Фазата на която завършва митотичното делене на клетката. Учене на нов материал

анемия. Определение. Класификация. Желязодефицитна анемия. Етиология. клинична картина. Диагностика. Лечение. Предотвратяване. Характеристики на приема на железни препарати при деца.

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

Асфиксия на новороденото. Определение. Етиология. Класификация. клинична картина. Първична и реанимационна помощ.

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

Двойен метод при изследване на признаци с непрекъснато разпределение

Има два начина на делене: 1) най-често срещаното, пълно делене - митоза (не директно деление) и 2) амитоза (директно делене). По време на митотичното делене цитоплазмата се преструктурира, ядрената обвивка се разрушава и хромозомите се идентифицират. В живота на клетката има период на самата митоза и интервал между деленията, който се нарича интерфаза. Въпреки това, периодът на интерфаза (неделящи се клетки) по своята същност може да бъде различен. В някои случаи по време на интерфазата клетката функционира и същевременно се подготвя за следващо делене. В други случаи клетките влизат в интерфаза, функционират, но вече не се подготвят 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, съставени 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 върху оцветени препарати под формата на тънки нишки или зърна с различни размери, съответства на хромозомите. В някои клетки отделните хромозоми също са ясно видими в интерфазното ядро, например в бързо делящи се клетки на развиваща се оплодена яйцеклетка и в ядрата на някои протозои. IN различни периодиПо време на живота на една клетка 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 спирални нишки (спирално или кондензирано състояние). В интерфазното ядро ​​хромозомите са силно удължени, т.е. деспирализирани, поради което стават трудно различими. Следователно цикълът на хромозомните промени се състои в 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 всеки поотделно. Спирализацията и деспирализацията са свързани с активността на ДНК, тъй като тя функционира само в деспирализирано състояние. Освобождаването на информация, образуването на РНК върху ДНК в спирализирано състояние, тоест 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 клетка 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. От първостепенно значение при подготовката на клетката за митоза е синтезът на ДНК и дублирането на хромозомите. Удвояването на хромозомите е свързано предимно със синтеза на ДНК и едновременния синтез на хромозомни протеини. Процесът на удвояване продължава 6-10 часа и отнема средна частинтерфази. Дублирането на хромозоми протича по такъв начин, че всяка стара единична верига на ДНК изгражда втора за себе си. 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 образувани дъщерни клетки. Подготовката на клетката за делене, както виждаме, заема значителна част от интерфазата, а 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 ахроматинови нишки, които заедно с центриолите образуват ахроматиново вретено. Когато дивергенцията на центриолите приключи, цялата клетка е 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 разпространени в екватора, наподобявайки форма на вретено. Едновременно с образуването на вретено в цитоплазмата, ядрото започва да набъбва и в него ясно се разграничава топка от удебелени нишки - хромозоми. По време на профазата хромозомите спирализират, скъсяват се и се удебеляват. Профазата завършва с разтваряне на ядрената обвивка и се оказва, че хромозомите лежат в цитоплазмата. По това време може да се види, 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 към друга - това са поддържащите нишки. Издърпващите 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 анафазата дърпащите нишки на вретеното започват да се свиват, разтягайки хромозомите към различни полюси. В този случай хромозомите се държат пасивно, те, огъвайки се като фиби, се движат напред от центромери, за 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 (удвояване дори в интерфаза) към различни полюси на клетката. Митозата е завършена последен етап- телофаза. Хромозомите, приближаващи се до полюсите, са тясно преплетени една с друга. В същото време започва тяхното разтягане (деспирализация) и става невъзможно да се разграничат отделните хромозоми. Постепенно от цитоплазмата се образува ядрената обвивка, ядрото набъбва, появява се ядрото и се възстановява предишната структура на интерфазния аз.

1. Определете жизнения и митотичния цикъл на клетката.

Жизнен цикъл- интервалът 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 запазването 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 хода на тяхното функциониране.

5. Посочете фазите на митозата и направете схематични чертежи, които отразяват събитията, протичащи в клетката в 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- интервалът 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 процеси по 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.

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 на тялото се получават от една родителска клетка (зигота) чрез митоза.

1) Профаза

• хроматинът спирализира (усуква се, кондензира) до състояние на хромозоми
• нуклеолите изчезват
• ядрената обвивка се разпада
• центриолите се отклоняват към полюсите на клетката, образува се вретеното на делене

2) МетафазаХромозомите се подреждат по екватора на клетката, образувайки метафазна плоча

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

4) Телофаза

• хромозомите се деспирализират (отвиват, декондензират) до състояние на хроматин
• появяват се ядро ​​и нуклеоли
• влакната на вретеното се разпадат
• 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 чрез делене на майчината клетка до нейното собствено делене или смърт.

Клетъчният цикъл се състои от два периода:

• интерфаза(състояние, 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, броят на органелите се увеличава; освен това има подготовка за дублиране на ДНК (натрупване на нуклеотиди)
• синтетичен: възниква удвояване (репликация, редупликация) на ДНК
• постсинтетичен: клетката се подготвя за делене, синтезира веществата, необходими за делене, например протеини на вретено на делене.

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 митозата. Запишете номерата, под които са посочени.
1) колапсът 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 полюсите на клетката
6) образуването на нови ядрени мембрани

Изберете най-много правилен вариант. Процесът на възпроизвеждане на клетките на организмите от различни царства на дивата природа се нарича
1) мейоза
2) митоза
3) оплождане
4) смачкване

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

Изберете една, най-правилната опция. През кой етап от живота хромозомите се навиват?
1) интерфаза
2) профаза
3) анафаза
4) метафаза

Изберете три опции.

На какво се подлагат клетъчните структури 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) местоположение на хромозомите в екваториалната равнина
2) Репликация на ДНК и образуване на двухроматидни хромозоми
3) спирализация на хромозомите
4) дивергенция на сестринските хромозоми към полюсите на клетката

2. Установете последователността на процесите, протичащи по време на интерфазата и митозата. Запишете съответната последователност от числа.
1) спирализиране на хромозомите, изчезване на ядрената обвивка
2) дивергенция на сестрински хромозоми към полюсите на клетката
3) образуването на две дъщерни клетки
4) дублиране на ДНК молекули
5) разположение на хромозомите в равнината на клетъчния екватор

3. Задайте 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 към полюсите на клетката на еднохроматидни хромозоми
5) образуване на метафазна плоча

Изберете една, най-правилната опция. По време на клетъчното делене се образува делителното вретено
1) профаза
2) телофаза
3) метафаза
4) анафаза

Изберете една, най-правилната опция. Митоза НЕ възниква по време на профазата
1) разтваряне на ядрената обвивка
2) образуване на вретено
3) дублиране на хромозоми
4) разтваряне на нуклеолите

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

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

Изберете една, най-правилната опция. В коя фаза на митозата двойки хроматиди се прикрепят със своите центромери към нишките на вретеното на делене
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 на деленето окончателно изчезва
Г) хромозомите се деспирализират
Г) центромерите на хромозомите са разделени

Всички характеристики по-долу, с изключение на две, могат да се използват за описание на процесите, протичащи в интерфазата. Идентифицирайте два знака, които „изпадат“ от общия списък, и запишете номерата, под които са посочени в таблицата.
1) ДНК репликация
2) образуване на ядрената обвивка
3) спирализация на хромозомите
4) Синтез на АТФ
5) синтез на всички видове РНК

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

Всички характеристики, изброени по-долу, с изключение на две, се използват за описание на фазата на митозата, изобразена на фигурата. Идентифицирайте два знака, които „изпадат“ от общия списък, и запишете номерата, под които са посочени.
1) ядрото изчезва
2) образува се вретено на делене
3) възниква удвояване на ДНК молекулите
4) хромозомите участват активно в биосинтезата на протеини
5) хромозомите се спирализират

Установете последователността на процесите, протичащи по време на митозата. Запишете съответната последователност от числа.
1) спирализация на хромозомите
2) разделяне на хроматидите
3) образуване на вретеното на делене
4) деспирализация на хромозомите
5) разделяне на цитоплазмата
6) местоположението на хромозомите на екватора на клетката

Изберете една, най-правилната опция. Какво причинява спирализацията на хромозомите в началото на митозата
1) придобиването на двухроматидна структура
2) активно участиехромозоми в протеиновата биосинтеза
3) удвояване на ДНК молекулата
4) усилване на транскрипцията

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
В) Синтез на АТФ за репликация на ДНК
Г) протеинов синтез за изграждане на микротубули
Г) репликация на ДНК
Д) удвояване на центриолите

1. Всички характеристики, изброени по-долу, с изключение на две, могат да се използват за описание на процеса на митоза. Идентифицирайте два знака, които „изпадат“ от общия списък, и запишете номерата, под които са посочени.
1) лежи в 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 два знака, които „изпадат“ от общия списък, и запишете номерата, под които са посочени.
1) образуването на двувалентни
2) конюгация и кросингоувър
3) инвариантността на броя на хромозомите в клетките
4) образуването на две клетки
5) запазване на структурата на хромозомите

Всички функции, изброени по-долу, с изключение на две, се използват за описание на процеса, изобразен на фигурата. Идентифицирайте два знака, които „изпадат“ 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) образуването на две дъщерни клетки
5) директно деление

Всички процеси, изброени по-долу, с изключение на два, 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. Запишете 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) осъществява се цитокинеза
Г) броят на ДНК молекулите се удвоява
Г) хромозомите спирализират

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

Определете фазата и вида на разделянето, показани на фигурата. Запишете 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 събитиеТова, което се случва при 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). Растителните клетки нямат центриоли, но клетка за животниприсъстват центриоли, клетъчна пластина се образува в растителна клетка, не се образува в животинска клетка.

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

При растителните клетки по време на цитокинезата не се образува стесняване, но при животните се образува клетка. Митозите в растителните клетки се срещат главно в меристемите, докато в животинските клетки митозите се срещат в различни тъкани и части на тялото.

Митозата е разделена на четири последователни фази: профаза, метафаза, анафаза и телофаза (фиг. 5). Интерфаза - основният етап от жизнения цикъл на клетката (виж предишния урок), 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 ДНК се навива 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 обединяващи области - центромера. Нуклеолите на този етап изчезват. в животински клетки и по-ниски растенияцентриолите се отклоняват 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

До края на профазата (фиг. 7), ядрената обвивка се разпада или разтваря и микротубулите започват да образуват вретено на делене (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 в равнината на екватора на клетката (фиг. 9).

9. Метафаза: вретено на делене. На екватора е метафазната плоча.

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

Ориз. 10. Метафаза. Боядисана подготовка. 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 те се наричат ​​дъщерни хромозоми (или хроматиди).

Ориз. 11. Анафаза на митозата

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

Телофазата е последната фаза, дъщерните хромозоми се деспирализират в полюсите на клетката и стават достъпни за транскрипция, започва протеинов синтез, образуват се ядрени мембрани и нуклеоли (фиг. 12).

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

Нишките на вретеното на делене се разпадат. Тук завършва кариокинезата и започва цитокинезата (фиг. 13), докато в животинските клетки в екваториалната равнина се получава стесняване. Тя се задълбочава, докато настъпи отделянето на две дъщерни клетки.

Ориз. 13. Цитокинеза

При образуване на стеснение важна роляиграят структури на цитоскелета. 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, на първо място, дава генетична стабилност. В резултат на митозата се образуват две ядра, които съдържат толкова хромозоми, колкото е имало в майчините или родителските клетки.

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 въведе никакви промени в наследствената информация. Клетъчните популации, получени чрез митоза от родителски клетки, са генетично стабилни.

Митозата е необходима за нормален растежи развитие многоклетъчни организмизащото митозата увеличава броя на клетките.

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, в който клетката се появи 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 запазването 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, които отразяват събитията, протичащи в клетката в определена фаза на митозата. Попълнете таблицата.

Клетъчното делене е централният момент на възпроизводството.

В процеса на делене от една клетка възникват две клетки. Клетката, въз основа на асимилацията на органични и неорганични вещества, създава свой вид с характерна структура и функции.

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

По време на митозата се случва следното:

1. удвояване на веществото на хромозомите;
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.

Така при митозата цялото жизнен цикълядрени гени: удвояване, разпространение и функциониране; в резултат на завършването на митотичния цикъл сестринските клетки завършват с еднакво „наследство“.

При деленето клетъчното ядро ​​преминава през пет последователни етапа: интерфаза, профаза, метафаза, анафаза и телофаза; някои цитолози разграничават 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 се извършват 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 своя подобна - дъщерна. В резултат на това всяка хромозома изглежда надлъжно удвоена. Въпреки това, тези половини от хромозоми, които се наричат ​​сестрински хроматиди, не се разминават в профазата, тъй като се държат заедно от едно общо място - 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 получава удвояване на центриола, след което в профаза дъщерните центриоли започват да се сближават към полюсите и образуването на астросферата и вретеното, наречено нов апарат. В същото време нуклеолите се разтварят. Съществен знак за края на профазата е разтварянето на ядрената мембрана, в резултат на което хромозомите са в общата маса на цитоплазмата и кариоплазмата, които сега образуват миксоплазмата. Това завършва профазата; клетката навлиза в метафаза.

IN напоследъкмежду профаза и метафаза, 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 краен етап от 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 добре разкрити, особено когато се разглежда 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, се отклоняват към полюсите. В този случай, на първо място, центромерните области се отблъскват взаимно, а 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.

В телофаза дъщерните хромозоми се деспирализират и губят своята видима индивидуалност. Образува се обвивката на ядрото и самото ядро. Ядрото е реконструирано обратен редв сравнение с промените, които е претърпял в профазата. В крайна сметка нуклеолите (или ядрото) също се възстановяват и то в количеството, в което 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 състояние на интерфаза.

Схема на цитокинезата на животински и растителни клетки

Фигурата по-горе показва диаграма на цитокинезата на животински и растителни клетки. В животинска клетка деленето става чрез лигиране на цитоплазмата на клетката майка. В растителна клетка образуването на клетъчна преграда става с участъци от вретеновидни плаки, които образуват преграда в равнината на екватора, наречена фрагмопласт. Това завършва митотичния цикъл. Продължителността му изглежда 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, които влияят 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 фазите на митозата може да се променя в съответствие с функционалното състояние на органната тъкан. Например, установено е, че митотичната активност на различни тъкани по време на почивка и сън при животните е значително по-висока, отколкото по време на бодърстване. 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.

Все още не са изяснени причините, които определят готовността на клетката за делене. Има причини да се предполагат няколко такива причини:

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

Механизмът на разминаване на хромозомите към полюсите в анафазата на митозата също остава неясен. Активна роля в този процес очевидно играят вретеновидни нишки, които са протеинови нишки, организирани и ориентирани от центриоли и центромери.

Характерът на митозата, както вече казахме, варира в зависимост от вида и функционално състояниетъкани. Характеризират се клетки от различни тъкани Различни видовеМитоза , При 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 ядрените гени, така и на цитоплазмата. Въпреки това, в допълнение към симетричната, има и други видове митоза, а именно: асиметрична митоза, митоза със забавена цитокинеза, делене на многоядрени клетки (синцитиално делене), 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 са сестринските (дъщерните) клетки с различен размер на невробласта на скакалеца, животинските яйца по време на узряването и по време на спиралната фрагментация; по време на деленето на ядрата в поленовите зърна една от дъщерните клетки може да се дели допълнително, другата не може и т.н.

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

Амитозанаречено директно делене на ядрото 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 открива постоянно 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).

Ендомитозанаречен такъв процес, когато се получи удвояване на ядреното делене. В този случай хромозомите, както обикновено, се възпроизвеждат в интерфазата, но тяхното последващо разминаване се случва вътре в ядрото със запазване на ядрената обвивка и без образуването на ахроматиново вретено. В някои случаи, въпреки че обвивката на ядрото се разтваря, не се случва разминаване на хромозомите към полюсите, в резултат на което броят на хромозомите в клетката се умножава дори с няколко десетки пъти. Ендомитозата се среща в клетки от различни тъкани на растения и животни. Така 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.

При политенията 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 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 всички фази на митотичния цикъл изпадат, с изключение на основната - възпроизвеждането на първичните нишки на хромозомата. Феноменът на политенията се наблюдава в клетките на редица диференцирани тъкани, например в тъкан слюнчените жлези Diptera, в клетките на някои растения и протозои.

Понякога има удвояване на една или повече хромозоми без никаква трансформация на ядрото - това явление се нарича ендорепродукция.

По този начин всички фази на клетъчната митоза, които съставляват митотичния цикъл, са задължителни само за типичен процес.

някои случаи, особено 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 меристемни клетки, които не са загубили функцията за възпроизвеждане на целия организъм и свързани с 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:да характеризира основния метод на делене на еукариотни клетки - митоза, да разкрие характеристиките на хода на всяка фаза на митозата, да създаде 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;
• подобряване на уменията за работа с микроскоп;
• разкриват 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 помагало „Митоза”.

Етапи 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 кг и е високо около 50 см, кафява мечка, чиито родители достигат тегло от 200 кг или повече, тежи не повече от 500 г, а малкото кенгуру тежи по-малко от 1 грам. Красив лебед израства от сиво невзрачно пиле, пъргава попова лъжичка се превръща в улегнала жаба, а огромен дъб расте от жълъд, засаден близо до къщата, който сто години по-късно радва нови поколения хора със своята красота.

Проблемен въпрос. Чрез какви процеси са възможни всички тези промени? (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 яйцата - 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)

Темата на урока е „Клетъчно делене. Митоза" (Слайд 3)

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

2. Учене на нов материал.

ВИДОВЕ КЛЕТЪЧНО ДЕЛЕНИЕ (Слайд 7)

Една от разпоредбите клетъчна теориявъз основа на заключението на немския учен Рудолф Вирхов „Всяка клетка от клетка“. Това беше началото на изучаването на процесите на клетъчно делене, чиито основни закономерности бяха разкрити 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 на размножаване различни организмимогат да бъдат много различни един от друг, но клетъчното делене е в основата на всеки тип възпроизвеждане. Продължителността на живота на многоклетъчния организъм надвишава продължителността на живота на повечето от съставните му клетки. И така, нервните клетки спират да се делят дори по време на пренатално развитие. Веднъж възникнали, клетките вече не се делят, образувайки набраздени мускулни тъканипри животни и складови тъкани при растения. Многоклетъчните организми растат, развиват се, подлагат се на обновяване на клетките и тъканите, дори на части от тялото (Запомнете регенерацията) Известно е, че клетките остаряват и умират. Например чернодробните клетки живеят 18 месеца, еритроцитите - 4 месеца, чревният епител 1-2 дни (всеки ден умират около 70 милиарда души).

чревни епителни клетки и 2 милиарда еритроцити). Това означава, че клетките в тялото непрекъснато се обновяват. Известно е също, че средно 1 път на 7 години клетките се актуализират. 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 на делене (хромозомите обикновено са неразличими в светлинен микроскоп). Такова делене се среща в едноклетъчни организми (например полиплоидните големи ресничести ядра се делят чрез амитоза), както и в някои високоспециализирани клетки на растения и животни с отслабена физиологична активност, дегенериращи, обречени на смърт или с различни патологични процесикато злокачествен растеж, възпаление и др. След амитоза клетката не е в състояние да влезе в митотично делене.

МИТОЗА (от гр. Mitos-нишка) непряко делене, е основният начин за делене на еукариотните клетки. Митозата е процес на клетъчно делене, в резултат на което дъщерните клетки получават генетичен материал, идентичен с този, съдържащ се в клетката майка.

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 едно диплоидна клетка(2n2c) се образуват четири хаплоидни (nc) полови клетки. В хода на по-нататъшния процес на оплождане (сливане на гамети) организмът от ново поколение отново ще получи диплоиден набор от хромозоми, т.е. кариотипът на организмите от даден вид остава постоянен в редица поколения.

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

Митозата е основният начин на клетъчно делене.

Митоза (от гръцки mitos - нишка) - непряко клетъчно делене. Той осигурява равномерното предаване на наследствената информация на 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 същинското 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 тетрадка след обсъждане на отговора. (Слайд 11)

ЗАДАЧА 4.

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

2. Запишете характеристиките на телофазата в тетрадка след обсъждане на отговора. (Слайд 12)

Момчета! Сега вашето внимание ще бъде представено на видеото "MITOSIS". Трябва внимателно да го прегледате 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:за изследване на процеса на митоза в клетките на корена на лука.

Оборудване:светлинни микроскопи, микропрепарати "Митоза в клетките на корена на лука".

Напредък

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

2. Сравнете изображението под микроскоп с микроснимката в презентацията към 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 могат заобикаляща средазасягат 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 е значението на 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 дъщерните клетки се образуват по време на митоза с набор от хромозоми, равен на набора от хромозоми в майчината клетка? Какво е значението на това в живота на организмите?

В края на урока резултатите се обобщават.

Митозата е много смислен процес, много време и усилия 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 различия, че има фактори, които влияят неблагоприятно на нейния ход.

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 показват основните признаци на амитоза. „Митозата е най-често срещаният, но не и единственият тип клетъчно делене. Почти всички еукариоти имат така нареченото директно ядрено делене или амитоза. По време на амитозата няма кондензация на хромозоми 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 развитието си: 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 "нарушаване 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, както и хромозомите също. 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 нишки на вретеното на делене. Те се наричат ​​цитостатици, например колхицин и колцемид. Въздействайки върху клетката, деленето може да бъде спряно на етапа на прометафазата. В резултат на такова въздействие в ядрото се появява двоен набор от хромозоми.

Изводи (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 различни етапимитоза.

митотичен клетъчен цикъл

Помня!

Как според клетъчната теория се получава увеличаване на броя 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 бебето тежи средно 3-3,5 kg и е високо около 50 cm, кафява мечка, чиито родители тежат 200 kg или повече, тежи не повече от 500 g, а малкото кенгуру тежи под 1 грам . Красив лебед израства от сиво невзрачно пиле, пъргава попова лъжичка се превръща в улегнала жаба, а огромен дъб расте от жълъд, засаден близо до къщата, 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 яйцата - 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 произхождат от едно оплодено яйце. В процеса на растеж всяка новообразувана клетка трябва да получи точно копиегенетичен материал, така че, притежавайки обща наследствена програма на организма, да се специализира и изпълнявайки своята специфична 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 още по време на вътреутробното развитие, а 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, от които са част, клетките, които образуват набраздени мускулни тъкани при животните и тъканите за съхранение при растенията. Червените клетки непрекъснато се делят костен мозък, образувайки кръвни клетки, чиято продължителност на живота е ограничена. В процеса на изпълнение на функциите си клетките на кожния епител бързо умират, следователно в 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. Всеки ден умират около 70 милиарда клетки от чревния епител и 2 милиарда еритроцити. Най-краткотрайните клетки са чревният епител, чиято продължителност на живот е само 1-2 дни.

Жизненият цикъл на клетката. Периодът на живот на клетката от момента на появата й в процеса на делене до смъртта или края на последващото деленеНаречен жизнен цикъл. Клетката възниква в процеса на делене на майчината клетка и изчезва по време на собственото си делене или смърт. Продължителността на жизнения цикъл на 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 последващата 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 клетките на чревния епител на гризачите интерфазата продължава средно 15 часа, а деленето се извършва за 0,5–1 час. По време на интерфазата в клетката активно протичат процеси на биосинтеза, клетката расте, образува органели и се подготвя за следващо делене. Но най-важният процес, който се случва по време на интерфазата в 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. Репликацията на ДНК става с най-висока точност, което се осигурява от принципа на допълване. Новите ДНК молекули са абсолютно идентични копия на оригинала и след приключване на процеса на дублиране те остават свързани в областта на центромера. Наричат ​​се ДНК молекули, които изграждат хромозома след редупликация хроматиди.

В точността на процеса на редупликация има дълбок биологичен смисъл: нарушението на копирането би довело до изкривяване на наследствената информация и в резултат на това 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 да спирализират - 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 някаква малка стая, целият обем на която е изпълнен с 46 нишки, обща дължинакоито са стотици хиляди пъти по-големи от размера на тази стая. Това е ядрото на човешката клетка. В процеса на редупликация всяка хромозома се удвоява и вече имаме 92 заплетени нишки в същия обем. Почти невъзможно е да ги разделите по равно, без да се объркате и без да ги разкъсате. 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.

В края на профазата ядрената мембрана се разпада и влакната на вретеното се разтягат между полюсите на клетката - апарат, който осигурява равномерно разпределение на хромозомите.

IN метафазаспирализацията на хромозомите 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. Влакната на вретеното са прикрепени към центромера.

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

На сцената телофазадъщерните хромозоми, събрани на полюсите на клетката, се развиват и разтягат. Те отново се превръщат в хроматин и стават слабо различими в светлинен микроскоп. Нови ядрени мембрани се образуват около хромозомите на двата полюса на клетката. Образуват се две ядра, съдържащи еднакви диплоидни набори от хромозоми.

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

Митозата завършва с разделянето на цитоплазмата. Едновременно с разминаването на хромозомите органелите на клетката 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.

Значение на митозата.В резултат на митозата възникват две дъщерни клетки, съдържащи същия брой хромозоми, както е имало в ядрото на майчината клетка, т.е. образуват се клетки, идентични на родителската клетка. 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 централният момент на възпроизводството.

В процеса на делене от една клетка възникват две клетки. Клетката, въз основа на асимилацията на органични и неорганични вещества, създава свой вид с характерна структура и функции.

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

По време на митозата се случва следното:

1. удвояване на веществото на хромозомите;
2. промени във физическото състояние и химическата организация на хромозомите;
3. разминаване на дъщерни, или по-скоро сестрински, хромозоми към полюсите на клетката;
4. последващото разделяне на цитоплазмата и пълното 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“.

При деленето клетъчното ядро ​​преминава през пет последователни етапа: интерфаза, профаза, метафаза, анафаза и телофаза; някои цитолози разграничават 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 покой на ядрото, върху самото тяло, метаболитните процеси в ядрото през този период се извършват с най-голяма активност.

Профазата е първият етап от подготовката на ядрото за делене. В профазата мрежовата 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 митоза - удвояване или редупликация на хромозоми, при което всяка от майчините хромозоми изгражда своя 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 получава удвояване на центриола, след което в профаза дъщерните центриоли започват да се сближават към полюсите и образуването на астросферата и вретеното, наречено нов апарат. В същото време нуклеолите се разтварят. Съществен знак за края на профазата е разтварянето на ядрената мембрана, в резултат на което хромозомите са в общата маса на цитоплазмата и кариоплазмата, които сега образуват миксоплазмата. 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 краен етап от 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 добре разкрити, особено когато се разглежда 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, се отклоняват към полюсите. В този случай, на първо място, центромерните области се отблъскват взаимно, а 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.

В телофаза дъщерните хромозоми се деспирализират и губят своята видима индивидуалност. Образува се обвивката на ядрото и самото ядро. Ядрото се реконструира в обратен ред в сравнение с промените, които е претърпяло в профазата. В крайна сметка нуклеолите (или ядрото) също се възстановяват и то в количеството, в което 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 състояние на интерфаза.

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

Факторите на вътрешната и външната среда, влияещи върху растежа на организма и неговото функционално състояние, оказват влияние 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 фазите на митозата може да се променя в съответствие с функционалното състояние на органната тъкан. Например, установено е, че митотичната активност на различни тъкани по време на почивка и сън при животните е значително по-висока, отколкото по време на бодърстване. 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.

Все още не са изяснени причините, които определят готовността на клетката за делене. Има причини да се предполагат няколко такива причини:

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

Механизмът на разминаване на хромозомите към полюсите в анафазата на митозата също остава неясен. Активна роля в този процес очевидно играят вретеновидни нишки, които са 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 митоза.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 ядрените гени, така и на цитоплазмата. Въпреки това, в допълнение към симетричната, има и други видове митоза, а именно: асиметрична митоза, митоза със забавена цитокинеза, делене на многоядрени клетки (синцитиално делене), 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 са сестринските (дъщерните) клетки с различен размер на невробласта на скакалеца, животинските яйца по време на узряването и по време на спиралната фрагментация; по време на деленето на ядрата в поленовите зърна една от дъщерните клетки може да се дели допълнително, другата не може и т.н.

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

Амитозанаречено директно делене на ядрото 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 открива 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).

Ендомитозанаречен такъв процес, когато се получи удвояване на ядреното делене. В този случай хромозомите, както обикновено, се възпроизвеждат в интерфазата, но тяхното последващо разминаване се случва вътре в ядрото със запазване на ядрената обвивка и без образуването на ахроматиново вретено. В някои случаи, въпреки че обвивката на ядрото се разтваря, не се случва разминаване на хромозомите към полюсите, в резултат на което броят на хромозомите в клетката се умножава дори с няколко десетки пъти. Ендомитозата се среща в клетки от различни тъкани на растения и животни. Така 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 умножаване на броя на хромозомите е свързано с функционалните характеристики на диференцираната тъкан.

При политенията 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 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 всички фази на митотичния цикъл изпадат, 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 Diptera, в клетките на някои растения и протозои.

Понякога има дублиране на една или повече хромозоми без никаква трансформация на ядрото - това явление се нарича ендорепродукция.

Така че всички фази на клетъчната митоза, които съставляват, 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.