В чем заключается сущность митоза

Митоз и мейоз

Жизненный цикл клетки (клеточный цикл)

С момента появления клетки и до ее смерти в результате апоптоза (программируемой клеточной гибели) непрерывно продолжается жизненный цикл клетки.

Интенсивно образуются рибосомы, синтезируется АТФ и все виды РНК, ферменты, клетка растет.

Митоз является непрямым способом деления клетки, наиболее распространенным среди эукариотических организмов. По продолжительности занимает около 1 часа. К митозу клетка готовится в период интерфазы путем синтеза белков, АТФ и удвоения молекулы ДНК в синтетическом периоде.

Митоз состоит из 4 фаз, которые мы далее детально рассмотрим: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Напомню, что клетка вступает в митоз с уже удвоенным (в синтетическом периоде) количеством ДНК. Мы рассмотрим митоз на примере клетки с набором хромосом и ДНК 2n4c.

ДНК максимально спирализована в хромосомы, которые располагаются на экваторе клетки. Каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных центромерой (кинетохором). Нити веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом (если точнее, прикрепляются к кинетохору центромеры).

Попробуйте самостоятельно вспомнить фазы митоза и описать события, которые в них происходят. Особенное внимание уделите состоянию хромосом, подчеркните сколько в них содержится молекул ДНК (хроматид).

Мейоз

В результате мейоза из диплоидных клеток (2n) получаются гаплоидные (n). Мейоз состоит из двух последовательных делений, между которыми практически отсутствует пауза. Удвоение ДНК перед мейозом происходит в синтетическом периоде интерфазы (как и при митозе).

Помимо типичных для профазы процессов (спирализация ДНК в хромосомы, разрушение ядерной оболочки, движение центриолей к полюсам клетки) в профазе мейоза I происходят два важнейших процесса: конъюгация и кроссинговер.

Кроссинговер является важнейшим процессом, в ходе которого возникают рекомбинации генов, что создает уникальный материал для эволюции, последующего естественного отбора. Кроссинговер приводит к генетическому разнообразию потомства.

Биваленты (комплексы из двух хромосом) выстраиваются по экватору клетки. Формируется веретено деления, нити которого крепятся к центромере (кинетохору) каждой хромосомы, составляющей бивалент.

Мейоз II весьма напоминает митоз по всем фазам, поэтому если вы что-то подзабыли: поищите в теме про митоз. Главное отличие мейоза II от мейоза I в том, что в анафазе мейоза II к полюсам клетки расходятся не хромосомы, а хроматиды (дочерние хромосомы).

Сейчас мы возьмем клетку, в которой 4 хромосомы. Попытайтесь самостоятельно описать фазы и этапы, через которые она пройдет в ходе мейоза. Проговорите и осмыслите набор хромосом в каждой фазе.

Бинарное деление надвое

При благоприятных условиях бактерии делятся каждые 20 минут. В случае, если условия не столь благоприятны, то больше времени уходит на рост и развитие, накопление питательных веществ. Интервалы между делениями становятся длиннее.

Амитоз встречается в раковых (опухолевых) клетках, воспалительно измененных, в старых клетках.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Биологическое значение амитоза: причины деления ядра и клеток и особенности амитоза

Каково биологическое значение амитоза

Важное и органическое свойство всех живых организмов — размножение или воспроизведение себе подобных.

Живая материя предстает в виде элементарных единиц на любом уровне организации. Проще говоря, она является дискретной. Соответственно, дискретность — одно из многочисленных свойств живого организма.

Структурные единицы клетки — органоиды.

Целостность клетки зависит от непрерывного воспроизведения новых органоидов взамен тем, что износились. Любой организм состоит из клеток, размножение которых обеспечивает его развитие и существование.

Почему ядро и клетки делятся

Деление клеток — основа размножения. При этом деление ядра всегда происходит до деления клетки. Предположительно, ядро и другие органеллы клетки возникли в результате специализации и дифференциации отдельных участков цитоплазмы в ходе исторического развития. Но в процессе индивидуального развития клеток, ядро происходит только из ядра — в результате деления.

Растительный организм растет, то есть, увеличивается в размерах, в результате увеличения количества клеток путем деления. Если организм одноклеточный, то деление клетки в нем является еще и способом размножения: увеличивается вес и количество новых особей.

Клетка растет определенный промежуток времени. В ходе ее роста изменяется соотношение между растущим объемом клеток и ее растущей поверхностью.

Рост поверхности всегда меньше в абсолютном выражении, чем рост объема. Все потому, что поверхность увеличивается квадратически, а объем — кубически.

Способы деления клетки

Питание клетки осуществляется через поверхность. В определенный момент времени поверхность не может сохранить объем клетки, и она начинает активно делиться.

Клетка делится 4 различными способами:

Какова биологическая роль митоза, мейоза и эндомитоза, мы поговорим позже. А сейчас разберемся с амитозом.

Особенности амитоза

Виды амитозного распределения

Амитоз впервые был описан в 1841 году немецким биологом Р. Ремарком, а сам термин «амитоз» ввел в науку немецкий гистолог В. Флеминг в 1882 году. Амитоз как способ деления встречается нечасто (реже, чем митоз). Происходит такое деление в результате перетяжки ядрышка, ядра и цитоплазмы.

Существенное отличие амитоза от митоза в том, что в первом случае конденсации хромосом не происходит: хромосомы удваиваются. Также для амитоза характерно сохранение физико-химических свойств цитоплазмы.

Согласно физиологическому значению, выделяют три вида амитозного распределения:

Процесс амитоза

Амитозное деление клетки в результате расщепления ядра происходит цитоплазматическое сужение. Вначале ядро удлиняется, а после приобретает вид гантелей. При дальнейшем сужении ядро делится на два ядра. После деления ядра происходит деление цитоплазмы, которая делит клетку на две одинаковые (или примерного одинаковые) половины.

Никакого ядерного события не происходит — но образуются две дочерние клетки. Клетка увеличивается за счет ауксентического роста. Происходит расширение ядра, которое приобретает структуру в виде гантели с медианным сужением.

Срединная часть клеточной мембраны приобретает два сужения. Сужение ядра становится все глубже и в конечном счете делит ядро на два дочерних ядра — шпиндельное волокно при этом не образуется. Инвагинации клетки смешаются внутрь. Родительская ячейка делится на пополам: на две равных по размеру дочерние клетки.

Амитоз можно наблюдать у молодых нормально развитых клеток. Хотя чаще всего так делятся высокодифференцированные и более старые клетки. Путем амитоза делятся низкоуровневые организмы, такие как дрожжи, бактерии и пр.

Минус амитоза — невозможность генетической рекомбинации и вероятность экспрессии нежелательных рецессивных генов.

Значение амитоза

Плюс амитоза в том, что ядро и содержимое клетки делятся на две части. При этом дочерние клетки образуются без предварительных изменений структуры органелл, а также ядра.

Деление ядра на две части происходит даже без предварительного растворения оболочки ядра. Веретено деления не формируется — в случае других способов деления это происходит.

За делением ядра происходит деление протопласта и всей клетки на две части. Если ядро дробится на несколько частей, то получаются многоядерные клетки. Для амитоза характерно неравномерное распределение вещества ядра между дочерними ядрами, поэтому биологическая равномерность не обеспечивается. Но при этом образованные клетки отличаются структурной организацией и жизнедеятельностью.

На протяжении некоторого времени амитоз считался патологическим явлением — присущим только клеткам, патологически измененным. Но согласно последним исследованиям, эта мысль не нашла подтверждения. Многочисленные исследования доказывают, что способом амитоза делятся и вполне молодые нормально развитые клетки.

К примеру, амитоз можно обнаружить в клетках харовых водорослей, лука, традесканции.

Встречается амитоз и в специализированных тканях, в которых активно происходят метаболические процессы: в клетках тапетума микроспорангиев, в эндосперме семян отдельных растений и др.

Не характерен амитоз для клеток, в которых важно сохранение полноценной генетической информации: в яйцеклетках и клетках зародыша. В связи с этим некоторые ученые считают амитоз неполноценным способом размножения клеток.

Источник

В чем заключается сущность митоза

Биологическое значение митоза и мейоза — обеспечение постоянства числа хромосом и, таким образом, целостности генома — от клетки к клетке и от поколения к поколению. Медицинское значение этих процессов определяется ошибками механизмов клеточного деления, приводящих к образованию организма или линии клеток с аномальным количеством хромосом и, таким образом, нарушению геномного материала.

Нерасхождение хромосом в мейозе, особенно в овогенезе — наиболее частый мутационный механизм у человека, ответственный за аномалии хромосом у плода по крайней мере в нескольких процентах всех установленных беременностей. Среди беременностей, доношенных до рождения ребенка, хромосомные аномалии — ведущая причина пороков и задержек развития, а также умственной отсталости.

Митотическое нерасхождение хромосом также ответственно за развитие генетических болезней. Нерасхождение хромосом вскоре после оплодотворения, в развивающемся зародыше или внезародышевых тканях типа плаценты, приводит к хромосомному мозаицизму, который может лежать в основе некоторых заболеваний, например, у части пациентов с синдромом Дауна.

Более того, аномальное расхождение хромосом в быстро делящихся тканях, например в клетках толстого кишечника, часто вызывает появление опухолей, и таким образом анализ хромосом и сбалансированности генома — важный диагностический и прогностический тест при многих видах рака.

Учебное видео: мейоз и его фазы

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

— Вернуться в содержание раздела «генетика» на нашем сайте

Источник

Тема урока:»Митоз.Биологический смысл митоза».

Тема урока: « Митоз. Биологическое значение митоза».

Сформировать знания о митозе, процессах, происходящих в различные периоды митотического цикла, их роли в передаче наследственной информации и значении деления клеток для организма.

Определить значение деления клетки для размножения, роста и развития организмов; раскрыть биологический смысл митоза.

Образовательные : сформировать знания о жизненном цикле клетки, о механизмах митотического цикла; сформировать умение отличать митоз от других способов деления клеток; различать фазы митоза по происходящим в них процессам; уметь воспроизводить их на бумаге; научиться применять полученные знания о митозе для объяснения биологического значения процесса в жизни организмов.

Развивающие : развивать умение анализировать явления, осуществлять сравнительный анализ разных фаз митоза делать логические выводы; развивать навык работы с текстовыми таблицами и биологическими рисунками, натуральными объектами (микропрепарат).

Воспитательные : формировать материалистическое мировоззрение; воспитывать познавательную самостоятельность и поддерживать интерес к предмету.

Тип урока: комбинированный.

Методы: словесно- наглядные, проблемные, поисковые, исследовательские.

Оборудование: иллюстрационный материал, видеопрограмма, мультимедио комплекс, электронный микроскоп, световые микроскопы, магнитная доска, микропрепараты «Митоз в корешке лука».

1. Предметные результаты: жизненный цикл клетки, интерфаза, фазы митоза, амитоз, апоптоз.

2. Метапредметные : литература, химия, математика и т.д.

3. Личностные: умение взаимодействовать в парах, личностная значимость темы для себя.

Подготовка учащихся к работе на занятии: приветствие, проверка готовности учащихся к занятию.

II. Актуализация знаний (10 мин).

На предыдущем уроке мы изучали типы деления клеток и стадию интерфазы.

Сегодня на уроке мы изучим стадии митотического деления клетки, опишем их и выясним биологическое значение митоза.

Давайте совместно определим цели и задачи урока. ( ответы учащихся)

На уроке можно получить комплексную оценку на разных этапах урока. Она складывается из входящего тестирования, устных ответов и тест на закрепление новой темы.

Задания на установление соответствия ( каждое правильно выполненное задание-1 балл. Всего за 2 задания- 2 балла).

1.задание (установите соответствие)

Г. Гаплоидный набор хромосом (1 n )- набор различных по размерам и форме хромосом клеток данного вида, где каждая хромосома представлена в единственном числе.

В. Постсинтетический период ( G 2)- Накопление энергии для предстоящего митоза, синтез иРНК, белков.

Устный опрос по терминам (за каждый правильный ответ- 1 балл):

Хромосома- компактное состояние молекулы ДНК, спирально уложенной вокруг особых белков-гистонов, формирующееся перед делением клетки; у эукариот находится в ядре.

Ребята, мне хотелось бы начать наш урок словами американского биолога Меллера об одном из удивительных явлений в биологии. А вы внимательно прослушайте и скажите о каком явлении идет речь.

Каждую секунду в нашем теле сотни миллионов неодушевленных, но очень дисциплинированных маленьких балерин сходятся, расходятся, выстраиваются в ряд и разбегаются в разные стороны, словно танцоры на балу, исполняющие сложные па старинного танца. Этот танец, древнейший на Земле танец. Танец жизни. В таких танцах клетки тела пополняют свои ряды, и мы растем и существуем.

— Итак, о каком процессе идет речь? И что это за танец, кто его исполняет? Это будет наш проблемный вопрос к уроку, попробуем ответить на него в конце урока.

III . Изучение нового материала

Основные термины и понятия: клеточный цикл, амитоз, митоз, митотический цикл, профаза, метафаза, анафаз, телофаза, цитокинез, кариокинез.

Определение времени и места митоза в клеточном цикле.

определяется среднее время: интерфаза длится 10 – 20 часов, митоз 1 – 2 часа. Также возможно определение генетического материала перед делением. После митоза происходит цитокинез.

2.Определение митоза( работа с учебником). Выписать термин-митоз.

3.Клеточный цикл или жизненный цикл (определение. Ответ учащихся).

4.Митотичекий цикл. (слайды презентации).

5.Периоды митотического цикла; (слайды презентации)

Демонтаж ядерных мембран, расхождение центриолей к разным полюсам клетки, формирование нитей веретена деления, “исчезновение” ядрышек, конденсация двухроматидных хромосом.

Выстраивание максимально конденсированных двухроматидных хромосом в экваториальной плоскости клетки (метафазная пластинка), прикрепление нитей веретена деления одним концом к центриолям, другим – к центромерам хромосом.

Деление двухроматидных хромосом на хроматиды и расхождение этих сестринских хроматид к противоположным полюсам клетки (при этом хроматиды становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами).

Деконденсация хромосом, образование вокруг каждой группы хромосом ядерных мембран, распад нитей веретена деления, появление ядрышка, деление цитоплазмы (цитотомия). Цитотомия в животных клетках происходит за счёт борозды деления, в растительных клетках – за счёт клеточной пластинки.

Следует за телофазой и ведёт к первому периоду интерфазы, органеллы распределяются между дочерними клетками. В результате образуются две клетки с набором хромосом идентичным родительской.

Используя микроскопы, препараты «Митоз в клетках корешка лука», карту митоза, найдите в клетках изученные нами стадии митоза (учащиеся работают самостоятельно), потом краткое обсуждение увиденного.

7. Интересные факта о митозе. Знаете ли вы… (Сообщение 1 учащегося).

Бактериальные клетки делятся каждые 20 минут, клетки кишечного эпителия –каждые 10 часов, клетки кончика корня лука – 20 часов. В красном костном мозге каждую секунду образуется 10 млн. эритроцитов, значит каждую секунду происходит 10 млн. митозов.

А только подумайте, сколько их произойдёт на этом уроке?

8.Знаете ли вы…(Сообщение 2 учащегося).

-Что в нервной ткани митозы крайне редки, т.к. в центральной нервной системе клетки перестают делиться уже в первые месяцы после рождения, а в красном костном мозге, эпителии кишечника, почечных канальцев они делятся до конца жизни. В среднем интерфаза длится 10-20 часов, а митоз 1-2 часа.

9.Что заставляет клетку делиться? Какие факторы побуждают клетку к митозу?

(Сообщение 3 учащегося).

-Точно не известно, но полагают, что большую роль играет соотношение объёмов ядра и цитоплазмы. По некоторым данным – отмирающие клетки продуцируют вещества, способные стимулировать деление клетки. Установлено, что под влиянием адреналина число делящихся клеток увеличивается.

10.Какие процессы происходят в интерфазе- периоде интенсивного синтеза веществ и роста?( если есть время)

Периоды интерфазы. Хромосомы. Формулы клетки. (Презентация.)

б) S – синтетический 2 n 4 c

11. Митоз. Фазы митоза. Кариокинез- деление ядра. Формулы клетки. (Презентация)

г) телофаза 2 n 2 c

12.Цитокинез- деление цитоплазмы

б) растительные клетки

13. Если в соматических клетках человека 46. Сколько будет в дочерних?

Как вы думаете, всегда ли происходит равномерное распределение хромосом при митозе?

14. Нет, не всегда. (Сообщение 4 учащегося). Работая над проблемами по пересадке органов, сердечно-сосудистой системе, строением и значением нуклеиновых кислот, продуктов питания ученые выяснили, что при нарушении нормального хода митоза в дочерней клетке может оказаться больше или меньше хромосом, чем в материнской и это может привести либо к гибели, либо существенным изменениям в жизнедеятельности клеток – возникновению мутаций.

А каковы причины этого?

Биологическое значение митоза. (Таблица)

-увеличение числа клеток, рост организмов;

-размножение одноклеточных организмов;

-регенерация- восстановление повреждённых органов, тканей, восстановление утраченных тканей, органов у растений, низших животных;

— обеспечивается равноценное распределение генетического материала, хромосом между дочерними клетками т.е. дочерние клетки получают такое же количество хромосом, какое было в материнской.

Вернемся к поставленным целям урока. Вы предложили следующие:

Изучить процессы, происходящие при митозе.

Значение этого процесса для организма.

Роль митоза в наследственности.( ответы учащихся).

Итак, задачи урока мы реализовали. Проблемный вопрос урока был следующий: что это за «танец жизни» и кто его исполняет? ( ответы учащихся).

Творческое задание для сильных учащихся: подготовить сообщение, используя ресурсы сети Интернет, о причинах нарушений протекания процесса митоза

Переходим к следующему этапу урока. Закрепим знания по новой теме в форме тестирования.( задания приближенные к тестам ЕГЭ).

V . Первичное закрепление универсальных учебных действий, подготовка к ЕГЭ.

Выполнение тестового задания с последующей взаимопроверкой.

Задания на установление соответствия ( каждое правильно выполненное задание-1 балл. Всего за 2 задания- 3 балла).

1 задание.Установите соответствие ( за каждое правильно, установленное соответствие- 0,25 балла):

1.

2.

3.

4.

2 задание. Выберите верный вариант ответа( за каждый правильный ответ-0,5 балла):

1. Митоз – это основной способ деления:

а) половых клеток;
б) соматических клеток;
в) а + б.

2. Хромосомы расположены в одной плоскости в центре клетки (на экваторе). К каждой из них в области центромеры присоединены с двух сторон нити веретена. Это характерно для фазы митоза:

а) профазы;
б) метафазы;
в) анафазы;
г) телофазы.

3. Деление центромер и расхождение хроматид к полюсам клетки происходит в:

а) профазе;
б) метафазе;
в) анафазе;
г) телофазе.

4. Биологическое значение митоза заключается в:

а) строго одинаковом распределении между дочерними клетками материала цитоплазмы и ядра
б) увеличении числа клеток
в) а + б

Ответы к тесту: 1-б, 2-б, 3-в, 4-в.

Критерии оценки : 1 задание- 1 балл, 2 задание-2 балла.

Ф.И. учащегося__________________________________ Класс ________ Дата ______

Тест-опросник. Лист контроля.

Входное терминологическое тестирование (2 балла).

Задания на установление соответствия ( каждое правильно выполненное задание-1 балл. Всего за 2 задания- 2 балла).

1.задание. За каждый правильный ответ 0,2 балла. Всего 1 балл.

1. содержат гаплоидный набор хромосом.

2. все хромосомы парные(половина от материнской яйцеклетки, столько же – от сперматозоида отца).

В.Диплоидный набор хромосом (2 n )

3. набор различных по размерам и форме хромосом клеток данного вида, где каждая хромосома представлена в единственном числе.

Г.Гаплоидный набор хромосом (1 n )

4. компактное состояние молекулы ДНК, спирально уложенной вокруг особых белков-гистонов, формирующееся перед делением клетки; у эукариот находится в ядре.

Д. Гаметы (половые клетки)

5. клетки, составляющие органы и ткани многоклеточного организма.

А.Пресинтетический период( G 1)

2. Накопление энергии для предстоящего митоза, синтез иРНК, белков.

В.Постсинтетический период ( G 2)

3.Клетка растет, накапливая энергию и вещества. Хромосомы в виде хроматина.

Итоговое тестирование (2 балла).

1 задание. Установите соответствие ( за каждое правильно, установленное соответствие- 0,25 балла):

1.

2.

3.

4.

2 задание. Выберите верный вариант ответа ( за каждый правильный ответ-0,5 балла):

1. Митоз – это основной способ деления:

а) половых клеток;
б) соматических клеток;
в) а + б.

2. Хромосомы расположены в одной плоскости в центре клетки (на экваторе). К каждой из них в области центромеры присоединены с двух сторон нити веретена. Это характерно для фазы митоза:

а) профазы;
б) метафазы;
в) анафазы;
г) телофазы.

3. Деление центромер и расхождение хроматид к полюсам клетки происходит в:

а) профазе;
б) метафазе;
в) анафазе;
г) телофазе.

4. Биологическое значение митоза заключается в:

а) строго одинаковом распределении между дочерними клетками материала цитоплазмы и ядра
б) увеличении числа клеток
в) а + б

Опорный конспект урока, 10 класс

Тема урока: ___________________________________________________________

Проблемный вопрос: «Что такое «танец жизни» и кто его исполняет?»(слова американского ученого Меллера).

1.Фазы митотического деления клетки и процессы их сопровождающие.

2. Биологическое значение митоза.

2.Периоды митотического цикла: __________________________________________________________________

5. Интересные факты о митозе. Знаете ли вы…__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Биологическое значение митоза:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Домашнее задание:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Источник