Συγκριτικός πίνακας βιολογίας μείωσης και μίτωσης. Θέμα μαθήματος: "Σύγκριση μίτωσης και μείωσης" (Βαθμός 10)

Όλες οι κυτταρικές δομές των ζωντανών οργανισμών συνήθως περνούν από διάφορα κύρια στάδια ανάπτυξης. Κατά τη διάρκεια της ύπαρξής του, κάθε κύτταρο περνά κανονικά από το στάδιο της αναπαραγωγής ή της διαίρεσης. Μπορεί να είναι άμεσο, έμμεσο ή μειωτικό. Η διαίρεση είναι ένα φυσιολογικό στάδιο στη ζωή των δομικών μονάδων διαφόρων οργανισμών, το οποίο εξασφαλίζει την κανονική ύπαρξη, ανάπτυξη και αναπαραγωγή όλων των ζωντανών όντων στον πλανήτη. Χάρη στην κυτταρική αναπαραγωγή στο ανθρώπινο σώμα είναι δυνατή η ανανέωση των ιστών, η αποκατάσταση της ακεραιότητας του κατεστραμμένου επιθηλίου ή του χορίου, η κληρονομικότητα γενετικών δεδομένων, η σύλληψη, η εμβρυογένεση και πολλές άλλες σημαντικές διεργασίες.

Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι αναπαραγωγής δομικών μονάδων στο σώμα των πολυκύτταρων πλασμάτων: η μίτωση και η μείωση. Κάθε μία από αυτές τις μεθόδους αναπαραγωγής έχει χαρακτηριστικά χαρακτηριστικά.

Προσοχή!Η κυτταρική διαίρεση διακρίνεται επίσης από την απλή διαίρεση σε δύο - αμίτωση. Στο ανθρώπινο σώμα, αυτή η διαδικασία εμφανίζεται σε αφύσικα αλλοιωμένες δομές, όπως οι όγκοι.

Η μίτωση είναι η βλαστική διαίρεση των κυττάρων με πυρήνα, η πιο κοινή διαδικασία αναπαραγωγής. Αυτή η μέθοδος ονομάζεται επίσης έμμεση αναπαραγωγή ή κλωνοποίηση, καθώς το ζευγάρι των παιδικών δομών που σχηματίζεται κατά τη διάρκεια της αποδεικνύεται ότι είναι εντελώς πανομοιότυπο με τον γονέα. Με τη βοήθεια της κλωνοποίησης πολλαπλασιάζονται οι σωματικές δομικές μονάδες του ανθρώπινου σώματος.

Προσοχή!Η βλαστική διαίρεση στοχεύει στο σχηματισμό ακριβώς των ίδιων κυττάρων από γενιά σε γενιά. Όλα τα κύτταρα του ανθρώπινου σώματος, εκτός από τα αναπαραγωγικά, αναπαράγονται με παρόμοιο τρόπο.

Η κλωνοποίηση είναι η βάση της οντογένεσης, δηλαδή η ανάπτυξη ενός οργανισμού από τη σύλληψη έως τη στιγμή του θανάτου. Η μιτωτική διαίρεση είναι απαραίτητη για την κανονική λειτουργία διαφόρων οργάνων και συστημάτων και για το σχηματισμό και τη διατήρηση ορισμένων χαρακτηριστικών ενός ατόμου από τη γέννηση έως το θάνατο σε μορφολογικό και βιοχημικό επίπεδο. Η διάρκεια αυτής της μεθόδου κυτταρικής αναπαραγωγής είναι κατά μέσο όρο περίπου 1-2 ώρες.

Η πορεία της μίτωσης χωρίζεται σε τέσσερις κύριες φάσεις:

Ως αποτέλεσμα της κλωνοποίησης, σχηματίζονται δύο θυγατρικά κύτταρα από το μητρικό κύτταρο, τα οποία έχουν ένα απολύτως παρόμοιο σύνολο χρωμοσωμάτων και διατηρούν όλα τα ποιοτικά και ποσοτικά χαρακτηριστικά του αρχικού κυττάρου. Στο ανθρώπινο σώμα λόγω της μίτωσης υπάρχει συνεχής ανανέωση των ιστών.

Προσοχή!Η φυσιολογική πορεία των μιτωτικών διεργασιών παρέχεται από τη νευροχυμική ρύθμιση, δηλαδή την κοινή δράση του νευρικού και του ενδοκρινικού συστήματος.

Χαρακτηριστικά της πορείας της διαίρεσης μείωσης

Η μειοτική διαίρεση είναι μια διαδικασία που έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό αναπαραγωγικών δομικών μονάδων - γαμετών. Με αυτή τη μέθοδο αναπαραγωγής, σχηματίζονται τέσσερα θυγατρικά κύτταρα, καθένα από τα οποία έχει 23 χρωμοσώματα. Δεδομένου ότι οι γαμέτες που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα αυτής της μεθόδου έχουν ένα ατελές σύνολο χρωμοσωμάτων, ονομάζεται μείωση. Στους ανθρώπους, κατά τη γαμετογένεση, είναι δυνατός ο σχηματισμός δύο τύπων δομικών μονάδων:

• σπερματοζωάρια από σπερματοζωάρια.
• ωάρια στα ωοθυλάκια.

Χαρακτηριστικά

Δεδομένου ότι κάθε προκύπτον γαμίτης έχει ένα μόνο σύνολο χρωμοσωμάτων, όταν συντήκεται με ένα άλλο αναπαραγωγικό κύτταρο, λαμβάνει χώρα η ανταλλαγή γενετικού υλικού και ο σχηματισμός ενός εμβρύου που λαμβάνει ένα πλήρες σύνολο χρωμοσωμάτων. Λόγω της μείωσης εξασφαλίζεται η συνδυαστική μεταβλητότητα - αυτή είναι μια διαδικασία ως αποτέλεσμα της οποίας σχηματίζεται ένας τεράστιος κατάλογος διαφορετικών γονότυπων και το έμβρυο κληρονομεί διάφορα χαρακτηριστικά της μητέρας και του πατέρα.

Στη διαδικασία σχηματισμού απλοειδών δομών, θα πρέπει επίσης να διακριθούν οι τέσσερις φάσεις που αναφέρονται παραπάνω, οι οποίες είναι χαρακτηριστικές της μίτωσης. Η κύρια διαφορά της διαίρεσης μείωσης είναι ότι αυτά τα βήματα επαναλαμβάνονται δύο φορές.

Προσοχή!Η πρώτη τελόφαση τελειώνει με το σχηματισμό δύο κυττάρων με ένα πλήρες γενετικό σύνολο 46 χρωμοσωμάτων. Στη συνέχεια αρχίζει η δεύτερη διαίρεση, λόγω της οποίας σχηματίζονται τέσσερα αναπαραγωγικά κύτταρα, καθένα από τα οποία έχει 23 χρωμοσώματα.

Στη μειοτική διαίρεση, το πρώτο στάδιο διαρκεί περισσότερο. Σε αυτό το στάδιο, λαμβάνει χώρα η σύντηξη των χρωμοσωμάτων και η διαδικασία ανταλλαγής γενετικών δεδομένων. Η μετάφαση προχωρά με τον ίδιο τρόπο όπως κατά τη μίτωση, αλλά με ένα μόνο σύνολο κληρονομικών δεδομένων. Κατά τη διάρκεια της ανάφασης, η διαίρεση του κεντρομερούς δεν συμβαίνει και τα απλοειδή χρωμοσώματα αποκλίνουν προς τους πόλους.

Η περίοδος μεταξύ δύο διαιρέσεων, δηλαδή της μεσόφασης, είναι πολύ μικρή· το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ δεν παράγεται κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Επομένως, τα κύτταρα που λαμβάνονται μετά τη δεύτερη τελόφαση περιέχουν ένα απλοειδές, δηλαδή ένα ενιαίο σύνολο χρωμοσωμάτων. Το διπλοειδές σύνολο αποκαθίσταται όταν δύο αναπαραγωγικά κύτταρα συγχωνεύονται κατά τη συνγαμία. Αυτή είναι η διαδικασία ένωσης των αρσενικών και θηλυκών γαμετών που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της μείωσης. Ως αποτέλεσμα της διαίρεσης αναγωγής, σχηματίζεται ένας ζυγώτης με 46 χρωμοσώματα και ένα πλήρες σύνολο κληρονομικών πληροφοριών που λαμβάνονται και από τους δύο γονείς.

Κατά τη σύντηξη των γαμετών, είναι δυνατός ο σχηματισμός διαφόρων παραλλαγών οποιωνδήποτε σημείων. Είναι μέσω της μείωσης που τα παιδιά κληρονομούν, για παράδειγμα, το χρώμα των ματιών ενός από τους γονείς. Λόγω της υπολειπόμενης μεταφοράς οποιωνδήποτε γονιδίων, είναι δυνατή η μετάδοση χαρακτηριστικών μέσω μιας ή περισσότερων γενεών.

Προσοχή!Τα κυρίαρχα γνωρίσματα είναι κυρίαρχα, συνήθως εκδηλώνονται στην πρώτη γενιά των απογόνων. Υπολειπόμενο - κρυφό ή σταδιακά εξαφανιζόμενο σε άτομα των επόμενων γενεών.

Ο ρόλος της μιτωτικής διαίρεσης:

1. Διατήρηση σταθερού αριθμού χρωμοσωμάτων. Εάν τα κύτταρα που προέκυψαν είχαν ένα πλήρες σύνολο χρωμοσωμάτων, τότε στο έμβρυο μετά τη σύλληψη ο αριθμός τους θα διπλασιαζόταν.
2. Λόγω της μειωτικής διαίρεσης, τα αναπαραγωγικά κύτταρα σχηματίζονται με διαφορετικά σύνολα κληρονομικών πληροφοριών.
3. Ανασυνδυασμός κληρονομικών πληροφοριών.
4. Εξασφάλιση της μεταβλητότητας των οργανισμών.

Συγκριτικά χαρακτηριστικά

Μέθοδος αναπαραγωγής	Κλωνοποίηση	Γαμετογένεση
Τύποι κυττάρων	Σωματικός	αναπαραγωγικός
Αριθμός τμημάτων	Ενας	Δύο
Πόσες παιδικές δομικές μονάδες σχηματίζονται ως αποτέλεσμα	2	4
Το περιεχόμενο των κληρονομικών πληροφοριών στα θυγατρικά κύτταρα	Δεν αλλάζει	Αλλαγές
Σύζευξη	Όχι τυπικό
	Όχι τυπικό	Σημειώθηκε κατά την πρώτη διαίρεση

Διαφορές μεταξύ κλωνοποίησης και διαίρεσης αναγωγής

Η κλωνοποίηση και ο πολλαπλασιασμός των αναγωγικών κυττάρων είναι αρκετά παρόμοιες διαδικασίες. Η μειοτική διαίρεση περιλαμβάνει τα ίδια στάδια με τη μιτωτική διαίρεση, ωστόσο, η διάρκειά τους και οι διεργασίες που συμβαίνουν στα διάφορα στάδια της έχουν σημαντικές διαφορές.

Βίντεο - Μίτωση και μείωση

Διαφορές στην πορεία του σεξουαλικού και ασεξουαλικού διαχωρισμού

Τα κύτταρα που προκύπτουν από τη μιτωτική διαίρεση και τη γαμετογένεση φέρουν διαφορετικό λειτουργικό φορτίο. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο κατά τη διάρκεια της μείωσης σημειώνονται ορισμένα χαρακτηριστικά της πορείας:

1. Στο πρώτο στάδιο της διαίρεσης αναγωγής σημειώνεται η σύζευξη και η διασταύρωση. Αυτές οι διαδικασίες είναι απαραίτητες για την αμοιβαία ανταλλαγή γενετικών πληροφοριών.
2. Κατά τη διάρκεια της ανάφασης, παρατηρείται διαχωρισμός παρόμοιων χρωμοσωμάτων.
3. Στην περίοδο μεταξύ δύο κύκλων διαιρέσεων, δεν υπάρχει αναδιπλασιασμός των μορίων του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος.

Προσοχή!Η σύζευξη είναι μια κατάσταση σταδιακής σύγκλισης ομόλογων, δηλαδή παρόμοιων χρωμοσωμάτων μεταξύ τους και ο σχηματισμός ζευγών μετά από αυτό. Διασταύρωση - η μετάβαση ορισμένων τμημάτων από το ένα χρωμόσωμα στο άλλο.

Το δεύτερο στάδιο της γαμετογένεσης προχωρά με τον ίδιο ακριβώς τρόπο όπως η μίτωση.

Χαρακτηριστικές διαφορές ανάλογα με τα αποτελέσματα της διαδικασίας διαίρεσης:

1. Το αποτέλεσμα της κλωνοποίησης είναι ο σχηματισμός δύο δομικών μονάδων και το αποτέλεσμα της διαίρεσης αναγωγής είναι τέσσερις.
2. Με τη βοήθεια της κλωνοποίησης χωρίζονται οι σωματικές δομικές μονάδες που αποτελούν τους διάφορους ιστούς του σώματος. Ως αποτέλεσμα της μείωσης, σχηματίζονται μόνο αναπαραγωγικά κύτταρα: ωάρια και σπέρμα.
3. Η κλωνοποίηση οδηγεί στο σχηματισμό απολύτως πανομοιότυπων δομικών μονάδων και κατά τη διάρκεια της μειοτικής διαίρεσης, εμφανίζεται μια ανακατανομή γενετικών δεδομένων.
4. Ως αποτέλεσμα της διαίρεσης μείωσης, η ποσότητα των κληρονομικών πληροφοριών στα αναπαραγωγικά κύτταρα μειώνεται κατά 50%. Αυτό παρέχει τη δυνατότητα μετέπειτα σύντηξης των γενετικών δεδομένων των κυττάρων της μητέρας και του πατέρα κατά τη γονιμοποίηση.

Η κλωνοποίηση και ο διαχωρισμός αναγωγής είναι οι πιο σημαντικές διαδικασίες που διασφαλίζουν την κανονική λειτουργία του οργανισμού. Τα θυγατρικά κύτταρα που σχηματίστηκαν ως αποτέλεσμα της κλωνοποίησης είναι πανομοιότυπα σε όλα, συμπεριλαμβανομένου του επιπέδου του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος, με τα αρχικά. Αυτό σας επιτρέπει να μεταφέρετε το σύνολο χρωμοσωμάτων αμετάβλητο από τη μια γενιά κυττάρων στην άλλη. Η μίτωση αποτελεί τη βάση της φυσιολογικής ανάπτυξης των ιστών. Η βιολογική σημασία της διαίρεσης αναγωγής είναι η διατήρηση ενός συγκεκριμένου αριθμού χρωμοσωμάτων σε οργανισμούς των οποίων η αναπαραγωγή λαμβάνει χώρα σεξουαλικά. Ταυτόχρονα, η μειοτική διαίρεση καθιστά δυνατή την εκδήλωση της πιο σημαντικής ποιότητας των διαφόρων πολυκύτταρων οργανισμών - τη συνδυαστική μεταβλητότητα. Χάρη σε αυτήν, είναι δυνατό να μεταφερθούν διάφορα σημάδια τόσο του πατέρα όσο και της μητέρας στους απογόνους.

Τόσο σχολαστικά ζωγραφισμένο σε οποιοδήποτε σχολικό βιβλίο. Υπάρχει κάτι άλλο που πρέπει να προστεθεί εδώ;

Αλλά μην βιαστείτε να βγάλετε συμπεράσματα, αλλά παρακαλώ βασιστείτε στην εμπειρία μου ως δάσκαλος βιολογίας. Αυτό για το οποίο θα μιλήσουμε σήμερα μπορεί να είναι χρήσιμο σε πολλούς. Και θα μιλήσουμε για εκείνες τις παρεξηγήσεις που προκύπτουν στις εξετάσεις όταν απαντάμε σε αυτές τις ερωτήσεις.

Και γενικά, για τα πιθανά λάθη της νεολαίας, όταν μερικές φορές παραλείπουμε τις πιο σημαντικές πληροφορίες ζωής "από τα αυτιά" ...

Και πάλι, ίσως θα ξεκινήσω με μια μερίδα κριτικής στα σχολικά βιβλία. Το θέμα της διαίρεσης είναι τόσο σημαντικό που του δίνεται πολύς χώρος. Φαίνεται, τι άλλο θα μπορούσε να είναι καλύτερο : για να εξηγηθούν οι διαδικασίες, παρέχονται ένα σωρό έγχρωμες εικόνες και κάθε είδους διαγράμματα.

Η μίτωση είναι τα τέσσερα στάδια της διαίρεσης. Meiosis - έως και οκτώ στάδια διαίρεσης, που υποδεικνύουν όχι μόνο τα ονόματα των ίδιων των διεργασιών, αλλά και με μια λεπτομερή περιγραφή του τι συμβαίνει σε ποιο κύτταρο "byaka" σε κάθε στάδιο.

Συμφωνώ ότι για να περάσεις τις εξετάσεις πρέπει να μάθεις ή μάλλον να απομνημονεύσεις όλες αυτές τις «σχολασίες». Δηλαδή, όλα αυτά θυμούνται για μια σύντομη ανάμνηση. Αλλά εξαιτίας ενός σωρού ιδιωτικών μικροσκοπών, το πιο σημαντικό πράγμα ξεφεύγει και τότε η ίδια η ουσία και η σημασία των φαινομένων δεν θυμούνται.

Και τι πραγματικά πρέπει να μείνει στο μυαλό σας για πολύ καιρό, ώστε στο τέλος να μην κάνετε τα πιο απλά λάθη ούτε στις εξετάσεις ούτε, κυρίως, στη ζωή σας.

1. Τουλάχιστον να μην μπερδεύονται τα ονόματα των διαδικασιών μεταξύ τους

Και αποδεικνύεται όπως με τις έννοιες - τα ονόματα των ίδιων των διαδικασιών θυμούνται, αλλά στο 50% των περιπτώσεων είναι ακριβώς το αντίθετο.

Μετά το «ξεχώρισμα» στους πόλους του μητρικού κυττάρου στην ανάφαση της μίτωσης έναςχρωματιδικά χρωμοσώματα, στα πρόσφατα σχηματισμένα δύο θυγατρικά κύτταρα, το περιεχόμενο DNA γίνεται πανομοιότυπο με το αρχικό μητρικό κύτταρο - 2n2s.

Δεδομένου ότι, ως αποτέλεσμα της μίτωσης, δύο ολόκληρα κύτταρα σχηματίζονται από ένα αρχικό κύτταρο (λένε "μητρικό κύτταρο"), με γενετικές πληροφορίες εντελώς πανομοιότυπες με το αρχικό κύτταρο, η μίτωση μπορεί να ονομαστεί ο όρος "αναπαραγωγή" - αυτό είναι ασεξουαλική αναπαραγωγή.

Ποια είναι η ουσία της μείωσης;

Η ίδια η λέξη "meiosis" μπορεί να προφερθεί απαλά, με φωνή τραγουδιού (m-e-e-e-y-oz) - αυτός είναι ένας τύπος διαίρεσης κυττάρων, που οδηγεί στο σχηματισμό τεσσάρων από ένα κύτταρο, αλλά με μισό, απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων ( 1n1s).

Και τώρα, θυμήσου την ταραχώδη σκέψη μου. Η μείωση, σε αντίθεση με τη μίτωση, δεν είναι αναπαραγωγή. Αυτή είναι μια μέθοδος σχηματισμού απλοειδών κυττάρων (σπόρια στα φυτά και γεννητικά κύτταρα γαμετών στα ζώα). Οι γαμέτες μόνο μετά τη διαδικασία της γονιμοποίησης, που σε αυτή την περίπτωση είναι η σεξουαλική αναπαραγωγή, θα χρησιμεύσουν για το σχηματισμό ενός νέου οργανισμού.

Για άλλη μια φορά, εφιστώ την προσοχή σας στο γεγονός ότι στους ζωικούς οργανισμούς, τα κύτταρα των εξειδικευμένων ιστών των γονάδων διαιρούνται με μείωση, από την οποία σχηματίζονται γαμέτες ή σεξουαλικά κύτταρα. Στα φυτά, τα σπόρια σχηματίζονται με τη μείωση και στη συνέχεια οι γαμέτες σχηματίζονται με τη μίτωση.

Η μείωση, όπως και η μίτωση, προηγείται από διπλασιασμό του γενετικού υλικού του κυττάρου, αλλά η μείωση προχωρά σε δύο στάδια, τη μείωση Ι και τη μείωση II. .

Η μείωση του ίδιου του αριθμού των χρωμοσωμάτων, δηλαδή η κατά το ήμισυ του αριθμού τους, συμβαίνει ήδη μετά το πρώτο στάδιο της μείωσης, αφού η σύζευξη ομόλογων χρωμοσωμάτων συνέβη κατά την πρόφαση της μείωσης Ι, αλλά τα χρωμοσώματα στα δύο σχηματισμένα απλοειδή κύτταρα εξακολουθούν να παραμένουν δύο χρωματίδες ( 1n2c).

Υπάρχει πολύ λίγος χρόνος μεταξύ της μείωσης Ι και της μείωσης II, επιπλέον διπλασιασμού του DNA δεν σε εξέλιξηκαι πάλι κάθε κύτταρο σχηματίζει δύο απλοειδή κύτταρα ( 1n), αλλά είναι ήδη "φυσιολογικά" - μονοχρωματικά ( 1s).

2. Τι άλλο είναι πολύ σημαντικό να θυμάται οποιοσδήποτε, ειδικά οι νέοι – υποψήφιοι γονείς

Είναι κατά τη διάρκεια της μείωσης που κατά την ωρίμανση των γεννητικών κυττάρων, ως αποτέλεσμα της σύζευξης ομόλογων χρωμοσωμάτων, μπορεί να συμβεί κάθε είδους «ανακάτεμα» γενετικού υλικού μεταξύ ομόλογων χρωμοσωμάτων στην πρόφαση Ι της μείωσης - διασταύρωση.

Και αυτή τη στιγμή του σχηματισμού τόσο των ωαρίων όσο και των σπερματοζωαρίων, είναι ιδιαίτερα σημαντικό να μην υπάρξει καμία επίπτωση στο ανθρώπινο σώμα από τυχόν δυσμενείς παράγοντες (νευρικά σοκ, μεγάλες δόσεις ναρκωτικών, αλκοόλ, νικοτίνη και άλλα φάρμακα) που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε σφάλματα διασταύρωσης κατά τη διάρκεια της μείωσης (και, επομένως, στην εμφάνιση γενετικά ελαττωματικόςαπόγονος).

3. Τι άλλο να προσέξετε

Ακόμα κι αν θυμόμαστε καλά ότι όλα τα σωματικά κύτταρα του σώματος αναπαράγονται με μίτωση, και η μείωση είναι μια μέθοδος για το σχηματισμό γεννητικών κυττάρων, γίνεται το εξής λάθος.

Ναι, η μείωση είναι ένας τρόπος σχηματισμού γεννητικών κυττάρων, αλλά ... Αλλά μόνοοργανισμών !!! Και πάλι θέλω να τονίσω ότι σε όλα τα ανώτερα (βρύα, φτέρες, γυμνόσπερμα και αγγειόσπερμα) υφίστανται μειωτική διαίρεση αμφισβήτηση!Αργότερα από απλοειδή σπόρια από μιτώσειςτα φυτά είναι γαμέτες.

Οι συγγραφείς σχολικών εγχειριδίων θα πρέπει να δώσουν προσοχή σε αυτό, καθώς στους συγγραφείς δοκιμών αρέσει (και έχουν δίκιο) να περιλαμβάνουν ερωτήσεις σχετικά με τις θεμελιώδεις διαδικασίες της λειτουργίας των ζωντανών συστημάτων. Και οι μέθοδοι αναπαραγωγής κυττάρων ζωντανών οργανισμών και οι μέθοδοι σεξουαλικής αναπαραγωγής οργανισμών διαφορετικών ταξινομικών κατηγοριών είναι ακριβώς τέτοιες διαδικασίες.

_______________________________________________________________________________

Τώρα γράφω και σκέφτομαι, τι κρίμα που αυτό το blog είναι ακόμα αόρατο στο Διαδίκτυο (ελπίζω ότι "προς το παρόν"). Άλλωστε οι πληροφορίες σε αυτή την ανάρτηση είναι χρήσιμες σε όλους και ιδιαίτερα στη νέα γενιά, ώστε λόγω άγνοιας να μην πληρώνουν με την υγεία των παιδιών τους για το υπόλοιπο της ζωής τους.

Είδος μαθήματος: μάθημα-γενίκευση.

Μορφή μαθήματος: πρακτικό μάθημα.

• να συνεχίσει τη διαμόρφωση της κοσμοθεωρίας των μαθητών σχετικά με τη συνέχεια της ζωής.
• να γνωρίσουν τη χημική και βιολογική διαφορά μεταξύ των διεργασιών που συμβαίνουν στο κύτταρο κατά τη διάρκεια της μίτωσης και της μείωσης·
• να διαμορφώσει την ικανότητα να χτίζει με συνέπεια τις διαδικασίες της μίτωσης και της μείωσης.
• να διαμορφώσει τις δεξιότητες της συγκριτικής ανάλυσης των διαδικασιών κυτταρικής διαίρεσης.

1. εκπαιδευτικό:

α) ενημέρωση των γνώσεων των μαθητών σχετικά με τους διαφορετικούς τύπους κυτταρικής διαίρεσης (μίτωση, αμίτωση, μείωση).

β) να σχηματίσουν μια ιδέα για τις κύριες ομοιότητες και διαφορές μεταξύ των διεργασιών της μίτωσης και της μείωσης, τη βιολογική τους ουσία.

2. εκπαιδευτικό: ανάπτυξη γνωστικού ενδιαφέροντος για πληροφορίες από διαφορετικούς τομείς της επιστήμης.

3. ανάπτυξη:

α) να αναπτύξουν δεξιότητες στην εργασία με διαφορετικούς τύπους πληροφοριών και τρόπους παρουσίασής τους·

β) να συνεχίσει να εργάζεται για την ανάπτυξη δεξιοτήτων ανάλυσης και σύγκρισης των διαδικασιών κυτταρικής διαίρεσης.

Εκπαιδευτικός εξοπλισμός: υπολογιστής με προβολέα πολυμέσων, μοντέλο-εφαρμογή «Cell division. Μίτωση και μείωση» (κιτ επίδειξης και διανομής). πίνακας «Μίτωση. Μείωση».

Η δομή του μαθήματος (το μάθημα έχει σχεδιαστεί για μία ακαδημαϊκή ώρα, πραγματοποιείται στην αίθουσα βιολογίας με προβολέα πολυμέσων, σχεδιασμένο για τη βαθμίδα 10 του χημικού και βιολογικού προφίλ). Σύντομο σχέδιο μαθήματος:

1. οργανωτική στιγμή (2 λεπτά).

2. Πραγματοποίηση γνώσεων, βασικών όρων και εννοιών που σχετίζονται με τις διαδικασίες της κυτταρικής διαίρεσης (8 λεπτά).

3. γενίκευση της γνώσης για τις διαδικασίες της μίτωσης και της μείωσης (13 λεπτά).

4. Πρακτική εργασία «Ομοιότητες και διαφορές μεταξύ μίτωσης και μείωσης (15 λεπτά).

Εμπέδωση γνώσεων για το θέμα που μελετήθηκε (5 λεπτά).

Εργασία για το σπίτι (2 λεπτά).

Αναλυτικά το περίγραμμα του μαθήματος:

1. οργανωτική στιγμή. Επεξήγηση του σκοπού του μαθήματος, της θέσης του στο υπό μελέτη θέμα, χαρακτηριστικά συμπεριφοράς.

2. επικαιροποίηση γνώσεων, βασικοί όροι και έννοιες που σχετίζονται με τις διαδικασίες της κυτταρικής διαίρεσης: - κυτταρική διαίρεση;

3. γενίκευση της γνώσης για τις διαδικασίες κυτταρικής διαίρεσης:

3.1. Μίτωσις:

Επίδειξη του διαδραστικού μοντέλου "Mitosis";

Πρακτική εργασία με το μοντέλο-εφαρμογή "Mitosis" (φυλλάδιο για κάθε μαθητή, εξάσκηση των δεξιοτήτων των μαθητών για να δείξει την ακολουθία των διαδικασιών μίτωσης).

Εργαστείτε με το μοντέλο-εφαρμογή "Mitosis" (κιτ επίδειξης, επαλήθευση των αποτελεσμάτων πρακτικής εργασίας)

Συζήτηση για τις φάσεις της μίτωσης:

φάση μίτωσης,σύνολο χρωμοσωμάτων(n-χρωμοσώματα, c - DNA)	Εικόνα	Χαρακτηριστικά φάσης, διάταξη χρωμοσωμάτων
Πρόφαση		Αποσυναρμολόγηση πυρηνικών μεμβρανών, απόκλιση κεντρολίων σε διαφορετικούς πόλους του κυττάρου, σχηματισμός νημάτων ατράκτου σχάσης, «εξαφάνιση» πυρηνίδων, συμπύκνωση χρωμοσωμάτων δύο χρωματιδίων.
μετάφαση		Ευθυγράμμιση των πιο συμπυκνωμένων χρωμοσωμάτων δύο χρωματιδίων στο ισημερινό επίπεδο του κυττάρου (πλάκα μετάφασης), προσάρτηση των ινών της ατράκτου με το ένα άκρο στα κεντρόλια, το άλλο - στα κεντρομερή των χρωμοσωμάτων.
Ανάφαση		Η διαίρεση των δύο χρωματιδικών χρωμοσωμάτων σε χρωματίδες και η απόκλιση αυτών των αδελφών χρωματιδών σε αντίθετους πόλους του κυττάρου (σε αυτή την περίπτωση, οι χρωματίδες γίνονται ανεξάρτητα μονοχρωματικά χρωμοσώματα).
Τελόφαση		Αποσυμπύκνωση χρωμοσωμάτων, σχηματισμός πυρηνικών μεμβρανών γύρω από κάθε ομάδα χρωμοσωμάτων, διάσπαση των νημάτων της ατράκτου σχάσης, εμφάνιση του πυρήνα, διαίρεση του κυτταροπλάσματος (κυτταροτομή). Η κυτταροτομή σε ζωικά κύτταρα συμβαίνει λόγω του αυλακιού σχάσης, στα φυτικά κύτταρα - λόγω της κυτταρικής πλάκας.

3.2. Μείωση.

Επίδειξη του διαδραστικού μοντέλου «Meiosis»

Πρακτική εργασία με το μοντέλο-εφαρμογή "Meiosis" (φυλλάδιο για κάθε μαθητή, ανάπτυξη των δεξιοτήτων των μαθητών για να δείξει την ακολουθία των διαδικασιών μείωσης).

Εργαστείτε με το μοντέλο-εφαρμογή "Meiosis" (κιτ επίδειξης, επαλήθευση των αποτελεσμάτων πρακτικής εργασίας)

Μια συζήτηση για τις φάσεις της μείωσης:

φάση μείωσης,σύνολο χρωμοσωμάτων(n - χρωμοσώματα, γ - DNA)	Εικόνα	Χαρακτηριστικά φάσης, διάταξη χρωμοσωμάτων
Πρόφαση 1 2n4c		Αποσυναρμολόγηση πυρηνικών μεμβρανών, απόκλιση κεντρολίων σε διαφορετικούς πόλους του κυττάρου, σχηματισμός νημάτων ατράκτου σχάσης, «εξαφάνιση» πυρηνίδων, συμπύκνωση δύο χρωματιδικών χρωμοσωμάτων, σύζευξη ομόλογων χρωμοσωμάτων και διασταύρωση.
Μεταφάση 1 2n4c		Ευθυγράμμιση των δισθενών στο ισημερινό επίπεδο του κυττάρου, προσάρτηση των ινών της ατράκτου με το ένα άκρο στα κεντρόλια, το άλλο - στα κεντρομερή των χρωμοσωμάτων.
Αναφάση 1 2n4c		Τυχαία ανεξάρτητη απόκλιση χρωμοσωμάτων δύο χρωματιδίων σε αντίθετους πόλους του κυττάρου (από κάθε ζεύγος ομόλογων χρωμοσωμάτων, το ένα χρωμόσωμα μετακινείται στον έναν πόλο, το άλλο στον άλλο), ανασυνδυασμός χρωμοσωμάτων.
Τελόφαση 1 και στα δύο κύτταρα 1n2c		Σχηματισμός πυρηνικών μεμβρανών γύρω από ομάδες χρωμοσωμάτων δύο χρωματιδίων, διαίρεση του κυτταροπλάσματος.
Πρόφαση 2 1n2c		Αποσυναρμολόγηση πυρηνικών μεμβρανών, απόκλιση κεντρολίων σε διαφορετικούς πόλους του κυττάρου, σχηματισμός νημάτων ατράκτου σχάσης.
Μεταφάση 2 1n2c		Ευθυγράμμιση χρωμοσωμάτων δύο χρωματιδίων στο ισημερινό επίπεδο του κυττάρου (πλάκα μετάφασης), σύνδεση των ινών της ατράκτου με το ένα άκρο στα κεντρόλια, το άλλο - στα κεντρομερή των χρωμοσωμάτων.
Αναφάση 2 2n2c		Η διαίρεση των δύο χρωματιδικών χρωμοσωμάτων σε χρωματίδες και η απόκλιση αυτών των αδελφών χρωματιδών σε αντίθετους πόλους του κυττάρου (στην περίπτωση αυτή, οι χρωματίδες γίνονται ανεξάρτητα μονοχρωματικά χρωμοσώματα), ανασυνδυασμός χρωμοσωμάτων.
Τελόφαση 2 και στα δύο κύτταρα 1n1c Σύνολο 4 έως 1n1c		Αποσυμπύκνωση χρωμοσωμάτων, σχηματισμός πυρηνικών μεμβρανών γύρω από κάθε ομάδα χρωμοσωμάτων, αποσύνθεση των νημάτων της ατράκτου σχάσης, εμφάνιση του πυρήνα, διαίρεση του κυτταροπλάσματος (κυτταροτομή) με το σχηματισμό δύο και ως αποτέλεσμα και των δύο μειοτικών διαιρέσεων, τέσσερις απλοειδείς κύτταρα.

Συζήτηση για την αλλαγή του τύπου του πυρήνα του κυττάρου

Συζήτηση για τα αποτελέσματα της μείωσης:

ένα απλοειδές μητρικό κύτταρο παράγει τέσσερα απλοειδή θυγατρικά κύτταρα

Μια ομιλία για την έννοια της μείωσης: ένα)διατηρεί σταθερό αριθμό χρωμοσωμάτων ενός είδους από γενιά σε γενιά (το διπλοειδές σύνολο των χρωμοσωμάτων αποκαθίσταται κάθε φορά κατά τη γονιμοποίηση ως αποτέλεσμα της σύντηξης δύο απλοειδών γαμετών.

β) μείωση - ένας από τους μηχανισμούς για την εμφάνιση κληρονομικής μεταβλητότητας (συνδυαστική μεταβλητότητα).

4. Πρακτική εργασία «Σύγκριση μίτωσης και μείωσης» με χρήση της παρουσίασης «Μίτωση και μείωση. Συγκριτική ανάλυση» (βλ. Παράρτημα 1)

Οι μαθητές έχουν σπιτικά κενά τραπεζιού:

Εξέταση των ομοιοτήτων μεταξύ της μίτωσης και της μείωσης:

Επεξεργασία των γενικών διαφορών μεταξύ της μίτωσης και της μείωσης (με μικρές διευκρινίσεις στις φάσεις διαίρεσης):

Σύγκριση	Μίτωσις	Μείωση
Ομοιότητες	1. Να έχετε τις ίδιες φάσεις διαίρεσης.
	2. Πριν από τη μίτωση και τη μείωση, συμβαίνει αυτοδιπλασιασμός των μορίων DNA στα χρωμοσώματα (αναδιπλασιασμός) και σπειροειδοποίηση των χρωμοσωμάτων.
Διαφορές	1. Ένα τμήμα.	1. Δύο συνεχόμενες διαιρέσεις.
	2. Στη μεταφάση, όλα τα διπλασιασμένα χρωμοσώματα ευθυγραμμίζονται χωριστά κατά μήκος του ισημερινού.
	3. Χωρίς σύζευξη	3. Υπάρχει σύζευξη
	4. Ο διπλασιασμός των μορίων του DNA συμβαίνει στη μεσοφάση που χωρίζει δύο διαιρέσεις.	4. Δεν υπάρχει ενδιάμεση φάση μεταξύ της πρώτης και της δεύτερης διαίρεσης και δεν υπάρχει διπλασιασμός μορίων DNA.
	5. Σχηματίζονται δύο διπλοειδή κύτταρα (σωματικά κύτταρα).	5. Σχηματίζονται τέσσερα απλοειδή κύτταρα (σεξουαλικά κύτταρα).
	6.Εμφανίζεται σε σωματικά κύτταρα	6. εμφανίζεται σε ωρίμανση γεννητικών κυττάρων
	7. Βρίσκεται κάτω από την ασεξουαλική αναπαραγωγή	7. Βρίσκεται κάτω από τη σεξουαλική αναπαραγωγή

5. Στερέωση του υλικού.

Εκπλήρωση της αποστολής του μέρους Β της δοκιμής και μέτρησης υλικών USE.

Αντιστοιχίστε τα διακριτικά χαρακτηριστικά και τους τύπους κυτταρικής διαίρεσης:

Διακριτικά χαρακτηριστικά Τύποι κυτταρικής διαίρεσης

1. Γίνεται μία διαίρεση	Α) μίτωση
2. Ομόλογα διπλά χρωμοσώματα ευθυγραμμίζονται κατά μήκος του ισημερινού σε ζεύγη (δισθενή).
3. Χωρίς σύζευξη	Β) μείωση
4. Διατηρεί σταθερό αριθμό ειδών χρωμοσωμάτων από γενιά σε γενιά
5. Δύο συνεχόμενες διαιρέσεις.
6. Ο διπλασιασμός των μορίων του DNA συμβαίνει στη μεσοφάση που χωρίζει δύο διαιρέσεις
7. Σχηματίζονται τέσσερα απλοειδή κύτταρα (σεξουαλικά κύτταρα).
8. Δεν υπάρχει ενδιάμεση φάση μεταξύ της πρώτης και της δεύτερης διαίρεσης και δεν υπάρχει διπλασιασμός μορίων DNA.
9. Υπάρχει σύζευξη
10. Σχηματίζονται δύο διπλοειδή κύτταρα (σωματικά κύτταρα).
11. Στη μεταφάση, όλα τα διπλασιασμένα χρωμοσώματα ευθυγραμμίζονται κατά μήκος του ισημερινού χωριστά 12. Παρέχει ασεξουαλική αναπαραγωγή, αναγέννηση χαμένων μερών, αντικατάσταση κυττάρων σε πολυκύτταρους οργανισμούς
13. Εξασφαλίζει τη σταθερότητα του καρυότυπου των σωματικών κυττάρων σε όλη τη ζωή
14. Είναι ένας από τους μηχανισμούς εμφάνισης κληρονομικής μεταβλητότητας (combinative variability;

6. Εργασία για το σπίτι:

Πίνακας «Σύγκριση μίτωσης και μείωσης» σε τετράδιο

Δείτε το υλικό σχετικά με τη μίτωση και τη μείωση (λεπτομέρειες για τα στάδια)

29.30 (V.V. Pasechnik)· 19.22 σελ.130-134 (G.M. Dymshits)

Ετοιμάστε έναν πίνακα «Συγκριτικά χαρακτηριστικά της πορείας της μίτωσης και της μείωσης»

Συγκριτικά χαρακτηριστικά μίτωσης και μείωσης

Φάσεις του κυτταρικού κύκλου, η έκβασή του	Μίτωσις	Μείωση
		διχάζω	ΙΙ διαίρεση
Ενδιάμεση φάση: σύνθεση DNA, RNA, ATP, πρωτεϊνών, αύξηση τον αριθμό των οργανιδίων ολοκλήρωση της δεύτερης χρωματίδας κάθε χρωμοσώματος
Πρόφαση: α) σπειροειδοποίηση των χρωμοσωμάτων β) καταστροφή του πυρηνικού περιβλήματος. γ) καταστροφή των πυρήνων. δ) ο σχηματισμός της μιτωτικής συσκευής: η απόκλιση των κεντρολίων προς τους πόλους του κυττάρου, ο σχηματισμός της ατράκτου διαίρεσης
μετάφαση: α) ο σχηματισμός της ισημερινής πλάκας - τα χρωμοσώματα ευθυγραμμίζονται αυστηρά κατά μήκος του ισημερινού του κυττάρου. β) προσάρτηση των νημάτων της ατράκτου σχάσης στα κεντρομερή. γ) μέχρι το τέλος της μεταφάσης - η αρχή του διαχωρισμού των αδελφών χρωματίδων
Ανάφαση: α) ολοκλήρωση του διαχωρισμού των αδελφών χρωματίδων. β) απόκλιση των χρωμοσωμάτων προς τους πόλους του κυττάρου
Τελόφαση- σχηματισμός θυγατρικών κυττάρων: α) καταστροφή της μιτωτικής συσκευής. β) διαίρεση του κυτταροπλάσματος. γ) αποσπείρωση των χρωμοσωμάτων.

Βιβλιογραφία:

1. I.N. Pimenova, A.V. Pimenov - Lectures on General Biology - Saratov, OAO Publishing House Lyceum, 2003

2. Γενική βιολογία: εγχειρίδιο για τις τάξεις 10-11 με εις βάθος μελέτη της βιολογίας στο σχολείο / Εκδ. V.K.Shumny, G.M.Dymshits, A.O.Ruvinsky. - Μ., «Διαφωτισμός», 2004.

3. N. Green, W. Stout, D. Taylor - Βιολογία: σε 3 τόμους. Τ.3 .: ανά. από τα αγγλικά / Εκδ. Ρ. Σόπερα. - Μ., «Μιρ», 1993

4. T.L. Bogdanova, E.A. Solodova - Βιολογία: βιβλίο αναφοράς για μαθητές γυμνασίου και υποψήφιους στα πανεπιστήμια - M., “AST-PRESS SCHOOL”, 2004

5. D.I. Mamontov - Open biology: a πλήρες διαδραστικό μάθημα βιολογίας (σε CD) - "Physicon", 2005

Μείωσηείναι μια μέθοδος κυτταρικής διαίρεσης σε ευκαρυώτες, στην οποία σχηματίζονται απλοειδή κύτταρα. Η μείωση είναι διαφορετική από τη μίτωση, η οποία παράγει διπλοειδή κύτταρα.

Επιπλέον, η μείωση προχωρά σε δύο διαδοχικές διαιρέσεις, οι οποίες ονομάζονται αντίστοιχα η πρώτη (μείωση Ι) και η δεύτερη (μείωση II). Ήδη μετά την πρώτη διαίρεση, τα κύτταρα περιέχουν ένα απλό, δηλαδή απλοειδές, σύνολο χρωμοσωμάτων. Ως εκ τούτου, η πρώτη διαίρεση ονομάζεται συχνά μείωση. Αν και μερικές φορές ο όρος "διαίρεση μείωσης" χρησιμοποιείται σε σχέση με ολόκληρη τη μείωση.

Η δεύτερη διαίρεση ονομάζεται εξισωτικήκαι παρόμοια σε μηχανισμό με τη μίτωση. Στη μείωση II, οι αδελφές χρωματίδες αποκλίνουν στους πόλους του κυττάρου.

Η μείωση, όπως και η μίτωση, προηγείται στη μεσοφάση της σύνθεσης - αντιγραφής του DNA, μετά την οποία κάθε χρωμόσωμα αποτελείται ήδη από δύο χρωματίδες, οι οποίες ονομάζονται αδελφές χρωματίδες. Μεταξύ της πρώτης και της δεύτερης διαίρεσης, δεν λαμβάνει χώρα σύνθεση DNA.

Εάν ως αποτέλεσμα της μίτωσης σχηματιστούν δύο κύτταρα, τότε ως αποτέλεσμα της μείωσης - 4. Ωστόσο, εάν το σώμα παράγει ωάρια, τότε μένει μόνο ένα κύτταρο, το οποίο έχει συγκεντρωμένα θρεπτικά συστατικά από μόνο του.

Η ποσότητα του DNA πριν από την πρώτη διαίρεση συνήθως συμβολίζεται ως 2n 4c. Εδώ το n υποδηλώνει χρωμοσώματα, το c υποδηλώνει χρωματίδες. Αυτό σημαίνει ότι κάθε χρωμόσωμα έχει ένα ομόλογο ζεύγος (2n), την ίδια στιγμή, κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από δύο χρωματίδες. Δεδομένης της παρουσίας ενός ομόλογου χρωμοσώματος, λαμβάνονται τέσσερις χρωματίδες (4c).

Μετά την πρώτη και πριν από τη δεύτερη διαίρεση, η ποσότητα του DNA σε καθένα από τα δύο θυγατρικά κύτταρα μειώνεται σε 1n 2c. Δηλαδή, τα ομόλογα χρωμοσώματα αποκλίνουν σε διαφορετικά κύτταρα, αλλά συνεχίζουν να αποτελούνται από δύο χρωματίδες.

Μετά τη δεύτερη διαίρεση, σχηματίζονται τέσσερα κύτταρα με ένα σύνολο 1n 1c, δηλαδή, το καθένα περιέχει μόνο ένα χρωμόσωμα από ένα ζεύγος ομόλογων και αποτελείται μόνο από μία χρωματίδα.

Ακολουθεί μια λεπτομερής περιγραφή της πρώτης και της δεύτερης μειοτικής διαίρεσης. Ο χαρακτηρισμός των φάσεων είναι ο ίδιος όπως στη μίτωση: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση, τελόφαση. Ωστόσο, οι διαδικασίες που συμβαίνουν σε αυτές τις φάσεις, ειδικά στην προφάση Ι, είναι κάπως διαφορετικές.

Μείωση Ι

Πρόφαση Ι

Αυτή είναι συνήθως η μεγαλύτερη και πιο περίπλοκη φάση της μείωσης. Χρειάζεται πολύ περισσότερος χρόνος από ό,τι με τη μίτωση. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι αυτή τη στιγμή τα ομόλογα χρωμοσώματα πλησιάζουν το ένα το άλλο και ανταλλάσσουν τμήματα DNA (συμβαίνει σύζευξη και διασταύρωση).

Σύζευξη- η διαδικασία σύνδεσης ομόλογων χρωμοσωμάτων. Πέρασμα- ανταλλαγή πανομοιότυπων περιοχών μεταξύ ομόλογων χρωμοσωμάτων. Οι μη αδελφές χρωματίδες ομόλογων χρωμοσωμάτων μπορούν να ανταλλάσσουν ισοδύναμες περιοχές. Σε μέρη όπου συμβαίνει μια τέτοια ανταλλαγή, τα λεγόμενα χίασμα.

Τα ζευγαρωμένα ομόλογα χρωμοσώματα ονομάζονται δισθενείς, ή τετράδες. Η επικοινωνία διατηρείται μέχρι την ανάφαση Ι και παρέχεται από κεντρομερή μεταξύ αδελφών χρωματιδών και χιασμάτων μεταξύ μη αδελφών χρωματίδων.

Στην προφάση, τα χρωμοσώματα σπειροειδοποιούνται, έτσι ώστε στο τέλος της φάσης, τα χρωμοσώματα αποκτούν το χαρακτηριστικό σχήμα και μέγεθος.

Στα τελευταία στάδια της προφάσης Ι, το πυρηνικό περίβλημα διασπάται σε κυστίδια και οι πυρήνες εξαφανίζονται. Η μειοτική άτρακτος αρχίζει να σχηματίζεται. Σχηματίζονται τρεις τύποι μικροσωληνίσκων ατράκτου. Μερικά είναι προσαρτημένα σε κινετοχώρες, άλλα - σε σωληνάρια που αναπτύσσονται από τον αντίθετο πόλο (η δομή λειτουργεί ως διαχωριστικά). Άλλοι πάλι σχηματίζουν μια αστρική δομή και συνδέονται με τον σκελετό της μεμβράνης, εκτελώντας τη λειτουργία ενός στηρίγματος.

Τα κεντροσώματα με κεντρόλες αποκλίνουν προς τους πόλους. Οι μικροσωληνίσκοι εισάγονται στην περιοχή του προηγούμενου πυρήνα, προσκολλημένοι σε κινετοχώρες που βρίσκονται στην περιοχή του κεντρομερούς των χρωμοσωμάτων. Σε αυτή την περίπτωση, οι κινετοχώρες των αδελφών χρωματίδων συγχωνεύονται και δρουν ως ένα ενιαίο σύνολο, το οποίο επιτρέπει στις χρωματίδες ενός χρωμοσώματος να μην διαχωρίζονται και στη συνέχεια να μετακινούνται μαζί σε έναν από τους πόλους του κυττάρου.

Μεταφάση Ι

Τελικά σχηματίζεται η άτρακτος σχάσης. Ζεύγη ομόλογων χρωμοσωμάτων βρίσκονται στο επίπεδο του ισημερινού. Παρατάσσονται το ένα απέναντι από το άλλο κατά μήκος του ισημερινού του κυττάρου έτσι ώστε το ισημερινό επίπεδο να βρίσκεται ανάμεσα σε ζεύγη ομόλογων χρωμοσωμάτων.

Ανάφαση Ι

Τα ομόλογα χρωμοσώματα διαχωρίζονται και αποκλίνουν σε διαφορετικούς πόλους του κυττάρου. Λόγω της διασταύρωσης που συνέβη κατά τη διάρκεια της προφάσης, οι χρωματίδες τους δεν είναι πλέον πανομοιότυπες μεταξύ τους.

Τελόφαση Ι

Οι πυρήνες αποκαθίστανται. Τα χρωμοσώματα απελευθερώνονται σε λεπτή χρωματίνη. Το κελί χωρίζεται στα δύο. Στα ζώα, με διήθηση της μεμβράνης. Τα φυτά έχουν κυτταρικό τοίχωμα.

Μείωση II

Η ενδιάμεση φάση μεταξύ δύο μειοτικών διαιρέσεων ονομάζεται ενδοκινητικότητα, είναι πολύ σύντομο. Σε αντίθεση με τη μεσόφαση, ο διπλασιασμός του DNA δεν συμβαίνει. Στην πραγματικότητα, έχει ήδη διπλασιαστεί, απλώς κάθε ένα από τα δύο κύτταρα περιέχει ένα από τα ομόλογα χρωμοσώματα. Η μείωση ΙΙ εμφανίζεται ταυτόχρονα σε δύο κύτταρα που σχηματίζονται μετά τη μείωση Ι. Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει τη διαίρεση μόνο ενός κυττάρου στα δύο.

Πρόφαση II

Μικρός. Οι πυρήνες και οι πυρήνες εξαφανίζονται ξανά και οι χρωματίδες σπειροειδοποιούνται. Η άτρακτος αρχίζει να σχηματίζεται.

Μεταφάση II

Δύο κλώνοι ατράκτου συνδέονται σε κάθε χρωμόσωμα, το οποίο αποτελείται από δύο χρωματίδες. Το ένα νήμα από τον έναν πόλο, το άλλο από τον άλλο. Τα κεντρομερή αποτελούνται από δύο ξεχωριστές κινετοχορίες. Η πλάκα μετάφασης σχηματίζεται σε ένα επίπεδο κάθετο στον ισημερινό της μετάφασης Ι. Δηλαδή, εάν το γονικό κύτταρο στη μείωση I διαίρεσα κατά μήκος, τώρα δύο κύτταρα θα διαιρεθούν κατά μήκος.

Ανάφαση II

Η πρωτεΐνη που δεσμεύει τις αδελφές χρωματίδες διαχωρίζεται και αποκλίνουν σε διαφορετικούς πόλους. Οι αδελφές χρωματίδες ονομάζονται πλέον αδελφά χρωμοσώματα.

Τελόφαση II

Παρόμοια με την τελόφαση Ι. Εμφανίζεται αποσπείρωση των χρωμοσωμάτων, εξαφανίζεται η άτρακτος σχάσης, σχηματισμός πυρήνων και πυρήνων, κυτταροκίνηση.

Η έννοια της μείωσης

Σε έναν πολυκύτταρο οργανισμό, μόνο τα γεννητικά κύτταρα διαιρούνται με μείωση. Επομένως, η κύρια έννοια της μείωσης είναι ασφάλειαμηχανισμόςένασεξουαλική αναπαραγωγή,που διατηρεί τη σταθερότητα του αριθμού των χρωμοσωμάτων στο είδος.

Μια άλλη έννοια της μείωσης είναι ο ανασυνδυασμός της γενετικής πληροφορίας που εμφανίζεται στην πρόφαση Ι, δηλαδή η συνδυαστική μεταβλητότητα. Νέοι συνδυασμοί αλληλόμορφων δημιουργούνται σε δύο περιπτώσεις. 1. Όταν συμβαίνει διασταύρωση, δηλ. μη αδελφές χρωματίδες θέσεων ανταλλαγής ομόλογων χρωμοσωμάτων. 2. Με ανεξάρτητη απόκλιση χρωμοσωμάτων προς τους πόλους και στις δύο μειοτικές διαιρέσεις. Με άλλα λόγια, κάθε χρωμόσωμα μπορεί να βρίσκεται στο ίδιο κύτταρο σε οποιονδήποτε συνδυασμό με άλλα μη ομόλογα χρωμοσώματα.

Ήδη μετά τη μείωση Ι, τα κύτταρα περιέχουν διαφορετικές γενετικές πληροφορίες. Μετά τη δεύτερη διαίρεση, και τα τέσσερα κύτταρα διαφέρουν μεταξύ τους. Αυτή είναι μια σημαντική διαφορά μεταξύ της μείωσης και της μίτωσης, στην οποία σχηματίζονται γενετικά πανομοιότυπα κύτταρα.

Η διασταύρωση και ο τυχαίος διαχωρισμός των χρωμοσωμάτων και των χρωματιδών στις αναφάσες Ι και ΙΙ δημιουργούν νέους συνδυασμούς γονιδίων και είναι ένατων αιτιών της κληρονομικής μεταβλητότητας των οργανισμώνπου καθιστά δυνατή την εξέλιξη των ζωντανών οργανισμών.

1. Σε τι διαφέρει η μίτωση από τη μείωση;

Απάντηση. Η μίτωση είναι μια καθολική διαίρεση σωματικών κυττάρων, ως αποτέλεσμα της οποίας σχηματίζονται 2 θυγατρικά κύτταρα από το αρχικό (μητρικό) κύτταρο, γενετικά πανομοιότυπα με τη μητέρα.

Η μείωση είναι μια ειδική μέθοδος διαίρεσης, ως αποτέλεσμα της οποίας σχηματίζονται 4 κύτταρα με ένα σύνολο χρωμοσωμάτων μειωμένο κατά το ήμισυ σε σύγκριση με τη μητέρα (συνήθως σχηματίζονται κύτταρα με απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων) και όλα τα κύτταρα που προκύπτουν είναι γενετικά διαφορετικά από το καθένα. άλλα.

Στη μείωση, δεν συμβαίνει μία διαίρεση (όπως στη μίτωση), αλλά δύο διαδοχικές διαιρέσεις - αναγωγή και εξίσωση.

Στη μείωση (στην πρόφαση της πρώτης διαίρεσης) συμβαίνει σύζευξη ομόλογων χρωμοσωμάτων και διασταύρωση, αλλά στη μίτωση δεν συμβαίνει.

Στην ανάφαση της πρώτης διαίρεσης της μείωσης, δεν αποκλίνουν οι χρωματίδες προς τους πόλους, αλλά ολόκληρα χρωμοσώματα

2. Ποιες φάσεις της μίτωσης γνωρίζετε;

Απάντηση. Υπάρχουν τέσσερις φάσεις της μίτωσης: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση. Στην προφάση, τα κεντρόλια είναι σαφώς ορατά - σχηματισμοί που βρίσκονται στο κέντρο του κυττάρου και παίζουν ρόλο στη διαίρεση των θυγατρικών χρωμοσωμάτων των ζώων. Τα κεντριόλια διαιρούνται και αποκλίνουν σε διαφορετικούς πόλους του κυττάρου. Οι μικροσωληνίσκοι εκτείνονται από τα κεντρόλια, σχηματίζοντας αξονικές ίνες, οι οποίες ρυθμίζουν την απόκλιση των χρωμοσωμάτων προς τους πόλους του διαιρούμενου κυττάρου.

Στο τέλος της προφάσης, η πυρηνική μεμβράνη αποσυντίθεται, ο πυρήνας σταδιακά εξαφανίζεται, τα χρωμοσώματα σπειροειδοποιούνται και ως αποτέλεσμα βραχύνονται και πυκνώνουν και μπορούν ήδη να παρατηρηθούν κάτω από ένα μικροσκόπιο φωτός. Φαίνονται ακόμη καλύτερα στο επόμενο στάδιο της μίτωσης - μετάφασης.

Στη μεταφάση, τα χρωμοσώματα βρίσκονται στο ισημερινό επίπεδο του κυττάρου. Φαίνεται ξεκάθαρα ότι κάθε χρωμόσωμα, που αποτελείται από δύο χρωματίδες, έχει μια συστολή - ένα κεντρομερίδιο. Τα χρωμοσώματα συνδέονται με τα κεντρομερή τους στο νήμα της ατράκτου. Μετά τη διαίρεση του κεντρομερούς, κάθε χρωματίδιο γίνεται ένα ανεξάρτητο θυγατρικό χρωμόσωμα.

Στη συνέχεια έρχεται το επόμενο στάδιο της μίτωσης - ανάφασης, κατά το οποίο τα θυγατρικά χρωμοσώματα (χρωματίδες ενός χρωμοσώματος) αποκλίνουν σε διαφορετικούς πόλους του κυττάρου.

Το επόμενο στάδιο της κυτταρικής διαίρεσης είναι η τελοφάση. Ξεκινά αφού τα θυγατρικά χρωμοσώματα, που αποτελούνται από μία χρωματίδα, έχουν φτάσει στους πόλους του κυττάρου. Σε αυτό το στάδιο, τα χρωμοσώματα απελευθερώνονται ξανά και αποκτούν την ίδια μορφή που είχαν πριν ξεκινήσει η κυτταρική διαίρεση στη μεσοφάση (μακριά λεπτά νημάτια). Γύρω τους αναδύεται ένα πυρηνικό περίβλημα και στον πυρήνα σχηματίζεται ένας πυρήνας, στον οποίο συντίθενται ριβοσώματα. Στη διαδικασία της διαίρεσης του κυτταροπλάσματος, όλα τα οργανίδια (μιτοχόνδρια, σύμπλεγμα Golgi, ριβοσώματα κ.λπ.) κατανέμονται λίγο πολύ ομοιόμορφα μεταξύ των θυγατρικών κυττάρων.

Ερωτήσεις μετά την §28

1. Τι είναι η απόπτωση;

Απάντηση. Στα πρωτόζωα και τα βακτήρια, η κυτταρική διαίρεση είναι ο κύριος τρόπος αναπαραγωγής. Η αμοιβάδα, για παράδειγμα, δεν υφίσταται φυσικό θάνατο και αντί να πεθάνει, απλώς διαιρείται σε δύο νέα κύτταρα. Είναι σαφές ότι τα κύτταρα ενός πολυκύτταρου οργανισμού δεν μπορούν να διαιρούνται επ' αόριστον, διαφορετικά όλα τα πλάσματα, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, θα γίνονταν αθάνατα. Αυτό δεν συμβαίνει γιατί το DNA του κυττάρου περιέχει ειδικά «γονίδια θανάτου» που αργά ή γρήγορα ενεργοποιούνται. Αυτό οδηγεί στη σύνθεση ειδικών πρωτεϊνών που σκοτώνουν αυτό το κύτταρο: συρρικνώνεται, τα οργανίδια και οι μεμβράνες του καταστρέφονται, αλλά με τέτοιο τρόπο ώστε τα μέρη τους να μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν. Αυτός ο «προγραμματισμένος» κυτταρικός θάνατος ονομάζεται απόπτωση. Αλλά από τη «γέννησή» του μέχρι την απόπτωση, το κύτταρο περνά από πολλούς φυσιολογικούς κυτταρικούς κύκλους. Σε διαφορετικούς τύπους οργανισμών, ο κυτταρικός κύκλος διαρκεί διαφορετικούς χρόνους: στα βακτήρια - περίπου 20 λεπτά, στα βλεφαροειδή - από 10 έως 20 ώρες. Τα κύτταρα των ιστών πολυκύτταρων οργανισμών στα αρχικά στάδια της ανάπτυξής του διαιρούνται πολύ συχνά και στη συνέχεια οι κυτταρικοί κύκλοι επιμηκύνονται σημαντικά. Για παράδειγμα, αμέσως μετά τη γέννηση, οι νευρώνες των ζώων διαιρούνται συχνά: το 80% του εγκεφάλου σχηματίζεται εκείνη τη στιγμή. Ωστόσο, τα περισσότερα από αυτά τα κύτταρα χάνουν γρήγορα την ικανότητά τους να διαιρούνται και μερικά από αυτά επιβιώνουν χωρίς να διαιρεθούν μέχρι τον φυσικό θάνατο του ζώου από μεγάλη ηλικία.

2. Ποιος κύκλος ονομάζεται μιτωτικός;

Απάντηση. Ένα υποχρεωτικό συστατικό κάθε κυτταρικού κύκλου είναι ο μιτωτικός κύκλος, ο οποίος περιλαμβάνει την προετοιμασία του κυττάρου για τη διαδικασία της διαίρεσης και την ίδια τη διαίρεση. Επιπλέον, ο κύκλος ζωής περιλαμβάνει μεγάλες ή σύντομες περιόδους αδράνειας όταν το κύτταρο εκτελεί τις λειτουργίες του στο σώμα. Μετά από κάθε μία από αυτές τις περιόδους, το κύτταρο πρέπει να πάει είτε στον μιτωτικό κύκλο είτε στην απόπτωση.

3. Ποιες διεργασίες συμβαίνουν στο κύτταρο κατά τη μεσοφάση;

Απάντηση. Η προετοιμασία ενός κυττάρου για διαίρεση ονομάζεται ενδιάμεση φάση. Αποτελείται από τρεις περιόδους.

Η προσυνθετική περίοδος (G1) είναι το μεγαλύτερο μέρος της ενδιάμεσης φάσης. Μπορεί να διαρκέσει σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων από 2-3 ώρες έως αρκετές ημέρες. Αυτή η περίοδος ακολουθεί αμέσως την προηγούμενη διαίρεση, κατά την οποία το κύτταρο αναπτύσσεται, συσσωρεύοντας ενέργεια και ουσίες για τον επακόλουθο διπλασιασμό του DNA.

Η συνθετική περίοδος (S), που συνήθως διαρκεί 6-10 ώρες, περιλαμβάνει διπλασιασμό του DNA, σύνθεση πρωτεϊνών που είναι απαραίτητες για το σχηματισμό χρωμοσωμάτων και αύξηση της ποσότητας του RNA. Μέχρι το τέλος αυτής της περιόδου, κάθε χρωμόσωμα αποτελείται ήδη από δύο πανομοιότυπες χρωματίδες που συνδέονται μεταξύ τους στο κεντρομερίδιο. Την ίδια περίοδο οι κεντρόλες διπλασιάζονται.

Η μετασυνθετική περίοδος (G2) εμφανίζεται μετά τον διπλασιασμό των χρωμοσωμάτων. Διαρκεί 2-5 ώρες. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, συσσωρεύεται ενέργεια για την επερχόμενη μίτωση και συντίθενται πρωτεΐνες μικροσωληνίσκων, οι οποίες στη συνέχεια σχηματίζουν την άτρακτο διαίρεσης. Τώρα το κύτταρο μπορεί να ξεκινήσει μίτωση.

Πριν προχωρήσουμε σε μια περιγραφή των μεθόδων κυτταρικής διαίρεσης, ας εξετάσουμε τη διαδικασία του διπλασιασμού του DNA, ως αποτέλεσμα της οποίας σχηματίζονται αδελφές χρωματίδες στη συνθετική περίοδο.

4. Σε ποια περίοδο ενδιάμεσης φάσης συμβαίνει η αντιγραφή του DNA;

Απάντηση. Ο διπλασιασμός ενός μορίου DNA ονομάζεται επίσης αντιγραφή ή αναδιπλασιασμός. Κατά τη διάρκεια της αντιγραφής, ένα μέρος του «μητρικού» μορίου DNA ξετυλίγεται σε δύο κλώνους με τη βοήθεια ενός ειδικού ενζύμου και αυτό επιτυγχάνεται με τη διάσπαση των δεσμών υδρογόνου μεταξύ συμπληρωματικών αζωτούχων βάσεων: αδενίνη - θυμίνη και γουανίνη - κυτοσίνη. Περαιτέρω, για κάθε νουκλεοτίδιο των αποκλίνων κλώνων DNA, το ένζυμο πολυμεράσης DNA προσαρμόζει το συμπληρωματικό νουκλεοτίδιο του. Έτσι, σχηματίζονται δύο δίκλωνα μόρια DNA, καθένα από τα οποία περιλαμβάνει έναν κλώνο του «γονικού» μορίου και έναν νεοσυντιθέμενο («κόρη») κλώνο. Αυτά τα δύο μόρια DNA είναι απολύτως πανομοιότυπα.