Главная Избранное Популярное Новые добавления Случайная статья Размножение половых клеток. Мейоз Тема. Клеточный цикл. Митоз. Мейоз. Способность к делению - важнейшее свойство клеток. Без деления невозможно представить себе увеличение числа однокле­точных существ, развитие сложного многоклеточного организма из одной оплодотворенной яйцеклетки, возобновление клеток, тканейи даже органов, утраченных в процессе жизнедеятельности организма.       «Какое значение имеет деление клеток в жизни организма? Деление: А – основа размножения Б – основа роста и развития В – основа восстановления поврежденных органов и тканей Г – поддержание структурной целостности тканей при утрате клеток в процессе их функционирования (замещение погибших эритроцитов, слущившихся клеток кожи, эпителия кишечника и др.) Жизненный цикл клетки ИнтерфазаМитоз (между делениями): (деление): редупликация ДНК профаза запас АТФ метафаза увеличение числа органоидов анафаза удвоение центриолей телофаза   Период жизни клетки от одного деле­ния до следующего называется клеточным циклом. Клеточный цикл контролируется определенными генами. Полный клеточный цикл, включает интерфазу и собственно митоз. В свою очередь, собственно митоз включает кариокинез (деление ядра) и цитокинез (деление цитоплазмы).

Открывайте тетради, запишите сегодняшнюю дату и запишем определение клеточного цикла. Период жизни клетки от одного деле­ния до следующего называется клеточным циклом Мы рассмотрели схему способов деления клеток. Теперь подробнее остановимся на таком способе деления клеток как митоз. Немецкий гистолог В. Флемминг в 1878 году ввел термин митоз. Митоз-это способ не прямого деления соматических клеток. Деление клеток осуществляется поэтапно. На каждом этапе деления происходят определенные процессы. Но прежде, чем наступает непосредственно сам митоз, клетки проходят стадию интерфазы. Интерфаза – это период между двумя клеточными делениями. В интерфазе ядро компактное, не имеет выраженной структуры, хорошо видны ядрышки. Совокупность интерфазных хромосом представляет собой хроматин. В состав хроматина входят: ДНК, белки и РНК. Интерфаза занимает большую часть времени, чем сам митоз, это можно увидеть на рисунке слайда. Именно в период интерфазы в клетке происходит биосинтез белка, изучаемый вами ранее, а также удваиваются все важнейшие структуры клетки. Интерфаза занимает большую часть времени клеточного цикла, чем само деление клетки - митоз, как это видно на рисунке слайда. В разных источниках это соотношение выражают по-разному. Мы остановимся на более таком среднем значении как 75% - это интерфаза, а 25% - непосредственно сам митоз. Интерфаза состоит из трех периодов: 1) пресинтетический (G1). Идет сразу после деления клетки. Синтеза ДНК еще не происходит. Клетка активно растет в размерах, запасает вещества, необходимые для деления: белки, РНК, молекулы АТФ. Происходит деление митохондрий и хлоропластов. Восстанавливаются черты организации интерфазной клетки после предшествующего деления; 2) синтетический (S). Происходит удвоение генетического материала путем репликации ДНК. Она происходит полуконсервативным способом, когда двойная спираль молекулы ДНК расходится на две цепи и на каждой из них синтезируется комплементарная цепочка. В итоге образуются две идентичные двойные спирали ДНК, каждая из которых состоит из одной новой и старой цепи ДНК. Количество наследственного материала удваивается. Кроме этого, продолжается синтез РНК и белков. Каждая удвоенная хромосома состоит из двух частей именуемых хроматидами. 3) постсинтетический (G2). ДНК уже не синтезируется, но происходит исправление недочетов, допущенных при синтезе ее в S период (репарация). Также накапливаются энергия и питательные вещества. После этого наступает деление клетки, которое состоит из четырех фаз. Процесс деления включает в себя несколько последовательных фаз и представляет собой цикл. Его продолжительность различна и составляет у большинства клеток от 10 до 50 ч. При этом у клеток тела человека продолжительность самого митоза составляет 1-1,5 ч, G2-периода интерфазы – 2-3 ч, S-периода интерфазы - 6-10 ч.

Как мы говорили выше, что митоз это деление соматических клеток, то есть клеток тела, на ваш взгляд, чем такое деление клеток полезно для живых организмов?

Процесс регенерации, старые клетки погибают на их место приходят точно такие же новые.

Теперь рассмотрим фазы митоза. Выделяют четыре фазы митоза: это про­фаза, метафаза, анафаза и телофаза. Первая фаза, это профаза, где хорошо видны центриоли - образо­вания, находящиеся в клеточном центре и играющие роль в делении дочерних хромосом животных. (Напомним что, у высших растений нет центриолей в клеточном центре, который организует деление хромосом.) Мы же рассмотрим митоз на примере животной клетки, поскольку присутствие центриоли делает процесс деления хромосом более наглядным. Центриоли делятся и расходятся к разным полюсам клетки. От центриолей протягиваются микро-трубочки, образующие нити веретена деления, которое регулирует расхожде­ние хромосом к полюсам делящейся клетки. В конце профазы ядерная оболочка распадается, ядрышко постепенно исчезает, хромосомы спирализуются и в результате этого укорачиваются и утолщаются, и их уже можно наблюдать в световой микроскоп. Еще лучше они видны на следующей стадии митоза - метафазе. В метафазе хромосомы располагаются в экваториальной плоско­сти клетки. При этом хорошо видно, что каждая хромосома, состо­ящая из двух хроматид, имеет перетяжку – центромеру. Хромосомы своимицентромерами прикрепляются к нити веретена деления. После деления центромеры каждая хроматида становится самостоятельной дочерней хромосомой. Затем наступает следующая стадия митоза - анафаза, во время которой дочерние хромосомы (хроматиды одной хромосомы) расхо­дятся к разным полюсам клетки. Следующая стадия деления клетки - телофаза. Она начинается после того, как дочерние хромосомы, состоящие из одной хромати­ды, достигли полюсов клетки. На этой стадии хромосомы вновь деспирализуются и приобретают такой же вид, какой они имели до начала деления клетки в интерфазе (длинные тонкие нити). Вокруг них возникает ядерная оболочка, а в ядре формируется ядрышко, в котором синтезируются рибосомы. В процессе деления цитоплазмы все органоиды (митохондрии, комплекс Гольджи, рибосомы и др.) распределяются между дочерними клетками более или менее равно­мерно. Таким образом, в результате митоза из одной клетки получаются Две, каждая из которых имеет характерное для данного вида орга­низма число и форму хромосом, а следовательно, постоянное коли­чество ДНК. Амитоз - прямое (простое) деление интерфазного ядра путем перетяжки. Происходит вне митотического цикла, т. е. не сопровождается сложной перестройкой всей клетки; спирализации хромосом также не происходит. Понятно, что при этом не обеспечивается равномерное распределение генетического материала между дочерними ядрами. Амитоз может сопровождаться делением клетки, а может ограничиваться лишь делением ядра без разделения цитоплазмы, что приводит к образованию дву- и многоядерных клеток. Клетка, претерпевшая амитоз, в дальнейшем неспособна вступить в нормальный митотический цикл. По сравнению с митозом амитоз встречается довольно редко. В норме он наблюдается в высокоспециализированных тканях, в клетках, которым уже не предстоит делиться: в эпителии и печени позвоночных, в зародышевых оболочках млекопитающих, в клетках эндосперма семени растений. Амитоз наблюдается также при необходимости быстрого восстановления тканей (после операций и травм). Амитозом также часто делятся клетки злокачественных опухолей. Данный путь деления был открыт в 1841г. немецким врачом и биологом Р.Ремаком.

Биологическое значение митоза. Оно состоит в том, что митоз обеспечивает наследственную передачу признаков и свойств в ряду поколений клеток при развитии многоклеточного организма. Благодаря точному и равномерному распределению хромосом при митозе все клетки единого организма генетически одинаковы. Митотическое деление клеток лежит в основе всех форм бесполого размножения, как у одноклеточных, так и у многоклеточных организмов. Митоз обусловливает важнейшие явления жизнедеятельности: рост, развитие и восстановление тканей и органов и бесполое размножение организмов. При повреждении митозного процесса наблюдаются колебания численности хромосом, т. е. количество хромосом увеличивается или уменьшается. Это ведет к большим изменениям клетки, она либо умирает, либо подвергается мутации.

Размножение половых клеток. Мейоз

Для каждого живого организма характерно размножение, в основе которого лежит способность клеток к делению. Без деления невозможно представить себе увеличение числа одноклеточных существ, развитие сложного многоклеточного организма из одной оплодотворенной яйцеклетки. Особый тип деления клеток, в результате которого образуются половые клетки, которые в последующем при слиянии образуют зиготу, называется мейозом.

Какие способы деления клеток вы еще знаете? Митоз и амитоз;

Сегодня остановимся на более подробном изучении способа деления половых клеток - мейозе.

Мейоз - особый тип деления клеток, в результате которого образуются половые клетки. Так же мейоз называют редукционным (редукция это уменьшение) делением. Так как в процессе деления из одной клетки с диплоидным набором (2n) образуется четыре клетки с гаплоидным (n) набором хромосом. Запишите, диплоидный набор обозначается 2n4с, где n-это количество хромосом, с-количество хроматид, гаплоидный nс.

- Сколько клеток, и с каким набором хромосом образуется при митозе? Две клетки, с диплоидным набором хромосом. (точная копия материнской клетки).

Данный способ лежит в основе деления всех соматических клеток, за исключением соматических клеток половых желез который называется мейоз. В 1882 г. Вальтер Флемминг открыл мейоз у животных, позднее в 1888 г. Эдвардом Страсбургером был открыт мейоз у растений.

В отличие от митоза, при котором сохраняется число хромосом, получаемых дочерними клетками (2n), при мейозе число хромосом в дочерних клетках уменьшается вдвое.

Гаплоидные клетки образуются из диплоидных в результате специального процесса деления половых клеток - мейоза (греч. meiosis - уменьшение).

Таким образом, мейозом называется тип деления половых клеток, при котором происходит уменьшение числа хромосом, т. е. из диплоидной клетки образуются гаплоидные.

Фазы и стадии мейоза

А теперь рассмотрим данный процесс, происходящий в животном организме.

Мейоз протекает сходно почти у всех организмов. Он состоит из двух последовательных делений: мейоз I и мейоз II, мейоз I называют редукционным делением, а мейоз II эквационным.

Сейчас предлагаю вам зачертить таблицу, которая называется характеристика мейоза, будите ее заполнять по ходу изучения новой темы. Она вам поможет в подготовке к домашнему заданию. Таблицу зачертите в тетради в горизонтальном положении. Новые понятия фиксируйте после таблицы, они вам пригодятся.

Мейоз состоит из двух последовательных делений: Мейоз I (редукционное) и Мейоз II (эквационное (лат. aequus равный), второе деление мейоза, происходящее без предварительного удвоения числа хромосом и завершающееся формированием зрелых половых клеток с гаплоидными ядрами.).

Мейоз I и Мейоз II, так же как и митоз включают в себя по 4 фазы, это профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Которые нумеруются соответственно делениям, профаза 1, метафаза 1, анафаза 1, телофаза 1, профаза 2, метафаза 2 и так далее. Однако в мейозе имеются существенные различия, с которыми вы познакомитесь в течение урока.

Итак, приступим, как перед митозом, так и перед мейозом, клетки проходят подготовительный этап.

Как этот этап называется? Что такое интерфаза? Из каких периодов она состоит?

Интерфаза – это период между двумя клеточными делениями. Состоит из таких периодов как пресинтетический, синтетический и постсинтетический периоды.

После интерфазы наступает первое деление Мейоз I.

Наступает профаза мейоза I.

Первую мейотическую профазу принято подразделять на несколько этапов - лептотену, зиготену, пахитену, диплотену и диакинез.

Запишите под таблицей стадии профазы: лептотена, зиготена, пахитена, диплотена и диакинез. По ходу изучения материала будите делать записи.

Вступив в профазу мейоза I хромосомы начинают конденсироваться и становятся различимыми в световой микроскоп. Клетки содержат диплоидный набор 2n4с. Это лептотена (стадия тонких нитей). Затем гомологичные хромосомы начинают объединяться друг с другом - конъюгировать (лат. conjugaltio - соединение).

Конъюгация – объединение гомологичных хромосом в пары.

Стадия, во время которой происходит процесс объединения гомологичных хромосом, называется зиготеной. Зиготена продолжается от нескольких часов до нескольких суток (у разных организмов по-разному). После завершения конъюгации в ядре можно наблюдать гаплоидное число хромосомных пар, или бивалентов.

Бивалент - (от латинского bi-, в сложных словах - двойной, двоякий и valens - сильный), пара гомологичных хромосом, соединённых (конъюгирующих) между собой в мейозе. Образуется на стадии зиготены и сохраняется до анафазы первого деления.

Начинается пахитена (стадия толстых нитей). Гомологичные хромосомы находятся в состоянии конъюгации длительный период.

Кроссинговер (англ. crossing-over - перекрест ) - взаимный обмен участками между гомологичными (попарными) хромосомами.

После завершения кроссинговера и по мере прекращения синтеза РНК хромосомы продолжают конденсироваться и укорачиваться. Начинается стадия диплотены, которая постепенно переходит в стадию диакинеза. К этому времени связь между двумя гомологами, которая возникла при конъюгации, ослабевает и исчезает, становится видно, что бивалент состоит из двух гомологов, а каждый гомолог - из двух хроматид. Целостность бивалента в это время сохраняется благодаря связи между сестринскими хроматидами и переходу хроматиды одного гомолога в хроматиду другого, который является след-ствием кроссинговера и носит название хиазмы.

Профаза I заканчивается исчезновением ядерной оболочки и ядрышка.

Далее за профазой I наступает первая метафаза I мейоза.

Она отличается от метафазы митоза, во-первых, тем, что в нее вступают не одиночные, а объединенные попарно хромосомы, т. е. биваленты. Количество бивалентов соответствует гаплоидному числу хромосом. Во-вторых, центромерные районы каждой хромосомы, в отличие от метафазы митоза, способны взаимодействовать с нитями веретена только от одного полюса. Таким образом, центромерные районы составляющих бивалент хромосом оказываются соединенными с разными полюсами.

При выстраивании в центре клетки биваленты движутся независимо друг от друга. Поэтому отцовские и материнские по происхождению хромосомы оказываются ориентированными по отношению к полюсам произвольным образом.

Во время анафазы I деления взаимодействие сестринских хроматид исчезает по всей длине хромосомы за исключением центромерного района, и бивалент легко распадается на две хромосомы, которые отходят к разным полюсам. Каждый гомолог состоит из двух хроматид, но в результате кроссинговера хроматиды не идентичны друг другу.

За анафазой I следует телофаза I. Хромосомы деконденсируются. Ядро приобретает вид интерфазного, но в нем не происходит удвоения хромосом. Эту стадию называют интеркинезом.

Интеркинез - временной промежуток между первым и вторым делениями мейоза.

Интеркинез непродолжителен. У некоторых видов интеркинез может вообще отсутствовать. Далее наступает мейоз II или эквационное деление.

Второе деление мейоза состоит из тех же стадий, что и митоз, с тем отличием, что в каждой клетке находится не диплоидное, а гаплоидное число хромосом. 1n2c.

Второе деление мейоза проходит гораздо быстрее первого и обычно занимает несколько часов. В целом же мейоз - значительно более длительный процесс по сравнению с ми-тозом. Например, у ржи он идет более двух суток, у дрозофилы - около недели, у человека - три с половиной недели.

Поиск по сайту: