митоз в каких клетках происходит

Тема: Митоз в клетках корешков лука

Цель работы: выявить отличительные особенности стадий митотического деления клеток.

Оборудование: микроскоп, спиртовка, микропрепарат «Митоз в клетках корешков лука», фильтровальная бумага,препаровальные иглы, скальпель, репчатый лук, фиксированные корешки кормовых бобов, фиксатор – смесь Лилли: этиловый 96%-ный спирт 75 мл, уксусная кислота ледяная 25 мл,краситель (ацетокармин, ацетоорсеин, метиленовый синий или синие чернила), 45%-ная уксусная кислота.

Уроки биологии в 10(11)-м классе

Уважаемые читатели! Мы предлагаем вашему вниманию главы из книги «Уроки биологии в 10 (11)--м классе. Развернутое планирование», вышедшей в серии «Учитель года России». Издание осуществлено издательством «Академия развития» совместно с НО «Фонд поддержки российского учительства».

Главы 5, 6. Размножение и развитие организмов

Материалы глав формируют знания о важнейшем свойстве живых организмов – способности к размножению, формах размножения в органическом мире, закономерностях развития живых организмов.

2-й урок. Мейоз.

3-й урок. Формы бесполого размножения.

4-й урок. Половое размножение.

7-й урок. Зачет по теме.

Урок 1. Митоз

Задачи. Сформировать знания о трех видах деления клеток, значении деления клеток для одноклеточных и многоклеточных организмов, морфологии хромосом, жизненном и митотическом циклах, процессах, происходящих в различные периоды митотического цикла. Рассмотреть механизмы, обеспечивающие генетическую идентичность дочерних клеток по сравнению с материнскими; показать необходимость защиты природной среды от загрязнения мутагенами.

Демонстрационный материал: таблицы по общей биологии, диафильм «Деление клетки», кодограмма.

Изучение нового материала. Объяснение с использованием диафильма.

Размножение. Размножение клеток. Размножение – важнейшее свойство живых организмов. Размножение на уровне молекул – репликация ДНК; размножение на уровне органоидов – деление митохондрий, хлоропластов; размножение на уровне клеток – деление клеток. Лежит в основе передачи наследственной информации, размножения, роста, развития, регенерации.

Носителями наследственной информации являются хромосомы. Хромосомный набор, характерный для вида, – кариотип; хромосомный набор, полученный от родителей, – генотип, хромосомный набор гаметы – геном. Диплоидный набор хромосом – двойной, гаплоидный набор – одинарный.

Морфология хромосом: хроматиды, центромера, плечи хромосом и теломеры, вторичная перетяжка. Биохимический состав – 60% белки, 40% – ДНК.

Способы деления клеток: амитоз – прямое деление; митоз – непрямое деление; мейоз – деление, характерное для фазы созревания половых клеток.

Амитоз, или прямое деление, – способ деления ядра соматических клеток пополам путем перетяжки без образования хромосом. Если при амитозе не происходит деление цитоплазмы, то возникают дву- и многоядерные клетки. Данный способ деления характерен для некоторых простейших, специализированных клеток или для патологически измененных клеток. Распределение ядерного материала оказывается случайным и неравномерным. Возникшие дочерние клетки наследственно неполноценны.

Митотический и жизненный циклы. Период существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клетки (включая само деление) до собственного деления или смерти называют жизненным (клеточным ) циклом.

Продолжительность жизненного цикла различных клеток многоклеточного организма различна. Так, клетки нервной ткани после завершения эмбрионального периода перестают делиться и функционируют на протяжении всей жизни организма, а затем погибают. Клетки же зародыша на стадии дробления, завершив одно деление, сразу приступают к следующему, минуя все остальные фазы.

Митоз – непрямое деление соматических клеток, в результате которого сначала происходит удвоение, а затем равномерное распределение наследственного материала между дочерними клетками.

Биологическое значение митоза: в результате митоза образуются две клетки, каждая из которых содержит столько же хромосом, сколько их было в материнской. Дочерние клетки генетически идентичны родительской. Число клеток в организме увеличивается, что представляет собой один из главных механизмов роста. Многие виды растений и животных размножаются бесполым путем при помощи одного лишь митотического деления клеток, таким образом, митоз лежит в основе размножения. Митоз обеспечивает регенерацию утраченных частей и замещение клеток, происходящее в той или иной степени у всех многоклеточных организмов.

Митотический цикл состоит из интерфазы и митоза. Длительность митотического цикла у разных организмов сильно варьирует. Непосредственно на деление клетки уходит обычно 1–3 ч, то есть основную часть жизни клетка находится в интерфазе.

Интерфазой называют промежуток между двумя клеточными делениями. Продолжительность интерфазы, как правило, составляет до 90% всего клеточного цикла. Интерфаза состоит из трех периодов: пресинтетический, или G1; синтетический, или S; постсинтетический, или G2.

Начальный отрезок интерфазы – пресинтетический период (2n2с, где n – количество хромосом, с – количество ДНК), период роста, начинающийся непосредственно после митоза. Синтетический период по продолжительности очень различен: от нескольких минут у бактерий до 6–12 ч в клетках млекопитающих. Во время синтетического периода происходит самое главное событие интерфазы – удвоение молекул ДНК. Каждая хромосома становится двухроматидной, а число хромосом не изменяется (2n4с).

Постсинтетический период. Обеспечивает подготовку клетки к делению и также характеризуется интенсивными процессами синтеза белков, входящих в состав хромосом; синтезируются ферменты и энергетические вещества, необходимые для обеспечения процесса деления клетки.

Митоз. Для удобства изучения происходящих во время деления событий митоз разделяют на четыре стадии: профазу, метафазу, анафазу, телофазу.

Профаза (2n4с). В результате спирализации хромосомы уплотняются, укорачиваются. В поздней профазе хорошо видно, что каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных центромерой. Хромосомы начинают передвигаться к клеточному экватору. Формируется веретено деления, ядерная оболочка исчезает, и хромосомы свободно располагаются в цитоплазме. Ядрышко обычно исчезает чуть раньше.

Метафаза (2n4с). Хромосомы выстраиваются в плоскости экватора, образуя так называемую метафазную пластинку. Центромеры хромосом лежат строго в плоскости экватора. Нити веретена прикрепляются к центромерам хромосом, некоторые нити проходят от полюса к полюсу клетки, не прикрепляясь к хромосомам.

Анафаза (4n4с). Начинается с деления центромер всех хромосом, в результате чего хроматиды превращаются в две совершенно обособленные, самостоятельные дочерние хромосомы. Затем дочерние хромосомы начинают расходиться к полюсам клетки.

Телофаза (2n2с). Хромосомы концентрируются на полюсах клетки и деспирализуются. Веретено деления разрушается. Вокруг хромосом формируется оболочка ядер дочерних клеток, затем происходит деление цитоплазмы клетки (или цитокинез).

При делении животных клеток на их поверхности в плоскости экватора появляется борозда, которая, постепенно углубляясь, разделяет материнскую клетку на две дочерние. У растений деление происходит путем образования так называемой клеточной пластинки. разделяющей цитоплазму. Она возникает в экваториальной области веретена, а затем растет во все стороны, достигая клеточной стенки.

Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.

Задание на дом. Изучить текст параграфа, ответить на вопросы.

Урок 2. Мейоз

Задачи. Сформировать знания об особенностях образования половых клеток с гаплоидным набором хромосом, уникальности гамет и механизмах перекомбинации генетического материала во время мейоза, о сходстве и различиях мейоза и митоза, о необходимости защиты природной среды от загрязнения мутагенами.

Демонстрационный материал: таблицы по общей биологии, диафильм «Деление клетки», кодограмма.

Повторение. Письменная работа с карточками на 10 мин.

1. Характеристика интерфазы.

2. Характеристика митоза.

3. Морфология хромосом.

Работа с карточкой у доски: приложение 3.

Компьютерное тестирование: приложение 4.

Устное повторение.

Изучение нового материала. Объяснение с использованием диафильма.

Первое деление мейоза. Мейоз – основной этап образования половых клеток. Во время мейоза происходит не одно, как при митозе, а два следующих друг за другом клеточных деления. Первому мейотическому делению предшествует интерфаза I – фаза подготовки клетки к делению, в это время происходят те же процессы, что и в интерфазе митоза.

Первое мейотическое деление называют редукционным, так как именно во время этого деления происходит уменьшение числа хромосом, образуются две клетки с гаплоидным набором хромосом, однако хромосомы остаются двухроматидными. Сразу же после первого деления мейоза совершается второе – по типу обычного митоза. Это деление называют эквационным, так как во время этого деления хромосомы становятся однохроматидными.

Биологическое значение мейоза: благодаря мейозу происходит редукция числа хромосом. Из одной диплоидной клетки образуется четыре гаплоидных. Благодаря мейозу образуются генетически различные гаметы, т.к. в процессе мейоза трижды происходит перекомбинация генетического материала: за счет кроссинговера; случайного и независимого расхождения гомологичных хромосом, а затем и хроматид. Благодаря мейозу поддерживается постоянство диплоидного набора хромосом в соматических клетках.

Первое и второе деления мейоза складываются из тех же фаз, что и митоз, но сущность изменений в наследственном аппарате другая.

Профаза I. Самая продолжительная и сложная фаза мейоза. Состоит из ряда последовательных стадий. Гомологичные хромосомы начинают притягиваться друг к другу сходными участками и конъюгируют. Конъюгацией называют процесс тесного сближения гомологичных хромосом. Пару конъюгирующих хромосом называют бивалентом. Биваленты продолжают укорачиваться и утолщаться. Хромосомный набор можно обозначить как 2n4с. Каждый бивалент образован четырьмя хроматидами. Поэтому его называют тетрадой. Важнейшим событием является кроссинговер – обмен участками хромосом. Кроссинговер приводит к первой во время мейоза рекомбинации генов. В конце профазы I исчезают ядерная оболочка и ядрышко. Биваленты перемещаются в экваториальную плоскость. Центриоли, если они есть, перемещаются к полюсам клетки, и формируется веретено деления.

Метафаза I (2n; 4с). Заканчивается формирование веретена деления. Спирализация хромосом максимальна. Биваленты располагаются в плоскости экватора. Причем центромеры гомологичных хромосом обращены к разным полюсам клетки. Расположение бивалентов в экваториальной плоскости равновероятное и случайное, то есть каждая из отцовских и материнских хромосом может быть повернута в сторону того или другого полюса. Это создает предпосылки для второй за время мейоза рекомбинации генов. Нити веретена прикрепляются к центромерам хромосом.

Анафаза I (2n; 4с). К полюсам расходятся целые хромосомы, а не хроматиды, как при митозе. У каждого полюса оказывается половина хромосомного набора. Причем пары хромосом расходятся так, как они располагались в плоскости экватора во время метафазы. В результате возникают самые разнообразные сочетания отцовских и материнских хромосом, происходит вторая рекомбинация генетического материала.

Телофаза I (1n; 2c). У животных и некоторых растений хроматиды деспирализуются, вокруг них формируется ядерная оболочка. Затем происходит деление цитоплазмы (у животных) или образуется разделяющая клеточная стенка (у растений). У многих растений клетка из анафазы I сразу же переходит в профазу II.

Второе деление мейоза. Интерфаза II (1n; 2c). Характерна только для животных клеток. Репликация ДНК не происходит.

Вторая стадия мейоза включает также профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Она протекает так же, как обычный митоз.

Профаза II (1n; 2c). Хромосомы спирализуются, ядерная мембрана и ядрышки разрушаются, центриоли, если они есть, перемещаются к полюсам клетки, формируется веретено деления.

Метафаза II (1n; 2c). Формируются метафазная пластинка и веретено деления, нити веретена деления прикрепляются к центромерам.

Анафаза II (2n; 2c). Центромеры хромосом делятся, хроматиды становятся самостоятельными хромосомами, и нити веретена деления растягивают их к полюсам клетки. Число хромосом в клетке становится диплоидным, но на каждом полюсе формируется гаплоидный набор. Поскольку в метафазе II хроматиды хромосом располагаются в плоскости экватора случайно, в анафазе происходит третья рекомбинация генетического материала клетки.

Телофаза II (1n; 1с). Нити веретена деления исчезают, хромосомы деспирализуются, вокруг них восстанавливается ядерная оболочка, делится цитоплазма.

Таким образом, в результате двух последовательных делений мейоза диплоидная клетка дает начало четырем дочерним, генетически различным клеткам с гаплоидным набором хромосом.

Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.

Задание на дом. Изучить текст параграфа, ответить на вопросы.

Приложение 1. Кодограмма к уроку 1

Тема: «Деление клетки. Митоз». § 17

Размножение. Размножение клеток

На уровне молекул? Органоидов? На уровне клеток: митоз, мейоз. Хромосомный набор вида – кариотип, особи – генотип, гаметы – геном. У человека геном = 23, одинарный, гаплоидный (n ) – 100 000 генов; в соматических клетках – двойной, диплоидный (2n ) – 100 000 пар генов (n– количество хромосом). Гомологичные хромосомы?

Первичная перетяжка – центромера. Равноплечие, неравноплечие, одноплечие хромосомы. У некоторых – есть вторичная перетяжка.

Плечи хромосомы заканчиваются теломерами.

ДНК в ядре около 2 м! В 1-й хромосоме – до 8 см.

Митотический и жизненный циклы клеток

Интерфаза: G1 – пресинтетический – рост,

S – синтетический – удвоение ДНК,

G2 – постсинтетический – подготовка к делению,

n? с – количество ДНК.

2.14. Деление клетки. Митоз

Вопрос 1. В чем биологическое значение ми­тоза?

Биологическое значение митоза состоит в том, что в результате этого способа деле­ния образуются клетки с наследственной информацией, которая идентична инфор­мации материнской клетки.

Митоз обеспечивает процессы роста и развития организма, восстановления ут­раченных клеток и тканей, а также лежит в основе бесполого размножения расте­ний, животных, грибов, бактерий.

Вопрос 2. Какие фазы включает в себя митоз?

Митоз включает четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу.

Во время профазы основные процессы происходят в ядре клетки. Хромосомы утолщаются и укорачиваются за счет спирализации ДНК, становятся видимыми в микроскоп. Каждая хромосома состо­ит из двух хроматид, соединенных друг с другом в области центромеры. Ядрышко постепенно исчезает. Образуется веретено деления. Ядерная оболочка разрушается.

Метафаза характеризуется тем, что хро­мосомы, состоящие из двух хроматид, располагаются в центре клетки, в плос­кости экватора. Нити веретена от разных полюсов прикрепляются к центромерам каждой из хромосом.

Анафаза начинается с того, что каждая хромосома расщепляется на две хромати- ды, которые расходятся по направлению к полюсам клетки.

В телофазу дочерние хромосомы, обра­зовавшиеся из хроматид, достигают полю­сов клетки. Составляющая их ДНК на­чинает деспирализовываться, появляется ядрышко. Вокруг каждой группы дочер­них хромосом образуется ядерная оболоч­ка. Телофаза завершается разделением цитоплазмы и образованием двух одина­ковых клеток.

Вопрос 3. Что такое редупликация ДНК?

Редупликацией называется удвоение молекулы ДНК в период интерфазы. Под воздействием фермента водородные связи между комплементарными азотис­тыми основаниями разрываются. Нити, составляющие двойную спираль ДНК, расходятся. Из свободных нуклеотидов согласно принципу комплементарности достраиваются вторые цепи образовав­шихся нитей ДНК. В результате из одной материнской молекулы возникают две идентичные дочерние молекулы ДНК.

Вопрос 4. Что происходит в интерфазу для подготовки деления клетки?

Во время интерфазы идет интенсивная подготовка клетки к делению, которая за­ключается в следующем:

- происходит редупликация ДНК;

- увеличивается число многих органо­идов, в том числе митохондрий, центриолей и других;

- синтезируется и запасается АТФ, ко­торая необходима для процессов после­дующего деления.

/ test_-_mitoz._meyoz._razmnozhenie_2

Б–10 Тест «Митоз. Мейоз. Размножение» Вариант № 1

При выполнении заданий А1-А21 из предложенных вариантов ответов выберите тот, который вы считаете правильным.

А1 .В результате митоза из одной диплоидной клетки получается:

1) две с диплоидным набором хромосом 3) четыре с гаплоидным набором хромосом

2) четыре с диплоидным набором хромосом 4) две с гаплоидным набором хромосом

А2. Почкование — пример размножения:

1) бесполого 2) полового 3) спорового 4) вегетативного

А3. Неподвижные половые клетки, богатые запасными питательными веществами:

1) споры 2) яйцеклетки 3) сперматозоиды 4) спермии

А4. В результате мейоза из одной диплоидной клетки получается:

1) две с диплоидным набором хромосом 2) четыре с диплоидным набором хромосом

3) четыре с гаплоидным набором хромосом 4) две с гаплоидным набором хромосом

А5. Бесполым путем часто размножаются:

1) земноводные 2) насекомые 3) кишечнополостные 4) ракообразные

А6. В процессе митотического деления, формирование экваториальной плоскости происходит в

1) Анафазе 2) Телофазе 3) Профазе 4) Метафазе

А7. Конъюгация и кроссинговер в клетках животных происходят;

1)в процессе митоза 2) при почковании 3) при партеногенезе 4) при гаметогенезе

А8. При митозе деление цитоплазмы клетки происходит в:

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

А9. Не является стадией митоза:

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

А10. Как называется явление, при котором мужские и женские половые клетки развиваются на одном организме?

1) гермафродитизм 2) гаметогенез 3) гетерогаметность 4) партеногенез

А11. Период подготовки клетки к делению называется:

1) Анафаза 2) Интерфаза 3) Телофаза 4) Метафаза

А12. Назовите форму размножения, когда происходит формирование выроста у материнской клетки или организма, который затем отделяется и превращается в самостоятельный организм?

1) спорообразование 2) почкование 3) партеногенез 4) клонирование

А13. Сестринские хроматиды начинают расходиться к полюсам клетки в стадии:

1) профазы 2) метафазы 3) анафазы 4) интерфазы

А14. В какой фазе жизненного цикла происходит самоудвоение ДНК:

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

А15. Жизненный цикл клетки это:

1) жизнь клетки в период ее деления 2) жизнь клетки от деления до следующего деления или до смерти

3) жизнь клетки в период митоза 4) жизнь клетки в период интерфазы

А16. Двойной набор хромосом:

1) диплоидный 2) гаплоидный 3) гомозиготный 4) гетерозиготный

А17. Основными формами размножения организмов являются:

1) половое 2) бесполое 3) вегетативное 4) половое и бесполое

А18. Процесс слияние половых клеток, с восстановлением диплоидного набора хромосом, называется:

1) Размножение 2) Оплодотворение 3) Онтогенез 4) Овогенез

А19. Оплодотворение, происходящее в половых путях самки, называется

1) Внутреннее 2) Внешнее 3) Смешанное 4) Двойное

В задании В1–В2 Выберите три правильных ответа из шести предложенных. Ответ запишите в виде последовательности цифр.

В1: Что характерно для бесполого размножения?

1) потомство имеет гены только одного материнского организма 4) в образовании потомства участвует одна особь

2) потомство генетически отличается от родительских организмов 5) размножение частями вегетативных органов

3) в образовании потомства обычно участвуют две особи

В2. Охарактеризуйте яйцеклетку:

1) Формируется в женских половых железах – яичниках 4) В ядрах помимо ДНК присутствует и-РНК

2) Мелкие клетки состоящие из головки, шейки, хвостика 5) Формируются в половых железах – семенниках

3) Крупные клетки, содержащие запас питательных веществ 6) Это клетки округлойформы