дъщерните хромозоми се отделят една от друга (хроматидите стават хромозоми) и се придвижват към полюсите

4) Телофаза

• хромозомите се деспирират (отвиват, декондензират) до състояние на хроматин
• се появяват ядрото и нуклеолите
• шпинделните нишки се разрушават
• настъпва цитокинеза - разделяне на цитоплазмата на майчината клетка на две дъщерни клетки

Продължителността на митозата е 1-2 часа.

Клетъчен цикъл

Това е периодът от живота на клетката от момента на нейното образуване през разделянето на клетката-майка до нейното собствено делене или смърт.

Клетъчният цикъл се състои от два периода:

• интерфаза(състоянието, когато клетката НЕ се дели);
• делене (митоза или мейоза).

Интерфазата се състои от няколко фази:

• пресинтетичен: клетката расте, в нея протича активен синтез на РНК и протеини и броят на органелите се увеличава; освен това се получава подготовка за удвояване на ДНК (натрупване на нуклеотиди)
• синтетичен: възниква удвояване (репликация, редупликация) на ДНК
• постсинтетичен: клетката се подготвя за делене, синтезира вещества, необходими за делене, например протеини на вретено.

ПОВЕЧЕ ИНФОРМАЦИЯ: Митоза, Разлики между митоза и мейоза, Клетъчен цикъл, Дублиране на ДНК (репликация)
ЧАСТ 2 ЗАДАЧИ: Митоза

Тестове и задачи

Инсталирай правилна последователностпроцеси, протичащи по време на митоза. Запишете номерата, под които са посочени.
1) разпадане на ядрената обвивка
2) удебеляване и скъсяване на хромозомите
3) подреждане на хромозомите в централната част на клетката
4) началото на движението на хромозомите към центъра
5) дивергенция на хроматидите към клетъчните полюси
6) образуване на нови ядрени мембрани

Изберете този, който ви подхожда най-добре правилен вариант. Процесът на възпроизвеждане на клетките на организмите от различни царства на живата природа се нарича
1) мейоза
2) митоза
3) оплождане
4) смачкване

Всички от следните характеристики, с изключение на две, могат да се използват за описание на процесите на интерфазата на клетъчния цикъл. Идентифицирайте две характеристики, които „изпадат“ от общ списък, и запишете номерата, под които са посочени в таблицата.
1) клетъчен растеж
2) разминаване на хомоложни хромозоми
3) подреждане на хромозомите по екватора на клетката
4) ДНК репликация
5) синтез на органични вещества

Изберете една, най-правилната опция. На какъв етап от живота хромозомите се движат спираловидно в клетките?
1) интерфаза
2) профаза
3) анафаза
4) метафаза

Изберете три опции.

На какви структури преминават клетките? най-големите променипо време на митоза?
1) ядро
2) цитоплазма
3) рибозоми
4) лизозоми
5) клетъчен център
6) хромозоми

1. Установете последователността на процесите, протичащи в клетка с хромозоми в интерфаза и последваща митоза
1) подреждане на хромозомите в екваториалната равнина
2) Репликация на ДНК и образуване на двухроматидни хромозоми
3) хромозомна спирализация
4) дивергенция на сестринските хромозоми към клетъчните полюси

2. Установете последователността на процесите, протичащи по време на интерфазата и митозата. Запишете съответната последователност от числа.
1) спирализиране на хромозомите, изчезване на ядрената мембрана
2) дивергенция на сестринските хромозоми към клетъчните полюси
3) образуване на две дъщерни клетки
4) удвояване на ДНК молекули
5) разположение на хромозомите в равнината на клетъчния екватор

3. Установете последователността на процесите, протичащи в интерфазата и митозата. Запишете съответната последователност от числа.
1) разтваряне на ядрената мембрана
2) ДНК репликация
3) разрушаване на шпиндела на делене
4) дивергенция на еднохроматидни хромозоми към клетъчните полюси
5) образуване на метафазна плоча

Изберете една, най-правилната опция. Когато клетката се дели, се образува вретено
1) профаза
2) телофаза
3) метафаза
4) анафаза

Изберете една, най-правилната опция. Митозата НЕ възниква в профазата
1) разтваряне на ядрената мембрана
2) образуване на шпиндела
3) удвояване на хромозомите
4) разтваряне на нуклеоли

Изберете една, най-правилната опция. На какъв етап от живота хроматидните клетки стават хромозоми?
1) интерфаза
2) профаза
3) метафаза
4) анафаза

Изберете една, най-правилната опция. Деспирализацията на хромозомите по време на клетъчното делене се случва в
1) профаза
2) метафаза
3) анафаза
4) телофаза

Изберете една, най-правилната опция. В коя фаза на митозата двойките хроматиди са прикрепени чрез своите центромери към нишките на вретеното?
1) анафаза
2) телофаза
3) профаза
4) метафаза

Установете съответствие между процесите и фазите на митозата: 1) анафаза, 2) телофаза. Напишете числата 1 и 2 в правилния ред.
А) образува се ядрената обвивка
Б) сестринските хромозоми се разминават към полюсите на клетката
В) вретеното най-накрая изчезва
Г) деспирални хромозоми
D) хромозомните центромери се разделят

Всички от следните характеристики, с изключение на две, могат да се използват за описание на процесите, протичащи в интерфазата. Определете две характеристики, които „отпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени в таблицата.
1) ДНК репликация
2) образуване на ядрената мембрана
3) хромозомна спирализация
4) Синтез на АТФ
5) синтез на всички видове РНК

Колко клетки се образуват в резултат на митоза на една клетка? Запишете само съответното число в отговора си.

Всички освен две от характеристиките, изброени по-долу, се използват за описание на фазата на митозата, показана на фигурата. Идентифицирайте две характеристики, които „отпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) ядрото изчезва
2) образува се вретено на делене
3) ДНК молекулите се удвояват
4) хромозомите участват активно в биосинтезата на протеини
5) хромозомна спирала

Установете последователността на процесите, протичащи по време на митозата. Запишете съответната последователност от числа.
1) хромозомна спирализация
2) хроматидна дивергенция
3) образуване на вретено на делене
4) деспирализация на хромозомите
5) разделяне на цитоплазмата
6) местоположение на хромозомите на екватора на клетката

Изберете една, най-правилната опция. Какво е придружено от спирализиране на хромозомите в началото на митозата?
1) придобиване на дихроматидна структура
2) активно участиехромозоми в протеиновата биосинтеза
3) удвояване на ДНК молекулата
4) повишена транскрипция

Установете съответствие между процесите и периодите на интерфазата: 1) постсинтетичен, 2) предсинтетичен, 3) синтетичен. Запишете числата 1, 2, 3 в реда, съответстващ на буквите.
А) клетъчен растеж
Б) Синтез на АТФ за процеса на делене
B) Синтез на АТФ за репликация на ДНК молекули
Г) синтез на протеини за изграждане на микротубули
Г) репликация на ДНК
Д) дублиране на центриоли

1. Всички от следните характеристики, с изключение на две, могат да се използват за описание на процеса на митоза. Идентифицирайте две характеристики, които „отпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) е основата безполово размножаване
2) непряко деление
3) осигурява регенерация
4) редукционно деление
5) генетичното разнообразие се увеличава

2. Всички горни характеристики, с изключение на две, могат да се използват за описание на процесите на митоза. Идентифицирайте две характеристики, които „отпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) образуване на двувалентни
2) конюгация и кросингоувър
3) постоянство на броя на хромозомите в клетките
4) образуване на две клетки
5) запазване на хромозомната структура

Всички знаци, изброени по-долу, с изключение на два, се използват за описание на процеса, показан на фигурата. Идентифицирайте две характеристики, които „отпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) дъщерните клетки имат същия набор от хромозоми като родителските клетки
2) не равномерно разпределениегенетичен материал между дъщерните клетки
3) осигурява растеж
4) образуване на две дъщерни клетки
5) директно деление

Всички с изключение на два от изброените по-долу процеси се случват по време на непряко клетъчно делене. Идентифицирайте два процеса, които „изпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) се образуват две диплоидни клетки
2) образуват се четири хаплоидни клетки
3) настъпва делене на соматични клетки
4) възниква конюгация и кръстосване на хромозоми
5) клетъчното делене се предхожда от една интерфаза

Установете съответствие между етапите на жизнения цикъл на клетката и процесите. По време на тях възникват: 1) интерфаза, 2) митоза. Напишете числата 1 и 2 в реда, съответстващ на буквите.
А) образува се вретеното
Б) клетката расте, в нея протича активен синтез на РНК и протеини
Б) настъпва цитокинеза
Г) броят на ДНК молекулите се удвоява
Г) възниква хромозомна спирализация

Какви процеси протичат в клетката по време на интерфазата?
1) синтез на протеини в цитоплазмата
2) хромозомна спирализация
3) синтез на иРНК в ядрото
4) редупликация на ДНК молекули
5) разтваряне на ядрената мембрана
6) дивергенция на центриолите на клетъчния център към клетъчните полюси

Определете фазата и вида на разделянето, показани на фигурата. Напишете две числа в реда, посочен в задачата, без разделители (интервали, запетаи и др.).
1) анафаза
2) метафаза
3) профаза
4) телофаза
5) митоза
6) мейоза I
7) мейоза II

© Д. В. Поздняков, 2009-2018

Детектор за блокиране на реклами

Митоза в животински и растителни клетки

Повечето важно събитие, което се случва в митозата, е равномерното разпределение на генетичния материал. Митозата в животинските и растителните клетки е почти еднаква, но има редица разлики, които са посочени в нашата таблица (фиг.

4). В растителната клетка няма центриоли, а в животинска клеткаНалице са центриоли, клетъчна плоча се образува в растителна клетка, но не и в животинска клетка.

Ориз. 4. Сравнение на характеристиките на митозата в животински и растителни клетки

В растителните клетки по време на цитокинезата не се образува стеснение, но в животинските клетки се образува стеснение. Митозите в растителните клетки се срещат главно в меристемите, докато в животинските клетки митозите се срещат в различни тъкани и области на тялото.

Митозата се разделя на четири последователни фази: профаза, метафаза, анафаза и телофаза (фиг. 5). Интерфазата е основният етап от жизнения цикъл на клетката (виж предишния урок), тя е подготовка за делене или предшества клетъчната смърт, следователно не е фаза на митозата.

Ориз. 5. Интерфаза и следните фази на митозата: профаза, метафаза, анафаза и телофаза

В профазата спирализацията на ДНК настъпва в ядрото и, гледайки клетката през микроскоп, можете да видите плътно усукани хромозоми (фиг. 6).

Ориз. 6. Профаза на митозата

Обикновено се вижда, че всяка хромозома се състои от две хроматиди и свързващи области - центромери. На този етап нуклеолите изчезват. В животински клетки и по-ниски растенияЦентриолите се движат към полюсите на клетката.

Къси микротубули се простират от всяка центриола под формата на лъчи. Те образуват структура с форма на звезда.

Ориз. 7. Профаза на митозата в животински и растителни клетки

Към края на профазата (фиг. 7), ядрената обвивка се разпада или разтваря и микротубулите започват да образуват вретено (фиг. 8).

Ориз. 8. Завършване на профазата и преминаване към метафаза

Следващата фаза е метафазата. Хромозомите са подредени по такъв начин, че техните центромери са разположени в равнината на екватора на клетката (фиг. 9).

9. Метафаза: вретено. На екватора има метафазна плоча.

Образува се така наречената метафазна плоча (фиг. 10), която се състои от хромозоми. Нишките на вретеното са прикрепени към центромерите на всяка хромозома.

Ориз. 10. Метафаза. Цветен препарат. Вретеното се образува от центромери (сини), микрофибрили (лилави) и хромозоми на метафазната плоча - жълти.

Анафазата е много кратка фаза (фиг. 11). Всяка хромозома се разделя надлъжно на две идентични хроматиди, които се отклоняват към противоположните полюси на клетката, сега наречени дъщерни хромозоми (или хроматиди).

Ориз. 11. Анафаза на митозата

Поради идентичността на дъщерните хромозоми, двата полюса на клетката имат еднакъв генетичен материал. Същият, който е бил в клетката преди началото на митозата. Струва си да се отбележи, че близо до всеки полюс има два пъти по-малко носители на информация - ДНК молекули, компактно опаковани в хромозоми - отколкото в оригиналната клетка.

Телофазата е последната фаза, дъщерните хромозоми се деспирират в клетъчните полюси и стават достъпни за транскрипция, започва протеиновият синтез, образуват се ядрени мембрани и нуклеоли (фиг. 12).

Ориз. 12. Телофаза на митоза в животински и растителни клетки

Нишките на шпиндела се разпадат. В този момент кариокинезата завършва и започва цитокинезата (фиг. 13), докато в животинските клетки в екваториалната равнина се появява стеснение. Тя се задълбочава, докато настъпи отделянето на две дъщерни клетки.

Ориз. 13. Цитокинеза

При образуването на стеснение важна роляиграят цитоскелетни структури. Цитокинезата в растителните клетки протича по различен начин, тъй като растенията имат твърда клетъчна стена и те не се делят, за да образуват стесняване, а образуват вътреклетъчна преграда.

Митозата осигурява преди всичко генетична стабилност. В резултат на митозата се образуват две ядра, които съдържат същия брой хромозоми, както в майката или родителската клетка.

Тези хромозоми се образуват чрез точна репликация на ДНК молекулата на родителските хромозоми, в резултат на което техните гени съдържат абсолютно същата наследствена информация.

По този начин дъщерните клетки са генетично идентични с родителската клетка, тъй като митозата не може да направи никакви промени в наследствената информация. Клетъчните популации, получени чрез митоза от родителските клетки, са генетично стабилни.

Митозата е необходима за нормална височинаи развитие многоклетъчни организми, защото в резултат на митозата броят на клетките се увеличава.

Митозата е един от основните механизми на растеж на многоклетъчните еукариоти.

Митозата е в основата на асексуалното размножаване на много животни и растения, осигурява регенерацията на изгубени части (например крайниците на ракообразните), както и замяната на клетките, която се случва в многоклетъчен организъм.

Свързана информация:

Търсене в сайта:

§ 28. Клетъчно делене - Мамонтова, Сонина, 9 клас (отговори)

1. Определете жизнения и митотичния цикъл на клетката.

Жизнен цикъл - периодът от време от момента на възникване на клетката в резултат на делене до нейната смърт или до следващото делене.

Митотичният цикъл е набор от последователни и взаимосвързани процеси през периода на подготовка на клетката за делене, както и по време на самата митоза.

2. Отговорете как понятието „митоза“ се различава от понятието „митотичен цикъл“.

Митотичният цикъл включва самата митоза и етапите на подготовка на клетката за делене, докато митозата е само клетъчно делене.

Избройте периодите на митотичния цикъл.

1. период на подготовка за синтез на ДНК (G1)

2. Период на синтез на ДНК (S)

3. период на подготовка за клетъчно делене (G2)

4. Разширете биологичното значение на митозата.

По време на митоза дъщерните клетки получават диплоиден набор от хромозоми, идентичен на майчината клетка. Постоянството на структурата и правилното функциониране на органите би било невъзможно без поддържането на един и същ набор от генетичен материал в клетъчните поколения. Митозата осигурява ембрионално развитие, растеж, възстановяване на тъканите след увреждане, поддържане на структурната цялост на тъканите с постоянна загуба на клетки по време на тяхното функциониране.

5. Посочете фазите на митозата и направете схематични чертежи, отразяващи събитията, протичащи в клетката по време на определена фаза на митозата. Попълнете таблицата.

Клетъчното делене е централната точка на възпроизводството.

По време на процеса на делене две клетки възникват от една клетка. Въз основа на асимилацията на органични и неорганични вещества клетката създава своя собствена клетка с характерна структура и функции.

При клетъчното делене могат да се наблюдават два основни момента: ядрено делене - митоза и цитоплазмено делене - цитокинеза, или цитотомия. Основното внимание на генетиците все още е насочено към митозата, тъй като от гледна точка на хромозомната теория ядрото се счита за „орган“ на наследствеността.

По време на процеса на митоза се случва:

1. удвояване на хромозомното вещество;
2. промяна физическо състояниеи химическа организация на хромозомите;
3. разминаване на дъщерни, или по-скоро сестрински, хромозоми към полюсите на клетката;
4. последващо делене на цитоплазмата и пълно възстановяванедве нови ядра в сестрински клетки.

По този начин, в митоза всички жизнен цикълядрени гени: дублиране, разпространение и функциониране; В резултат на завършването на митотичния цикъл сестринските клетки завършват с еднакво „наследство“.

По време на деленето клетъчното ядро ​​преминава през пет последователни етапа: интерфаза, профаза, метафаза, анафаза и телофаза; някои цитолози идентифицират още един шести етап - прометафаза.

Диаграма на фазите на митозата в животинска клетка

Между две последователни клетъчни деления ядрото е в интерфазен стадий. През този период ядрото, по време на фиксиране и оцветяване, има мрежеста структура, образувана от боядисване на тънки нишки, които в следващата фаза се оформят в хромозоми. Въпреки че интерфазата иначе се нарича фаза на покойното ядро, върху самото тяло метаболитните процеси в ядрото през този период протичат с най-голяма активност.

Профазата е първият етап от подготовката на ядрото за делене. В профаза мрежеста структураядрото постепенно се превръща в хромозомни нишки. От най-ранната профаза дори през светлинен микроскопможе да се наблюдава двойствената природа на хромозомите. Това предполага, че в ядрото най-много е в ранната или късната интерфаза важен процесмитоза - удвояване или редупликация на хромозоми, при което всяка от майчините хромозоми изгражда подобна - дъщерна хромозома. В резултат на това всяка хромозома изглежда надлъжно удвоена. Въпреки това, тези половини от хромозоми, които се наричат ​​сестрински хроматиди, не се разделят в профаза, тъй като те се държат заедно от един общ регион - центромера; центромерната област се разделя по-късно. В профазата хромозомите претърпяват процес на усукване по оста си, което води до тяхното скъсяване и удебеляване. Трябва да се подчертае, че в профазата всяка хромозома в кариолимфата е разположена произволно.

В животинските клетки, дори в късна телофаза или много ранна интерфаза, се случва дублирането на центриола, след което в профазата дъщерните центриоли започват да се сближават към полюсите и образуванията на астросферата и вретеното, наречени нов апарат. В същото време нуклеолите се разтварят. Съществен знак за края на профазата е разтварянето на ядрената мембрана, в резултат на което хромозомите се озовават в общата маса на цитоплазмата и кариоплазмата, които сега образуват миксоплазма. Това завършва профазата; клетката навлиза в метафаза.

IN напоследъкМежду профазата и метафазата изследователите започнаха да разграничават междинен етап, наречен прометафаза. Прометафазата се характеризира с разтваряне и изчезване на ядрената мембрана и движението на хромозомите към екваториалната равнина на клетката. Но до този момент образуването на ахроматиновото вретено все още не е завършено.

Метафазанаречен етап на завършване на подреждането на хромозомите на екватора на вретеното. Характерното разположение на хромозомите в екваториалната равнина се нарича екваториална или метафазна плоча. Подреждането на хромозомите една спрямо друга е произволно. В метафазата броят и формата на хромозомите са ясно разкрити, особено при изследване на екваториалната плоча от полюсите на клетъчното делене. Ахроматиновото вретено е напълно оформено: нишките на вретеното придобиват по-плътна консистенция от останалата част от цитоплазмата и са прикрепени към центромерната област на хромозомата. Цитоплазмата на клетката през този период има най-нисък вискозитет.

Анафазанаречена следващата фаза на митозата, в която хроматидите се делят, които сега могат да бъдат наречени сестрински или дъщерни хромозоми, и се отклоняват към полюсите. В този случай, на първо място, центромерните области се отблъскват взаимно и след това самите хромозоми се отклоняват към полюсите. Трябва да се каже, че дивергенцията на хромозомите в анафазата започва едновременно - „сякаш по команда“ - и завършва много бързо.

По време на телофазата дъщерните хромозоми се деспирират и губят своята привидна индивидуалност. Обвивката на ядрото и самото ядро ​​се образуват. Ядрото се реконструира в обратен редв сравнение с промените, които е претърпял в профазата. В крайна сметка се възстановяват и нуклеолите (или ядрото) и то в същото количество, в каквото са присъствали в родителските ядра. Броят на нуклеолите е характерен за всеки тип клетка.

В същото време започва симетричното делене на клетъчното тяло.

Ядрата на дъщерните клетки влизат в интерфазно състояние.

Схема на цитокинезата на животински и растителни клетки

Фигурата по-горе показва диаграма на цитокинезата в животински и растителни клетки. В животинска клетка деленето става чрез свързване на цитоплазмата на клетката майка. В растителна клетка образуването на клетъчна преграда става с участъци от вретеновидни плаки, образуващи преграда, наречена фрагмопласт в екваториалната равнина. Това завършва митотичния цикъл. Продължителността му очевидно зависи от вида на тъканта, физиологично състояниетяло, външни фактори (температура, светлинен режим) и продължава от 30 мин. до 3 ч. Според различни автори скоростта на преминаване на отделните фази е променлива.

Както вътрешни, така и външни факторисреди, действащи върху растежа на организма и неговото функционално състояние, влияят върху продължителността на клетъчното делене и отделните му фази. Тъй като ядрото играе огромна роля в метаболитните процеси на клетката, естествено е да се смята, че продължителността на митотичните фази може да варира в зависимост от функционалното състояние на органната тъкан. Например, установено е, че по време на почивка и сън на животните митотичната активност на различни тъкани е много по-висока, отколкото по време на будност. При редица животни честотата на клетъчните деления намалява на светло и се увеличава на тъмно. Предполага се също, че хормоните влияят върху митотичната активност на клетката.

Причините, които определят готовността на клетката да се дели, все още остават неясни. Има причини да предложим няколко причини:

1. удвояване на масата на клетъчната протоплазма, хромозоми и други органели, поради което се нарушават ядрено-плазмените отношения; За да се дели, клетката трябва да достигне определено тегло и обем, характерни за клетките на дадена тъкан;
2. удвояване на хромозомите;
3. секреция на специални вещества от хромозоми и други клетъчни органели, които стимулират клетъчното делене.

Механизмът на хромозомната дивергенция към полюсите в анафазата на митозата също остава неясен. Изглежда, че активна роля в този процес играят вретеновидни нишки, представляващи протеинови нишки, организирани и ориентирани от центриоли и центромери.

Характерът на митозата, както вече казахме, варира в зависимост от вида и функционално състояниетъкани. Клетките от различни тъкани се характеризират с Различни видовемитози , В описания тип митоза клетъчното делене се извършва по равен и симетричен начин. В резултат на симетрична митоза, сестринските клетки са наследствено еквивалентни по отношение както на ядрени гени, така и на цитоплазма. Въпреки това, в допълнение към симетричната, има и други видове митоза, а именно: асиметрична митоза, митоза със забавена цитокинеза, делене на многоядрени клетки (деление на синцития), амитоза, ендомитоза, ендорепродукция и политения.

В случай на асиметрична митоза сестринските клетки са различни по размер, количество цитоплазма, а също и по отношение на бъдещата им съдба. Пример за това е нееднаквият размер на сестринските (дъщерните) клетки на невробласта на скакалеца, животинските яйца по време на узряването и по време на спиралната фрагментация; когато ядрата в поленовите зърна се делят, една от дъщерните клетки може да се дели допълнително, другата не може и т.н.

Митозата със забавена цитокинеза се характеризира с това, че клетъчното ядро ​​се дели многократно и едва след това се дели клетъчното тяло. В резултат на това делене се образуват многоядрени клетки като синцитий. Пример за това е образуването на ендоспермни клетки и производството на спори.

Амитозанаречен директно ядрено делене без образуване на фигури на делене. В този случай разделянето на ядрото става чрез "завързване" на две части; понякога от едно ядро ​​се образуват няколко ядра наведнъж (фрагментация). Амитозата постоянно се среща в клетките на редица специализирани и патологични тъкани, например в ракови тумори. Може да се наблюдава под въздействието на различни увреждащи агенти (йонизиращо лъчение и висока температура).

ЕндомитозаТова е името, дадено на процеса, при който ядреното делене се удвоява. В този случай хромозомите, както обикновено, се възпроизвеждат в интерфаза, но тяхното последващо разминаване се случва вътре в ядрото със запазване на ядрената обвивка и без образуване на ахроматиново вретено. В някои случаи, въпреки че ядрената мембрана се разтваря, хромозомите не се разминават към полюсите, в резултат на което броят на хромозомите в клетката се умножава дори няколко десетки пъти. Ендомитозата се среща в клетки от различни тъкани на растения и животни. Например, А. А. Прокофиева-Белговская показа, че чрез ендомитоза в клетките на специализирани тъкани: в хиподермата на циклопа, мастното тяло, перитонеалния епител и други тъкани на кобилата (Stenobothrus) - наборът от хромозоми може да се увеличи 10 пъти . Това увеличение на броя на хромозомите е свързано с функционални характеристикидиференцирана тъкан.

По време на политения броят на хромозомните нишки се умножава: след редупликация по цялата дължина те не се разминават и остават съседни една на друга. В този случай броят на хромозомните нишки в рамките на една хромозома се умножава, в резултат на което диаметърът на хромозомите се увеличава значително. Броят на такива тънки нишки в политенова хромозома може да достигне 1000-2000. В този случай се образуват така наречените гигантски хромозоми. При политенията отпадат всички фази на митотичния цикъл, с изключение на основната - възпроизвеждането на първичните нишки на хромозомата. Явлението политения се наблюдава в клетките на редица диференцирани тъкани, например в тъкан слюнчените жлези Diptera, в клетките на някои растения и протозои.

Понякога има дублиране на една или повече хромозоми без ядрени трансформации - това явление се нарича ендорепродукция.

Така че всички фази на клетъчната митоза, които съставляват митотичния цикъл, са задължителни само за типичен процес.

в някои случаи, главно в диференцирани тъкани, митотичният цикъл претърпява промени. Клетките на такива тъкани са загубили способността да възпроизвеждат целия организъм и метаболитната активност на тяхното ядро ​​е адаптирана към функцията на социализираната тъкан.

Ембрионалните и меристемните клетки, които не са загубили функцията за възпроизвеждане на целия организъм и принадлежат към недиференцирани тъкани, запазват пълен цикълмитоза, на която се основава безполовото и вегетативното размножаване.

Ако намерите грешка, моля, изберете част от текста и натиснете Ctrl+Enter.

Във връзка с

Съученици

Тема на урока. Клетъчно делене. Митоза

Целта на урока:характеризират основния метод на делене на еукариотни клетки - митоза, разкриват характеристиките на всяка фаза на митозата, създават представа за амитоза.

Задачи:

• да формират знания за значението на деленето за растежа, развитието, размножаването на клетката и на организма като цяло; разгледайте механизма на митозата;
• характеризира основните етапи на клетъчния и митотичен цикъл;
• усъвършенстват уменията за работа с микроскоп;
• идентифициране на биологичното значение на митозата.

ресурси:компютър, микроскопи, микропредметни стъкла „Митоза в клетките на корените на лука”, интерактивна дъска, мултимедийна презентация „Клетъчно делене. Митоза”, диск – „лабораторен практикум по биология 6-11 клас”, видео „Етапи на митозата”, динамично ръководство „Митоза”.

Стъпки на урока

1. Организационен момент.

Поставяне на целта на урока, дефиниране на проблема и темата на урока.

По време на раждането едно дете тежи средно 3 - 3,5 kg и има височина около 50 cm, кафява мечка, чиито родители достигат тегло от 200 kg или повече, тежи не повече от 500 g, а малката кенгуруто тежи по-малко от 1 грам. Красив лебед израства от сиво, незабележимо пиленце, пъргава попова лъжица се превръща в улегнала жаба, а жълъд, засаден близо до къщата, расте в огромен дъб, който сто години по-късно радва нови поколения хора със своята красота.

Проблемен въпрос. Какви процеси правят всички тези промени възможни? (Слайд1)

Всички тези промени са възможни благодарение на способността на организмите да растат и да се развиват. Дървото няма да се превърне в семе, рибата няма да се върне в яйцето - процесите на растеж и развитие са необратими. Тези две свойства на живата материя са неразривно свързани помежду си и се основават на способността на клетката да се дели и специализира . Каква е темата на урока? (Слайд 2)

Тема на урока: „Клетъчно делене. Митоза” (Слайд 3)

Да започна да уча нова тематрябва да си припомним вече изучения материал (слайдове 4,5,6)

2. Изучаване на нов материал.

ВИДОВЕ КЛЕТЪЧНО ДЕЛЕНИЕ (Слайд 7)

Една от разпоредбите клетъчна теориявъз основа на заключението на немския учен Рудолф Вирхов „Всяка клетка е от клетка“. Това бележи началото на изучаването на процесите на клетъчно делене, чиито основни принципи са идентифицирани в края на 19 век.

Възпроизвеждането е едно от най-важните свойстваживи организми. Всички живи организми без изключение са способни да се размножават - от бактерии до бозайници. Методи за размножаване различни организмимогат да се различават значително един от друг, но в основата на всеки тип възпроизвеждане е клетъчното делене. Продължителността на живота на многоклетъчния организъм надвишава продължителността на живота на повечето от съставните му клетки. Така нервните клетки спират да се делят дори по време вътрематочно развитие. Веднъж образувани, клетките вече не се делят, за да образуват напречно набраздени мускулна тъканпри животни и складови тъкани при растения. Многоклетъчните организми растат, развиват се, обновяват клетките и тъканите, дори части от тялото (Запомнете регенерацията) Известно е, че клетките стареят и умират. Например чернодробните клетки живеят 18 месеца, червените кръвни клетки - 4 месеца, чревният епител 1-2 дни (около 70 милиарда умират всеки ден).

чревни епителни клетки и 2 милиарда червени кръвни клетки). Това означава, че клетките в тялото непрекъснато се обновяват. Известно е също, че средно клетките се обновяват веднъж на 7 години. Следователно почти всички клетки на многоклетъчните организми трябва да се делят, за да заменят умиращите клетки. Всички нови клетки възникват чрез делене от съществуваща клетка.

АМИТОЗА. Директно разделяне на интерфазното ядро ​​чрез свиване без образуване на вретено (хромозомите обикновено са неразличими в светлинен микроскоп). Това разделение се среща в едноклетъчни организми (например полиплоидните големи ядра на ресничестите се разделят чрез амитоза), както и в някои високоспециализирани клетки на растения и животни с отслабена физиологична активност, дегенериращи, обречени на смърт или при различни условия. патологични процеси, като злокачествен растеж, възпаление и др. След амитоза клетката не е в състояние да влезе в митотично делене.

МИТОЗА (от гръцки Mitos - нишка) непряко делене, е основният метод за делене на еукариотните клетки. Митозата е процес на клетъчно делене, при който дъщерните клетки получават генетичен материал, идентичен на този, съдържащ се в майчината клетка.

МЕЙОЗА (индиректно делене) е специален начинклетъчно делене, което води до намаляване (намаляване) на броя на хромозомите наполовина. По време на мейозата се случват две клетъчни деления и от едно диплоидна клетка(2n2c) се образуват четири хаплоидни (nc) зародишни клетки. По време на по-нататъшния процес на оплождане (сливане на гамети) организмът на новото поколение отново ще получи диплоиден набор от хромозоми, т.е. кариотипът на организмите от даден вид остава постоянен в продължение на няколко поколения.

Заключение: Има три вида клетъчно делене, благодарение на които организмите растат, развиват се и се възпроизвеждат (амитоза, митоза, мейоза).

Митозата е основният метод за клетъчно делене.

Митозата (от гръцки mitos - нишка) е непряко клетъчно делене. Той осигурява равномерно предаване на наследствена информация от майчината клетка към две дъщерни клетки.

Благодарение на този тип клетъчно делене се образуват почти всички клетки на многоклетъчен организъм.

Митотичният (клетъчен) цикъл се състои от подготвителен етап (интерфаза) и самото делене - митоза (профаза, метафаза, анафаза и телофаза).

Характеристики на митозата.

За да изучим темата, ще работим по двойки.

УПРАЖНЕНИЕ 1.

1. Проучете характеристиките на първата фаза на митозата - профаза.

2. Запишете характеристиките на профазата в тетрадката си, след като обсъдите отговора. (Слайд 9)

ЗАДАЧА 2.

1. Проучете характеристиките на втората фаза на митозата - метафаза.

2. Запишете характеристиките на метафазата в тетрадката си, след като обсъдите отговора. (Слайд 10)

ЗАДАЧА 3.

1. Проучете характеристиките на третата фаза на митозата - анафаза.

2. Запишете характеристиките на анафазата в тетрадката си, след като обсъдите отговора. (Слайд 11)

ЗАДАЧА 4.

1. Проучете характеристиките на четвъртата фаза на митозата - телофаза.

2. Запишете характеристиките на телофазата в тетрадката си, след като обсъдите отговора. (Слайд 12)

Момчета! Сега на вашето внимание ще бъде представен видеоклипът „MITOSIS“. Трябва да го прегледате внимателно и след това да изпълните задачата. (Слайд 12)

УПРАЖНЕНИЕ.Определете и запишете имената на фазата, съответстващи на нейното описание. (Слайд 13)

3. Затвърдяване на изучения материал.

ЛАБОРАТОРНА РАБОТА № 5.(Слайд 14,15)

Тема: „Митоза в клетките на корена на лука.“

Мишена:изследване на процеса на митоза в клетките на корена на лука.

Оборудване:светлинни микроскопи, микропредметни стъкла „Митоза в клетки от корен на лук.“

Напредък

1. Разгледайте готовия микропредметен предмет, ако е възможно, намерете клетки на всички етапи на митозата.

2. Сравнете изображението от микроскопа с микрофотографията в презентацията на урока (слайд).
3. Определете набора от хромозоми във всяка фаза на митозата.
4. Опишете характеристиките на всеки наблюдаван етап от митозата.
5. Направете заключение за ролята на митозата.
Въпроси за консолидация.(Слайд 16, 17, 18)

1. Общата маса на всички ДНК молекули в 46 хромозоми на една човешка соматична клетка е 6-10"9 mg. Каква ще бъде масата на ДНК молекулите в: а) метафазата на митозата; б) телофазата на митозата?

2. Помислете дали условията може заобикаляща средавлияе върху процеса на митоза. До какви последствия за организма може да доведе това?

3. Защо по време на митозата се образуват дъщерни клетки с набор от хромозоми, равен на набора от хромозоми в майчината клетка? Какво означава това в живота на организмите?

4. Помислете дали условията на околната среда могат да повлияят на процеса на митоза. До какви последствия за организма може да доведе това?

5. Защо по време на митозата се образуват дъщерни клетки с набор от хромозоми, равен на набора от хромозоми в майчината клетка? Какво означава това в живота на организмите?

В края на урока резултатите се обобщават.

Митозата е много значим процес, много усилия и време бяха изразходвани от учените, за да разберат всички характеристики на този процес. Например, установено е, че митозата в растителните и животинските клетки протича с определени разлики и че има фактори, които влияят отрицателно върху нейното протичане.

Освен това в литературата можете да видите друга форма на разделяне - директна или амитоза. Работа с допълнителна литература.

Група 1: задача „Амитоза“

Изберете „референтни“ точки от текста, т.е. В 4-5 позиции посочете основните признаци на амитоза. „Митозата е най-често срещаният, но не и единственият тип клетъчно делене. При почти всички еукариоти се открива така нареченото директно ядрено делене или амитоза. По време на амитоза не настъпва хромозомна кондензация и не се образува вретено, а ядрото се разделя чрез свиване или фрагментиране, оставайки в интерфазно състояние. Цитокинезата винаги следва ядреното делене, което води до образуването на многоядрена клетка. Амитотичното делене е характерно за клетките, които завършват своето развитие: умиращи епителни, фоликуларни клетки на яйчниците... Амитоза се среща и при патологични процеси: възпаление, злокачествено новообразувание... след него клетките не са способни на митотично делене.”

Група 2: задача „нарушение на митозата“

Съставете логически двойки: вид въздействие – последствия.

„правилният ход на митозата може да бъде нарушен от различни външни фактори: високи дозирадиация, някои химикали. Например под влияние рентгенови лъчиДНК на една хромозома може да се счупи и хромозомите също се счупват. Такива хромозоми не могат да се движат, например, в анафаза. някои химически вещества, които не са характерни за живите организми (алкохоли, феноли) нарушават последователността на митотичните процеси. Някои хромозоми се движат по-бързо, други по-бавно. Някои от тях може изобщо да не са включени в дъщерните ядра. Има вещества, които предотвратяват образуването на вретенови нишки. Те се наричат ​​цитостатици, например колхицин и колцемид. Чрез въздействие върху клетката може да се спре деленето на етапа на прометафазата. В резултат на този ефект в ядрото се появява двоен набор от хромозоми."

Заключения. (Слайд 19)

Днес урокът беше посветен на най-важния процес - митозата. Отделихме достатъчно време на самия процес, неговите характеристики и проблеми. Най-важното е, че този процес осигурява генетичната стабилност на вида, както и процесите на регенерация, растеж и безполово (вегетативно) размножаване. Процесът е сложен, многоетапен и много чувствителен към факторите на околната среда.

Домашна работа.

1. Изучете § 29

2. Попълнете таблицата „Митотичен клетъчен цикъл“

Обяснете какво определя броя на хромозомите в ДНК на различни етапимитоза

Митотичен клетъчен цикъл

Помня!

Според клетъчната теория как се увеличава броят на клетките?

Смятате ли, че продължителността на живота на различните видове клетки в един многоклетъчен организъм е еднаква? Обосновете мнението си.

По време на раждането едно дете тежи средно 3–3,5 kg и има височина около 50 cm, кафява мечка, чиито родители достигат тегло от 200 kg или повече, тежи не повече от 500 g, а малката кенгуруто тежи по-малко от 1 грам. Красив лебед израства от сиво, незабележимо пиленце, пъргава попова лъжица се превръща в улегнала жаба, а жълъд, засаден близо до къщата, расте в огромен дъб, който сто години по-късно радва нови поколения хора със своята красота. Всички тези промени са възможни благодарение на способността на организмите да растат и да се развиват. Дървото няма да се превърне в семе, рибата няма да се върне в яйцето - процесите на растеж и развитие са необратими. Тези две свойства на живата материя са неразривно свързани помежду си и се основават на способността на клетката да се дели и специализира.

Растежът на реснички или амеба е увеличаване на размера и усложняване на структурата на отделна клетка поради процеси на биосинтеза. Но растежът на многоклетъчния организъм е не само увеличаване на размера на клетките, но и тяхното активно делене - увеличаване на броя. Скоростта на растеж, характеристиките на развитието, размерът, до който може да нарасне даден индивид - всичко това зависи от много фактори, включително влиянието на околната среда. Но основният, определящ фактор във всички тези процеси е наследствената информация, която се съхранява под формата на хромозоми в ядрото на всяка клетка. Всички клетки на многоклетъчния организъм произлизат от едно оплодено яйце. По време на процеса на растеж всяка новообразувана клетка трябва да получи точно копиегенетичен материал, за да може, притежавайки обща наследствена програма на организма, той да се специализира и изпълнявайки специфичната си функция да бъде неразделна част от цялото.

Във връзка с диференциацията, т.е. разделянето на различни видове, клетките на многоклетъчния организъм имат различна продължителност на живота. Например, нервните клетки спират да се делят по време на вътрематочно развитие и по време на живота на организма техният брой може само да намалява. Веднъж възникнали, те вече не се делят и живеят толкова дълго, колкото тъканта или органът, в който се образуват, клетките, които образуват набраздена мускулна тъкан при животните и тъканта за съхранение при растенията. Червените клетки непрекъснато се делят костен мозък, образуващи кръвни клетки, чиято продължителност на живот е ограничена. В процеса на изпълнение на функциите си епителните клетки на кожата бързо умират, следователно зародишна зонаЕпидермалните клетки се делят много интензивно. Камбиалните клетки и клетките на растежния конус в растенията активно се делят. Колкото по-висока е специализацията на клетките, толкова по-ниска е способността им да се възпроизвеждат.

В човешкото тяло има около 10 14 клетки. Около 70 милиарда чревни епителни клетки и 2 милиарда червени кръвни клетки умират всеки ден. Най-краткоживеещите клетки са чревните епителни клетки, чиято продължителност на живот е само 1-2 дни.

Жизнен цикъл на клетката. Периодът на живот на клетката от момента на нейното възникване в процеса на делене до смъртта или края на последващото деленеНаречен жизнен цикъл. Клетката се появява по време на деленето на клетката майка и изчезва по време на собственото си делене или смърт. Продължителност на жизнения цикъл различни клеткиварира значително и зависи от типа и условията на клетката външна среда(температура, наличие на кислород и хранителни вещества). Например, жизненият цикъл на амебата е 36 часа, а бактериите могат да се делят на всеки 20 минути.

Жизненият цикъл на всяка клетка е набор от събития, случващи се в клетката от момента, в който тя възниква в резултат на делене до смъртта или последваща митоза. Жизненият цикъл може да включва митотичен цикъл, състоящ се от подготовка за митоза - интерфазаи самото делене, както и етапа на специализация – диференциация, по време на който клетката изпълнява специфичните си функции. Продължителността на интерфазата винаги е по-голяма от самото разделяне. В епителните клетки на червата на гризачите интерфазата продължава средно 15 часа, а деленето настъпва за 0,5–1 час. По време на интерфазата процесите на биосинтеза протичат активно в клетката, клетката расте, образува органели и се подготвя за следващото делене. Но несъмнено най-важният процес, който се случва по време на интерфазата при подготовката за делене, е дублирането на ДНК (§).

Клетъчно делене. Митоза" class="img-responsive img-thumbnail">

Ориз. 52. Фази на митозата

Двете спирали на молекулата на ДНК се разминават и върху всяка от тях се синтезира нова полинуклеотидна верига. Редупликацията на ДНК възниква с най-висока точност, което се осигурява от принципа на взаимно допълване. Новите ДНК молекули са абсолютно идентични копия на оригиналната и след приключване на процеса на дублиране остават свързани в центромера. Наричат ​​се ДНК молекули, които образуват част от хромозома след редупликация хроматиди.

Точността на процеса на редупликация съдържа дълбок биологичен смисъл: нарушението на копирането би довело до изкривяване на наследствената информация и, като следствие, до нарушаване на функционирането на дъщерните клетки и на целия организъм като цяло.

Ако дублирането на ДНК не се случи, тогава с всяко клетъчно делене броят на хромозомите ще бъде намален наполовина и много скоро няма да останат никакви хромозоми във всяка клетка. Знаем обаче, че във всички клетки на тялото на многоклетъчния организъм броят на хромозомите е еднакъв и не се променя от поколение на поколение. Това постоянство се постига чрез митотично клетъчно делене.

Митоза. Митоза- това е разделяне, по време на което има строго идентично разпределение на точно копирани хромозоми между дъщерните клетки, което осигурява образуването на генетично идентични - идентични - клетки.

Целият процес на митотично делене е условно разделен на четири фази: профаза, метафаза, анафаза и телофаза (фиг. 52).

IN профазахромозомите започват активно спираловидно - усукват се и придобиват компактна форма. В резултат на такова опаковане четенето на информация от ДНК става невъзможно и синтезът на РНК спира. Хромозомната спирализация е предпоставкауспешно разделяне на генетичен материал между дъщерните клетки. Представете си малка стая, целият обем на която е изпълнен с 46 нишки, обща дължинакоето е стотици хиляди пъти по-голямо от размера на тази стая. Това е ядрото на човешката клетка. По време на процеса на редупликация всяка хромозома се удвоява и вече имаме 92 заплетени нишки в същия обем. Почти невъзможно е да ги разделите еднакво, без да се заплетат или скъсат. Но навийте тези нишки на топки и лесно можете да ги разпределите на две равни групи - по 46 топки във всяка. Нещо подобно се случва по време на митотичното делене.

Към края на профазата ядрената мембрана се разпада и нишките на вретеното, апарат, който осигурява равномерно разпределение на хромозомите, се простират между полюсите на клетката.

IN метафазахромозомната спирализация става максимална и компактните хромозоми се намират в екваториалната равнина на клетката. На този етап ясно се вижда, че всяка хромозома се състои от две сестрински хроматиди, свързани в центромера. Нишките на вретеното са прикрепени към центромера.

Анафазапротича много бързо. Центромерите се разделят на две и от този момент сестринските хроматиди стават независими хромозоми. Вретенообразните нишки, прикрепени към центромерите, издърпват хромозомите към полюсите на клетката.

На сцената телофазидъщерните хромозоми, събрани на полюсите на клетката, се развиват и разтягат. Те се превръщат обратно в хроматин и стават трудни за виждане под светлинен микроскоп. Нови ядрени мембрани се образуват около хромозомите на двата полюса на клетката. Образуват се две ядра, съдържащи идентични диплоидни набори от хромозоми.

Ориз. 53. Значението на митозата: А – растеж (върхът на корена); B – вегетативно размножаване (пъпкуване на дрожди); B – регенерация (опашка на гущер)

Митозата завършва с разделянето на цитоплазмата. Едновременно с разминаването на хромозомите клетъчните органели са приблизително равномерно разпределени по двата полюса. В животински клетки клетъчната мембраназапочва да се издува навътре и клетката се дели чрез стесняване. В растителните клетки мембраната се образува вътре в клетката в екваториалната равнина и, разпространявайки се към периферията, разделя клетката на две равни части.

Значението на митозата.В резултат на митозата се появяват две дъщерни клетки, съдържащи същия брой хромозоми, както е имало в ядрото на майчината клетка, т.е. образуват се клетки, идентични на родителската. IN нормални условияпо време на митозата не настъпват промени в генетичната информация, така че митотичното делене се поддържа генетична стабилностклетки. Митозата е в основата на растежа, развитието и вегетативното размножаване на многоклетъчните организми. Благодарение на митозата се извършват процесите на регенерация и заместване на умиращи клетки (фиг. 53). При едноклетъчните еукариоти митозата осигурява безполово размножаване.

Прегледайте въпроси и задачи

1. Какъв е жизненият цикъл на клетката?

2. Как се случва дублирането на ДНК в митотичния цикъл? Какъв е смисълът на този процес?

3. Каква е подготовката на клетката за митоза?

4. Опишете последователно фазите на митозата.

5. Какво е биологичното значение на митозата?

<<< Назад

Напред >>>

Клетъчното делене е централната точка на възпроизводството.

По време на процеса на делене две клетки възникват от една клетка. Въз основа на асимилацията на органични и неорганични вещества клетката създава своя собствена клетка с характерна структура и функции.

При клетъчното делене могат да се наблюдават два основни момента: ядрено делене - митоза и цитоплазмено делене - цитокинеза, или цитотомия. Основното внимание на генетиците все още е насочено към митозата, тъй като от гледна точка на хромозомната теория ядрото се счита за „орган“ на наследствеността.

По време на процеса на митоза се случва:

1. удвояване на хромозомното вещество;
2. промени във физическото състояние и химическата организация на хромозомите;
3. разминаване на дъщерни, или по-скоро сестрински, хромозоми към полюсите на клетката;
4. последващо разделяне на цитоплазмата и пълно възстановяване на две нови ядра в сестрински клетки.

Така целият жизнен цикъл на ядрените гени е заложен в митозата: дублиране, разпределение и функциониране; В резултат на завършването на митотичния цикъл сестринските клетки завършват с еднакво „наследство“.

По време на деленето клетъчното ядро ​​преминава през пет последователни етапа: интерфаза, профаза, метафаза, анафаза и телофаза; някои цитолози идентифицират още един шести етап - прометафаза.

Между две последователни клетъчни деления ядрото е в интерфазен стадий. През този период ядрото, по време на фиксиране и оцветяване, има мрежеста структура, образувана от боядисване на тънки нишки, които в следващата фаза се оформят в хромозоми. Въпреки че интерфазата се нарича по различен начин фаза на покойно ядро, върху самото тяло, метаболитните процеси в ядрото през този период протичат с най-голяма активност.

Профазата е първият етап от подготовката на ядрото за делене. В профазата мрежестата структура на ядрото постепенно се превръща в хромозомни нишки. От най-ранната профаза, дори в светлинен микроскоп, може да се наблюдава двойствената природа на хромозомите. Това предполага, че в ядрото именно в ранната или късната интерфаза протича най-важният процес на митозата - удвояването или редупликацията на хромозомите, при което всяка от майчините хромозоми изгражда подобна - дъщерна. В резултат на това всяка хромозома изглежда надлъжно удвоена. Въпреки това, тези половини на хромозомите, които се наричат сестрински хроматиди, не се разминават в профаза, тъй като се държат заедно от една обща област - центромера; центромерната област се разделя по-късно. В профазата хромозомите претърпяват процес на усукване по оста си, което води до тяхното скъсяване и удебеляване. Трябва да се подчертае, че в профазата всяка хромозома в кариолимфата е разположена произволно.

В животинските клетки, дори в късна телофаза или много ранна интерфаза, се случва дублирането на центриола, след което в профазата дъщерните центриоли започват да се сближават към полюсите и образуванията на астросферата и вретеното, наречени нов апарат. В същото време нуклеолите се разтварят. Съществен знак за края на профазата е разтварянето на ядрената мембрана, в резултат на което хромозомите се озовават в общата маса на цитоплазмата и кариоплазмата, които сега образуват миксоплазма. Това завършва профазата; клетката навлиза в метафаза.

Напоследък между профазата и метафазата изследователите започнаха да разграничават междинен етап, т.нар прометафаза. Прометафазата се характеризира с разтваряне и изчезване на ядрената мембрана и движението на хромозомите към екваториалната равнина на клетката. Но до този момент образуването на ахроматиновото вретено все още не е завършено.

Метафазанаречен етап на завършване на подреждането на хромозомите на екватора на вретеното. Характерното разположение на хромозомите в екваториалната равнина се нарича екваториална или метафазна плоча. Подреждането на хромозомите една спрямо друга е произволно. В метафазата броят и формата на хромозомите са ясно разкрити, особено при изследване на екваториалната плоча от полюсите на клетъчното делене. Ахроматиновото вретено е напълно оформено: нишките на вретеното придобиват по-плътна консистенция от останалата част от цитоплазмата и са прикрепени към центромерната област на хромозомата. Цитоплазмата на клетката през този период има най-нисък вискозитет.

Анафазанаречена следващата фаза на митозата, в която хроматидите се делят, които сега могат да бъдат наречени сестрински или дъщерни хромозоми, и се отклоняват към полюсите. В този случай, на първо място, центромерните области се отблъскват взаимно и след това самите хромозоми се отклоняват към полюсите. Трябва да се каже, че дивергенцията на хромозомите в анафазата започва едновременно - „сякаш по команда“ - и завършва много бързо.

По време на телофазата дъщерните хромозоми се деспирират и губят своята привидна индивидуалност. Обвивката на ядрото и самото ядро ​​се образуват. Ядрото се реконструира в обратен ред в сравнение с промените, които е претърпяло в профазата. В крайна сметка се възстановяват и нуклеолите (или ядрото) и то в същото количество, в каквото са присъствали в родителските ядра. Броят на нуклеолите е характерен за всеки тип клетка.

В същото време започва симетричното делене на клетъчното тяло. Ядрата на дъщерните клетки влизат в интерфазно състояние.

Фигурата по-горе показва диаграма на цитокинезата в животински и растителни клетки. В животинска клетка деленето става чрез свързване на цитоплазмата на клетката майка. В растителна клетка образуването на клетъчна преграда става с участъци от вретеновидни плаки, образуващи преграда, наречена фрагмопласт в екваториалната равнина. Това завършва митотичния цикъл. Продължителността му явно зависи от вида на тъканта, физиологичното състояние на организма, външните фактори (температура, осветеност) и е от 30 мин. до 3 ч. Според различни автори скоростта на преминаване на отделните фази е променлива.

Факторите на вътрешната и външната среда, действащи върху растежа на организма и неговото функционално състояние, влияят върху продължителността на клетъчното делене и неговите отделни фази. Тъй като ядрото играе огромна роля в метаболитните процеси на клетката, естествено е да се смята, че продължителността на митотичните фази може да варира в зависимост от функционалното състояние на органната тъкан. Например, установено е, че по време на почивка и сън на животните митотичната активност на различни тъкани е много по-висока, отколкото по време на будност. При редица животни честотата на клетъчните деления намалява на светло и се увеличава на тъмно. Предполага се също, че хормоните влияят върху митотичната активност на клетката.

Причините, които определят готовността на клетката да се дели, все още остават неясни. Има причини да предложим няколко причини:

1. удвояване на масата на клетъчната протоплазма, хромозоми и други органели, поради което се нарушават ядрено-плазмените отношения; За да се дели, клетката трябва да достигне определено тегло и обем, характерни за клетките на дадена тъкан;
2. удвояване на хромозомите;
3. секреция на специални вещества от хромозоми и други клетъчни органели, които стимулират клетъчното делене.

Механизмът на хромозомната дивергенция към полюсите в анафазата на митозата също остава неясен. Изглежда, че активна роля в този процес играят вретеновидни нишки, представляващи протеинови нишки, организирани и ориентирани от центриоли и центромери.

Природата на митозата, както вече казахме, варира в зависимост от вида и функционалното състояние на тъканта. Клетките на различните тъкани се характеризират с различни видове митози.При описания тип митоза клетъчното делене протича по еднакъв и симетричен начин. В резултат на симетрична митоза, сестринските клетки са наследствено еквивалентни по отношение както на ядрени гени, така и на цитоплазма. Въпреки това, в допълнение към симетричната, има и други видове митоза, а именно: асиметрична митоза, митоза със забавена цитокинеза, делене на многоядрени клетки (деление на синцития), амитоза, ендомитоза, ендорепродукция и политения.

В случай на асиметрична митоза сестринските клетки са различни по размер, количество цитоплазма, а също и по отношение на бъдещата им съдба. Пример за това е нееднаквият размер на сестринските (дъщерните) клетки на невробласта на скакалеца, животинските яйца по време на узряването и по време на спиралната фрагментация; когато ядрата в поленовите зърна се делят, една от дъщерните клетки може да се дели допълнително, другата не може и т.н.

Митозата със забавена цитокинеза се характеризира с това, че клетъчното ядро ​​се дели многократно и едва след това се дели клетъчното тяло. В резултат на това делене се образуват многоядрени клетки като синцитий. Пример за това е образуването на ендоспермни клетки и производството на спори.

Амитозанаречен директно ядрено делене без образуване на фигури на делене. В този случай разделянето на ядрото става чрез "завързване" на две части; понякога от едно ядро ​​се образуват няколко ядра наведнъж (фрагментация). Амитозата се появява постоянно в клетките на редица специализирани и патологични тъкани, например при ракови тумори. Може да се наблюдава под въздействието на различни увреждащи агенти (йонизиращо лъчение и висока температура).

ЕндомитозаТова е името, дадено на процеса, при който ядреното делене се удвоява. В този случай хромозомите, както обикновено, се възпроизвеждат в интерфаза, но тяхното последващо разминаване се случва вътре в ядрото със запазване на ядрената обвивка и без образуване на ахроматиново вретено. В някои случаи, въпреки че ядрената мембрана се разтваря, хромозомите не се разминават към полюсите, в резултат на което броят на хромозомите в клетката се умножава дори няколко десетки пъти. Ендомитозата се среща в клетки от различни тъкани на растения и животни. Например, А. А. Прокофиева-Белговская показа, че чрез ендомитоза в клетките на специализирани тъкани: в хиподермата на циклопа, мастното тяло, перитонеалния епител и други тъкани на кобилата (Stenobothrus) - наборът от хромозоми може да се увеличи 10 пъти . Това увеличение на броя на хромозомите е свързано с функционалните характеристики на диференцираната тъкан.

По време на политения броят на хромозомните нишки се умножава: след редупликация по цялата дължина те не се разминават и остават съседни една на друга. В този случай броят на хромозомните нишки в рамките на една хромозома се умножава, в резултат на което диаметърът на хромозомите се увеличава значително. Броят на такива тънки нишки в политенова хромозома може да достигне 1000-2000. В този случай се образуват така наречените гигантски хромозоми. При политенията отпадат всички фази на митотичния цикъл, с изключение на основната - възпроизвеждането на първичните нишки на хромозомата. Феноменът на политенията се наблюдава в клетките на редица диференцирани тъкани, например в тъканта на слюнчените жлези на двукрилите, в клетките на някои растения и протозои.

Понякога има дублиране на една или повече хромозоми без ядрени трансформации - това явление се нарича ендорепродукция.

И така, всички фази на клетъчната митоза, компоненти, са задължителни само за типичен процес.

В някои случаи, главно в диференцирани тъкани, митотичният цикъл претърпява промени. Клетките на такива тъкани са загубили способността да възпроизвеждат целия организъм и метаболитната активност на тяхното ядро ​​е адаптирана към функцията на социализираната тъкан.

Ембрионалните и меристемните клетки, които не са загубили функцията за възпроизвеждане на целия организъм и принадлежат към недиференцирани тъкани, запазват пълния цикъл на митоза, на който се основава асексуалното и вегетативното размножаване.