Урок-мастерская (11-й класс)

Цель урока: повторение материала о способах размножения клеток.

Задачи

Образовательная: сформировать и закрепить знания о двух видах деления клеток, о значении деления клеток для одноклеточных и многоклеточных организмов, о процессах, происходящих в различных фазах митоза и мейоза, об отличиях мейоза и митоза.

Развивающая: развитие умений работать в группе, характеризовать объекты и явления, сравнивать их, обосновывать выводы, применять знания, оценивать себя и свои знания; развитие интереса к предмету.

Воспитательная: воспитание уважительного отношения друг к другу.

Оборудование: листы ватмана и бумаги, фломастеры, клей, скотч, ножницы, файлы с заданиями, карточка-инструкция для каждой команды.

Подготовка к уроку

1. На предыдущем уроке учащихся следует ознакомить с принципами и правилами проведения урока-мастерской.


2. Так как тема «Деление клетки» изучалась в 9-м классе и учащиеся многое забыли, в качестве домашнего задания они должны были повторить материал по теме: «Деление клетки».

Деление класса на команды

Учащимся предлагается выбрать один из следующих вопросов и записать его на листке бумаги. (Вероятнее всего ученик выберет вопрос, ответ на который он знает или предполагает, что знает.)

• В чем биологический смысл мейоза?
• Чем отличается митоз от мейоза?
• В чем заключается биологический смысл митоза?

Из листка с написанным вопросом надо сложить бумажный самолетик. Встав в круг, учащиеся запускают свои самолетики (все одновременно по команде учителя) и, подняв упавший рядом самолетик, повторяют эту операцию 2 раза. Раскрыв самолетики, учащиеся распределяются на три команды – по одинаковым вопросам.

Каждая команда получает файл, в котором находится материал для работы: список терминов, определения, схемы, историческая справка.

Схема митоза в картинках

Карточка-инструкция

• Выберите из списка терминов (Приложение 2) те, которые имеют отношение к теме «Деление клетки. Митоз. Мейоз». Выбранные слова команды зачитывают вслух.

• Подберите определения (Приложение 3), соответствующие выбранным терминам из предыдущего задания. Будьте внимательны, некоторые определения заменены! Чтобы выполнить это задание правильно, необходимо у другой команды найти и попросить свое определение. Терминами меняться нельзя!


• К процессам, протекающим в клетке во время митоза или мейоза, подберите соответствующие рисунки (Приложение 4).

• На лист ватмана наклейте слова, определения и рисунки в логической последовательности. Подготовьте небольшой рассказ о данном биологическом процессе.

(Команды вывешивают свои работы на стенд. Члены команд рассказывают о процессах, изображенных на ватмане.)

• Ответьте на вопрос, который записан на вашем листке-«самолетике». Ответ запишите в тетради. (При выполнении этого задания можно пользоваться первоисточником. Каждая команда зачитывает свой ответ на вопрос вслух.)

Рефлексия

Вариант 1 (если до конца урока осталось много времени).

Приведите два-три аргумента в защиту того, что тему «Деление клетки. Митоз и мейоз» необходимо изучать в курсе общей биологии средней школы.

Вариант 2 (если времени недостаточно).

Довольны ли вы уроком, своей работой на уроке? Подумайте, оцените свое эмоциональное состояние. Запишите ответ на листочке и, уходя, прикрепите на стенд.

Домашнее задание

Ответьте на следующие вопросы.

• Какие факторы вызывают нарушение митоза и мейоза?
• К каким последствиям это может привести?

Приложение 1. Историческая справка

Флемминг Вальтер (1843–1905), немецкий гистолог.


офессор университетов в Праге (с 1873) и Киле (1876–1901). Основные труды по гистологии моллюсков, регенерации тканей, изучению соединительной и жировой тканей, строения фолликулов, клеток спинальных ганглиев и др. Особую известность приобрели его исследования тонкого строения клетки. С помощью разработанных им методов фиксации (жидкость Флемминга) и окраски изучал структуру протоплазмы, ядра, центросом и, особенно детально, процесс деления клетки (прямое и непрямое). Эти исследования имели большое значение для развития цитологии; его методы фиксации и окраски получили широкое распространение в лабораторной практике.

Страсбургер Эдвард (1844–1912), немецкий ботаник, по происхождению поляк, член Польской АН в Кракове (1888). Учился в Варшаве, Бонне и Йене. Был доцентом Варшавского (1867–1869), профессором Йенского (1869–1880) и Боннского (1880–1911) университетов. Основные труды в области цитологии, анатомии и эмбриологии растений. Исследовал митоз. Описал мейоз у высших растений, объяснил биологическое значение редукции числа хромосом. Изучал процесс оплодотворения, явления партеногенеза и апогамии. Работы ученого имели большое значение для подготовки хромосомной теории наследственности и развития представлений о генетическом единстве высших растений. Усовершенствовал методику цитологических исследований. Соавтор переиздававшегося курса ботаники (Учебник ботаники, 1894; 30-е изд. – 1971), переведенного на ряд языков, в том числе на русский.

iv>

Чистяков Иван Дорофеевич (1843–1877), русский ботаник. Окончил Московский университет (1868) и был оставлен при нем, с 1871 г. профессор и заведующий Ботаническим садом. Основоположник московской школы эмбриологов и цитологов растений. Одним из первых наблюдал и описал митоз у растений (1874).

Приложение 2. Термины

(Подчеркнутые слова – верный выбор учащихся.)

Файл № 1 (синий)

Митоз, профаза, метафаза, анафаза, телофаза, амитоз, клеточный цикл, фотосинтез.

Файл № 2 (зеленый)

Мейоз, 1-е деление, профаза 1, метафаза 1, анафаза 1, телофаза 1, кроссинговер, ассимиляция, диссимиляция.

Файл № 3 (красный)

Мейоз, 2-е деление, профаза 2, метафаза 2, анафаза 2, телофаза 2, интерфаза, полимеры.

Приложение 3. Определения

Файл № 1 (синий)

Митоз – это способ деления эукариотических клеток, при котором каждая из двух вновь возникающих клеток получает такой же генетический материал, как в исходной клетке.

Профаза – хромосомы спирализуются и становятся хорошо заметными в световой микроскоп, исчезает ядрышко, две центриоли расходятся к полюсам клетки, отходящие от них микротрубочки формируют веретено деления, ядерная оболочка распадается.


Анафаза – стадия, во время которой сестринские хроматиды, ставшие самостоятельными хромосомами, расходятся к противоположным полюсам клетки.

Телофаза – вокруг собранных у полюсов хромосом формируется ядерная оболочка, хромосомы деспирализуются (из компактных превращаются в тонкие и длинные, неразличимые в световой микроскоп). Образуются ядрышки. Эта стадия заканчивается цитокинезом (разделением цитоплазмы) и образованием двух диплоидных клеток.

Амитоз – прямое деление ядер путем перетяжки, не всегда заканчивается цитокинезом, в результате обычно возникают многоядерные клетки. После амитоза клетки не способны приступить к митотическому делению. Этот процесс характерен для отмирающих клеток.

Клеточный цикл – период жизни клетки от деления до деления, основная часть жизни клетки.

Интерфаза – период между делениями (лат. inter – между). Клетка интенсивно растет, увеличивается количество структур и веществ в клетки, количество хромосом удваивается.

(Определение интерфазы в этом файле лишнее, а определение метафазы отсутствует.)

Файл № 2 (зеленый)

Мейоз (греч. meiosis – уменьшение) – это способ деления эукариотических клеток, при котором происходит редукция (уменьшение) числа хромосом, т.е. из диплоидной (содержащей двойной набор хромосом) клетки образуются гаплоидные (содержащие одинарный набор хромосом).

>

1-е деление – первое деление мейоза.

Профаза 1 – хромосомы начинают конденсироваться и становятся различимыми в световой микроскоп. Затем гомологичные хромосомы начинают сближаться друг с другом – конъюгировать. Пару конъюгирующих хромосом называют бивалентом (каждый бивалент образован 4 хроматидами). Заканчивается репликация ДНК. Фаза заканчивается исчезновением ядерной оболочки и ядрышка.

Метафаза 1 – биваленты выстраиваются в экваториальной плоскости клетки. К центромерам прикрепляются нити веретена деления.

Анафаза 1 – бивалент распадается на две хромосомы, которые отходят к разным полюсам клетки.

Телофаза 1 – хромосомы деконденсируются (из компактных превращаются в тонкие и длинные, неразличимые в световой микроскоп). Вокруг собранных у полюсов хромосом формируется ядерная оболочка. Образуются ядрышки. Эта стадия заканчивается цитокинезом (разделением цитоплазмы) и образованием двух диплоидных клеток.

Метафаза – все хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости клетки, на этой стадии их можно хорошо различать и сосчитать в клетке.

(Определение метафазы в этом файле лишнее, а определение кроссинговера отсутствует.)


Файл № 3 (красный)

Мейоз (греч. meiosis – уменьшение) – это способ деления эукариотических клеток, при котором происходит редукция (уменьшение) числа хромосом, т.е. из диплоидной (содержащей двойной набор хромосом) клетки образуются гаплоидные (содержащие одинарный набор хромосом).

2-е деление – второе деление мейоза.

Профаза 2 – хромосомы спирализуются и становятся хорошо заметными в световой микроскоп, исчезает ядрышко, две центриоли расходятся к полюсам клетки, отходящие от них микротрубочки формируют веретено деления.

Метафаза 2 – все хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости клетки, на этой стадии их можно хорошо различать и сосчитать в клетке.

Анафаза 2 – стадия, во время которой сестринские хроматиды, ставшие самостоятельными хромосомами, расходятся к противоположным полюсам клетки.

Телофаза 2 – вокруг собранных у полюсов хромосом формируется ядерная оболочка. Хромосомы деспирализуются (из компактных превращаются в тонкие и длинные, неразличимые в световой микроскоп). Образуются ядрышки. Эта стадия заканчивается цитокинезом (разделением цитоплазмы) и образованием четырех гаплоидных клеток.

Кроссинговер (англ. сrossing-over – прекрест) – обмен идентичными участками гомологичных хромосом.

(Определение кроссинговера в этом файле лишнее, а определение интерфазы отсутствует.)

Источник: bio.1september.ru

Фазы митоза

Профаза

В профазе происходят следующие процессы (в основном параллельно):

  • Хромосомы конденсируются

  • Ядрышки исчезают

  • Ядерная оболочка распадается

  • Формируются два полюса веретена деления


Митоз начинается с укорочения хромосом. Составляющие их пары хроматид спирализуются, в результате чего хромосомы сильно укорачиваются и утолщаются. К концу профазы их можно увидеть в световой микроскоп.

Ядрышки исчезают, т. к. образующие их части хромосом (ядрышковые организаторы) находятся уже в спирализованном виде, следовательно, неактивны и не взаимодействуют между собой. Кроме того распадаются ядрышковые белки.

В клетках животных и низших растений центриоли клеточного центра расходятся по полюсам клетки и выступают центрами организации микротрубочек. Хотя у высших растений центриолей нет, микротрубочки также образуются.

От каждого центра организации начинают расходиться короткие (астральные) микротрубочки. Формируется структура похожая на звезду. У растений она не образуется. Их полюса деления более широкие, микротрубочки выходят не из малой, а из относительно широкой области.

Распад ядерной оболочки на мелкие вакуоли знаменует конец профазы.

Профаза


Справа на микрофотографии зеленым цветом подсвечены микротрубочки, синим — хромосомы, красным – центромеры хромосом.

Также следует отметить, что в период профазы митоза происходи фрагментация ЭПС, она распадается на мелкие вакуоли; аппарат Гольджи распадается на отдельные диктиосомы.

Прометафаза

Ключевые процессы прометафазы идут большей часть последовательно:

  1. Хаотичное расположение и движение хромосом в цитоплазме.

  2. Соединение их с микротрубочками.

  3. Движение хромосом в экваториальную плоскость клетки.

Хромосомы оказываются в цитоплазме, они беспорядочно двигаются. Оказавшись на полюсах, у них больше шансов скрепиться с плюс-концом микротрубочки. В конце концов нить прикрепляется к кинетохоре.

Прометафаза

Такая кинетохорная микротрубочка начинает нарастать, чем отдаляют хромосому от полюса. В какой-то момент к кинетохоре сестринской хроматиды крепится другая микротрубочка, нарастающая с другого полюса деления. Она тоже начинает толкать хромосому, но уже в противоположном направлении. В результате хромосома становится на экваторе.

Кинетохоры представляют собой белковые образования на центромерах хромосом. Каждая сестринская хроматида имеет свой кинетохор, который «созревает» в профазе.


Кроме астральных и кинетохорных микротрубочек есть те, которые идут от одного полюса к другому, как бы распирают клетку в перпендикулярном экватору направлении.

Метафаза

Признаком начала метафазы является расположение хромосом по экватору, образуется так называемая метафазная, или экваториальная, пластинка. В метафазу хорошо видны количество хромосом, их отличия и то, что они состоят из двух сестринских хроматид, соединенных в районе центромеры.

Хромосомы удерживаются за счет сбалансированных сил натяжения микротрубочек разных полюсов.

Метафаза

Анафаза

  • Сестринские хроматиды разделяются, каждая двигается к своему полюсу.

  • Полюса удаляются друг от друга.

Анафаза

Анафаза самая короткая фаза митоза. Она начинается, когда центромеры хромосом разделяются на две части. В результате каждая хроматида становится самостоятельной хромосомой и оказывается прикреплена к микротрубочке одного полюса. Нити «тянут» хроматиды к противоположным полюсам. На самом деле микротрубочки разбираются (деполимеризуются), т. е. укорачиваются.

В анафазе животных клеток двигаются не только дочерние хромосомы, но и сами полюса. За счет других микротрубочек они расталкиваются, астральные микротрубочки прикрепляются к мембранам и тоже «тянут».

Телофаза

  • Движение хромосом останавливается

  • Хромосомы деконденсируются

  • Появляются ядрышки

  • Восстанавливается ядерная оболочка

  • Большая часть микротрубочек исчезает

Телофаза

Телофаза начинается, когда хромосомы перестают двигаться, остановившись у полюсов. Они деспирализуются, становятся длинными и нитевидными.

Микротрубочки веретена деления разрушаются от полюсов к экватору, т. е. со стороны своих минус-концов.

Вокруг хромосом образуется ядерная оболочка путем слияния мембранных пузырьков, на которые в профазе распалось материнское ядро и ЭПС. На каждом полюсе формируется свое дочернее ядро.

Поскольку хромосомы деспирализуются, ядрышковые организаторы становятся активными и появляются ядрышки.

Возобновляется синтез РНК.

Если на полюсах центриоли еще не парные, то около каждой достраивается парная ей. Таким образом на каждом полюсе воссоздается свой клеточный центр, который отойдет в дочернюю клетку.

Обычно телофаза заканчивается разделением цитоплазмы, т. е. цитокинезом.

Цитокинез

Цитокинез может начаться еще в анафазе. К началу цитокинеза клеточные органеллы распределяются относительно равномерно по полюсам.

Разделение цитоплазмы растительных и животных клеток происходит по-разному.

У животных клеток благодаря эластичности цитоплазматическая мембрана в экваториальной части клетки начинает впячиваться во внутрь. Образуется борозда, которая в конце концов смыкается. Другими словами, материнская клетка делится перешнуровкой.

Цитокинез

В растительных клетках в телофазе нити веретена не исчезают в области экватора. Они сдвигаются ближе к цитоплазматической мембране, их количество увеличивается, и они образуют фрагмопласт. Он состоит из коротких микротрубочек, микрофиламентов, частей ЭПС. Сюда перемещаются рибосомы, митохондрии, комплекс Гольджи. Пузырьки Гольджи и их содержимое на экваторе образуют срединную клеточную пластинку, клеточные стенки и мембрану дочерних клеток.

Значение и функции митоза

Благодаря митозу обеспечивается генетическая стабильность: точное воспроизводство генетического материала в ряду поколений. Ядра новых клеток содержат столько же хромосом, сколько их содержала родительская клетка, и эти хромосомы являются точными копиями родительских (если, конечно, не возникли мутации). Другими словами, дочерние клетки генетически идентичны материнской.

Однако митоз выполняет и ряд других немаловажных функций:

  • рост многоклеточного организма,

  • бесполое размножение,

  • замещение клеток различных тканей у многоклеточных организмов,

  • у некоторых видов может происходить регенерация частей тела.

Источник: biology.su

Митоз — непрямое деление

Митоз
Митотический цикл

Митотический цикл включает 2 последовательных этапа: интерфазу и митотическое деление.

Интерфаза (стадия покоя) – подготовка клетки к дальнейшему разделению, где совершается дублирование исходного материала, с последующим его равномерным распределением между новообразованными клетками. Она включает 3 периода:

    • Пресинтетический (G-1) G – от английского gar, то есть промежуток, идет подготовка к последующему синтезу ДНК, выработка ферментов. Экспериментально проводилось ингибирование первого периода, вследствие чего клетка не вступала в следующую фазу.
    • Синтетический (S) — основа клеточного цикла. Происходит репликация хромосом и центриолей клеточного центра. Только после этого клетка может перейти к митозу.
    • Постсинтетический (G-2) или премитотический период — происходит накопление иРНК, которая нужна для наступления собственно митотического этапа. В G-2 периоде синтезируются белки (тубулины) – основная составляющая митотического веретена.

После окончания премитотического периода начинается митотическое деление. Процесс включает 4 фазы:

  1. Профаза – в этот период разрушается ядрышко, растворяется мембрана ядра (нуклеолема), центриоли располагаются на противоположных полюсах, формируя аппарат для деления. Имеет две подфазы:
    • ранняя — видны нитеобразные тела (хромосомы), они еще не четко отделены друг от друга;
    • поздняя — прослеживаются отдельные части хромосом.
  2. Метафаза – начинается с момента разрушения нуклеолемы, когда хромосомы хаотично лежат в цитоплазме и только начинают двигаться к экваториальной плоскости. Между собой все пары хроматид связаны в месте центромеры.
  3. Анафаза – в один момент разобщаются все хромосомы и движутся к противоположным точкам клетки. Это короткая и очень важная фаза, поскольку именно в ней происходит точный раздел генетического материала.
  4. Телофаза – хромосомы останавливаются, снова образуется ядерная мембрана, ядрышка. Посередине образуется перетяжка, она делит тело материнской клетки на две дочерние, завершая митотический процесс. В новообразованных клетках снова начинается G-2 период.

Мейоз — прямое деление

Мейоз
Мейоз — прямое деление

Существует особый процесс репродукции, встречающийся только в половых клетках (гаметах) – это мейоз (прямое деление). Отличительной чертой для него является отсутствие интерфазы. Мейоз из одной исходной клетки дает четыре, с гаплоидным набором хромосом. Весь процесс прямого деления включает два последовательных этапа, которые состоят из профазы, метафазы, анафазы и телофазы.

Перед началом профазы у половых клетках происходит удвоение исходного материала, таким образом, она становится тетраплоидной.

Профаза 1:

  1. Лептотена — хромосомы просматриваются в виде тоненьких ниток, происходит их укорочение.
  2. Зиготена — стадия конъюгации гомологичных хромосом, как следствие образуются биваленты. Конъюгация важный момент мейоза, хромосомы максимально сближаются друг с другом, чтобы осуществить кроссинговер.
  3. Пахитена — происходит утолщение хромосом, их все большее укорочение, идет кроссинговер (обмен генетической информацией между гомологичными хромосомами, это основа эволюции и наследственной изменчивости).
  4. Диплотена – стадия удвоенных нитей, хромосомы каждого бивалента расходятся, сохраняя связь только в области перекреста (хиазмы).
  5. Диакинез — ДНК начинает конденсироваться, хромосомы становятся совсем короткими и расходятся.

Профаза заканчивается разрушением нуклеолемы и формированием веретена деления.

Метафаза 1: биваленты расположены посередине клетки.

Анафаза 1:к противоположным полюсам движутся удвоенные хромосомы.

Телофаза 1:завершается процесс деления, клетки получают по 23 бивалента.

Без последующего удвоения материала клетка вступает во второй этап деления.

Профаза 2: снова повторяются все процессы, которые были в профазе 1,а именно конденсация хромосом, что хаотично располагаются между органеллами.

Метафаза 2: две хроматиды, соединенные в месте перекреста (униваленты), располагаются в экваториальной плоскости, создавая пластинку, названную метафазной.

Анафаза 2: — унивалент разделяется на отдельные хроматиды или монады, и они направляются к разным полюсам клетки.

Телофаза 2: процесс деления завершается, формируется ядерная оболочка, и каждая клетка получает по 23 хроматиды.

Мейоз – важный механизм в жизни всех организмов. В результате такого деления мы получаем 4 гаплоидные клетки, которые имеют половину нужного набора хроматид. Во время оплодотворения две гаметы образуют полноценную диплоидную клетку, сохраняя присущей ей кариотип.

Сложно представить наше существования без мейотического деления, иначе все организмы с каждым последующим поколение получали бы удвоенные наборы хромосом.

Источник: animals-world.ru

МИТО́З (от греч. μίτος – нить и …оз), спо­соб де­ле­ния эу­ка­рио­ти­че­ских кле­ток, при ко­то­ром ка­ж­дая из двух до­чер­них кле­ток по­лу­ча­ет ге­не­тич. ма­те­ри­ал, иден­тич­ный ис­ход­ной клет­ке; один из осн. ме­ха­низ­мов ин­ди­ви­ду­аль­но­го раз­ви­тия поч­ти всех пред­ста­ви­те­лей рас­ти­тель­но­го и жи­вот­но­го ми­ра. Час­то М. на­зы­ва­ют толь­ко де­ле­ние яд­ра (ка­рио­ки­нез, или не­пря­мое де­ле­ние клет­ки). Пе­ри­од ме­ж­ду дву­мя де­ле­ния­ми на­зы­ва­ют ин­тер­фа­зой. Вме­сте с М. ин­тер­фа­за со­став­ля­ет жиз­нен­ный цикл клет­ки (см. Кле­точ­ный цикл).

В 1855 Р. Вир­хов вы­дви­нул идею о том, что все клет­ки яв­ля­ют­ся по­том­ка­ми су­ще­ст­во­вав­ших ра­нее ро­ди­тель­ских кле­ток. В 1874 рос. бо­та­ник И. Д. Чис­тя­ков опи­сал ряд ста­дий (фаз) М. в спо­рах плау­нов, ещё яс­но не пред­став­ляя се­бе их по­сле­до­ва­тель­ность. Де­таль­ные ис­сле­до­ва­ния М. впер­вые про­ве­де­ны нем. бо­та­ни­ком Э. Страс­бур­ге­ром на рас­те­ни­ях (1876–79) и В. Флем­мин­гом на жи­вот­ных (1882). По­след­ний впер­вые ис­поль­зо­вал тер­мин «М.» для опи­са­ния про­цес­са фор­ми­ро­ва­ния пар­ных ни­тей (на­зван­ных позд­нее хро­мо­со­ма­ми) в яд­рах де­ля­щих­ся кле­ток. На ос­но­ва­нии этих и ря­да др. дан­ных бы­ло окон­ча­тель­но ус­та­нов­ле­но, что ка­ж­дая клет­ка од­но­го и то­го же ор­га­низ­ма име­ет по­сто­ян­ное для всех осо­бей од­но­го ви­да чис­ло хро­мо­сом и что все клет­ки мно­го­кле­точ­ных ор­га­низ­мов, за ис­клю­че­ни­ем по­ло­вых, ди­п­ло­ид­ны (со­дер­жат две ко­пии ка­ж­дой хро­мо­со­мы; од­на ко­пия по­лу­че­на от ма­те­ри с яй­це­клет­кой, дру­гая от от­ца со спер­ма­то­зои­дом). Био­ло­гич. смысл М. за­клю­ча­ет­ся в со­хра­не­нии ди­п­ло­ид­но­го на­бо­ра хро­мо­сом от по­ко­ле­ния к по­ко­ле­нию кле­ток, т. е. в точ­ном и без­оши­боч­ном рас­пре­де­ле­нии хро­мо­сом ме­ж­ду до­чер­ни­ми клет­ка­ми.

В про­цес­се М. ус­лов­но вы­де­ля­ют неск. ста­дий, по­сте­пен­но пе­ре­хо­дя­щих друг в дру­га: про­фа­за, про­ме­та­фа­за, ме­та­фа­за, ана­фа­за, те­ло­фа­за и ци­то­ки­нез. Дли­тель­ность ста­дий М. раз­лич­на и за­ви­сит от ти­па тка­ни, фи­зио­ло­гич. со­стоя­ния ор­га­низ­ма, внеш­них фак­то­ров; наи­бо­лее про­дол­жи­тель­ны про­фа­за и те­ло­фа­за. В ин­тер­фаз­ном яд­ре хро­мо­со­мы вы­гля­дят как клу­бок тон­ких ни­тей, раз­ли­чи­мых толь­ко под элек­трон­ным мик­ро­ско­пом. К кон­цу ин­тер­фа­зы про­ис­хо­дит ре­п­ли­ка­ция ДНК, в ре­зуль­та­те че­го ка­ж­дая хро­мо­со­ма ока­зы­ва­ет­ся со­стоя­щей из двух иден­тич­ных по­ло­ви­нок – хро­ма­тид, до­воль­но жё­ст­ко со­еди­нён­ных в об­лас­ти цен­тро­ме­ры; на­чи­на­ет­ся сбор­ка мик­ро­тру­бо­чек (эле­мен­тов ци­то­ске­ле­та) для фор­ми­ро­ва­ния ве­ре­те­на де­ле­ния (рис.). В по­сто­ян­но раз­мно­жаю­щих­ся клет­ках мно­го­кле­точ­ных ор­га­низ­мов пер­вым при­зна­ком М. яв­ля­ет­ся на­ча­ло кон­ден­са­ции хро­мо­сом, ко­гда они уко­ра­чи­ва­ют­ся, од­но­вре­мен­но утол­ща­ют­ся и ста­но­вят­ся раз­ли­чи­мы­ми в све­то­вом мик­ро­ско­пе. В ци­то­плаз­ме фор­ми­ру­ет­ся ве­ре­те­но де­ле­ния, или ми­то­тич. ве­ре­те­но, уча­ст­вую­щее в рас­хо­ж­де­нии хро­мо­сом; в клет­ке в этот пе­ри­од вид­ны два по­лю­са де­ле­ния, со­стоя­щие из па­ры цен­трио­лей, и от­хо­дя­щие от них ни­ти ве­ре­те­на, пред­став­ляю­щие со­бой пуч­ки мик­ро­тру­бо­чек. Эта ста­дия М. на­зы­ва­ет­ся про­фа­зой.

Про­ме­та­фа­за на­чи­на­ет­ся с раз­ру­ше­ния обо­лоч­ки, ок­ру­жаю­щей яд­ро. По­сле это­го с ка­ж­дой сто­ро­ны цен­тро­ме­ры хро­мо­сом, рас­по­ла­гаю­щих­ся в ци­то­плаз­ме, об­ра­зу­ют­ся осо­бые струк­ту­ры – ки­не­то­хо­ры, ко­то­рые при­кре­п­ляют­ся к спец. груп­пе ни­тей ми­то­тич. ве­ре­те­на, на­зы­вае­мых ки­не­то­хор­ны­ми мик­ро­тру­боч­ка­ми. Взаи­мо­дей­ст­вие по­след­них с др. ни­тя­ми ве­ре­те­на обес­пе­чи­ва­ет пе­ре­ме­ще­ние всех хро­мо­сом в центр. об­ласть ве­ре­те­на, в его т. н. эк­ва­то­ри­аль­ную зо­ну. На ста­дии ме­та­фа­зы на­хо­дя­щие­ся в цен­тре ве­ре­те­на хро­мо­со­мы вы­страи­ва­ют­ся в ме­та­фаз­ную пла­стин­ку, пер­пен­ди­ку­ляр­ную оси ве­ре­те­на. При этом цен­тро­ме­ры хро­мо­сом рас­по­ла­га­ют­ся на рав­ном рас­стоя­нии от обо­их по­лю­сов. Син­тез бел­ка в этой ста­дии М. зна­чи­тель­но сни­жа­ет­ся. Клет­ки ста­но­вят­ся осо­бен­но чув­ст­ви­тель­ны­ми к ох­ла­ж­де­нию, к не­ко­то­рым со­еди­не­ни­ям (в т. ч. к кол­хи­ци­ну), чьё воз­дей­ст­вие раз­ру­ша­ет ве­ре­те­но де­ле­ния.

Ана­фа­за ха­рак­те­ри­зу­ет­ся тем, что связь ме­ж­ду се­ст­рин­ски­ми хро­ма­ти­да­ми в со­ста­ве хро­мо­со­мы раз­ру­ша­ет­ся и две не­за­ви­си­мые друг от дру­га груп­пы хро­мо­сом дви­жут­ся в про­ти­во­по­лож­ных на­прав­ле­ни­ях – к по­лю­сам ми­то­тич. ве­ре­те­на. За­тем, на ста­дии те­ло­фа­зы, хро­мо­со­мы в со­ста­ве ка­ж­дой из двух групп де­кон­ден­си­ру­ют­ся и во­круг них фор­миру­ет­ся ядер­ная обо­лоч­ка. За­вер­ша­ет­ся М. ци­то­ки­не­зом – раз­де­ле­ни­ем те­ла ма­те­рин­ской клет­ки на две пол­но­стью са­мо­стоя­тель­ные до­чер­ние клет­ки. В этом про­цес­се уча­ст­ву­ет осо­бая струк­ту­ра клет­ки – кон­трак­тиль­ное коль­цо, ко­то­рое об­ра­зу­ет­ся из мик­ро­фи­ла­мен­тов ци­то­ске­ле­та в са­мом на­ча­ле те­ло­фа­зы и рас­по­ла­га­ет­ся в ви­де поя­ска под плаз­ма­тич. мем­бра­ной. Со­кра­ща­ясь, коль­цо спо­соб­ст­ву­ет фор­ми­ро­ва­нию на мем­бране уг­луб­ляю­щей­ся бо­роз­ды, ко­то­рая в ко­неч­ном ито­ге пе­ре­жи­ма­ет ци­то­плаз­му и раз­де­ля­ет ро­ди­тель­скую клет­ку на две до­чер­ние. Точ­ное рас­пре­де­ле­ние хро­мо­сом ме­ж­ду до­чер­ни­ми клет­ка­ми обес­пе­чи­ва­ет ста­биль­ность пе­ре­да­чи ге­не­тич. ма­те­риа­ла от ро­ди­те­лей по­том­кам и, сле­до­ва­тель­но, не­об­хо­ди­мо для вы­жи­ва­ния ор­га­низ­мов. Пра­виль­ность рас­хо­ж­де­ния хро­мо­сом у всех ор­га­низ­мов кон­тро­ли­ру­ет­ся т. н. точ­ка­ми про­вер­ки – био­хи­мич. ме­ха­низ­ма­ми, ко­то­рые ос­та­нав­ли­ва­ют или от­кла­ды­ва­ют де­ле­ние до то­го мо­мен­та, ко­гда оп­ре­де­лён­ные со­бы­тия не за­вер­шат­ся или не про­изой­дёт их кор­рек­ти­ро­ва­ние. Про­дол­жи­тель­ность М. в жи­вот­ных клет­ках со­став­ля­ет в сред­нем 30–60 мин, в рас­ти­тель­ных – 2–3 ча­са.

Воз­дей­ст­вия ми­то­ток­сич. ядов (напр., кол­хи­ци­на), разл. экс­тре­маль­ных фак­то­ров (ио­ни­зи­рую­щее из­лу­че­ние, ги­по­тер­мия и др.), а так­же ви­рус­ных ин­фек­ций мо­гут вы­зы­вать на­ру­ше­ние пра­виль­но­го те­че­ния М. Не­ко­то­рые на­ру­ше­ния М. при­во­дят к об­ра­зо­ва­нию по­ли­плои­дов (с крат­ным уве­ли­че­ни­ем на­бо­ра хро­мо­сом в клет­ках ор­га­низ­ма), ко­то­рые от­ли­ча­ют­ся от ди­п­лои­дов круп­ны­ми раз­ме­ра­ми, по­вы­шен­ным со­дер­жа­ни­ем бел­ка, уг­ле­во­дов и ря­да др. ве­ществ, ус­той­чи­во­стью к разл. не­бла­го­при­ят­ным фак­то­рам внеш­ней сре­ды и др. по­лез­ны­ми при­зна­ка­ми. По­ли­плои­ды яв­ля­ют­ся важ­ным ис­точ­ни­ком из­мен­чи­во­сти и мо­гут быть ис­поль­зо­ва­ны как ма­те­ри­ал для се­лек­ции.

Источник: bigenc.ru