Дъщерните клетки са генетично идентични с митоза или мейоза. Мейоза и нейните фази

Сравнителни характеристикимитоза и мейоза

митоза, или непряко разделение, е най-широко разпространено в природата. Митозата е в основата на деленето на всички неполови клетки (епителни, мускулни, нервни, костни и др.)

Мейоза- това е разделяне в зоната на узряване на зародишните клетки, придружено от намаляване на броя на хромозомите наполовина.

Сравнение на митоза и мейоза

Въпроси за сравнение
1) Какви промени настъпват в ядрото преди да започне деленето (в интерфаза)?	Удвояване на ДНК, синтез на протеини и други органични вещества на клетката, удвояване на клетъчни органели, синтез на АТФ	Дублиране на ДНК (само преди мейоза I), протеинов синтез, синтез на АТФ. Преди второто деление интерфазата е къса, т.к Не се получава дублиране на ДНК
2) Какви са фазите на разделяне?	Профаза, метафаза, анафаза, телофаза	Два етапа на разделяне: 1 деление профаза I, метафаза I, анафаза I, телофаза I; 2 разделение профаза II, метафаза II, анафаза II, телофаза II
3) Типично ли е конюгирането на хомоложни хромозоми?	Не, не типично	Да, спрежение
4) Колко хромозоми получава всяка дъщерна клетка?	n, хаплоиден (единичен)	2n, диплоиден (двоен)
5) Къде се извършва този процес?	В зоната на растеж, в зоната на делене на соматичните клетки (например, на върха на корена, на възлите и в горната част на леторастите, растежът на стъблото по дължина, в камбиалния слой - растежът на коренът и стъблото по ширина, в краищата тръбни кости- растеж на костите по дължина, в периоста - растеж на костите в ширина)	В зоната на зреене
6) Какво е значението за съществуването на вида?	Размножаване на едноклетъчни организми безполово (чрез делене), растеж на организмите, регенерация, прехвърляне на наследствени белези от майчин организъм към дъщерен организъм	Образуват се нови полови клетки, предшества половото размножаване; еволюционно значение, променливостта е характерна главно поради конюгация


	1 дивизия	2 дивизия
Интерфаза	Хромозомен набор 2n Има интензивен синтез на протеини, АТФ и други органични вещества Хромозомите се удвояват, всяка от които се състои от две сестрински хроматиди, държани заедно от общ центромер.	Хромозомен набор 2n Наблюдават се същите процеси като при митоза, но по-дълго, особено по време на образуването на яйцеклетки.	Наборът от хромозоми е хаплоиден (n). Няма синтез на органични вещества.
	Не след дълго, хромозомите се спират, изчезват ядрена обвивка, образува се ядро, вретено на делене	По-продължителен. В началото на фазата протичат същите процеси като при митоза. Освен това се получава конюгиране на хромозоми, при което хомоложните хромозоми се приближават една към друга по цялата си дължина и се усукват. В този случай може да възникне обмен на генетична информация (кръстосване на хромозоми) - кръстосване. След това хромозомите се разделят.	къс; същите процеси като при митозата, но с n хромозоми.
метафаза	Настъпва по-нататъшна спирализация на хромозомите, центромерите им са разположени по екватора.	Има процеси, подобни на тези при митоза.	Същото се случва като при митоза, но с n хромозоми.
	Центромерите, държащи сестринските хроматиди заедно, се разделят, всяка от тях се превръща в нова хромозома и се придвижва към противоположни полюси.	Центромерите не се делят. Една от хомоложните хромозоми отива към противоположни полюси, състояща се от две хроматиди, държани заедно от общ центромер.	Същото се случва като при митоза, но с n хромозоми.
Телофаза	Цитоплазмата се разделя, образуват се две дъщерни клетки, всяка с диплоиден набор от хромозоми. Вретено на деленето изчезва, образуват се ядра.	Не издържа дълго. Хомоложните хромозоми влизат в различни клетки с хаплоиден набор от хромозоми. Цитоплазмата не винаги се разделя.	Цитоплазмата е разделена. След две мейотични деления се образуват 4 клетки с хаплоиден набор от хромозоми.

Прилики:

Ш Имат еднакви фази на разделяне
Преди митоза и мейоза настъпва самоудвояване на хромозомите, спирализация и удвояване на ДНК молекулите.

митоза мейоза клетъчно делене

Мейозата е разделяне в зоната на съзряване на пола клеткипридружено от намаляване наполовина на броя на хромозомите. Състои се от две последователни деления, които имат същите фази като митозата. Въпреки това, както е показано в таблицата "Сравнение на митоза и мейоза", продължителността на отделните фази и протичащите в тях процеси се различават значително от процесите, протичащи по време на митоза.

Тези разлики са главно както следва.

При мейозата профаза I е по-дълга. В него се извършва конюгиране (свързване на хомоложни хромозоми) и обмен на генетична информация. В анафаза I центромерите, които държат хроматидите заедно, не се разделят и една от хомологмейозата Митоза и нейните фази на митоза и други хромозоми се придвижват към полюсите. Интерфазата преди второто деление е много кратка, в нея не се синтезира ДНК. Клетките (халити), образувани в резултат на две мейотични деления, съдържат хаплоиден (единичен) набор от хромозоми. Диплоидията се възстановява при сливане на две клетки – майчина и бащина. Оплодената яйцеклетка се нарича зигота.

Митозата или непрякото разделяне е най-разпространената в природата. Митозата е в основата на разделянето на всички асексуални клетки(епителни, мускулни, нервни, костни и др.). Митозата се състои от четири последователни фази (вижте таблицата по-долу). Благодарение на митозата се осигурява равномерно разпределение на генетичната информация на родителската клетка между дъщерните клетки. Периодът на клетъчния живот между две митози се нарича интерфаза. Той е десет пъти по-дълъг от митозата. Той преминава през редица много важни процеси, които предхождат клетъчното делене: синтезират се молекули на АТФ и протеини, всяка хромозома се удвоява, образувайки две сестрински хроматиди, държани заедно от общ центромер, броят на основните органели на цитоплазмата се увеличава.

В профаза хромозомите, състоящи се от две сестрински хроматиди, държани заедно от центромера, се спират и в резултат на това се сгъстяват. До края на профазата ядрената мембрана и нуклеолите изчезват и хромозомите се разпръскват в клетката, центриолите се придвижват към полюсите и образуват делително вретено. В метафазата настъпва по-нататъшна спирализация на хромозомите. В тази фаза те са най-ясно видими. Центромерите им са разположени по екватора. Влакната на шпиндела са прикрепени към тях.

В анафаза центромерите се разделят, сестринските хроматиди се отделят една от друга и поради свиването на филаментите на вретеното се придвижват към противоположните полюси на клетката.

В телофазата цитоплазмата се разделя, хромозомите се развиват и нуклеолите и ядрените мембрани се образуват отново. В животинските клетки цитоплазмата е сплетена, в растителните клетки се образува преграда в центъра на майчината клетка. Така от една оригинална клетка (майка) се образуват две нови дъщерни клетки.

мейоза и митоза

Таблица - Сравнение на митоза и мейоза


		1 дивизия	2 дивизия
Интерфаза	Хромозомен набор 2n Има интензивен синтез на протеини, АТФ и други органични вещества Хромозомите се удвояват, всяка от които се състои от две сестрински хроматиди, държани заедно от общ центромер.	Хромозомен набор 2n Наблюдават се същите процеси като при митоза, но по-дълго, особено по време на образуването на яйцеклетки.	Наборът от хромозоми е хаплоиден (n). Няма синтез на органични вещества.
	Краткотрайни, хромозомите се спират, ядрената мембрана и ядрото изчезват, образува се вретено на делене	По-продължителен. В началото на фазата протичат същите процеси като при митоза. Освен това се получава конюгиране на хромозоми, при което хомоложните хромозоми се приближават една към друга по цялата си дължина и се усукват. В този случай може да възникне обмен на генетична информация (кръстосване на хромозоми) - пресичане. След това хромозомите се разделят.	къс; същите процеси като при митозата, но с n хромозоми.
метафаза	Настъпва по-нататъшна спирализация на хромозомите, центромерите им са разположени по екватора.	Има процеси, подобни на тези при митоза.
	Центромерите, държащи сестринските хроматиди заедно, се разделят, всяка от тях се превръща в нова хромозома и се придвижва към противоположни полюси.	Центромерите не се делят. Една от хомоложните хромозоми, състояща се от две хроматиди, държани заедно от общ центромер, се отклонява към противоположните полюси.	Същото се случва като при митоза, но с n хромозоми.
Телофаза	Цитоплазмата се разделя, образуват се две дъщерни клетки, всяка с диплоиден набор от хромозоми. Вретено на деленето изчезва, образуват се ядра.	Не издържа дълго. Хомоложните хромозоми влизат в различни клетки с хаплоиден набор от хромозоми. Цитоплазмата не винаги се разделя.	Цитоплазмата е разделена. След две мейотични деления се образуват 4 клетки с хаплоиден набор от хромозоми.

клетъчен цикъл- това е периодът на съществуване на една клетка от момента на нейното образуване чрез разделяне на клетката майка до нейното собствено делене.

продължителност на клетъчния цикъл еукариот

Дължината на клетъчния цикъл варира от клетка до клетка. Бързо пролифериращи възрастни клетки като хематопоетични или базални клетки на епидермиса и тънко черво, може да влезе в клетъчния цикъл на всеки 12-36 часа Кратки клетъчни цикли (около 30 минути) се наблюдават, когато яйцата се смачкват бързо бодлокожи, земноводнии други животни. При експериментални условия много линии на клетъчни култури имат кратък клетъчен цикъл (около 20 часа). В най-активно делящите се клетки, продължителността на периода между митозие приблизително 10-24 часа.

Фази на клетъчния цикъл еукариот

клетъчен цикълеукариот се състои от два периода:

Периодът на растеж на клетките, наречен " интерфаза“, по време на който се осъществява синтеза ДНКи протеинии подготовка за клетъчно делене.

Период клетъчно делене, наречена "фаза М" (от думата митоза - митоза).

Интерфазата се състои от няколко периода:

G1- фази(от Английски празнина- интервал) или фази първоначален растежпо време на който се извършва синтез иРНК, протеини, други клетъчни компоненти;

С- фази(от Английски синтез- синтез) по време на коеДНК репликация клетъчно ядро , има и удвояване центриоли(ако съществуват, разбира се).

G2- фаза, през която се подготвят замитоза .

На диференцираните клетки, които вече не се делят, може да липсва G1 фазата в клетъчния цикъл. Такива клетки се намират в фаза на покой G 0 .

Периодклетъчно делене (фаза М) включва два етапа:

-митоза(деление на клетъчното ядро);

-цитокинеза(разделяне на цитоплазмата).

на свой ред, митоза е разделена на пет етапа.

Описанието на клетъчното делене се основава на данни от светлинна микроскопия в комбинация с микрофилмиране и на резултатите светлинаи електронни микроскопияфиксирани и оцветени клетки.

Регулиране на клетъчния цикъл

Редовната последователност на смяна на периодите на клетъчния цикъл се осъществява с взаимодействието на такива протеини, как циклин-зависими киназии циклини. клетки, които са във фаза G 0, могат да влязат в клетъчния цикъл, когато са изложени на растежни фактори. Различни растежни фактори като тромбоцит, епидермален, нервен растежен фактор, комуникиращ с техните рецептори, задействат вътреклетъчна сигнална каскада, която в крайна сметка води до транскрипции гени циклинии циклин-зависими кинази. Циклин-зависими киназистават активни само при взаимодействие със съответните циклини. Съдържание на различни циклини v клеткапромени по време на клетъчния цикъл. циклине регулаторен компонент на циклин-циклин-зависимия киназен комплекс. Киназае каталитичният компонент на този комплекс. киназине е активен без циклини. На различни етапиклетъчен цикъл синтезиранразлично циклини. Да, съдържание циклинБ в ооцити жабидостига своя максимум в момента митозакогато започва цялата каскада от реакции фосфорилиранекатализира се от циклин-В/циклин-зависим киназен комплекс. До края на митозата циклинът бързо се разгражда от протеиназите.

Контролни точки на клетъчния цикъл

За да се определи завършването на всяка фаза от клетъчния цикъл, е необходимо да има контролни точки в нея. Ако клетката "премине" контролната точка, тогава тя продължава да се "движи" през клетъчния цикъл. Ако някои обстоятелства, като увреждане на ДНК, пречат на клетката да премине през контролна точка, която може да се сравни с един вид контролна точка, тогава клетката спира и друга фаза от клетъчния цикъл не настъпва след понедокато не бъдат премахнати препятствията, пречещи на клетката да премине през пункта. Има поне четири контролни точки на клетъчния цикъл: контролна точка в G1, където се проверява целостта на ДНК преди влизане в S-фаза, контролна точка в S-фаза, където репликацията на ДНК се проверява за правилността на репликацията на ДНК, контролна точка в G2, където се проверяват пропуснатите щети при преминаване на предишни контролни точки или получени на следващите етапи от клетъчния цикъл. Във фазата G2 се открива пълнотата на репликацията на ДНК и клетките, в които ДНК е недостатъчно репликирана, не влизат в митоза. На контролната точка за монтаж на шпиндела се проверява дали всички кинетохори са прикрепени към микротубули.

Нарушения на клетъчния цикъл и образуване на тумори

Увеличаването на синтеза на протеина р53 води до индуциране на синтеза на протеина р21, инхибитор на клетъчния цикъл

Нарушаването на нормалната регулация на клетъчния цикъл е причина за повечето солидни тумори. В клетъчния цикъл, както вече беше споменато, преминаването на контролни точки е възможно само ако предишните етапи са завършени нормално и няма повреди. Туморните клетки се характеризират с промени в компонентите на контролните точки на клетъчния цикъл. Когато контролните точки на клетъчния цикъл са инактивирани, се наблюдава дисфункция на някои туморни супресори и протоонкогени, по-специално стр. 53, pRb, mycи Ras. Протеинът p53 е един от транскрипционните фактори, който инициира протеиновия синтез стр21, който е инхибитор на комплекса CDK-циклин, което води до спиране на клетъчния цикъл в периодите G1 и G2. Така клетка, чиято ДНК е увредена, не влиза в S фазата. Когато мутациите водят до загуба на p53 протеинови гени или когато те се променят, не настъпва блокада на клетъчния цикъл, клетките влизат в митоза, което води до появата на мутантни клетки, повечето от които не са жизнеспособни, докато други пораждат злокачествени клетки .

клетъчно делене

Всички клетки се произвеждат от деленето на родителските клетки. Повечето клетки се характеризират с клетъчен цикъл, състоящ се от два основни етапа: интерфаза и митоза.

Интерфазасе състои от три етапа. В рамките на 4-8 часа след раждането клетката увеличава масата си. Някои клетки (например нервните клетки на мозъка) остават на този етап завинаги, докато в други хромозомната ДНК се удвоява в рамките на 6-9 часа. Когато клетъчната маса се удвои, митоза.

На етап анафазахромозомите се придвижват към полюсите на клетката. Когато хромозомите достигнат полюсите, телофаза. Клетката се разделя на две в екваториалната равнина, нишките на вретеното се разрушават, около хромозомите се образуват ядрени мембрани. Всяка дъщерна клетка получава свой собствен набор от хромозоми и се връща в интерфазния стадий. Целият процес отнема около час.

Процесът на митоза може да варира в зависимост от вида на клетката. В растителната клетка няма центриоли, въпреки че се образува вретено. В гъбичните клетки митоза се случва вътре в ядрото, ядрената мембрана не се разпада.

Наличието на хромозоми не е необходимо условие за клетъчното делене. От друга страна, една или повече митози могат да спрат на етап телофаза, което води до многоядрени клетки (например при някои водорасли).

Размножаването чрез митоза се нарича асексуално или вегетативно. клониране. При митоза генетичният материал на родителските и дъщерните клетки е идентичен.

Мейоза, за разлика от митозата, е важен елемент полово размножаване. По време на мейозата се образуват клетки, съдържащи само един набор от хромозоми, което прави възможно последващото сливане на зародишни клетки (гамети) на двама родители. По принцип мейозата е вид митоза. Той включва две последователни клетъчни деления, но хромозомите се дублират само в първото от тези деления. Биологичната същност на мейозата е да намали наполовина броя на хромозомите и да образува хаплоидни гамети (тоест гамети, които имат по един набор от хромозоми).

В резултат на мейотичното деление при животни, четири гамети. Ако мъжките полови клетки са с приблизително еднакъв размер, тогава по време на образуването на яйца разпределението на цитоплазмата става много неравномерно: една клетка остава голяма, а другите три са толкова малки, че са почти изцяло заети от ядрото. Тези малки клетки служат само за настаняване на излишен генетичен материал.

Мъжки и женски гамети се сливат, за да се образуват зигота. В този процес се комбинират хромозомни набори (този процес се нарича сингамия), в резултат на което в зиготата се възстановява двоен набор от хромозоми - по една от всеки от родителите. Случайната сегрегация на хромозомите и обменът на генетичен материал между хомоложни хромозоми водят до появата на нови комбинации от гени, увеличавайки генетичното разнообразие. Получената зигота се развива в независим организъм.

Напоследък бяха проведени експерименти за изкуствено сливане на клетки на една или различни видове. Външните повърхности на клетките бяха залепени заедно, а мембраната между тях беше разрушена. Така беше възможно да се получат хибридни клетки на мишка и пиле, човек и мишка. Въпреки това, по време на последващи деления, клетките губят повечето от хромозомите на един от видовете.

В други експерименти клетката е разделена на компоненти, като ядро, цитоплазма и мембрана. След това компонентите на различни клетки бяха събрани отново и резултатът беше жива клетка, състояща се от компоненти от различни видове клетки. По принцип експериментите за сглобяване на изкуствени клетки могат да бъдат първата стъпка към създаването на нови форми на живот.

Цел:учениците задълбочават познанията си за формите на размножаване на организмите; формират се нови представи за митозата и мейозата и тяхното биологично значение.

Оборудване:

Образователни нагледни средства: таблици, плакати
технически средстваобучение: интерактивна дъска, мултимедийни презентации, образователни компютърни програми.

План на урока:

Организиране на времето
Повторение.
1. Какво е репродукция?
2. Какви видове размножаване познавате? Можете ли да ги дефинирате?
3. Избройте примери за безполово размножаване? Дай примери.
4. биологично значениебезполово размножаване?
5. Какъв вид размножаване се нарича сексуално?
6. Какви полови клетки познавате?
7. По какво се различават гаметите от соматичните клетки?
8. Какво е торене?
9. Какви са предимствата на сексуалното размножаване пред асексуалното?
Изучаване на нов материал

По време на занятията

В основата на предаването наследствена информация, размножаването, както и растежа, развитието и регенерацията е най-важният процес - клетъчното делене. Молекулната същност на деленето се крие в способността на ДНК да се самоудвоява на молекулите.

Обявяване на темата на урока.Тъй като вече изучавахме фазите на митозата и мейозата в общи линии в 9 клас, задачата на общата биология е да разгледа този процес на молекулярно и биохимично ниво. Относно Специално вниманиеще се съсредоточим върху промяната в хромозомните структури.

Клетката е не само единица за структура и функция в живите организми, но и генетична единица. Това е единица за наследственост и променливост, проявяваща се в процеса на клетъчно делене. Елементарният носител на наследствените свойства на клетката е генът. Генът е сегмент от ДНК молекула от няколкостотин нуклеотида, който кодира структурата на една протеинова молекула и проявата на някои наследствена чертаклетки. ДНК молекула в комбинация с протеин образува хромозома. Хромозомите на ядрото и локализираните в тях гени са основните носители на наследствените свойства на клетката. В началото на клетъчното делене хромозомите се скъсяват и оцветяват по-интензивно, така че стават видими поотделно.

В делящата се клетка хромозомата има формата на двоен прът и се състои от две половини или хроматиди, разделени с празнина по оста на хромозомата. Всяка хроматида съдържа една ДНК молекула.

Вътрешната структура на хромозомите, броят на нишките на ДНК в тях се променят жизнен цикълклетки.

Припомнете си: какво представлява клетъчният цикъл? Какви са етапите в клетъчния цикъл? Какво се случва на всеки етап?

Интерфазата включва три периода.

Пресинтетичният период G 1 настъпва непосредствено след клетъчното делене. По това време в клетката се осъществява синтеза на протеини, АТФ, различни видове РНК и отделни ДНК нуклеотиди. Клетката расте и в нея интензивно се натрупват различни вещества. Всяка хромозома през този период е еднохроматидна, генетичният материал на клетката е обозначен с 2n 1xp 2c (n е наборът от хромозоми, xp е броят на хроматидите, c е количеството ДНК).

В синтетичния период S се извършва редупликация на ДНК молекулите на клетката. В резултат на удвояване на ДНК всяка хромозома съдържа два пъти повече ДНК, отколкото е имала преди началото на S-фазата, но броят на хромозомите не се променя. Сега генетичният набор на клетката е 2n 2xp 4c (диплоиден набор, хромозомите са двухроматидни, количеството ДНК е 4).

В третия период на интерфазата – постсинтетичен G 2 – синтезът на РНК, протеини и натрупването на енергия от клетката продължават. В края на интерфазата клетката се увеличава по размер и започва да се дели.

Деление на клетките.

В природата има 3 начина на клетъчно делене – амитоза, митоза, мейоза.

Прокариотните организми и някои еукариотни клетки се делят чрез амитоза, напр. Пикочен мехур, човешки черен дроб, както и стари или увредени клетки. Първо, ядрото се разделя в тях, след това ядрото на две или повече части чрез свиване, а в края на деленето цитоплазмата се преплита в две или повече дъщерни клетки. Разпределението на наследствения материал и цитоплазмата не е равномерно.

митоза – универсален начинделене на еукариотни клетки, при което от диплоидна майчина клетка се образуват две подобни дъщерни клетки.

Продължителността на митозата е 1-3 часа и в нейния процес има 4 фази: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

Профаза.Обикновено най-дългата фаза на клетъчно делене.

Обемът на ядрото се увеличава, хромозомите се спират. По това време хромозомата се състои от две хроматиди, свързани помежду си в областта на първичната констрикция или центромера. Тогава нуклеолите и ядрената обвивка се разтварят - хромозомите лежат в цитоплазмата на клетката. Центриолите се разминават към полюсите на клетката и образуват помежду си нишките на вретеното на деленето, а в края на профазата нишките са прикрепени към центромерите на хромозомите. Генетичната информация на клетката е все още като в интерфаза (2n 2xp 4c).

Метафаза.Хромозомите са разположени строго в зоната на екватора на клетката, образувайки метафазна плоча. На етапа на метафаза хромозомите са най-къси, тъй като по това време те са силно спирализирани и кондензирани. Тъй като хромозомите са ясно видими, преброяването и изучаването на хромозомите обикновено се извършва през този период на делене. По отношение на продължителност това е най-много кратка фазамитоза, тъй като тя продължава в момента, когато центромерите на удвоените хромозоми са разположени стриктно по екваториалната линия. И вече вътре следващия моментзапочва следващата фаза.

анафаза.Всеки центромер се разделя на две и влакната на шпиндела дърпат дъщерните центромери към противоположните полюси. Центромерите изтеглят отделените хроматиди заедно с тях. Една хроматида от двойка идва към полюсите - това са дъщерни хромозоми. Количеството генетична информация на всеки полюс сега е (2n 1xp 2s).

Митозата е завършена телофаза.Процесите, протичащи в тази фаза, са обратни на процесите, наблюдавани в профазата. На полюсите настъпва деспирализация на дъщерните хромозоми, те стават по-тънки и стават едва различими. Около тях се образуват ядрени мембрани, а след това се появяват нуклеоли. В същото време се извършва разделянето на цитоплазмата: в животинските клетки - чрез стесняване, а при растенията от средата на клетката към периферията. След образуването на цитоплазмената мембрана в растителните клетки се образува целулозна мембрана. Две дъщерни клетки се образуват с диплоиден набор от еднохроматидни хромозоми (2n 1xp 2c).

Трябва да се отбележи, че всички процеси, протичащи в клетката, включително митозата, са под генетичен контрол. Гените контролират последователни етапи на репликация на ДНК, движение, спирализация на хромозомите и т.н.

Биологичното значение на митозата:

Точното разпределение на хромозомите и тяхната генетична информация между дъщерните клетки.
Осигурява постоянство на кариотипа и генетична приемственост във всички клетъчни прояви; защото в противен случай не би било възможно да се поддържа постоянството на структурата и правилното функциониране на органите и тъканите на многоклетъчния организъм.
Осигурява най-важните жизнени процеси – ембрионално развитие, растеж, възстановяване на тъканите и органите, както и безполово размножаване на организмите.

Мейоза

Образуването на зародишни клетки (гамети) протича по различен начин от процеса на възпроизвеждане на соматичните клетки. Ако образуването на гамети следва същия път, тогава след оплождането (сливането на мъжки и женски гамети) броят на хромозомите ще се удвоява всеки път. Това обаче не се случва. Всеки вид има определен бройи неговия специфичен набор от хромозоми (кариотип).

Мейозата е специален вид делене, когато зародишните клетки (гамети) при животни и растения или спори в спорови растения с хаплоиден (n) набор от хромозоми в тези клетки се образуват от диплоидни (2p) соматични клетки на гениталните органи. След това, в процеса на оплождане, ядрата на зародишните клетки се сливат и диплоидният набор от хромозоми (n + n = 2n) се възстановява.

В непрекъснатия процес на мейоза има две последователни деления: мейоза I и мейоза II. Във всяко деление същите фази като при митозата, но различни по продължителност и промени в генетичния материал. В резултат на мейоза I броят на хромозомите в получените дъщерни клетки се намалява наполовина (редукционно деление), докато по време на мейоза II клетъчната хаплоидия се запазва (екваториално деление).

Профаза на мейоза I- Хомоложните хромозоми се удвояват при интерфазен подход по двойки. В този случай отделни хроматиди на хомоложни хромозоми се преплитат, пресичат се и могат да се счупят на едни и същи места. По време на този контакт хомоложните хромозоми могат да обменят съответни региони (гени), т.е. има кросоувър. Пресичането причинява рекомбинация на генетичния материал на клетката. След този процес хомоложните хромозоми отново се разделят, мембраните на ядрото и нуклеолите се разтварят и се образува делително вретено. Генетичната информация на клетка в профаза е 2n 2xp 4c (диплоиден набор, двухроматидни хромозоми, броят на ДНК молекулите е 4).

Метафаза на мейоза I -Хромозомите са разположени в равнината на екватора. Но ако в метафазата на митозата хомоложните хромозоми имат позиция, независима една от друга, тогава в мейозата те лежат една до друга - по двойки. Генетичната информация е същата (2n 2xp 4c).

анафаза аз-не половини хромозоми от една хроматида се разминават към полюсите на клетката, а цели хромозоми, състоящи се от две хроматиди. Това означава, че от всяка двойка хомоложни хромозоми в дъщерната клетка ще попадне само една, но двухроматидна хромозома. Техният брой в новите клетки ще намалее наполовина (намаляване на броя на хромозомите). Количеството генетична информация на всеки полюс на клетката става по-малко (1n 2xp 2s).

V телофазапървото деление на мейозата, образуват се ядра, нуклеоли и цитоплазмата се разделя - образуват се две дъщерни клетки с хаплоиден набор от хромозоми, но тези хромозоми се състоят от две хроматиди (1n 2xp 2c).

След първото настъпва второто деление на мейозата, но то не е предшествано от синтеза на ДНК. След кратка профаза на мейоза II, двухроматидните хромозоми в метафазата на мейоза II са разположени в равнината на екватора и са прикрепени към влакната на вретеното. Тяхната генетична информация е една и съща - (1n 2xp 2s).

В анафазата на мейоза II хроматидите се разминават към противоположните полюси на клетката, а в телофазата на мейоза II се образуват четири хаплоидни клетки с единични хроматидни хромозоми (1n 1xp 1c). Така в сперматозоидите и яйцеклетките броят на хромозомите се намалява наполовина. Такива зародишни клетки се образуват при полово зрели индивиди различни организми. Процесът на образуване на гамети се нарича гаметогенеза.

Биологичното значение на мейозата:

1. Образуване на клетки с хаплоиден набор от хромозоми. По време на оплождането се осигурява постоянен набор от хромозоми и постоянно количество ДНК за всеки вид.

2. По време на мейоза се получава произволно разделяне на нехомоложни хромозоми, което води до Голям бройвъзможни комбинации от хромозоми в гаметите. При хората броят на възможните комбинации от хромозоми в гаметите е 2 n, където n е броят на хромозомите от хаплоидния набор: 2 23 = 8 388 608. Броят на възможните комбинации в една родителска двойка е 2 23 x 2 23

3. Възникващи в мейозата, кръстосването на хромозомите, размяната на места, както и независимата дивергенция на всяка двойка хомоложни хромозоми

определят моделите на наследствено предаване на даден признак от родителите на потомството.

От всяка двойка две хомоложни хромозоми (майчина и бащина), включени в хромозомния набор на диплоидни организми, само една хромозома се съдържа в хаплоидния набор на яйцеклетка или сперматозоиди. Освен това може да бъде: 1) бащината хромозома; 2) майчина хромозома; 3) бащина с част от майчината хромозома; 4) майчина с бащина заговор. Тези процеси водят до ефективна рекомбинация на наследствения материал в образуваните от организма гамети. В резултат на това се определя генетичната хетерогенност на гаметите и потомството.

Когато обясняват, учениците попълват таблицата: „Сравнителни характеристики на митозата и мейозата“

видове разделение	Митоза (непряко делене)	Мейоза (редукционно деление)
Брой деления	една дивизия	две дивизии
текущи процеси	Репликация и транскрипция отсъстват	В профаза 1 настъпва конюгиране на хомоложни хромозоми и настъпва кръстосване.
текущи процеси	Хроматидите се разминават към полюсите на клетката	При първото деление хомоложните хромозоми се разминават към полюсите на клетката.
Брой дъщерни клетки	2	4
Набор от хромозоми в дъщерните клетки (n е набор от хромозоми, xp е хроматиди, c е броят на ДНК)	Броят на хромозомите остава постоянен 2n 1xp 2c (единични хроматидни хромозоми)	Броят на хромозомите е наполовина 1n 1xp 1c (единични хроматидни хромозоми)
Клетки, където се извършва деленето	соматични клетки	Соматични клетки на гениталните органи на животните; спорообразуващи растителни клетки
смисъл	Осигурява безполово размножаване и растеж на живите организми	Служи за образуване на зародишни клетки

Консолидиране на изучавания материал (според таблицата, тестова работа).

литература:

Ю.И. Полянски. Учебник за 10-11 клас гимназия. -М.: "Просвещение", 1992г.
И.Н. Пономарева, О.А. Корнилова, Т.Е. Лощилин. Учебник "Биология" 11 клас, основно ниво, -М .: "Вентана-Граф", 2010г.
С.Г. Мамонтов Биология за кандидати в университети. – М.: 2002 г.
Н. Грийн, У. Стаут, Д. Тейлър. Биология в 3 т. -М .: "Мир", 1993.
Н.П. Дубинин. Обща биология. Ръководство за учителя. – М.: 1990 г.
Н.Н. Приходченко, Т.П. Шкурат Основи на човешката генетика. Уч.поз. - Ростов n/a: "Феникс", 1997.

След като сте работили по тези теми, трябва да сте в състояние да:

Избройте нивата на организация на живата материя и признаците, които характеризират живия организъм.
Опишете накратко как се случва репликацията на ДНК.
Опишете структурата на хромозомата на еукариотната клетка.
Избройте основните събития на митозата и характеризирайте функцията на митозата по време на клетъчното делене.
Посочете разликата между митоза и мейоза.
Разкажете за значението на мейозата и оплождането при осъществяването на приемственост между поколенията.
Посочете моделите на индивидуално развитие.
Обсъдете предимствата, които организмите имат при редуване на сексуално и безполово размножаване през целия им жизнен цикъл.
Обсъдете предимствата и недостатъците на сексуалното размножаване пред асексуалното.
Дайте доказателства в полза на хипотезата, че в почти всички системи на кръстосване правото на избор принадлежи на жената.
Обмисли възможни причинимоногамия при хората.

Иванова Т.В., Калинова Г.С., Мягкова А.Н. „Обща биология“. Москва, "Просвещение", 2000 г

Тема 8. "Митоза. Мейоза." §19-22 стр. 53-62
Тема 9. "Индивидуално развитие на организма. Видове размножаване на организмите." §23-24 стр. 65-68

Жизнен цикъл- това е времето на съществуване на клетката от момента на нейното образуване чрез разделяне на майката до нейното собствено делене или естествена смърт. В клетките на сложен организъм (например човек) жизненият цикъл на клетката може да бъде различен. високоспециализирани клетки (еритроцити, нервни клетки, набраздените мускулни клетки) не се размножават. Техният жизнен цикъл се състои от раждане, изпълнение на предназначените функции, смърт (хетерокалитична интерфаза).

Най-важният компонент на клетъчния цикъл е митотичен (пролиферативен) цикъл. Това е комплекс от взаимосвързани и координирани явления по време на клетъчното делене, както и преди и след него. Митотичен цикъл- това е съвкупност от процеси, протичащи в една клетка от едно деление до следващо и завършващи с образуването на две клетки от следващото поколение. Освен това концепцията за жизнения цикъл включва и периода на изпълнение от клетката на нейните функции и периоди на почивка. По това време по-нататъшната клетъчна съдба е несигурна: клетката може да започне да се дели (да влезе в митоза) или да започне да се подготвя за изпълнение на специфични функции.

Митозата е основният тип делене на соматични еукариотни клетки. Процесът на разделяне включва няколко последователни фазии е цикъл. Продължителността му е различна и в повечето клетки варира от 10 до 50 часа. В същото време в клетките на човешкото тяло продължителността на самата митоза е 1–1,5 часа, G2 периодът на интерфазата е 2–3 часа и S периодът на интерфазата е 6-10 часа.

митоза.

Митотичният цикъл се състои от четири последователни периода: пресинтетичен (или постмитотичен) G1, синтетичен S, постсинтетичен (или премитотичен) G2, съставляващ интерфаза (подготвителен период), и самата митоза (фиг. 1).

Интерфазни етапи:

1) пресинтетичен (G1). Възниква веднага след клетъчното делене. Синтезът на ДНК все още не е извършен. Клетката активно нараства по размер, съхранява необходимите за деленето вещества: протеини (хистони, структурни протеини, ензими), РНК, АТФ молекули. Има разделение на митохондриите и хлоропластите (т.е. структури, способни на авторепродукция). Характеристиките на организацията на интерфазната клетка се възстановяват след предишното деление;

2) синтетичен (S). Генетичният материал се дублира чрез репликация на ДНК. Проявява се по полуконсервативен начин, когато двойната спирала на молекулата на ДНК се разделя на две вериги и на всяка от тях се синтезира комплементарна верига.

В резултат на това се образуват две идентични ДНК двойни спирали, всяка от които се състои от една нова и една стара ДНК верига. Количеството на наследствения материал се удвоява. Освен това синтезът на РНК и протеини продължава. Малка част от митохондриалната ДНК също претърпява репликация (основната й част се репликира в периода G2);

3) постсинтетичен (G2). ДНК вече не се синтезира, но има коригиране на недостатъците, направени при синтеза й в S периода (ремонт). Те също така натрупват енергия и хранителни вещества, синтезът на РНК и протеини (главно ядрени) продължава.

Следва самата митоза, която се състои от четири фази.

фази на митоза.

Митозата се състои от четири последователни фази – профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

Фази на митоза:

1) профаза. Центриолите на клетъчния център се разделят и се разминават към противоположните полюси на клетката. От микротубули се образува делително вретено, което свързва центровете на различни полюси. В началото на профазата ядрото и нуклеолите все още се виждат в клетката, до края на тази фаза ядрената мембрана се разделя на отделни фрагменти (ядрената мембрана се демонтира), нуклеолите се разпадат. Започва кондензацията на хромозомите: те се усукват, сгъстяват, стават видими в светлинен микроскоп. В цитоплазмата броят на структурите на груб EPS намалява, броят на полизомите рязко намалява;

2) метафаза. Формирането на шпиндела на деленето е завършено.

Кондензираните хромозоми се подреждат по екватора на клетката, образувайки метафазната плоча. Вретеновидните микротубули са прикрепени към центромерите или кинетохорите (първични стеснения) на всяка хромозома. След това всяка хромозома се разделя надлъжно на две хроматиди (дъщерни хромозоми), които са свързани само в центромерната област;

3) анафаза. Връзката между дъщерните хромозоми се прекъсва и те започват да се движат към противоположните полюси на клетката със скорост 0,2–5 µm/min. В края на анафазата всеки полюс съдържа диплоиден набор от хромозоми. Хромозомите започват да се декондензират и развиват, стават по-тънки и по-дълги;

4) телофаза. Хромозомите са напълно деспирализирани, структурата на нуклеолите и интерфазното ядро се възстановява и ядрената мембрана е „монтирана“. Вретено на деленето е разрушено. Настъпва цитокинеза (разделяне на цитоплазмата). При животинските клетки този процес започва с образуването на стеснение в екваториалната равнина, което става все по-дълбоко и накрая напълно разделя майчината клетка на две дъщерни клетки.

Продължителността на всяка фаза зависи от вида на тъканта, физиологично състояниетяло, удар външни фактори(светлина, температура, химични вещества) и др.

Ориз. 1. Клетъчен цикъл (митоза).

Мейоза.

По време на образуването на гамети, т.е. зародишни клетки – сперматозоиди и яйцеклетки – настъпва клетъчно делене, наречено мейоза (фиг. 2). Оригиналната клетка има диплоиден набор от хромозоми, които след това се удвояват. Но ако по време на митоза във всяка хромозома хроматидите просто се разминават, тогава по време на мейозата хромозомата (състояща се от две хроматиди) е тясно преплетена с частите си с друга хомоложна хромозома (състояща също от две хроматиди) и се получава пресичане - обмен на хомоложни участъци от хромозоми. След това нови хромозоми със смесени гени на "майка" и "татко" се разминават и се образуват клетки с диплоиден набор от хромозоми, но съставът на тези хромозоми вече се различава от оригиналния; рекомбинация . Първото деление на мейозата е завършено, а второто деление на мейозата протича без синтез на ДНК, следователно по време на това разделяне количеството ДНК се намалява наполовина. От оригиналните клетки с диплоиден набор от хромозоми възникват гамети с хаплоиден набор. От един диплоидна клеткачетири хаплоидни клетки. Фазите на клетъчно делене, които следват интерфазата, се наричат профаза, метафаза, анафаза, телофаза и след разделяне отново интерфаза.

По време на мейозата фазата също се нарича, но се посочва към кое разделение на мейозата принадлежи. Пресичане - обменът на части между хомоложни хромозоми - се случва в профазата на първото деление на мейозата (профаза I), която включва следните стъпки: лептотен, зиготена, пахитена, диплотен, диакинеза (фиг. 3). Процесите, протичащи в този случай в клетката, са описани подробно в учебника, изд. В. Н. Яригин, и те трябва да бъдат известни.

Ориз. 2. Основните етапи на митотично и мейотично делене.

Ориз. 3. Етапи на профаза I на мейозата.

маса

Видове клетъчно делене

тестове:

1. При хората зряла плазмена клетка е загубила способността си да се възпроизвежда и е започнала да отделя антитела – имуноглобулини. В кой етап от жизнения цикъл се намира?

B. S-период.

D. Диференциация.

D. Прометафаза.

2. Изучавайки яйцеклетките на жената под микроскоп, ученият видял в тях, че конюгиращите хромозоми са преплетени и между тях настъпва кросоувър – кръстосване. Посочете профазния стадий на първото мейотично деление.

А. Пачинема

Б. Зигонема

V. Лептонема

Ж. Диплонема

D. Диакинеза

3. В голямо семействочетирима сина и три дъщери, фенотипно различни един от друг в много отношения. Това се обяснява с факта, че в процеса на гаметогенезата родителите са попаднали във всяка от гаметите различни комбинациихромозоми. Назовете етапа на мейоза, в който това се е случило:

А. Анафаза II на мейозата

B. Анафаза на мейоза I

Б. Метафаза на мейоза II

D. Профаза II на мейозата

E. Профаза на мейозата I

4. През постсинтетичния период на митотичния цикъл се нарушава синтеза на протеини – тубулини. До какви последствия може да доведе това

А. Нарушаване на образуването на разделителната шпиндела

Б. Нарушение на цитокинезата

Б. Нарушаване на спирализацията на хромозомите

D. Нарушение на възстановяването на ДНК

E. Намаляване на продължителността на митозата

5. На един от етапите на клетъчния цикъл еднакви хромозоми достигат до полюсите на клетката, деспирализират се и около тях се образуват ядрена мембрана и ядро. В каква фаза на митоза се намира клетката?

А. Телофаза

Б. Профаза

Б. Прометафаза

D. Метафаза

D. Анафаза

6. Известно е, че клетъчният цикъл включва няколко последователни трансформации в клетката. На един от етапите протичат процеси, които подготвят синтеза на ДНК. През кой период от живота на клетката се случва това?

А. Пресинтетичен

Б. Синтетични

Б. Собствена митоза

Г. Премитотичен

D. Постсинтетичен

7. В клетката се образуват максимално спираловидни хромозоми. Разположени са по екватора на соматичната клетка. На коя фаза на митоза отговаря това:

А. Метафаза

Б. Телофаза

V. Профаза

G. Анафаза

D. прометафаза

8. В жизнения цикъл на клетката и в процеса на митоза настъпва редовно изменение на количеството наследствен материал. На какъв етап количеството ДНК се удвоява?

А. Интерфаза

Б. Профаза

Б. Метафаза

G. Анафаза

D. Телофаза

9. В предсинтетичния период на митотичния цикъл не се осъществява синтеза на ДНК, тъй като има толкова ДНК молекули, колкото има хромозоми. Колко молекули ДНК има една човешка соматична клетка в предсинтетичния период

А. 46 ДНК молекули

B. 92 ДНК молекули

Б. 23 ДНК молекули

D. 69 ДНК молекули

D. 48 ДНК молекули

10. В анафазата на митозата еднохроматидните хромозоми се разминават към полюсите. Колко хромозоми има човешката клетка в анафаза на митоза

A. 92 хромозоми

B. 46 хромозоми

B. 23 хромозоми

D. 69 хромозоми

D. 96 хромозоми

Задачи за контрол на знанията:

Задача 1.При изследването на пролиферативната активност с помощта на 3H-тимидин се оказа, че през деня 80 клетки са влезли във фазата на ДНК синтез, но общ броймитози на ден е само 21. Как могат да се обяснят тези разлики?

Задача 2.При значителни клетъчни загуби постоянството на тъканния състав се поддържа от покойни клетки. В кои фази влизат в митотичния цикъл?

Задача 3.Алкалоидът колхицин блокира синтеза на тубулиновия протеин. Който клетъчни структуриможе ли това лекарство да действа? Как това ще повлияе на хода на митотичното делене?

Задача 4. В някои случаи растежът на тумора е свързан с прехода на определена клетъчна популация към възпроизвеждане чрез амитоза. По какво ще се различават клетките на такава популация от нормалната, при която протича типична митоза?

Задача 5.При хората, по време на кръстосването, действието мутагенен фактордоведе до появата на химична връзка между хомоложни Х хромозоми, предотвратявайки последващата им дивергенция. Какъв хромозомен набор ще получат получените клетки (гамети)?

Задача 6.Известно е, че механизмът на второто деление на мейозата е подобен на този при митозата. Какви ще бъдат разликите в морфологичната картина на метафазата на второто мейотично деление и метафазата на митозата в клетките на един и същи организъм?

6. Материали за анализ с учителя и контрол на усвояването му:

6.1. Анализ с учителя на ключови въпроси за овладяване на темата на урока.

6.2. Демонстрация от учителя по методи практичентрикове по темата.

6.3. Материал за контроловладяване на материала:

Въпроси за дискусия с учителя:

1. Организация на клетката във времето. Промени в клетките и техните структури по време на митотичния цикъл (интерфаза и митоза).

2. Клетъчен цикъл, перидизация и възможни посоки.

3. Начини на клетъчно делене: амитоза, митоза, мейоза. Амитоза и нейните механизми.

4. Ендомитоза, политения.

5. Митотичен цикъл, неговата периодизация. Митоза, фазови характеристики. Митотична активност на тъканите. Нарушения на митоза.

6. Мейоза, фазови характеристики. биологично значение.

7. Молекулни механизми на клетъчна пролиферация.

8. Клетъчна смърт

9. Живот на клетките извън тялото. Клониране на клетки.

Практическа част

1. Проучете видовете клетъчно делене. Запишете таблицата "Видове клетъчно делене" в протокола

2. Изследвайте кариокинезата в клетките на корен на лук върху микропрепарати и рисувайте.

3. Използвайки таблицата за обучение, проучете схемата на мейотичното клетъчно делене. Скица в албум.

4. Решаване на ситуационни проблеми.

РАБОТА В ЛАБОРАТОРИЯТА

1. Поставете пробата на микроскопа. 2. Намерете при ниско увеличение разделителната зона в корена на лука. 3. Преместете микроскопа до голямо увеличение. 4. Намерете клетки в интерфазния стадий и нарисувайте и маркирайте: 1 - ядро; 2 - цитоплазма; 3 - черупка. II. ИЗУЧВАНЕ НА ПРОФАЗА.

1. На същия препарат намерете клетки в етап на метафаза. 2. Начертайте метафазна клетка, отбележете на фигурата: 1 - метафазна плоча; 2 - клетъчна мембрана. IV. ИЗУЧВАНЕ НА АНАФАЗА.

1. Намерете клетки в етап телофаза на същия препарат. 2. Начертайте телофазна клетка, отбележете на фигурата: 1 - хроматин на дъщерните хромозоми; 2 - цитоплазмата на майчината клетка. VI. ИЗУЧВАНЕ НА АМИТОТИЧНОТО КЛЕТКО ДЕЛЕНИЕ.

8. Литература:

Основен:

1. Биология: В 2 кн. Книга 1: Proc. за медицински специални университети / изд. В. Н. Яригин. 6-то изд. -М.: Висше училище, 2004.- С.55-61

2. Биология / А. А. Слюсарев, С. В. Жукова. - К.: Училище Вища. Главно издателство, 1992.- С.41-45

3. Биология. Ръководство за практически упражнения за студенти от стоматологични факултети, изд. акад. РАНС проф. В.В. Маркина. Изд. М. "ГЕОТАР-Медиа" 2010г

Допълнителен:

10. Медицинска биология: Асистент / под ред. В. П. Пишак, Ю.И.

11. Албъртс Г., Грей Д., Люис Дж. и др. Молекулярна биология на клетката. М.: Мир, 1986. – В 3 тома, 2-ро изд. Т.1.- С. 176-177

12. Графика на логическата структура.

13. Бележки от лекциите.

ЦЕЛ (обща): трябва да се обърне внимание общи въпросицитология и молекулярна биология.

Урокът се провежда с цел затвърждаване на предварително изучения материал.

До колоквиума се допускат студенти, които не са пропуснали лекции, практически упражненияи да има съставени и подписани от учителя протоколи.

Крайният резултат се състои от:

1. 40 тестови задачи(0 - 1 точки) – максимум 40 точки.

2. 2 задачи (0-5-15 точки за всеки проблем) - максимум 30 точки.

3. Теоретичен въпрос (0-5-10 точки) - максимум 10 точки.

__________________________________максимум 80 точки.

КРИТЕРИИ ЗА ОЦЕНЯВАНЕ:

ТОЧКА - ОТЛИЧНО

БАЛА - ДОБРЕ

Подобна информация.