§ 28. ДЕЛЕНИЕ КЛЕТОК. КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ. МИТОЗ

Основные понятия и ключевые термины: ДЕЛЕНИЕ КЛЕТОК. КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ. Интерфаза. МИТОЗ.

Вспомните! Что такое клеточная теория?

Подумайте!

«Каждую секунду в нашем теле сотни миллионов маленьких балерин сходятся и расходятся, располагаются в ряд и разбегаются в разные стороны, словно танцоры на балу, которые выполняют сложные на старинного танца. Этот танец — древнейший на Земле. Это танец жизни», — так описывал это явление американский генетик Г. Д. Меллер (1890-1967). О каком танце речь?

СОДЕРЖАНИЕ

Какое значение имеет деление клеток?

Наследственная информация от одного поколения клеток передаётся следующему поколению клеток с помощью хромосом. Эти структуры перед делением клеток удваиваются и распределяются между новыми клетками. Такое упорядоченное распределение и есть «танец жизни».

ДЕЛЕНИЕ КЛЕТОК - совокупность процессов, в результате которых наследственная информация клетки передаётся следующему поколению клеток. Деление прокариотических клеток проще, поскольку нуклеоид содержит только одну кольцевую молекулу ДНК.

Ил. 70. Бинарное деление прокариотической клетки

Эта «бактериальная хромосома» перед делением самоудваивается. В ходе этого процесса уплотнения «хромосомы» не происходит. Затем обе молекулы ДНК прикрепляются к плазматической мембране и распределяются. Далее происходят процесс деления цитоплазмы и образование из одной материнской двух дочерних клеток (ил. 70). Такое самовоспроизведение клеток называется бинарным делением; оно происходит очень быстро. Например, при благоприятных условиях кишечная палочка делится каждые 20-30 мин. Деление пополам, или бинарное деление, обеспечивает бесполое размножение прокариотов.

Деление эукариотических клеток осложнено тем, что ядро содержит чётный (диплоидный) набор хромосом. Основными типами деления эукариотических клеток является деление путём митоза и мейоза. Митоз (от греч. mitos - нить) - деление, при котором из одной материнской клетки образуются две дочерние клетки с таким же набором хромосом. Этот тип деления - основа роста, регенерации, бесполого размножения эукариотов (растений, грибов и животных). Мейоз - деление, при котором из одной материнской клетки образуются дочерние клетки с половинным (гаплоидным) набором хромосом и видоизменённой наследственной информацией. Благодаря такому делению возникают гаметы, которые обеспечивают половое размножение многих эукариотов.

Ил. 71. Схема клеточного цикла

Итак, значение деления клеток заключается в удвоении и передаче наследственной информации следующему поколению клеток и обеспечении преемственности жизни.

От чего зависит продолжительность клеточного цикла?

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ - это период существования эукариотической клетки от одного деления к другому. Продолжительность этого периода различна у разных клеток (например, для лейкоцитов человека - 4-5 суток, для клеток кишечного эпителия - 8-10 ч). Есть клетки, которые не способны к делению, и их клеточный цикл совпадает с продолжительностью их жизни (например, нейроны, эритроциты человека, живущие 100-120 дней). Продолжительность клеточного цикла зависит от внутренних (например, интенсивность метаболизма, тип клеток и т. д.) и внешних (например, температура, питательные вещества, наличие кислорода) факторов.

Процессы, происходящие в течение клеточного цикла, последовательны, и их осуществление в обратном направлении невозможно. Важной чертой всех эукариотов является то, что течение различных фаз клеточного цикла подлежит регуляции. Существует два основных класса регуляторных молекул, которые направляют клеточный цикл. Это циклины и циклинзависимые ферменты киназы. За открытие этих центральных молекул регуляции клеточного цикла Л. Хартвелл, Т. Хант и П. Нерс получили Нобелевскую премию в области физиологии и медицины (2001).

Ил. 72. Лауреаты Нобелевской премии по физиологии и медицине 1 - Л. Хартвелл; 2 - Т. Хант; 3 - П. Нерс

Для большинства клеток многоклеточных организмов количество клеточных циклов ограничено. Они запрограммированы на определённое количество делений, после которых погибают. Наиболее вероятной гипотезой, объясняющей этот факт, считается теломерная гипотеза, согласно которой срок жизни клетки зависит от длины концевых участков хромосом - теломер.

Итак, продолжительность клеточного цикла различна у разных клеток и зависит от типа клеток, а также внутренних и внешних факторов, влияющих на клетку в течение её жизни.

Как происходит митотическое деление клеток?

Клеточный цикл состоит из интерфазы и митоза.

Ил. 73. Митоз эукариотической клетки

Интерфаза (лат. inter - между, phasis - появление) - период между двумя делениями клетки. Продолжительность интерфазы обычно составляет до 90 % времени всего клеточного цикла. Именно тогда происходят рост клеток, удвоение молекул ДНК (репликация), синтез органических соединений, размножение митохондрий, накопление энергии АТФ. Основным признаком интерфазных клеток является неуплотнённое (деконденсированное) состояние хроматина. Интерфаза состоит из трёх этапов: предсинтетичного (G1-фаза), синтетического (S-фаза) и постсинтетического (С2-фаза). После интерфазы наступает митоз.

Митотическое деление растительных клеток было открыто в 1874 г. И. Д. Чистяковым, а процесс в животных клетках описали в 1878 г. В. Флемминг и П. И. Перемежко (ил. 73). Митоз условно делят на 4 фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу (табл. 6).

Таблица 6. ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ МИТОЗА

Биологическое значение митоза: 1) обеспечивает точное распределение наследственного материала между двумя дочерними клетками; 2) обеспечивает постоянство кариотипа при бесполом размножении; 3) лежит в основе бесполого размножения, регенерации, роста организмов.

Итак, МИТОЗ - это деление эукариотических клеток, в результате которого образуются две дочерние клетки с таким же набором хромосом, как и у материнской клетки.

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Лабораторное исследование. ФАЗЫ МИТОЗА

Цель: формируем умение распознавать фазы митоза по особенностям процессов.

Оборудование и материалы: микроскопы, микропрепараты клеток корня лука; иллюстрации клеток корня в разных фазах митоза.

Ход работы

1. Найдите клетки на стадии интерфазы. Зарисуйте клетку, сделайте подписи к рисунку.

2. Найдите клетки на стадии профазы. Зарисуйте клетку, сделайте подписи к рисунку.

3. Найдите клетки на стадии метафазы. Зарисуйте клетку, сделайте подписи к рисунку.

4. Найдите клетки на стадии анафазы. Зарисуйте клетку, сделайте подписи к рисунку.

5. Найдите клетки на стадии телофазы. Зарисуйте клетку, сделайте подписи к рисунку.

6. Итог работы.

ОТНОШЕНИЕ

Задания на применение знаний

Задание 1. Распознайте и назовите изображённые на иллюстрации фазы клеточного цикла.

Задание 2. Заполните в рабочей тетради таблицу «Характеристика митоза».

Задание 3. Сгруппируйте определённые признаки и дайте собственную формулировку митоза.

ХАРАКТЕРИСТИКА МИТОЗА

РЕЗУЛЬТАТ

скачать dle 11.0фильмы бесплатно

 

Даний матеріал відноситься до підручника "Биология 9 класс Соболь (новая программа)", створено завдяки МІНІСТЕРСТУ ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ (МОН)