Расхождение хромосом к полюсам клетки происходит в
Сестринские хроматиды представляют собой две идентичные копии одной реплицированной хромосомы, которые связывают центромеры. Репликация хромосом происходит во время интерфазы клеточного цикла. ДНК синтезируется во время S-фазы (или фазы синтеза) интерфазы, чтобы гарантировать, что каждая клетка получит правильное число хромосом после деления. Сестринские хроматиды удерживаются вместе в области центромера специальным белковым кольцом и остаются соединенными до более поздней стадии клеточного цикла.
Сестринские хроматиды считаются единственной дублированной хромосомой. Генетическая рекомбинация или пересечение может происходить между сестринскими хроматидами или хроматидами гомологичных хромосом во время мейоза I. При пересечении сегменты хромосом обмениваются между сестринскими хроматидами на гомологичных хромосомах.
Хромосомы
Хромосомы расположены в ядре клетки. Они существуют большую часть времени как одноцепочечные структуры, которые образованы из конденсированного хроматина.
оматин состоит из комплексов небольших белков, известных как гистоны и ДНК. Перед делением клеток одноцепочечные хромосомы реплицируются с образованием двухцепочечных, X-образных структур, известных как сестринские хроматиды. При подготовке к делению клеток хроматиновые деконденсации образуют менее компактный эухроматин. Эта менее компактная форма позволяет ДНК раскручиваться, что может привести к репликация ДНК. Когда клетка прогрессирует через клеточный цикл от интерфазы до митоза или мейоза, хроматин снова становится плотно упакованным гетерохроматином.
Реплицированные гетерохроматиновые волокна конденсируются с образованием сестринских хроматид. Сестринские хроматиды остаются прикрепленными до анафазы митоза или анафазы II мейоза. Разделение сестринских хроматид гарантирует, что каждая дочерняя клетка получит соответствующее количество хромосом после деления.
У людей каждая митотическая дочерняя клетка является диплоидной и содержит 46 хромосом. Каждая мейотическая дочерняя клетка является гаплоидной и содержит 23 хромосомы.
Расхождение сестринских хроматид в митозе
В профазе митоза сестринские хроматиды начинают двигаться к центру клетки. В метафазе сестринские хроматиды выравниваются вдоль метафазной пластины под прямым углом к полюсам клеток.
В анафазе сестринские хроматиды разделяются и начинают расходится к противоположным полюсам клетки. Когда парные сестринские хроматиды отделены друг от друга, каждая хроматида считается одноцепочечной, полной хромосомой.
В телофазе и цитокинезе разделенные сестринские хроматиды делятся на две отдельные дочерние клетки. Каждая отдельная хроматида является дочерней хромосомой.
Расхождение сестринских хроматид в мейозе
Мейоз — это двухэтапный процесс деления клеток, сходный с митозом. В профазе I и метафазе I мейоза события движения сестринской хроматиды, сходны с аналогичными фазами митоза. Однако в анафазе I мейоза сестринские хроматиды остаются прикрепленными после перемещения гомологичных хромосом на противоположные полюса. Сестринские хроматиды не расходятся до анафазы II. Мейоз приводит к образованию четырех дочерних клеток, каждая из которых имеет половину хромосом от исходной клетки. Половые клетки (гаметы) продуцируются посредством мейоза.
Источник: natworld.info
Деление клетки является центральным моментом размножения.
В процессе деления из одной клетки возникают две. Клетка на основе ассимиляции органических и неорганических веществ создает себе подобную с характерным строением и функциями.
В делении клетки можно наблюдать два основных момента: деление ядра — митоз и деление цитоплазмы — цитокинез, или цитотомия. Основное внимание генетиков до сих пор приковывает митоз, поскольку, с точки зрения хромосомной теории, ядро считается «органом» наследственности.
В процессе митоза происходит:
- удвоение вещества хромосом;
- изменение физического состояния и химической организации хромосом;
- расхождение дочерних, точнее сестринских, хромосом к полюсам клетки;
- последующее деление цитоплазмы и полное восстановление двух новых ядер в сестринских клетках.
Таким образом, в митозе заложен весь жизненный цикл ядерных генов: удвоение, распределение и функционирование; в результате завершения митотического цикла сестринские клетки оказываются с равным «наследством».
При делении ядро клетки проходит пять последовательных стадий: интерфазу, профазу, метафазу, анафазу и телофазу; некоторые цитологи выделяют еще шестую стадию — прометафазу.
Между двумя последовательными делениями клетки ядро находится в стадии интерфазы. В этот период ядро при фиксации и Окраске имеет сетчатую структуру, образуемую красящимися тонкими нитями, которые в следующей фазе формируются в хромосомы. Хотя интерфазу называют иначе фазой покоящегося ядра, на самом теле метаболические процессы в ядре в этот период совершаются с наибольшей активностью.
Профаза — первая стадия подготовки ядра к делению. В профазе сетчатая структура ядра постепенно превращается в хромосомные нити. С самой ранней профазы даже в световом микроскопе можно наблюдать двойную природу хромосом. Это говорит о том, что в ядре именно в ранней или поздней интерфазе осуществляется наиболее важный процесс митоза — удвоение, или редупликация, хромосом, при котором каждая из материнских хромосом строит себе подобную — дочернюю. Вследствие этого каждая хромосома выглядит продольно удвоенной. Однако эти половинки хромосом, которые называются сестринскими хроматидами, в профазе не расходятся, так как удерживаются вместе одним общим участком — центромерой; центромерный участок делится позже. В профазе хромосомы претерпевают процесс скручивания по своей оси, что приводит к их укорочению и утолщению. Нужно подчеркнуть, что в профазе каждая хромосома в кариолимфе располагается случайно.
В клетках животных еще в поздней телофазе или очень ранней интерфазе происходит удвоение центриоли, после чего в профазе начинается схождение дочерних центриолей к полюсам и образований астросферы и веретена, называемого новым аппаратом. В это же время растворяются ядрышки. Существенным признаком окончания профазы является растворение оболочки ядра, в результате чего хромосомы оказываются в общей, массе цитоплазмы и кариоплазмы, которые теперь образуют миксоплазму. Этим заканчивается профаза; клетка вступает в метафазу.
В последнее время между профазой и метафазой исследователи стали выделять промежуточную стадию, называемую прометафазой. Прометафаза характеризуется растворением и исчезновением ядерной оболочки и движением хромосом к экваториальной плоскости клетки. Но к этому моменту еще не завершается образование ахроматинового веретена.
Метафазой называют стадию окончания расположения хромосом на экваторе веретена. Характерное расположение хромосом в экваториальной плоскости называют экваториальной, или метафазной, пластинкой.
сположение хромосом по отношению друг к другу является случайным. В метафазе хорошо выявляются число и форма хромосом, в особенности при рассмотрении экваториальной пластинки с полюсов деления клетки. Ахроматиновое веретено полностью сформировано: нити веретена приобретают плотную консистенцию чем остальная масса цитоплазмы, и прикрепляются к центромерному участку хромосомы. Цитоплазма клетки в этот период имеет наименьшую вязкость.
Анафазой называют следующую фазу митоза, в которой делятся хроматиды, которые теперь можно назвать уже сестринскими или дочерними хромосомами, расходятся к полюсам. При этом отталкиваются друг от друга в первую очередь центромерные участки, а затем расходятся к полюсам сами хромосомы. Нужно сказать, что расхождение хромосом в анафазе начинается одновременно — «как по команде» — и завершается очень быстро.
В телофазе дочерние хромосомы деспирализуются и утрачивают видимую индивидуальность. Образуются оболочка ядра и само ядро. Ядро реконструируется в обратном порядке по сравнению с теми изменениями, которые оно претерпевало в профазе. В конце концов восстанавливаются и ядрышки (или ядрышко), причем в том количестве, в каком они присутствовали в родительских ядрах. Число ядрышек является характерным для каждого типа клеток.
В это же время начинается симметричное разделение тела клетки. Ядра же дочерних клеток переходят в состояние интерфазы.
Нa рисунке выше приведена схема цитокинеза животной и растительной клеток. В животной клетке деление происходит путем перешнуровывания цитоплазмы материнской клетки. В растительной клетке формирование клеточной перегородки идет при участки бляшек веретена, образующих в плоскости экватора перегородку, называемую фрагмопластом. Этим заканчивается митотический цикл. Продолжительность его зависит, по-видимому, от типа ткани, физиологического состояния организма, внешних факторов (температуры, светового режима) и длится от 30 мин до 3 ч. По данным разных авторов, скорость прохождения отдельных фаз изменчива.
Как внутренние, так и внешние факторы среды, действующие на рост организма и его функциональное состояние, влияют на продолжительность клеточного деления и его отдельных фаз. Поскольку ядро играет огромную роль в метаболических процессах клетки, естественно полагать, что длительность фаз митоза может изменяться в соответствии с функциональным состоянием ткани органа. Например, установлено, что во время покоя и сна животных митотическая активность различных тканей значительно выше, чем в период бодрствования. У ряда животных частота клеточных делений на свету снижается, а в темноте увеличивается. Предполагают также, что на митотическую активность клетки влияют гормоны.
Причины, определяющие готовность клетки к делению, до сих пор остаются невыясненными. Есть основания предполагать несколько таких причин:
- удвоение массы клеточной протоплазмы, хромосом и других органелл, в силу чего нарушаются ядерно-плазменные отношения; для деления клетка должна достигнуть определенных веса и объема, характерных для клеток данной ткани;
- удвоение хромосом;
- выделение хромосомами и другими органеллами клетки специальных веществ, стимулирующих клеточное деление.
Механизм расхождения хромосом к полюсам в анафазе митоза также остается невыясненным. Активную роль в этом процессе, видимо, играют нити веретена, представляющие организованные и ориентированные центриолями и центромерами белковые нити.
Характер митоза, как мы уже говорили, меняется в зависимости от типа и функционального состояния ткани. Для клеток разных тканей характерны различные типы митозов, В описанном типе митоза деление клетки происходит равным и симметричным образом. В результате симметричного митоза сестринские клетки являются наследственно равноценными в отношении как ядерных генов, так и цитоплазмы. Однако, кроме симметричного, встречаются и другие типы митоза, а именно: асимметричный митоз, митоз с задержкой цитокинеза, деление многоядерных клеток (деление синцитиев), амитоз, эндомитоз, эндорепродукция и политения.
В случае асимметричного митоза сестринские клетки оказываются неравноценными по размеру, количеству цитоплазмы, а также в отношении их дальнейшей судьбы. Примером этого могут служить неодинакового размера сестринские (дочерние) клетки нейробласта кузнечика, яйцеклетки животных при созревании и при спиральном дроблении; при делении ядер в пыльцевых зернах одна из дочерних клеток может в дальнейшем делиться, другая — нет, и т. д.
Митоз с задержкой цитокинеза характеризуется тем, что ядро клетки делится многократно, и лишь затем происходит деление тела клетки. В результате такого деления образуются многоядерные клетки вроде синцития. Примером этого служит образование клеток эндосперма и образование спор.
Амитозом называют прямое деление ядра без образования фигур деления. При этом деление ядра происходит путем «перешнуровывания» его на две части; иногда из одного ядра образуется сразу несколько ядер (фрагментация). Амитоз постоянно встречается в клетках ряда специализированных и патологических тканей, например в раковых опухолях. Его можно наблюдать при воздействиях различных повреждающих агентов (ионизирующие излучения и высокая температура).
Эндомитозом называют такой процесс, когда происходит удвоение деления ядер. При этом хромосомы, как и обычно, репродуцируются в интерфазе, но последующее расхождение их происходит внутри ядра с сохранением ядерной оболочки и без образования ахроматинового веретена. В некоторых случаях хотя и растворяется оболочка ядра, однако расхождение хромосом к полюсам не осуществляется, вследствие чего в клетке происходит умножение числа хромосом даже в несколько десятков раз. Эндомитоз встречается в клетках различных тканей как растений, так и животных. Так, например, А. А. Прокофьева-Бельговская показала, что путем эндомитоза в клетках специализированных тканей: в гиподерме циклопа, жировом теле, перитонеальном эпителии и других тканях кобылки (Stenobothrus) — набор хромосом может увеличиваться в 10 раз. Такое умножение числа хромосом связано с функциональными особенностями дифференцированной ткани.
При политении происходит умножение числа хромосомных нитей: после редупликации по всей длине они не расходятся и остаются прилегающими друг к другу. В этом случае умножается число хромосомных нитей в пределах одной хромосомы, в результате диаметр хромосом заметно увеличивается. Число таких тонких нитей в политенной хромосоме может достигать 1000—2000. В этом случае образуются так называемые гигантские хромосомы. При политении выпадают все фазы митотического цикла, кроме основной — репродукции первичных нитей хромосомы. Явление политении наблюдается в клетках ряда дифференцированных тканей, например в ткани слюнных желез двукрылых, в клетках некоторых растений и простейших.
Иногда имеет место удвоение одной или нескольких хромосом без каких-либо преобразований ядра — такое явление называется эндорепродукцией.
Итак, все фазы митоза клетки, составляющие митотический цикл, являются обязательными лишь для типичного процесса.
некоторых случаях, главным образом в дифференцированных тканях, митотический цикл претерпевает изменения. Клетки таких тканей утратили способность к воспроизведению целого организма, и метаболическая деятельность их ядра приспособлена к функции поциализированной ткани.
Эмбриональные и меристемные клетки, не утратившие функцию воспроизведения целого организма и относящиеся к недифференцированным тканям, сохраняют полный цикл митоза, на чем и основывается бесполое и вегетативное размножение.
Источник: www.activestudy.info
1. Дайте определения понятий.
Интерфаза – фаза подготовки к митотическому делению, когда происходит удвоение ДНК.
Митоз – это деление, в результате которого происходит строго одинаковое распределение точно скопированных хромосом между дочерними клетками, что обеспечивает образование генетически идентичных клеток.
Жизненный цикл – период жизни клетки от момента ее возникновения в процессе деления до гибели или конца последующего деления.
2. Чем рост одноклеточных организмов отличается от роста многоклеточных?
Рост одноклеточного организма – это увеличение размеров и усложнение строения отдельной клетки, а рост многоклеточных – это также и активное деление клеток – увеличение их количества.
3. Почему в жизненном цикле клетки обязательно существует интерфаза?
В интерфазе происходит подготовка к делению и удвоение ДНК. Если бы его не происходило, то при каждом делении клетки количество хромосом уменьшалось бы вдвое, и довольно скоро в клетке вообще бы не осталось хромосом.
4. Заполните кластер «Фазы митоза».
5. Используя рисунок 52 в § 3.4, заполните таблицу.
6. Составьте синквейн к термину «митоз».
Митоз
Четырехфазный, равномерный
Делит, распределяет, дробит
Поставляет генетический материал дочерним клеткам
Клеточное деление.
7. Установите соответствие между фазами митотического цикла и событиями, происходящими в них.
Фазы
1. Анафаза
2. Метафаза
3. Интерфаза
4. Телофаза
5. Профаза
События
A. Клетка растет, образуются органоиды, удваивается ДНК.
Б. Хроматиды расходятся и становятся самостоятельными хромосомами.
B. Начинается спирализация хромосом, разрушается ядерная оболочка.
Г. Хромосомы располагаются в экваториальной плоскости клетки. Нити веретена деления присоединяются к центромерам.
Д. Исчезает веретено деления, формируются ядерные оболочки, хромосомы раскручиваются.
8. Почему завершение митоза – деление цитоплазмы происходит по-разному в животных и растительных клетках?
В животных клетках нет клеточной стенки, у них клеточная мембрана впячивается внутрь, и клетка делится путем перетяжки.
В клетках растений мембрана формируется в экваториальной плоскости внутри клетки и, распространяясь к периферии, делит клетку пополам.
9. Почему в митотическом цикле интерфаза занимает гораздо более продолжительное время, чем само деление?
Во время интерфазы клетка усиленно готовится к митозу, в ней идут процессы синтеза, удвоение ДНК, клетка растет, проходит ее жизненный цикл, не включая само деление.
10. Выберите правильный ответ.
Тест 1.
В результате митоза из одной диплоидной клетки образуются:
4) 2 диплоидные клетки.
Тест 2.
Деление центромер и расхождение хроматид к полюсам клетки происходит в:
3) анафазе;
Тест 3.
Жизненный цикл — это:
2) жизнь клетки от деления до конца следующего деления или смерти;
Тест 4.
Какой термин написан с орфографической ошибкой?
4) телафаза.
11. Объясните происхождение и общее значение слова (термина), опираясь на значение корней, его составляющих.
12. Выберите термин и объясните, насколько его современное значение соответствует первоначальному значению его корней.
Выбранный термин – интерфаза.
Соответствие. Термин соответствует, и означает период между фазами митоза, когда происходит подготовка к делению.
13. Сформулируйте и запишите основные идеи § 3.4.
Жизненный цикл – это жизнь клетки от деления до конца следующего деления или смерти. Между делениями клетка подготавливается к нему в период интерфазы. В это время происходит синтез веществ, удвоение ДНК.
Клетка делится митозом. Он состоит из 4 стадий:
Профаза.
Метафаза.
Анафаза.
Телофаза.
Цель митоза: в результате его из 1 материнской клетки образуются 2 дочерние с идентичным набором генов. Количество генетического материала и хромосом при этом остается одинаковым, обеспечивается генетическая стабильность клеток.
Источник: biogdz.ru
1) расхождение гомологичных хромосом к полюсам клетки 2) спирализация, конъюгация и кроссинговер 3) расхождение хроматид к полюсам клетки 4) выстраивание бивалентов гомологичных хромосом по экватору клетки А134. Кроссинговер – это 1) сближение гомологичных хромосом в мейозе 2) хромосомная мутация 3) обмен гомологичными участками хромосом в мейозе 4) расхождение к полюсам клетки хроматид в митозе А135. Способность организмов передавать свои признаки и особенности развития следующим поколениям называется 1) изменчивость 3) развитие 2) размножение 4) наследственность А136. Полисахаридом в растительной клетке является 1) белок 3) нуклеиновая кислота 2) крахмал 4) глюкоза А137. Конъюгация хромосом происходит в 1) профазе митоза 3) анафазе митоза 2) профазе I мейоза 4) профазе II мейоза А138. Автотрофным организмом является 1) шампиньон 3) молочнокислая бактерия 2) печеночный сосальщик 4) сосна А139. Зигота – это 1) мужская половая клетка 3) оплодотворенная яйцеклетка 2) яйцеклетка 4) женская гамета А140. При скрещивании кроликов с генотипами ААвв и ааВВ получится потомство с генотипом 1) АаВВ 3) АаВв 2) ааВв 4) ААВв А141. Наибольшую опасность для здоровья человека представляет недостаток 1) жиров 3) углеводов 2) белков 4) липидов А142. Естественный отбор – это 1) процесс сокращения численности популяции 2) процесс сохранения особей с полезными им наследственными изменениями 3) совокупность отношений между организмами и неживой природой 4) процесс образования новых видов в природе А143. Результатом эволюции является 1) борьба за существование 3) наследственная изменчивость 2) приспособленность организмов 4) ароморфоз А144. Неандерталец является одним из подвидов вида 1) австралопитек 3) человек разумный 2) человек умелый 4) человек прямоходящий А145. ДНК – биологический полимер, мономером которого является 1) аминокислота 3) нуклеотид 2) моносахарид 4) азотное основание А146. Расщепление высокомолекулярных органических веществ до низкомолекулярных является процессом 1) диссимиляции 3) ассимиляции 2) анаболизма 4) метаболизма А147. В анафазе первого деления мейоза происходит 1) расхождение гомологичных хромосом к полюсам клетки 2) спирализация, конъюгация и кроссинговер 3) деление центромер и расхождение хроматид к полюсам клетки 4) выстраивание бивалентов гомологичных хромосом по экватору клетки А148. Полиплоидия часто встречается у 1) культурных растений 3) человека 2) породистых животных 4) бактерий А149. Клеточное строение всех организмов свидетельствует о 1) способности к неограниченному росту 3) единстве происхождения 2) наличии хлоропластов4) одинаковом наборе органоидов в клетке А150. Мономером т-РНК является 1) аминокислота 3) нуклеотид 2) белок 4) полисахарид А151. Кроссинговер происходит в 1) профазе I мейоза 3) профазе митоза 2) телофазе мейоза 4) профазе II мейоза А152. При скрещивании черной морской свинки (Аа) с черным самцом (Аа) в поколении F1 получится 1) 50% белых и 50% черных особей 3) 75% черных и 25% белых морских свинок 2) 25% черных и 75% белых особей 4) 100% черных А153. У человека гомогаметным является пол 1) женский 3) в одних случаях мужской, а в других женский 2) мужской 4) и мужской, и женский А154. Принадлежность особи к конкретному виду определяется по 1) генетическому критерию 3) морфологическому критерию 2) биохимическому критерию 4) совокупности всех критериев А155. Автором первого эволюционного учения является 1) Ж.Б.Ламарк 3) К.Линней 2) Ч.Дарвин 4) А.Л.Уоллес А156. Процесс видообразования в природе 1) происходит постоянно 2) не происходит из-за влияния человека 3) происходит только благодаря усилиям человека 4) перестал происходить с появлением человека как биологического вида А157. Расщепление молекул воды в процессе фотосинтеза в хлоропластах называют 1) гликолиз 3) электролиз 2) биосинтез 4) фотолиз А158. Фаза мейоза, в результате которой образуются 4 гаплоидных клетки, называется 1) метафаза II 3) телефаза II 2) анафаза I 4) профаза II А159. Примером идиоадаптации является 1) возникновение фотосинтеза 3) появление защитной окраски у рыб 2) появление многоклеточности 4) появление полового процесса Источник: studopedia.info |