Источник: www.chem21.info

Митотический цикл. Митоз

Митоз — основной способ деления эукариотических клеток, при котором сначала происходит удвоение, а затем равномерное распределение между дочерними клетками наследственного материала.

Митоз представляет собой непрерывный процесс, в котором выделяют четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Перед митозом происходит подготовка клетки к делению, или интерфаза. Период подготовки клетки к митозу и собственно митоз вместе составляют митотический цикл. Ниже приводится краткая характеристика фаз цикла.

Интерфаза состоит из трех периодов: пресинтетического, или постмитотического, — G₁, синтетического — S, постсинтетического, или премитотического, — G₂.

Пресинтетический период (2n 2c, где n — число хромосом, с — число молекул ДНК) — рост клетки, активизация процессов биологического синтеза, подготовка к следующему периоду.

Синтетический период (2n 4c) — репликация ДНК.

Постсинтетический период (2n 4c) — подготовка клетки к митозу, синтез и накопление белков и энергии для предстоящего деления, увеличение количества органоидов, удвоение центриолей.

Профаза (2n 4c) — демонтаж ядерных мембран, расхождение центриолей к разным полюсам клетки, формирование нитей веретена деления, «исчезновение» ядрышек, конденсация двухроматидных хромосом.

Метафаза (2n 4c) — выстраивание максимально конденсированных двухроматидных хромосом в экваториальной плоскости клетки (метафазная пластинка), прикрепление нитей веретена деления одним концом к центриолям, другим — к центромерам хромосом.

Анафаза (4n 4c) — деление двухроматидных хромосом на хроматиды и расхождение этих сестринских хроматид к противоположным полюсам клетки (при этом хроматиды становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами).

Телофаза (2n 2c в каждой дочерней клетке) — деконденсация хромосом, образование вокруг каждой группы хромосом ядерных мембран, распад нитей веретена деления, появление ядрышка, деление цитоплазмы (цитотомия). Цитотомия в животных клетках происходит за счет борозды деления, в растительных клетках — за счет клеточной пластинки.

Митотический цикл, митоз: 1 — профаза; 2 — метафаза; 3 — анафаза; 4 — телофаза.

Биологическое значение митоза. Образовавшиеся в результате этого способа деления дочерние клетки являются генетически идентичными материнской. Митоз обеспечивает постоянство хромосомного набора в ряду поколений клеток. Лежит в основе таких процессов, как рост, регенерация, бесполое размножение и др.

Мейоз

Мейоз — это особый способ деления эукариотических клеток, в результате которого происходит переход клеток из диплоидного состояния в гаплоидное. Мейоз состоит из двух последовательных делений, которым предшествует однократная репликация ДНК.

Первое мейотическое деление (мейоз 1) называется редукционным, поскольку именно во время этого деления происходит уменьшение числа хромосом вдвое: из одной диплоидной клетки (2n 4c) образуются две гаплоидные (1n 2c).

Интерфаза 1 (в начале — 2n 2c, в конце — 2n 4c) — синтез и накопление веществ и энергии, необходимых для осуществления обоих делений, увеличение размеров клетки и числа органоидов, удвоение центриолей, репликация ДНК, которая завершается в профазе 1.

Профаза 1 (2n 4c) — демонтаж ядерных мембран, расхождение центриолей к разным полюсам клетки, формирование нитей веретена деления, «исчезновение» ядрышек, конденсация двухроматидных хромосом, конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер. Конъюгация — процесс сближения и переплетения гомологичных хромосом. Пару конъюгирующих гомологичных хромосом называют бивалентом. Кроссинговер — процесс обмена гомологичными участками между гомологичными хромосомами.

Профаза 1 подразделяется на стадии: лептотена (завершение репликации ДНК), зиготена (конъюгация гомологичных хромосом, образование бивалентов), пахитена (кроссинговер, перекомбинация генов), диплотена (выявление хиазм, 1 блок овогенеза у человека), диакинез (терминализация хиазм).

Метафаза 1 (2n 4c) — выстраивание бивалентов в экваториальной плоскости клетки, прикрепление нитей веретена деления одним концом к центриолям, другим — к центромерам хромосом.

Анафаза 1 (2n 4c) — случайное независимое расхождение двухроматидных хромосом к противоположным полюсам клетки (из каждой пары гомологичных хромосом одна хромосома отходит к одному полюсу, другая — к другому), перекомбинация хромосом.

Телофаза 1 (1n 2c в каждой клетке) — образование ядерных мембран вокруг групп двухроматидных хромосом, деление цитоплазмы. У многих растений клетка из анафазы 1 сразу же переходит в профазу 2.

Второе мейотическое деление (мейоз 2) называется эквационным.

Интерфаза 2, или интеркинез (1n 2c), представляет собой короткий перерыв между первым и вторым мейотическими делениями, во время которого не происходит репликация ДНК. Характерна для животных клеток.

Профаза 2 (1n 2c) — демонтаж ядерных мембран, расхождение центриолей к разным полюсам клетки, формирование нитей веретена деления.

Метафаза 2 (1n 2c) — выстраивание двухроматидных хромосом в экваториальной плоскости клетки (метафазная пластинка), прикрепление нитей веретена деления одним концом к центриолям, другим — к центромерам хромосом; 2 блок овогенеза у человека.

Анафаза 2 (2n 2с) — деление двухроматидных хромосом на хроматиды и расхождение этих сестринских хроматид к противоположным полюсам клетки (при этом хроматиды становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами), перекомбинация хромосом.

Телофаза 2 (1n 1c в каждой клетке) — деконденсация хромосом, образование вокруг каждой группы хромосом ядерных мембран, распад нитей веретена деления, появление ядрышка, деление цитоплазмы (цитотомия) с образованием в итоге четырех гаплоидных клеток.

Биологическое значение мейоза. Мейоз является центральным событием гаметогенеза у животных и спорогенеза у растений. Являясь основой комбинативной изменчивости, мейоз обеспечивает генетическое разнообразие гамет.

Амитоз

Амитоз — прямое деление интерфазного ядра путем перетяжки без образования хромосом, вне митотического цикла. Описан для стареющих, патологически измененных и обреченных на гибель клеток. После амитоза клетка не способна вернуться в нормальный митотический цикл.

Клеточный цикл

Клеточный цикл — жизнь клетки от момента ее появления до деления или смерти. Обязательным компонентом клеточного цикла является митотический цикл, который включает в себя период подготовки к делению и собственно митоз. Кроме этого, в жизненном цикле имеются периоды покоя, во время которых клетка выполняет свойственные ей функции и избирает дальнейшую судьбу: гибель или возврат в митотический цикл.

 

Источник: licey.net

Обобщающий урок: « Митоз. Мейоз»

Цель: обобщить знания по теме « Митоз. Мейоз»

Задачи: 1. образовательные:

а) обобщение знаний по теме

б) решение заданий ЕГЭ

в) формирование представлений о главных чертах сходства и различия между процессами митоза и мейоза, их биологической сущности;

г) формирование умений последовательно выстраивать процессы митоза и мейоза;

2. развивающие:

а) развитие навыков работы с разными видами информации и способами её предъявления;

б) развитие навыков анализировать и сравнивать процессы деления клетки;

3. воспитательная:

а) Развитие познавательного интереса к информации из разных областей науки;

б) повышение интеллектуального уровня учащихся посредством внедрения компьютерных технологий и игровой деятельности.

Учебное оборудование: компьютер с мультимедийным проектором.

Структура урока:

1. Организационный момент (2 мин);

2. Актуализация знаний, основных терминов и понятий, связанных с процессами деления клетки;

3. Обобщение знаний о процессах митоза и мейоза (игра);

4. Тестирование;

5. Выводы;

6. Домашнее задание.

План урока.

1. Организационный момент

2. Актуализация знаний, основных терминов и понятий, связанных с процессами деления клетки: конъюгация, кроссинговер, биваленты, хромосома, хроматида, клеточный цикл.

3. Игра. На слайде таблица, в которой зашифрованы вопросы. Зеленые квадраты – простые вопросы( 1 балл), желтые квадраты – вопросы средней сложности(2 балла), красные квадраты — сложные вопросы( 3 балла). Класс делится на 2 команды (до начала урока). Каждая по очереди выбирает вопросы и набирает баллы. Побеждает команда, у которой больше баллов.

Простые вопросы (1 балл)

1. Назовите фазу митоза, которая характеризуется расхождением сестринских хроматид к разным полюсам клетки?

2. Назовите фазу мейоза, в которой происходит репликация ДНК?

3. Назовите фазу мейоза, в которой происходит расхождение гомологичных хромосом к разным полюсам клетки?

4. Установите правильную последовательность фаз митоза?

5. В какую фазу мейоза происходит конъюгация и кроссинговер?

6. Назовите органоид клетки, участвующий в формировании веретена деления.

7. Деспирализация хромосом происходит в …

8. Какой процесс изображен на схеме? Что означают буквы?

9. Мейоз-это…

10. Какое деление мейоза сходно с митозом? В чем отличие?

11. Назовите процесс, благодаря которому успешно распределяется генетический материал между дочерними клетками?

12.Найдите ошибку в тексте: В профазе митоза хромосомы активно спирализуются. В метафазе спирализация хромосом становится максимальной и хроматиды расходятся к разным полюсам клетки. Анафаза протекает очень быстро.

Вопросы средней сложности (2 балла)

1) Установите последовательность процессов митоза :

А) деспирализация хромосом

Б) образование веретена деления

В) расхождение дочерних хроматид к противоположным полюсам клетки

Г) спирализация хромосом

Д) упорядоченное расположение хромосом, состоящих из 2-х хроматид, на экваторе клетки

Е) формирование 2-х дочерних клеток

Ответ: ГБДВАЕ

2) Какие процессы протекают во время мейоза?

1) транскрипция

2) редукционное деление

3) денатурация

4) кроссинговер

5) конъюгация

6) трансляция

Ответ: 245

3) Установите соответствие между особенностями и процессами деления клеток.

ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССЫ

А) в дочерних клетках содержится 1) мейоз

гаплоидный набор хромосом 2) митоз

Б) включает 2 деления, идущих

одно за другим

В) в результате образуются две

дочерние клетки

Г) количество хромосом в дочерних

клетках – 2п

Д) является одной из фаз гаметогенеза

Е) характерно для соматических клеток

Ответ: 112212

4) Установите последовательность процессов первого деления мейоза:

А) конъюгация хромосом

Б) кроссинговер

В) расположение пар (бивалентов) гомологичных хромосом на экваторе клетке

Г) расположение гомологичных хромосом, состоящих из 2-х хроматид, к противоположных полюсам клетки

Д) спирализация хромосом с образованием бивалентов

Е) формирование ядер, деление цитоплазмы – образование 2-х дочерних клеток

—  Ответ:ДАБВГЕ

5) Какие процессы изображены на рисунке? Когда происходят эти процессы? Каково их биологическое значение?

6) Определите тип и фазу деления клетки, изображенной на рисунке. Какие процессы происходят в этой фазе?

Сложные вопросы (3 балла)

1) В кариотипе лука содержится 16 хромосом(2п). Определите число хромосом в анафазе митоза в клетках эндосперма, если у него триплоидный набор хромосом(3п). Ответ поясните.

—  Ответ: 1) в триплоидной клетке эндосперма семени лука – 24 хромосомы

—  2) в интерфазе происходит репликация ДНК, хромосомы состоят из 2 хроматид, 24 хромосомы 48 ДНК

—  3) в анафазе происходит расхождение хроматид к полюсам клетки — 48 хромосом 48 ДНК

2) Общая масса молекул ДНК в 46 хромосомах ядра соматической клетки человека составляет

6×10-9мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в интерфазе, конце телофазы мейоза 1 и телофазы мейоза 2. Ответ поясните.

Ответ: 1) 2×6×10-9 = 12×10-9 мг

2) 6×10-9 мг

3) 3× 10-9 мг

3) Общая масса молекул ДНК в 46 хромосомах ядра соматической клетки человека составляет

6×10-9мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в интерфазе, конце телофазы мейоза 1 и телофазы мейоза 2. Ответ поясните.

Ответ: 1) 2×6×10-9 = 12×10-9 мг

2) 6×10-9 мг

3) 3× 10-9 мг

4) Общая масса всех молекул ДНК в одной яйцеклетке человека составляет около 3×10 -9 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в сперматозоиде, в соматической клетке перед началом деления и после его окончания. Ответ поясните.

—  Ответ: 1) 3×10 -9 мг 2) 12×10 -9 мг 3) 6×10 -9 мг

5) В чем заключается биологическое значение мейоза? Приведите не менее 3 признаков.

Ответ: 1) Поддерживает постоянство числа хромосом в ряду поколений

2)создает новые генные комбинации, обеспечивая комбинативную изменчивость

3) обеспечивает генетическую неоднородность в популяциях

4) является одной из стадий образования гамет, у растений-спор.

6) В чем заключается биологическое значение митоза?

Ответ:

1) поддерживает генетическую стабильность клеток

2) основа роста и развития

3)основа эмбрионального развития

4) лежит в основе регенерации

5) основа бесполого размножения

6) поддерживает правильность функционирования органов и тканей организма.

Подводим итоги игры.

Закрепление (тестирование)

Вариант 1.

1. Исчезновение ядерной оболочки и ядрышек происходит

1) интерфазе 2) профазе 3) метафазе 4) анафазе

2. Конъюгация хромосом характерна для

1) профазы митоза 2) профазы первого деления мейоза

3) профазы второго деления мейоза 4) метафазы митоза

3. В результате первого деления мейоза из одной материнской клетки образуются

1) четыре дочерние клетки с числом хромосом, равным материнской клетке

2) четыре дочерние клетки с уменьшенным вдвое числом хромосом

3) две дочерние клетки с увеличенным вдвое числом хромосом

4) две дочерние клетки с уменьшенным вдвое набором хромосом

4. Клеточный центр в процессе митоза отвечает за

1) биосинтез белка 2) спирализацию хромосом

3) перемещение цитоплазмы 4)образование веретена деления

5 .Укажите название последней фазы митоза

1) телофаза 2) метафаза 3) анафаза 4) профаза

6. Установите, в какой последовательности происходят в митозе указанные процессы.

А) хромосомы располагаются по экватору

Б) хроматиды расходятся к полюсам клетки

В) образуются две дочерние клетки

Г) хромосомы спирализуются, каждая состоит из двух хроматид

С5. Хромосомный набор соматической клетки собаки равен 78. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из клеток в профазе митоза, в анафазе митоза, в телофазе митоза. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменение числа хромосом.

Вариант 2.

1. Благодаря конъюгации и кроссинговеру при образовании гамет происходит

1) уменьшение числа хромосом вдвое 2) увеличение числа хромосом вдвое

3) обмен генетической информацией между гомологичными хромосомами

4) увеличение числа женских и мужских половых клеток

2. В метафазе митоза происходит

1) расхождение хроматид 2) удвоение хромосом 3) размещение хромосом в плоскости экватора клетки 4) формирование ядерной оболочки и ядрышек

3. Сущность мейоза состоит в

1) образовании клеток с диплоидным набором хромосом

2) удвоении количества ДНК в клетках тела

3) расхождении хроматид к полюсам клетки

4) образовании гамет с гаплоидным набором хромосом

4. Расхождение хроматид к полюсам клетки происходит в

1) анафазе 2) телофазе 3) профазе 4) метафазе

5. Мейоз отличается от митоза 1) наличием интерфазы

2) числом дочерних клеток и набором хромосом в них
3) наличием профазы, метафазы, анафазы и телофазы

4) процессами спирализации и деспирализации хромосом

6.Выберите 3 правильных ответа:

Сходство профазы митоза и профазы 1мейоза заключается в том, что происходит

1) исчезновение ядерной оболочки

2) конъюгация

3) кроссинговер

4) образование веретена деления

5) спирализация хромосом

6) удвоение хромосом

С5. Хромосомный набор соматических клеток картофеля равен 48. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из клеток семязачатка перед началом мейоза, в анафазе мейоза 1, в телофазе мейоза 2. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменение числа хромосом и ДНК.

Ответы.

—  Вариант 1 Вариант 2

—  1

—  2

—  3

—  4

—  5

—  6)ГАБВ

—  С5 С5

1) 78хр. 156ДНК 1) 48хр. 96 ДНК

2) 156 хр 156ДНК 2) 48Хр. 96 ДНК

3) 78хр 78ДНКхр. 24 ДНК

Выводы по уроку.

Домашнее задание.

№1. Хромосомный набор соматических клеток шпината равен 12. определите хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из клеток семязачатка перед началом мейоза, в метафазе мейоза1 и телофазе мейоза. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменение числа ДНК и хромосом.

№2.В кариотипе картофеля содержится 48 хромосом(2п). Определите число хромосом в анафазе митоза в клетках эндосперма, если у него триплоидный набор хромосом(3п). Ответ поясните.

№ 3. Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из клеток семязачатка перед началом мейоза, в анафазе мейоза I и анафазе мейоза II. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменение числа ДНК и хромосом.

Источник: pandia.ru