Tabela porównawcza biologii mejozy i mitozy. Temat lekcji: „Porównanie mitozy i mejozy” (klasa 10)

Wszystkie struktury komórkowe żywych organizmów zwykle przechodzą przez kilka głównych etapów rozwoju. W trakcie swojego istnienia każda komórka normalnie przechodzi etap reprodukcji lub podziału. Może być bezpośredni, pośredni lub redukcyjny. Podział jest normalnym etapem życia jednostek strukturalnych różnych organizmów, który zapewnia normalne istnienie, wzrost i reprodukcję wszystkich żywych istot na planecie. To dzięki reprodukcji komórek w organizmie człowieka możliwa jest odnowa tkanek, przywrócenie integralności uszkodzonego nabłonka lub skóry właściwej, dziedziczenie danych genetycznych, poczęcie, embriogeneza i wiele innych ważnych procesów.

Istnieją dwa główne typy reprodukcji jednostek strukturalnych w ciele stworzeń wielokomórkowych: mitoza i mejoza. Każda z tych metod reprodukcji ma charakterystyczne cechy.

Uwaga! Podział komórki wyróżnia się również prostym podziałem na dwie części - amitozą. W ludzkim ciele proces ten zachodzi w nienormalnie zmienionych strukturach, takich jak guzy.

Mitoza to wegetatywny podział komórek z jądrem, najczęstszy proces reprodukcji. Ta metoda jest również nazywana reprodukcją pośrednią lub klonowaniem, ponieważ utworzona podczas niej para struktur potomnych okazuje się całkowicie identyczna z rodzicem. Za pomocą klonowania rozmnażają się somatyczne jednostki strukturalne ludzkiego ciała.

Uwaga! Podział wegetatywny ma na celu tworzenie dokładnie tych samych komórek z pokolenia na pokolenie. Wszystkie komórki ludzkiego ciała, z wyjątkiem komórek rozrodczych, rozmnażają się w podobny sposób.

Klonowanie jest podstawą ontogenezy, czyli rozwoju organizmu od poczęcia do śmierci. Podział mitotyczny jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania różnych narządów i układów oraz kształtowania i zachowania pewnych cech człowieka od urodzenia do śmierci na poziomie morfologicznym i biochemicznym. Czas trwania tej metody rozmnażania komórek wynosi średnio około 1-2 godzin.

Przebieg mitozy dzieli się na cztery główne fazy:

W wyniku klonowania z komórki macierzystej powstają dwie komórki potomne, które mają absolutnie podobny zestaw chromosomów i zachowują wszystkie cechy jakościowe i ilościowe komórki pierwotnej. W organizmie człowieka w wyniku mitozy następuje ciągła odnowa tkanek.

Uwaga! Prawidłowy przebieg procesów mitotycznych zapewnia regulacja neurohumoralna, czyli wspólne działanie układu nerwowego i hormonalnego.

Cechy przebiegu podziału redukcyjnego

Podział mejotyczny to proces, w wyniku którego powstają rozrodcze jednostki strukturalne – gamety. Dzięki tej metodzie rozmnażania powstają cztery komórki potomne, z których każda ma 23 chromosomy. Ponieważ gamety powstałe w wyniku tej metody mają niekompletny zestaw chromosomów, nazywa się to redukcją. U ludzi podczas gametogenezy możliwe jest tworzenie dwóch rodzajów jednostek strukturalnych:

• plemniki ze spermatogonii;
• jaja w pęcherzykach.

Charakterystyka

Ponieważ każda wynikowa gameta ma pojedynczy zestaw chromosomów, kiedy łączy się z inną komórką rozrodczą, następuje wymiana materiału genetycznego i powstanie zarodka, który otrzymuje pełny zestaw chromosomów. To dzięki mejozie zapewniona jest zmienność kombinatoryczna - jest to proces, w wyniku którego powstaje ogromna lista różnych genotypów, a płód dziedziczy różne cechy matki i ojca.

W procesie powstawania struktur haploidalnych należy również wyróżnić cztery wymienione powyżej fazy, które są charakterystyczne dla mitozy. Główna różnica podziału redukcji polega na tym, że kroki te są powtarzane dwukrotnie.

Uwaga! Pierwsza telofaza kończy się utworzeniem dwóch komórek z kompletnym zestawem genetycznym 46 chromosomów. Następnie rozpoczyna się drugi podział, w wyniku którego powstają cztery komórki rozrodcze, z których każda ma 23 chromosomy.

W podziale mejotycznym pierwszy etap trwa dłużej. Na tym etapie następuje fuzja chromosomów i proces wymiany danych genetycznych. Metafaza przebiega w taki sam sposób jak podczas mitozy, ale z jednym zestawem danych dziedzicznych. Podczas anafazy nie dochodzi do podziału centromeru, a chromosomy haploidalne rozchodzą się w kierunku biegunów.

Okres między dwoma podziałami, czyli interfaza, jest bardzo krótki, w tym czasie nie powstaje kwas dezoksyrybonukleinowy. Dlatego komórki uzyskane po drugiej telofazie zawierają haploid, czyli pojedynczy zestaw chromosomów. Zestaw diploidalny jest przywracany, gdy dwie komórki rozrodcze łączą się podczas syngamii. Jest to proces łączenia gamet męskich i żeńskich powstałych w wyniku mejozy. W wyniku podziału redukcyjnego powstaje zygota z 46 chromosomami i kompletem informacji dziedzicznych otrzymanych od obojga rodziców.

Podczas fuzji gamet możliwe jest tworzenie różnych wariantów dowolnych znaków. To właśnie poprzez mejozę dzieci dziedziczą na przykład kolor oczu jednego z rodziców. Ze względu na recesywne nosicielstwo dowolnych genów możliwe jest przekazywanie cech przez jedno lub więcej pokoleń.

Uwaga! Dominują cechy dominujące, zwykle objawiające się w pierwszym pokoleniu potomstwa. Recesywny - ukryty lub stopniowo zanikający u osobników kolejnych pokoleń.

Rola podziału mitotycznego:

1. Utrzymanie stałej liczby chromosomów. Gdyby powstałe komórki miały pełny zestaw chromosomów, to u płodu po zapłodnieniu ich liczba podwoiłaby się.
2. W wyniku podziału mejotycznego komórki rozrodcze powstają z różnymi zestawami informacji dziedzicznych.
3. Rekombinacja informacji dziedzicznej.
4. Zapewnienie zmienności organizmów.

Charakterystyka porównawcza

Metoda reprodukcji	Klonowanie	Gametogeneza
Typy komórek	Somatyczny	rozrodczy
Liczba działów	Jeden	Dwa
Ile potomnych jednostek strukturalnych powstaje w wyniku	2	4
Zawartość informacji dziedzicznej w komórkach potomnych	Nie zmienia się	Zmiany
Koniugacja	Nie typowe
	Nie typowe	Oznaczony podczas pierwszej ligi

Różnice między klonowaniem a podziałem redukcyjnym

Klonowanie i namnażanie komórek redukcyjnych to dość podobne procesy. Podział mejotyczny obejmuje te same etapy, co podział mitotyczny, jednak czas ich trwania oraz procesy zachodzące na poszczególnych jego etapach różnią się znacznie.

Wideo - Mitoza i mejoza

Różnice w przebiegu podziału płciowego i bezpłciowego

Komórki powstałe w wyniku podziału mitotycznego i gametogenezy niosą ze sobą różne obciążenia funkcjonalne. Dlatego podczas mejozy odnotowuje się niektóre cechy kursu:

1. Na pierwszym etapie podziału redukcyjnego odnotowuje się koniugację i crossing-over. Procesy te są niezbędne do wzajemnej wymiany informacji genetycznej.
2. Podczas anafazy obserwuje się segregację podobnych chromosomów.
3. W okresie między dwoma cyklami podziałów nie dochodzi do reduplikacji cząsteczek kwasu dezoksyrybonukleinowego.

Uwaga! Koniugacja to stan stopniowej konwergencji homologicznych, to znaczy podobnych chromosomów ze sobą, a następnie tworzenie się par. Crossing over - przejście pewnych odcinków z jednego chromosomu do drugiego.

Drugi etap gametogenezy przebiega dokładnie tak samo jak mitoza.

Charakterystyczne różnice według wyników procesu podziału:

1. Wynikiem klonowania jest utworzenie dwóch jednostek strukturalnych, a wynikiem podziału redukcyjnego są cztery.
2. Za pomocą klonowania dzieli się somatyczne jednostki strukturalne, które tworzą różne tkanki ciała. W wyniku mejozy powstają tylko komórki rozrodcze: komórki jajowe i plemniki.
3. Klonowanie prowadzi do powstania absolutnie identycznych jednostek strukturalnych, a podczas podziału mejotycznego następuje redystrybucja danych genetycznych.
4. W wyniku podziału redukcyjnego ilość informacji dziedzicznej w komórkach rozrodczych zmniejsza się o 50%. Daje to możliwość późniejszej fuzji danych genetycznych komórek matki i ojca podczas zapłodnienia.

Klonowanie i podział redukcyjny to najważniejsze procesy zapewniające prawidłowe funkcjonowanie organizmu. Powstałe w wyniku klonowania komórki potomne są identyczne we wszystkim, w tym na poziomie kwasu dezoksyrybonukleinowego, z oryginałem. Pozwala to na przeniesienie zestawu chromosomów w niezmienionej postaci z jednej generacji komórek do drugiej. Mitoza leży u podstaw prawidłowego wzrostu tkanki. Biologiczne znaczenie podziału redukcyjnego polega na zachowaniu określonej liczby chromosomów w organizmach, których rozmnażanie odbywa się drogą płciową. Jednocześnie podział mejotyczny umożliwia zamanifestowanie najważniejszej cechy różnych organizmów wielokomórkowych - zmienności kombinatywnej. Dzięki niej możliwe jest przekazanie potomstwu różnych cech zarówno ojca, jak i matki.

Tak skrupulatnie namalowane w każdym podręczniku. Czy coś jeszcze trzeba tu dodać?

Ale nie spiesz się z wnioskami, tylko zdaj się na moje doświadczenie jako korepetytora biologii. To, o czym dzisiaj porozmawiamy, może przydać się wielu osobom. I porozmawiamy o nieporozumieniach, które pojawiają się na egzaminach podczas odpowiadania na te pytania.

I ogólnie o możliwych błędach młodości, kiedy czasami pomijamy najważniejsze informacje życiowe „za uszy”…

Znów może zacznę od części krytyki podręczników. Temat podziału jest tak ważny, że poświęca się mu dużo miejsca. Wydawałoby się, co jeszcze może być lepszego : aby wyjaśnić procesy, dostarczono stos kolorowych ilustracji i wszelkiego rodzaju diagramów.

Mitoza to cztery etapy podziału. Mejoza - aż osiem etapów podziału, wskazujących nie tylko nazwy samych procesów, ale także ze szczegółowym opisem tego, co dzieje się z którą komórką „byaka” na każdym etapie.

Zgadzam się, że aby zdać egzamin, wszystkich tych „drobiazgów” trzeba się nauczyć, a raczej zapamiętać. Oznacza to, że wszystko to jest pamiętane przez krótką pamięć. Ale przez stos prywatnych drobiazgów umyka to, co najważniejsze, a wtedy nie pamięta się samej istoty i znaczenia zjawisk.

I co tak naprawdę powinno zostać w Twojej głowie na długo, abyś w końcu nie popełnił najprostszych błędów ani na egzaminach, ani, co ważniejsze, w swoim życiu.

1. Przynajmniej nie mylić ze sobą nazw procesów

I okazuje się, że podobnie jak w przypadku pojęć – nazwy samych procesów są zapamiętywane, ale w 50% przypadków jest dokładnie odwrotnie.

Po „rozerwaniu się” do biegunów komórki macierzystej w anafazie mitozy jeden chromosomów chromatydowych, w nowo utworzonych dwóch komórkach potomnych zawartość DNA staje się identyczna z pierwotną komórką macierzystą - 2n2s.

Ponieważ w wyniku mitozy z jednej oryginalnej komórki (mówią „komórka macierzysta”) powstają dwie pełnoprawne komórki, z informacją genetyczną całkowicie identyczną z komórką pierwotną, mitozę można nazwać terminem „reprodukcja” - to jest rozmnażanie bezpłciowe.

Jaka jest istota mejozy?

Samo słowo „mejoza” można wymówić miękko, śpiewnym głosem (m-e-e-e-y-oz) – jest to rodzaj podziału komórek redukcyjnych, prowadzący do powstania czterech z jednej komórki, ale z połową haploidalnego zestawu chromosomów ( 1n1s).

A teraz przypomnij sobie moją wywrotową myśl. Mejoza, w przeciwieństwie do mitozy, nie jest rozmnażaniem. Jest to metoda tworzenia komórek haploidalnych (zarodników u roślin i komórek rozrodczych gamet u zwierząt). Gamety dopiero po procesie zapłodnienia, którym w tym przypadku jest rozmnażanie płciowe, posłużą do uformowania nowego organizmu.

Jeszcze raz zwracam uwagę na fakt, że w organizmach zwierzęcych komórki wyspecjalizowanych tkanek gonad dzielą się na drodze mejozy, z której powstają gamety, czyli komórki płciowe. W roślinach zarodniki powstają w wyniku mejozy, a następnie w wyniku mitozy powstają gamety.

Mejoza, podobnie jak mitoza, jest poprzedzona podwojeniem materiału genetycznego komórki, ale mejoza przebiega w dwóch etapach, mejozy I i mejozy II. .

Samo zmniejszenie liczby chromosomów, czyli zmniejszenie ich liczby o połowę, następuje już po pierwszym etapie mejozy, ponieważ koniugacja chromosomów homologicznych nastąpiła w profazie I mejozy, ale chromosomy w dwóch utworzonych komórkach haploidalnych nadal pozostań dwuchromatydowy ( 1n2c).

Między mejozą I a mejozą II jest bardzo mało czasu, dodatkowa duplikacja DNA Nie dziać się i znowu każda komórka tworzy dwie komórki haploidalne ( 1n), ale są już "normalne" - pojedyncza chromatyda ( 1s).

2. Co jeszcze jest bardzo ważne dla każdego, zwłaszcza młodych ludzi - potencjalnych rodziców

To właśnie podczas mejozy podczas dojrzewania komórek rozrodczych, w wyniku koniugacji chromosomów homologicznych, może dojść do wszelkiego rodzaju „przetasowania” materiału genetycznego pomiędzy chromosomami homologicznymi w profazę I mejozy – crossing-over.

A w tym momencie powstawania zarówno komórek jajowych, jak i plemników szczególnie ważne jest, aby na organizm ludzki nie oddziaływały żadne niekorzystne czynniki (wstrząsy nerwowe, duże dawki leków, alkoholu, nikotyny i innych używek), które mogłyby doprowadzić do błędy krzyżowania podczas mejozy (a zatem do pojawienia się genetycznie wadliwy potomstwo).

3. Na co jeszcze zwrócić uwagę

Nawet jeśli dobrze pamięta się, że wszystkie komórki somatyczne organizmu rozmnażają się przez mitozę, a mejoza jest metodą tworzenia komórek rozrodczych, popełnia się następujący błąd.

Tak, mejoza jest sposobem na tworzenie komórek rozrodczych, ale… Ale tylko organizmy !!! Ponownie chcę podkreślić, że we wszystkich wyższych (mchach, paprociach, nagonasiennych i okrytozalążkowych) przechodzą podział mejotyczny spór! Później z haploidalnych zarodników wg mitozy rośliny to gamety.

Autorzy podręczników szkolnych powinni zwrócić na to uwagę, ponieważ autorzy testów lubią (i mają rację) umieszczać w nich pytania dotyczące podstawowych procesów funkcjonowania żywych systemów. A metody rozmnażania komórek organizmów żywych i metody rozmnażania płciowego organizmów różnych taksonów są właśnie takimi procesami.

_______________________________________________________________________________

Teraz piszę i myślę, jaka szkoda, że ​​ten blog jest jeszcze niewidoczny w internecie (mam nadzieję, że „na razie”). W końcu informacje zawarte w tym poście przydają się każdemu, a zwłaszcza młodszemu pokoleniu, aby przez ignorancję nie przypłaciło to zdrowiem swoich dzieci do końca życia.

Rodzaj lekcji: lekcja-uogólnienie.

Forma zajęć: lekcja praktyczna.

• kontynuować kształtowanie światopoglądu uczniów na temat ciągłości życia;
• zapoznanie z chemiczną i biologiczną różnicą procesów zachodzących w komórce podczas mitozy i mejozy;
• kształtować umiejętność konsekwentnego budowania procesów mitozy i mejozy;
• kształtowanie umiejętności analizy porównawczej procesów podziału komórkowego;

1. edukacyjny:

a) aktualizować wiedzę studentów na temat różnych typów podziałów komórkowych (mitoza, amitoza, mejoza);

b) sformułować wyobrażenie o głównych podobieństwach i różnicach między procesami mitozy i mejozy, ich biologiczną istotą;

2. edukacyjny: rozwijanie zainteresowania poznawczego informacjami z różnych dziedzin nauki;

3. rozwijanie:

a) rozwinąć umiejętności pracy z różnymi typami informacji i sposobami ich prezentacji;

b) kontynuować pracę nad rozwojem umiejętności analizowania i porównywania procesów podziału komórki;

Sprzęt edukacyjny: komputer z rzutnikiem multimedialnym, model-aplikacja „Podział komórki. Mitoza i mejoza” (zestawy demonstracyjne i dystrybucyjne); tabela „Mitoza. Mejoza".

Struktura lekcji (lekcja przewidziana jest na jedną godzinę lekcyjną, odbywa się w sali biologicznej z projektorem multimedialnym, przeznaczonej dla klasy 10 profilu chemiczno-biologicznego). Krótki plan lekcji:

1. moment organizacyjny (2 min);

2. aktualizacja wiedzy, podstawowych terminów i pojęć związanych z procesami podziału komórki (8 min);

3. uogólnienie wiedzy o procesach mitozy i mejozy (13 min);

4. praca praktyczna „Podobieństwa i różnice między mitozą a mejozą (15 min);

Utrwalenie wiedzy na badany temat (5 min);

Praca domowa (2 minuty).

Szczegółowy przebieg lekcji:

1. moment organizacyjny. Wyjaśnienie celu lekcji, jej miejsca w badanym temacie, cechy postępowania.

2. aktualizowanie wiedzy, podstawowe terminy i pojęcia związane z procesami podziału komórki: - podział komórki;

3. uogólnienie wiedzy o procesach podziału komórki:

3.1. Mitoza:

Demonstracja interaktywnego modelu „Mitoza”;

Praktyczna praca z modelem-aplikacją „Mitoza” (materiały dla każdego ucznia, ćwiczenie umiejętności uczniów w pokazywaniu sekwencji procesów mitozy);

Praca z modelem-aplikacją „Mitoza” (zestaw demonstracyjny, weryfikacja wyników pracy praktycznej)

Rozmowa o fazach mitozy:

faza mitozy,zestaw chromosomów(n-chromosomy, c - DNA)	Rysunek	Charakterystyka fazowa, układ chromosomów
profaza		Demontaż błon jądrowych, rozbieżność centrioli do różnych biegunów komórki, powstawanie nici wrzeciona rozszczepienia, „znikanie” jąderek, kondensacja chromosomów dwuchromatydowych.
metafaza		Wyrównanie najbardziej skondensowanych chromosomów dwuchromatydowych w płaszczyźnie równikowej komórki (płytka metafazowa), przyłączenie włókien wrzeciona jednym końcem do centrioli, drugim do centromerów chromosomów.
Anafaza		Podział chromosomów dwuchromatydowych na chromatydy i rozbieżność tych siostrzanych chromatyd do przeciwległych biegunów komórki (w tym przypadku chromatydy stają się niezależnymi chromosomami jednochromatydowymi).
telofaza		Dekondensacja chromosomów, tworzenie się błon jądrowych wokół każdej grupy chromosomów, rozpad nici wrzeciona rozszczepienia, pojawienie się jąderka, podział cytoplazmy (cytotomia). Cytotomia w komórkach zwierzęcych zachodzi z powodu bruzdy rozszczepienia, w komórkach roślinnych - z powodu płytki komórkowej.

3.2. Mejoza.

Demonstracja interaktywnego modelu „Mejoza”

Praktyczna praca z modelem-aplikacją „Mejoza” (materiały informacyjne dla każdego ucznia, rozwijające umiejętność pokazywania przez uczniów sekwencji procesów mejozy);

Praca z modelem-aplikacją „Mejoza” (zestaw demonstracyjny, weryfikacja wyników pracy praktycznej)

Rozmowa o fazach mejozy:

faza mejozy,zestaw chromosomów(n - chromosomy, c - DNA)	Rysunek	Charakterystyka fazowa, układ chromosomów
profaza 1 2n4c		Demontaż błon jądrowych, rozbieżność centrioli do różnych biegunów komórki, tworzenie włókien wrzeciona rozszczepienia, „znikanie” jąderek, kondensacja dwóch chromosomów chromatydowych, koniugacja chromosomów homologicznych i crossing-over.
Metafaza 1 2n4c		Wyrównanie biwalentów w płaszczyźnie równikowej komórki, przyczepienie włókien wrzeciona jednym końcem do centrioli, drugim do centromerów chromosomów.
Anafaza 1 2n4c		Losowa niezależna dywergencja chromosomów dwuchromatydowych do przeciwnych biegunów komórki (z każdej pary chromosomów homologicznych jeden chromosom przesuwa się na jeden biegun, a drugi na drugi), rekombinacja chromosomów.
Telofaza 1 w obu komórkach 1n2c		Powstawanie błon jądrowych wokół grup chromosomów dwuchromatydowych, podział cytoplazmy.
profaza 2 1n2c		Demontaż błon jądrowych, rozbieżność centrioli do różnych biegunów komórki, tworzenie włókien wrzeciona rozszczepienia.
Metafaza 2 1n2c		Wyrównanie chromosomów dwuchromatydowych w płaszczyźnie równikowej komórki (płytka metafazowa), przyczepienie włókien wrzeciona jednym końcem do centrioli, drugim do centromerów chromosomów.
Anafaza 2 2n2c		Podział chromosomów dwuchromatydowych na chromatydy i rozbieżność tych siostrzanych chromatyd do przeciwległych biegunów komórki (w tym przypadku chromatydy stają się niezależnymi chromosomami jednochromatydowymi), rekombinacja chromosomów.
Telofaza 2 w obu komórkach 1n1c Całkowity 4 do 1n1c		Dekondensacja chromosomów, tworzenie się błon jądrowych wokół każdej grupy chromosomów, rozpad nici wrzeciona rozszczepienia, pojawienie się jąderka, podział cytoplazmy (cytotomia) z utworzeniem dwóch, a w wyniku obu podziałów mejotycznych czterech haploidalnych komórki.

Rozmowa o zmianie formuły jądra komórkowego

Rozmowa o wynikach mejozy:

jedna haploidalna komórka macierzysta wytwarza cztery haploidalne komórki potomne

Dyskurs o znaczeniu mejozy: A)utrzymuje stałą liczbę chromosomów gatunku z pokolenia na pokolenie (diploidalny zestaw chromosomów jest odtwarzany każdorazowo podczas zapłodnienia w wyniku fuzji dwóch haploidalnych gamet;

b) mejoza - jeden z mechanizmów występowania zmienności dziedzicznej (zmienność kombinowana);

4. Praca praktyczna „Porównanie mitozy i mejozy” z wykorzystaniem prezentacji „Mitoza i mejoza. Analiza porównawcza” (zob. dodatek 1)

Studenci mają domowe wykroje na stół:

Wypracowanie podobieństw między mitozą a mejozą:

Opracowanie ogólnych różnic między mitozą a mejozą (z niewielkimi wyjaśnieniami dotyczącymi faz podziału):

Porównanie	Mitoza	Mejoza
podobieństwa	1. Mieć te same fazy podziału.
	2. Przed mitozą i mejozą następuje samopodwojenie cząsteczek DNA w chromosomach (reduplikacja) i spiralizacja chromosomów.
Różnice	1. Jeden oddział.	1. Dwa kolejne podziały.
	2. W metafazie wszystkie podwojone chromosomy ustawiają się oddzielnie wzdłuż równika.
	3. Brak koniugacji	3. Istnieje koniugacja
	4. Podwojenie cząsteczek DNA następuje w interfazie rozdzielającej dwa podziały.	4. Nie ma interfazy między pierwszym a drugim podziałem i nie ma duplikacji cząsteczek DNA.
	5. Powstają dwie komórki diploidalne (komórki somatyczne).	5. Powstają cztery komórki haploidalne (komórki płciowe).
	6.Występuje w komórkach somatycznych	6. występuje w dojrzewających komórkach rozrodczych
	7. Leży u podstaw rozmnażania bezpłciowego	7. Leży u podstaw rozmnażania płciowego

5. Mocowanie materiału.

Wykonanie zadania części B testu USE i materiałów pomiarowych.

Dopasuj cechy wyróżniające i typy podziałów komórkowych:

Cechy wyróżniające Rodzaje podziału komórek

1. Następuje jeden podział	A) mitoza
2. Homologiczne zduplikowane chromosomy ustawiają się wzdłuż równika w pary (biwalenty).
3. Brak koniugacji	B) mejoza
4. Utrzymuje stałą liczbę chromosomów gatunku z pokolenia na pokolenie
5. Dwa kolejne podziały.
6. Podwojenie cząsteczek DNA następuje w interfazie rozdzielającej dwa podziały
7. Powstają cztery komórki haploidalne (komórki płciowe).
8. Nie ma interfazy między pierwszym a drugim podziałem i nie ma duplikacji cząsteczek DNA.
9. Istnieje koniugacja
10. Powstają dwie komórki diploidalne (komórki somatyczne).
11. W metafazie wszystkie podwojone chromosomy ustawiają się oddzielnie wzdłuż równika 12. Zapewnia rozmnażanie bezpłciowe, regenerację utraconych części, wymianę komórek w organizmach wielokomórkowych
13. Zapewnia stabilność kariotypu komórek somatycznych przez całe życie
14. Jest to jeden z mechanizmów występowania zmienności dziedzicznej (zmienność kombinatywna;

6. Praca domowa:

Tabela „Porównanie mitozy i mejozy” w zeszycie

Przejrzyj materiał o mitozie i mejozie (szczegóły dotyczące etapów)

29.30 (VV Pasechnik), 19.22 s. 130-134 (GM Dymshits)

Przygotuj tabelę „Porównawcza charakterystyka przebiegu mitozy i mejozy”

Charakterystyka porównawcza mitozy i mejozy

Fazy ​​cyklu komórkowego, jego wynik	Mitoza	Mejoza
		I podział	II dywizja
Interfaza: synteza DNA, RNA, ATP, białek, wzrost liczba organelli ukończenie drugiej chromatydy każdego chromosomu
profaza: a) spiralizacja chromosomów b) zniszczenie otoczki jądrowej; c) zniszczenie jąderek; d) tworzenie aparatu mitotycznego: rozbieżność centrioli z biegunami komórki, tworzenie się wrzeciona podziałowego
metafaza: a) powstanie płyty równikowej - chromosomy ustawiają się ściśle wzdłuż równika komórki; b) przyłączenie włókien wrzeciona rozszczepienia do centromerów; c) pod koniec metafazy - początek separacji chromatyd siostrzanych
Anafaza: a) zakończenie rozdzielenia chromatyd siostrzanych; b) rozbieżność chromosomów względem biegunów komórki
telofaza- tworzenie komórek potomnych: a) zniszczenie aparatu mitotycznego; b) podział cytoplazmy; c) despiralizacja chromosomów;

Bibliografia:

1. IN Pimenova, AV Pimenov - Wykłady z biologii ogólnej - Saratów, OAO Publishing House Lyceum, 2003

2. Biologia ogólna: podręcznik dla klas 10-11 z pogłębioną nauką biologii w szkole / wyd. VKShumny, GMDymshits, AORuvinsky. - M., "Oświecenie", 2004.

3. N. Green, W. Stout, D. Taylor - Biologia: w 3 tomach. T.3.: za. z angielskiego / wyd. R. Sopera. - M., "Mir", 1993

4. T.L. Bogdanova, E.A. Solodova - Biologia: podręcznik dla uczniów szkół średnich i kandydatów na uniwersytety - M., „AST-PRESS SCHOOL”, 2004

5. DI Mamontov - Biologia otwarta: kompletny interaktywny kurs biologii (na płycie CD) - „Physicon”, 2005

Mejoza to metoda podziału komórek u eukariontów, w której powstają komórki haploidalne. Mejoza różni się od mitozy, w której powstają komórki diploidalne.

Ponadto mejoza przebiega w dwóch kolejnych podziałach, które nazywane są odpowiednio pierwszym (mejoza I) i drugim (mejoza II). Już po pierwszym podziale komórki zawierają pojedynczy, czyli haploidalny zestaw chromosomów. Dlatego często nazywa się pierwszy podział zmniejszenie. Chociaż czasami termin „podział redukcyjny” jest używany w odniesieniu do całej mejozy.

Drugi oddział nazywa się równanie i podobny w mechanizmie do mitozy. W mejozie II siostrzane chromatydy rozchodzą się do biegunów komórki.

Mejoza, podobnie jak mitoza, poprzedzona jest w interfazie syntezą DNA - replikacją, po której każdy chromosom składa się już z dwóch chromatyd, które nazywane są chromatydami siostrzanymi. Pomiędzy pierwszym a drugim podziałem nie zachodzi synteza DNA.

Jeśli w wyniku mitozy powstają dwie komórki, to w wyniku mejozy - 4. Jeśli jednak organizm produkuje jaja, pozostaje tylko jedna komórka, która skoncentrowała w sobie składniki odżywcze.

Ilość DNA przed pierwszym podziałem jest zwykle oznaczana jako 2n 4c. Tutaj n oznacza chromosomy, c oznacza chromatydy. Oznacza to, że każdy chromosom ma parę homologiczną (2n), jednocześnie każdy chromosom składa się z dwóch chromatyd. Biorąc pod uwagę obecność homologicznego chromosomu, otrzymuje się cztery chromatydy (4c).

Po pierwszym i przed drugim podziałem ilość DNA w każdej z dwóch komórek potomnych zmniejsza się do 1n 2c. Oznacza to, że homologiczne chromosomy rozchodzą się do różnych komórek, ale nadal składają się z dwóch chromatyd.

Po drugim podziale powstają cztery komórki z zestawem 1n 1c, tj. każda zawiera tylko jeden chromosom z pary homologicznych i składa się tylko z jednej chromatydy.

Poniżej znajduje się szczegółowy opis pierwszego i drugiego podziału mejotycznego. Oznaczenie faz jest takie samo jak w mitozie: profaza, metafaza, anafaza, telofaza. Jednak procesy zachodzące w tych fazach, zwłaszcza w profazie I, są nieco inne.

Mejoza I

profaza I

Jest to zwykle najdłuższa i najbardziej złożona faza mejozy. Trwa to znacznie dłużej niż w przypadku mitozy. Wynika to z faktu, że w tym czasie homologiczne chromosomy zbliżają się do siebie i wymieniają segmenty DNA (następuje koniugacja i crossing-over).

Koniugacja- proces łączenia chromosomów homologicznych. Przechodzić przez- wymiana identycznych regionów między homologicznymi chromosomami. Niesiostrzane chromatydy homologicznych chromosomów mogą wymieniać równoważne regiony. W miejscach, gdzie taka wymiana występuje, tzw chiazma.

Nazywa się sparowane chromosomy homologiczne biwalenty, Lub tetrady. Komunikacja jest utrzymywana aż do anafazy I i jest zapewniana przez centromery między chromatydami siostrzanymi i chiasmata między chromatydami niesiostrzanymi.

W profazie chromosomy spiralizują się, tak że pod koniec fazy chromosomy nabierają charakterystycznego kształtu i rozmiaru.

W późniejszych stadiach profazy I otoczka jądrowa rozpada się na pęcherzyki i jąderka zanikają. Wrzeciono mejotyczne zaczyna się formować. Tworzą się trzy rodzaje mikrotubul wrzecionowych. Jedne przyczepione są do kinetochorów, inne do kanalików wyrastających z przeciwległego bieguna (konstrukcja pełni rolę przekładek). Jeszcze inne tworzą strukturę gwiaździstą i są przyczepione do szkieletu błony, pełniąc funkcję podpory.

Centrosomy z centriolami rozchodzą się w kierunku biegunów. Mikrotubule są wprowadzane w rejon byłego jądra, przyczepiane do kinetochorów zlokalizowanych w regionie centromerowym chromosomów. W tym przypadku kinetochory chromatyd siostrzanych łączą się i działają jako jedna całość, co pozwala chromatydom jednego chromosomu nie rozdzielać się, a następnie przemieszczać się razem do jednego z biegunów komórki.

Metafaza I

Ostatecznie powstaje wrzeciono rozszczepienia. Pary homologicznych chromosomów znajdują się w płaszczyźnie równika. Ustawiają się naprzeciw siebie wzdłuż równika komórki, tak że płaszczyzna równikowa znajduje się między parami homologicznych chromosomów.

Anafaza I

Chromosomy homologiczne oddzielają się i rozchodzą do różnych biegunów komórki. Ze względu na skrzyżowanie, które nastąpiło podczas profazy, ich chromatydy nie są już identyczne.

Telofaza I

Jądra są przywracane. Chromosomy despiralizują do cienkiej chromatyny. Komórka jest podzielona na dwie części. U zwierząt przez wpuklenie błony. Rośliny mają ścianę komórkową.

Mejoza II

Interfaza między dwoma podziałami mejotycznymi nazywa się interkineza, jest bardzo krótki. W przeciwieństwie do interfazy, duplikacja DNA nie występuje. W rzeczywistości jest już podwojona, po prostu każda z dwóch komórek zawiera jeden z homologicznych chromosomów. Mejoza II zachodzi jednocześnie w dwóch komórkach powstałych po mejozie I. Poniższy diagram przedstawia podział tylko jednej komórki z dwóch.

Profaza II

Krótki. Jądra i jąderka ponownie znikają, a chromatydy spiralizują się. Wrzeciono zaczyna się formować.

Metafaza II

Do każdego chromosomu, który składa się z dwóch chromatyd, przyczepione są dwie nici wrzeciona. Jedna nić z jednego bieguna, druga z drugiego. Centromery składają się z dwóch oddzielnych kinetochorów. Płytka metafazowa jest utworzona w płaszczyźnie prostopadłej do równika metafazy I. Oznacza to, że jeśli komórka macierzysta w mejozie I podzieliła się wzdłuż, teraz dwie komórki podzielą się w poprzek.

Anafaza II

Białko, które wiąże chromatydy siostrzane, rozdziela się i rozchodzą się do różnych biegunów. Chromatydy siostrzane są obecnie nazywane chromosomami siostrzanymi.

Telofaza II

Podobnie jak w telofazie I. Następuje despiralizacja chromosomów, zanika wrzeciono rozszczepienia, powstawanie jąder i jąderek, cytokineza.

Znaczenie mejozy

W organizmie wielokomórkowym tylko komórki rozrodcze dzielą się przez mejozę. Dlatego głównym znaczeniem mejozy jest bezpieczeństwomechanizmArozmnażanie płciowe,który utrzymuje stałą liczbę chromosomów w gatunku.

Innym znaczeniem mejozy jest rekombinacja informacji genetycznej zachodząca w profazie I, czyli zmienność kombinatywna. Nowe kombinacje alleli powstają w dwóch przypadkach. 1. Gdy występuje crossing-over, tj. niesiostrzane chromatydy homologicznych chromosomów wymieniają się miejscami. 2. Z niezależną rozbieżnością chromosomów do biegunów w obu podziałach mejotycznych. Innymi słowy, każdy chromosom może znajdować się w tej samej komórce w dowolnej kombinacji z innymi niehomologicznymi chromosomami.

Już po mejozie I komórki zawierają inną informację genetyczną. Po drugim podziale wszystkie cztery komórki różnią się od siebie. Jest to ważna różnica między mejozą a mitozą, w której powstają genetycznie identyczne komórki.

Krzyżowanie i przypadkowa segregacja chromosomów i chromatyd w anafazach I i II tworzą nowe kombinacje genów i są jednymprzyczyn dziedzicznej zmienności organizmów co umożliwia ewolucję żywych organizmów.

1. Czym różni się mitoza od mejozy?

Odpowiedź. Mitoza to powszechny podział komórek somatycznych, w wyniku którego z komórki pierwotnej (matki), genetycznie identycznej z komórką macierzystą, powstają 2 komórki potomne.

Mejoza to specjalna metoda podziału, w wyniku której powstają 4 komórki z zestawem chromosomów o połowę mniejszym w porównaniu z matką (zwykle powstają komórki z haploidalnym zestawem chromosomów), a wszystkie powstałe komórki różnią się genetycznie od siebie Inny.

W mejozie nie występuje jeden podział (jak w mitozie), ale dwa następujące po sobie podziały - redukcyjny i równaniowy.

W mejozie (w profazie pierwszego podziału) zachodzi koniugacja homologicznych chromosomów i crossing-over, natomiast w mitozie nie występuje.

W anafazie pierwszego podziału mejozy nie chromatydy rozchodzą się do biegunów, ale całe chromosomy

2. Jakie znasz fazy mitozy?

Odpowiedź. Istnieją cztery fazy mitozy: profaza, metafaza, anafaza i telofaza. W profazie wyraźnie widoczne są centriole - formacje zlokalizowane w centrum komórki i odgrywające rolę w podziale chromosomów potomnych zwierząt. Centriole dzielą się i rozchodzą do różnych biegunów komórki. Mikrotubule rozciągają się od centrioli, tworząc włókna wrzeciona, które regulują rozbieżność chromosomów do biegunów dzielącej się komórki.

Pod koniec profazy dochodzi do rozpadu błony jądrowej, stopniowego zaniku jąderka, spiralizacji chromosomów, w wyniku czego skracają się i pogrubiają, i można je już obserwować pod mikroskopem świetlnym. Jeszcze lepiej widać je na kolejnym etapie mitozy – metafazie.

W metafazie chromosomy znajdują się w płaszczyźnie równikowej komórki. Wyraźnie widać, że każdy chromosom, składający się z dwóch chromatyd, ma zwężenie - centromer. Chromosomy są przyczepione przez swoje centromery do nici wrzeciona. Po podziale centromeru każda chromatyda staje się niezależnym chromosomem potomnym.

Potem następuje kolejny etap mitozy – anafaza, podczas której chromosomy potomne (chromatydy jednego chromosomu) rozchodzą się na różne bieguny komórki.

Kolejnym etapem podziału komórki jest telofaza. Rozpoczyna się po dotarciu chromosomów potomnych, składających się z jednej chromatydy, do biegunów komórki. Na tym etapie chromosomy ponownie ulegają despiralizacji i uzyskują taką samą formę, jaką miały przed rozpoczęciem podziału komórki w interfazie (długie, cienkie włókna). Wokół nich powstaje otoczka jądrowa, aw jądrze tworzy się jąderko, w którym syntetyzowane są rybosomy. W procesie podziału cytoplazmy wszystkie organelle (mitochondria, kompleks Golgiego, rybosomy itp.) są mniej więcej równomiernie rozmieszczone wśród komórek potomnych.

Pytania po §28

1. Co to jest apoptoza?

Odpowiedź. U pierwotniaków i bakterii podział komórek jest głównym sposobem rozmnażania. Na przykład ameba nie umiera śmiercią naturalną i zamiast umierać, po prostu dzieli się na dwie nowe komórki. Oczywiste jest, że komórki organizmu wielokomórkowego nie mogą dzielić się w nieskończoność, w przeciwnym razie wszystkie stworzenia, w tym ludzie, stałyby się nieśmiertelne. Tak się nie dzieje, ponieważ DNA komórki zawiera specjalne „geny śmierci”, które wcześniej czy później są aktywowane. Prowadzi to do syntezy specjalnych białek, które zabijają tę komórkę: kurczy się, jej organelle i błony ulegają zniszczeniu, ale w taki sposób, że ich części mogą być ponownie wykorzystane. Ta „zaprogramowana” śmierć komórki nazywana jest apoptozą. Ale od „narodzin” do apoptozy komórka przechodzi przez wiele normalnych cykli komórkowych. U różnych typów organizmów cykl komórkowy trwa różnie: u bakterii - około 20 minut, u orzęsków - od 10 do 20 godzin.Komórki tkanek organizmów wielokomórkowych we wczesnych stadiach swojego rozwoju dzielą się bardzo często, a następnie cykle komórkowe znacznie się wydłużają. Na przykład bezpośrednio po urodzeniu neurony zwierząt często się dzielą: w tym czasie powstaje 80% mózgu. Jednak większość tych komórek szybko traci zdolność do dzielenia się, a niektóre z nich przeżywają bez podziału aż do naturalnej śmierci zwierzęcia ze starości.

2. Jaki cykl nazywa się mitotycznym?

Odpowiedź. Obowiązkowym elementem każdego cyklu komórkowego jest cykl mitotyczny, który obejmuje przygotowanie komórki do procesu podziału oraz sam podział. Ponadto cykl życiowy obejmuje długie lub krótkie okresy uśpienia, kiedy komórka wykonuje swoje funkcje w organizmie. Po każdym z tych okresów komórka musi przejść albo do cyklu mitotycznego, albo do apoptozy.

3. Jakie procesy zachodzą w komórce podczas interfazy?

Odpowiedź. Przygotowanie komórki do podziału nazywa się interfazą. Składa się z trzech okresów.

Okres presyntetyczny (G1) jest najdłuższą częścią interfazy. Może trwać w różnych typach komórek od 2-3 godzin do kilku dni. Okres ten następuje bezpośrednio po poprzednim podziale, podczas którego komórka rośnie, gromadząc energię i substancje do późniejszej duplikacji DNA.

Okres syntezy (S), który trwa zwykle 6–10 godzin, obejmuje duplikację DNA, syntezę białek niezbędnych do powstania chromosomów oraz wzrost ilości RNA. Pod koniec tego okresu każdy chromosom składa się już z dwóch identycznych chromatyd połączonych ze sobą w centromerze. W tym samym okresie centriole podwajają się.

Okres postsyntetyczny (G2) następuje po podwojeniu chromosomów. Trwa 2–5 godzin; w tym czasie gromadzi się energia na nadchodzącą mitozę i syntetyzowane są białka mikrotubul, które następnie tworzą wrzeciono podziałowe. Teraz komórka może rozpocząć mitozę.

Zanim przejdziemy do opisu metod podziału komórek, rozważmy proces duplikacji DNA, w wyniku którego w okresie syntezy powstają chromatydy siostrzane.

4. W jakim okresie interfazy zachodzi replikacja DNA?

Odpowiedź. Duplikacja cząsteczki DNA jest również nazywana replikacją lub reduplikacją. Podczas replikacji część „matczynej” cząsteczki DNA jest rozkręcana na dwie nici za pomocą specjalnego enzymu, a dzieje się to poprzez zerwanie wiązań wodorowych pomiędzy komplementarnymi zasadami azotowymi: adenina – tymina i guanina – cytozyna. Ponadto, dla każdego nukleotydu rozbieżnych nici DNA, enzym polimeraza DNA dostosowuje swój komplementarny nukleotyd. W ten sposób powstają dwie dwuniciowe cząsteczki DNA, z których każda zawiera jedną nić cząsteczki „macierzystej” i jedną nić nowo zsyntetyzowaną („córkę”). Te dwie cząsteczki DNA są absolutnie identyczne.