Faza u kojoj završava mitotička dioba. Mitotička dioba stanica

Mitotička dioba stanica

Mitoza(od grčkog Mitos - nit), naziva se i kariokineza, odnosno neizravna stanična dioba, univerzalni je mehanizam stanične diobe. Mitoza slijedi nakon G2 razdoblja i dovršava stanični ciklus.

Traje 1-3 sata i osigurava ravnomjernu distribuciju genetskog materijala u stanice kćeri. Mitoza uključuje 4 glavne faze: profazu, metafazu, anafazu i telofazu.

Mitoza je jedan od temeljnih procesa ontogeneze. Mitotička dioba osigurava rast višestaničnih eukariota povećanjem populacije stanica tkiva.

Kao rezultat mitotske diobe meristemskih stanica povećava se broj stanica biljnog tkiva. Fragmentacija oplođenog jajašca i rast većine tkiva kod životinja također se odvijaju kroz mitotičke diobe.

Na temelju morfološke značajke Mitoza se konvencionalno dijeli na faze: profaza, prometafaza, metafaza, anafaza, telofaza. Prvi opisi faza mitoze i utvrđivanje njihovog slijeda poduzeti su 70-80-ih godina 19. stoljeća. U kasnim 1870-ima, njemački histolog Walter Flemming skovao je izraz "mitoza" kako bi označio proces neizravne stanične diobe.

Prosječno trajanje mitoze je 1-2 sata. Mitoza životinjskih stanica, u pravilu, traje 30-60 minuta, a biljaka - 2-3 sata. Tijekom 70 godina u ljudskom tijelu dogodi se ukupno oko 10 14 dioba stanica.

Prvi nepotpuni opisi ponašanja i promjena jezgri u stanicama koje se dijele nalaze se u djelima znanstvenika ranih 1870-ih.

Rad ruskog botaničara Russova iz 1872. godine jasno opisuje i prikazuje metafazne i anafazne ploče koje se sastoje od pojedinačnih kromosoma.

Godinu dana kasnije, njemački zoolog G.A. Schneider je još jasnije i dosljednije, ali, dakako, ne posve potpunije, opisao mitotičku diobu na primjeru drobljenja jajašca rektalne turbellarije Mesostomum. U njegovom radu, u biti, glavne faze mitoze su opisane i ilustrirane pravilnim redoslijedom: profaza, metafaza, anafaza (rana i kasna). Godine 1874. moskovski botaničar I.D. Čistjakov je također promatrao pojedine faze stanične diobe u sporama mahovina i preslica. Unatoč prvim uspjesima, ni Russov, ni Schneider, ni Chistyakov nisu uspjeli dati jasan i dosljedan opis mitotičke diobe.

Godine 1875. objavljeni su radovi koji sadrže detaljnije opise mitoza. O. Büchli opisao je citološke uzorke u drobljenju jajašaca valjkastih crva i mekušaca te u spermatogenim stanicama insekata.

E. Strassburger proučavao je mitotičku diobu u stanicama zelene alge Spirogyra, u matičnim stanicama peludi luka i matičnim stanicama spora mahovine. Pozivajući se na rad O. Büchlija i na temelju vlastitih istraživanja, E. Strassburger je upozorio na jedinstvo procesa stanične diobe u biljnim i životinjskim stanicama.

Krajem 1878. - početkom 1879. detaljan rad Schleicher i W. Flemming. U svom radu 1879. Schleicher je predložio termin "kariokineza" na koji se odnosi složeni procesi dioba stanica, što podrazumijeva kretanje sastavnih dijelova jezgre. Walter Flemming prvi je skovao izraz "mitoza" za neizravnu diobu stanica, koji je kasnije postao općeprihvaćen. Flemming je također zaslužan za konačnu formulaciju definicije mitoze kao cikličkog procesa koji završava diobom kromosoma između stanica kćeri.

Godine 1880. O.V. Baranetsky je ustanovio spiralnu strukturu kromosoma. Tijekom daljnjih istraživanja razvile su se ideje o spiralizaciji i despiralizaciji kromosoma tijekom mitotskog ciklusa.

Početkom 1900-ih, kromosomi su identificirani kao nositelji nasljednih informacija, što je kasnije dalo objašnjenje biološku ulogu mitoza, koja se sastoji od stvaranja genetski identičnih stanica kćeri.

Sedamdesetih godina prošlog stoljeća započelo je dešifriranje i detaljno proučavanje regulatora mitotičke diobe zahvaljujući nizu eksperimenata spajanja stanica u različitim fazama staničnog ciklusa. U tim pokusima kada je stanica u M fazi kombinirana sa stanicom u bilo kojem od međufaznih stadija (G 1, S ili G 2), interfazne stanice su ušle u mitotičko stanje (započela je kondenzacija kromosoma i raspala se nuklearna membrana).

Kao rezultat toga, zaključeno je da citoplazmatska stanica sadrži faktor (ili faktore) koji stimulira mitozu, odnosno, drugim riječima, M-stimulirajući faktor (MSF, od engleskog M-phase-promoting factor, MPF).

Po prvi put je "faktor stimulacije mitoze" otkriven u zrelim neoplođenim jajima žabe pandžama u M fazi staničnog ciklusa. Citoplazma takvog jajašca, ubrizgana u oocitu, dovela je do preranog prijelaza u M-fazu i do početka sazrijevanja oocita (izvorno je skraćenica MPF označavala Maturation Promoting Factor, što se prevodi kao "poticanje sazrijevanja" faktor"). Tijekom daljnjih eksperimenata utvrđeno je univerzalno značenje i istovremeno visok stupanj očuvanosti "faktora stimulacije mitoze": ekstrakti pripravljeni iz mitotičke stanice vrlo raznoliki organizmi, kada su uneseni u jajne stanice žabe s pandžama, prenijeli su ih u M fazu.

Naknadna istraživanja otkrila su da je faktor stimulacije mitoze heterodimerni kompleks koji se sastoji od proteina ciklina i protein kinaze ovisne o ciklinu. Ciklin je regulatorni protein i nalazi se u svim eukariotima. Njegova koncentracija povremeno raste tijekom staničnog ciklusa, dostižući maksimum u metafazi mitoze. S početkom anafaze uočava se naglo smanjenje koncentracije ciklina, zbog njegove razgradnje uz pomoć složenih proteinskih proteolitičkih kompleksa - proteasoma. Protein kinaza ovisna o ciklinu je enzim (fosforilaza) koji modificira proteine ​​prijenosom fosfatne skupine s ATP-a na aminokiseline serin i treonin. Tako su utvrđivanjem uloge i strukture glavnog regulatora mitotičke diobe započela istraživanja finih regulacijskih mehanizama mitoze, koja traju i danas.

Razvoj jedinstvene tipologije i klasifikacije mitoza komplicira čitav niz značajki koje u različitim kombinacijama stvaraju raznolikost i heterogenost u obrascima mitotske diobe. Istodobno, određene opcije klasifikacije razvijene u odnosu na neke taksone neprihvatljive su u odnosu na druge, jer ne uzimaju u obzir specifičnosti njihovih mitoza. Na primjer, određene opcije za klasifikaciju mitoza karakterističnih za životinje ili biljni organizmi, pokazalo se neprihvatljivim za alge.

Jedna od ključnih značajki na kojima se temelje različite tipologije i klasifikacije mitotičke diobe je ponašanje jezgrene ovojnice. Ako se formiranje vretena i sama mitotička dioba odvijaju unutar jezgre bez razaranja nuklearne membrane, tada se ova vrsta mitoze naziva zatvorenom. Mitoza s raspadom nuklearne membrane, prema tome, naziva se otvorenom, a mitoza s raspadom nuklearne membrane samo na polovima vretena, uz stvaranje "polarnih prozora" naziva se poluzatvorena.

Još jedan karakteristična značajka je tip simetrije mitotskog vretena. Kod pleuromitoze, vreteno je bilateralno simetrično ili asimetrično i sastoji se, u pravilu, od dva poluvretena smještena u metafazi-anafazi pod kutom jedna prema drugoj. Kategoriju ortomitoza karakterizira bipolarna simetrija vretena, au metafazi se često uočava prepoznatljiva ekvatorijalna ploča.

U okviru navedenih simptoma najbrojnija je tipična otvorena ortomitoza, na primjer, principi i stadiji mitotičke diobe razmatraju se u nastavku. Ova vrsta mitoze karakteristična je za životinje, više biljke i neke protozoe.

Profaza počinje kondenzacijom kromosoma, koji postaju vidljivi pod svjetlosnim mikroskopom kao strukture poput niti. Svaki se kromosom sastoji od dvije paralelne sestrinske kromatide povezane u centromeri. Jezgrica i jezgrina ovojnica nestaju do kraja faze (posljednja se raspada u membranske vezikule, slične elementima EPS-a, a kompleks pora i lamina disociraju u podjedinice). Karioplazma je pomiješana sa citoplazmom.

Centriole migriraju na suprotne polove stanice i stvaraju filamente mitotskog (akromatinskog) vretena. U području centromera nastaju posebni proteinski kompleksi - kinetohori, na koje su pričvršćeni neki mikrotubuli vretena (mikrotubuli kinetohora); Pokazalo se da su same kinetohore sposobne inducirati okupljanje mikrotubula i stoga mogu poslužiti kao središta za organiziranje mikrotubula. Preostale mikrotubule vretena nazivamo polne mikrotubule, jer se protežu od jednog do drugog pola stanice; Mikrotubule koje leže izvan vretena, divergiraju radijalno od staničnih središta do plazmaleme, nazivaju se astralni ili mikrotubuli (niti) sjaja.

Metafaza odgovara maksimalnoj razini kondenzacije kromosoma, koji se poredaju u području ekvatora mitotskog vretena, tvoreći sliku ekvatorijalne (metafazne) ploče (bočno) ili matične zvijezde (pogled s polova). Kromosomi se pomiču u ekvatorijalnu ravninu i tamo se drže uravnoteženom napetosti mikrotubula kinetohora. Do kraja ove faze, sestrinske kromatide su odvojene rascjepom, ali se zadržavaju u području centromere.

Anafaza počinje sinkronim cijepanjem svih kromosoma u sestrinske kromatide (u području centromera) i pomicanjem kromosoma kćeri na suprotne polove stanice, što se događa duž mikrotubula vretena brzinom od 0,2-0,5 μm/min. Signal za početak anafaze uključuje oštro (za red veličine) povećanje koncentracije kalcijevih kationa u hijaloplazmi, koje izlučuju membranske vezikule koje tvore klastere na polovima vretena. Mehanizam kretanja kromosoma u anafazi nije do kraja razjašnjen, ali je utvrđeno da se u području vretena, osim aktina, nalaze proteini poput miozina i dineina, kao i niz regulacijskih proteina. Prema nekim opažanjima, nastaje skraćivanjem (rastavljanjem) mikrotubula pričvršćenih na kinetohore. Anafazu karakterizira produljenje mitotskog vretena zbog neke divergencije staničnih polova. Završava nakupljanjem na polovima stanice dva identična skupa kromosoma, koji tvore slike zvijezda (stadij zvijezda kćeri). Na kraju anafaze, uslijed kontrakcije aktinskih mikrofilamenata koncentriranih po obodu stanice (kontraktilni prsten), počinje se stvarati stanična konstrikcija koja će, produbljujući se, u sljedećoj fazi dovesti do citotomije.

Telofaza je završna faza mitoze, tijekom koje se rekonstruiraju jezgre stanica kćeri i dovršava njihovo odvajanje. Oko kondenziranih kromosoma stanica kćeri iz membranskih vezikula (prema drugim izvorima, iz EPS-a), kariolema se obnavlja, s kojom je povezana formirajuća lamina, a ponovno se pojavljuju nukleoli, koji se formiraju iz dijelova odgovarajućih kromosoma. Stanične jezgre postupno se povećavaju, a kromosomi progresivno despiriraju i nestaju, zamjenjujući ih kromatinskim uzorkom interfazne jezgre. U isto vrijeme, stanično suženje se produbljuje, a stanice ostaju povezane neko vrijeme suženim citoplazmatskim mostom koji sadrži snop mikrotubula (medijalno tijelo). Daljnje ligiranje citoplazme završava stvaranjem dviju stanica kćeri. U telofazi su organele raspoređene između stanica kćeri; Ujednačenost ovog procesa je olakšana činjenicom da su neke organele prilično brojne (na primjer, mitohondriji), dok se druge (poput ER i Golgijevog kompleksa) tijekom mitoze raspadaju na male fragmente i vezikule.

Atipične mitoze nastaju kada je mitotski aparat oštećen i karakterizirane su neravnomjernom raspodjelom genetskog materijala između stanica - aneuploidija (od grč. an - ne, eu - ispravan, ploon - nabor); u mnogim slučajevima nema citotomije, što rezultira stvaranjem divovskih stanica. Atipične mitoze karakteristične su za maligne tumore i ozračena tkiva. Što je veća njihova učestalost i veći stupanj aneuploidije, što je tumor zloćudniji. Poremećaj normalne mitotičke stanične diobe može biti uzrokovan kromosomskim abnormalnostima, koje se nazivaju kromosomske aberacije (od latinskog Aberratio - odstupanje). Varijante kromosomskih aberacija uključuju adheziju kromosoma, njihovo lomljenje na fragmente, gubitak dijela, izmjenu fragmenata, udvostručenje pojedinih dijelova kromosoma itd. Kromosomske aberacije mogu nastati spontano, ali se češće razvijaju kao posljedica djelovanja mutagena i ionizirajućeg zračenja na stanice.

Kariotipizacija - dijagnostički test kako bi se procijenio kariotip (skup kromosoma), provodi se proučavanjem kromosoma u metafaznoj ploči. Za kariotipizaciju dobiva se kultura stanica u koju se unosi kolhicin, tvar koja blokira stvaranje mitotskog vretena. Kromosomi se ekstrahiraju iz takvih stanica, koje se zatim boje i identificiraju. Normalan ljudski kariotip predstavlja 46 kromosoma - 22 para autosoma i dva spolna kromosoma (XY kod muškaraca i XX kod žena). Kariotipizacija vam omogućuje dijagnosticiranje niza bolesti povezanih s kromosomske abnormalnosti, posebice Downov sindrom (trisomija 21. kromosoma), Edwardsov sindrom (trisomija 18. kromosoma), Patauov sindrom (trisomija 13. kromosoma), kao i niz sindroma povezanih s abnormalnostima spolnih kromosoma - Klinefelterov sindrom (genotip - XXY) , Turner (genotip - XO) i drugi.

Pretpostavlja se da se složeni mitotski proces viših organizama postupno razvio iz mehanizama diobe prokariota. Ovu pretpostavku potvrđuje činjenica da su se prokarioti pojavili oko milijardu godina ranije od prvih eukariota. Osim toga, slični proteini sudjeluju u mitozi eukariota i binarnoj fisiji prokariota.

Mogući međufazi između binarne fisije i mitoze mogu se pratiti kod jednostaničnih eukariota, kod kojih nuklearna membrana nije uništena tijekom diobe. Kod većine drugih eukariota, uključujući biljke i životinje, vreteno se formira izvan jezgre, a nuklearna ovojnica se uništava tijekom mitoze. Iako mitoza u jednostaničnih eukariota još nije dobro shvaćena, može se pretpostaviti da je nastala iz binarne fisije i na kraju dosegla razinu složenosti koja se nalazi u višestaničnim organizmima.

U mnogim jednostavnim eukariotima, mitoza je također ostala proces povezan s membranom, ali sada ne plazma, već nuklearna.

Glavni regulatorni mehanizmi mitoze su procesi fosforilacije i proteolize.

Reverzibilne reakcije fosforilacije i defosforilacije omogućuju reverzibilne događaje mitoze, kao što je sklapanje/dezintegracija vretena ili dezintegracija/popravak nuklearne ovojnice. Proteoliza je u osnovi ireverzibilnih događaja mitoze, kao što je odvajanje sestrinskih kromatida u anafazi ili razgradnja mitotskih ciklina u kasne faze mitoza

Dioba svih eukariotskih stanica povezana je s stvaranjem posebnog aparata za diobu stanica.

Aktivna uloga u mitotičkoj diobi stanica često se pripisuje strukturama citoskeleta. Univerzalno za životinjske i biljne stanice je bipolarno mitotičko vreteno koje se sastoji od mikrotubula i povezanih proteina. Vreteno osigurava strogo identičnu raspodjelu kromosoma između polova diobe, u čijem se području u telofazi formiraju jezgre stanica kćeri.

Proces mitoze osigurava strogo jednoliku raspodjelu kromosoma između dviju jezgri kćeri, tako da u višestaničnom organizmu sve stanice imaju potpuno iste (po broju i karakteru) skupove kromosoma.

Kromosomi sadrže genetsku informaciju kodiranu u DNK, pa stoga pravilan, uredan mitotski proces također osigurava da se sve informacije u potpunosti prenose do svake od jezgri kćeri; kao rezultat toga, svaka stanica ima sve genetske informacije potrebne za razvoj svih karakteristika organizma. S tim u vezi, postaje jasno zašto se jedna stanica uzeta iz potpuno diferencirane odrasle biljke može pod odgovarajućim uvjetima razviti u cijelu biljku. Mitozu smo opisali u diploidna stanica, no taj se proces odvija na sličan način u haploidnim stanicama, primjerice u stanicama gametofitske generacije biljaka.

Razmnožavanje stanica jedan je od najvažnijih bioloških procesa i nužan je uvjet za postojanje svih živih bića. Razmnožavanje se događa dijeljenjem izvorne stanice.

Ćelija je najmanja morfološka strukturna jedinica svakog živog organizma, sposobna za samoproizvodnju i samoregulaciju. Vrijeme njegovog postojanja od diobe do smrti ili naknadne reprodukcije naziva se staničnim ciklusom.

Tkiva i organi se sastoje od razne stanice, koji imaju svoj period postojanja. Svaki od njih raste i razvija se kako bi osigurao vitalne funkcije tijela. Trajanje mitotičkog razdoblja je različito: stanice krvi i kože ulaze u proces diobe svaka 24 sata, a neuroni su sposobni za reprodukciju samo u novorođenčadi, a zatim potpuno gube sposobnost reprodukcije.

Postoje 2 vrste podjele - izravna i neizravna. Somatske stanice reproduciraju se neizravno; gamete ili zametne stanice podliježu mejozi ( izravna podjela).

Mitoza – neizravna dioba

Mitotski ciklus

Mitotski ciklus uključuje 2 uzastopna stadija: interfazu i mitotičku diobu.

Interfaza(stadij mirovanja) - priprema stanice za daljnju diobu, pri čemu se izvorni materijal duplicira, nakon čega slijedi njegova ravnomjerna raspodjela između novonastalih stanica. Uključuje 3 razdoblja:

• • Presintetski(G-1) G – od engleskog gar, odnosno praznina, u tijeku je priprema za naknadnu sintezu DNA, proizvodnju enzima. Eksperimentalno je provedena inhibicija prve faze, zbog čega stanica nije ušla u sljedeću fazu.
  • sintetička(S) je osnova staničnog ciklusa. Dolazi do replikacije kromosoma i centriola staničnog središta. Tek nakon toga stanica može prijeći u mitozu.
  • Postsintetski(G-2) ili premitotsko razdoblje – dolazi do nakupljanja mRNA koja je neophodna za nastanak samog mitotičkog stadija. U G-2 razdoblju sintetiziraju se proteini (tubulini) – glavna komponenta mitotskog vretena.

Nakon završetka premitotskog razdoblja počinje mitotička dioba. Proces uključuje 4 faze:

1. Profaza– tijekom tog razdoblja jezgrica se uništava, nuklearna membrana (nukleolem) se otapa, centrioli se nalaze na suprotnim polovima, tvoreći aparat za diobu. Ima dvije podfaze:
   • rano- vidljiva su nitasta tjelešca (kromosomi), koja još nisu jasno odvojena jedni od drugih;
   • kasno- mogu se pratiti pojedini dijelovi kromosoma.
2. Metafaza– počinje od trenutka uništenja nukleolema, kada kromosomi kaotično leže u citoplazmi i tek se počnu pomicati prema ekvatorijalnoj ravnini. Svi parovi kromatida međusobno su povezani na centromeri.
3. Anafaza- u jednom trenutku svi se kromosomi odvajaju i kreću na suprotne točke stanice. Ovo je kratka i vrlo važna faza jer u njoj dolazi do precizne podjele genetskog materijala.
4. Telofaza- kromosomi prestaju, ponovno se stvara jezgrina membrana i jezgrica. U sredini se formira suženje koje dijeli tijelo matične stanice na dvije stanice kćeri, čime se završava mitotski proces. U novonastalim stanicama ponovno počinje razdoblje G-2.

Mejoza – izravna dioba

Mejoza – izravna dioba

postoji poseban proces reprodukcija, nalazi se samo u zametnim stanicama (gametama) is mejoza (izravna dioba). Posebnost jer je odsutnost međufaze. Mejozom iz jedne izvorne stanice nastaju četiri, s haploidnim skupom kromosoma. Cijeli proces izravne diobe uključuje dvije uzastopne faze, koje se sastoje od profaze, metafaze, anafaze i telofaze.

Prije početka profaze, zametne stanice udvostruče svoj početni materijal, postajući tako tetraploidne.

Profaza 1:

1. Leptoten- kromosomi su vidljivi u obliku tankih niti, skraćuju se.
2. zigoten- faza konjugacije homolognih kromosoma, kao rezultat, nastaju bivalenti. Konjugacija važna točka Mejoza, kromosomi se približavaju što je moguće bliže jedan drugome kako bi se izvršilo križanje.
3. Pachytena- kromosomi se zadebljaju, sve se više skraćuju, dolazi do crossing overa (razmjena genetskih informacija između homolognih kromosoma, to je osnova evolucije i nasljedne varijabilnosti).
4. Diplotena– stadij udvostručenih niti, kromosomi svakog bivalenta se razilaze, održavajući vezu samo u području križa (hijazma).
5. dijakineza— DNK se počinje kondenzirati, kromosomi postaju vrlo kratki i odvojeni.

Profaza završava destrukcijom nukleolema i stvaranjem vretena.

Metafaza 1: bivalenti se nalaze u sredini ćelije.

Anafaza 1: duplicirani kromosomi pomiču se na suprotne polove.

Telofaza 1: proces diobe je završen, stanice dobivaju 23 bivalente.

Bez naknadnog udvostručavanja materijala, stanica ulazi druga faza podjela.

Profaza 2: ponovno se ponavljaju svi procesi koji su bili u profazi 1, naime kondenzacija kromosoma, koji su kaotično smješteni između organela.

Metafaza 2: dvije kromatide povezane na križanju (univalentne) nalaze se u ekvatorijalnoj ravnini, stvarajući ploču koja se naziva metafaza.

Anafaza 2:- univalent se dijeli na zasebne kromatide ili monade, a one su usmjerene na različite polove stanice.

Telofaza 2: Proces diobe je završen, formirana je jezgrina ovojnica, a svaka stanica dobiva 23 kromatide.

mejoza – važan mehanizam u životu svih organizama. Kao rezultat ove diobe dobivamo 4 haploidne stanice koje imaju polovicu traženi set kromatid. Tijekom oplodnje, dvije gamete formiraju punopravnu diploidnu stanicu, zadržavajući svoj inherentni kariotip.

Teško je zamisliti naše postojanje bez mejotičke diobe, inače bi svi organizmi sa svakom sljedećom generacijom dobili dvostruki set kromosoma.

1. Definirajte životni i mitotski ciklus stanice.
Životni ciklus- vremensko razdoblje od trenutka nastanka stanice kao rezultat diobe do njezine smrti ili do sljedeće diobe.
Mitotski ciklus– skup sekvencijalnih i međusobno povezani procesi tijekom pripreme stanice za diobu, kao i tijekom same mitoze.

2. Odgovorite po čemu se pojam „mitoza“ razlikuje od pojma „mitotski ciklus“.
Mitotski ciklus uključuje samu mitozu i faze pripreme stanice za diobu, dok je mitoza samo dioba stanice.

3. Nabrojite razdoblja mitotskog ciklusa.

2. Razdoblje sinteze DNA (S)

4. mitoza.

4. Otvorite biološki značaj mitoza

Mitoza (neizravna dioba) je dioba somatskih stanica (stanica tijela). Biološki značaj mitoze je reprodukcija somatskih stanica, proizvodnja kopija stanica (s istim skupom kromosoma, s potpuno istim nasljednim informacijama). Sve somatske stanice u tijelu potječu od jedne matične stanice (zigote) mitozom.

1) Profaza

• kromatin se spiralno (uvija, kondenzira) u kromosome
• jezgrice nestaju
• nuklearni ovoj se raspada
• Centriole se odvajaju prema polovima stanice, formira se vreteno

2) Metafaza- kromosomi se poredaju duž ekvatora stanice, nastaje metafazna ploča

3) Anfaza- kromosomi kćeri se međusobno odvajaju (kromatide postaju kromosomi) i kreću prema polovima

4) Telofaza

• kromosomi despiralni (odmotavaju se, dekondenziraju) do stanja kromatina
• pojavljuju se jezgra i jezgrice
• vretenaste niti su uništene
• dolazi do citokineze – diobe citoplazme stanice majke na dvije stanice kćeri

Trajanje mitoze je 1-2 sata.

Stanični ciklus

To je razdoblje života stanice od trenutka njezina nastanka preko diobe matične stanice do vlastite diobe ili smrti.

Stanični ciklus sastoji se od dva razdoblja:

• međufaza(stanje kada se stanica NE dijeli);
• dioba (mitoza ili mejoza).

Interfaza se sastoji od nekoliko faza:

• presintetski: stanica raste, u njoj se javlja aktivna sinteza RNA i proteina, a broj organela se povećava; osim toga dolazi do pripreme za udvostručenje DNA (nakupljanje nukleotida)
• sintetski: dolazi do udvostručenja (replikacije, reduplikacije) DNA
• postsintetski: stanica se priprema za diobu, sintetizira tvari potrebne za diobu, na primjer, proteine ​​vretena.

VIŠE INFORMACIJA: Mitoza, Razlike između mitoze i mejoze, Stanični ciklus, Duplikacija (replikacija) DNA
2. DIO ZADACI: Mitoza

Testovi i zadaci

Instalirati ispravan slijed procesi koji se odvijaju tijekom mitoze. Zapiši brojeve pod kojima su označeni.
1) raspad nuklearne ljuske
2) zadebljanje i skraćivanje kromosoma
3) poravnanje kromosoma u središnjem dijelu stanice
4) početak kretanja kromosoma prema središtu
5) divergencija kromatida do polova stanice
6) stvaranje novih nuklearnih membrana

Odaberite onu koja vam najviše odgovara ispravna opcija. Proces reprodukcije stanica u organizmima različita kraljevstva zove se divlji svijet
1) mejoza
2) mitoza
3) oplodnja
4) drobljenje

Sve sljedeće značajke, osim dvije, mogu se koristiti za opisivanje procesa interfaze staničnog ciklusa. Odredite dvije značajke koje "ispadaju". opći popis, te u tablicu upiši brojeve pod kojima su označeni.
1) rast stanica
2) divergencija homolognih kromosoma
3) raspored kromosoma duž ekvatora stanice
4) replikacija DNA
5) sinteza organskih tvari

Odaberite jednu, najispravniju opciju. U kojoj fazi života kromosomi spiralno ulaze u stanice?
1) međufaza
2) profaza
3) anafaza
4) metafaza

Odaberite tri mogućnosti.

Koje stanične strukture prolaze kroz najveće promjene tijekom mitoze?
1) jezgra
2) citoplazma
3) ribosomi
4) lizosomi
5) stanično središte
6) kromosomi

1. Ustanovite redoslijed procesa koji se odvijaju u stanici s kromosomima u interfazi i naknadnoj mitozi
1) raspored kromosoma u ekvatorijalnoj ravnini
2) Replikacija DNA i stvaranje dvokromatidnih kromosoma
3) spiralizacija kromosoma
4) divergencija sestrinskih kromosoma do polova stanice

2. Utvrdite slijed procesa koji se odvijaju tijekom interfaze i mitoze. Zapiši odgovarajući niz brojeva.
1) spiralizacija kromosoma, nestanak jezgrene ovojnice
2) divergencija sestrinskih kromosoma do polova stanice
3) stvaranje dviju stanica kćeri
4) udvostručenje molekula DNA
5) smještaj kromosoma u ravnini ekvatora stanice

3. Utvrdite slijed procesa koji se odvijaju u interfazi i mitozi. Zapiši odgovarajući niz brojeva.
1) otapanje nuklearne membrane
2) replikacija DNA
3) uništenje fisijskog vretena
4) divergencija jednokromatidnih kromosoma do polova stanice
5) formiranje metafazne ploče

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Kada se stanica dijeli, formira se vreteno
1) profaza
2) telofaza
3) metafaza
4) anafaza

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Mitoza se NE javlja u profazi
1) otapanje nuklearne membrane
2) formiranje vretena
3) udvostručenje kromosoma
4) otapanje jezgrica

Odaberite jednu, najispravniju opciju. U kojoj fazi života stanice kromatida postaju kromosomi?
1) međufaza
2) profaza
3) metafaza
4) anafaza

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Unspiralizacija kromosoma tijekom diobe stanice događa se u
1) profaza
2) metafaza
3) anafaza
4) telofaza

Odaberite jednu, najispravniju opciju. U kojoj fazi mitoze su parovi kromatida pričvršćeni svojim centromerama za filamente vretena?
1) anafaza
2) telofaza
3) profaza
4) metafaza

Uspostavite korespondenciju između procesa i faza mitoze: 1) anafaza, 2) telofaza. Napiši brojeve 1 i 2 pravilnim redoslijedom.
A) formira se jezgrina ovojnica
B) sestrinski kromosomi divergiraju prema polovima stanice
C) vreteno konačno nestaje
D) kromosomi despiralni
D) odvajaju se centromeri kromosoma

Sve sljedeće značajke, osim dvije, mogu se koristiti za opisivanje procesa koji se odvijaju u međufazi. Prepoznajte dvije karakteristike koje “ispadaju” iz općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su navedene u tablici.
1) replikacija DNK
2) stvaranje nuklearne membrane
3) spiralizacija kromosoma
4) Sinteza ATP-a
5) sinteza svih vrsta RNK

Koliko stanica nastaje kao rezultat mitoze jedne stanice? U svoj odgovor upišite samo odgovarajući broj.

Sve osim dvije dolje navedene karakteristike koriste se za opisivanje faze mitoze prikazane na slici. Odredite dvije karakteristike koje "ispadaju" iz općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) jezgrica nestaje
2) nastaje fisijsko vreteno
3) Molekule DNA se udvostručuju
4) kromosomi su aktivno uključeni u biosintezu proteina
5) kromosomi spiralni

Odredite slijed procesa koji se odvijaju tijekom mitoze. Zapiši odgovarajući niz brojeva.
1) spiralizacija kromosoma
2) kromatidna divergencija
3) formiranje fisijskog vretena
4) despiralizacija kromosoma
5) dioba citoplazme
6) položaj kromosoma na ekvatoru stanice

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Što je popraćeno spiralizacijom kromosoma na početku mitoze?
1) stjecanje dikromatidne strukture
2) aktivno sudjelovanje kromosoma u biosintezi proteina
3) udvostručenje molekule DNA
4) povećana transkripcija

Uspostavite korespondenciju između procesa i razdoblja međufaze: 1) postsintetske, 2) predsintetske, 3) sintetske. Zapišite brojeve 1, 2, 3 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) rast stanica
B) Sinteza ATP-a za proces fisije
B) Sinteza ATP-a za replikaciju molekula DNA
D) sinteza proteina za izgradnju mikrotubula
D) Replikacija DNA
E) duplikacija centriola

1. Sve sljedeće značajke, osim dvije, mogu se koristiti za opisivanje procesa mitoze. Odredite dvije karakteristike koje "ispadaju" iz općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) nalazi se u osnovi nespolnog razmnožavanja
2) neizravna podjela
3) osigurava regeneraciju
4) redukcijska podjela
5) povećava se genetička raznolikost

2. Sve navedene karakteristike, osim dvije, mogu se koristiti za opis procesa mitoze. Odredite dvije karakteristike koje "ispadaju" iz općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) stvaranje dvovalenata
2) konjugacija i crossing over
3) stalnost broja kromosoma u stanicama
4) stvaranje dviju stanica
5) očuvanje strukture kromosoma

Svi dolje navedeni znakovi, osim dva, koriste se za opisivanje procesa prikazanog na slici. Odredite dvije karakteristike koje "ispadaju" iz općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) stanice kćeri imaju isti skup kromosoma kao roditeljske stanice
2) neravnomjerna raspodjela genetskog materijala između stanica kćeri
3) osigurava rast
4) stvaranje dviju stanica kćeri
5) izravna dioba

Svi dolje navedeni procesi osim dva odvijaju se tijekom neizravne stanične diobe. Odredite dva procesa koji "ispadaju" s općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su označeni.
1) nastaju dvije diploidne stanice
2) nastaju četiri haploidne stanice
3) dolazi do diobe somatskih stanica
4) dolazi do konjugacije i crossing overa kromosoma
5) staničnoj diobi prethodi jedna interfaza

Uspostavite korespondenciju između faza životnog ciklusa stanice i procesa. Tijekom njih nastaju: 1) interfaza, 2) mitoza. Napiši brojeve 1 i 2 redom koji odgovara slovima.
A) formira se vreteno
B) stanica raste, u njoj dolazi do aktivne sinteze RNA i proteina
B) dolazi do citokineze
D) udvostručuje se broj molekula DNA
D) dolazi do spiralizacije kromosoma

Koji se procesi odvijaju u stanici tijekom interfaze?
1) sinteza proteina u citoplazmi
2) spiralizacija kromosoma
3) sinteza mRNA u jezgri
4) reduplikacija molekula DNA
5) otapanje nuklearne membrane
6) divergencija centriola staničnog središta do polova stanice

Odredite fazu i vrstu diobe prikazane na slici. Napišite dva broja redom navedenim u zadatku, bez razdjelnika (razmaka, zareza i sl.).
1) anafaza
2) metafaza
3) profaza
4) telofaza
5) mitoza
6) mejoza I
7) mejoza II

© D.V. Pozdnjakov, 2009-2018

Adblock detektor

Mitoza u životinjskim i biljnim stanicama

Najviše važan događaj, koji se javlja u mitozi, jednolika je distribucija genetskog materijala. Mitoza u životinjskim i biljnim stanicama gotovo je ista, ali postoje brojne razlike koje su navedene u našoj tablici (Sl.

4). U biljnoj stanici nema centriola, nego u životinjska stanica Centrioli su prisutni, stanična ploča se formira u biljnoj stanici, ali ne i u životinjskoj.

Riža. 4. Usporedba značajki mitoze životinjskih i biljnih stanica

U biljnim stanicama tijekom citokineze ne nastaje suženje, ali u životinjskim stanicama nastaje suženje. Mitoze u biljnim stanicama javljaju se uglavnom u meristemima, dok se u životinjskim stanicama mitoze javljaju u različitim tkivima i dijelovima tijela.

Mitoza je podijeljena u četiri uzastopne faze: profazu, metafazu, anafazu i telofazu (slika 5). Interfaza je glavna faza životnog ciklusa stanice (vidi prethodnu lekciju), ona je priprema za diobu ili prethodi staničnoj smrti, dakle nije faza mitoze.

Riža. 5. Interfaza i sljedeće faze mitoze: profaza, metafaza, anafaza i telofaza

U profazi dolazi do spiralizacije DNA u jezgri i, gledajući stanicu kroz mikroskop, možete vidjeti čvrsto upletene kromosome (slika 6).

Riža. 6. Profaza mitoze

Obično se vidi da se svaki kromosom sastoji od dvije kromatide i spojnih regija – centromera. Jezgrice nestaju u ovoj fazi. U životinjskim stanicama i niže biljke Centrioli se kreću prema polovima stanice.

Iz svakog centriola pružaju se kratke mikrotubule u obliku zraka. Oni tvore strukturu u obliku zvijezde.

Riža. 7. Profaza mitoze u životinjskim i biljnim stanicama

Pred kraj profaze (Slika 7), jezgrina ovojnica se raspada ili otapa i mikrotubule počinju formirati vreteno (Slika 8).

Riža. 8. Završetak profaze i prijelaz u metafazu

Sljedeća faza je metafaza. Kromosomi su raspoređeni tako da im se centromeri nalaze u ravnini ekvatora stanice (slika 9).

9. Metafaza: vreteno. Na ekvatoru se nalazi metafazna ploča.

Formira se takozvana metafazna ploča (slika 10), koja se sastoji od kromosoma. Vretenaste niti su pričvršćene na centromere svakog kromosoma.

Riža. 10. Metafaza. Priprema u boji. Vreteno tvore centromeri (plavi), mikrofibrili (ljubičasti) i kromosomi metafazne ploče - žuti.

Anafaza je vrlo kratka faza (slika 11). Svaki se kromosom uzdužno dijeli u dvije identične kromatide, koje se odvajaju prema suprotnim polovima stanice, a koje se sada nazivaju kromosomi kćeri (ili kromatide).

Riža. 11. Anafaza mitoze

Zbog identiteta kromosoma kćeri, dva pola stanice imaju isti genetski materijal. Isti onaj koji je bio u stanici prije početka mitoze. Vrijedno je napomenuti da se u blizini svakog pola nalazi dva puta manje nositelja informacija - molekula DNK kompaktno upakiranih u kromosome - nego u izvornoj stanici.

Telofaza je posljednja faza, kromosomi kćeri despiriraju na polovima stanice i postaju dostupni za transkripciju, počinje sinteza proteina, formiraju se nuklearne membrane i jezgrice (slika 12).

Riža. 12. Telofaza mitoze u životinjskim i biljnim stanicama

Niti vretena se raspadaju. Tu završava kariokineza i počinje citokineza (slika 13), dok se u životinjskim stanicama u ekvatorijalnoj ravnini javlja suženje. Produbljuje se sve dok ne dođe do odvajanja dviju stanica kćeri.

Riža. 13. Citokineza

U formiranju suženja važna uloga igrati citoskeletne strukture. Citokineza u biljnim stanicama odvija se drugačije, budući da biljke imaju krutu staničnu stijenku, te se ne dijele u obliku suženja, već tvore unutarstanični septum.

Mitoza prvenstveno osigurava genetsku stabilnost. Kao rezultat mitoze nastaju dvije jezgre koje sadrže isti broj kromosoma kao što ih je bilo u matičnoj ili roditeljskoj stanici.

Ovi kromosomi nastaju egzaktnom replikacijom molekule DNA roditeljskih kromosoma, zbog čega njihovi geni sadrže potpuno iste nasljedne informacije.

Dakle, stanice kćeri genetski su identične matičnoj stanici, budući da mitoza ne može napraviti nikakve promjene u nasljednim informacijama. Stanične populacije dobivene mitozom iz matičnih stanica genetski su stabilne.

Mitoza je neophodna za normalna visina i razvoj višestaničnih organizama, budući da se broj stanica povećava kao rezultat mitoze.

Mitoza je jedan od glavnih mehanizama rasta višestaničnih eukariota.

Mitoza je temelj aseksualne reprodukcije mnogih životinja i biljaka, osigurava regeneraciju izgubljenih dijelova (na primjer, udova rakova), kao i zamjenu stanica koja se javlja u višestaničnom organizmu.

Povezane informacije:

Tražite na stranici:

§ 28. Dioba stanica - Mamontova, Sonina, 9. razred (odgovori)

1. Definirajte životni i mitotski ciklus stanice.

Životni ciklus - vremensko razdoblje od trenutka nastanka stanice kao rezultat diobe do njezine smrti ili do sljedeće diobe.

Mitotski ciklus je skup sekvencijalnih i međusobno povezanih procesa tijekom razdoblja pripreme stanice za diobu, kao i tijekom same mitoze.

2. Odgovorite po čemu se pojam „mitoza“ razlikuje od pojma „mitotski ciklus“.

Mitotski ciklus uključuje samu mitozu i faze pripreme stanice za diobu, dok je mitoza samo dioba stanice.

Nabrojite razdoblja mitotskog ciklusa.

1. razdoblje pripreme za sintezu DNA (G1)

2. Razdoblje sinteze DNA (S)

3. razdoblje pripreme za diobu stanice (G2)

4. Proširiti biološki značaj mitoze.

Tijekom mitoze stanice kćeri dobivaju diploidni skup kromosoma identičan matičnoj stanici. Konstantnost strukture i ispravno funkcioniranje organa bilo bi nemoguće bez održavanja istog skupa genetskog materijala u generacijama stanica. Mitoza osigurava embrionalni razvoj, rast, obnova tkiva nakon oštećenja, održavanje strukturne cjelovitosti tkiva uz stalni gubitak stanica u procesu njihova funkcioniranja.

5. Navedite faze mitoze i nacrtajte shematske crteže koji odražavaju događaje u stanici tijekom određene faze mitoze. Ispunite tablicu.

Dioba stanica središnja je točka reprodukcije.

Tijekom procesa diobe iz jedne stanice nastaju dvije stanice. Na temelju asimilacije organskih i anorganskih tvari stanica stvara vlastitu stanicu karakteristične građe i funkcija.

U diobi stanice mogu se uočiti dva glavna momenta: dioba jezgre - mitoza i dioba citoplazme - citokineza, odnosno citotomija. Glavna pažnja genetičara i dalje je usmjerena na mitozu, budući da se s gledišta teorije kromosoma jezgra smatra "organom" nasljedstva.

Tijekom procesa mitoze događa se:

1. udvostručenje kromosomske supstance;
2. promijeniti fizičko stanje i kemijska organizacija kromosoma;
3. divergencija kromosoma kćeri, ili bolje rečeno sestre, do polova stanice;
4. naknadna dioba citoplazme i potpuni oporavak dvije nove jezgre u sestrinskim stanicama.

Dakle, u mitozi sve životni ciklus nuklearni geni: dupliciranje, distribucija i funkcioniranje; Kao rezultat završetka mitotskog ciklusa, sestrinske stanice završavaju s jednakim "nasljeđem".

Tijekom diobe stanična jezgra prolazi kroz pet uzastopnih faza: interfazu, profazu, metafazu, anafazu i telofazu; neki citolozi identificiraju još jednu šestu fazu - prometafazu.

Dijagram faza mitoze u životinjskoj stanici

Između dvije uzastopne stanične diobe jezgra je u interfaznom stadiju. U tom razdoblju jezgra tijekom fiksacije i bojenja ima mrežastu strukturu nastalu bojenjem tankih niti koje se u sljedećoj fazi formiraju u kromosome. Iako se interfaza inače naziva faza mirovanja jezgre, na samom tijelu se metabolički procesi u jezgri u tom razdoblju odvijaju s najvećom aktivnošću.

Profaza je prva faza pripreme jezgre za diobu. U profazi mrežasta struktura jezgra se postupno pretvara u niti kromosoma. Od najranije profaze, čak iu svjetlosnom mikroskopu, može se uočiti dvojna priroda kromosoma. To sugerira da se u jezgri upravo u ranoj ili kasnoj interfazi događa najvažniji proces mitoze - udvostručenje, odnosno reduplikacija kromosoma, pri čemu svaki od majčinskih kromosoma gradi sebi sličan - kći. Kao rezultat toga, svaki kromosom izgleda uzdužno udvostručen. Međutim, ove polovice kromosoma, koje se nazivaju sestrinske kromatide, ne odvajaju se u profazi, budući da ih zajedno drži jedna zajednička regija - centromera; centromerna regija se kasnije dijeli. U profazi kromosomi prolaze kroz proces uvijanja duž svoje osi, što dovodi do njihovog skraćivanja i zadebljanja. Mora se naglasiti da je u profazi svaki kromosom u kariolimfi smješten nasumično.

U životinjskim stanicama, čak iu kasnoj telofazi ili vrlo ranoj interfazi, dolazi do duplikacije centriola, nakon čega u profazi centriole kćeri počinju konvergirati prema polovima i formiranju astrosfere i vretena, nazvanog novi aparat. Istovremeno se nukleoli otapaju. Bitan znak završetka profaze je otapanje jezgrene membrane, uslijed čega kromosomi završavaju u općoj masi citoplazme i karioplazme, koje sada tvore miksoplazmu. Ovo završava profazu; stanica ulazi u metafazu.

U U zadnje vrijeme Između profaze i metafaze istraživači su počeli razlikovati međufazu tzv prometafaza. Prometafazu karakterizira otapanje i nestanak jezgrene membrane te pomicanje kromosoma prema ekvatorijalnoj ravnini stanice. Ali do ovog trenutka formiranje akromatinskog vretena još nije završeno.

Metafaza nazvan stupanj završetka rasporeda kromosoma na ekvatoru vretena. Karakterističan raspored kromosoma u ekvatorijalnoj ravnini naziva se ekvatorijalna ili metafazna ploča. Raspored kromosoma jedan u odnosu na drugi je slučajan. U metafazi se broj i oblik kromosoma jasno otkrivaju, osobito kada se ekvatorska ploča promatra s polova stanične diobe. Akromatinsko vreteno je potpuno formirano: vretenasti filamenti poprimaju gušću konzistenciju od ostatka citoplazme i pričvršćeni su na centromerno područje kromosoma. Citoplazma stanice u tom razdoblju ima najnižu viskoznost.

Anafaza nazvana sljedeća faza mitoze, u kojoj se kromatide dijele, koje se sada mogu nazvati sestrinskim ili kćerkim kromosomima, i odvajaju prema polovima. U ovom slučaju, prije svega, centromerna područja se međusobno odbijaju, a zatim se sami kromosomi odvajaju prema polovima. Mora se reći da divergencija kromosoma u anafazi počinje istovremeno - "kao na naredbu" - i završava vrlo brzo.

Tijekom telofaze kromosomi kćeri despiriraju i gube svoju prividnu individualnost. Formiraju se ljuska jezgre i sama jezgra. Jezgra se rekonstruira u obrnuti redoslijed u usporedbi s promjenama koje je doživio u profazi. Na kraju se obnavljaju i jezgrice (ili jezgrice) i to u istoj količini u kojoj su bile prisutne u matičnim jezgrama. Broj jezgrica karakterističan je za svaki tip stanice.

Istodobno počinje simetrična dioba staničnog tijela.

Jezgre stanica kćeri ulaze u interfazno stanje.

Shema citokineze životinjskih i biljnih stanica

Gornja slika prikazuje dijagram citokineze u životinjskim i biljnim stanicama. U životinjskoj stanici dioba se događa vezivanjem citoplazme matične stanice. U biljnoj stanici, formiranje stanične pregrade događa se s područjima vretenastih plakova, tvoreći pregradu zvanu fragmoplast u ekvatorijalnoj ravnini. Time završava mitotski ciklus. Njegovo trajanje očito ovisi o vrsti tkiva, fiziološko stanje tijela, vanjskih čimbenika (temperatura, svjetlosni režim) i traje od 30 minuta do 3 sata.Prema različitim autorima brzina prolaska pojedinih faza je promjenjiva.

Čimbenici unutarnje i vanjske okoline koji djeluju na rast organizma i njegovo funkcionalno stanje utječu na trajanje stanične diobe i pojedinih njezinih faza. Budući da jezgra igra veliku ulogu u metaboličkim procesima stanice, prirodno je vjerovati da trajanje mitotičkih faza može varirati u skladu s funkcionalnim stanjem tkiva organa. Na primjer, utvrđeno je da je tijekom odmora i spavanja životinja mitotička aktivnost različitih tkiva mnogo veća nego tijekom budnosti. Kod niza životinja učestalost staničnih dioba opada na svjetlu, a raste u mraku. Također se pretpostavlja da hormoni utječu na mitotičku aktivnost stanice.

Razlozi koji određuju spremnost stanice na diobu još uvijek ostaju nejasni. Postoje razlozi za predložiti nekoliko razloga:

1. udvostručenje mase stanične protoplazme, kromosoma i drugih organela, zbog čega dolazi do poremećaja nuklearno-plazmatskih odnosa; Da bi se podijelila, stanica mora doseći određenu težinu i volumen karakteristične za stanice određenog tkiva;
2. udvostručenje kromosoma;
3. izlučivanje kromosomima i drugim organelima stanica posebnih tvari koje potiču diobu stanica.

Mehanizam divergencije kromosoma prema polovima u anafazi mitoze također ostaje nejasan. Čini se da aktivnu ulogu u ovom procesu imaju vretenaste niti, koje predstavljaju proteinske niti organizirane i usmjerene centriolima i centromerama.

Priroda mitoze, kao što smo već rekli, varira ovisno o vrsti i funkcionalno stanje tkanine. Stanice različitih tkiva karakteriziraju različiti tipovi mitoza.U opisanom tipu mitoze dioba stanica odvija se ravnomjerno i simetrično. Kao rezultat simetrične mitoze, sestrinske stanice su nasljedno ekvivalentne u smislu nuklearnih gena i citoplazme. No, osim simetrične, postoje i druge vrste mitoza, a to su: asimetrična mitoza, mitoza s odgođenom citokinezom, dioba višejezgrenih stanica (dioba sincicija), amitoza, endomitoza, endoreprodukcija i politenija.

U slučaju asimetrične mitoze, sestrinske stanice su nejednake u veličini, količini citoplazme, a također iu odnosu na svoju buduću sudbinu. Primjer za to je nejednaka veličina sestrinskih (kćeri) stanica neuroblasta skakavca, životinjskih jaja tijekom sazrijevanja i tijekom spiralne fragmentacije; kada se jezgre u peludnim zrncima dijele, jedna od stanica kćeri se može dalje dijeliti, druga ne može itd.

Mitozu s odgođenom citokinezom karakterizira činjenica da se stanična jezgra dijeli mnogo puta, a tek onda se dijeli tijelo stanice. Kao rezultat ove diobe nastaju višejezgrene stanice poput sincicija. Primjer za to je stvaranje stanica endosperma i proizvodnja spora.

Amitoza zove se izravna nuklearna fisija bez stvaranja fisijskih figura. U ovom slučaju, podjela jezgre se događa tako što se "veze" na dva dijela; katkada iz jedne jezgre nastaje odjednom nekoliko jezgri (fragmentacija). Amitoza se stalno javlja u stanicama niza specijaliziranih i patoloških tkiva, na primjer, u kanceroznim tumorima. Može se uočiti pod utjecajem različitih štetnih tvari (ionizirajuće zračenje i visoka temperatura).

Endomitoza Ovo je naziv za proces u kojem se nuklearna fisija udvostručuje. U ovom slučaju, kromosomi se, kao i obično, razmnožavaju u interfazi, ali njihova naknadna divergencija se događa unutar jezgre uz očuvanje nuklearne ovojnice i bez stvaranja akromatinskog vretena. U nekim slučajevima, iako se nuklearna membrana otapa, kromosomi ne divergiraju prema polovima, zbog čega se broj kromosoma u stanici umnoži i nekoliko desetaka puta. Endomitoza se javlja u stanicama različitih tkiva biljaka i životinja. Na primjer, A.A. Prokofieva-Belgovskaya pokazala je da se putem endomitoze u stanicama specijaliziranih tkiva: u hipodermisu kiklopa, masnom tijelu, peritonealnom epitelu i drugim tkivima ždrebice (Stenobothrus) - skup kromosoma može povećati 10 puta. . Ovo povećanje broja kromosoma povezano je s funkcionalnim karakteristikama diferenciranog tkiva.

Tijekom politenije, broj kromosomskih niti se umnožava: nakon reduplikacije duž cijele duljine, one se ne razilaze i ostaju jedna uz drugu. U tom slučaju, broj kromosomskih niti unutar jednog kromosoma se višestruko povećava, kao rezultat toga promjer kromosoma se značajno povećava. Broj takvih tankih niti u politenskom kromosomu može doseći 1000-2000. U tom slučaju nastaju takozvani divovski kromosomi. S politenijom ispadaju sve faze mitotskog ciklusa, osim glavne - reprodukcije primarnih niti kromosoma. Fenomen politenije opažen je u stanicama niza diferenciranih tkiva, na primjer u tkivu žlijezde slinovnice Diptera, u stanicama nekih biljaka i protozoa.

Ponekad dolazi do duplikacije jednog ili više kromosoma bez ikakvih jezgrinih transformacija – taj se fenomen naziva endoreprodukcija.

Dakle, sve faze mitoze stanice koje čine mitotski ciklus obavezne su samo za tipičan proces.

U nekim slučajevima, uglavnom u diferenciranim tkivima, mitotski ciklus prolazi kroz promjene. Stanice takvih tkiva izgubile su sposobnost reprodukcije cijelog organizma, a metabolička aktivnost njihove jezgre prilagođena je funkciji socijaliziranog tkiva.

Embrionalne i meristemske stanice, koje nisu izgubile funkciju reprodukcije cijelog organizma i pripadaju nediferenciranim tkivima, zadržavaju puni ciklus mitoze, na čemu se temelji nespolno i vegetativno razmnožavanje.

Ako pronađete pogrešku, odaberite dio teksta i pritisnite Ctrl+Enter.

U kontaktu s

Kolege

Tema lekcije. Dijeljenje stanica. Mitoza

Svrha lekcije: karakterizirati glavnu metodu diobe eukariotskih stanica - mitozu, otkriti značajke svake faze mitoze, stvoriti ideju amitoze.

Zadaci:

• formirati znanja o važnosti diobe za rast, razvoj, razmnožavanje stanice i organizma u cjelini; razmotriti mehanizam mitoze;
• karakterizirati glavne faze staničnog i mitotičkog ciklusa;
• poboljšati vještine rada s mikroskopom;
• prepoznati biološki značaj mitoze.

Resursi: računalo, mikroskopi, mikroslike “Mitoza u stanicama korijena luka”, interaktivna ploča, multimedijska prezentacija “Dioba stanice. Mitoza”, disk – “laboratorijska radionica Biologija 6.-11. razred”, video “Stadiji mitoze”, dinamički priručnik “Mitoza”.

Koraci lekcije

1. Organizacijski trenutak.

Postavljanje cilja sata, definiranje problema i teme sata.

U trenutku rođenja dijete u prosjeku teži 3 - 3,5 kg i ima visinu od oko 50 cm, mladunče smeđeg medvjeda, čiji roditelji dosegnu težinu od 200 kg ili više, teži ne više od 500 g, a maleni medvjed klokan teži manje od 1 grama. Iz sivog, neuglednog pilića izrasta lijepi labud, okretni punoglavac pretvara se u staloženu žabu krastaču, a žir posađen u blizini kuće izrasta u golemi hrast koji stotinjak godina kasnije svojom ljepotom oduševljava nove generacije ljudi.

Problematično pitanje. Koji procesi omogućuju sve te promjene? (Slide1)

Sve te promjene moguće su zahvaljujući sposobnosti organizama da rastu i razvijaju se. Stablo se neće pretvoriti u sjeme, riba se neće vratiti u jaje - procesi rasta i razvoja su nepovratni. Ova dva svojstva žive tvari neraskidivo su povezana jedno s drugim, a temelje se na sposobnosti stanice da se dijeli i specijalizira . Koja je tema lekcije? (Slajd 2)

Tema lekcije: “Dioba stanica. Mitoza” (Slajd 3)

Za početak učenja nova tema moramo se prisjetiti prethodno proučenog materijala (slajdovi 4,5,6)

2. Učenje novog gradiva.

VRSTE STANIČNE DIOBE (Slajd 7)

Jedna od odredbi stanične teorije temelji se na zaključku njemačkog znanstvenika Rudolfa Virchowa "Svaka je stanica iz stanice." To je označilo početak proučavanja procesa stanične diobe, čiji su glavni principi identificirani krajem 19. stoljeća.

Reprodukcija je jedan od najvažnija svojstvaživući organizmi. Svi živi organizmi, bez iznimke, sposobni su za reprodukciju - od bakterija do sisavaca. Načini razmnožavanja u različitim organizmima mogu se međusobno jako razlikovati, ali temelj svakog načina razmnožavanja je dioba stanica. Životni vijek višestanični organizam premašuje životni vijek većine sastavnih stanica. Tako, nervne ćelije prestati dijeliti čak i tijekom intrauterini razvoj. Jednom formirane stanice koje tvore poprečno-prugasto mišićno tkivo kod životinja i skladišno tkivo kod biljaka više se ne dijele. Višestanični organizmi rastu, razvijaju se, obnavljaju stanice i tkiva, čak i dijelove tijela (Sjetimo se regeneracije) Poznato je da stanice stare i umiru. Na primjer, stanice jetre žive 18 mjeseci, crvene krvne stanice - 4 mjeseca, crijevni epitel 1-2 dana (oko 70 milijardi umire svaki dan).

epitelne stanice crijeva i 2 milijarde crvenih krvnih stanica). To znači da se stanice u tijelu neprestano obnavljaju. Također je poznato da se stanice u prosjeku obnavljaju jednom u 7 godina. Stoga se gotovo sve stanice višestaničnih organizama moraju podijeliti kako bi zamijenile umiruće stanice. Sve nove stanice nastaju diobom iz postojeće stanice.

AMITOZA. Izravna dioba interfazne jezgre stezanjem bez stvaranja vretena (kromosomi se općenito ne mogu razlikovati u svjetlosnom mikroskopu). Ta se dioba događa u jednostaničnim organizmima (na primjer, poliploidne velike jezgre ciliata se dijele amitozom), kao iu nekim visoko specijaliziranim stanicama biljaka i životinja s oslabljenom fiziološkom aktivnošću, degenerirajućim, osuđenim na smrt ili u raznim patološkim procesima, kao što je maligni rast, upala itd. Nakon amitoze stanica nije u mogućnosti ući u mitotičku diobu.

MITOZA (od grč. Mitos – nit) neizravna dioba, glavna je metoda diobe eukariotskih stanica. Mitoza je proces stanične diobe u kojem stanice kćeri dobivaju genetski materijal identičan onom sadržanom u stanici majci.

MEJOZA (indirektna fisija) je poseban način dioba stanica, što rezultira redukcijom (smanjenjem) broja kromosoma za polovicu. Tijekom mejoze dolazi do dvije stanične diobe i od jedne diploidne stanice (2n2c) nastaju četiri haploidne (nc) spolne stanice. Tijekom daljnjeg procesa oplodnje (spajanja spolnih stanica) organizam nove generacije ponovno će dobiti diploidnu garnituru kromosoma, tj. kariotip organizama određene vrste ostaje konstantan tijekom niza generacija.

Zaključak: Postoje tri vrste diobe stanica, zahvaljujući kojima organizmi rastu, razvijaju se i razmnožavaju (amitoza, mitoza, mejoza).

Mitoza je glavna metoda diobe stanica.

Mitoza (od grčkog mitos - nit) je neizravna dioba stanica. Osigurava ravnomjeran prijenos nasljednih informacija od stanice majke do dviju stanica kćeri.

Upravo zahvaljujući ovoj vrsti stanične diobe nastaju gotovo sve stanice višestaničnog organizma.

Mitotski (stanični) ciklus sastoji se od pripremne faze (interfaze) i same diobe - mitoze (profaza, metafaza, anafaza i telofaza).

Obilježja mitoze.

Kako bismo proučili temu, radit ćemo u parovima.

VJEŽBA 1.

1. Proučite značajke prve faze mitoze - profaze.

2. Zapišite značajke profaze u svoju bilježnicu nakon razgovora o odgovoru. (Slajd 9)

ZADATAK 2.

1. Proučite značajke druge faze mitoze - metafaze.

2. Zapišite značajke metafaze u svoju bilježnicu nakon razgovora o odgovoru. (Slajd 10)

ZADATAK 3.

1. Proučite značajke treće faze mitoze - anafaze.

2. Zapišite značajke anafaze u svoju bilježnicu nakon razgovora o odgovoru. (Slajd 11)

ZADATAK 4.

1. Proučite značajke četvrte faze mitoze - telofaze.

2. Zapišite značajke telofaze u svoju bilježnicu nakon razgovora o odgovoru. (Slajd 12)

momci! Sada će vam biti predstavljen video "MITOSIS". Morate ga pažljivo pregledati i zatim izvršiti zadatak. (Slajd 12)

VJEŽBA. Odredi i zapiši nazive faze koji odgovaraju njenom opisu. (Slajd 13)

3. Konsolidacija proučenog materijala.

LABORATORIJSKI RAD br.5.(Slajd 14,15)

Tema: “Mitoza u stanicama korijena luka.”

Cilj: proučavati proces mitoze u stanicama korijena luka.

Oprema: svjetlosni mikroskopi, mikropreparati “Mitoza u stanicama korijena luka.”

Napredak

1. Pregledajte gotov mikroslajd, ako je moguće, pronađite stanice u svim fazama mitoze.

2. Usporedite sliku mikroskopa s mikrofotografijom u prezentaciji lekcije (slajd).
3. Odredite set kromosoma u svakoj fazi mitoze.
4. Opišite značajke svakog promatranog stadija mitoze.
5. Zaključite o ulozi mitoze.
Pitanja za konsolidaciju.(Slajd 16, 17, 18)

1. Totalna tezina svih molekula DNA u 46 kromosoma jedne somatske stanice čovjeka iznosi 6-10"9 mg. Kolika će biti masa molekula DNA u: a) metafazi mitoze; b) telofazi mitoze?

2. Razmotrite mogu li uvjeti okoliš utjecati na proces mitoze. Do kakvih posljedica za tijelo to može dovesti?

3. Zašto tijekom mitoze nastaju stanice kćeri s skupom kromosoma jednakim skupu kromosoma u stanici majci? Što to znači u životu organizama?

4. Razmislite mogu li okolišni uvjeti utjecati na proces mitoze. Do kakvih posljedica za tijelo to može dovesti?

5. Zašto tijekom mitoze nastaju stanice kćeri s skupom kromosoma jednakim skupu kromosoma u stanici majci? Što to znači u životu organizama?

Na kraju lekcije sumiraju se rezultati.

Mitoza je vrlo značajan proces znanstvenici su utrošili puno truda i vremena kako bi razumjeli sve značajke ovog procesa. Primjerice, utvrđeno je da se mitoza u biljnim i životinjskim stanicama odvija s određenim razlikama, te da postoje čimbenici koji negativno utječu na njezino odvijanje.

Osim toga, u literaturi možete vidjeti još jedan oblik podjele - izravnu ili amitozu. Rad s dodatnom literaturom.

Grupa 1: zadatak "Amitoza"

Odaberite “referentne” točke iz teksta, tj. U 4-5 položaja označite glavne znakove amitoze. “Mitoza je najčešći, ali ne i jedini tip stanične diobe. U gotovo svih eukariota postoji takozvana izravna dioba jezgre ili amitoza. Tijekom amitoze ne dolazi do kondenzacije kromosoma i ne stvara se vreteno, a jezgra se dijeli stezanjem ili fragmentacijom, ostajući u interfaznom stanju. Citokineza uvijek slijedi diobu jezgre, što rezultira stvaranjem višejezgrene stanice. Amitotska dioba karakteristična je za stanice koje završavaju razvoj: odumiruće epitelne, folikularne stanice jajnika... Amitoza se javlja i kod patoloških procesa: upale, maligna neoplazma... nakon njega stanice nisu sposobne za mitotičku diobu.”

2. grupa: zadatak “poremećaj mitoze”

Sastavite logičke parove: vrsta utjecaja – posljedice.

“ispravan tijek mitoze može biti poremećen raznim vanjski faktori: visoke doze zračenje, neke kemikalije. Na primjer, pod utjecajem X-zraka može doći do pucanja DNK kromosoma, a pucaju i kromosomi. Takvi se kromosomi ne mogu kretati, na primjer, u anafazi. Neke kemikalije koje nisu karakteristične za žive organizme (alkoholi, fenoli) remete konzistentnost mitotičkih procesa. Neki se kromosomi kreću brže, drugi sporije. Neki od njih možda uopće nisu uključeni u podređene jezgre. Postoje tvari koje sprječavaju stvaranje vretenastih niti. Zovu se citostatici, na primjer, kolhicin i kolcemid. Utječući na stanicu može se zaustaviti dioba u fazi prometafaze. Kao rezultat ovog učinka, u jezgri se pojavljuje dvostruki set kromosoma."

Zaključci. (Slide 19)

Danas je lekcija bila posvećena najvažnijem procesu - mitozi. Samom procesu, njegovim karakteristikama i problemima posvetili smo dovoljno vremena. Najvažnije je da ovaj proces osigurava genetsku stabilnost vrste, kao i procese regeneracije, rasta i nespolnog (vegetativnog) razmnožavanja. Proces je složen, višefazan i vrlo osjetljiv na čimbenike okoline.

Domaća zadaća.

1. Proučite § 29

2. Ispunite tablicu “Mitotski stanični ciklus”

Objasnite što određuje broj kromosoma u DNA u različitim fazama mitoze.

Mitotski stanični ciklus

Interfaza i različite metode stanične diobe. Postoje dva načina diobe: 1) najčešća, potpuna dioba je mitoza (neizravna dioba) i 2) amitoza (izravna dioba). Tijekom mitotske diobe citoplazma se preuređuje, nuklearna membrana se uništava i kromosomi se otkrivaju. U životu stanice postoji razdoblje same mitoze i interval između dioba koji se naziva interfaza. Međutim, razdoblje interfaze (stanice koje se ne dijele) može biti različite prirode. U nekim slučajevima, tijekom interfaze stanica funkcionira i istovremeno se priprema za sljedeću diobu. U drugim slučajevima stanice ulaze u međufazu, funkcioniraju, ali više nisu spremne za diobu. Kao dio složenog višestaničnog organizma brojne su skupine stanica koje su izgubile sposobnost diobe. To uključuje, na primjer, živčane stanice. Priprema stanice za mitozu odvija se u interfazi. Da biste zamislili glavne značajke ovog procesa, sjetite se strukture stanične jezgre.

Osnovni, temeljni strukturna jedinica jezgre su kromosomi koji se sastoje od DNA i proteina. U jezgrama živih stanica koje se ne dijele, u pravilu se pojedinačni kromosomi ne razlikuju, ali najveći dio kromatina, koji se nalazi u obojenim pripravcima u obliku tankih niti ili zrnaca različite veličine, odgovara kromosomima. U nekim su stanicama pojedini kromosomi jasno vidljivi u interfaznoj jezgri, na primjer, u stanicama koje se brzo dijele u oplođenom jajašcu u razvoju i jezgri nekih protozoa. U različitim razdobljima života stanice, kromosomi prolaze kroz cikličke promjene koje se mogu pratiti od jedne diobe do druge.

Kromosomi tijekom mitoze su izdužena gusta tijela, po čijoj se dužini mogu razlikovati dvije niti - kromatide koje sadrže DNA, a koje su rezultat udvostručenja kromosoma. Svaki kromosom ima primarnu konstrikciju ili centromeru. Ovaj suženi dio kromosoma može se nalaziti ili u sredini ili bliže jednom od krajeva, ali za svaki specifičan kromosom njegovo mjesto je strogo konstantno. Tijekom mitoze, kromosomi i kromatide su čvrsto smotane niti (smotano ili kondenzirano stanje). U interfaznoj jezgri kromosomi su jako izduženi, tj. despiralizirani, što ih čini teškim za razlikovanje. Posljedično, ciklus promjena kromosoma sastoji se od spiralizacije, kada se skraćuju, zadebljaju i postaju jasno razlučivi, i despiralizacije, kada se jako izdužuju, isprepliću i tada postaje nemoguće razlučiti svaki zasebno. Spiralizacija i despiralizacija povezane su s aktivnošću DNK, jer ona funkcionira samo u despiraliziranom stanju. Izdavanje informacija, stvaranje RNA na DNA u spiralnom stanju, tj. Tijekom mitoze, prestaje.

O prisutnosti kromosoma u jezgri stanice koja se ne dijeli dokazuje i postojanost količine DNA, broja kromosoma i očuvanje njihove individualnosti od diobe do diobe.

Priprema stanice za mitozu. Tijekom interfaze događa se niz procesa koji omogućuju mitozu. Navedimo najvažnije od njih: 1) centrioli se udvostručuju, 2) kromosomi se udvostručuju, t.j. količina DNA i kromosomskih proteina, 3) sintetiziraju se proteini od kojih je izgrađeno akromatinsko vreteno, 4) akumulira se energija u obliku ATP-a, koji se troši tijekom diobe, 5) prestaje rast stanice.

Sinteza DNA i duplikacija kromosoma od primarne su važnosti u pripremi stanice za mitozu.

Duplikacija kromosoma povezana je prvenstveno sa sintezom DNA i istovremenom sintezom kromosomskih proteina. Proces udvajanja traje 6-10 sati i zauzima srednji dio interfaze. Dupliciranje kromosoma odvija se na takav način da svaki stari pojedinačni lanac DNK gradi drugi. Ovaj proces je strogo uređen i, počevši od nekoliko točaka, širi se duž cijelog kromosoma.

Mitoza. Faze mitoze

Mitoza je univerzalna metoda diobe stanica u biljaka i životinja, čija je glavna bit precizna raspodjela dupliciranih kromosoma između obje nastale stanice kćeri. Priprema stanice za diobu zauzima, kao što vidimo, značajan dio interfaze, a mitoza počinje tek kada je priprema u jezgri i citoplazmi potpuno završena. Cijeli proces je podijeljen u četiri faze. Tijekom prve od njih - profaze - centrioli se dijele i počinju se razilaziti u suprotnim smjerovima. Oko njih se iz citoplazme stvaraju akromatski filamenti koji zajedno sa centriolima tvore akromatsko vreteno. Kada divergencija centriola završi, cijela stanica postaje polarna, oba centriola nalaze se na suprotnim polovima, a srednja ravnina se može nazvati ekvatorom. Filamenti akromatinskog vretena konvergiraju u centriolima i široko su smješteni na ekvatoru, a oblikom podsjećaju na vreteno. Istodobno sa stvaranjem vretena u citoplazmi, jezgra počinje bubriti, au njoj se jasno vidi klupko zadebljalih niti - kromosoma. Tijekom profaze kromosomi se spiraliziraju, skraćuju i zadebljaju. Profaza završava otapanjem jezgrene membrane, a kromosomi leže u citoplazmi. U ovom trenutku jasno je da su svi kromosomi već dvostruki.

Zatim dolazi druga faza – metafaza. Kromosomi, u početku nasumično raspoređeni, počinju se kretati prema ekvatoru. Svi se obično nalaze u istoj ravnini na jednakoj udaljenosti od centriola. U to je vrijeme dio niti vretena pričvršćen za kromosome, dok se drugi dio i dalje kontinuirano proteže od jedne centriole do druge - to su potporne niti. Vučne, ili kromosomske, niti su pričvršćene na centromere (primarna suženja kromosoma), ali treba imati na umu da su i kromosomi i centromeri već dvostruki. Povlačne niti s polova pričvršćene su na one kromosome koji su im bliže. Nastaje kratka stanka. Ovaj središnji dio mitoza, nakon čega počinje treća faza – anafaza.

Tijekom anafaze, vlakna vretena počinju se kontrahirati, povlačeći kromosome na različite polove. U ovom slučaju kromosomi se ponašaju pasivno, oni se, savijajući se poput ukosnice, pomiču naprijed s centromerama, za koje ih povlači vretenasta nit. Na početku anafaze smanjuje se viskoznost citoplazme, što pridonosi brzom kretanju kromosoma.

Posljedično, niti vretena osiguravaju preciznu divergenciju kromosoma (udvostručenih u interfazi) na različite polove stanice.

Mitoza završava posljednja faza- telofaza. Kromosomi, približavajući se polovima, blisko su isprepleteni jedni s drugima. Istodobno počinje njihovo izduživanje (despiralizacija) i postaje nemoguće razlikovati pojedine kromosome. Postupno se iz citoplazme formira nuklearna membrana, jezgra bubri, pojavljuje se nukleolus i obnavlja se prethodna struktura interfazne jezgre.

Na kraju anafaze ili na početku telofaze počinje dioba citoplazme. U životinjskim stanicama pojavljuje se izvana suženje u obliku prstena, koje, zalazeći dublje, dijeli stanicu na dvije manje. Kod biljaka citoplazmatska membrana nastaje u sredini stanice i širi se prema periferiji, dijeleći stanicu na pola. Nakon stvaranja plazma membrane, u biljnim stanicama nastaje celulozna membrana. Stoga se tijekom diobe stanica Aktivno sudjelovanje prima i jezgru i citoplazmu. Jezgra sadrži jedinstvene stanične strukture - kromosome, a akromatinsko vreteno, nastalo iz citoplazme, osigurava njihovu pravilnu i ravnomjernu raspodjelu između obje stanice kćeri.

Trajanje mitoze i interfaze

Mitoza je relativno kratko razdoblje u životu stanice, interfaza traje znatno duže, što se može vidjeti iz tablice.

U stanicama koje se brzo razmnožavaju, mitoza može trajati samo nekoliko minuta. Posljedično, trajanje mitoze varira od nekoliko minuta do 2-3 sata.Interfaza traje od 8-10 sati do nekoliko dana.

Također je različita i brzina odvijanja pojedinih faza mitoze.

1. Koji su načini diobe karakteristični za eukariotske stanice? Za prokariotske stanice?

Mitoza, amitoza, jednostavna binarna fisija, mejoza.

Eukariotske stanice karakteriziraju sljedeći načini diobe: mitoza, amitoza, mejoza.

Prokariotske stanice karakterizira jednostavna binarna fisija.

2. Što je jednostavna binarna fisija?

Jednostavna binarna fisija karakteristična je samo za prokariotske stanice. Bakterijske stanice sadrže jedan kromosom, kružnu molekulu DNA. Prije stanične diobe dolazi do replikacije i formiraju se dvije identične molekule DNA, svaka od njih vezana za citoplazmatska membrana. Tijekom diobe, plazmalema raste između dvije molekule DNA na takav način da na kraju dijeli stanicu na dva dijela. Svaka rezultirajuća stanica sadrži jednu identičnu molekulu DNA.

3. Što je mitoza? Opišite faze mitoze.

Mitoza je glavna metoda diobe eukariotskih stanica, zbog koje se iz jedne matične stanice formiraju dvije stanice kćeri s istim skupom kromosoma. Radi praktičnosti, mitoza je podijeljena u četiri faze:

● Profaza. U stanici se povećava volumen jezgre, kromatin se počinje spiralizirati, što rezultira stvaranjem kromosoma. Svaki se kromosom sastoji od dvije sestrinske kromatide spojene na centromeri (u diploidnoj stanici - set 2n4c). Jezgrice se otapaju i nuklearna membrana se raspada. Kromosomi završavaju u hijaloplazmi i u njoj se raspoređuju nasumično (kaotično). Centriole divergiraju u parovima do polova stanice, gdje započinju stvaranje vretenastih mikrotubula. Neke od niti vretena idu od pola do pola, druge niti su pričvršćene na centromere kromosoma i pridonose njihovom kretanju prema ekvatorijalnoj ravnini stanice. Većina biljnih stanica nema centriole. U ovom slučaju, središta za stvaranje mikrotubula vretena su posebne strukture koje se sastoje od malih vakuola.

● Metafaza. Formiranje fisijskog vretena je završeno. Kromosomi postižu maksimalnu spiralizaciju i raspoređeni su na uredan način u ekvatorijalnoj ravnini stanice. Formira se takozvana metafazna ploča koja se sastoji od dvokromatidnih kromosoma.

● Anafaza. Vretenaste niti se skraćuju, uzrokujući da se sestrinske kromatide svakog kromosoma odvajaju jedna od druge i rastežu prema suprotnim polovima stanice. Od tog trenutka nadalje, razdvojene kromatide nazivaju se kromosomi kćeri. Stanični polovi imaju isti genetski materijal (svaki pol ima 2n2c).

● Telofaza. Kromosomi kćeri despiriraju (odmotavaju se) na polovima stanice i formiraju kromatin. Oko nuklearnog materijala svakog pola formiraju se nuklearne ljuske. U dvije formirane jezgre pojavljuju se jezgre. Vretenaste niti su uništene. U ovom trenutku dioba jezgre završava i stanica se počinje dijeliti na dva dijela. U životinjskim stanicama pojavljuje se prstenasto suženje u ekvatorijalnoj ravnini, koje se produbljuje sve dok ne dođe do odvajanja dviju stanica kćeri. Biljne stanice se ne mogu dijeliti stezanjem, jer imaju krutu staničnu stijenku. U ekvatorijalnoj ravnini biljna stanica iz sadržaja vezikula Golgijevog kompleksa nastaje takozvana srednja ploča koja razdvaja dvije stanice kćeri.

4. Kako stanice kćeri dobivaju identičnu nasljednu informaciju kao rezultat mitoze? Koji je biološki značaj mitoze?

U metafazi se bikromatidni kromosomi nalaze u ekvatorijalnoj ravnini stanice. Molekule DNA u sestrinskim kromatidama međusobno su identične jer nastala kao rezultat replikacije originalne majčine molekule DNA (to se dogodilo u S-periodu interfaze koja prethodi mitozi).

U anafazi se uz pomoć niti vretena sestrinske kromatide svakog kromosoma međusobno odvajaju i rastežu na suprotne polove stanice. Dakle, dva pola stanice imaju isti genetski materijal (2n2c na svakom polu), koji nakon završetka mitoze postaje genetski materijal dviju stanica kćeri.

Biološki značaj mitoze je u tome što osigurava prijenos nasljednih karakteristika i svojstava kroz niz generacija stanica. To je neophodno za normalan razvoj višestaničnog organizma. Zbog precizne i ujednačene raspodjele kromosoma tijekom mitoze sve su stanice u tijelu genetski identične. Mitoza određuje rast i razvoj organizama, obnovu oštećenih tkiva i organa (regeneracija). Mitotička dioba stanica je temelj nespolnog razmnožavanja u mnogim organizmima.

5. Broj kromosoma - n, kromatida - c. Koliki će biti omjer n i c za ljudske somatske stanice u sljedeća razdoblja interfaza i mitoza. Podudaranje:

1) U G 1 razdoblju svaki se kromosom sastoji od jedne kromatide, tj. somatske stanice sadrže skup 2n2c, što je za ljude 46 kromosoma, 46 kromatida.

2) U G 2 razdoblju svaki se kromosom sastoji od dvije kromatide, tj. somatske stanice sadrže skup 2n4c (46 kromosoma, 92 kromatide).

3) U profazi mitoze skup kromosoma i kromatida je 2n4c, (46 kromosoma, 92 kromatide).

4) U metafazi mitoze skup kromosoma i kromatida je 2n4c (46 kromosoma, 92 kromatide).

5) Na kraju anafaze mitoze, zbog odvajanja sestrinskih kromatida jedne od druge i njihove divergencije na suprotne polove stanice, svaki pol ima set 2n2c (46 kromosoma, 46 kromatida).

6) Na kraju telofaze mitoze formiraju se dvije stanice kćeri, od kojih svaka sadrži set 2n2c (46 kromosoma, 46 kromatida).

Odgovor: 1 - B, 2 - G, 3 - G, 4 - G, 5 - V, 6 - V.

6. Po čemu se amitoza razlikuje od mitoze? Što mislite zašto se amitoza naziva izravnom diobom stanice, a mitoza neizravnom?

Za razliku od mitoze, amitoza:

● Jezgra se dijeli stezanjem bez spiralizacije kromatina i stvaranja vretena, nedostaju sve četiri faze karakteristične za mitozu.

● Nasljedni materijal raspoređen je neravnomjerno i nasumično među jezgrama kćeri.

● Često se opaža samo dioba jezgre bez daljnje diobe stanice na dvije stanice kćeri. U tom slučaju pojavljuju se binuklearne, pa čak i višejezgrene stanice.

● Troši se manje energije.

Mitoza se naziva neizravna dioba, jer. U usporedbi s amitozom dosta je složena i precizan proces, koji se sastoji od četiri faze i zahtijeva preliminarnu pripremu (replikacija, udvostručenje centriola, skladištenje energije, sinteza posebnih proteina itd.). S izravnom (tj. jednostavnom, primitivnom) diobom - amitozom, stanična jezgra bez ikakvih posebni trening suženje se brzo dijeli, a nasljedni materijal se nasumično raspoređuje među jezgrama kćeri.

7. U jezgri stanice koja se ne dijeli nasljedni materijal (DNA) nalazi se u obliku amorfne raspršene tvari – kromatina. Prije diobe kromatin se spiralizira i formira kompaktne strukture – kromosome, a nakon diobe vraća se u prvobitno stanje. Zašto stanice čine tako složene modifikacije svog nasljednog materijala?

DNK u sastavu amorfnog i dispergiranog kromatina tijekom diobe bilo bi nemoguće točno i ravnomjerno rasporediti između stanica kćeri (upravo se takva slika uočava tijekom amitoze - nasljedni materijal raspoređen je neravnomjerno, nasumično).

S druge strane, kada bi stanična DNA uvijek bila u zbijenom stanju (tj. kao dio spiraliziranih kromosoma), bilo bi nemoguće iz nje pročitati sve potrebne informacije.

Dakle, na početku diobe stanica prenosi DNA u najkompaktnije stanje, a nakon završetka diobe vraća je u prvobitno stanje, pogodno za čitanje.

8*. Utvrđeno je da se kod dnevnih životinja maksimalna mitotička aktivnost stanica promatra navečer, a minimalna - tijekom dana. Kod životinja koje vode noćne životinje stanice se najintenzivnije dijele ujutro, dok je mitotička aktivnost noću oslabljena. Što mislite koji je razlog tome?

Dnevne životinje aktivne su tijekom dana. Tijekom dana troše puno energije na kretanje i traženje hrane, dok im se stanice brže “troše” i češće umiru. Navečer, kada je tijelo probavilo i apsorbiralo hranu hranjivim tvarima i akumulirano dovoljna količina energije, aktiviraju se procesi regeneracije i prije svega mitoza. U skladu s tim, kod noćnih životinja maksimalna mitotička aktivnost stanica opažena je ujutro, kada se njihovo tijelo odmara nakon aktivnog noćnog razdoblja.

*Zadaci označeni zvjezdicom zahtijevaju od učenika iznošenje različitih hipoteza. Stoga se učitelj prilikom ocjenjivanja ne treba usredotočiti samo na ovdje dani odgovor, već uzeti u obzir svaku hipotezu, procjenjujući biološko razmišljanje učenika, logiku njihova razmišljanja, originalnost ideja itd. Nakon toga, preporučljivo je upoznati učenike s danim odgovorom.