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

Митоз (или кариокинез, непрямое деление) является основным способом деления соматических клеток  животных и растений, при котором распределение генетического материала между дочерними клетками происходит таким образом, что они получают от материнской клетки идентичный набор хромосом (и генов).
им поддерживается постоянный диплоидный набор хромосом в клетках, характерный для каждого вида животных и растений. Впервые митотическое деление ядер животных клеток было описано в 1871 г. А.О. Ковалевским, а ядер растительных клеток – в 1874 г. И.Д. Чистяковым.

Комплекс процессов, когда две новые клетки образуются из одной родительской, называется митотическим циклом. Этот цикл, в свою очередь, состоит из собственно митоза и интерфазы – периода между двумя делениями клетки. Длительность митоза составляет 30-60 минут (у животных клеток) и 2-3 часа (у растительных клеток), длительность интерфазы у различных типах клеток может составлять от нескольких часов до нескольких лет. Во время интерфазы протекает много процессов, которые необходимы для нормального деления клетки. Важнейшими из них являются удвоение ДНК и синтез специальных белков гистонов, что приводит к удвоению хромосом и изменению соотношения массы ядра и цитоплазмы, синтез АТФ для обеспечения процесса деления энергией, синтез белков, необходимых для построения ахроматинового веретена. Эти процессы завершаются непосредственно перед началом митоза.

Митоз состоит из 4-х фаз – профазы, метафазы, анафазы и телофазы.

Началом профазы можно считать увеличение объема ядра и спирализацию хромосом, которые становятся видимыми в световой микроскоп. Каждая хромосома при этом состоит их двух идентичных половинок (сестринских хроматид), которые соединенны между собой в области центромеры. В профазе происходит поляризация клетки – центриоли клеточного центра расходятся к противоположным концам клетки и начинается формирование веретена деления (ахроматинового веретена). В клетках покрытосеменных отсутствует клеточный центр, но, несмотря на это, формирование веретена деления тоже начинается на противоположных полюсах клетки. В конце профазы ядрышко исчезает, ядерная оболочка растворяется, а хромосомы располагаются в цитоплазме клетки.

В метафазе происходит завершение формирования веретена деления, его нити идут от полюса к полюсу, а часть из них присоединяется к центромерам хромосом. Происходит максимальная спирализация хромосом, которые располагаются в экваториальной плоскости клетки, формируя метафазную пластинку. В это время хорошо заметно, что каждая хромосома состоит из 2-х хроматид, поэтому изучение и подсчет хромосом проводят именно в этой фазе деления.

В анафазе каждая из хромосом в области центромеры расщепляется  на хроматиды, образуя при этом две дочерние хромосомы, которые за счет сокращения нитей веретена деления начинают перемещение к полюсам клетки. В результате этого в каждом полюсе клетки сосредотачивается диплоидный набор однонитевых хромосом.

В телофазе происходят процессы, противоположенные тем, которые проходили в профазе: деспирализуются хромосомы, образуются ядрышки, формируется ядерная оболочка. В результате образуются два ядра с таким же набором хромосом, который имело ядро материнской клетки. После обособления ядер начинается процесс деление цитоплазмы, который происходит за счет перетяжки (в животных клетках) или образования пластинки в середине экваториальной плоскости (в растительных клетках).

Биологическое значение митоза в том, что происходит точное распределение генетического материала между дочерними клетками, это обеспечивает постоянство кариотипа клеток (хромосомного набора) и генетическую преемственность между поколениями клеток. Рост, развитие, восстановление тканей и органов растений и животных происходит за счет митотического деления клеток.

Перейти к оглавлению.

Источник: www.studentguru.ru

«>Здравствуйте, уважаемые читатели блога репетитора биологии по Скайпу biorepet-ufa.ru.

В последние два года в вариантах тестовых заданий   ЕГЭ по биологии стало появляться все больше вопросов по способам размножения организмов, чередованию поколений, способам деления клеток,  отличиям разных стадий митоза и мейоза, наборам хромосом (n) и содержанию ДНК (с)  в различных стадиях жизни клеток.

Я согласен с авторами заданий.  Чтобы хорошо вникнуть в суть процессов митоза и мейоза надо не только в целом понимать, чем они отличаются друг от друга, но и знать  как меняется набор хромосом (n), а, главное, их качество  (с), на различных стадиях этих процессов.

Помним, конечно, что митоз и мейоз — это различные способы деления ядра клеток, а не  деление самих клеток (цитокинез).

Помним и то, что благодаря митозу происходит размножение диплоидных (2n) соматических клеток и обеспечивается бесполое размножение, а мейоз обеспечивает образование гаплоидных (n) половых клеток (гамет) у животных или гаплоидных (n) спор у растений.

Для удобства восприятия информации

на рисунке ниже  митоз и мейоз изображены вместе. Как мы видим,  эта схема не включает  жизненный цикл клетки, в ней нет и полного описания того, что происходит в клетках при митозе или мейозе. Цель данной статьи и этого рисунка обратить ваше внимание только на те изменения, которые происходят с самими хромосомами на разных стадиях митоза и мейоза. Именно на это делается упор в новых тестовых заданиях ЕГЭ.

Чтобы не перегружать рисунки, диплоидный кариотип в ядрах клеток представлен всего двумя парами гомологичных хромосом (то есть n = 2).  Первая пара  — более крупные хромосомы (красная и оранжевая). Вторая пара — более мелкие (синяя и зеленая). Если бы мы изображали конкретно, например, кариотип человека (n = 23), пришлось бы рисовать  46 хромосом.

Так каков был набор хромосом и их качество до начала деления в интерфазной клетке в период G1? Конечно он был 2n2c. Клеток с таким набором хромосом мы на этом рисунке не видим. Так как после S периода интерфазы (после репликации ДНК) количество хромосом, хотя и остается прежним (2n), но, так как каждая из хромосом теперь состоит  из двух сестринских хроматид, то формула кариотипа клетки будет записываться уже так: 2n4c. И вот  клетки с такими двойными хромосомами, готовые  уже  приступить к митозу или мейозу, и изображены на рисунке.

«>

Данный рисунок  позволяет нам ответить на следующие  вопросы тестовых заданий

— Чем отличается профаза митоза от профазы I мейоза? В профазе I мейоза хромосомы не свободно распределены по всему объему бывшего клеточного ядра (ядерная оболочка в профазе растворяется), как в профазе митоза, а гомологи объединяются и коньюгируют (переплетаются) друг с другом. Это может привести к кроссинговеру: обмену некоторыми идентичными участками сестринских хроматид у гомологов.

— Чем отличается метафаза митоза от метафазы I мейоза? В метафазу I мейоза по экватору клетки выстраиваются не отдельные двухроматидные хромосомы как в метафазе митоза, в биваленты (по два гомолога вместе) или тетрады (тетра — четыре, по числу задействованных в коньюгации сестринских хроматид).

— Чем отличается анафаза митоза от анафазы I мейоза? В анафазу митоза  нитями веретена деления к полюсам клетки растаскиваются  сестринские хроматиды (которые в это время уже следует называть однохроматидными хромосомами). Обратите внимание, что в это время, поскольку из каждой двухроматидной хромосомы образовалось две однохроматидные хромосомы, а два новых ядра еще не образовались, то хромосомная формула таких клеток будет иметь вид 4n4c.
анафазу I мейоза   нитями веретена деления к полюсам клетки растаскиваются двухроматидные гомологи. Кстати, на рисунке в анафазу I мы видим, что одна из сестринских хроматид оранжевой хромосомы имеет участки из красной хроматиды (и, соответственно, наоборот), а одна из сестринских хроматид зеленой хромосомы имеет участки из синей хроматиды (и, соответственно, наоборот). Поэтому мы можем утверждать, что в профазу I мейоза между гомологичными хромосомами происходила не только коньюгация, но и кроссинговер.

— Чем отличается телофаза митоза от телофазы I мейоза? В телофазу митоза в двух новых образовавшихся ядрах (двух клеток еще нет, они образуются в результате цитокинеза) будет содержаться диплоидный набор однохроматидных хромосом — 2n2c.  В телофазу I мейоза в двух образующихся ядрах будет находиться гаплоидный набор двухроматидных хромосом — 1n2c. Таким образом, мы видим, что  мейоз  I уже обеспечил редукционное деление (количество хромосом снизилось вдвое).

— Что обеспечивает мейоз II ? Мейозом II называется эквационное (уравнительное) деление, в результате которого в четырех образовавшихся клетках будет находиться гаплоидный набор нормальных однохроматидных хромосом  — 1n1c.

— Чем отличается профаза I от профазы II ? В профазу II ядра клеток не содержат гомологичных хромосом, как в профазу I, поэтому не  происходит объединения гомологов.

— Чем отличается метафаза митоза от метафазы II мейоза?  Очень «коварный» вопрос, так как из любого учебника вы запомните, что мейоз II в целом  протекает как митоз.  «>Но, обратите внимание,  в метафазу митоза по экватору клетки выстраиваются двухроматидные хромосомы и у каждой хромосомы есть её гомолог. В метафазе II мейоза по экватору тоже выстраиваются двухроматидные хромосомы, но нет гомологичных. На цветном рисунке, как в этой статье выше, это хорошо видно, но на экзамене рисунки  черно-белые. На этом черно-белом рисунке одного из тестовых заданий изображена метафаза митоза, так как здесь есть  гомологичные хромосомы (большая черная и большая белая — одна пара; маленькая черная и маленькая белая — другая пара).

— Может быть и аналогичный вопрос по анафазе митоза и анафазе II мейоза.

— Чем отличается телофаза I мейоза от телофазы II ? Хотя набор хромосом в обоих случаях гаплоидный, но во время телофазы I хромосомы двухроматидные, а во время телофазы II  они однохроматидные.

Когда писал на этом блоге подобную статью о митозе и мейозе  никак не думал, что за три года содержание тестов так сильно изменится. Очевидно, из-за сложностей создавать  все новые и новые тесты, опираясь на школьную программу по биологии, авторы-составители уже не имеют возможности «копать вширь» (всё уже давно «вскопано») и они вынуждены «копать вглубь».

*******************************************
У кого будут вопросы по статье к репетитору биологии по Скайпу, прошу обращаться в комментариях.

Источник: www.biorepet-ufa.ru

1. Клетки эпителия пищевода крысы, меченые радиоактивным тимидином в S-фазе клеточного цикла.

На рисунке изображены клетки, помеченные радиоактивным веществом. В клетки вводят радиоактивный компонент ДНК, в данном случае это тимидин, меченый тритием. Радиоактивный тимидин, который включился в удваивающиеся хромосомы во время синтеза ДНК, образует темные пятна на фотопластинке. В центре видно большое количество черных точек — это ДНК в удвоенном количестве. На рисунке стадия интерфазы, т.к. видны еще не растворившиеся оболочки ядра. Также можно сказать, что это S-период, т.к. ДНК сконцентрированы в одном месте в большом количестве. Формула клетки к концу S-периода 2n4c

2. Схематическое изображение фаз митотического цикла.

1. Интерфаза. Ядерная оболочка еще присутствует, хорошо видны нити хроматина.

2. Профаза. Ядерная оболочка начинает распадаться, хромосомы в клетке расположены беспорядочно (хромосомы спирализованы сильно, но НЕ максимально), веретено деления только начинает образовываться.

3. Метафаза. Заканчивается образование веретена деления, хромосомы (спирализация MAX) выстраиваются в экваториальной плоскости клетки, образуя метафазную пластинку. Каждая хромосома продольно расщепляется на две хроматиды.

4. Анафаза. Хроматиды в виде самостоятельных хромосом перемещаются к полюсам клетки.

5. Телофаза. Конечная стадия митоза, хромосомы деспирализуются, разрушается веретено деления, на экваторе образуется перетяжка, происходит цитокинез – разделение цитоплазмы.

3. Профаза митоза в клетках корня лука.

На рисунке изображена профаза в растительной клетке, т.к. клетки плотно прилегают друг к другу и упорядочены (за счет клеточной стенки, которая состоит из целлюлозы). Видна еще не растворившаяся до конца клеточная оболочка, хромосомы расположены хаотично по всей клетке, еще не максимально конденсированы, но уже приобрели вид нитей.

4. Анафаза и прометафаза митоза в клетках корня лука.

На рисунке изображена анафаза митоза в растительной клетке, т.к. клетки плотно прилегают друг к другу и упорядочены (за счет клеточной стенки из целлюлозы). Хромосомы конденсированы, расщеплены на хроматиды, которые переместились к полюсам клетки.

Ниже изображена прометафаза митоза – происходит быстрый распад ядерной оболочки, с помощью нитей веретена деления конденсированные хромосомы перетаскиваются в экваториальную плоскость, образуя метафазную пластинку.

5. Телофаза митоза в клетках корня лука.

На рисунке изображена телофаза в растительной клетке, т.к. клетки плотно прилегают друг к другу и упорядочены (за счет клеточной стенки). Происходит формирование двух диплоидных клеток (2n2c), веретено деления разрушается, хромосомы деспирализуются, образуется перетяжка в экваториальной области, происходит цитокинез – разделение цитоплазмы.

6. Метафаза и анафаза митоза в клетках печени крысы.

На рисунке изображена метафаза и анафаза митоза в клетках печени крысы. Клетки неплотно прилегают друг к другу, нет упорядоченности (отличие от растительных клеток и клеток эпителия живых организмов). В первой клетке происходит метафаза — хромосомы конденсированы и выстроены по экватору клетки.

Во второй клетке происходит анафаза митоза — хроматиды выстроены у полюсов клетки.

7. Телофаза митоза в клетках печени крысы.

На рисунке изображена телофаза митоза в клетках печени крысы. Клетки неплотно прилегают друг к другу, нет упорядоченности. Ядерная оболочка полностью растворена, хромосомы деспирализуются, клетка делится.

8. Отставание хромосом в анафазе. Глиома.

Это патология митоза. В центре клеточного поля видна делящаяся клетка в стадии анафазы, отчетливо заметен хроматидный мост, который образуется при растягивании дицентрической хромосомы между противоположными полюсами деления в ходе анафазы. Эта патология приводит к генотипической разнородности дочерних клеток и нарушает завершение деления, задерживая цитокинез.

9. «Полая» метафаза. Глиома.

На рисунке изображена «полая» метафаза – это кольцевое скопление хромосом в метафазной пластинке вдоль периферии клетки.

10. Колхициновый митоз. Асцитная карцинома Эрлиха.

Патологический митоз. Колхицин вызывает эндомитоз (многократное удвоение молекул ДНК в хромосомах без увеличения числа самих хромосом), парализуя механизм расхождения хромосом к полюсам, разрушая веретено деления. На изображении виден колхициновый митоз: метафазная пластинка состоит из склеенных хромосом, образующих «комки», наблюдается отставание хромосом.

11. Колхициновый митоз. Асцитная карцинома Эрлиха.

12. Яйцеклетка беззубки.

Яйцеклетка беззубки – очень крупная клетка шарообразной формы, имеет 2 оболочки: тонкая первичная(5.), плотно прилегающая к цитоплазме, и вторичная(1.). Цитоплазма содержит зерна желтка. Ядро (3.) хорошо заметно, ядрышко (4.) двойное, состоит из двух округлых образований, плотно прилегающих друг к другу.

13. Сперматозоиды человека.

Это сперматозоид – мужская гамета. На изображении отчетливо видны части сперматозоида: головка (2.) с ядром (1.), шейка (3.) и хвост (4.). Почти вся головка заполнена ядром, которое несет наследственный материал в виде хроматина; на переднем конце головки имеется акросома, которая представляет собой видоизмененный комплекс Гольджи, он необходим для образования фермента, расщепляющего оболочку яйцеклетки для проникновения головки в нее. В шейке сперматозоида расположена митохондрия, необходимая для выработки энергии, которая тратится на активные движения сперматозоида.

14. Лептонема в пыльниках лилии Тунберга.

Лептонема – первая стадия профазы 1го мейотического деления, наступает после репликации ДНК; на этой стадии хромосомы выглядят как одиночные, тонкие, нитевидные структуры (спирализация только начинается), еще не нашли гомологичные хромосомы, поэтому хаотично расположены в клетке.

15. Диакинез в пыльниках лилии Тунберга.

Диакинез – это заключительная стадия первой профазы мейоза, после которой гомологичные хромосомы, между которыми образуется перекрест, оказываются готовыми к разделению. В диакинезе четко видно, что каждый бивалент (2.) состоит из четырех хроматид. Диакинез характеризуется еще большим укорочением бивалентов, уменьшением числа хиазм (1.) и исчезновением ядрышек, а биваленты приобретают более компактную форму и располагаются по периферии ядра.

16. Метафаза редукционного (1) деления мейоза у аскариды (тетрады).

На рисунке изображен мейоз 1, стадия метафазы. Темное плотное образование с краю – биваленты. В середине большое количество рРНК, т.к. ядро растворилось. Вокруг растворенного ядра видны оформленные питательные вещества (желток).

17. Анафаза редукционного деления мейоза у аскариды.

Анафаза 1 – к полюсам клетки расходятся хромосомы (не хроматиды). У аскариды есть 4 хромосомы, которые отчетливо видны (2 сверху и 2 снизу).

18. Метафаза эквационного деления мейоза у аскариды (диады).

В ходе эквационного деления происходит уменьшение числа хроматид в 2 раза. В эквационное деление вступают две гаплоидные клетки с двухроматидными хромосомами . Метафаза эквационного деления характеризуется выстраиванием хромосом в экваториальной плоскости, хромосомы максимально конденсированы.

19. Синкарион у аскариды.

Синкарион – это ядро зиготы, сформированное путем слияния ядер двух гамет при оплодотворении. На изображении видно два ядра, первое темное, крупное – ядро яйцеклетки, другое светлое, небольшое – ядро сперматозоида, которое дожидается созревания яйцеклетки для слияния. По бокам видны темные направительные тельца яйцеклетки.

20. Кариогамия у аскариды.

Кариогамия – это слияние ядер при половом процессе. На рисунке изображены 2 ядра – сперматозоида и яйцеклетки в момент кариогамии. Сбоку расположены направительные тельца, выделяемые яйцом перед оплодотворением. Они помогают клетке избавиться от лишней генетической информации (содержащие ядерный материал и небольшое количество цитоплазмы. Направительные тельца отделяются от овоцита животных при первом и втором делениях мейоза, впоследствии дегенерируют.).

Источник: StudFiles.net

Фазы митоза

Процесс деления эукариотов происходит в четыре этапа:

• Профаза;
• Метафаза;
• Анафаза;
• Телофаза.

Рис. 1. Стадии митоза

Весь процесс деления происходит непрерывно, поэтому каждая фаза митоза плавно сменяется последующей фазой.

Давайте рассмотрим каждую из них отдельно:

• Профаза;

На этой стадии хорошо просматриваются центриоли, которые играют большую роль в ходе деления животной клетки.

Рис. 2. Схема митоза

В ходе профазы делятся центриоли и расходятся по полюсам. От них отходят микротрубочки, которые являются нитями веретена деления. Именно оно регулирует расхождение хромосом к разным полюсам клетки, которая делится. Нити веретена имеют различное назначение: одни прикрепляются к центромерам хромосом, другие – растягиваются от полюса к полюсу.

В конце профазы растворяется ядерная оболочка, постепенно исчезает и ядрышко, хромосомы спиралезуются, в результате чего они становятся короче и толще. На этой стадии их отчётливо можно увидеть в световой микроскоп.

• Метафаза;

На этом этапе спиралевидные хромосомы видны более отчётливо, так как они перемещаются к экватору веретена деления. Также хорошо просматриваются хроматиды, их у каждой хромосомы по две. В ходе метафазы митоза в микроскопе можно увидеть, что хроматиды имеют перетяжку – центромеру. Именно с её помощью хромосомы прикрепляются к веретену. Как только разделяется центромера, каждая хроматида становится самостоятельной дочерней хромосомой.

• Анафаза;

Является самой короткой фазой, в ходе которой каждая уже самостоятельная хроматида расходится к разным полюсам.

• Телофаза;

Теперь хромосомы вновь деспирализуются и приобретают изначальный вид. Вокруг них формируется ядерная оболочка с ядрышком внутри. В нём образуются рибосомы. Веретено деления исчезает, хромосомы уже не просматриваются в световом микроскопе. Происходит равномерное распределение цитоплазмы и её органоидов между двумя дочерними клетками.

Результат митоза

Весь процесс деления в среднем занимает до двух часов. Однако он напрямую зависит от внешних факторов: температуры, наличия света и от других показателей.

В результате получаем из одной клетки сразу две, которые имеют одинаковую генетическую информацию. Таким образом, сохраняется постоянное количество ДНК.

Благодаря митозу обеспечивается:

• рост организма;
• передача наследственной информации;
• возможен процесс бесполого размножения у некоторых представителей живой природы;

Примером бесполого размножения является вегетативное размножение растений, почкование гидры и прочее.

Рис. 3. Способы вегетативного размножения растений

• восстановление клеток тканей.

Источник: obrazovaka.ru