Средняя образовательная школа № 33 имени Кайрата Рыскулбекова
Открытый урок по биологии
Тема: « Митоз как основа бесполого размножения, его фазы. Биологическая сущность митоза.»
9 «В» класс
Учитель: Калиева А.А.
Семей -2013 -2014 учебный год.
Урок № 16, 9 «В» класс по биологии.
Дата: 24.10.2013г
Тема: Митоз как основа бесполого размножения, его фазы. Биологическая сущность митоза.
Цель :
Образовательная : сформировать на уроке представление о митозе, как непрямом способе деления клетки; изучить фазы митоза и его биологическую роль; на примере деления клетки показать отражение закона диалектики отрицание отрицания.
Развивающая : способствовать развития аналитического мышления и познавательного интереса учащихся, развивать память, внимание, наблюдательность; способствовать формированию у учащихся интеллектуальных умений.
Воспитательная : воспитывать гуманное отношение к природе; уважение к чужому труду; ответственность за результат учебного труда, чувство аккуратности и добросовестности.
Задачи:
Образовательные : сформировать умение отличать митоз от других способов деления клеток; различать фазы митоза по происходящим в них процессам; уметь воспроизводить их на бумаге; уметь применять полученные знания о митозе для объяснения значения этого процесса в жизни организмов.
Развивающие : развивать умение анализировать явления,делать сравнительный анализ разных фаз митоза делать логические выводы; развивать навык работы с текстовыми таблицами; развитие внимательности при поиске ошибок.
Воспитательные : стремиться формировать материалистическое мировоззрение; воспитывать умение общаться друг с другом;,; воспитывать познавательную самостоятельность и поддерживать интерес к предмету.
Оборудование : компьютер, интерактивное пособие по теме «Митоз» таблица « Митоз» , схематическое изображение разных фаз митоза, картинки смайликов.
Ход урока:
I . Организация начала занятия. (1-2 мин).
Подготовка учащихся к работе на занятии: приветствие; проверка готовности учащихся к занятию, быстрое включение их в деловой ритм.
II . Проверка выполнения домашнего задания (10- 15 мин).
Для начала немного повторим, вспомним,что мы уже знаем
Беседа по вопросам, которые необходимо вспомнить для изучения нового материала
Что вы знаете о делении клетки? (деление–это жизненное свойство клетки);
Что такое клеточный центр? (органоид, содержащий две центриоли, состоящих из микротрубочек);
Что такое ДНК? (хранитель наследственной информации);
Что такое редупликация ДНК? (удвоение молекул ДНК);
Что такое хромосомы? (органоиды – носители наследственной информации);
Что такое диплоидный набор хромосом? (двойной набор, характерный для соматических клеток);
Что такое гаплоидный набор хромосом? (одинарный, характерный для половых клеток).
В ходе беседы проводится работа по коррекции знаний.
Итак, вы успешно справились с вопросами, и мы переходим к изучению нового материала.
Сегодня мы с вами познакомимся с процессом деления клетки – митозом, узнаем, что такое жизненный цикл клетки.
Ребята, как вы думаете, какие качества должны быть присущи современному человеку, чтобы он мог добиться успеха? (трудолюбие, ответственность, целеустремлённость, профессионализм). Вы правы, все эти качества потребуются нам на сегодняшнем уроке.
Эпиграфом к нашему уроку мне хотелось бы взять слова немецкого поэта Г.Э.Лессинга
« Спорьте, заблуждайтесь, ошибайтесь, но, ради Бога, размышляйте, и хотя и криво, да сами » . (Слайд № 1)
Тема нашего урока : Митоз как основа бесполого размножения, его фазы. Биологическая сущность митоза. ( Слайд №2). (20 мин)
Цели урока:
Познакомиться с особенностями митоза и его биологической ролью в природе.
Раскрыть особенности протекания каждой фазы митоза.
Рассмотреть механизмы, обеспечивающие генетическую идентичность дочерних клеток. (слайд № 3)
III . Объяснение нового материала . (Слайд №4)
Один из способов бесполого размножения, изученных нами это, деление. В биологии процессы подчиняются законам философии. Мы с вами уже встречались с законом борьбы и единства противоположности, когда изучали катаболизм и анаболизм. А есть ещё другой закон - закон отрицание отрицания. Проросток отрицает семя, а новая клетка – старую. Деление – это увеличение числа клеток. (Открываю слайд с делящимися клетками), основа размножения и развития. Из одной старой большой дряхлой клетки в результате деления получается две молодые юные клетки, которые начинают расти, увеличиваться в размерах, выполнять свойственные им функции и, наконец, приступают к делению – заканчивается их жизненный цикл. Следовательно, жизненный цикл клетки или по-другому клеточный цикл это-
КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ – ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ СОБЫТИЙ ПРОИСХОДЯЩИХ МЕЖДУ ОБРАЗОВАНИЕМ КЛЕТКИ И ЕЁ СЛЕДУЮШИМ ДЕЛЕНИЕМ ИЛИ СМЕРТЬЮ . (Слайд № 5)
Существуют 3 стадии клеточного цикла: Слайд №6)
1.ИНТЕРФАЗА
2.МИТОЗ (КАРИОКИНЕЗ)
3.ЦИТОКИНЕЗ (ДЕЛЕНИЕ ЦИТОПЛАЗМЫ)
Начинается клеточный цикл с интерфазы. Это самая большая фаза. В ней происходят 3 важных этапа.
1.ИНТЕРФАЗА - это непосредственно жизнь клетки, во время которой клетка выполняет свойственные ей функции, ради чего появилась на свет, осуществляет клеточный метаболизм, биосинтез,проводит процессы транскрипции и трансляции, образует митохондрии, хлоропласты и др. клеточные органоиды. (прикрепляю схематическое изображение).
2. В конце интерфазы клетка начинает готовиться к делению. При этом происходит удвоение (репликация) ДНК, укорачивание нитей ДНК за счёт их спирализации. Ведь нить ДНК длиной ок. 2-х метров и она так компактно укладывается, что хромосомы уже становятся хорошо видимыми в световой микроскоп. (прикрепляю схематическое изображение)
А теперь давайте вспомним, сколько хромосом содержит человеческая клетка? 46. Следовательно, одна клетка содержит 46 хромосом, и разделившись, сколько хромосом будут содержать дочерние клетки?
23 23
Логично, но если каждая клетка разделится ещё пополам, то будет дробное число и т.д.
Значит, на макушке у на одно число хромосом, а на пятках другое? Вы согласны? Нет? А как же тогда выйти из положения? Как получить во всем организме одинаковое число хромосом не нарушая законов математики? (ребята высказывают свои предположения)
Остаётся только признать такую схему деления - не очень логичную, но зато правильную.
46 46
Тогда возникает вопрос?. А как же так может получиться? (Ученики высказывают свои предположения)
Это получается так потому, что митоз особенное - непрямое деление клетки.
МИТОЗ - это такое деление клеточного ядра, при котором образовавшиеся дочерние клетки имеют идентичные материнскому наборы хромосом. Митоз - это деление соматических клеток (клеток тела). (Слайд № 7)
Впервые митоз, как способ деления соматических клеток открыли в 1879г. Бовери и Флеминг.
Процесс включает 4 фазы.
Предлагаю вам в тетради написать такую таблицу.
Давайте схематично изобразим суть процесса. Я рисую на доске, а вы внимательно смотрите, и в тетрадях рисуете вместе со мной. Вы в таблицу записываете название фазы в первый столбик и особенности данной во второй.
(Слайд № 8)
1. Профаза. В первую фазу митоза ядерная оболочка разрушается, исчезает ядрышко, центриоли расходятся по полюсам клетки. Между ними натягиваются нити веретена деления. Каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединённых перетяжкой –центромерой. Закончилась профаза. (Слайд № 9).
2.Метафаза . Хромосомы прикрепляются к нитям веретена деления своими перетяжками и выстраиваются по экватору клетки. (Слайд № 10).
3.Анафаза. Самая короткая. Нити веретена деления растягивают хроматиды в разные стороны. (Слайд № 11).
4.Телофаза. Фаза обратная профазе. Разошедшиеся хроматиды становятся хромосомами и начинают раскручиваться. Образуется ядерная оболочка, ядрышко. (Слайд № 12).
Процесс митоза заканчивается. Начинается цитокинез- деление цитоплазмы и органоидов.Продолжительность митоза 1.5 – 2 часа. У животных образуется перетяжка между клетками, а у растений срединная перегородка. Получаются 2 дочерние клетки.
А теперь сравните картинку телофазы и интерфазы: сравните количество хромосом и ответьте на вопрос. Какой процесс к этому привёл? (Удвоение хромосом в интерфазе). (Слайд № 13).
Показываю общую схему митоза на мониторе.
Биологический смысл митоза заключается в том, что все клетки одного организма имеют одинаковый набор хромосом.
Образовавшаяся в результате оплодотворения зигота начинает делиться митозом на равноценные клетки, давая начало новому организму, все клетки которого, несмотря на их разнообразие, имеют одинаковый, равноценный набор хромосом. Благодаря митозу осуществляется рост организма, регенерация органов, а также обуславливает сходство потомства с родителями из поколения в поколение.
(2 мин).
(Видео: Процесс деление клетки печени человека)
(Слайд № 14).
В процессе митоза происходит строго
одинаковое распределение точно
скопированных хромосом между дочерними клетками, что обеспечивает образование генетически идентично-одинаковых клеток. (Слайд № 15).
Ребята, урок заканчивается, давайте повторим с вами изученное и сделаем вывод:
(Слайд № 16).
Значение митоза:
В результате митоза возникают две дочерние клетки, содержащие столько же хромосом, сколько их было в ядре материнской клетки.
Благодаря митозу осуществляются процессы регенерации и замены отмирающих клеток. (Слайд № 17). (2 мин)
IV .Закрепление. (тест) (5 мин).
1. Отметьте неверный ответ.
Прививки используют для размножения растений, так как:
а) это более быстрый способ, чем выращивание из семян;
б) при этом сохраняется желаемый набор признаков;
в) образующиеся растения сочетают в себе признаки обоих родителей.
2. Что такое клеточный, или жизненный, цикл клетки?
а) жизнь клетки в период ее деления;
б) жизнь клетки от деления до следующего деления или до смерти;
в) жизнь клетки в период интерфазы.
3. Митоз – это основной способ деления:
а) половых клеток;
б) соматических клеток;
в) а + б.
4. В профазе митоза происходит:
а) удвоение содержания ДНК;
б) синтез ферментов, необходимых для деления клетки;
в) спирализация хромосом.
5. В анафазе митоза происходит расхождение:
а) дочерних хромосом;
б) гомологичных хромосом;
в) негомологичных хромосом;
г) органоидов клетки.
6. В какой из фаз митоза происходит утолщение (спирализация) хромосом, исчезает ядрышко, распадается ядерная оболочка, расходятся к полюсам центриоли и образуется веретено деления?
а) анафазе;
б) телофазе;
в) профазе;
г) метафазе.
7. Хромосомы расположены в одной плоскости в центре клетки (на экваторе). К каждой из них в области центромеры присоединены с двух сторон нити веретена. Это характерно для фазы митоза:
а) профазы;
б) метафазы;
в) анафазы;
г) телофазы.
8. Репликация происходит в
а) профазе;
б) метафазе;
в) интерфазе;
г) телофазе.
9. Деление центромер и расхождение хроматид к полюсам клетки происходит в:а) профазе;
б) метафазе;
в) анафазе;
г) телофазе.
10. Биологическое значение митоза заключается в:а) строго одинаковом распределении между дочерними клетками материала цитоплазмы и ядра
б) увеличении числа клеток
в) а + б
Ответы к тесту: 1– в; 2– б; 3– б; 4– в; 5– а; 6– в; 7– б; 8–в; 9–в; 10–в.
Критерии оценки : 100%–85% – 5, 84–75% – 4, 74–50% – 3, 49% –2.
Выставление оценок учащимся за урок
Теперь запишите домашнюю работу: п. 1 6 , заполнить таблицу в тетради до конца, соотнеся процессы фаз с их рисунками (Слайд № 18) (1 -2 мин).
Среди всех интересных и достаточно сложных тем в биологии стоит выделить два процесса деления клеток в организме – мейоз и митоз . Сначала может показаться, что эти процессы одинаковые, поскольку в обоих случаях происходит деление клеток, но на самом деле между ними существует большая разница. В первую очередь, нужно разобраться с митозом. Что этот процесс из себя представляет, что такое интерфаза митоза и какую роль они играют в человеческом организме? Подробнее об этом и пойдет речь в данной статье.
Сложный биологический процесс, который сопровождается делением клеток и распределением хромосом между этими клетками – все это можно сказать о митозе. Благодаря ему, между дочерними клетками организма равномерно распределяются хромосомы, в которых содержится ДНК.
Существует 4 основные фазы процесса митоза. Все они связаны между собой, поскольку фазы плавно переходят из одной на другую. Распространенность митоза в природе обусловлена тем, что именно он участвует в процессе деления всех клеток, среди которых мышечные, нервные и так далее.
Коротко об интерфазе
Перед попаданием в состояние митоза клетка, которая разделяется, переходит в период интерфазы, то есть растет. Длительность интерфазы может занимать более 90% всего времени активности клетки в обычном режиме .
Интерфаза делится на 3 основных периода:
- фаза G1;
- S-фаза;
- фаза G2.
Все они проходят в определенной последовательности. Рассмотрим каждую из этих фаз отдельно.
Интерфаза — основные составляющие (формула)
Фаза G1
Этот период характеризуется подготовкой клетки к делению. Она увеличивается в объемах для дальнейшей фазы синтеза ДНК.
S-фаза
Это следующий этап в процессе интерфазы, при котором происходит деление клеток организма. Как правило, синтез большей части клеток происходит на небольшой промежуток времени. После деления клетки не увеличиваются в размерах, а начинается последняя фаза.
Фаза G2
Финальный этап интерфазы, на протяжении которого клетки продолжают синтезировать белки, увеличиваясь при этом в размерах. В этот период в клетке по-прежнему есть нуклеолы. Также в последней части интерфазы происходит дублирование хромосом, а поверхность ядра в это время покрывается специальной оболочкой, имеющей защитную функцию.
На заметку! По завершению третьей фазы наступает митоз. Он тоже включает в себя несколько стадий, после которых происходит деление клетки (этот процесс в медицине называется цитокинезом).
Стадии митоза
Как уже отмечалось ранее, митоз делится на 4 стадии, но иногда их может быть и больше. Ниже представлены основные из них.
Таблица. Описание основных фаз митоза.
| Название фазы, фото | Описание |
|---|---|
| Во время профазы происходит спирализация хромосом, в результате чего они принимают скрученную форму (она более компактная). Останавливаются все синтетические процессы в клетке организма, поэтому рибосомы уже не вырабатываются. |
| Многие специалисты не выделяют прометафазу как отдельную фазу митоза. Нередко все процессы, которые в ней происходят, относят к профазе. В этот период цитоплазма окутывает хромосомы, которые свободно перемещаются по клетке до определенного момента. |
| Следующая фаза митоза, которая сопровождается распределением на экваториальной плоскости конденсированных хромосом. В этот период происходит обновление микротрубочек на постоянной основе. При метафазе хромосомы расположены так, что их кинетохоры находятся в ином направлении, то есть направлены к противоположным полюсам. |
| Данная фаза митоза сопровождается отделением хроматид каждой из хромосом друг от друга. Нарастание микротрубочек прекращается, они теперь начинают разбираться. Анафаза длится недолго, но за этот промежуток времени клетки успевают разойтись ближе к разным полюсам в примерно равном количестве. |
| Это последняя стадия, на протяжении которой начинается деконденсация хромосом. Эукариотические клетки завершают свое деление, а вокруг каждого набора хромосом человека образовывается специальная оболочка. При сокращении сократительного кольца происходит разделение цитоплазмы (в медицине этот процесс называется цитотомией). |
Важно! Длительность полного процесса митоза, как правило, составляет не больше 1,5-2 часов. Продолжительность может меняться в зависимости от вида разделяемой клетки. Также на длительность процесса влияют и внешние факторы, такие как световой режим, температура и так далее.
Какую биологическую роль играет митоз?
Теперь попробуем разобраться с особенностями митоза и его важностью в биологическом цикле. В первую очередь, он обеспечивает многие процессы жизнедеятельности организма, среди которых – эмбриональное развитие .
Также митоз отвечает за восстановление тканей и внутренних органов организма после различных видов повреждения, в результате чего происходит регенерация. В процессе функционирования клетки постепенно отмирают, но с помощью митоза структурная целостность тканей постоянно поддерживается.
Митоз обеспечивает сохранение определенного количества хромосом (оно соответствует числу хромосом в материнской клетке).
Видео – Особенности и виды митоза
Биологическое значение митоза очень высоко. Непосвещенному даже представить трудно, какую роль играет в жизнедеятельности процесс простого деления клеток в организме. Способность клеток делиться – это самая важная их функция, основополагающая. Без этого невозможно продолжение жизни на Земле, увеличение популяций одноклеточных организмов, невозможно развитие и продолжение существования большого многоклеточного организма, невозможно также размножение половым путем и развитие новой жизни из оплодотворенной яйцеклетки.
Биологическое значение митоза было бы намного меньше, если бы деление клеток не было сущностью большинства происходящих на нашей планете биологических процессов. Данный процесс происходит в несколько этапов. Каждый из них включает в себя несколько действий внутри клетки. Итогом этого является обязательное умножение генетического базиса одной клетки надвое путем дублирования ДНК, чтобы впоследствии материнская клетка дала жизнь двум дочерним.
Всю жизнь клетки можно заключить в период от образования дочерней до ее последующего деления надвое. Этот период носит в биологии название «клеточный цикл».
Самая первая фаза митоза – это собственно подготовка к клеточному делению. Период, в котором клетки, наделенные ядрами, выполняют непосредственную подготовку к делению, называется интерфазой. В ней происходит все самое важное, а именно – удвоение цепочки ДНК и прочих структур, а также синтез большого количества белка. Таким образом, хромосомы клетки становятся удвоенными, и каждая половинка такой двойной хромосомы носит название «хроматида».
После интерфазы начинается непосредственно сам процесс деления – митоз. Он тоже проходит в несколько ступеней. В итоге все удвоенные части растягиваются симметрично по клетке, чтобы после образования центральной перегородки в каждой новой клетке осталось одинаковое количество образовавшихся компонентов.
Фазы митоза и мейоза схожи, но в последнем (при делении половых клеток) имеется два деления, и в итоге получается не две, а четыре клетки-«дочери». Также перед вторым делением отсутствует удвоение хромосом, поэтому их набор в дочерних клетках остается половинным.
1. Профаза. В этой фазе центриоли клетки очень хорошо видны. Они присутствуют только в клетке животных и человека. У растений нет центриолей.
2. Прометафаза. В этот момент завершается профаза и начинается метафаза.
3. Метафаза. В этот момент хромосомы лежат на «экваторе» клетки.
4. Анафаза. Хромосомы отходят к разным полюсам.
5. Телофаза. Одна клетка-«мать» делится путем образования центральной перегородки на две клетки-«дочери». Так и завершается деление клетки или митоз.
Самое главное биологическое значение митоза – это абсолютно одинаковое разделение удвоенных хромосом на 2 одинаковые части и помещение их в две клетки-«дочери». Разные виды клеток и клетки разных организмов имеют варьирующееся время продолжительности деления – митоза, но в среднем он протекает примерно около полутора часов. Существует очень много факторов, влияющих на этот весьма хрупкий процесс. Любые изменяющиеся условия внешней среды, например, температура окружающего воздуха, режим световых фаз, давление в окружении и внутри организма и клетки, а также множество других факторов, могут значительно повлиять и на продолжительность, и на качество процесса деления клеток. Также длительность всего митоза и его отдельных ступеней напрямую может быть зависима от типа ткани, в клетках которой он и протекает.
Биологическое значение митоза с каждым новым открытием в области цитологии становится более ценным, потому что без этого процесса невозможна жизнь на планете.
Вопросы самоконтроля. Биологическое значение митоза
Задание № 1
Тема 14. Половое размножение.
Вопросы самоконтроля
Биологическое значение митоза.
ТЕЛОФАЗА
АНАФАЗА
МЕТАФАЗА.
Хромосомы приобретают упорядоченное расположение, передвигаясь к экватору. Достигнув экватора, хромосомы располагаются в одной плоскости, и в этот момент к центромерам каждой хромосомы прикрепляется одна из нитей веретена.
В метафазе отчетливо видно, что хромосомы состоят из двух хроматид, соединенных только в области центромеры.
Хроматиды каждой хромосомы начинают расходиться к полюсам клетки: к одному полюсу отходит одна хроматида, к противоположному другая. Движение хромосом осуществляется за счет нитей веретена, которые сокращаются и растягивают дочерние хромосомы от экватора к противоположным полюсам клетки. При движении используется энергия АТФ.
В этот момент в клетке находится два диплоидных набора хромосом.
Приблизившиеся к полюсам клетки хромосомы начинают раскручиваться и снова приобретают форму длинных нитей, переплетающихся друг с другом, что характерно для неделящегося ядра. В дочерних ядрах вновь образуется ядерная оболочка, формируется ядрышко и полностью восстанавливается характерное для интерфазы строение ядра. На протяжении телофазы происходит и деление цитоплазмы, в результате которого две дочерние клетки отделяются друг от друга. Эти клетки по строению полностью сходны с материнской, но отличаются от нее меньшими размерами.
В результате митоза каждая дочерняя клетка получает точно такие же хромосомы, какие имела материнская клетка. Число хромосом в обоих дочерних клетках равно числу хромосом материнской клетки.
Следовательно, биологическое значение митоза заключается в строго равномерном распределении хромосом между ядрами двух дочерних клеток. Это значит, что митоз обеспечивает тонкую передачу всей наследственной информации каждому из дочерних ядер.
Если произойдет нарушение нормального хода митоза и в дочерней клетке хромосом окажется меньше или больше, чем в материнской, то это приведет либо к гибели, либо к существенным изменениям в жизнедеятельности клетки - к возникновению мутаций.
1.Какие формы размножения характерны для живых организмов?
2.Какое размножение называют бесполым?
4.Какие формы бесполого размножения характерны для организмов?
5.Какая из форм бесполого размножения является наиболее молодой?
6.Что такое митоз?
7.Какие клетки делятся путем митоза?
8.Какой набор хромосом содержат клетки в конце интерфазы?
9.В какую из фаз митоза хромосомы располагаются в плоскости экватора?
10.В какую фазу митоза к полюсам клетки расходятся хроматиды?
11.На каком этапе клетки формируется веретено деления?
12.Каково биологическое значение митоза?
1.Прочитайте ниже изложенный учебный материал.
2.Проанализируйте таблицы из приложения
3.Ответьте на вопросы самоконтроля.
Половое размножение - смена поколений и развитие организмов на основе специализированных половых клеток.
Однако у беспозвоночных животных нередко сперматозоиды и яйцеклетки формируются в теле одного организма. Такое явление – обоеполость – называется гермафродитизмом.
Известны случаи, когда новый организм не обязательно появляется в результате слияния половых клеток. У некоторых видов животных и растений наблюдается развитие из неоплодотворенной яйцеклетки (пчелы, осы, тли, некоторые ракообразные (дафнии)). Такое размножение называется девственным или партеногенетическим .
Половое размножение. Новый организм образуется в результате слияния половых клеток-гамет (n). Образуется зигота (2n) с уникальным набором хромосом. Половое размножение характерно для большинства живых организмов. Преимущества : каждая особь обладает уникальным генотипом, что позволяет в результате естественного отбора приспособиться к различным условиям среды.
Характерны следующие особенности : в размножении обычно принимают участие две особи – мужская и женская; чаще осуществляется с помощью специализированных клеток – гамет; редукция количества хромосом и перекомбинация генетического материала в гаметах происходит в результате мейоза; потомки (за исключением однояйцевых близнецов) генетически отличны друг от друга и от родительских особей.
Сперматогенез, овогенез (оогенез).
Гаметогенез – это процесс развития половых клеток – гамет. Предшественники гамет (гаметоциты) диплоидны. Процесс образования сперматозоидов называется сперматогенезом, а образование яйцеклеток – оогенезом (овогенезом). В половых железах различают три разных участка, или зоны: зона размножения , зона роста , зона созревания . Сперматогенез и оогенез включают три одинаковые фазы: размножения, роста, созревания (деления). В сперматогенезе имеется еще одна фаза – формирования.
Фаза размножения : диплоидные клетки многократно делятся митозом. Количество клеток в гонадах растет, их называют оогонии и сперматогонии. Набор хромосом 2n.
В фазе роста происходит их рост, образовавшиеся клетки называются ооциты 1-го порядка и сперматоциты 1-го порядка.
В фазе созревания происходит мейоз, в результате первого мейотического деления образуются гаметоциты 2-го порядка (набор хромосом n2c), которые вступают во второе мейотическое деление, и образуются клетки с гаплоидным набором хромосом (nс). Оогенез на этом этапе практически заканчивается, а сперматогенез включает еще фазу формирования , во время которой формируются сперматозоиды.
В отличие от образования сперматозоидов, которое происходит только после достижения половой зрелости (в частности, у позвоночных животных), процесс образования яйцеклеток начинается еще у зародыша. Период размножения полностью осуществляется на зародышевой стадии развития и заканчивается к моменту рождения (у млекопитающих и человека). В период роста ооциты увеличиваются в размерах за счет накопления питательных веществ (белков, жиров, углеводов) и пигментов – образуется желток. Затем ооциты 1-го порядка вступают в период созревания. В результате первого мейотического деления возникают две дочерние клетки. Одна из них, относительно мелкая, называемая первым полярным тельцем, не является функциональной, а другая, более крупная (ооцит 2-го порядка), подвергается дальнейшим преобразованиям.
Второе деление мейоза осуществляется до стадии метафазы II и продолжится только после того, как ооцит 2-го порядка вступит во взаимодействие со сперматозоидом и произойдет оплодотворение. Таким образом, из яичника выходит, строго говоря, не яйцеклетка, а ооцит 2-го порядка. После оплодотворения он делится, в результате чего возникают яйцеклетка (или яйцо) и второе полярное тельце. Однако традиционно для удобства яйцеклеткой называют ооцит 2-го порядка, готовый к взаимодействию со сперматозоидом. Таким образом, в результате оогенеза образуется одна нормальная яйцеклетка и три полярных тельца.
Гаметы. Это половые клетки, при слиянии которых образуется зигота, дающая начало новому организму. Они представляют собой высокоспециализированные клетки, участвующие в осуществлении процессов, связанных с половым размножением. Гаметы имеют ряд особенностей, отличающих их от соматических клеток : хромосомный набор соматических клеток – диплоидный (2n2с), а гамет – гаплоидный (nс); гаметы не делятся; гаметы, особенно яйцеклетки, более крупные, чем соматические клетки; яйцеклетка содержит много питательных веществ, сперматозоид – мало (практически отсутствуют); гаметы имеют измененное ядерно-цитоплазматическое соотношение по сравнению с соматическими клетками (в яйцеклетке ядро занимает значительно больший объем, чем цитоплазма, в сперматозоиде – наоборот, причем ядро имеет такие же размеры, что и в яйцеклетке). Активная роль в оплодотворении принадлежит сперматозоиду. Поэтому он имеет малые размеры и подвижен (у животных). Яйцеклетка не только приносит в зиготу свой набор хромосом, но и обеспечивает развитие зародыша на ранних стадиях. Поэтому она имеет крупные размеры и, как правило, содержит большой запас питательных веществ.
Организация яйцеклеток животных. Размер яйцеклеток колеблется в широких пределах – от нескольких десятков микрометров до нескольких сантиметров (яйцеклетка человека – около 100 мкм, яйцо страуса, имеющее длину со скорлупой порядка 155 мм, – тоже яйцеклетка). Яйцеклетка имеет ряд оболочек, располагающихся поверх плазматической мембраны, и запасные питательные вещества. У млекопитающих яйцеклетки имеют блестящую оболочку, поверх которой располагается лучистый венец – слой фолликулярных клеток.
Количество питательных веществ, накапливаемых в яйцеклетке, зависит от условий, в которых происходит развитие зародыша. Так, если развитие яйцеклетки происходит вне организма матери и приводит к формированию крупных животных, то желток может составлять более 95% объема яйцеклетки . Яйцеклетка млекопитающих содержит менее 5% желтка. В связи с накоплением питательных веществ у яйцеклеток появляется полярность. Противоположные полюсы называются вегетативным и анимальным. Поляризация проявляется в том, что происходит изменение местоположения ядра в клетке (оно смещается в сторону анимального полюса), а также в особенностях распределения цитоплазматических включений (во многих яйцах количество желтка возрастает от анимального к вегетативному полюсу).
Организация сперматозоидов. Длина сперматозоида человека – 50–60 мкм. Функции сперматозоида определяют и его строение. Головка – самая крупная часть сперматозоида, образованная ядром, которое окружено тонким слоем цитоплазмы. На переднем конце головки расположена акросома – часть цитоплазмы с видоизмененным аппаратом Гольджи. Она вырабатывает фермент, который способствует растворению оболочек яйцеклетки. В месте перехода головки в среднюю часть образуется перехват – шейка сперматозоида, в которой расположены две центриоли. За шейкой располагается средняя часть сперматозоида, содержащая митохондрии, и хвост, который имеет типичное для всех жгутиков эукариот строение и является органоидом движения сперматозоида. Энергию для движения поставляет гидролиз АТФ, происходящий в митохондриях средней части сперматозоида.
Оплодотворение. Совокупность процессов, приводящих к слиянию мужских и женских гамет, объединению их ядер и образованию зиготы, которая дает начало новому организму, называется оплодотворением.
Различают наружное оплодотворение, при котором встреча сперматозоидов и яйцеклеток происходит во внешней среде, и внутреннее оплодотворение, при котором встреча сперматозоидов и яйцеклеток происходит в половых путях самки.
Чаще всего сперматозоид полностью втягивается в яйцо, иногда жгутик остается снаружи и отбрасывается. С момента проникновения сперматозоида в яйцо гаметы перестают существовать, так как образуют единую клетку – зиготу. В зависимости от количества сперматозоидов, проникающих в яйцеклетку при оплодотворении, различают: моноспермию – оплодотворение, при котором в яйцо проникает только один сперматозоид (наиболее обычное оплодотворение), и полиспермию – оплодотворение, при котором в яйцеклетку проникает несколько сперматозоидов. Но даже в этом случае с ядром яйцеклетки сливается ядро только одного из сперматозоидов, а остальные ядра разрушаются.
Мейоз
Первое мейотическое деление.
1. Профаза I.
Хромосомы спирализуются. Можно различить, что каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных между собой в области центромеры.
Гомологичные хромосомы тесно сближаются друг с другом, соединяются по всей длине и скручиваются – этот процесс называют – конъюгация. Далее проходит обмен одинаковыми, или гомологичными участками (обмен генами) – кроссинговер.
После конъюгации хромосомы расходятся.
2. Метафаза I.
Хромосомы крепятся к нитям веретена деления своими центромерами и располагаются в экваториальной плоскости.
3. Анафаза I.
К полюсам клетки отходят на половинки каждой хромосомы, включающие каждой хромосомы, включающие одну хроматиду, как при митозе, а целые хромосомы, каждая из которых состоит из 2-х хроматид. Следовательно, в дочернюю клетку попадает из каждой пары гомологичных хромосом только одна.
Число хромосом уменьшается в два раза, хромосомный набор становится гаплоидным.
4. Телофаза I.
На продолжительное время образуется ядерная оболочка. Поскольку отдельные хромосомы гаплоидных дочерних клеток продолжают оставаться удвоенными, во время интерфазы между первым и вторым делением мейоза удвоения ДНК не происходят. Клетки образуются в результате 1-го деления созревания, отличающиеся по составу отцовских и материнских хромосом и, следовательно, по набору генов.
Например, все клетки человека, в том числе первичные половые клетки, содержат 46 хромосом. Из них 23 получены от отца и 23 от матери. После 1-го мейотического деления в сперматоциты и овоциты попадает только по 23 хромосомы – по одной хромосоме из каждой пары гомологичных хромосом. Однако вследствие случайности расхождения отцовских и материнских хромосом в анафазе I – образующиеся клетки получают самые разнообразные комбинации родительских хромосом. Например, в одной из них может оказаться 3 отцовских и 20 материнских хромосом, в другой 10 отцовских и 12 материнских, в третьей 20 отцовских и 3 материнских и т.д. Число возможных комбинаций очень велико.
Следовательно, мейоз – основа комбинативной генотипической изменчивости.
Второе мейотическое деление.
Протекает, в общем, так же как обычное митотическое деление, с той лишь разницей, что делящаяся клетка гаплоидна.
Профаза II
Хромосомы спирализуются, образуется веретено деления.
Метафаза II
Хромосомы располагаются в экваториальной плоскости клетки, нити веретена деления прикрепляются к центомерам.
Анафаза II.
Хроматиды расходятся к полюсам клетки.
Теплофаза II.
Т.о. из исходной первичной половой клетки образовались четыре гаплоидные клетки с хромосомным набором.
Сущность периода созревания состоит в том, что в половых клетках количество хромосом уменьшается вдвое.
Биологический смысл 2-го мейотического деления заключается в том, что количество ДНК приводится в соответствие хромосомному набору.
У особей мужского пола все четыре гаплоидные клетки, образуются в результате мейоза, в дальнейшем преобразуются в гаметы – сперматозоиды.
У особей женского пола вследствие неравномерного мейоза лишь из одной клетки получается жизнеспособное яйцо. Три другие клетки гораздо мельче, они превращаются в так называемые направительные или редукционные, тельца, вскоре погибающие. Биологический смысл этого – необходимость сохранения в одной клетке всех запасных питательных веществ, которые понадобятся для развития будущего зародыша.
1.Какое размножения называют половым?
2.В чем преимущества полового размножения перед бесполым?
3.Назвовите основные этапы в образовании яйцеклеток и сперматозоидов?
4.Назовите отличительные особенности мейоза и митоза.
5.Какой процесс называют конъюгацией?
6.Какой процесс носит название кроссинговера?
7.В чем заключается биологический смысл мейоза?
Тема 15. Индивидуальное развитие организмов: эмбриональный период
Каково биологическое значение митоза
Светлана сыщенко
Генетическая стабильность. В результате митоза получаются два ядра, содержащие каждое столько же хромосом, сколько их было в родительском ядре. Эти хромосомы происходят от родительских хромосом путем точной репликации ДНК, поэтому гены их содержат совершенно одинаковую наследственную информацию. Дочерние клетки генетически идентичны родительской клетке, так что никаких изменений в генетическую информцию митоз внести не может. Поэтому клеточные популяции (клоны) , происходящие от родительских клеток, обладают генетической стабильностью.
Рост. В результате митозов число клеток в организме увеличивается (процесс, известный под названием гиперплазии) , что представляет собой один из главных механизмов роста.
Бесполое размножение, регенерация и замещение клеток. Многие виды животных и растений размножаются бесполым путем при помощи одного лишь митотического деления клеток. Кроме того, митоз обеспечивает регенерацию утраченных частей (например, ног у ракообразных) и замещение клеток, происходящее в той или иной степени у всех многоклеточных организмов.
Angelina
МИТОЗ- основная форма клеточного деления, сущность которой заключается в равномерном распределении хромосом между дочерними клетками; деление клетки бесполое (соматические клетки) , образуются две дочерние клетки с набором хромосом 2n
Напишите, в чем заключается сущность митоза. Каково его биологическое значение?
Помогите с домашним заданием! Пожалуйста!
Важнейшим компонентом клеточного цикла является митотический (пролиферативный) цикл. Он представляет собой комплекс взаимосвязанных и согласованных явлений во время деления клетки, а также до и после него. Митотический цикл - это совокупность процессов, происходящих в клетке от одного деления до следующего и заканчивающихся образованием двух клеток следующей генерации. Кроме этого, в понятие жизненного цикла входят также период выполнения клеткой своих функций и периоды покоя. В это время дальнейшая клеточная судьба неопределенна: клетка может начать делиться (вступает в митоз) либо начать готовиться к выполнению специфических функций.
Биологическое знаение митоза состоит в том, что он 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.
http://xn--90aeobapscbe.xn--p1ai/Учебные-материалы/Деление-клеток/41-Митоз-его-фазы-биологическое-значение
Ирина
в чём заключается сущность митоза? каково его биологическое значение?
Метоз-основная форма клеточного деления, сущность которого заключается в равномерном распределении хромосом между дочерними клетками. Биологическое значение метоза. Метоз лежит в основе роста и вегетативного размножения всех организмов, имеющих ядро-энукриот. Обеспечевает постоянство числа хромосом во всех клетках организма.
Клеточный цикл. Митоз
Одним из важнейших свойств жизни является самовоспроизведение биологических систем, в основе которого лежит деление клеток: «От клеточного деления зависят не только явления наследственности, но и сама непрерывность жизни» (Э. Вильсон). Универсальным способом деления эукариотических клеток является непрямое деление, или митоз (от древнегреч. «митос» – нить). Биологическое значение митоза заключается в сохранении объема и качества наследственной информации.
Краткая история открытия митоза
Впервые деление клеток (дробление яиц лягушки) наблюдали французские ученые Прево и Дюма (1824). Более подробно этот процесс описал итальянский эмбриолог М. Рускони (1826). Процесс деления ядер при дроблении яиц у морских ежей описал К. Бэр (1845). Первое описание деления клеток у водорослей выполнил Б. Дюмортье (1832). Отдельные фазы митоза наблюдали: немецкий ботаник В. Гофмейстер (1849; клетки тычиночной нити традесканции), российские ботаники Э. Руссов (1872; материнские клетки спор папоротников, хвощей, лилии) и И.Д. Чистяков (1874; споры хвоща и плауна), немецкий зоолог А. Шнейдер (1873; дробящиеся яйца плоских червей), польский ботаник Э. Страсбургер (1875; спирогира, плаун, лук).
Для обозначения процессов перемещения составных частей ядра немецкий гистолог В. Шлейхнер предложил термин кариокинез (1879), а немецкий гистолог В. Флемминг ввел термин митоз (1878). В 1880-е гг. Общая морфология хромосом была описана еще в работах Гофмейстера, однако лишь в 1888 г. немецкий гистолог В. Вальдейер ввел термин хромосома. Ведущая роль хромосом в хранении, воспроизведении и передаче наследственной информации была доказана лишь в ХХ веке.
Биологическое значение
Процесс митоза обеспечивает строго равномерное распределение хромосом между двумя дочерними ядрами, так что в многоклеточном организме все клетки имеют совершенно одинаковые (по числу и по характеру) наборы хромосом. Хромосомы содержат генетическую информацию, закодированную в ДНК, и поэтому регулярный, упорядоченный митотический процесс обеспечивает также полную передачу всей информации каждому из дочерних ядер; в результате каждая клетка обладает всей генетической информацией, необходимой для развития всех признаков организма. В связи с этим становится понятно, почему одна клетка, взятая из полностью дифференцированного взрослого растения, может при подходящих условиях развиться в целое растение. Мы описали митоз в диплоидной клетке, но этот процесс протекает сходным образом и в гаплоидных клетках, например в клетках гаметофитного поколения растений.
Т.е. биологическое значение митоза 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.
Биологическое значение митоза очень высоко. Непосвещенному даже представить трудно, какую роль играет в жизнедеятельности процесс простого деления клеток в организме. Способность клеток делиться - это самая важная их функция, основополагающая. Без этого невозможно продолжение жизни на Земле, увеличение популяций одноклеточных организмов, невозможно развитие и продолжение существования большого многоклеточного организма, невозможно также путем и развитие новой жизни из оплодотворенной яйцеклетки.
Биологическое значение митоза было бы намного меньше, если бы не было сущностью большинства происходящих на нашей планете биологических процессов. Данный процесс происходит в несколько этапов. Каждый из них включает в себя несколько действий внутри клетки. Итогом этого является обязательное умножение генетического базиса одной клетки надвое путем дублирования ДНК, чтобы впоследствии материнская клетка дала жизнь двум дочерним.
Всю жизнь клетки можно заключить в период от образования дочерней до ее последующего деления надвое. Этот период носит в биологии название «клеточный цикл».
Самая первая фаза митоза - это собственно подготовка к Период, в котором клетки, наделенные ядрами, выполняют непосредственную подготовку к делению, называется интерфазой. В ней происходит все самое важное, а именно - удвоение цепочки ДНК и прочих структур, а также синтез большого количества белка. Таким образом, хромосомы клетки становятся удвоенными, и каждая половинка такой двойной хромосомы носит название «хроматида».
После интерфазы начинается непосредственно сам процесс деления - митоз. Он тоже проходит в несколько ступеней. В итоге все удвоенные части растягиваются симметрично по клетке, чтобы после образования центральной перегородки в каждой новой клетке осталось одинаковое количество образовавшихся компонентов.
И мейоза схожи, но в последнем (при делении имеется два деления, и в итоге получается не две, а четыре клетки-«дочери». Также перед вторым делением отсутствует удвоение хромосом, поэтому их набор в дочерних клетках остается половинным.
1. Профаза. В этой фазе центриоли клетки очень хорошо видны. Они присутствуют только в клетке животных и человека. У растений нет центриолей.
2. Прометафаза. В этот момент завершается профаза и начинается метафаза.
3. Метафаза. В этот момент хромосомы лежат на «экваторе» клетки.
4. Анафаза. Хромосомы отходят к разным полюсам.
5. Телофаза. Одна клетка-«мать» делится путем образования центральной перегородки на две клетки-«дочери». Так и завершается деление клетки или митоз.
Самое главное биологическое значение митоза - это абсолютно одинаковое разделение удвоенных хромосом на 2 одинаковые части и помещение их в две клетки-«дочери». Разные виды клеток и клетки разных организмов имеют варьирующееся время продолжительности деления - митоза, но в среднем он протекает примерно около полутора часов. Существует очень много факторов, влияющих на этот весьма хрупкий процесс. Любые изменяющиеся условия внешней среды, например, температура окружающего воздуха, режим световых фаз, давление в окружении и внутри организма и клетки, а также множество других факторов, могут значительно повлиять и на продолжительность, и на качество процесса деления клеток. Также длительность всего митоза и его отдельных ступеней напрямую может быть зависима от типа ткани, в клетках которой он и протекает.
Биологическое значение митоза с каждым новым открытием в области цитологии становится более ценным, потому что без этого процесса невозможна жизнь на планете.
