Каким образом в митотическом цикле происходит удвоение днк?

36 ответов на вопрос “Каким образом в митотическом цикле происходит удвоение днк?”

Kilix 06-10-2019 Ответить

Вопрос 1. Что такое жизненный цикл клетки?
Жизненный цикл клетки — это период ее жизни от момента возникновения в процессе деления до гибели или конца последующего деления. Длительность жизненного цикла сильно варьирует и зависит от типа клеток и условий внешней среды: температуры, наличия кислорода и питательных веществ. Жизненный цикл амебы равен 36 часам, а у некоторых бактерий он составляет 20 минут. Для нервных клеток или, например, клеток хрусталика его продолжительность составляет годы и десятилетия.
Вопрос 2. Каким образом в митотическом цикле происходит удвоение ДНК? В чем смысл этого процесса?
Удвоение ДНК происходит во время интерфазы. Сначала две цепи молекулы ДНК расходятся, а потом на каждой из них по принципу комплементарности синтезируется новая полинуклеотидная последовательность. Этот процесс идет под управлением особых ферментов с затратой энергии АТФ. Новые молекулы ДНК являются абсолютно идентичными копиями исходной (материнской). Не происходит никаких изменений генов, что обеспечивает стабильность наследственной информации, предотвращая нарушение функционирования дочерних клеток и всего организма в целом. Удвоение ДНК также обеспечивает постоянство количества хромосом из поколения в поколение.
Moonfist 06-10-2019 Ответить

Вопрос 1. Что такое жизненный цикл клетки?
Жизненный цикл клетки — это период ее жизни от момента возникновения в процессе деления до гибели или конца последующего деления. Длительность жизненного цикла сильно варьирует и зависит от типа клеток и условий внешней среды: температуры, наличия кислорода и питательных веществ. Жизненный цикл амебы равен 36 часам, а у некоторых бактерий он составляет 20 минут. Для нервных клеток или, например, клеток хрусталика его продолжительность составляет годы и десятилетия.
Вопрос 2. Каким образом в митотическом цикле происходит удвоение ДНК? В чем смысл этого процесса?
Удвоение ДНК происходит во время интерфазы. Сначала две цепи молекулы ДНК расходятся, а потом на каждой из них по принципу комплементарности синтезируется новая полинуклеотидная последовательность. Этот процесс идет под управлением особых ферментов с затратой энергии АТФ. Новые молекулы ДНК являются абсолютно идентичными копиями исходной (материнской). Не происходит никаких изменений генов, что обеспечивает стабильность наследственной информации, предотвращая нарушение функционирования дочерних клеток и всего организма в целом. Удвоение ДНК также обеспечивает постоянство количества хромосом из поколения в поколение.
Вопрос 3. В чем заключается подготовка клетки к митозу?
Подготовка клетки к митозу происходит в интерфазе. Во время интерфазы активно идут процессы биосинтеза, клетка растет, образует органоиды, накапливает энергию, а главное, происходит уд-воение (редупликация) ДНК. В результате редупликации образуются две идентичные молекулы ДНК, соединенные в области центромеры. Такие молекулы называют хроматидами. Две парные хроматиды образуют хромосому.
Вопрос 4. Опишите последовательно фазы митоза.
Митоз и его фазы.
Митоз ( кариокинез ) – это непрямое деление клетки, в котором выделяют фазы: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.
1. Профаза характеризуется:
1) хромонемы спирализуются, утолщаются и укорачиваются.
2) ядрышки исчезают, т.е. хромонема ядрышка упаковывается к хромосомам, имеющим вторичную перетяжку, которую называют ядрышковый организатор.
3) в цитоплазме образуется два клеточных центра (центриолей) и формируются нити веретена деления.
4) в конце профазы, распадается ядерная оболочка и хромосомы оказываются в цитоплазме.
Набор хромосом профазы составляет – 2п4с.
2. Метафаза характеризуется:
1) к центромерам хромосом прикрепляются нити веретена деления и хромосомы начинают двигаться и выстраиваются на экваторе клетки.
2) метафазу называют «паспортом клетки», т.к. хорошо видно, что хромосома состоит из двух хроматид. Хромосомы максимально спирализованы, хроматиды начинают отталкиваться друг от друга, но еще соединены в области центромера. На этой стадии изучают кариотип клеток, т.к. четко видно число и форма хромосом. Фаза очень короткая.
Набор хромосом метафазы составляет – 2п4с.
3. Анафаза характеризуется:
1) центромеры хромосом делятся и сестринские хроматиды расходятся к полюсам клетки и становятся самостоятельными хроматидами, которые называют дочерними хромосомами. На каждом полюсе в клетке находится по диплоидному набору хромосом.
Набор хромосом анафазы составляет – 4п4с.
4. Телофаза характеризуется:
Однохроматидные хромосомы деспирализуются у полюсов клетки, образуются ядрышки, восстанавливается ядерная оболочка.
Набор хромосом телофазы составляет – 2п2с.
Телофаза заканчивается цитокинезом. Цитокинез – процесс разделения цитоплазмы между двумя дочерними клетками. Цитокинез происходит по разному у растений и животных.
В животной клетке. На экваторе клетки появляется кольцевидная перетяжка, которая углубляется и полностью перешнуровывает тело клетки. В результате образуется две новые клетки вдвое меньше материнской клетки. В области перетяжки много актина, т.е. в движении играют роль микрофиламенты.
Цитокинез идет путем перетяжки.
В растительной клетке. На экваторе, в центре клетки в результате скопления пузырьков диктиосом комплекса Гольджи, образуется клеточная пластинка, которая разрастается от центра к периферии и приводит к разделению материнской клетки на две клетки. В дальнейшем перегородка утолщается, за счет отложения целлюлозы, образуя клеточную стенку.
Цитокинез идет путем перегородки.
Вопрос 5. Каково биологическое значение митоза?
Значение митоза:
1. Генетическая стабильность, т.к. хроматиды образуются в результате репликации, т.е. наследственная информация их идентична материнской.
2. Рост организмов, т.к. в результате митоза число клеток увеличивается.
3. Бесполое размножение – многие виды растений и животных размножаются в результате митотического деления.
4. Регенерация и замещение клеток идет за счет митозов.
Биологический смысл митоза.
В результате митоза образуется две дочерние клетки с таким же набором хромосом, как и материнская клетка.
Nimuro 06-10-2019 Ответить

Удвоение ДНК происходит в синтетической фазе интерфазы. Каждая молекула ДНК превращается в две одинаковые дочерние молекулы ДНК. Это нужно для того, чтобы во время деления клетки каждая дочерняя клетка получила свою копию ДНК. Фермент ДНК-хеликаза разрывает водородные связи между азотистыми основаниями, двойная цепочка ДНК расплетается на две одинарных. Затем фермент ДНК-полимераза достраивает каждую одинарную цепочку до двойной по принципу комплементарности. Каждая дочерняя ДНК содержит одну цепочку из материнской ДНК и одну новосинтезированную – это принцип полуконсервативности. Согласно принципу антипараллельности цепочки ДНК лежат друг к другу противоположными концами. ДНК может удлиняться только 3′-концом, поэтому в каждой репликационной вилке только одна из двух цепочек синтезируется непрерывно. Вторая цепочка (отстающая) растет в 5′-направлении с помощью коротких (100-200 нуклеотидов) фрагментов Оказаки, каждый из которых растет в 3′-направлении, а затем с помощью фермента ДНК-лигазы присоединяется к предыдущей цепочке. Скорость репликации у эукариот – 50-100 нуклеотидов в секунду. В каждой хромосоме имеется множество точек начала репликации, от каждой из которых расходятся 2 репликационные вилки; за счет этого вся репликация занимает около часа. Удвоением ДНК называется сложный процесс её самовоспроизведения. Благодаря свойству молекул ДНК самоудваиваться возможно размножение, а также передача наследственности организмом своему потомству, ведь полные данные о строении и функционировании находятся в закодированном виде в генной информации организмов. ДНК – является основой наследственных материалов большинства микро- и макроорганизмов. Правильное название процесса удвоения ДНК — репликация (редупликация).
nerF 06-10-2019 Ответить

?
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ
Вопрос 1. Что такое жизненный цикл клетки?
Жизненным циклом клетки называется совокупность событий от момента ее возникновении до гибели или последующего деления.
Вопрос 2. Дайте определение митотического цикла клетки.
Митотический цикл – совокупность процессов, протекающих в клетке во время подготовки ее к делению и на протяжении митоза. Он включает в себя интерфазу и митоз.
Интерфаза – период подготовки клетки к делению, включает три этапа.
1. Пресинтетический, или постмитотический (G1). Продолжительность 6-8 часов, формула клетки 2п2с. Идет активный синтез РНК, белков, необходимых для процесса редупликации ДНК. Клетка увеличивается в размерах, возрастает количество органоидов.
2. Синтетический – 8-период. Продолжительность – 8-12 часов. Идет редупликация ДНК; этот процесс начинается сразу во многих точках, в каждой из хромосом. К концу периода количество ДНК в каждой из хромосом удваивается. Формула клетки 2п4с.
З. Постсинтетический, или премитотический (G2) период. Продолжительность 4-6 часов. Идет интенсивный синтез РНК и белков, необходимых для обеспечения процессов митоза. Завершается рост клетки, удваивается клеточный центр.
Митоз – непрямое деление клетки, состоит из четырех фаз – профазы, анафазы, метафазы и телофазы.
Вопрос 3. Расскажите, как осуществляется синтез ДНК.
Молекула ДНК полностью раскручивается – деспирализуется, водородные связи, соединяющие комплементарно связанные полинуклеотидные цепи, разрываются и каждая из них становится матрицей для синтеза новых цепей.
В процессе синтеза ДНК принимает участие целая группа ферментов. Одним из важнейших является ДНК-полимераза. Удвоение ДНК происходит по принципу комплементарности и осуществляется с очень высокой точностью – новые молекулы абсолютно идентичны старой, и каждая из них состоит из одной старой и второй вновь синтезированной полинуклеотидных цепей. Без этого были бы невозможны сохранение и передача генетической информации по наследству, которая обеспечивает развитие присущих организму признаков. Возникшие под воздействием внешних факторов изменения структуры молекулы ДНК устраняются при помощи специальных ферментов. Таким образом, постоянство наследственной информации обеспечивается матричным синтезом ДНК и восстановлением поврежденных участков молекулы посредством ферментов. В результате удвоения ДНК в ходе процессов митотического цикла в каждой хромосоме оказывается вдвое больше молекул ДНК, чем было, а число хромосом не меняется. Формула клетки становится 2п4с.
Вопрос 4. Опишите процесс митоза.
Митоз – непрямое деление клетки, в результате которого образуются две дочерние клетки с таким же набором хромосом, как в материнской. Митоз состоит из четырех фаз – профазы, метафазы, анафазы и телофазы.
1. Профаза. Формула клетки 2n4с. Идет спирализация ДНК, хромосомы становятся видны как длинные тонкие нити. Клеточный центр заканчивает деление, и группы по две центриоли начиняют движение к полюсам клетки, между ними формируется веретено деления. Спирализация хромосом усиливается, они укорачиваются и утолщаются. Ядерная оболочка распадается на фрагменты. Хромосомы свободно лежат в цитоплазме.
2. Метафаза. Формула клетки 2n4c.
Спирализация хромосом достигает максимума они укорочены и утолщены. В микроскоп становится видно, что каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных в области центромеры. Хромосомы выстраиваются по экватору клетки. В плоскости экватора лежат центромеры хромосом, к ним прикрепляются нити веретена деления, которые, будучи связанными с хромосомами, называются хромосомными, а не связанные С хромосомами – непрерывными.
3. Анафаза. Центромерные участки целятся, и сестринские хроматиды становятся самостоятельными дочерними хромосомами. Они начинают движение к различным полюсам клетки. Формула клетки: 2n2c + 2n2c = 4n4c. Движение хромосом к полюсам обеспечивается: а) за счет скольжения хромосомной нити по непрерывной нити как по направляющей; 6) подтягиванием хромосомной нити ферментами клеточного центра с одновременным отщеплением от нее фрагментов.
4. Телофаза. Группы дочерних хромосом достигают полюсов клетки и деспирализуются. Они становятся видны как длинные тонкие нити. Вокруг каждой из групп хромосом, из мембран ЭПС, образуется ядерная оболочка. Формула каждого ядра 2n2с. На фоне завершения деления ядра происходит разделение цитоплазмы, в результате чего органоиды примерно поровну распределяются между дочерними клетками.
Вопрос 5. Дайте определение митоза и сформулируйте его биологическое значение.
Митоз – форма клеточного деления, которая заключается в точном и равномерном распределении хромосомного материала между дочерними клетками, в результате чего каждая из них получает наследственную информацию, идентичную материнской.
Биологическое значение митоза.
1. Лежит в основе всех форм бесполого размножения.
2. Обеспечивает рост многоклеточного организма.
3. Обеспечивает физиологическую регенерацию, т. е. восполнение клеточных потерь, возникших естественным путем, замена старых клеток новыми.
4. Осуществляет процессы репаративной регенерации – восполнение клеточных потерь, возникших в результате травмы.
Вопрос 6. В чём заключается биологический смысл митоза?
Биологический смысл митоза заключается в точном и равномерном распределении хромосомного материала между двумя дочерними клетками, при котором каждая из них получает наследственную информацию, идентичную материнской.
Вопрос 7. Охарактеризуйте биологический смысл запрограммированной клеточной гибели — апоптоза.
Апоптоз – естественный и необходимый процесс для поддержания гомеостаза в тканях и нормального развития многоклеточного организма. Апоптоз, чаще называемый программированной смертью клетки, является энергетически активным, генетически контролируемым процессом, который избавляет организм от ненужных или поврежденных клеток.
Апоптоз как генетически запрограммированное самоубийство клетки играет ключевую роль в ряде процессов развития организма, его нормальной жизнедеятельности и регенерации тканей. Данное явление повсеместно используется живыми организмами в целях контролируемой ликвидации клеток на разных стадиях развития особи. Апоптоз играет жизненно важную роль в развитии нервной системы. Он же, в частности, делает возможным формирование частей тела в результате отмирания ненужных участков тканей; так, наши ладони формируются именно путём разрушения клеток в межпальцевых промежутках. Как показывают исследования, апоптоз приобретает ключевое значение по завершении процессов развития организма, обеспечивая планомерную замену старых клеток новыми и регулируя их численность в соответствии с потребностями зрелого организма.
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ
Вопрос 1 Как осуществляется движение хромосом в анафазе и что общего во всех двигательных реакциях живого организма?
Движение хромосом в анафазе происходит следующим образом. Центромерные участки целятся, и сестринские хроматиды становятся самостоятельными дочерними хромосомами. Они начинают движение к различным полюсам клетки. Формула клетки: 2n2c + 2n2c = 4n4c. Движение хромосом к полюсам обеспечивается: а) за счет скольжения хромосомной нити по непрерывной нити как по направляющей; 6) подтягиванием хромосомной нити ферментами клеточного центра с одновременным отщеплением от нее фрагментов.
Вопрос 2. В чём заключается биологический смысл различий в течении митотического цикла клеток разных тканей многоклеточного организма?
Биологическое значение митоза в том, что митоз обеспечивает строго одинаковое распределении хромосом между дочерними ядрами, что обеспечивает образование генетически идентичных дочерних клеток и сохраняет преемственность в ряду клеточных поколений 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 у многоклеточных организмов.
Вопрос 3. Раскройте сущность и биологическое значение размножения клеток путём митоза.
Митоз – непрямое деление клетки, в результате которого образуются две дочерние клетки с таким же набором хромосом, как в материнской. Митоз состоит из четырех фаз – профазы, метафазы, анафазы и телофазы.
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.
Шерлинос 06-10-2019 Ответить

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.
Распределение материала по урокам.
1-й урок. Митоз.
2-й урок. Мейоз.
3-й урок. Формы бесполого размножения.
4-й урок. Половое размножение.
5-й урок. Двойное оплодотворение цветковых
растений.
6-й урок. Онтогенез.
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.
ХОД УРОКА
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.
ХОД УРОКА
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
EBZEC 06-10-2019 Ответить

Удвоение ДНК происходит в синтетической фазе интерфазы. Каждая молекула ДНК превращается в две одинаковые дочерние молекулы ДНК. Это нужно для того, чтобы во время деления клетки каждая дочерняя клетка получила свою копию ДНК. Фермент ДНК-хеликаза разрывает водородные связи между азотистыми основаниями, двойная цепочка ДНК расплетается на две одинарных. Затем фермент ДНК-полимераза достраивает каждую одинарную цепочку до двойной по принципу комплементарности. Каждая дочерняя ДНК содержит одну цепочку из материнской ДНК и одну новосинтезированную – это принцип полуконсервативности. Согласно принципу антипараллельности цепочки ДНК лежат друг к другу противоположными концами. ДНК может удлиняться только 3-концом, поэтому в каждой репликационной вилке только одна из двух цепочек синтезируется непрерывно. Вторая цепочка (отстающая) растет в 5-направлении с помощью коротких (100-200 нуклеотидов) фрагментов Оказаки, каждый из которых растет в 3-направлении, а затем с помощью фермента ДНК-лигазы присоединяется к предыдущей цепочке. Скорость репликации у эукариот – 50-100 нуклеотидов в секунду. В каждой хромосоме имеется множество точек начала репликации, от каждой из которых расходятся 2 репликационные вилки; за счет этого вся репликация занимает около часа. Удвоением ДНК называется сложный процесс её самовоспроизведения. Благодаря свойству молекул ДНК самоудваиваться возможно размножение, а также передача наследственности организмом своему потомству, ведь полные данные о строении и функционировании находятся в закодированном виде в генной информации организмов. ДНК – является основой наследственных материалов большинства микро- и макроорганизмов. Правильное название процесса удвоения ДНК — репликация (редупликация).
milana 06-10-2019 Ответить

Митоз (непрямое деление) – это деление соматических клеток (клеток тела). Биологическое значение митоза – размножение соматических клеток, получение клеток-копий (с тем же самым набором хромосом, с точно такой же наследственной информацией). Все соматические клетки организма получаются из одной исходной клетки (зиготы) путем митоза.
1) Профаза
хроматин спирализуется (скручивается, конденсируется) до состояния хромосом
ядрышки исчезают
ядерная оболочка распадается
центриоли расходятся к полюсам клетки, формируется веретено деления
2) Метафаза – хромосомы выстраиваются по экватору клетки, образуется метафазная пластинка
3) Анафаза – дочерние хромосомы отделяются друг от друга (хроматиды становятся хромосомами) и расходятся к полюсам
4) Телофаза
хромосомы деспирализуются (раскручиваются, деконденсируются) до состояния хроматина
появляются ядро и ядрышки
нити веретена деления разрушаются
происходит цитокинез – разделение цитоплазмы материнской клетки на две дочерних
Продолжительность митоза – 1-2 часа.

Клеточный цикл

Это период жизни клетки от момента её образования путем деления материнской клетки до собственного деления или смерти.
Клеточный цикл состоит из двух периодов:
интерфаза (состояние, когда клетка НЕ делится);
деление (митоз или мейоз).
Интерфаза состоит из нескольких фаз:
пресинтетическая: клетка растет, в ней происходит активный синтез РНК и белков, увеличивается количество органоидов; кроме этого, происходит подготовка к удвоению ДНК (накопление нуклеотидов)
синтетическая: происходит удвоение (репликация, редупликация) ДНК
постсинтетическая: клетка готовится к делению, синтезирует необходимые для деления вещества, например белки веретена деления.
HellPler 06-10-2019 Ответить

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.
Клеточный цикл клетки – период ее существования от появления до собственного деления или гибели. Митотический и жизненный цикл совпадают в часто делящихся клетках.
Жизненный цикл клетки
– интерфаза
– собственный цикл деления
Растущая неделящаяся клетка отличается от делящихся клеток. Интерфаза длиннее клеточного деления. Типичный жизненный цикл клетки составляет 20 часов, период деления – 1 час. При оптимальных условиях для однотипных клеток продолжительность клеточного цикла (время, необходимое для выполнения точной программы, заложенной в клетке) одинаково. При описании жизненного цикла выделяют несколько фаз. Впервые они были установлены в 1953 году А.Хоуардом и С.Пемгом.
S – фаза синтеза ДНК
G1 – постмитотическая (пресинтетическая) фаза
G2 – постсинтетическая (премитотическая) фаза
М – митоз
После формирования клетки в G1 происходит увеличение объема ядра и цитоплазмы. Синтез белков, синтез РНК, синтез АТФ(30-40% клеточного цикла) усиливается. После G1 фазы начинается S фаза. Происходит точная репликация ДНК и редупликация хромосом. Синтез ДНК происходит по полуконсервативному механизму: каждая цепь ДНК копируется. Синтез происходит по участкам. Существует система, устраняющая ошибки при редупликации ДНК (фоторепарация, дорепродуктивная и пострепродуктивная репарации). Процесс репарации очень долог: до 20 часов, и сложен. Ферменты – рестриктазы вырезают неподходящий участок ДНК и достраивают его заново. Репарации никогда не протекают со 100% эффективностью, если бы это было, Не существовала бы эволюционная изменчивость. Пострепродуктивная репарация происходит в G2 фазе. В G2 фазе(10-20%) происходит синтез белка. Метаболический смысл не ясен. Некоторые клетки в течение длительного времени не выполняют своих функций, в них не протекают метаболические процессы (клетка заклинена в G1или G2 – это G0 фаза – фаза относительного покоя). Для каждой фазы есть свое время. S, G2 не зависят от изменения внешней среды, время постоянно. У человека S фаза – 6-10 часов, G2 фаза – 2-5 часов, G1 фаза по продолжительности варьируется. Если долгая – клетка покоящаяся. Многие клетки (особенно дифференцированные) не способны к делению. Это позволяет им выполнять свои функции в максимальном количестве с максимальной интенсивностью. Особые регуляторные механизмы удерживают клетки в состоянии покоя. Они выполняют все функции, синтезируют белок. Однако многие дифференцированные клетки способны к делению, митоз делится на 2 фазы: собственно митоз и цитокинез. Биологическая роль митоза: точное, идентичное распределение дочерних хромосом с содержащимся в них наследственным материалом в ядрах.
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.
⇐ Предыдущая17181920212223242526
Date: 2015-09-05; view: 1010; Нарушение авторских прав
Granilis 06-10-2019 Ответить

¦ Жизненный цикл клетки.Период жизни клетки от момента ее возникновения в процессе деления до гибели или конца последующего деления называют жизненным циклом. Клетка возникает в процессе деления материнской клетки и исчезает в ходе собственного деления или гибели. Продолжительность жизненного цикла у разных клеток очень сильно различается и зависит от типа клеток и условий внешней среды (температуры, наличия кислорода и питательных веществ). Например, жизненный цикл амебы равен 36 часам, а бактерии могут делиться каждые 20 минут.
Жизненный цикл любой клетки представляет собой совокупность событий, протекающих в клетке с момента ее возникновения в результате деления и до гибели или последующего митоза. Жизненный цикл может включать митотический цикл, состоящий из подготовки к митозу — интерфазы и самого деления, а также стадию специализации — дифференцировки, во время которой клетка выполняет свои специфические функции. Продолжительность интерфазы всегда больше, чем само деление. У клеток кишечного эпителия грызунов интерфаза длится в среднем 15 часов, а деление осуществляется за 0,5—1 час. Во время интерфазы в клетке активно идут процессы биосинтеза, клетка растет, образует органоиды и готовится к следующему делению. Но, несомненно, самым важным процессом, происходящим во время интерфазы в ходе подготовки к делению, является удвоение ДНК (§ 2.6).
Две спирали молекулы ДНК расходятся и на каждой из них синтезируется новая полинуклеотидная цепь. Редупликация ДНК происходит с высочайшей точностью, что обеспечивается принципом комплементарности. Новые молекулы ДНК являются абсолютно идентичными копиями исходной, и после завершения процесса удвоения они остаются соединенными в области центромеры. Молекулы ДНК, входящие в состав хромосомы после редупликации, называют хроматидами.
В точности процесса редупликации заключается глубокий биологический смысл: нарушение копирования привело бы к искажению наследственной информации и, как следствие, к нарушению функционирования дочерних клеток и всего организма в целом.
Если бы удвоения ДНК не происходило, то при каждом делении клетки количество хромосом уменьшалось бы вдвое и довольно скоро в каждой клетке совсем не осталось бы хромосом. Однако нам известно, что во всех клетках тела многоклеточного организма количество хромосом одинаково и из поколения в поколение не изменяется. Это постоянство достигается благодаря митотическому делению клеток.
¦ Митоз. Деление, в процессе которого происходит строго одинаковое распределение точно скопированных хромосом между дочерними клетками, что обеспечивает образование генетически идентичных — одинаковых — клеток, называется митоз.
Весь процесс митотического деления условно разделяют на четыре фазы: профаза, метафаза, анафаза и телофаза .
В профазе хромосомы начинают активно спирализоваться — скручиваться и приобретают компактную форму. В результате такой упаковки считывание информации с ДНК становится невозможным и синтез РНК прекращается. Спирализация хромосом является обязательным условием успешного разделения генетического материала между дочерними клетками. Представьте себе некое небольшое помещение, весь объем ко-торого заполнен 46 нитями, общая длина которых в сотни тысяч раз превышает размер этого помещения. Это ядро человеческой клетки. В процессе редупликации каждая хромосома удваивается, и мы имеем в том же объеме уже 92 перепутанные нити. Разделить их поровну, не запутавшись и не порвав, практически невозможно. Но смотайте эти нити в клубки, и вы легко их сможете распределить на две равные группы — по 46 клубков в каждой. Нечто аналогичное и происходит во время митотического деления. \
К концу профазы ядерная оболочка распадается, и между полюсами клетки протягиваются нити веретена деления — аппарата, который обеспечивает равномерное распределение хромосом.
В метафазе спирализация хромосом становится максимальной, и компактные хромосомы располагаются в экваториальной плоскости клетки. На этой стадии отчетливо видно, что каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид, соединенных в области центромеры. Нити веретена деления прикрепляются к центромере.
Анафаза протекает очень быстро. Центромеры расщепляются надвое, и с этого момента сестринские хромат иды становятся самостоятельными хромосомами. Нити веретена деления, прикрепленные к центромерам, оттягивают хромосомы к полюсам клетки.
На стадии телофазы дочерние хромосомы, собравшиеся у полюсов клетки, раскручиваются и вытягиваются. Они вновь превращаются в хроматин и становятся плохо различимыми в световой микроскоп. Вокруг хромосом на обоих полюсах клетки формируются новые ядерные оболочки. Образуются два ядра, содержащие одинаковые диплоидные наборы хромосом.
Завершается митоз делением цитоплазмы. Одновременно с расхождением хромосом органоиды клетки приблизительно равномерно распределяются по двум полюсам. В животных клетках клеточная мембрана начинает впячиваться внутрь, и клетка делится путем перетяжки. В клетках растений мембрана формируется внутри клетки в экваториальной плоскости и, распространяясь к периферии, разделяет клетку на две равные части.
¦ Значение митоза. В результате митоза возникают две дочерние клетки, содержащие столько же хромосом, сколько их было в ядре материнской клетки, т. е. образуются клетки, идентичные родительской. В нормальных условиях никаких изменений генетической информации в процессе митоза не происходит, поэтому митотическое деление поддерживает генетическую стабильность клеток. Митоз лежит в основе роста, развития и вегетативного размножения многоклеточных организмов. Благодаря митозу осуществляются процессы регенерации и замены отмирающих клеток . У одноклеточных эукариотов митоз обеспечивает бесполое размножение.
Вопросы для самоконтроля
1.Что такое жизненный цикл клетки?
2.Каким образом в митотическом цикле происходит удвоение ДНК? В чем смысл этого процесса?
3.В чем заключается подготовка клетки к митозу?
4.Опишите последовательно фазы митоза.
5.Каково биологическое значение митоза?

Каким образом в митотическом цикле происходит удвоение днк?

36 ответов на вопрос “Каким образом в митотическом цикле происходит удвоение днк?”

Добавить ответ Отменить ответ