Η φάση που τελειώνει τη μιτωτική διαίρεση. διαίρεση μιτωτικών κυττάρων

Διαίρεση μιτωτικών κυττάρων

Μίτωσις(από τα ελληνικά. Mitos - νήμα), που ονομάζεται επίσης καρυοκίνηση, ή έμμεση κυτταρική διαίρεση, είναι ένας παγκόσμιος μηχανισμός για την κυτταρική διαίρεση. Η μίτωση ακολουθεί την περίοδο G2 και ολοκληρώνει τον κυτταρικό κύκλο.

Διαρκεί 1-3 ώρες και εξασφαλίζει ομοιόμορφη κατανομή του γενετικού υλικού στα θυγατρικά κύτταρα. Η μίτωση έχει 4 κύριες φάσεις: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση.

Η μίτωση είναι μια από τις θεμελιώδεις διαδικασίες της οντογένεσης. Η μιτωτική διαίρεση εξασφαλίζει την ανάπτυξη των πολυκύτταρων ευκαρυωτών αυξάνοντας τους πληθυσμούς των κυττάρων των ιστών.

Ως αποτέλεσμα της μιτωτικής διαίρεσης των μεριστεμικών κυττάρων, ο αριθμός των κυττάρων του φυτικού ιστού αυξάνεται. Ο κατακερματισμός ενός γονιμοποιημένου ωαρίου και η ανάπτυξη των περισσότερων ιστών στα ζώα συμβαίνουν επίσης μέσω μιτωτικών διαιρέσεων.

Με βάση μορφολογικά χαρακτηριστικάΗ μίτωση χωρίζεται υπό όρους σε στάδια: πρόφαση, προμετάφαση, μετάφαση, ανάφαση, τελόφαση. Οι πρώτες περιγραφές των φάσεων της μίτωσης και η καθιέρωση της αλληλουχίας τους έγιναν τη δεκαετία του 70-80 του 19ου αιώνα. Στα τέλη της δεκαετίας του 1870, ο Γερμανός ιστολόγος Walter Flemming επινόησε τον όρο «μίτωση» για να αναφερθεί στη διαδικασία της έμμεσης κυτταρικής διαίρεσης.

Η μέση διάρκεια της μίτωσης είναι 1-2 ώρες. Η μίτωση των ζωικών κυττάρων, κατά κανόνα, διαρκεί 30-60 λεπτά και τα φυτά - 2-3 ώρες. Για 70 χρόνια, πραγματοποιούνται συνολικά περίπου 10 14 κυτταρικές διαιρέσεις στο ανθρώπινο σώμα.

Οι πρώτες ελλιπείς περιγραφές σχετικά με τη συμπεριφορά και τις αλλαγές των πυρήνων στα διαιρούμενα κύτταρα βρίσκονται στα έργα επιστημόνων στις αρχές της δεκαετίας του 1870.

Στο έργο του Ρώσου βοτανολόγου Russov, με ημερομηνία 1872, περιγράφονται και απεικονίζονται με σαφήνεια οι πλάκες μετάφασης και αναφάσης, που αποτελούνται από μεμονωμένα χρωμοσώματα.

Ένα χρόνο αργότερα, ο Γερμανός ζωολόγος G.A. Schneider ακόμη πιο ξεκάθαρα και με συνέπεια, αλλά, φυσικά, δεν περιέγραψε πλήρως τη μιτωτική διαίρεση χρησιμοποιώντας το παράδειγμα σύνθλιψης ωαρίων της ορθικής στρογγυλής τουρμπελαρίας Mesostomum. Στο έργο του, στην ουσία, περιγράφονται και εικονογραφούνται με τη σωστή σειρά οι κύριες φάσεις της μίτωσης: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση (πρώιμη και όψιμη). Το 1874, ο βοτανολόγος της Μόσχας I.D. Ο Chistyakov παρατήρησε επίσης ξεχωριστές φάσεις κυτταρικής διαίρεσης σε σπόρια βρύων και αλογοουρών. Παρά τις πρώτες επιτυχίες, ούτε ο Russov, ούτε ο Schneider, ούτε ο Chistyakov μπόρεσαν να δώσουν μια σαφή και συνεπή περιγραφή της μιτωτικής διαίρεσης.

Το 1875 δημοσιεύτηκαν εργασίες που περιείχαν πιο λεπτομερείς περιγραφές μιτώσεων. Ο O. Byuchli έδωσε μια περιγραφή των κυτταρολογικών προτύπων στα ωάρια σύνθλιψης στρογγυλών σκουληκιών και μαλακίων και στα σπερματογόνα κύτταρα των εντόμων.

Ο E. Strasburger μελέτησε τη μιτωτική διαίρεση στα κύτταρα της πράσινης άλγης σπιρόγυρα, στα μητρικά κύτταρα της γύρης του κρεμμυδιού και στα μητρικά κύτταρα σπορίων του βρύου του κλαμπ. Αναφερόμενος στο έργο του O. Buechli και με βάση τη δική του έρευνα, ο E. Strasburger επέστησε την προσοχή στην ενότητα των διαδικασιών κυτταρικής διαίρεσης σε φυτικά και ζωικά κύτταρα.

Μέχρι τα τέλη του 1878 - αρχές του 1879 εμφανίστηκε λεπτομερείς εργασίες Schleicher και W. Flemming. Στο έργο του το 1879, ο Schleicher πρότεινε τον όρο «καρυοκίνηση» για να αναφερθεί σύνθετες διαδικασίεςκυτταρική διαίρεση, υποδηλώνοντας την κίνηση των συστατικών μερών του πυρήνα. Ο Walter Flemming ήταν ο πρώτος που εισήγαγε τον όρο «μίτωση» για να αναφερθεί στην έμμεση κυτταρική διαίρεση, η οποία αργότερα έγινε γενικά αποδεκτή. Ο Flemming κατέχει επίσης την τελική διατύπωση του ορισμού της μίτωσης ως κυκλικής διαδικασίας, με αποκορύφωμα τη διαίρεση των χρωμοσωμάτων μεταξύ θυγατρικών κυττάρων.

Το 1880 ο O.V. Ο Baranetsky καθιέρωσε την ελικοειδή δομή των χρωμοσωμάτων. Κατά τη διάρκεια της περαιτέρω έρευνας, αναπτύχθηκαν ιδέες σχετικά με τη σπειροειδοποίηση και την αποσπείρωση των χρωμοσωμάτων κατά τη διάρκεια του μιτωτικού κύκλου.

Στις αρχές του 1900, τα χρωμοσώματα αναγνωρίστηκαν ως φορείς κληρονομικών πληροφοριών, οι οποίες αργότερα παρείχαν μια εξήγηση βιολογικό ρόλομίτωση, η οποία συνίσταται στο σχηματισμό γενετικά πανομοιότυπων θυγατρικών κυττάρων.

Στη δεκαετία του 1970 ξεκίνησε η αποκωδικοποίηση και η λεπτομερής μελέτη των ρυθμιστών της μιτωτικής διαίρεσης, χάρη σε μια σειρά πειραμάτων για τη σύντηξη κυττάρων σε διαφορετικά στάδια του κυτταρικού κύκλου. Σε αυτά τα πειράματα, όταν ένα κύτταρο στη φάση Μ συνδυάστηκε με ένα κύτταρο σε οποιοδήποτε από τα στάδια της ενδιάμεσης φάσης (G1, S ή G2), τα κύτταρα μεσοφάσης πέρασαν στη μιτωτική κατάσταση (άρχισε η συμπύκνωση των χρωμοσωμάτων και το πυρηνικό περίβλημα αποσυντέθηκε) .

Ως αποτέλεσμα, συνήχθη το συμπέρασμα ότι υπάρχει ένας παράγοντας (ή παράγοντες) στο κυτταροπλασματικό κύτταρο που διεγείρει τη μίτωση, ή, με άλλα λόγια, ο παράγοντας διέγερσης Μ (ΓΧΣ, από τον αγγλικό παράγοντα προαγωγής φάσης Μ, MPF). .

Για πρώτη φορά, ο «διεγερτικός παράγοντας μίτωσης» ανακαλύφθηκε σε ώριμα μη γονιμοποιημένα ωάρια του βατράχου με νύχια, τα οποία βρίσκονται στη φάση Μ του κυτταρικού κύκλου. Το κυτταρόπλασμα ενός τέτοιου ωαρίου, που εγχύθηκε στο ωάριο, οδήγησε σε μια πρόωρη μετάβαση στη φάση Μ και στην έναρξη της ωρίμανσης του ωοκυττάρου (αρχικά, η συντομογραφία MPF σήμαινε Maturation Promoting Factor, που μεταφράζεται ως "ωρίμανση παράγοντας προώθησης»). Κατά τη διάρκεια περαιτέρω πειραμάτων, διαπιστώθηκε η καθολική σημασία και, ταυτόχρονα, ο υψηλός βαθμός συντηρητικότητας του «διεγερτικού παράγοντα μίτωσης»: εκχυλίσματα που παρασκευάστηκαν από μιτωτικά κύτταραπολύ διαφορετικών οργανισμών, όταν εισήχθησαν σε ωοκύτταρα βατράχου με νύχια, μεταφέρθηκαν στη φάση Μ.

Μεταγενέστερες μελέτες αποκάλυψαν ότι ο παράγοντας που διεγείρει τη μίτωση είναι ένα ετεροδιμερές σύμπλοκο που αποτελείται από μια πρωτεΐνη κυκλίνης και μια εξαρτώμενη από κυκλίνη πρωτεϊνική κινάση. Η κυκλίνη είναι μια ρυθμιστική πρωτεΐνη και βρίσκεται σε όλους τους ευκαρυώτες. Η συγκέντρωσή του αυξάνεται περιοδικά κατά τη διάρκεια του κυτταρικού κύκλου, φτάνοντας στο μέγιστο στη μετάφαση της μίτωσης. Με την έναρξη της αναφάσης, παρατηρείται απότομη μείωση της συγκέντρωσης της κυκλίνης, λόγω της διάσπασής της με τη βοήθεια σύνθετων πρωτεϊνικών πρωτεολυτικών συμπλεγμάτων - πρωτεοσωμάτων. Η εξαρτώμενη από την κυκλίνη πρωτεϊνική κινάση είναι ένα ένζυμο (φωσφορυλάση) που τροποποιεί τις πρωτεΐνες μεταφέροντας μια φωσφορική ομάδα από το ATP στα αμινοξέα σερίνη και θρεονίνη. Έτσι, με την καθιέρωση του ρόλου και της δομής του κύριου ρυθμιστή της μιτωτικής διαίρεσης, ξεκίνησαν οι μελέτες των λεπτών ρυθμιστικών μηχανισμών της μίτωσης, οι οποίες συνεχίζονται μέχρι σήμερα.

Η ανάπτυξη μιας ενοποιημένης τυπολογίας και ταξινόμησης των μιτώσεων περιπλέκεται από μια ολόκληρη σειρά χαρακτηριστικών που, σε διάφορους συνδυασμούς, δημιουργούν μια ποικιλία και ετερογένεια προτύπων μιτωτικής διαίρεσης. Ταυτόχρονα, οι ξεχωριστές επιλογές ταξινόμησης που αναπτύχθηκαν για ορισμένα taxa είναι απαράδεκτες για άλλους, καθώς δεν λαμβάνουν υπόψη τις ιδιαιτερότητες των μιτώσεών τους. Για παράδειγμα, ορισμένες παραλλαγές της ταξινόμησης των μιτώσεων χαρακτηριστικών των ζώων ή φυτικούς οργανισμούς, είναι απαράδεκτα για τα φύκια.

Ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά που διέπουν τις διάφορες τυπολογίες και ταξινομήσεις της μιτωτικής διαίρεσης είναι η συμπεριφορά του πυρηνικού περιβλήματος. Εάν ο σχηματισμός της ατράκτου και η ίδια η μιτωτική διαίρεση προχωρήσει μέσα στον πυρήνα χωρίς να καταστρέψει την πυρηνική μεμβράνη, τότε αυτός ο τύπος μίτωσης ονομάζεται κλειστός. Η μίτωση με την κατάρρευση του πυρηνικού περιβλήματος, αντίστοιχα, ονομάζεται ανοιχτή και η μίτωση με την κατάρρευση της μεμβράνης μόνο στους πόλους της ατράκτου, με το σχηματισμό «πολικών παραθύρων» - ημίκλειστα.

ένα ακόμα εγγύησηείναι ένας τύπος συμμετρίας της μιτωτικής ατράκτου. Στην πλευρομίτωση, η άτρακτος διαίρεσης είναι αμφοτερόπλευρα συμμετρική ή ασύμμετρη και συνήθως αποτελείται από δύο ημι-άτρακτους που βρίσκονται στη μετάφαση-ανάφαση υπό γωνία μεταξύ τους. Η κατηγορία των ορθομιτώσεων χαρακτηρίζεται από διπολική συμμετρία της ατράκτου σχάσης και στη μετάφαση υπάρχει συχνά μια ευδιάκριτη ισημερινή πλάκα.

Μέσα στα υποδεικνυόμενα σημεία, το πιο πολυάριθμο είναι μια τυπική ανοιχτή ορθομίτωση, στο παράδειγμα της οποίας οι αρχές και τα στάδια της μιτωτικής διαίρεσης συζητούνται παρακάτω. Αυτός ο τύπος μίτωσης είναι χαρακτηριστικός των ζώων, των ανώτερων φυτών και ορισμένων πρωτόζωων.

Η προφάση ξεκινά με τη συμπύκνωση των χρωμοσωμάτων, τα οποία γίνονται ορατά κάτω από ένα μικροσκόπιο φωτός ως νηματοειδείς δομές. Κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από δύο παράλληλες αδελφές χρωματίδες που συνδέονται στο κεντρομερίδιο. Ο πυρήνας και το πυρηνικό περίβλημα εξαφανίζονται στο τέλος της φάσης (ο τελευταίος διασπάται σε μεμβρανικά κυστίδια παρόμοια με τα στοιχεία EPS και το σύμπλεγμα πόρων και το έλασμα διασπώνται σε υπομονάδες). Το καρυόπλασμα αναμιγνύεται με το κυτταρόπλασμα.

Τα κεντριόλια μεταναστεύουν σε αντίθετους πόλους του κυττάρου και δημιουργούν τα νήματα της μιτωτικής (αχρωματίνης) ατράκτου. Στην περιοχή του κεντρομερούς, σχηματίζονται ειδικά πρωτεϊνικά σύμπλοκα - κινετοχόρες, στα οποία συνδέονται μερικοί μικροσωληνίσκοι ατράκτου (μικροσωληνίσκοι κινετοχώρης). Έχει αποδειχθεί ότι οι ίδιες οι κινετοχορίες είναι σε θέση να προκαλέσουν συναρμολόγηση μικροσωληνίσκων και επομένως μπορούν να χρησιμεύσουν ως κέντρα οργάνωσης μικροσωληνίσκων. Οι υπόλοιποι μικροσωληνίσκοι της ατράκτου ονομάζονται μικροσωληνίσκοι πόλων, καθώς εκτείνονται από τον έναν πόλο του κυττάρου στον άλλο. οι μικροσωληνίσκοι που βρίσκονται έξω από την άτρακτο, αποκλίνοντας ακτινικά από τα κυτταρικά κέντρα προς το πλάσμα, έλαβαν το όνομα αστρικό ή μικροσωληνίσκους (νήματα) ακτινοβολίας.

Η μετάφαση αντιστοιχεί στο μέγιστο επίπεδο συμπύκνωσης των χρωμοσωμάτων, τα οποία ευθυγραμμίζονται στην ισημερινή περιοχή της μιτωτικής ατράκτου, σχηματίζοντας μια εικόνα της ισημερινής (μεταφάσης) πλάκας (πλάγια όψη) ή του γονικού αστέρα (όψη από τους πόλους). Τα χρωμοσώματα κινούνται στο ισημερινό επίπεδο και συγκρατούνται σε αυτό λόγω της ισορροπημένης τάσης των μικροσωληνίσκων κινετοχώρης. Στο τέλος αυτής της φάσης, οι αδελφές χρωματίδες χωρίζονται με ένα κενό, αλλά διατηρούνται στην περιοχή του κεντρομερούς.

Η αναφάση ξεκινά με τη σύγχρονη διάσπαση όλων των χρωμοσωμάτων σε αδελφές χρωματίδες (στην περιοχή του κεντρομερούς) και τη μετακίνηση των θυγατρικών χρωμοσωμάτων σε αντίθετους πόλους του κυττάρου, η οποία συμβαίνει κατά μήκος των μικροσωληνίσκων της ατράκτου με ταχύτητα 0,2-0,5 μm/min. Το σήμα για την έναρξη της αναφάσης περιλαμβάνει μια απότομη (κατά τάξη μεγέθους) αύξηση της συγκέντρωσης κατιόντων ασβεστίου στο υαλόπλασμα, που εκκρίνονται από μεμβρανικά κυστίδια που σχηματίζουν συστάδες στους πόλους της ατράκτου. Ο μηχανισμός της κίνησης των χρωμοσωμάτων στην ανάφαση δεν έχει αποσαφηνιστεί πλήρως, ωστόσο, έχει διαπιστωθεί ότι εκτός από την ακτίνη, πρωτεΐνες όπως η μυοσίνη και η δυνεΐνη, καθώς και ένας αριθμός ρυθμιστικών πρωτεϊνών, υπάρχουν στην περιοχή της ατράκτου. Σύμφωνα με ορισμένες παρατηρήσεις, οφείλεται σε βράχυνση (αποσυναρμολόγηση) μικροσωληνίσκων που συνδέονται με κινετοχώρους. Η αναφάση χαρακτηρίζεται από επιμήκυνση της μιτωτικής ατράκτου λόγω κάποιας απόκλισης των κυτταρικών πόλων. Τελειώνει με τη συσσώρευση δύο πανομοιότυπων συνόλων χρωμοσωμάτων στους πόλους του κυττάρου, τα οποία σχηματίζουν εικόνες αστεριών (το στάδιο των θυγατρικών αστεριών). Στο τέλος της αναφάσης, λόγω της συστολής των μικρονημάτων ακτίνης, που συγκεντρώνονται γύρω από την περιφέρεια του κυττάρου (συστελλόμενος δακτύλιος), αρχίζει να σχηματίζεται μια κυτταρική συστολή, η οποία, βαθύνοντας, θα οδηγήσει σε κυτταροτομή στην επόμενη φάση.

Η τελόφαση είναι το τελικό στάδιο της μίτωσης, κατά το οποίο ανακατασκευάζονται οι πυρήνες των θυγατρικών κυττάρων και ολοκληρώνεται η διαίρεση τους. Γύρω από τα συμπυκνωμένα χρωμοσώματα θυγατρικών κυττάρων από μεμβρανικά κυστίδια (σύμφωνα με άλλες πηγές, από το EPS), αποκαθίσταται το καρυόλεμμα, με το οποίο συνδέεται το αναδυόμενο έλασμα, επανεμφανίζονται πυρήνες, που σχηματίζονται από τμήματα των αντίστοιχων χρωμοσωμάτων. Οι πυρήνες των κυττάρων αυξάνονται σταδιακά και τα χρωμοσώματα προοδευτικά απελευθερώνονται και εξαφανίζονται, αντικαθιστώντας το μοτίβο χρωματίνης του πυρήνα της μεσοφάσεως. Ταυτόχρονα, η κυτταρική συστολή βαθαίνει και τα κύτταρα παραμένουν συνδεδεμένα για κάποιο χρονικό διάστημα με μια στενή κυτταροπλασματική γέφυρα που περιέχει μια δέσμη μικροσωληνίσκων (μέσο σώμα). Η περαιτέρω απολίνωση του κυτταροπλάσματος τελειώνει με το σχηματισμό δύο θυγατρικών κυττάρων. Στην τελοφάση, λαμβάνει χώρα η κατανομή των οργανιδίων μεταξύ των θυγατρικών κυττάρων. Η ομοιομορφία αυτής της διαδικασίας διευκολύνεται από το γεγονός ότι ορισμένα οργανίδια είναι αρκετά πολυάριθμα (για παράδειγμα, τα μιτοχόνδρια), ενώ άλλα (όπως το EPS και το σύμπλεγμα Golgi) διασπώνται σε μικρά θραύσματα και κυστίδια κατά τη διάρκεια της μίτωσης.

Οι άτυπες μιτώσεις εμφανίζονται όταν η μιτωτική συσκευή είναι κατεστραμμένη και χαρακτηρίζονται από ανομοιόμορφη κατανομή γενετικού υλικού μεταξύ των κυττάρων - ανευπλοειδία (από το ελληνικό an - not, eu - correct, ploon - add). σε πολλές περιπτώσεις, η κυτταροτομή απουσιάζει, με αποτέλεσμα το σχηματισμό γιγαντιαίων κυττάρων. Οι άτυπες μιτώσεις είναι χαρακτηριστικές των κακοήθων όγκων και των ακτινοβολημένων ιστών. Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητά τους και η μεγαλύτερο βαθμόανευπλοειδία, τόσο πιο κακοήθης είναι ο όγκος. Η παραβίαση της φυσιολογικής μιτωτικής κυτταρικής διαίρεσης μπορεί να προκληθεί από χρωμοσωμικές ανωμαλίες, οι οποίες ονομάζονται χρωμοσωμικές εκτροπές (από το λατινικό Aberratio - απόκλιση). Παραλλαγές των χρωμοσωμικών ανωμαλιών είναι η προσκόλληση των χρωμοσωμάτων, η διάσπασή τους σε θραύσματα, η απώλεια μιας θέσης, η ανταλλαγή θραυσμάτων, ο διπλασιασμός μεμονωμένων τμημάτων χρωμοσωμάτων κ.λπ. Οι χρωμοσωμικές εκτροπές μπορεί να συμβούν αυθόρμητα, αλλά πιο συχνά αναπτύσσονται λόγω δράση μεταλλαξιγόνων και ιονίζουσας ακτινοβολίας στα κύτταρα.

Καρυότυπος - διαγνωστική μελέτηπροκειμένου να εκτιμηθεί ο καρυότυπος (σύνολο χρωμοσωμάτων) πραγματοποιείται με εξέταση των χρωμοσωμάτων στην πλάκα μετάφασης. Για τον καρυότυπο, λαμβάνεται μια κυτταρική καλλιέργεια στην οποία εισάγεται κολχικίνη, μια ουσία που εμποδίζει το σχηματισμό της μιτωτικής ατράκτου. Τα χρωμοσώματα εξάγονται από τέτοια κύτταρα, τα οποία χρωματίζονται περαιτέρω και ταυτοποιούνται. Ο φυσιολογικός καρυότυπος του ανθρώπου αντιπροσωπεύεται από 46 χρωμοσώματα - 22 ζεύγη αυτοσωμάτων και δύο φυλετικά χρωμοσώματα (XY στους άνδρες και XX στις γυναίκες). Ο καρυότυπος μπορεί να διαγνώσει έναν αριθμό ασθενειών που σχετίζονται με χρωμοσωμικές ανωμαλίες, ειδικότερα, το σύνδρομο Down (τρισωμία του 21ου χρωμοσώματος), το Edwards (τρισωμία του 18ου χρωμοσώματος), το Patau (τρισωμία του 13ου χρωμοσώματος), καθώς και μια σειρά από σύνδρομα που σχετίζονται με ανωμαλίες των φυλετικών χρωμοσωμάτων - σύνδρομο Klinefelter (σύνδρομο Klinefelter γονότυπος - XXY), Turner (γονότυπος - XO) και άλλοι.

Υποτίθεται ότι η πολύπλοκη μιτωτική διαδικασία των ανώτερων οργανισμών αναπτύχθηκε σταδιακά από τους μηχανισμούς της προκαρυωτικής διαίρεσης. Αυτή η υπόθεση υποστηρίζεται από το γεγονός ότι οι προκαρυώτες εμφανίστηκαν περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια νωρίτερα από τους πρώτους ευκαρυώτες. Επιπλέον, παρόμοιες πρωτεΐνες εμπλέκονται στην ευκαρυωτική μίτωση και στην προκαρυωτική δυαδική σχάση.

Πιθανά ενδιάμεσα στάδια μεταξύ της δυαδικής σχάσης και της μίτωσης μπορούν να εντοπιστούν σε μονοκύτταρους ευκαρυώτες, στους οποίους η πυρηνική μεμβράνη δεν καταστρέφεται κατά τη διαίρεση. Στους περισσότερους άλλους ευκαρυώτες, συμπεριλαμβανομένων των φυτών και των ζώων, η άτρακτος σχάσης σχηματίζεται έξω από τον πυρήνα και ο πυρηνικός φάκελος καταστρέφεται κατά τη μίτωση. Αν και η μίτωση σε μονοκύτταρους ευκαρυώτες δεν είναι ακόμη καλά κατανοητή, μπορεί να υποτεθεί ότι προήλθε από δυαδική σχάση και τελικά έφτασε στο επίπεδο πολυπλοκότητας που υπάρχει στους πολυκύτταρους οργανισμούς.

Σε πολλά πρωτόζωα ευκαρυώτες, η μίτωση παρέμεινε επίσης μια διαδικασία που σχετίζεται με τη μεμβράνη, αλλά τώρα δεν είναι πλέον πλάσμα, αλλά πυρηνική.

Οι κύριοι ρυθμιστικοί μηχανισμοί της μίτωσης είναι οι διαδικασίες της φωσφορυλίωσης και της πρωτεόλυσης.

Οι αντιδράσεις αναστρέψιμης φωσφορυλίωσης και αποφωσφορυλίωσης επιτρέπουν αναστρέψιμα μιτωτικά συμβάντα όπως συναρμολόγηση/αποσύνθεση ατράκτου ή αποσάθρωση/επισκευή πυρηνικού περιβλήματος. Η πρωτεόλυση αποτελεί τη βάση των μη αναστρέψιμων συμβάντων της μίτωσης, όπως ο διαχωρισμός των αδελφών χρωματίδων σε ανάφαση ή η διάσπαση των μιτωτικών κυκλινών σε όψιμα στάδιαμίτωσις.

Η διαίρεση όλων των ευκαρυωτικών κυττάρων συνδέεται με το σχηματισμό μιας ειδικής συσκευής για τη διαίρεση των κυττάρων.

Ένας ενεργός ρόλος στη μιτωτική κυτταρική διαίρεση συχνά αποδίδεται στις κυτταροσκελετικές δομές. Η διπολική μιτωτική άτρακτος, η οποία αποτελείται από μικροσωληνίσκους και συναφείς πρωτεΐνες, είναι καθολική τόσο για τα ζωικά όσο και για τα φυτικά κύτταρα. Η άτρακτος διαίρεσης παρέχει μια αυστηρά πανομοιότυπη κατανομή των χρωμοσωμάτων μεταξύ των πόλων διαίρεσης, στην περιοχή της οποίας σχηματίζονται οι πυρήνες των θυγατρικών κυττάρων στην τελοφάση.

Η διαδικασία της μίτωσης εξασφαλίζει μια αυστηρά ομοιόμορφη κατανομή των χρωμοσωμάτων μεταξύ δύο θυγατρικών πυρήνων, έτσι ώστε σε έναν πολυκύτταρο οργανισμό όλα τα κύτταρα να έχουν ακριβώς τα ίδια (σε αριθμό και χαρακτήρα) σετ χρωμοσωμάτων.

Τα χρωμοσώματα περιέχουν γενετικές πληροφορίες που κωδικοποιούνται στο DNA, και επομένως μια τακτική, διατεταγμένη μιτωτική διαδικασία εξασφαλίζει επίσης την πλήρη μεταφορά όλων των πληροφοριών σε κάθε έναν από τους θυγατρικούς πυρήνες. ως αποτέλεσμα, κάθε κύτταρο έχει όλες τις γενετικές πληροφορίες που είναι απαραίτητες για την ανάπτυξη όλων των χαρακτηριστικών του οργανισμού. Από αυτή την άποψη, γίνεται σαφές γιατί ένα κύτταρο που λαμβάνεται από ένα πλήρως διαφοροποιημένο ενήλικο φυτό μπορεί, υπό κατάλληλες συνθήκες, να εξελιχθεί σε ολόκληρο φυτό. Περιγράψαμε τη μίτωση στο διπλοειδές κύτταρο, αλλά αυτή η διαδικασία προχωρά με παρόμοιο τρόπο σε απλοειδή κύτταρα, για παράδειγμα, σε κύτταρα της γενεάς γαμετόφυτων φυτών.

Η κυτταρική αναπαραγωγή είναι μια από τις πιο σημαντικές βιολογικές διεργασίες, είναι απαραίτητη προϋπόθεση για την ύπαρξη όλων των ζωντανών όντων. Η αναπαραγωγή πραγματοποιείται με διαίρεση του αρχικού κυττάρου.

Κύτταρο- αυτή είναι η μικρότερη μορφολογική μονάδα της δομής οποιουδήποτε ζωντανού οργανισμού, ικανή για αυτοπαραγωγή και αυτορρύθμιση. Ο χρόνος της ύπαρξής του από τη διαίρεση μέχρι το θάνατο ή την επακόλουθη αναπαραγωγή ονομάζεται κυτταρικός κύκλος.

Οι ιστοί και τα όργανα αποτελούνται από διάφορα κύτταρα, που έχουν τη δική τους περίοδο ύπαρξης. Καθένα από αυτά μεγαλώνει και αναπτύσσεται για να εξασφαλίσει τη ζωτική δραστηριότητα του οργανισμού. Η διάρκεια της μιτωτικής περιόδου είναι διαφορετική: τα κύτταρα του αίματος και του δέρματος εισέρχονται στη διαδικασία διαίρεσης κάθε 24 ώρες και οι νευρώνες μπορούν να αναπαραχθούν μόνο στα νεογέννητα και στη συνέχεια χάνουν εντελώς την ικανότητά τους να αναπαράγονται.

Υπάρχουν 2 τύποι διαίρεσης - άμεση και έμμεση. Τα σωματικά κύτταρα αναπαράγονται έμμεσα, οι γαμέτες ή τα γεννητικά κύτταρα είναι εγγενή στη μείωση ( απευθείας διαίρεση).

Μίτωση - έμμεση διαίρεση

Μιτωτικός κύκλος

Ο μιτωτικός κύκλος περιλαμβάνει 2 διαδοχικά στάδια: τη μεσοφάση και τη μιτωτική διαίρεση.

Ενδιάμεση φάση(στάδιο ανάπαυσης) - προετοιμασία του κυττάρου για περαιτέρω διαίρεση, όπου πραγματοποιείται διπλασιασμός του αρχικού υλικού, ακολουθούμενος από την ομοιόμορφη κατανομή του μεταξύ των νεοσχηματισθέντων κυττάρων. Περιλαμβάνει 3 περιόδους:

• • Προσυνθετικό(G-1) G - από το αγγλικό gar, δηλαδή ένα κενό, προετοιμάζονται για τη μετέπειτα σύνθεση του DNA, την παραγωγή ενζύμων. Η αναστολή της πρώτης περιόδου έγινε πειραματικά, με αποτέλεσμα το κύτταρο να μην μπει στην επόμενη φάση.
  • Συνθετικός(S) - η βάση του κυτταρικού κύκλου. Γίνεται αντιγραφή των χρωμοσωμάτων και των κεντρολίων του κυτταρικού κέντρου. Μόνο μετά από αυτό το κύτταρο μπορεί να προχωρήσει σε μίτωση.
  • Μετασυνθετικό(G-2) ή προμιτωτική περίοδος - υπάρχει συσσώρευση mRNA, το οποίο χρειάζεται για την έναρξη του πραγματικού μιτωτικού σταδίου. Στην περίοδο G-2, συντίθενται πρωτεΐνες (τουμπουλίνες) - το κύριο συστατικό της μιτωτικής ατράκτου.

Μετά το τέλος της προμετωπικής περιόδου, μιτωτική διαίρεση. Η διαδικασία περιλαμβάνει 4 φάσεις:

1. Πρόφαση- κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ο πυρήνας καταστρέφεται, η πυρηνική μεμβράνη (nucleolema) διαλύεται, τα κεντρόλια βρίσκονται σε αντίθετους πόλους, σχηματίζοντας μια συσκευή για διαίρεση. Έχει δύο υποφάσεις:
   • νωρίς- Τα σώματα που μοιάζουν με νήματα (χρωμοσώματα) είναι ορατά, δεν είναι ακόμη ξεκάθαρα διαχωρισμένα το ένα από το άλλο.
   • αργά- ανιχνεύονται ξεχωριστά μέρη χρωμοσωμάτων.
2. μετάφαση- ξεκινά από τη στιγμή της καταστροφής του πυρηνολώματος, όταν τα χρωμοσώματα βρίσκονται τυχαία στο κυτταρόπλασμα και αρχίζουν να κινούνται μόνο προς το ισημερινό επίπεδο. Όλα τα ζεύγη χρωματιδών συνδέονται μεταξύ τους στο κεντρομερές.
3. Ανάφαση- σε μια στιγμή όλα τα χρωμοσώματα διαχωρίζονται και μετακινούνται σε αντίθετα σημεία του κυττάρου. Αυτή είναι μια σύντομη και πολύ σημαντική φάση, αφού σε αυτήν γίνεται η ακριβής διαίρεση του γενετικού υλικού.
4. Τελόφαση- τα χρωμοσώματα σταματούν, η πυρηνική μεμβράνη, ο πυρήνας, σχηματίζεται ξανά. Σχηματίζεται μια συστολή στη μέση, χωρίζει το σώμα του μητρικού κυττάρου σε δύο θυγατρικά κύτταρα, ολοκληρώνοντας τη μιτωτική διαδικασία. Στα νεοσχηματισμένα κύτταρα, η περίοδος G-2 ξεκινά ξανά.

Μείωση - άμεση διαίρεση

Μείωση - άμεση διαίρεση

Υπάρχει ειδική διαδικασίααναπαραγωγή, βρίσκεται μόνο στα γεννητικά κύτταρα (γαμήτες). μείωση (άμεση διαίρεση). εγγύησηγι' αυτόν είναι η απουσία μεσόφασης. Η μείωση από ένα αρχικό κύτταρο παράγει τέσσερα, με ένα απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων. Η όλη διαδικασία της άμεσης διαίρεσης περιλαμβάνει δύο διαδοχικά στάδια, τα οποία αποτελούνται από την πρόφαση, τη μετάφαση, την ανάφαση και την τελόφαση.

Πριν από την έναρξη της προφάσης, τα γεννητικά κύτταρα διπλασιάζουν το αρχικό υλικό και έτσι γίνεται τετραπλοειδές.

Πρόφαση 1:

1. Λεπτοτένα- τα χρωμοσώματα είναι ορατά με τη μορφή λεπτών νημάτων, είναι κοντύτερα.
2. Zygoten- το στάδιο της σύζευξης των ομόλογων χρωμοσωμάτων, ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται δισθενή. Σύζευξη σημαντικό σημείοΣτη μείωση, τα χρωμοσώματα κινούνται όσο το δυνατόν πιο κοντά το ένα στο άλλο προκειμένου να διασταυρωθούν.
3. Παχυτένιο- υπάρχει πάχυνση των χρωμοσωμάτων, αυξανόμενη βράχυνσή τους, υπάρχει διασταύρωση (η ανταλλαγή γενετικών πληροφοριών μεταξύ ομόλογων χρωμοσωμάτων, αυτή είναι η βάση της εξέλιξης και της κληρονομικής μεταβλητότητας).
4. Διπλωτός- το στάδιο των διπλασιασμένων κλώνων, τα χρωμοσώματα κάθε δισθενούς αποκλίνουν, διατηρώντας τη σύνδεση μόνο στην περιοχή της αποκωδικοποίησης (χιασμός).
5. διακινησία- Το DNA αρχίζει να συμπυκνώνεται, τα χρωμοσώματα γίνονται πολύ κοντά και αποκλίνουν.

Η προφάση τελειώνει με την καταστροφή του πυρηνολώματος και το σχηματισμό της ατράκτου.

Μεταφάση 1: τα δισθενή βρίσκονται στη μέση του κελιού.

Αναφάση 1: Τα διπλά χρωμοσώματα μετακινούνται σε αντίθετους πόλους.

Τελόφαση 1: ολοκληρώνεται η διαδικασία διαίρεσης, τα κύτταρα λαμβάνουν 23 δισθενή.

Χωρίς μεταγενέστερο διπλασιασμό του υλικού, το κελί εισέρχεται σε δεύτερη φάσηδιαίρεση.

Πρόφαση 2: επαναλαμβάνονται ξανά όλες οι διαδικασίες που ήταν στην προφάση 1, δηλαδή η συμπύκνωση των χρωμοσωμάτων, που βρίσκονται τυχαία μεταξύ των οργανιδίων.

Μεταφάση 2: δύο χρωματίδες που συνδέονται στη τομή (μονοσθενείς) βρίσκονται στο ισημερινό επίπεδο, δημιουργώντας μια πλάκα που ονομάζεται μετάφαση.

Ανάφαση 2:- το μονοσθενές χωρίζεται σε ξεχωριστές χρωματίδες ή μονάδες και πηγαίνουν σε διαφορετικούς πόλους του κυττάρου.

Τελόφαση 2: ολοκληρώνεται η διαδικασία διαίρεσης, σχηματίζεται το πυρηνικό περίβλημα και κάθε κύτταρο δέχεται 23 χρωματίδες.

Μείωση - σημαντικό μηχανισμόστη ζωή όλων των οργανισμών. Ως αποτέλεσμα αυτής της διαίρεσης, παίρνουμε 4 απλοειδή κύτταρα που έχουν τα μισά επιθυμητό σετχρωματίδες. Κατά τη γονιμοποίηση, δύο γαμέτες σχηματίζουν ένα πλήρες διπλοειδές κύτταρο, διατηρώντας τον εγγενή καρυότυπο του.

Είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς την ύπαρξή μας χωρίς μειοτική διαίρεση, διαφορετικά όλοι οι οργανισμοί με κάθε επόμενη γενιά θα λάμβαναν διπλά σύνολα χρωμοσωμάτων.

1. Ορίστε τη ζωή και τους μιτωτικούς κύκλους ενός κυττάρου.
Κύκλος ζωής- το χρονικό διάστημα από τη στιγμή που ένα κύτταρο εμφανίζεται ως αποτέλεσμα διαίρεσης έως το θάνατό του ή μέχρι την επόμενη διαίρεση.
Μιτωτικός κύκλος- ένα σύνολο διαδοχικών και αλληλένδετες διαδικασίεςκατά την προετοιμασία του κυττάρου για διαίρεση, καθώς και κατά την ίδια τη μίτωση.

2. Απαντήστε σε τι διαφέρει η έννοια της «μίτωσης» από την έννοια του «μιτωτικού κύκλου».
Ο μιτωτικός κύκλος περιλαμβάνει την ίδια τη μίτωση και τα στάδια προετοιμασίας του κυττάρου για διαίρεση, ενώ η μίτωση είναι μόνο η κυτταρική διαίρεση.

3. Να αναφέρετε τις περιόδους του μιτωτικού κύκλου.

2. Περίοδος σύνθεσης DNA (S)

4. μίτωση.

4. Ανοίξτε βιολογικής σημασίαςμίτωσις.

Μίτωση (έμμεση διαίρεση) είναι η διαίρεση σωματικών κυττάρων (κύτταρα σώματος). Η βιολογική σημασία της μίτωσης είναι η αναπαραγωγή σωματικών κυττάρων, η παραγωγή αντιγράφων κυττάρων (με το ίδιο σύνολο χρωμοσωμάτων, με ακριβώς τις ίδιες κληρονομικές πληροφορίες). Όλα τα σωματικά κύτταρα του σώματος λαμβάνονται από ένα μονογονεϊκό κύτταρο (ζυγώτη) με μίτωση.

1) Πρόφαση

• η χρωματίνη σπειροειδώς (στρίβεται, συμπυκνώνεται) στην κατάσταση των χρωμοσωμάτων
• οι πυρήνες εξαφανίζονται
• ο πυρηνικός φάκελος σπάει
• κεντρόλες αποκλίνουν προς τους πόλους του κυττάρου, σχηματίζεται η άτρακτος διαίρεσης

2) ΜεταφάσηΤα χρωμοσώματα ευθυγραμμίζονται κατά μήκος του ισημερινού του κυττάρου, σχηματίζοντας μια πλάκα μετάφασης

3) Ανφάση- τα θυγατρικά χρωμοσώματα διαχωρίζονται το ένα από το άλλο (οι χρωματίδες γίνονται χρωμοσώματα) και αποκλίνουν προς τους πόλους

4) Τελόφαση

• τα χρωμοσώματα απελευθερώνονται (ξετυλίγονται, αποσυμπυκνώνονται) στην κατάσταση της χρωματίνης
• εμφανίζονται πυρήνας και πυρήνες
• οι ίνες της ατράκτου διασπώνται
• εμφανίζεται κυτταροκίνηση - η διαίρεση του κυτταροπλάσματος του μητρικού κυττάρου σε δύο θυγατρικά κύτταρα

Η διάρκεια της μίτωσης είναι 1-2 ώρες.

κυτταρικός κύκλος

Αυτή είναι η περίοδος ζωής ενός κυττάρου από τη στιγμή του σχηματισμού του με διαίρεση του μητρικού κυττάρου μέχρι τη δική του διαίρεση ή θάνατο.

Ο κυτταρικός κύκλος αποτελείται από δύο περιόδους:

• ενδιάμεση φάση(δηλώστε πότε το κελί ΔΕΝ διαιρείται).
• διαίρεση (μίτωση ή μείωση).

Η ενδιάμεση φάση αποτελείται από διάφορες φάσεις:

• προσυνθετικό: το κύτταρο μεγαλώνει, λαμβάνει χώρα ενεργή σύνθεση RNA και πρωτεϊνών σε αυτό, ο αριθμός των οργανιδίων αυξάνεται. Επιπλέον, υπάρχει ένα παρασκεύασμα για διπλασιασμό του DNA (συσσώρευση νουκλεοτιδίων)
• συνθετικό: συμβαίνει διπλασιασμός (αντιγραφή, αναδιπλασιασμός) του DNA
• μετασυνθετικό: το κύτταρο προετοιμάζεται για διαίρεση, συνθέτει τις απαραίτητες ουσίες για τη διαίρεση, για παράδειγμα, πρωτεΐνες ατράκτου σχάσης.

ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ: Μίτωση, Διαφορές μεταξύ μίτωσης και μείωσης, Κυτταρικός κύκλος, διπλασιασμός DNA (αντιγραφή)
ΜΕΡΟΣ 2 ΕΡΓΑΣΙΕΣ: Μίτωση

Δοκιμές και εργασίες

Εγκαθιστώ σωστή σειράδιεργασίες που λαμβάνουν χώρα κατά τη μίτωση. Σημειώστε τους αριθμούς κάτω από τους οποίους αναγράφονται.
1) η κατάρρευση του πυρηνικού φακέλου
2) πάχυνση και βράχυνση των χρωμοσωμάτων
3) ευθυγράμμιση των χρωμοσωμάτων στο κεντρικό τμήμα του κυττάρου
4) η αρχή της κίνησης των χρωμοσωμάτων προς το κέντρο
5) απόκλιση των χρωματιδών προς τους πόλους του κυττάρου
6) ο σχηματισμός νέων πυρηνικών μεμβρανών

Επιλέξτε το πιο σωστή επιλογή. Η διαδικασία της κυτταρικής αναπαραγωγής διαφορετικά βασίλειαη άγρια ​​ζωή ονομάζεται
1) μείωση
2) μίτωση
3) γονιμοποίηση
4) σύνθλιψη

Όλα τα παρακάτω χαρακτηριστικά, εκτός από δύο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να περιγράψουν τις διαδικασίες της ενδιάμεσης φάσης του κυτταρικού κύκλου. Προσδιορίστε δύο χαρακτηριστικά που «αποχωρούν». γενική λίστα, και σημειώστε στον πίνακα τους αριθμούς κάτω από τους οποίους αναγράφονται.
1) κυτταρική ανάπτυξη
2) απόκλιση ομόλογων χρωμοσωμάτων
3) τη θέση των χρωμοσωμάτων κατά μήκος του ισημερινού του κυττάρου
4) Αντιγραφή DNA
5) σύνθεση οργανικών ουσιών

Επιλέξτε μία, την πιο σωστή επιλογή. Σε ποιο στάδιο της ζωής περιστρέφονται τα χρωμοσώματα;
1) ενδιάμεση φάση
2) προφάση
3) ανάφαση
4) μεταφάση

Επιλέξτε τρεις επιλογές.

Ποιες κυτταρικές δομές υφίστανται τις μεγαλύτερες αλλαγές κατά τη διάρκεια της μίτωσης;
1) πυρήνας
2) κυτταρόπλασμα
3) ριβοσώματα
4) λυσοσώματα
5) κέντρο κυττάρων
6) χρωμοσώματα

1. Καθορίστε την αλληλουχία των διεργασιών που συμβαίνουν σε ένα κύτταρο με χρωμοσώματα σε ενδιάμεση φάση και επακόλουθη μίτωση
1) θέση των χρωμοσωμάτων στο ισημερινό επίπεδο
2) Αντιγραφή DNA και σχηματισμός χρωμοσωμάτων δύο χρωματιδίων
3) σπειροειδοποίηση των χρωμοσωμάτων
4) απόκλιση των αδελφών χρωμοσωμάτων στους πόλους του κυττάρου

2. Καθορίστε την αλληλουχία των διεργασιών που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της μεσόφασης και της μίτωσης. Γράψτε την αντίστοιχη ακολουθία αριθμών.
1) σπειροειδοποίηση των χρωμοσωμάτων, εξαφάνιση της πυρηνικής μεμβράνης
2) απόκλιση των αδελφών χρωμοσωμάτων στους πόλους του κυττάρου
3) ο σχηματισμός δύο θυγατρικών κυττάρων
4) διπλασιασμός μορίων DNA
5) τοποθέτηση χρωμοσωμάτων στο επίπεδο του ισημερινού των κυττάρων

3. Ορίστε την αλληλουχία των διεργασιών που συμβαίνουν στη μεσοφάση και τη μίτωση. Γράψτε την αντίστοιχη ακολουθία αριθμών.
1) διάλυση της πυρηνικής μεμβράνης
2) Αντιγραφή DNA
3) καταστροφή του άξονα σχάσης
4) απόκλιση στους πόλους του κυττάρου των μονοχρωματικών χρωμοσωμάτων
5) σχηματισμός πλάκας μετάφασης

Επιλέξτε μία, την πιο σωστή επιλογή. Κατά τη διαίρεση των κυττάρων, σχηματίζεται η άτρακτος διαίρεσης
1) προφάση
2) τελοφάση
3) μετάφαση
4) ανάφαση

Επιλέξτε μία, την πιο σωστή επιλογή. Μίτωση ΔΕΝ εμφανίζεται κατά τη διάρκεια της προφάσης
1) διάλυση του πυρηνικού περιβλήματος
2) σχηματισμός ατράκτου
3) διπλασιασμός των χρωμοσωμάτων
4) διάλυση των πυρήνων

Επιλέξτε μία, την πιο σωστή επιλογή. Σε ποιο στάδιο της ζωής οι χρωματίδες γίνονται χρωμοσώματα;
1) ενδιάμεση φάση
2) προφάση
3) μετάφαση
4) ανάφαση

Επιλέξτε μία, την πιο σωστή επιλογή. Η αποσπείρωση των χρωμοσωμάτων κατά την κυτταρική διαίρεση συμβαίνει σε
1) προφάση
2) μεταφάση
3) ανάφαση
4) τελοφάση

Επιλέξτε μία, την πιο σωστή επιλογή. Σε ποια φάση της μίτωσης συνδέονται ζεύγη χρωματίδων με τα κεντρομερή τους στα νημάτια της ατράκτου σχάσης
1) ανάφαση
2) τελοφάση
3) προφάση
4) μετάφαση

Καθιερώστε μια αντιστοιχία μεταξύ των διεργασιών και των φάσεων της μίτωσης: 1) ανάφαση, 2) τελοφάση. Γράψε τους αριθμούς 1 και 2 με τη σωστή σειρά.
Α) σχηματίζεται το πυρηνικό περίβλημα
Β) τα αδελφά χρωμοσώματα αποκλίνουν στους πόλους του κυττάρου
Γ) η άτρακτος της διαίρεσης τελικά εξαφανίζεται
Δ) τα χρωμοσώματα απελευθερώνονται
Δ) τα κεντρομερή των χρωμοσωμάτων διαχωρίζονται

Όλα τα παρακάτω χαρακτηριστικά, εκτός από δύο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την περιγραφή των διεργασιών που συμβαίνουν στη μεσοφάση. Προσδιορίστε δύο σημάδια που «πέφτουν» από τη γενική λίστα και σημειώστε τους αριθμούς κάτω από τους οποίους υποδεικνύονται στον πίνακα.
1) Αντιγραφή DNA
2) σχηματισμός του πυρηνικού περιβλήματος
3) σπειροειδοποίηση των χρωμοσωμάτων
4) Σύνθεση ΑΤΡ
5) σύνθεση όλων των τύπων RNA

Πόσα κύτταρα σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της μίτωσης ενός κυττάρου; Σημειώστε μόνο τον κατάλληλο αριθμό στην απάντησή σας.

Όλα τα χαρακτηριστικά που αναφέρονται παρακάτω, εκτός από δύο, χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν τη φάση της μίτωσης που απεικονίζεται στο σχήμα. Προσδιορίστε δύο σημάδια που «πέφτουν» από τη γενική λίστα και σημειώστε τους αριθμούς κάτω από τους οποίους υποδεικνύονται.
1) ο πυρήνας εξαφανίζεται
2) σχηματίζεται ένας άξονας σχάσης
3) συμβαίνει διπλασιασμός των μορίων DNA
4) τα χρωμοσώματα συμμετέχουν ενεργά στη βιοσύνθεση των πρωτεϊνών
5) τα χρωμοσώματα σπειροειδοποιούνται

Καθορίστε την αλληλουχία των διεργασιών που συμβαίνουν κατά τη μίτωση. Γράψτε την αντίστοιχη ακολουθία αριθμών.
1) σπειροειδοποίηση των χρωμοσωμάτων
2) Χρωματιδικός διαχωρισμός
3) σχηματισμός της ατράκτου σχάσης
4) αποσπείρωση των χρωμοσωμάτων
5) διαίρεση του κυτταροπλάσματος
6) η θέση των χρωμοσωμάτων στον ισημερινό του κυττάρου

Επιλέξτε μία, την πιο σωστή επιλογή. Τι προκαλεί τη σπειροειδοποίηση των χρωμοσωμάτων στην αρχή της μίτωσης
1) η απόκτηση δομής δύο χρωματιδίων
2) ενεργή συμμετοχή των χρωμοσωμάτων στη βιοσύνθεση πρωτεϊνών
3) διπλασιασμός του μορίου DNA
4) ενίσχυση μεταγραφής

Καθιερώστε μια αντιστοιχία μεταξύ των διεργασιών και των περιόδων της μεσοφάσεως: 1) μετασυνθετική, 2) προσυνθετική, 3) συνθετική. Γράψτε τους αριθμούς 1, 2, 3 με τη σειρά που αντιστοιχεί στα γράμματα.
Α) κυτταρική ανάπτυξη
Β) Σύνθεση ATP για τη διαδικασία σχάσης
Γ) Σύνθεση ATP για αντιγραφή DNA
Δ) πρωτεϊνοσύνθεση για την κατασκευή μικροσωληνίσκων
Δ) Αντιγραφή DNA
Ε) διπλασιασμός κεντρολίων

1. Όλα τα χαρακτηριστικά που αναφέρονται παρακάτω, εκτός από δύο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να περιγράψουν τη διαδικασία της μίτωσης. Προσδιορίστε δύο σημάδια που «πέφτουν» από τη γενική λίστα και σημειώστε τους αριθμούς κάτω από τους οποίους υποδεικνύονται.
1) βασίζεται στην ασεξουαλική αναπαραγωγή
2) έμμεση διαίρεση
3) παρέχει αναγέννηση
4) διαίρεση μείωσης
5) η γενετική ποικιλότητα αυξάνεται

2. Όλα τα παραπάνω χαρακτηριστικά, εκτός από δύο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την περιγραφή των διεργασιών της μίτωσης. Προσδιορίστε δύο σημάδια που «πέφτουν» από τη γενική λίστα και σημειώστε τους αριθμούς κάτω από τους οποίους υποδεικνύονται.
1) ο σχηματισμός δισθενών
2) σύζευξη και διασταύρωση
3) η αμετάβλητη του αριθμού των χρωμοσωμάτων στα κύτταρα
4) ο σχηματισμός δύο κυττάρων
5) διατήρηση της δομής των χρωμοσωμάτων

Όλα τα χαρακτηριστικά που αναφέρονται παρακάτω, εκτός από δύο, χρησιμοποιούνται για την περιγραφή της διαδικασίας που απεικονίζεται στο σχήμα. Προσδιορίστε δύο σημάδια που «πέφτουν» από τη γενική λίστα και σημειώστε τους αριθμούς κάτω από τους οποίους υποδεικνύονται.
1) τα θυγατρικά κύτταρα έχουν το ίδιο σύνολο χρωμοσωμάτων με τα μητρικά κύτταρα
2) άνιση κατανομή του γενετικού υλικού μεταξύ των θυγατρικών κυττάρων
3) παρέχει ανάπτυξη
4) ο σχηματισμός δύο θυγατρικών κυττάρων
5) απευθείας διαίρεση

Όλες οι διαδικασίες που αναφέρονται παρακάτω, εκτός από δύο, συμβαίνουν κατά την έμμεση κυτταρική διαίρεση. Προσδιορίστε δύο διεργασίες που "πέφτουν έξω" από τη γενική λίστα και σημειώστε τους αριθμούς κάτω από τους οποίους υποδεικνύονται.
1) σχηματίζονται δύο διπλοειδή κύτταρα
2) σχηματίζονται τέσσερα απλοειδή κύτταρα
3) λαμβάνει χώρα διαίρεση σωματικών κυττάρων
4) γίνεται σύζευξη και διασταύρωση των χρωμοσωμάτων
5) Η κυτταρική διαίρεση προηγείται από μία ενδιάμεση φάση

Καθιερώστε μια αντιστοιχία μεταξύ των σταδίων του κύκλου ζωής των κυττάρων και των διαδικασιών. Εμφανίζονται κατά τη διάρκειά τους: 1) μεσοφάση, 2) μίτωση. Γράψε τους αριθμούς 1 και 2 με τη σειρά που αντιστοιχεί στα γράμματα.
Α) σχηματίζεται η άτρακτος
Β) το κύτταρο μεγαλώνει, ενεργή σύνθεση RNA και πρωτεϊνών συμβαίνει σε αυτό
Β) πραγματοποιείται κυτταροκίνηση
Δ) ο αριθμός των μορίων DNA διπλασιάζεται
Δ) τα χρωμοσώματα σπειροειδοποιούνται

Ποιες διεργασίες συμβαίνουν σε ένα κύτταρο κατά τη διάρκεια της ενδιάμεσης φάσης;
1) πρωτεϊνοσύνθεση στο κυτταρόπλασμα
2) σπειροειδοποίηση των χρωμοσωμάτων
3) Σύνθεση mRNA στον πυρήνα
4) αναδιπλασιασμός μορίων DNA
5) διάλυση της πυρηνικής μεμβράνης
6) απόκλιση των κεντρολίων του κυτταρικού κέντρου προς τους πόλους του κυττάρου

Προσδιορίστε τη φάση και τον τύπο της διαίρεσης που φαίνονται στο σχήμα. Καταγράψτε δύο αριθμούς με τη σειρά που υποδεικνύεται στην εργασία, χωρίς διαχωριστικά (κενά, κόμματα κ.λπ.).
1) ανάφαση
2) μεταφάση
3) προφάση
4) τελοφάση
5) μίτωση
6) μείωση Ι
7) μείωση II

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2018

ανιχνευτής adblock

Μίτωση σε ζωικά και φυτικά κύτταρα

Πλέον ένα σημαντικό γεγονόςΑυτό που συμβαίνει στη μίτωση είναι η ομοιόμορφη κατανομή του γενετικού υλικού. Η μίτωση στα ζωικά και φυτικά κύτταρα είναι σχεδόν η ίδια, αλλά υπάρχουν ορισμένες διαφορές, οι οποίες φαίνονται στον πίνακά μας (Εικ.

4). Τα φυτικά κύτταρα δεν έχουν κεντρόλια, αλλά κλουβί ζώωνυπάρχουν κεντρόλια, σχηματίζεται κυτταρική πλάκα σε φυτικό κύτταρο, δεν σχηματίζεται σε ζωικό κύτταρο.

Ρύζι. 4. Σύγκριση των χαρακτηριστικών της μίτωσης σε ζωικά και φυτικά κύτταρα

Στα φυτικά κύτταρα, δεν σχηματίζεται στένωση κατά τη διάρκεια της κυτταροκίνησης, αλλά στα ζώα σχηματίζεται ένα κύτταρο. Οι μιτώσεις στα φυτικά κύτταρα εμφανίζονται κυρίως στα μεριστώματα, ενώ στα ζωικά κύτταρα οι μιτώσεις εμφανίζονται σε διάφορους ιστούς και μέρη του σώματος.

Η μίτωση χωρίζεται σε τέσσερις διαδοχικές φάσεις: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση (Εικ. 5). Μεσοφάση - το κύριο στάδιο του κύκλου ζωής των κυττάρων (βλ. προηγούμενο μάθημα), είναι προετοιμασία για διαίρεση ή προηγείται του κυτταρικού θανάτου, επομένως δεν είναι φάση μίτωσης.

Ρύζι. 5. Μεσοφάση και οι ακόλουθες φάσεις της μίτωσης: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση

Στην προφάση, το DNA περιελίσσεται στον πυρήνα και, κοιτάζοντας το κύτταρο μέσω μικροσκοπίου, μπορεί κανείς να δει σφιχτά στριμμένα χρωμοσώματα (Εικ. 6).

Ρύζι. 6. Πρόφαση μίτωσης

Συνήθως φαίνεται ότι κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από δύο χρωματίδες και ενοποιητικές περιοχές - το κεντρομερίδιο. Οι πυρήνες σε αυτό το στάδιο εξαφανίζονται. σε ζωικά κύτταρα και κατώτερα φυτάτα κεντρόλια αποκλίνουν προς τους πόλους του κυττάρου.

Κοντοί μικροσωληνίσκοι εκτείνονται από κάθε κεντριόλιο με τη μορφή ακτίνων. Σχηματίζουν μια δομή σε σχήμα αστέρι.

Ρύζι. 7. Πρόφαση μίτωσης σε ζωικά και φυτικά κύτταρα

Στο τέλος της προφάσης (Εικ. 7), το πυρηνικό περίβλημα αποσυντίθεται ή διαλύεται και οι μικροσωληνίσκοι αρχίζουν να σχηματίζουν έναν άξονα σχάσης (Εικ. 8).

Ρύζι. 8. Ολοκλήρωση προφάσης και μετάβαση στη μετάφαση

Η επόμενη φάση είναι η μετάφαση. Τα χρωμοσώματα είναι διατεταγμένα με τέτοιο τρόπο ώστε τα κεντρομερή τους να βρίσκονται στο επίπεδο του ισημερινού των κυττάρων (Εικ. 9).

9. Μεταφάση: άτρακτος διαίρεσης. Στον ισημερινό βρίσκεται η πλάκα μετάφασης.

Σχηματίζεται η λεγόμενη πλάκα μετάφασης (Εικ. 10), η οποία αποτελείται από χρωμοσώματα. Οι ίνες της ατράκτου συνδέονται με τα κεντρομερή κάθε χρωμοσώματος.

Ρύζι. 10. Μεταφάση. Βαμμένη προετοιμασία. Η άτρακτος σχηματίζεται από κεντρομερή (μπλε), μικροϊνίδια (μωβ) και χρωμοσώματα της πλάκας μετάφασης - κίτρινο.

Η αναφάση είναι μια πολύ σύντομη φάση (Εικ. 11). Κάθε χρωμόσωμα χωρίζεται κατά μήκος σε δύο πανομοιότυπες χρωματίδες, οι οποίες αποκλίνουν σε αντίθετους πόλους του κυττάρου, τώρα ονομάζονται θυγατρικά χρωμοσώματα (ή χρωματίδες).

Ρύζι. 11. Ανάφαση της μίτωσης

Λόγω της ταυτότητας των θυγατρικών χρωμοσωμάτων, οι δύο πόλοι του κυττάρου έχουν το ίδιο γενετικό υλικό. Το ίδιο που ήταν στο κύτταρο πριν ξεκινήσει η μίτωση. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι την ίδια στιγμή, κοντά σε κάθε πόλο φορέων πληροφοριών - μόρια DNA συμπαγή συσκευασμένα σε χρωμοσώματα - είναι δύο φορές λιγότεροι από ό,τι στο αρχικό κύτταρο.

Η τελοφάση είναι η τελευταία φάση, τα θυγατρικά χρωμοσώματα απελευθερώνονται στους πόλους του κυττάρου και γίνονται διαθέσιμα για μεταγραφή, αρχίζει η πρωτεϊνοσύνθεση, σχηματίζονται πυρηνικές μεμβράνες και πυρήνες (Εικ. 12).

Ρύζι. 12. Τελόφαση της μίτωσης σε ζωικά και φυτικά κύτταρα

Τα νημάτια της ατράκτου σχάσης αποσυντίθενται. Εδώ τελειώνει η καρυοκίνηση και αρχίζει η κυτταροκίνηση (Εικ. 13), ενώ συμβαίνει συστολή σε ζωικά κύτταρα στο ισημερινό επίπεδο. Βαθαίνει μέχρι να γίνει ο διαχωρισμός δύο θυγατρικών κυττάρων.

Ρύζι. 13. Κυτοκίνηση

Στο σχηματισμό μιας στένωσης σημαντικός ρόλοςδομές παιχνιδιού του κυτταροσκελετού. Η κυτταροκίνηση στα φυτικά κύτταρα συμβαίνει διαφορετικά, καθώς τα φυτά έχουν ένα άκαμπτο κυτταρικό τοίχωμα και δεν διαιρούνται για να σχηματίσουν μια συστολή, αλλά σχηματίζουν ένα ενδοκυτταρικό διάφραγμα.

Η μίτωση, καταρχήν, δίνει γενετική σταθερότητα. Ως αποτέλεσμα της μίτωσης, σχηματίζονται δύο πυρήνες, οι οποίοι περιέχουν τόσα χρωμοσώματα όσα υπήρχαν στα μητρικά ή μητρικά κύτταρα.

Αυτά τα χρωμοσώματα σχηματίζονται με ακριβή αντιγραφή του μορίου DNA των γονικών χρωμοσωμάτων, με αποτέλεσμα τα γονίδιά τους να περιέχουν ακριβώς τις ίδιες κληρονομικές πληροφορίες.

Έτσι, τα θυγατρικά κύτταρα είναι γενετικά πανομοιότυπα με το μητρικό κύτταρο, καθώς η μίτωση δεν μπορεί να επιφέρει αλλαγές στις κληρονομικές πληροφορίες. Οι κυτταρικοί πληθυσμοί που λαμβάνονται με μίτωση από γονικά κύτταρα είναι γενετικά σταθεροί.

Η μίτωση είναι απαραίτητη για φυσιολογική ανάπτυξηκαι την ανάπτυξη πολυκύτταρων οργανισμών, αφού ως αποτέλεσμα της μίτωσης αυξάνεται ο αριθμός των κυττάρων.

Η μίτωση είναι ένας από τους κύριους μηχανισμούς ανάπτυξης των πολυκύτταρων ευκαρυωτών.

Η μίτωση αποτελεί τη βάση της ασεξουαλικής αναπαραγωγής πολλών ζώων και φυτών, εξασφαλίζει την αναγέννηση χαμένων τμημάτων (για παράδειγμα, τα άκρα των καρκινοειδών), καθώς και την αντικατάσταση των κυττάρων που εμφανίζεται σε έναν πολυκύτταρο οργανισμό.

Σχετική πληροφορία:

Αναζήτηση ιστότοπου:

§ 28. Κυτταρική διαίρεση - Mamontova, Sonina Βαθμός 9 (απαντήσεις)

1. Ορίστε τη ζωή και τους μιτωτικούς κύκλους ενός κυττάρου.

Κύκλος ζωής - η χρονική περίοδος από τη στιγμή που ένα κύτταρο εμφανίζεται ως αποτέλεσμα της διαίρεσης έως το θάνατό του ή μέχρι την επόμενη διαίρεση.

Ο μιτωτικός κύκλος είναι ένα σύνολο διαδοχικών και αλληλένδετων διεργασιών κατά την προετοιμασία ενός κυττάρου για διαίρεση, καθώς και κατά τη διάρκεια της ίδιας της μίτωσης.

2. Απαντήστε σε τι διαφέρει η έννοια της «μίτωσης» από την έννοια του «μιτωτικού κύκλου».

Ο μιτωτικός κύκλος περιλαμβάνει την ίδια τη μίτωση και τα στάδια προετοιμασίας του κυττάρου για διαίρεση, ενώ η μίτωση είναι μόνο η κυτταρική διαίρεση.

Να αναφέρετε τις περιόδους του μιτωτικού κύκλου.

1. περίοδος προετοιμασίας για σύνθεση DNA (G1)

2. Περίοδος σύνθεσης DNA (S)

3. περίοδος προετοιμασίας για κυτταρική διαίρεση (G2)

4. Επεκτείνετε τη βιολογική σημασία της μίτωσης.

Κατά τη μίτωση, τα θυγατρικά κύτταρα λαμβάνουν ένα διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων πανομοιότυπα με το μητρικό κύτταρο. Η σταθερότητα της δομής και η σωστή λειτουργία των οργάνων θα ήταν αδύνατη χωρίς τη διατήρηση του ίδιου συνόλου γενετικού υλικού στις κυτταρικές γενιές. Η μίτωση παρέχει εμβρυϊκή ανάπτυξη, ανάπτυξη, αποκατάσταση ιστών μετά από βλάβη, διατήρηση της δομικής ακεραιότητας των ιστών με συνεχή απώλεια κυττάρων κατά τη διάρκεια της λειτουργίας τους.

5. Υποδείξτε τις φάσεις της μίτωσης και κάντε σχηματικά σχέδια που αντικατοπτρίζουν τα γεγονότα που συμβαίνουν στο κύτταρο σε μια συγκεκριμένη φάση της μίτωσης. Γεμίστε τον πίνακα.

Η κυτταρική διαίρεση είναι η κεντρική στιγμή της αναπαραγωγής.

Στη διαδικασία της διαίρεσης, δύο κύτταρα προκύπτουν από ένα κύτταρο. Ένα κύτταρο, βασισμένο στην αφομοίωση οργανικών και ανόργανων ουσιών, δημιουργεί το δικό του είδος με χαρακτηριστική δομή και λειτουργίες.

Στην κυτταρική διαίρεση, μπορούν να παρατηρηθούν δύο κύρια σημεία: η πυρηνική διαίρεση - μίτωση και η διαίρεση του κυτταροπλάσματος - κυτταροκίνηση, ή κυτταροτομή. Η κύρια προσοχή των γενετιστών εξακολουθεί να είναι στραμμένη στη μίτωση, αφού, από τη σκοπιά της θεωρίας των χρωμοσωμάτων, ο πυρήνας θεωρείται το «όργανο» της κληρονομικότητας.

Κατά τη μίτωση, συμβαίνουν τα εξής:

1. διπλασιασμός της ουσίας των χρωμοσωμάτων.
2. αλλαγή φυσική κατάστασηκαι χημική οργάνωση των χρωμοσωμάτων.
3. απόκλιση των θυγατρικών, ή μάλλον αδελφών, χρωμοσωμάτων στους πόλους του κυττάρου.
4. επακόλουθη διαίρεση του κυτταροπλάσματος και πλήρης ανάρρωσηδύο νέους πυρήνες σε αδελφά κύτταρα.

Έτσι, στη μίτωση, το σύνολο κύκλος ζωήςπυρηνικά γονίδια: διπλασιασμός, κατανομή και λειτουργία. ως αποτέλεσμα της ολοκλήρωσης του μιτωτικού κύκλου, τα αδελφά κύτταρα καταλήγουν με ίση «κληρονομιά».

Κατά τη διαίρεση, ο πυρήνας του κυττάρου περνά από πέντε διαδοχικά στάδια: μεσοφάση, πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση. ορισμένοι κυτταρολόγοι διακρίνουν ένα άλλο έκτο στάδιο - προμετάφαση.

Διάγραμμα των φάσεων της μίτωσης σε ένα ζωικό κύτταρο

Ανάμεσα σε δύο διαδοχικές κυτταρικές διαιρέσεις, ο πυρήνας βρίσκεται στο στάδιο της μεσοφάσεως. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ο πυρήνας, κατά τη στερέωση και το χρωματισμό, έχει μια δομή πλέγματος που σχηματίζεται με τη βαφή λεπτών νημάτων, τα οποία στην επόμενη φάση σχηματίζονται σε χρωμοσώματα. Αν και η μεσόφαση ονομάζεται αλλιώς η φάση του πυρήνα ηρεμίας, στο ίδιο το σώμα, οι μεταβολικές διεργασίες στον πυρήνα κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου εκτελούνται με τη μεγαλύτερη δραστηριότητα.

Η προφάση είναι το πρώτο στάδιο στην προετοιμασία του πυρήνα για διαίρεση. σε προφαση δομή πλέγματοςο πυρήνας σταδιακά μετατρέπεται σε νήματα χρωμοσωμάτων. Από την πρώτη φάση, ακόμη και σε ένα ελαφρύ μικροσκόπιο, μπορεί κανείς να παρατηρήσει τη διπλή φύση των χρωμοσωμάτων. Αυτό υποδηλώνει ότι στον πυρήνα, είναι στην πρώιμη ή όψιμη ενδιάμεση φάση που λαμβάνει χώρα η πιο σημαντική διαδικασία μίτωσης - διπλασιασμός ή αναδιπλασιασμός των χρωμοσωμάτων, στα οποία καθένα από τα μητρικά χρωμοσώματα δημιουργεί ένα παρόμοιο - ένα θυγατρικό. Ως αποτέλεσμα, κάθε χρωμόσωμα φαίνεται διαμήκως διπλασιασμένο. Ωστόσο, αυτά τα μισά χρωμοσώματα, τα οποία ονομάζονται αδελφές χρωματίδες, δεν αποκλίνουν σε προφάση, καθώς συγκρατούνται μεταξύ τους από μια κοινή θέση - το κεντρομερίδιο. η κεντρομερής περιοχή διαιρείται αργότερα. Στην προφάση, τα χρωμοσώματα υφίστανται μια διαδικασία συστροφής κατά μήκος του άξονά τους, η οποία οδηγεί σε βράχυνση και πάχυνσή τους. Πρέπει να τονιστεί ότι σε προφάση κάθε χρωμόσωμα στην καρυόλυμφο εντοπίζεται τυχαία.

Στα ζωικά κύτταρα, ακόμη και στην όψιμη τελόφαση ή στην πολύ πρώιμη ενδιάμεση φάση, συμβαίνει διπλασιασμός του κεντρολίου, μετά τον οποίο, στην προφάση, τα θυγατρικά κεντριόλια αρχίζουν να συγκλίνουν στους πόλους και ο σχηματισμός της αστρόσφαιρας και της ατράκτου, που ονομάζεται νέα συσκευή. Ταυτόχρονα, οι πυρήνες διαλύονται. Απαραίτητο σημάδι του τέλους της προφάσης είναι η διάλυση της πυρηνικής μεμβράνης, με αποτέλεσμα τα χρωμοσώματα να βρίσκονται στη συνολική μάζα του κυτταροπλάσματος και του καρυοπλάσματος, που πλέον σχηματίζουν το μυξόπλασμα. Αυτό τελειώνει την προφάση. το κύτταρο εισέρχεται στη μετάφαση.

ΣΕ Πρόσφαταμεταξύ προφάσης και μεταφάσης, οι ερευνητές άρχισαν να διακρίνουν ένα ενδιάμεσο στάδιο που ονομάζεται προμεταφάση. Η προμετάφαση χαρακτηρίζεται από τη διάλυση και εξαφάνιση της πυρηνικής μεμβράνης και την κίνηση των χρωμοσωμάτων προς το ισημερινό επίπεδο του κυττάρου. Αλλά αυτή τη στιγμή, ο σχηματισμός της ατράκτου της αχρωματίνης δεν έχει ακόμη ολοκληρωθεί.

Μεταφάσηονομάζεται τελικό στάδιο της διάταξης των χρωμοσωμάτων στον ισημερινό της ατράκτου. Η χαρακτηριστική διάταξη των χρωμοσωμάτων στο ισημερινό επίπεδο ονομάζεται ισημερινή, ή μεταφάση, πλάκα. Η διάταξη των χρωμοσωμάτων μεταξύ τους είναι τυχαία. Στη μετάφαση, ο αριθμός και το σχήμα των χρωμοσωμάτων αποκαλύπτονται καλά, ειδικά όταν εξετάζουμε την ισημερινή πλάκα από τους πόλους της κυτταρικής διαίρεσης. Η άτρακτος της αχρωματίνης σχηματίζεται πλήρως: τα νήματα της ατράκτου αποκτούν πυκνότερη συνοχή από το υπόλοιπο κυτταρόπλασμα και συνδέονται με την κεντρομερή περιοχή του χρωμοσώματος. Το κυτταρόπλασμα του κυττάρου κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου έχει το χαμηλότερο ιξώδες.

Ανάφασηονομάζεται η επόμενη φάση της μίτωσης, κατά την οποία οι χρωματίδες διαιρούνται, που τώρα μπορούν να ονομαστούν αδελφά ή θυγατρικά χρωμοσώματα, αποκλίνουν προς τους πόλους. Σε αυτή την περίπτωση, πρώτα απ 'όλα, οι κεντρομερείς περιοχές απωθούνται μεταξύ τους και στη συνέχεια τα ίδια τα χρωμοσώματα αποκλίνουν προς τους πόλους. Πρέπει να ειπωθεί ότι η απόκλιση των χρωμοσωμάτων στην ανάφαση ξεκινά την ίδια στιγμή - "σαν να είναι κατόπιν εντολής" - και τελειώνει πολύ γρήγορα.

Στην τελόφαση, τα θυγατρικά χρωμοσώματα απελευθερώνονται και χάνουν την ορατή ατομικότητά τους. Το κέλυφος του πυρήνα και ο ίδιος ο πυρήνας σχηματίζονται. Ο πυρήνας ανακατασκευάζεται αντίστροφη σειράσε σύγκριση με τις αλλαγές που υπέστη στην προφάση. Στο τέλος, οι πυρήνες (ή πυρήνες) αποκαθίστανται επίσης και στην ποσότητα στην οποία υπήρχαν στους μητρικούς πυρήνες. Ο αριθμός των πυρήνων είναι χαρακτηριστικός για κάθε κυτταρικό τύπο.

Ταυτόχρονα αρχίζει η συμμετρική διαίρεση του κυτταρικού σώματος.

Οι πυρήνες των θυγατρικών κυττάρων εισέρχονται στην κατάσταση της μεσόφασης.

Σχέδιο κυτταροκίνησης ζωικών και φυτικών κυττάρων

Το παραπάνω σχήμα δείχνει ένα διάγραμμα της κυτταροκίνησης των ζωικών και φυτικών κυττάρων. Σε ένα ζωικό κύτταρο, η διαίρεση λαμβάνει χώρα με απολίνωση του κυτταροπλάσματος του μητρικού κυττάρου. Σε ένα φυτικό κύτταρο, ο σχηματισμός ενός κυτταρικού διαφράγματος συμβαίνει με περιοχές από πλάκες ατράκτου που σχηματίζουν ένα διάφραγμα στο επίπεδο του ισημερινού, που ονομάζεται φραγκμοπλάστη. Αυτό τερματίζει τον μιτωτικό κύκλο. Η διάρκειά του φαίνεται να εξαρτάται από τον τύπο του ιστού, φυσιολογική κατάστασησώμα, εξωτερικούς παράγοντες (θερμοκρασία, καθεστώς φωτός) και διαρκεί από 30 λεπτά έως 3 ώρες Σύμφωνα με διάφορους συγγραφείς, η ταχύτητα διέλευσης των επιμέρους φάσεων είναι μεταβλητή.

Τόσο οι εσωτερικοί όσο και οι εξωτερικοί περιβαλλοντικοί παράγοντες που επηρεάζουν την ανάπτυξη του οργανισμού και τη λειτουργική του κατάσταση επηρεάζουν τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης και τις επιμέρους φάσεις του. Δεδομένου ότι ο πυρήνας παίζει τεράστιο ρόλο στις μεταβολικές διεργασίες του κυττάρου, είναι φυσικό να πιστεύουμε ότι η διάρκεια των φάσεων της μίτωσης μπορεί να αλλάξει ανάλογα με τη λειτουργική κατάσταση του ιστού του οργάνου. Για παράδειγμα, έχει διαπιστωθεί ότι η μιτωτική δραστηριότητα διαφόρων ιστών κατά την ανάπαυση και τον ύπνο στα ζώα είναι σημαντικά υψηλότερη από ό,τι κατά τη διάρκεια της εγρήγορσης. Σε ορισμένα ζώα, η συχνότητα των κυτταρικών διαιρέσεων μειώνεται στο φως και αυξάνεται στο σκοτάδι. Θεωρείται επίσης ότι οι ορμόνες επηρεάζουν τη μιτωτική δραστηριότητα του κυττάρου.

Οι λόγοι που καθορίζουν την ετοιμότητα του κυττάρου για διαίρεση είναι ακόμα ασαφείς. Υπάρχουν λόγοι για να υποθέσουμε αρκετούς τέτοιους λόγους:

1. διπλασιασμός της μάζας του κυτταρικού πρωτοπλάσματος, των χρωμοσωμάτων και άλλων οργανιδίων, λόγω των οποίων παραβιάζονται οι σχέσεις πυρηνικού πλάσματος. για διαίρεση, ένα κύτταρο πρέπει να φτάσει ένα ορισμένο βάρος και όγκο που είναι χαρακτηριστικό των κυττάρων ενός δεδομένου ιστού.
2. διπλασιασμός των χρωμοσωμάτων.
3. έκκριση από τα χρωμοσώματα και άλλα κυτταρικά οργανίδια ειδικών ουσιών που διεγείρουν την κυτταρική διαίρεση.

Ο μηχανισμός απόκλισης των χρωμοσωμάτων προς τους πόλους στην ανάφαση της μίτωσης παραμένει επίσης ασαφής. Ενεργό ρόλο σε αυτή τη διαδικασία παίζουν προφανώς τα νημάτια ατράκτου, τα οποία είναι πρωτεϊνικά νημάτια οργανωμένα και προσανατολισμένα από κεντρόλια και κεντρομερή.

Η φύση της μίτωσης, όπως έχουμε ήδη πει, ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο και λειτουργική κατάστασηυφάσματα. Τα κύτταρα διαφορετικών ιστών χαρακτηρίζονται από διαφορετικούς τύπους μίτωσης.Στον περιγραφόμενο τύπο μίτωσης, η κυτταρική διαίρεση γίνεται με ίσο και συμμετρικό τρόπο. Ως αποτέλεσμα της συμμετρικής μίτωσης, τα αδελφά κύτταρα είναι κληρονομικά ισοδύναμα όσον αφορά τόσο τα πυρηνικά γονίδια όσο και το κυτταρόπλασμα. Ωστόσο, εκτός από τη συμμετρική, υπάρχουν και άλλοι τύποι μίτωσης, και συγκεκριμένα: ασύμμετρη μίτωση, μίτωση με καθυστερημένη κυτταροκίνηση, διαίρεση πολυπύρηνων κυττάρων (διαίρεση syncytia), αμίτωση, ενδομίτωση, ενδοπαραγωγή και πολυθένεια.

Στην περίπτωση της ασύμμετρης μίτωσης, τα αδελφά κύτταρα είναι άνισα σε μέγεθος, ποσότητα κυτταροπλάσματος και επίσης σε σχέση με τη μελλοντική τους μοίρα. Ένα παράδειγμα αυτού είναι τα άνισου μεγέθους αδελφά (θυγατρικά) κύτταρα του νευροβλάστη της ακρίδας, τα αυγά ζώων κατά την ωρίμανση και κατά τη διάρκεια του σπειροειδούς κατακερματισμού. κατά τη διαίρεση των πυρήνων σε κόκκους γύρης, ένα από τα θυγατρικά κύτταρα μπορεί να διαιρεθεί περαιτέρω, το άλλο δεν μπορεί κ.λπ.

Η μίτωση με καθυστέρηση στην κυτταροκίνηση χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι ο κυτταρικός πυρήνας διαιρείται πολλές φορές και μόνο τότε συμβαίνει η διαίρεση του κυτταρικού σώματος. Ως αποτέλεσμα αυτής της διαίρεσης, σχηματίζονται πολυπύρηνα κύτταρα όπως το συγκύτιο. Ένα παράδειγμα αυτού είναι ο σχηματισμός ενδοσπερμιακών κυττάρων και ο σχηματισμός σπορίων.

Αμίτωσηονομάζεται άμεση σχάση του πυρήνα χωρίς σχηματισμό μορφών σχάσης. Σε αυτή την περίπτωση, η διαίρεση του πυρήνα γίνεται με το «δέσιμο» του σε δύο μέρη. μερικές φορές σχηματίζονται αρκετοί πυρήνες από έναν πυρήνα ταυτόχρονα (κατακερματισμός). Η αμίτωση εντοπίζεται συνεχώς στα κύτταρα ενός αριθμού εξειδικευμένων και παθολογικών ιστών, για παράδειγμα, σε καρκινικούς όγκους. Μπορεί να παρατηρηθεί υπό την επίδραση διαφόρων επιβλαβών παραγόντων (ιονίζουσα ακτινοβολία και υψηλή θερμοκρασία).

Ενδομίτωσηονομάζεται μια τέτοια διαδικασία όταν συμβαίνει διπλασιασμός της πυρηνικής σχάσης. Σε αυτή την περίπτωση, τα χρωμοσώματα, ως συνήθως, αναπαράγονται στη μεσόφαση, αλλά η επακόλουθη απόκλιση συμβαίνει μέσα στον πυρήνα με τη διατήρηση του πυρηνικού περιβλήματος και χωρίς το σχηματισμό ατράκτου αχρωματίνης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αν και το κέλυφος του πυρήνα διαλύεται, ωστόσο, η απόκλιση των χρωμοσωμάτων στους πόλους δεν συμβαίνει, με αποτέλεσμα ο αριθμός των χρωμοσωμάτων στο κύτταρο να πολλαπλασιάζεται ακόμη και κατά αρκετές δεκάδες φορές. Η ενδομίτωση εμφανίζεται σε κύτταρα διαφόρων ιστών φυτών και ζώων. Έτσι, για παράδειγμα, η A. A. Prokofieva-Belgovskaya έδειξε ότι με ενδομίτωση στα κύτταρα εξειδικευμένων ιστών: στον κύκλωπα υποδερμίδα, λίπος σώμα, περιτοναϊκό επιθήλιο και άλλους ιστούς του γεμίσματος (Stenobothrus) - το σύνολο των χρωμοσωμάτων μπορεί να αυξηθεί 10 φορές. Αυτός ο πολλαπλασιασμός του αριθμού των χρωμοσωμάτων σχετίζεται με τα λειτουργικά χαρακτηριστικά του διαφοροποιημένου ιστού.

Με την πολυθενία, ο αριθμός των νημάτων των χρωμοσωμάτων πολλαπλασιάζεται: μετά από αναδιπλασιασμό σε όλο το μήκος, δεν αποκλίνουν και παραμένουν γειτονικά μεταξύ τους. Σε αυτή την περίπτωση, ο αριθμός των νημάτων των χρωμοσωμάτων σε ένα χρωμόσωμα πολλαπλασιάζεται, ως αποτέλεσμα, η διάμετρος των χρωμοσωμάτων αυξάνεται σημαντικά. Ο αριθμός τέτοιων λεπτών νημάτων σε ένα χρωμόσωμα πολυτενίου μπορεί να φτάσει τα 1000-2000. Σε αυτή την περίπτωση σχηματίζονται τα λεγόμενα γιγάντια χρωμοσώματα. Με την πολυθενία, όλες οι φάσεις του μιτωτικού κύκλου πέφτουν, εκτός από την κύρια - την αναπαραγωγή των πρωταρχικών κλώνων του χρωμοσώματος. Το φαινόμενο της πολυθενίας παρατηρείται στα κύτταρα ενός αριθμού διαφοροποιημένων ιστών, για παράδειγμα, σε ιστό σιελογόνων αδένωνΔίπτερα, στα κύτταρα κάποιων φυτών και πρωτόζωων.

Μερικές φορές υπάρχει διπλασιασμός ενός ή περισσότερων χρωμοσωμάτων χωρίς καμία μεταμόρφωση του πυρήνα - αυτό το φαινόμενο ονομάζεται ενδοπαραγωγή.

Έτσι, όλες οι φάσεις της κυτταρικής μίτωσης που συνθέτουν τον μιτωτικό κύκλο είναι υποχρεωτικές μόνο για μια τυπική διαδικασία.

σε ορισμένες περιπτώσεις, κυρίως σε διαφοροποιημένους ιστούς, ο μιτωτικός κύκλος υφίσταται αλλαγές. Τα κύτταρα τέτοιων ιστών έχουν χάσει την ικανότητα να αναπαράγουν ολόκληρο τον οργανισμό και η μεταβολική δραστηριότητα του πυρήνα τους προσαρμόζεται στη λειτουργία του κοινωνικοποιημένου ιστού.

Τα εμβρυϊκά και μεριστωματικά κύτταρα, που δεν έχουν χάσει τη λειτουργία αναπαραγωγής ολόκληρου του οργανισμού και ανήκουν σε αδιαφοροποίητους ιστούς, διατηρούν τον πλήρη κύκλο της μίτωσης, στον οποίο βασίζεται η ασεξουαλική και βλαστική αναπαραγωγή.

Εάν βρείτε κάποιο σφάλμα, επιλέξτε ένα κομμάτι κειμένου και πατήστε Ctrl+Enter.

Σε επαφή με

Συμμαθητές

Θέμα μαθήματος. Κυτταρική διαίρεση. Μίτωσις

Σκοπός του μαθήματος:να χαρακτηρίσει την κύρια μέθοδο διαίρεσης των ευκαρυωτικών κυττάρων - τη μίτωση, να αποκαλύψει τα χαρακτηριστικά της πορείας κάθε φάσης της μίτωσης, να δημιουργήσει μια ιδέα της αμίτωσης.

Καθήκοντα:

• να σχηματίσει γνώση σχετικά με τη σημασία της διαίρεσης για την ανάπτυξη, την ανάπτυξη, την αναπαραγωγή του κυττάρου και του οργανισμού στο σύνολό του. εξετάστε τον μηχανισμό της μίτωσης.
• χαρακτηρίζουν τα κύρια στάδια του κυτταρικού και μιτωτικού κύκλου.
• βελτίωση των δεξιοτήτων εργασίας με μικροσκόπιο·
• αποκαλύπτουν τη βιολογική σημασία της μίτωσης.

Πόροι:υπολογιστής, μικροσκόπια, μικροδιαφάνειες «Μίτωση σε κύτταρα ρίζας κρεμμυδιού», διαδραστικός πίνακας, παρουσίαση πολυμέσων «Διαίρεση κυττάρων. Μίτωση», δίσκος – «εργαστήριο Βιολογίας βαθμοί 6-11», βίντεο «Στάδια μίτωσης», δυναμικό εγχειρίδιο «Μίτωση».

Στάδια μαθήματος

1. Οργανωτική στιγμή.

Θέτοντας το στόχο του μαθήματος, ορίζοντας το πρόβλημα και το θέμα του μαθήματος.

Κατά τη στιγμή της γέννησης, ένα παιδί ζυγίζει κατά μέσο όρο 3-3,5 κιλά και έχει ύψος περίπου 50 cm, ένα μικρό καφέ αρκούδα του οποίου οι γονείς φτάνουν σε βάρος 200 κιλά ή περισσότερο δεν ζυγίζει περισσότερο από 500 γραμμάρια και ένα μικροσκοπικό καγκουρό ζυγίζει λιγότερο από 1 γραμμάριο. Ένας όμορφος κύκνος μεγαλώνει από μια γκρίζα απεριόριστη γκόμενα, ένας εύστροφος γυρίνος μετατρέπεται σε καταπραϋντικό φρύνο και μια τεράστια βελανιδιά μεγαλώνει από ένα βελανίδι που φυτεύτηκε κοντά στο σπίτι, το οποίο εκατό χρόνια αργότερα ευχαριστεί τις νέες γενιές ανθρώπων με την ομορφιά του.

Προβληματική ερώτηση. Μέσα από ποιες διαδικασίες είναι δυνατές όλες αυτές οι αλλαγές; (Διαφάνεια 1)

Όλες αυτές οι αλλαγές είναι δυνατές λόγω της ικανότητας των οργανισμών να αναπτύσσονται και να αναπτύσσονται. Το δέντρο δεν θα μετατραπεί σε σπόρο, τα ψάρια δεν θα επιστρέψουν στα αυγά - οι διαδικασίες ανάπτυξης και ανάπτυξης είναι μη αναστρέψιμες. Αυτές οι δύο ιδιότητες της ζωντανής ύλης είναι άρρηκτα συνδεδεμένες μεταξύ τους και βασίζονται στην ικανότητα του κυττάρου να διαιρείται και να εξειδικεύεται. . Ποιο είναι το θέμα του μαθήματος; (Διαφάνεια 2)

Το θέμα του μαθήματος είναι «Διαίρεση κυττάρων. Μίτωση" (Διαφάνεια 3)

Για να ξεκινήσετε να μελετάτε νέο θέμαπρέπει να θυμηθούμε το υλικό που μελετήσαμε προηγουμένως (Διαφάνειες 4,5,6)

2. Εκμάθηση νέου υλικού.

ΤΥΠΟΙ ΔΙΑΙΡΕΣΗΣ ΚΥΤΤΑΡΩΝ (Διαφάνεια 7)

Μία από τις διατάξεις της κυτταρικής θεωρίας βασίζεται στο συμπέρασμα του Γερμανού επιστήμονα Rudolf Virchow «Κάθε κύτταρο από ένα κύτταρο». Αυτή ήταν η αρχή της μελέτης των διεργασιών της κυτταρικής διαίρεσης, οι κύριες κανονικότητες των οποίων αποκαλύφθηκαν στα τέλη του 19ου αιώνα.

Η αναπαραγωγή είναι ένα από τις πιο σημαντικές ιδιότητεςζωντανοί οργανισμοί. Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί, ανεξαιρέτως, είναι ικανοί να αναπαραχθούν, από βακτήρια μέχρι θηλαστικά. Οι μέθοδοι αναπαραγωγής σε διαφορετικούς οργανισμούς μπορεί να είναι πολύ διαφορετικές μεταξύ τους, αλλά η κυτταρική διαίρεση είναι η βάση κάθε τύπου αναπαραγωγής. Διάρκεια ζωής πολυκύτταρος οργανισμόςυπερβαίνει τη διάρκεια ζωής των περισσότερων κυττάρων που το αποτελούν. Ετσι, νευρικά κύτταρασταματήστε να διαιρείτε ταυτόχρονα προγεννητική ανάπτυξη. Μόλις προκύψουν, τα κύτταρα που σχηματίζουν γραμμωτούς μυϊκούς ιστούς στα ζώα και ιστούς αποθήκευσης στα φυτά δεν διαιρούνται πλέον. Οι πολυκύτταροι οργανισμοί αναπτύσσονται, αναπτύσσονται, υφίστανται ανανέωση κυττάρων και ιστών, ακόμη και τμημάτων του σώματος (Θυμηθείτε την αναγέννηση) Είναι γνωστό ότι τα κύτταρα γερνούν και πεθαίνουν. Για παράδειγμα, τα ηπατικά κύτταρα ζουν 18 μήνες, τα ερυθροκύτταρα - 4 μήνες, το εντερικό επιθήλιο 1-2 ημέρες (περίπου 70 δισεκατομμύρια άνθρωποι πεθαίνουν κάθε μέρα).

εντερικά επιθηλιακά κύτταρα και 2 δισεκατομμύρια ερυθροκύτταρα). Αυτό σημαίνει ότι τα κύτταρα ανανεώνονται συνεχώς στο σώμα. Είναι επίσης γνωστό ότι, κατά μέσο όρο, 1 φορά σε 7 χρόνια, τα κελιά ενημερώνονται. Επομένως, σχεδόν όλα τα κύτταρα των πολυκύτταρων οργανισμών πρέπει να διαιρεθούν για να αντικαταστήσουν τα κύτταρα που πεθαίνουν. Όλα τα νέα κύτταρα προκύπτουν με διαίρεση από ένα υπάρχον κελί.

ΑΜΙΤΩΣΗ. Απευθείας διαίρεση του πυρήνα μεσοφάσεως με στένωση χωρίς σχηματισμό ατράκτου σχάσης (τα χρωμοσώματα γενικά δεν διακρίνονται σε ένα ελαφρύ μικροσκόπιο). Αυτή η διαίρεση συμβαίνει σε μονοκύτταρους οργανισμούς (για παράδειγμα, πολυπλοειδής μεγάλοι βλεφαρικοί πυρήνες που διαιρούνται με αμίτωση), καθώς και σε ορισμένα εξαιρετικά εξειδικευμένα κύτταρα φυτών και ζώων με εξασθενημένη φυσιολογική δραστηριότητα, εκφυλισμένα, καταδικασμένα σε θάνατο ή κατά τη διάρκεια διαφόρων παθολογικών διεργασιών, όπως π.χ. κακοήθης ανάπτυξη, φλεγμονή κ.λπ. Μετά την αμίτωση, το κύτταρο δεν μπορεί να εισέλθει σε μιτωτική διαίρεση.

Η ΜΗΤΩΣΗ (από τα ελληνικά. Mitos-νήμα) έμμεση διαίρεση, είναι ο κύριος τρόπος διαίρεσης των ευκαρυωτικών κυττάρων. Η μίτωση είναι η διαδικασία της κυτταρικής διαίρεσης, ως αποτέλεσμα της οποίας τα θυγατρικά κύτταρα λαμβάνουν γενετικό υλικό πανομοιότυπο με αυτό που περιέχεται στο μητρικό κύτταρο.

ΜΕΙΩΣΙΣ (έμμεση διαίρεση) είναι ιδιαίτερο τρόποκυτταρική διαίρεση, η οποία έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση (μείωση) του αριθμού των χρωμοσωμάτων κατά το ήμισυ. Κατά τη διάρκεια της μείωσης, συμβαίνουν δύο κυτταρικές διαιρέσεις και σχηματίζονται τέσσερα απλοειδή (nc) γεννητικά κύτταρα από ένα διπλοειδές κύτταρο (2n2c). Κατά τη διάρκεια της περαιτέρω διαδικασίας γονιμοποίησης (σύντηξη γαμετών), ο οργανισμός μιας νέας γενιάς θα λάβει ξανά ένα διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων, δηλαδή, ο καρυότυπος των οργανισμών ενός δεδομένου είδους παραμένει σταθερός σε αρκετές γενιές.

Συμπέρασμα: Υπάρχουν τρία είδη κυτταρικής διαίρεσης, χάρη στην οποία οι οργανισμοί αναπτύσσονται, αναπτύσσονται, πολλαπλασιάζονται (αμίτωση, μίτωση, μείωση).

Η μίτωση είναι ο κύριος τρόπος κυτταρικής διαίρεσης.

Μίτωση (από το ελληνικό mitos - νήμα) - έμμεση κυτταρική διαίρεση. Εξασφαλίζει την ομοιόμορφη μετάδοση των κληρονομικών πληροφοριών του μητρικού κυττάρου σε δύο θυγατρικά κύτταρα.

Χάρη σε αυτόν τον τύπο κυτταρικής διαίρεσης σχηματίζονται σχεδόν όλα τα κύτταρα ενός πολυκύτταρου οργανισμού.

Ο μιτωτικός (κυτταρικός) κύκλος αποτελείται από ένα προπαρασκευαστικό στάδιο (ενδιάμεση φάση) και την πραγματική διαίρεση - μίτωση (πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση).

χαρακτηριστικά της μίτωσης.

Για να μελετήσουμε το θέμα, θα εργαστούμε σε ζευγάρια.

ΑΣΚΗΣΗ 1.

1. Μελετήστε τα χαρακτηριστικά της πρώτης φάσης μίτωσης – προφάσης.

2. Καταγράψτε τα χαρακτηριστικά της προφάσης στο τετράδιό σας αφού συζητήσετε την απάντηση. (Διαφάνεια 9)

ΕΡΓΑΣΙΑ 2.

1. Μελετήστε τα χαρακτηριστικά της δεύτερης φάσης μίτωσης – μετάφασης.

2. Καταγράψτε τα χαρακτηριστικά της μεταφάσεως στο τετράδιό σας αφού συζητήσετε την απάντηση. (Διαφάνεια 10)

ΕΡΓΑΣΙΑ 3.

1. Μελετήστε τα χαρακτηριστικά της τρίτης φάσης μίτωσης – ανάφασης.

2. Καταγράψτε τα χαρακτηριστικά της ανάφασης σε ένα τετράδιο αφού συζητήσετε την απάντηση. (Διαφάνεια 11)

ΕΡΓΑΣΙΑ 4.

1. Μελετήστε τα χαρακτηριστικά της τέταρτης φάσης της μίτωσης - τελοφάσης.

2. Καταγράψτε τα χαρακτηριστικά της τελοφάσης σε ένα τετράδιο αφού συζητήσετε την απάντηση. (Διαφάνεια 12)

Παιδιά! Τώρα η προσοχή σας θα παρουσιαστεί στο βίντεο "MITOSIS". Πρέπει να το ελέγξετε προσεκτικά και στη συνέχεια να ολοκληρώσετε την εργασία. (Διαφάνεια 12)

ΑΣΚΗΣΗ.Προσδιορίστε και σημειώστε τα ονόματα της φάσης που αντιστοιχεί στην περιγραφή της. (Διαφάνεια 13)

3. Εμπέδωση της μελετημένης ύλης.

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ №5.(Διαφάνεια 14.15)

Θέμα: «Μίτωση σε κύτταρα ρίζας κρεμμυδιού».

Στόχος:να μελετήσει τη διαδικασία της μίτωσης σε κύτταρα ρίζας κρεμμυδιού.

Εξοπλισμός: μικροσκόπια φωτός, Μικροπαρασκευάσματα «Μίτωση στα κύτταρα της ρίζας του κρεμμυδιού».

Πρόοδος

1. Εξετάστε το τελικό μικροπαρασκεύασμα, αν είναι δυνατόν, βρείτε κύτταρα σε όλα τα στάδια της μίτωσης.

2. Συγκρίνετε την εικόνα στο μικροσκόπιο με τη φωτομικρογραφία στην παρουσίαση για το μάθημα (διαφάνεια).
3. Προσδιορίστε το σύνολο των χρωμοσωμάτων σε κάθε φάση της μίτωσης.
4. Περιγράψτε τα χαρακτηριστικά κάθε παρατηρούμενου σταδίου μίτωσης.
5. Εξάγετε ένα συμπέρασμα για τον ρόλο της μίτωσης.
Ερωτήσεις για ενοποίηση.(Διαφάνεια 16, 17, 18)

1. συνολικό βάροςαπό όλα τα μόρια DNA σε 46 χρωμοσώματα ενός ανθρώπινου σωματικού κυττάρου είναι 6-10 "9 mg. Ποια θα είναι η μάζα των μορίων DNA σε: α) τη μετάφαση της μίτωσης· β) την τελόφαση της μίτωσης;

2. Σκεφτείτε αν μπορούν οι συνθήκες περιβάλλονεπηρεάζουν τη διαδικασία της μίτωσης. Τι συνέπειες μπορεί να έχει αυτό για τον οργανισμό;

3. Γιατί τα θυγατρικά κύτταρα σχηματίζονται κατά τη μίτωση με ένα σύνολο χρωμοσωμάτων ίσο με το σύνολο των χρωμοσωμάτων στο μητρικό κύτταρο; Ποια είναι η σημασία αυτού στη ζωή των οργανισμών;

4. Σκεφτείτε εάν οι περιβαλλοντικές συνθήκες μπορούν να επηρεάσουν τη διαδικασία της μίτωσης. Τι συνέπειες μπορεί να έχει αυτό για τον οργανισμό;

5. Γιατί τα θυγατρικά κύτταρα σχηματίζονται κατά τη μίτωση με ένα σύνολο χρωμοσωμάτων ίσο με το σύνολο των χρωμοσωμάτων στο μητρικό κύτταρο; Ποια είναι η σημασία αυτού στη ζωή των οργανισμών;

Στο τέλος του μαθήματος συνοψίζονται τα αποτελέσματα.

Η μίτωση είναι πολύ ουσιαστική διαδικασία, δαπανήθηκε πολύς χρόνος και προσπάθεια από τους επιστήμονες για να κατανοήσουν όλα τα χαρακτηριστικά αυτής της διαδικασίας. Για παράδειγμα, διαπιστώθηκε ότι η μίτωση στα φυτικά και ζωικά κύτταρα προχωρά με ορισμένες διαφορές, ότι υπάρχουν παράγοντες που επηρεάζουν δυσμενώς την πορεία της.

Επιπλέον, στη βιβλιογραφία μπορείτε να δείτε μια άλλη μορφή διαίρεσης - άμεση ή αμίτωση. Εργαστείτε με πρόσθετη βιβλιογραφία.

Ομάδα 1: εργασία "Αμίτωση"

Επιλέξτε σημεία «αναφοράς» από το κείμενο, π.χ. σε 4-5 θέσεις υποδεικνύουν τα κύρια σημάδια της αμίτωσης. «Η μίτωση είναι ο πιο κοινός, αλλά όχι ο μοναδικός τύπος κυτταρικής διαίρεσης. Σχεδόν όλοι οι ευκαρυώτες έχουν τη λεγόμενη άμεση πυρηνική σχάση ή αμίτωση. Κατά τη διάρκεια της αμίτωσης, δεν υπάρχει συμπύκνωση των χρωμοσωμάτων και δεν σχηματίζεται ατράκτης και ο πυρήνας διαιρείται με συστολή ή κατακερματισμό, παραμένοντας στη μεσοφασική κατάσταση. Η κυτταροκίνηση ακολουθεί πάντα την πυρηνική διαίρεση, με αποτέλεσμα το σχηματισμό ενός πολυπύρηνου κυττάρου. Η αμιτωτική διαίρεση είναι χαρακτηριστική για κύτταρα που ολοκληρώνουν την ανάπτυξη: πεθαίνοντας επιθηλιακά, θυλακιώδη κύτταρα των ωοθηκών... Η αμίτωση εμφανίζεται επίσης σε παθολογικές διεργασίες: φλεγμονή, κακοήθη νεόπλασμα… μετά από αυτό τα κύτταρα δεν είναι ικανά για μιτωτική διαίρεση».

Ομάδα 2: εργασία "παραβίαση της μίτωσης"

Δημιουργήστε λογικά ζεύγη: είδος επιπτώσεων - συνέπειες.

«Η σωστή πορεία της μίτωσης μπορεί να διαταραχθεί από διάφορους εξωτερικοί παράγοντες: υψηλές δόσειςακτινοβολία, ορισμένες χημικές ουσίες. Για παράδειγμα, υπό την επίδραση των ακτίνων Χ, το DNA του χρωμοσώματος μπορεί να σπάσει και τα χρωμοσώματα επίσης να σπάσουν. Τέτοια χρωμοσώματα δεν μπορούν να κινηθούν, για παράδειγμα, σε ανάφαση. Ορισμένες χημικές ουσίες που δεν είναι χαρακτηριστικές των ζωντανών οργανισμών (αλκοόλες, φαινόλες) διαταράσσουν τον συντονισμό των μιτωτικών διεργασιών. Μερικά χρωμοσώματα κινούνται πιο γρήγορα, άλλα πιο αργά. Μερικά από αυτά μπορεί να μην περιλαμβάνονται καθόλου στους θυγατρικούς πυρήνες. Υπάρχουν ουσίες που εμποδίζουν το σχηματισμό νημάτων ατράκτου σχάσης. Ονομάζονται κυτταροστατικά, για παράδειγμα, κολχικίνη και κολκεμίδη. Δρώντας στο κύτταρο, η διαίρεση μπορεί να σταματήσει στο στάδιο της προμεταφάσης. Ως αποτέλεσμα μιας τέτοιας πρόσκρουσης, ένα διπλό σύνολο χρωμοσωμάτων εμφανίζεται στον πυρήνα.

Συμπεράσματα. (Διαφάνεια 19)

Σήμερα το μάθημα ήταν αφιερωμένο στην πιο σημαντική διαδικασία - τη μίτωση. Αφιερώσαμε αρκετό χρόνο στην ίδια τη διαδικασία, τα χαρακτηριστικά και τα προβλήματά της. Το πιο σημαντικό, αυτή η διαδικασία διασφαλίζει τη γενετική σταθερότητα του είδους, καθώς και τις διαδικασίες αναγέννησης, ανάπτυξης και ασεξουαλικής (βλαστικής) αναπαραγωγής. Η διαδικασία είναι πολύπλοκη, πολλαπλών σταδίων και πολύ ευαίσθητη στους περιβαλλοντικούς παράγοντες.

Εργασία για το σπίτι.

1. Μελέτη § 29

2. Συμπληρώστε τον πίνακα «Μιτωτικός κυτταρικός κύκλος»

Εξηγήστε τι καθορίζει τον αριθμό των χρωμοσωμάτων στο DNA σε διάφορα στάδια της μίτωσης.

μιτωτικό κυτταρικό κύκλο

Μεσοφάση και διάφορες μέθοδοι κυτταρικής διαίρεσης. Υπάρχουν δύο μέθοδοι διαίρεσης: 1) η πιο κοινή, πλήρης διαίρεση - μίτωση (έμμεση διαίρεση) και 2) αμίτωση (άμεση διαίρεση). Κατά τη μιτωτική διαίρεση, το κυτταρόπλασμα αναδομείται, το πυρηνικό περίβλημα καταστρέφεται και τα χρωμοσώματα αναγνωρίζονται. Στη ζωή ενός κυττάρου, υπάρχει μια περίοδος μίτωσης και ένα διάστημα μεταξύ των διαιρέσεων, το οποίο ονομάζεται ενδιάμεση φάση. Ωστόσο, η περίοδος της μεσοφάσης (μη διαιρούμενα κύτταρα) στην ουσία της μπορεί να είναι διαφορετική. Σε ορισμένες περιπτώσεις, κατά τη διάρκεια της μεσόφασης, το κύτταρο λειτουργεί και ταυτόχρονα προετοιμάζεται για την επόμενη διαίρεση. Σε άλλες περιπτώσεις, τα κύτταρα εισέρχονται στη μεσοφάση, λειτουργούν, αλλά δεν προετοιμάζονται πλέον για διαίρεση. Ως μέρος ενός πολύπλοκου πολυκύτταρου οργανισμού, υπάρχουν πολυάριθμες ομάδες κυττάρων που έχουν χάσει την ικανότητα να διαιρούνται. Αυτά περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, νευρικά κύτταρα. Η προετοιμασία των κυττάρων για μίτωση λαμβάνει χώρα στη μεσοφάση. Για να φανταστείτε τα κύρια χαρακτηριστικά αυτής της διαδικασίας, θυμηθείτε τη δομή του κυτταρικού πυρήνα.

Βασικός δομική μονάδαΟι πυρήνες είναι χρωμοσώματα που αποτελούνται από DNA και πρωτεΐνη. Στους πυρήνες των ζωντανών μη διαιρεόμενων κυττάρων, κατά κανόνα, τα μεμονωμένα χρωμοσώματα δεν διακρίνονται, αλλά το μεγαλύτερο μέρος της χρωματίνης, που βρίσκεται σε χρωματισμένα παρασκευάσματα με τη μορφή λεπτών νημάτων ή κόκκων διαφόρων μεγεθών, αντιστοιχεί στα χρωμοσώματα. Σε ορισμένα κύτταρα, τα μεμονωμένα χρωμοσώματα είναι επίσης καθαρά ορατά στον πυρήνα της μεσοφάσεως, για παράδειγμα, σε ταχέως διαιρούμενα κύτταρα ενός αναπτυσσόμενου γονιμοποιημένου ωαρίου και στους πυρήνες ορισμένων πρωτόζωων. Σε διαφορετικές περιόδους της ζωής, τα χρωμοσωμικά κύτταρα υφίστανται κυκλικές αλλαγές που μπορούν να εντοπιστούν από τη μια διαίρεση στην άλλη.

Τα χρωμοσώματα κατά τη μίτωση είναι επιμήκη πυκνά σώματα, κατά μήκος των οποίων διακρίνονται δύο κλώνοι - χρωματίδες που περιέχουν DNA, οι οποίες είναι το αποτέλεσμα του διπλασιασμού των χρωμοσωμάτων. Κάθε χρωμόσωμα έχει μια πρωταρχική συστολή ή κεντρομερές. Αυτό το στενό τμήμα του χρωμοσώματος μπορεί να βρίσκεται είτε στη μέση είτε πιο κοντά σε ένα από τα άκρα, αλλά για κάθε συγκεκριμένο χρωμόσωμα η θέση του είναι αυστηρά σταθερή. Κατά τη μίτωση, τα χρωμοσώματα και οι χρωματίδες είναι σφιχτά περιελιγμένα ελικοειδή νήματα (μια σπειροειδής ή συμπυκνωμένη κατάσταση). Στον μεσοφασικό πυρήνα, τα χρωμοσώματα επιμηκύνονται έντονα, δηλ. απελευθερώνονται, λόγω του οποίου γίνονται δύσκολο να διακριθούν. Κατά συνέπεια, ο κύκλος των χρωμοσωμικών αλλαγών συνίσταται στη σπειροειδοποίηση, όταν βραχύνουν, πυκνώνουν και γίνονται ξεκάθαρα διακριτές, και απελευθέρωση, όταν επιμηκύνονται έντονα, συμπλέκονται και τότε καθίσταται αδύνατο να διακριθεί το καθένα ξεχωριστά. Η σπειροειδοποίηση και η αποσπείρωση συνδέονται με τη δραστηριότητα του DNA, καθώς λειτουργεί μόνο σε κατάσταση απελευθέρωσης. Η απελευθέρωση πληροφοριών, ο σχηματισμός RNA στο DNA σε σπειροειδή κατάσταση, δηλαδή κατά τη μίτωση, σταματά.

Το γεγονός ότι τα χρωμοσώματα υπάρχουν στον πυρήνα ενός μη διαιρούμενου κυττάρου αποδεικνύεται επίσης από τη σταθερότητα της ποσότητας του DNA, τον αριθμό των χρωμοσωμάτων και τη διατήρηση της ατομικότητάς τους από διαίρεση σε διαίρεση.

Προετοιμασία κυττάρου για μίτωση. Κατά τη διάρκεια της ενδιάμεσης φάσης, εμφανίζονται διάφορες διεργασίες που επιτρέπουν τη μίτωση. Ας ονομάσουμε τα πιο σημαντικά από αυτά: 1) τα κεντρόλια διπλασιάζονται, 2) τα χρωμοσώματα διπλασιάζονται, δηλ. η ποσότητα του DNA και των χρωμοσωμικών πρωτεϊνών, 3) συντίθενται πρωτεΐνες από τις οποίες είναι χτισμένη η άτρακτος της αχρωματίνης, 4) συσσωρεύεται ενέργεια με τη μορφή ATP, η οποία καταναλώνεται κατά τη διαίρεση, 5) τελειώνει η ανάπτυξη των κυττάρων.

Εξαιρετικής σημασίας για την προετοιμασία ενός κυττάρου για μίτωση είναι η σύνθεση του DNA και ο διπλασιασμός των χρωμοσωμάτων.

Ο διπλασιασμός των χρωμοσωμάτων σχετίζεται κυρίως με τη σύνθεση του DNA και την ταυτόχρονη σύνθεση πρωτεϊνών χρωμοσωμάτων. Η διαδικασία διπλασιασμού διαρκεί 6-10 ώρες και καταλαμβάνει το μεσαίο τμήμα της ενδιάμεσης φάσης. Ο διπλασιασμός των χρωμοσωμάτων προχωρά με τέτοιο τρόπο ώστε κάθε παλιό μονόκλωνο DNA να δημιουργεί ένα δεύτερο για τον εαυτό του. Αυτή η διαδικασία είναι αυστηρά διατεταγμένη και, ξεκινώντας από πολλά σημεία, εξαπλώνεται σε ολόκληρο το χρωμόσωμα.

Μίτωσις. Φάσεις μίτωσης

Η μίτωση είναι μια καθολική μέθοδος κυτταρικής διαίρεσης σε φυτά και ζώα, η κύρια ουσία της οποίας είναι η ακριβής κατανομή των διπλών χρωμοσωμάτων μεταξύ των δύο σχηματισμένων θυγατρικών κυττάρων. Η προετοιμασία ενός κυττάρου για διαίρεση, όπως μπορούμε να δούμε, καταλαμβάνει σημαντικό μέρος της μεσόφασης και η μίτωση ξεκινά μόνο όταν ολοκληρωθεί πλήρως η προετοιμασία στον πυρήνα και στο κυτταρόπλασμα. Η όλη διαδικασία χωρίζεται σε τέσσερις φάσεις. Κατά τη διάρκεια της πρώτης από αυτές - προφάσης - τα κεντρόλια διαιρούνται και αρχίζουν να αποκλίνουν προς αντίθετες κατευθύνσεις. Γύρω από αυτά σχηματίζονται νημάτια αχρωματίνης από το κυτταρόπλασμα, τα οποία μαζί με κεντρόλες σχηματίζουν μια άτρακτο αχρωματίνης. Όταν τελειώνει η απόκλιση των κεντρολίων, ολόκληρο το κύτταρο είναι πολικό, και τα δύο κεντρόλια βρίσκονται σε αντίθετους πόλους και το μεσαίο επίπεδο μπορεί να ονομαστεί ισημερινός. Τα νημάτια της ατράκτου της αχρωματίνης συγκλίνουν στα κεντρόλια και είναι ευρέως κατανεμημένα στον ισημερινό, μοιάζοντας σε σχήμα ατράκτου. Ταυτόχρονα με το σχηματισμό μιας ατράκτου στο κυτταρόπλασμα, ο πυρήνας αρχίζει να διογκώνεται και μια σφαίρα από παχύρρευστα νήματα - χρωμοσώματα - διακρίνεται σαφώς σε αυτό. Κατά τη διάρκεια της προφάσης, τα χρωμοσώματα σπειροειδοποιούνται, βραχύνονται και πυκνώνουν. Η προφάση τελειώνει με τη διάλυση του πυρηνικού περιβλήματος και τα χρωμοσώματα βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα. Αυτή τη στιγμή, μπορεί να φανεί ότι όλα τα χρωμοσώματα είναι ήδη διπλά.

Μετά έρχεται η δεύτερη φάση - μετάφαση. Τα χρωμοσώματα, τυχαία διατεταγμένα στην αρχή, αρχίζουν να κινούνται προς τον ισημερινό. Όλοι τους βρίσκονται συνήθως στο ίδιο επίπεδο σε ίση απόσταση από τα κεντρόλια. Αυτή τη στιγμή, ένα μέρος των νημάτων της ατράκτου είναι προσαρτημένο στα χρωμοσώματα, ενώ το άλλο μέρος τους εξακολουθεί να εκτείνεται συνεχώς από το ένα κεντρόλιο στο άλλο - αυτά είναι τα νήματα στήριξης. Τα ελκυστικά ή χρωμοσωμικά νήματα συνδέονται με κεντρομερή (πρωτογενείς συστολές χρωμοσωμάτων), αλλά πρέπει να θυμόμαστε ότι τόσο τα χρωμοσώματα όσο και τα κεντρομερή είναι ήδη διπλά. Τα νήματα έλξης από τους πόλους συνδέονται με εκείνα τα χρωμοσώματα που είναι πιο κοντά τους. Γίνεται μια μικρή παύση. Αυτό κεντρικό τμήμαμίτωση, μετά την οποία αρχίζει η τρίτη φάση - ανάφαση.

Κατά τη διάρκεια της ανάφασης, τα νημάτια έλξης της ατράκτου αρχίζουν να συστέλλονται, τεντώνοντας τα χρωμοσώματα σε διαφορετικούς πόλους. Σε αυτή την περίπτωση, τα χρωμοσώματα συμπεριφέρονται παθητικά, λυγίζοντας σαν φουρκέτα, κινούνται προς τα εμπρός με κεντρομερή, για τα οποία έλκονται από ένα νήμα ατράκτου. Στην αρχή της αναφάσης, το ιξώδες του κυτταροπλάσματος μειώνεται, γεγονός που συμβάλλει στην ταχεία κίνηση των χρωμοσωμάτων.

Κατά συνέπεια, τα νήματα της ατράκτου διασφαλίζουν την ακριβή απόκλιση των χρωμοσωμάτων (διπλασιασμός ακόμη και στη μεσοφάση) προς διαφορετικούς πόλους του κυττάρου.

Ολοκληρώθηκε η μίτωση τελευταίο στάδιο- τελοφάση. Τα χρωμοσώματα, που πλησιάζουν τους πόλους, είναι στενά συνυφασμένα μεταξύ τους. Ταυτόχρονα, αρχίζει το τέντωμα τους (απελπιέρωση) και καθίσταται αδύνατη η διάκριση μεταξύ μεμονωμένων χρωμοσωμάτων. Σταδιακά, το πυρηνικό περίβλημα σχηματίζεται από το κυτταρόπλασμα, ο πυρήνας διογκώνεται, ο πυρήνας εμφανίζεται και η προηγούμενη δομή του πυρήνα της μεσοφάσεως αποκαθίσταται.

Στο τέλος της ανάφασης ή στην αρχή της τελοφάσης, αρχίζει η διαίρεση του κυτταροπλάσματος. Στα ζωικά κύτταρα εμφανίζεται μια συστολή εξωτερικά με τη μορφή δακτυλίου, ο οποίος εμβαθύνοντας χωρίζει το κύτταρο σε δύο μικρότερα. Στα φυτά, η κυτταροπλασματική μεμβράνη αναδύεται στη μέση του κυττάρου και εξαπλώνεται στην περιφέρεια, διαιρώντας το κύτταρο στη μέση. Μετά το σχηματισμό της πλασματικής μεμβράνης, εμφανίζεται μια μεμβράνη κυτταρίνης στα φυτικά κύτταρα. Επομένως, στην κυτταρική διαίρεση Ενεργή συμμετοχήδέχεται και τον πυρήνα και το κυτταρόπλασμα. Ο πυρήνας περιέχει μοναδικές κυτταρικές δομές - χρωμοσώματα, και η άτρακτος της αχρωματίνης, που σχηματίζεται από το κυτταρόπλασμα, τα κατανέμει σωστά και εξίσου μεταξύ των δύο θυγατρικών κυττάρων.

Μήκος μίτωσης και μεσοφάση

Η μίτωση είναι μια σχετικά σύντομη περίοδος στη ζωή ενός κυττάρου· η μεσόφαση διαρκεί πολύ περισσότερο, όπως φαίνεται από τον πίνακα.

Σε ταχέως αναπαραγόμενα κύτταρα, η μίτωση μπορεί να διαρκέσει μόνο λίγα λεπτά. Κατά συνέπεια, η διάρκεια της μίτωσης ποικίλλει από αρκετά λεπτά έως 2-3 ώρες.Η ενδιάμεση φάση διαρκεί από 8-10 ώρες έως αρκετές ημέρες.

Η ταχύτητα με την οποία προχωρούν οι επιμέρους φάσεις της μίτωσης είναι επίσης διαφορετική.

1. Ποιες μέθοδοι διαίρεσης είναι χαρακτηριστικές των ευκαρυωτικών κυττάρων; Για προκαρυωτικά κύτταρα;

Μίτωση, αμίτωση, απλή δυαδική σχάση, μείωση.

Τα ευκαρυωτικά κύτταρα χαρακτηρίζονται από τις ακόλουθες μεθόδους διαίρεσης: μίτωση, αμίτωση, μείωση.

Τα προκαρυωτικά κύτταρα χαρακτηρίζονται από απλή δυαδική σχάση.

2. Τι είναι η απλή δυαδική σχάση;

Η απλή δυαδική σχάση είναι χαρακτηριστική μόνο για προκαρυωτικά κύτταρα. Τα βακτηριακά κύτταρα περιέχουν ένα χρωμόσωμα - ένα κυκλικό μόριο DNA. Πριν από την κυτταρική διαίρεση, λαμβάνει χώρα αντιγραφή και σχηματίζονται δύο πανομοιότυπα μόρια DNA, καθένα από αυτά συνδέεται με κυτταροπλασματική μεμβράνη. Κατά τη διαίρεση, το πλάσμα αναπτύσσεται μεταξύ δύο μορίων DNA με τέτοιο τρόπο που τελικά διαιρεί το κύτταρο στα δύο. Κάθε κύτταρο που προκύπτει περιέχει ένα πανομοιότυπο μόριο DNA.

3. Τι είναι η μίτωση; Περιγράψτε τις φάσεις της μίτωσης.

Η μίτωση είναι η κύρια μέθοδος κυτταρικής διαίρεσης σε ευκαρυωτικά κύτταρα, με αποτέλεσμα να σχηματίζονται δύο θυγατρικά κύτταρα με το ίδιο σύνολο χρωμοσωμάτων από ένα γονικό κύτταρο. Για ευκολία, η μίτωση χωρίζεται σε τέσσερις φάσεις:

● Πρόφαση. Στο κύτταρο, ο όγκος του πυρήνα αυξάνεται, η χρωματίνη αρχίζει να σπειροειδής, με αποτέλεσμα το σχηματισμό χρωμοσωμάτων. Κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από δύο αδελφές χρωματίδες που συνδέονται στο κεντρομερίδιο (σε ένα διπλοειδές κύτταρο, το σύνολο 2n4c). Οι πυρήνες διαλύονται, το πυρηνικό περίβλημα αποσυντίθεται. Τα χρωμοσώματα καταλήγουν στο υαλόπλασμα και διατάσσονται σε αυτό τυχαία (χαοτικά). Τα κεντριόλια αποκλίνουν ανά ζεύγη στους πόλους του κυττάρου, όπου ξεκινούν το σχηματισμό μικροσωληνίσκων της ατράκτου. Μέρος των νημάτων της ατράκτου σχάσης πηγαίνει από πόλο σε πόλο, άλλα νήματα συνδέονται με τα κεντρομερή των χρωμοσωμάτων και συμβάλλουν στην κίνησή τους στο ισημερινό επίπεδο του κυττάρου. Τα περισσότερα φυτικά κύτταρα στερούνται κεντρολίων. Σε αυτή την περίπτωση, τα κέντρα για το σχηματισμό μικροσωληνίσκων της ατράκτου είναι ειδικές δομές που αποτελούνται από μικρά κενοτόπια.

● Μεταφάση. Ο σχηματισμός της ατράκτου σχάσης έχει ολοκληρωθεί. Τα χρωμοσώματα φτάνουν στη μέγιστη σπειροειδοποίηση και είναι διατεταγμένα με τάξη στο ισημερινό επίπεδο του κυττάρου. Σχηματίζεται η λεγόμενη πλάκα μετάφασης, που αποτελείται από δύο χρωματιδικά χρωμοσώματα.

● Ανάφαση. Οι ίνες της ατράκτου βραχύνονται, με αποτέλεσμα οι αδελφές χρωματίδες κάθε χρωμοσώματος να διαχωριστούν το ένα από το άλλο και να τεντωθούν προς τους αντίθετους πόλους του κυττάρου. Από αυτό το σημείο και μετά, οι διαχωρισμένες χρωματίδες ονομάζονται θυγατρικά χρωμοσώματα. Οι πόλοι του κυττάρου έχουν το ίδιο γενετικό υλικό (κάθε πόλος έχει 2n2c).

● Τελόφαση. Τα θυγατρικά χρωμοσώματα απελευθερώνονται (ξετυλίγονται) στους πόλους του κυττάρου για να σχηματίσουν χρωματίνη. Γύρω από το πυρηνικό υλικό κάθε πόλου σχηματίζονται πυρηνικά περιβλήματα. Στους δύο πυρήνες που σχηματίζονται εμφανίζονται πυρήνες. Τα νήματα της ατράκτου σχάσης καταστρέφονται. Αυτό ολοκληρώνει τη διαίρεση του πυρήνα και ξεκινά τη διαίρεση του κυττάρου στα δύο. Στα ζωικά κύτταρα, εμφανίζεται μια δακτυλιοειδής συστολή στο ισημερινό επίπεδο, η οποία βαθαίνει μέχρι να χωριστούν δύο θυγατρικά κύτταρα. Τα φυτικά κύτταρα δεν μπορούν να μοιραστούν τη συστολή, γιατί έχουν ένα άκαμπτο κυτταρικό τοίχωμα. Στο ισημερινό επίπεδο φυτικό κύτταροαπό το περιεχόμενο των κυστιδίων του συμπλέγματος Golgi, σχηματίζεται η λεγόμενη διάμεση πλάκα, η οποία χωρίζει τα δύο θυγατρικά κύτταρα.

4. Λόγω τι τα θυγατρικά κύτταρα λαμβάνουν ταυτόσημες κληρονομικές πληροφορίες ως αποτέλεσμα της μίτωσης; Ποια είναι η βιολογική σημασία της μίτωσης;

Στη μεταφάση, στο ισημερινό επίπεδο του κυττάρου, υπάρχουν δύο χρωματιδικά χρωμοσώματα. Τα μόρια DNA στις αδελφές χρωματίδες είναι πανομοιότυπα μεταξύ τους, επειδή σχηματίστηκε ως αποτέλεσμα της αντιγραφής του αρχικού μητρικού μορίου DNA (αυτό συνέβη στην περίοδο S της μεσοφάσης που προηγείται της μίτωσης).

Σε ανάφαση, οι αδελφές χρωματίδες κάθε χρωμοσώματος διαχωρίζονται μεταξύ τους με τη βοήθεια ινών ατράκτου και τεντώνονται σε αντίθετους πόλους του κυττάρου. Έτσι, οι δύο πόλοι του κυττάρου έχουν το ίδιο γενετικό υλικό (2n2c σε κάθε πόλο), το οποίο με την ολοκλήρωση της μίτωσης γίνεται γενετικό υλικό δύο θυγατρικών κυττάρων.

Η βιολογική σημασία της μίτωσης έγκειται στο γεγονός ότι εξασφαλίζει τη μεταφορά κληρονομικών χαρακτηριστικών και ιδιοτήτων σε μια σειρά από γενεές κυττάρων. Αυτό είναι απαραίτητο για τη φυσιολογική ανάπτυξη ενός πολυκύτταρου οργανισμού. Λόγω της ακριβούς και ομοιόμορφης κατανομής των χρωμοσωμάτων κατά τη μίτωση, όλα τα κύτταρα του σώματος είναι γενετικά πανομοιότυπα. Η μίτωση καθορίζει την ανάπτυξη και ανάπτυξη των οργανισμών, την αποκατάσταση κατεστραμμένων ιστών και οργάνων (αναγέννηση). Η μιτωτική κυτταρική διαίρεση αποτελεί τη βάση της ασεξουαλικής αναπαραγωγής πολλών οργανισμών.

5. Αριθμός χρωμοσωμάτων - n, χρωματίδες - γ. Ποια θα είναι η αναλογία n και c για τα ανθρώπινα σωματικά κύτταρα επόμενες περιόδουςμεσόφαση και μίτωση. Σετ αγώνα:

1) Στην περίοδο G 1, κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από μία χρωματίδα, δηλ. Τα σωματικά κύτταρα περιέχουν ένα σύνολο 2n2c, το οποίο για ένα άτομο είναι 46 χρωμοσώματα, 46 χρωματίδες.

2) Στην περίοδο G 2, κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από δύο χρωματίδες, δηλ. Τα σωματικά κύτταρα περιέχουν το σύνολο 2n4c (46 χρωμοσώματα, 92 χρωματίδες).

3) Στην πρόφαση της μίτωσης, το σύνολο των χρωμοσωμάτων και των χρωματίδων είναι 2n4c, (46 χρωμοσώματα, 92 χρωματίδες).

4) Στη μετάφαση της μίτωσης, το σύνολο των χρωμοσωμάτων και των χρωματιδίων είναι 2n4c (46 χρωμοσώματα, 92 χρωματίδες).

5) Στο τέλος της ανάφασης της μίτωσης, λόγω του διαχωρισμού των αδελφών χρωματίδων μεταξύ τους και της απόκλισής τους σε αντίθετους πόλους του κυττάρου, κάθε πόλος έχει ένα σύνολο 2n2c (46 χρωμοσώματα, 46 χρωματίδες).

6) Στο τέλος της τελόφασης της μίτωσης, σχηματίζονται δύο θυγατρικά κύτταρα, που το καθένα περιέχει ένα σύνολο 2n2c (46 χρωμοσώματα, 46 χρωματίδες).

Απάντηση: 1 - C, 2 - D, 3 - D, 4 - D, 5 - C, 6 - C.

6. Σε τι διαφέρει η αμίτωση από τη μίτωση; Γιατί πιστεύετε ότι η αμίτωση ονομάζεται άμεση κυτταρική διαίρεση και η μίτωση ονομάζεται έμμεση;

Σε αντίθεση με τη μίτωση στην αμίτωση:

● Υπάρχει σχάση του πυρήνα με στένωση χωρίς σπειροειδοποίηση της χρωματίνης και σχηματισμός ατράκτου σχάσης, και οι τέσσερις χαρακτηριστικές φάσεις της μίτωσης απουσιάζουν.

● Το κληρονομικό υλικό κατανέμεται στους παιδικούς πυρήνες άνισα, τυχαία.

● Συχνά παρατηρείται μόνο πυρηνική διαίρεση χωρίς περαιτέρω διαίρεση του κυττάρου σε δύο θυγατρικά κύτταρα. Σε αυτή την περίπτωση, προκύπτουν διπύρηνα και ακόμη και πολυπύρηνα κύτταρα.

● Χρησιμοποιείται λιγότερη ενέργεια.

Η μίτωση ονομάζεται έμμεση διαίρεση, γιατί. σε σύγκριση με την αμίτωση, είναι αρκετά περίπλοκη και ακριβής διαδικασία, που αποτελείται από τέσσερις φάσεις και απαιτεί προκαταρκτική προετοιμασία (αντιγραφή, διπλασιασμός κεντρολίων, αποθήκευση ενέργειας, σύνθεση ειδικών πρωτεϊνών κ.λπ.). Με άμεση (δηλαδή απλή, πρωτόγονη) διαίρεση - αμίτωση, ο κυτταρικός πυρήνας χωρίς ειδική εκπαίδευσηδιαιρείται γρήγορα με συστολή και το κληρονομικό υλικό κατανέμεται τυχαία στους θυγατρικούς πυρήνες.

7. Στον πυρήνα ενός μη διαιρούμενου κυττάρου, το κληρονομικό υλικό (DNA) έχει τη μορφή μιας άμορφης διασπαρμένης ουσίας - της χρωματίνης. Πριν από τη διαίρεση, η χρωματίνη σπειροειδοποιείται και σχηματίζει συμπαγείς δομές - χρωμοσώματα και μετά τη διαίρεση επιστρέφει στην αρχική της κατάσταση. Γιατί τα κύτταρα κάνουν τόσο περίπλοκες τροποποιήσεις του κληρονομικού τους υλικού;

Κατά τη διαίρεση, το DNA στη σύνθεση της άμορφης και διεσπαρμένης χρωματίνης θα ήταν αδύνατο να κατανεμηθεί με ακρίβεια και ομοιόμορφα μεταξύ των θυγατρικών κυττάρων (αυτό ακριβώς παρατηρείται κατά την αμίτωση - το κληρονομικό υλικό κατανέμεται άνισα, τυχαία).

Από την άλλη πλευρά, εάν το κυτταρικό DNA ήταν πάντα σε συμπιεσμένη κατάσταση (δηλαδή ως μέρος των σπειροειδών χρωμοσωμάτων), θα ήταν αδύνατο να διαβαστούν όλες οι απαραίτητες πληροφορίες από αυτό.

Επομένως, στην αρχή της διαίρεσης, το κύτταρο μεταφέρει το DNA στην πιο συμπαγή κατάσταση και μετά την ολοκλήρωση της διαίρεσης, επιστρέφει στο αρχικό, βολικό για ανάγνωση.

8*. Έχει διαπιστωθεί ότι στα ημερήσια ζώα, η μέγιστη μιτωτική δραστηριότητα των κυττάρων παρατηρείται το βράδυ και η ελάχιστη - κατά τη διάρκεια της ημέρας. Στα ζώα που ακολουθούν νυχτερινό τρόπο ζωής, τα κύτταρα διαιρούνται πιο εντατικά το πρωί, ενώ η μιτωτική δραστηριότητα εξασθενεί τη νύχτα. Τι πιστεύετε, με τι συνδέεται;

Τα ημερήσια ζώα είναι ενεργά κατά τις ώρες της ημέρας. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, ξοδεύουν πολλή ενέργεια στη μετακίνηση και την αναζήτηση τροφής, ενώ τα κύτταρα τους «φθείρονται» πιο γρήγορα και πεθαίνουν πιο συχνά. Το βράδυ, όταν το σώμα αφομοιώνει την τροφή, έμαθε ΘΡΕΠΤΙΚΕΣ ουσιεςκαι συσσωρεύτηκαν αρκετάενεργοποιείται η ενέργεια, οι διαδικασίες αναγέννησης και κυρίως η μίτωση. Αντίστοιχα, στα νυκτόβια ζώα, η μέγιστη μιτωτική δραστηριότητα των κυττάρων παρατηρείται το πρωί, όταν το σώμα τους ξεκουράζεται μετά από μια ενεργή νυχτερινή περίοδο.

* Οι εργασίες που σημειώνονται με αστερίσκο απαιτούν από τους μαθητές να διατυπώσουν διάφορες υποθέσεις. Επομένως, όταν βάζει ένα βαθμό, ο δάσκαλος πρέπει να επικεντρωθεί όχι μόνο στην απάντηση που δίνεται εδώ, αλλά να λαμβάνει υπόψη κάθε υπόθεση, αξιολογώντας τη βιολογική σκέψη των μαθητών, τη λογική του συλλογισμού τους, την πρωτοτυπία των ιδεών κ.λπ. είναι σκόπιμο να εξοικειωθούν οι μαθητές με την απάντηση που δίνεται.