А — увеличения числа клеток В — развитие организмов в процессе эвол. Биология..помогите

1. Размножение — это процесс:

А — увеличения числа клеток В — развитие организмов в процессе эволюции

Б — воспроизведение себе подобных Г — изменение особи с момента рождения до ее смерти

2. Оплодотворение — это процесс, в результате которого:

А — происходит слияние мужской и женской гамет Б — образуется зигота

В — образуется диплоидная клетка Г — развиваются гаметы

3. Митоз — способ деления эукариотических клеток, при котором:

А — дочерние клетки получают генетическую информацию такую же, как в ядре материнской клетки

Б — образуется зигота В — образуются половые клетки

Г — из диплоидной клетки образуются гаплоидные

4. Онтогенез — процесс:

А — исторического развития организмов Б — деления клеток

В — индивидуального развития организма Г — эмбрионального развития

5. Мейоз:

А — характерен только для патологических клеток Б — происходит при образовании половых клеток

В — универсален для одноклеточных и многоклеточных организмов

Г -обеспечивает постоянство наследственной информации

6. Каждый вид организмов характеризуется:

А — определенным числом хромосом Б — определенной формой хромосом

В — величиной хромосом Г — расположением хромосом

7. В онтогенезе постэмбриональным периодом называется:

А) период от выхода из яйца или рождения до смерти В) период роста организма

Б) весь период развития организма Г) период роста и дифференцировки

8. В процессе эволюции у животных зародышевые листки развивались в последовательности6

А) эктодерма, мезодерма, энтодерма В) мезодерма, эктодерма, энтодерма

Б) эктодерма, энтодерма, мезодерма Г) энтодерма, мезодерма, эктодерма

9. Прямое развитие характерно для:

А) гидры Б) лягушки В) пиявки Г) дождевого червя

10. Женские половые железы называют А) яйцеклетками, Б) яичниками, В) маткой, Г) плацентой

otvet.mail.ru

Параграф 7. Размножение и рост клеток




1. Что такое размножение клеток?


Размножение клеток — это процесс увеличение их количества.


2. Какие изменения происходят в ядре при делении?


Перед делением клетки ядро увеличивается, и в нем становятся хорошо заметны нитевидные тельца — хромосомы (в них «записана» наследственная информация). Каждая хромосома еще до начала деления удваивается, образуя две одинаковые дочерние хромосомы. В ходе деления ядерная оболочка растворяется и дочерние хромосомы расходятся к разным полюсам клетки. Далее вокруг хромосом, находящихся у каждого полюса, формируется ядерная оболочка и образуются два ядра будущих клеток.


3. Сколько клеток образуется из материнской клетки при делении?


При делении образуется две дочерние (новые) клетки.


4. Почему дочерние клетки являются точными копиями материнской?


Потому что в ядре каждой дочерней клетки, оказывается столько же хромосом, сколько их было в материнской клетке. Поэтому новые дочерние клетки являются точными копиями материнской.


5. Выберите правильный ответ. В результате деления образуются клетки с: а) таким же набором хромосом, как и в материнской клетке; б) удвоенным набором хромосом; в) уменьшенным вдвое набором хромосом.


Ответ: А.


6. Как деление клеток связано с ростом организмов?


Благодаря делению клеток увеличивается их количество во всех органах живого организма, и таким образом происходит рост организма в целом.


7. Поясните, какие процессы жизнедеятельности клеток можно наблюдать под микроскопом.


Под микроскопом можно наблюдать движение цитоплазмы в клетках, процесс подготовки к делению (образование хромосом) и само деление, если это бактериальная клетка.

resheba.me

Размножение клетки. Непрямое деление клеток

Размножение клетки

Все эукариотические клетки образуются в результате удвоения, а потом деления генетического материала ядра (митоз, мейоз) и деления тела клетки (цитокинез), за исключением тех клеток, которые образуются за счёт слияния.

Клетки, которые один раз сформировались, живут и функционируют до тех пор, пока не поделятся снова или погибнут.

Пример 1

Эритроциты, нейроны и мышечные клетки сердца не способны к делению.

В связи с тем, что длительность жизни каждой клетки ограничена, многоклеточный организм, чтобы существовать долго, должен образовывать новые клетки с той же скоростью, с которой гибнут старые.

Замечание 1

Деление клеток – важнейшее явление в жизни всех организмов.

Одно из положений клеточной теории утверждает, что новые клетки образуются только из предидущих. Этот процесс и называется делением клеток.

У одноклеточных организмов жизнь начинается образованием зиготы в результате слияния гамет. Во время интенсивного деления зиготы образуются миллиарды клеток, которые дифференцируются, растут и формируют ткани и органы.

С размножением клеток (пролиферацией) связаны рост и оновление многих структур в многоклеточном организме. После нового формирования организма клетки теряют способность к интенсивному размножению, хотя время от времени делятся для замещения клеток, которые погибли, и поддержания целостности тканей, органов и всего организма.

В основании деления клеток лежит молекулярно-генетический механизм – репликация молекул ДНК.

Митоз – непрямое деление клеток

Все клетки многоклеточного организма возникают в результате размножения (деления) ранее существующих клеток.

Определение 1

Митоз (гр. mitos – нить) – это сложный процесс деление ядра, в результате которого образуются две дочерние ядра, в каждом из которых имеется тот же набор хромосом, что и в материнском ядре, происходит точное распределение хромосом с имеющейся в них ДНК между дочерними клетками.

Процесс митоза является частью жизненного цикла клетки и условно делится на пять последовательных фаз:

  • профазу;
  • прометафазу;
  • метафазу;
  • анафазу;
  • телофазу.

Замечание 2

Длительность каждой фазы митоза может быть разной – от нескольких минут до сотен часов. Это зависит от типа клеток, тканей, активности органов, физиологического состояния организма, а также от факторов внешней среды (температуры, влажности, освещения, химических веществ и т.п.) и внутренних факторов (гормонов и нейромедиаторов).

  1. Профаза.

    Когда клетка входит в стадию профазы, содержимое ядра существенно изменяется. Длинные волокна хроматина скручиваются, уплотняются, образуют петли и спирали. Они хорошо заметны в световом микроскопе как отдельные хромосомы. На этой стадии каждая хромосома состоит из двух хроматид, находящихся друг возле друга по всей длине. Пары центриолей отдаляются друг от друга в направлении к противоположным концам клетки, образуя два полюса деления. Эти структуры будут залучены в организацию микротрубочек веретена деления.

  2. Прометафаза.

    Начало прометафазы отличается внезапной (20-30 с) дезинтеграцией ядерной оболочки на мелкие везикулы, которые подобны везикулам эндоплазматической сети. Теперь микротрубочка веретена деления может попасть в ядро. Кариоплазма и цитоплазма смешиваются. Хромосомы ещё более уплотняются, потом на центромерах хромосом образуются кинетохоры – специальные белки, от которых отходят микротрубочки. Группы микротрубочек веретена деления взаимодействуют с кинетохорными микротрубочками, что и обеспечивает движение хромосом. Кинетохорные микротрубочки направлены в разные стороны от двух сестринских хроматид и могут тянуть их в разные стороны, что приводит к направленному движению хромосом.

  3. Метафаза.

    Расположение хромосом в экваториальной плоскости означает, что клетка находится в стадии метафазы. Сгруппированные таким образом хромосомы имеют название метафазной пластинки. В таком виде они удерживаются за счёт натяжения микротрубочек. В дальнейшем микротрубочки, присоединённые к кинетохорам, начинают растягивать хромосому в разные стороны таким образом, что дочерние хроматиды отделяются друг от друга. Во время метафазы хромосомы находятся в упорядоченном состоянии, имеют чёткое строение и хорошо видимы в световом микроскопе. Потому исследование кариотипов проводят именно в этой фазе. В конце фазы завершается репликация центромерного участка ДНК, а хроматиды п рассоединяются.

  4. Анафаза.

    Во время анафазы хроматиды каждой хромосомы растягиваются микротрубочками веретена деления друг от друга и перемещаются к противоположным частям клетки. Все хроматиды двигаются с одинаковой скоростью. Дочерние анафазные хромосомы (раньше были хроматидами метафазной хромосомы) содержат по одной молекуле ДНК. Она палочкообразной формы, но имеет изгиб возле центромеры. Их расхождение происходит одновременно и быстро. Когда анафаза завершается, в разных частях клетки, которая делится, собираются два полные равноценные наборы хромосом. Генетическая формула этих наборов – 2n2c.

  5. Телофаза.

    Два идентичные наборы хромосом находятся на противоположных концах веретена, которое начинает распадаться. Вокруг каждой из групп хромосом везикулы сливаются и образуют новые ядерные оболочки. Наследственный материал хромосом начинает раскручиваться (деспирализоваться) до состояния хроматина, который характерен для интерфазы. Снова появляются ядрышка. Когда эти изменения завершаются, митоз добегает конца, и каждое из образованных ядер снова входит в начало следующего клеточного цикла.

Замечание 3

Биологический смысл митоза – точное и равномерное распределение генетического наследственного материала между дочерними клетками.

Значение процесса размножения

Размножение, или воспроизведение себе подобных, является неотъемлемым свойством всех живых организмов – от бактерий до человека. Этот процесс обеспечивает существование во времени каждого вида растений и животных, поддержание его численности наследственности между отдельными поколениями. Лишь путём размножения (деления) существующих клеток могут возникать новые. Рост, индивидуальное развитие и постоянное самообновление тканей многоклеточных организмов определяются процессами деления клеток. Поддержание жизни таких особей во времени также обуславливается размножением клеток, поскольку длительность существования большинства клеток короче, чем особи.

Замечание 4

Деление клеток – основа размножения и индивидуального развития организмов.

spravochnick.ru

Размножение организмов

Важное свойство всех организмов — размножение, обеспечивающее поддержание жизни.

Формы размножения

Размножение, осуществляемое без участия половых клеток, называется бесполым размножением.

Бесполое размножение

Бесполое размножение характеризуется тем, что дочерние клетки по содержанию наследственной информации, морфологическим, анатомическим и физиологическим особенностям полностью идентичны родительским. Бесполое размножение осуществляется с помощью отдельных (бесполых) клеток (различные способы деления, спорообразование), из которых образуются дочерние клетки или развиваются многоклеточные организмы.

Вегетативное размножение обеспечивается отделением от материнского многоклеточного организма многоклеточных участков (корня, листа, побега, черенка, отводка, а также видоизмененного подземного побега — клубня, луковицы, корневища у растений и участков тела, «почек» — У животных).

Биологическое значение бесполого и вегетативного размножения в том, что за короткий период можно значительно увеличить численность вида.

Половое размножение

Половое размножение характеризуется обменом генетической информации между женскими и мужскими особями через особые гаплоидные половые клетки — гаметы.

Гаметогенез — процесс образования гамет.

Половое размножение существует почти у всех растений и животных. Созревшие высокоспециализированные половые клетки — гаметы: женские — яйцеклетки, мужские — сперматозоиды — при слиянии образуют зиготу, из которой развивается новый дочерний организм. По достижении половой зрелости новый организм в свою очередь производит гаметы, дающие начало следующим потомкам. Так осуществляется преемственность поколений.

Митоз и мейоз

Гаметы формируются, из диплоидных клеток путем специального типа клеточного деления — мейоза.

Процесс мейоза состоит из двух последовательных делений — мейоза и мейоза.

Главная особенность мейоза заключается в уменьшении числа хромосом в 2 раза.

Сравнивая митоз и мейоз» можно отметить следующее их сходство и отличие:

Сравнительная характеристика митоза и мейоза
Сходство и отличиеМитозМейоз
Сходство
  1. Имеют одинаковые фазы деления
  2. Перед митозом и мейозом происходит самоудвоение хромосом, спирализация и удвоение молекул ДНК
Отличие

Одно деление

Два сменяющих друг друга деления
В метафазе по экватору выстраиваются удвоенные хромосомы

По экватору выстраиваются пары гомологичных хромосом

Нет конъюгации хромосомГомологичные хромосомы конъюгируют
Между делениями происходит удвоение молекул ДНК (хромосом)Между 1-м и 2-м делением нет интерфазы и удвоения молекулы ДНК (хромосом)
Образуются две дочерние клеткиОбразуются 4 клетки с гаплоидным набором хромосом

В процессе формирования половых клеток у животных уменьшение числа хромосом происходит на последнем этапе овогенеза и сперматогенеза (образования женских и мужских половых клеток).

Сливаясь, гаметы образуют зиготу (оплодотворенную яйцеклетку), которая несет задатки обоих родителей, благодаря чему резко увеличивается наследственная изменчивость потомков. В этом заключается преимущество полового размножения над бесполым.

Разновидности размножения

Разновидностью полового размножения являются партеногенез (от лат. «партенос» — девственница + гр. «генезис» — рождение), при котором развитие нового организма происходит из неоплодотворенной яйцеклетки (у пчел). Конъюгация — две особи сближаются и обмениваются наследственным материалом (инфузория).

Копуляция — слияние в одну двух равных по размерам клеток (колониальные жгутиковые и др.)

У высших растений мейоз осуществляется не при формировании гамет, а на более раннем этапе развития — при образовании спор (у покрытосеменных — при образовании пыльцы и зародышевого мешка).

Для покрытосеменных растений характер процесс двойного оплодотворения, открытый С. Г. Навашиным в 1898 г.

Особенность оплодотворения у цветковых растений в отличие от животных состоит в том, что в нем участвует не один, а два спермин, в связи с чем оно получило название двойного оплодотворения. Сущность его заключается в том, что один сперматозоид сливается с яйцеклеткой, а второй — с центральной диплоидной клеткой, из которой дальше развивается эндосперм.

В природе широко распространено размножение с чередованием полового и бесполого поколений у растений и некоторых животных (кишечнополостные). Этот тип размножения подробно описан в первой части пособия.

shkolo.ru

Деление клетки Размножение. Размножение клеток

Занятие 6

Деление клетки

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

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. Соматические клетки – это клетки с двойным набором хромосом (все клетки организма, кроме половых). Половые клетки (гаметы) – это клетки с одинарным набором хромосом.

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

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

Митоз

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 у различных клеток многоклеточного организма различны. 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 различно. Непосредственно на деление клетки уходит обычно1 – 3 часа, 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. Состоит из трех периодов:

  1. пресинтетический, или G1;

  2. синтетический, или S;

  3. постсинтетический, или G2.

Начальный отрезок интерфазы пресинтетический период (2n2c, где n – количество хромосом, c

– количество ДНК), период роста, начинающийся непосредственно после митоза. Синтетический период по продолжительности очень различен: от нескольких минут у бактерий до 6 – 12 часов в клетках млекопитающих. Во время синтетического периода происходит самое главное событие интерфазы – удвоение молекул ДНК. Каждая хромосома становится двухроматидной, а число хромосом не изменяется (2n4c).

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

Митоз состоит из четырех фаз: профазы, метафазы, анафазы, телофазы.

Профаза (2n4c). 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, а хромосомы свободно располагаются в цитоплазме. Ядрышко обычно исчезает чуть раньше.

Метафаза (2n4c). Хромосомы выстраиваются в плоскости экватора, образуя так называемую метафазную пластинку. Центромеры хромосом лежат строго в плоскости экватора. Нити веретена прикрепляются к центромерам хромосом.

Анафаза (4n4c). 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 (2n2c). Хромосомы концентрируются на полюсах клетки и деспирализуются. Веретено деления разрушается. Вокруг хромосом формируется оболочка ядер дочерних клеток, затем происходит деление цитоплазмы клетки (или цитокенез).

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.

Митоз

Этапы

Процессы, происходящие в клетке

Состояние и динамика хромосом

Интерфаза

Синтез белков, РНК, АТФ, редупликация ДНК, увеличение количества органоидов; завершение роста клеток.

Хромосомы деспирализованы. В начале интерфазы хромосомы однохроматидные, после редупликации ДНК становятся двухроматидными, число хромосом – 2n.

Профаза

Деление и расхождение центриолей к полюсам клетки, образование нитей ахроматинового веретена; исчезновение ядрышка, растворение ядерной оболочки.

Спирализация (закручивание) хромосом, утолщение и укорачивание их.

Метафаза

Завершение формирования нитей веретена деления, прикрепление нитей к хромосомам.

Хромосомы располагаются по экватору.

Анафаза

Снижение вязкости цитоплазмы; сокращение нитей веретена деления.

Расхождение хроматид каждой хромосомы к полюсам клетки.

Телофаза

Образование двух дочерних ядер, деление цитоплазмы – образование двух клеток с диплоидным набором хромосом (2n).

Дочерние хромосомы однохроматидные. Происходит деспирализация хромосом (раскручивание), хромосомы становятся неразличимыми (невидимыми).

Мейоз

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 1 – фаза подготовки клетки к делению, в это время происходят те же процессы, что и в интерфазе.

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 4 гаплоидных. Благодаря мейозу образуются генетически различные гаметы, так как в процессе мейоза трижды происходит перекомбинация генетического материала: за счет кроссинговера; случайного и независимого расхождения хромосом, а затем и хроматид. Благодаря мейозу поддерживается постоянство диплоидного набора хромосом в соматических клетках.

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

Первое деление мейоза.

Профаза 1 (2n4c). Самая продолжительная и сложная фаза мейоза. Состоит из ряда последовательных стадий. Гомологичные хромосомы начинают притягиваться друг к другу сходными участками и коньюгируют. Коньюгацией называют процесс тесного сближения гомологичных хромосом. Пару коньюгирующих хромосом называют бивалентом (от лат. «bi» – двойной) или тетрадой (от греч. «tetrados» — четверка), так как каждый бивалент состоит из четырех хроматид. В дальнейшем между хромосомами, составляющими бивалент, происходит кроссинговер – обмен одинаковыми (гомологичными), то есть содержащими одни и те же гены участками. Кроссинговер приводит к первой во время мейоза рекомбинации генов. В конце профазы 1 исчезают ядерная оболочка и ядрышко. Биваленты перемещаются к экватору клетки. Центриоли перемещаются к полюсам клетки, и формируется веретено деления.

Метафаза 2 (2n4c). 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 1 (1n2c). К полюсам расходятся целые хромосомы, а не хроматиды, как при митозе. Число хромосом уменьшается в два раза, хромосомный набор становится гаплоидным. Каждая хромосома состоит из двух хроматид, то есть по прежнему содержит удвоенное количество ДНК.

Телофаза 1 (1n2c). На непродолжительное время образуется ядерная оболочка. Затем происходит деление цитоплазмы (у животных) или образуется разделяющая клеточная стенка (у растений).

Второе деление мейоза.

Интерфаза 2 (1n2c). Характерна только для животных клеток. Репликация ДНК не происходит.

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

Профаза 2 (1n2c). Хромосомы спирализуются, ядерная мембрана и ядрышки разрушаются, центриоли перемещаются к полюсам клетки, формируется веретено деления.

Метафаза 2 (1n2c). Хромосомы выстраиваются по экватору клетки, образуется метафазная пластинка и веретено деления, нити веретена прикрепляются к центромерам.

Анафаза 2 (2n2c). 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 2 хроматиды хромосом располагаются в плоскости экватора случайно, в анафазе происходит третья рекомбинация генетического материала клетки.

Телофаза 2 (1n1c). 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.

Сравнительная характеристика митоза и мейоза

Митоз

Мейоз

Сходство

1) Имеют одинаковые фазы деления.

2) Перед митозом и мейозом в синтетический период интерфазы происходит репликация (ДНК), образование двухроматидных хромосом (число хромосом 2n, молекул ДНК – 4с).

Различия

1. Одно деление клетки.

1. Два следующих друг за другом деления, первое из которых является редукционным, т.е. приводит к уменьшению (редукции) числа хромосом.

2. Нет коньюгации хромосом.

2. Гомологичные хромосомы коньюгируют, т.е. тесно сближаются. Между гомологичными хромосомами может происходить кроссинговер (обмен участками хромосом).

3. В метафазе по экватору клетки выстраиваются двухроматидные хромосомы.

3. В метафазе мейоза 1 по экватору выстраиваются пары гомологичных двухроматидных хромосом.

4. В анафазе к полюсам расходятся хроматиды каждой хромосомы. В период интерфазы перед каждым делением происходит удвоение молекул ДНК.

4. В анафазе мейоза 1 деления к полюсам расходятся целые хромосомы. Набор хромосом в дочерних клетках – 1n, число молекул ДНК – 2с (хромосомы двухроматидные). В анафазе 2 деления к полюсам клетки расходятся хроматиды каждой хромосомы (как при митозе). Набор хромосом в дочерних клетках – 1n, число молекул ДНК – 1с (хромосомы однохроматидные). Между 1-м и 2-м делением в интерфазе нет удвоения молекул ДНК.

5. Образуется две дочерние клетки с диплоидным набором хромосом (хромосомы однохроматидные, 2n2c).

5. Образуются 4 сперматозоида или одна яйцеклетка с гаплоидным набором хромосом (хромосомы однохроматидные, 1n1c).

Вопросы и определения:

  1. Что такое жизненный цикл клетки?

  2. Дайте определение митотического цикла клетки.

  3. Какой набор хромосом несут соматические и половые клетки?

  4. В чем смысл удвоения молекул ДНК?

  5. В чем заключается подготовка клетки к митозу?

  6. Что означает запись 2n2с?

  7. Последовательно опишите фазы митоза. В чем его биологическое значение?

  8. В какую фазу митоза происходит расхождение хромосом?

  9. Укажите отличия мейоза от митоза.

  10. Дайте определение коньюгации и кроссинговеру.

  11. Что такое цитокинез?

  12. Определите тип и фазу деления клетки, изображенной на рисунке. Какие процессы

происходят в этой фазе?

refdb.ru

Как размножается клетка. Рост и размножение клеток

Наверное, нет ни одного более часто изучаемого в рамках школьной программы по биологии понятия, чем клетка. С ней знакомятся в 5 классе на природоведении, затем в 6 рассматривают разновидности и как размножается клетка, ее способы деления. В 7 и 8 классах она изучается с точки зрения растительной, животной и человеческой принадлежности. 9 класс подразумевает рассмотрение внутренних процессов, происходящих в ней, то есть молекулярное строение. В 10 и 11 это клеточная теория, открытие и эволюция.

Программа строится так потому, что именно эти маленькие структуры, «кирпичики жизни», являются самыми важными элементами любого организма. Все жизненные функции, процессы, рост и развитие, становление — все, что связано с жизнью, осуществляется ими и в них. Поэтому в данной статье мы рассмотрим основные моменты размножения, развития клеток и историю их открытия.

Открытие клетки

Эти структурные частицы чрезвычайно малы по размерам. Поэтому для их открытия понадобилось много времени и создание определенной техники. Так, впервые клеточную структуру живой растительной ткани увидел Роберт Гук. Это было в 1665 году. Для того чтобы их рассмотреть, он изобрел первый в мире микроскоп. Данное устройство мало напоминало современные увеличительные приборы. Скорее, было похоже на несколько скомпонованных между собой луп, дающих увеличение.

Используя данный прибор, ученый рассматривал срез пробкового дерева. То, что он увидел, положило начало развитию ряда смежных наук и биологии в целом. Множество плотно прилегающих друг к другу ячеек примерно одинаковой формы и размера. Гук назвал их cella, что означает «клетка».

Впоследствии был сделан ряд открытий, которые позволили знаниям разрастись, накопиться и вылиться в несколько наук, занимающихся их изучением.

  1. 1675 г. — ученый Мальпиги изучал разнообразие клеток по форме и пришел к выводу, что это чаще всего округлые или овальные пузырьки, заполненные жизненным соком.
  2. 1682 г. — Н. Грю подтвердил выводы Мальпиги, а также занимался изучением строения оболочки клетки.
  3. 1674 г. — Антонио ван Левенгук открывает клетки бактерий, а также кровяные структуры и сперматозоиды.
  4. 1802-1809 гг. — Ш. Бриссо-Мирбе и Ж. Б. Ламарк предполагают существование тканей и схожесть животных и растительных клеток.
  5. 1825 г. — Пуркинье открывает ядро в половой клетке птиц.
  6. 1831-1833 гг. — Роберт Броун открывает наличие ядра в растительных клетках и вводит понятие о значимости внутреннего состава, а не клеточной оболочки, как считалось ранее.
  7. 1839 г. — Теодор Шванн делает выводы о том, что все живые организмы состоят из клеток, а также о схожести последних между собой (будущая клеточная теория).
  8. 1874-1875 гг. — Чистяков и Страсбургер открывают способы размножения клеток — митоз, мейоз.

Все дальнейшие открытия в области строения клеток, их функций, многообразия и роли в жизни организмов были совершены достаточно быстро благодаря интенсивному развитию специальной увеличительной и осветительной техники.

Размножение клеток

Каждая клетка в течение жизни совершает целый клеточный цикл — это время ее жизни с момента появления на свет и до смерти (или деления). Причем, совершенно неважно, животная она или растительная. Жизненный цикл одинаков для всех из них, и чаще всего, в конце его клетки размножаются делением.

Конечно, не для всех организмов этот процесс идентичен. Для эукариотов и прокариотов он принципиально различается, также имеются некие отличия и в размножении растительных и животных клеток.

Как размножается клетка? Для этого существует несколько основных способов.

  1. Митоз.
  2. Мейоз.
  3. Амитоз.

Каждый из них представляет собой целый ряд процессов, фаз. Причем все эти процессы характерны именно для многоклеточных организмов, как растительного, так и животного происхождения. У одноклеточных размножение происходит путем простого деления надвое. То есть способы размножения клеток не одинаковы. Существует даже такое явление, как клеточный суицид. Это самоуничтожение клеток вместо процессов деления.

Как размножается клетка, например, бактерий, сине-зеленых водорослей, некоторых простейших? Бесполым путем, самым простым способом: содержимое их клетки удваивается, в клеточной стенке формируется поперечная или продольная перетяжка и одна клетка делится на два совершенно новых, идентичных материнскому, организма.

Данный процесс называется прямым делением клетки. Размножаются им одноклеточные и бактерии, но он не имеет отношения ни к митотическим, ни к мейотическим процессам. Они происходят только в организме многоклеточных живых организмов.

Митоз

В многоклеточных существах содержится миллиарды клеток. И каждая из них стремится завершить свой жизненный цикл, именно оставив потомство, а не умерев. Клетки размножаются делением, однако данный процесс не у всех из них одинаков.

Соматические структуры (к таким относятся все клетки организма, кроме половых) своим способом для размножения выбирают митоз или амитоз. Это очень интересный, емкий и сложный процесс, в результате которого из одной материнской диплоидной клетки (то есть с двойным набором хромосом) образуются две идентичные ей дочерние с таким же диплоидным составом.

Весь процесс включает в себя два основных момента:

  1. Кариокинез — деление ядра и всего его содержимого.
  2. Цитокинез — деление протоплазмы (цитоплазмы и всех клеточных органоидов).

Протекают эти процессы одномоментно, приводя к формированию полноценных материнских копий уменьшенного размера.

Митоз состоит из четырех фаз (профаза, метафаза, анафаза, телофаза) и состояния, предшествующего делению — интерфазы. Рассмотрим каждую подробно.

Интерфаза

Рост и размножение клеток осуществляется в течение всей жизни организма. Однако не все клетки имеют одинаковый срок существования. Какие-то из них погибают через два-три дня (форменные элементы крови), какие-то остаются функционировать всю жизнь (нервные).

Но в жизни каждой клетки большую часть времени сохраняется такое состояние, которое называется интерфазой. Это период подготовки к делению зрелой сформировавшейся клетки, который занимает до 90% времени всего процесса.

Биологический смысл данной стадии в накоплении питательных веществ, РНК и белков, синтезе молекул ДНК. Ведь после деления в каждую дочернюю клетку должно попасть ровно такое количество органоидов, веществ и генетического материала, сколько было в материнской. Для этого должно произойти удвоение всех имеющихся структур, в том числе и нитей ДНК.

В целом, интерфаза происходит в три этапа:

  • пресинтетический;
  • синтетический;
  • постсинтетический.

Результат: накопление питательных элементов, энергии и ДНК молекул для дальнейших процессов деления. Таким образом, данная стадия — это лишь начало того, как размножается клетка в дальнейшем.

Профаза

На данном этапе происходят следующие основные процессы:

  • растворяется ядерная оболочка;
  • исчезают (растворяются) ядрышки;
  • хромосомы становятся видимы в микроскоп за счет скручивания (спирализации) структуры;
  • центриоли расходятся к полюсам клетки, вытягивая и формируя веретено деления.

На этой стадии размножение животных клеток ничем не отличается от такового у всех других.

Метафаза

Данная фаза достаточно короткая, всего около 10 минут. Основа ее в том, что хроматиды выстраиваются по экватору клетки. Ниточки веретена деления одним концом цепляются за центриоль у полюса клетки, а другим за центромеру каждой хроматиды. Между собой генетические структуры уже почти не связаны и поэтому легко готовы к рассоединению.

Анафаза

Самая короткая стадия всего митотического цикла. Длительность составляет около 3 минут. В этот период каждая хроматида уходит к своему полюсу клетки и достраивает себе недостающую половинку, превращаясь в нормального строения хромосому.

Однако для этого образования требуется специальный фермент — теломераза. Именно его накопление шло в интерфазе.

Телофаза

У каждого клеточного полюса появляется свой генетический полноценный материал, который одевается в ядерную оболочку, формируя ядро. Появляются ядрышки. Весь процесс занимает примерно 30 минут. То есть довольно продолжительное время. Это происходит потому, что формирование ядрышек и ядерной оболочки требует больших энергетических затрат, а также наличия строительного материала — питательных веществ (белков, углеводов, ферментов, жиров, аминокислот).

Цитокинез

Данный процесс завершает весь митотический цикл. Протоплазма делится вместе с органоидами строго пополам, и каждая дочерняя особь получает ровно столько же, сколько ее сестра. Затем поперек клетки формируется белковая перетяжка (актиновой природы), которая сдавливает структуру поперек и делит ее на две равные, но меньшие по размерам, по сравнению с материнской, клетки.

На этой стадии есть некоторые отличия животной клетки от того, как размножается клетка растения. Дело в том, что в растительных структурах белка меньше, а актина вообще нет. Поэтому посередине формируется не перетяжка, а перегородка, по обе стороны которой откладывается целлюлоза. Это придает растительной клетке жесткость, формирует каркас в виде клеточной стенки.

Рост и размножение клеток далее идет по пути обычного жизненного цикла: специализация, формирование тканей, затем органов, активная работа и деление, либо смерть.

Половые клетки и их размножение

На вопрос о том, как размножается клетка, ответ может быть дан при уточнении, какая именно. Ведь рассмотренные нами процессы митоза характерны только для соматических структур. Тогда как половые клетки размножаются несколько иным образом, а точнее, мейозом.

Данный процесс является основой таких жизненных функций у животных, как гаметогенез, то есть половое размножение. Развитие половых клеток происходит многостадийно. Поэтому мейоз — еще более сложное и емкое деление, нежели митоз.

Для растительных клеток мейоз — основа спорогенеза, то есть образования половых клеток. Основная биологическая роль мейоза для всех организмов заключается в том, что в результате него образуются четыре гаплоидные (с половинчатым или одинарным набором хромосом) половые клетки. Зачем? Для того, чтобы при оплодотворении (слиянии мужской и женской половых клеток) происходило восстановление диплоидности в новой зиготе (будущем зародыше). Это дает генетическое разнообразие организмам, приводит к комбинации генов, появлению и закреплению новых признаков.

Структура процесса мейоза

Выделяют два основных деления в мейозе: редукционное и эквационное. Каждое из них включает в себя все те же фазы, что и митоз: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Рассмотрим немного подробнее каждое из них.

Редукционное деление

Суть: из одной диплоидной клетки образуются две гаплоидные, с половинчатым набором хромосом. Фазы:

  • профаза I;
  • метафаза I;
  • анафаза I;
  • телофаза I.

На каждой из фаз повторяются все те же самые преобразования, что и на соответствующих стадиях в митозе. Однако одно отличие все же есть: в интерфазе не происходит удвоение ДНК, она лишь делится пополам, и все. Поэтому в каждую дочернюю клетку попадает лишь половина генетической информации. Это начальное размножение животных клеток, а также растительных, относящихся к половым.

Эквационное деление

Второе деление мейоза, в результате которого образуется еще по две клетки от каждой предыдущей. Теперь уже имеется четыре одинаковых гаплоидных аналога, которые и становятся половыми клетками животных или растений. Стадии эквационного деления: профаза II, метафаза II, анафаза II, телофаза II.

Таким образом, вопрос о том, как размножается клетка, имеет достаточно сложный и емкий ответ. Ведь эти процессы, как и все другие, происходящие в живых существах, очень тонкие и состоят из множества стадий.

fb.ru

Деление клетки

Деление клетки — биологический процесс, лежащий в основе размножения и индивидуального развития всех живых организмов.

Наиболее широко распространенная форма воспроизведения клеток у живых организмов — непрямое деление, или митоз (от греч. «митос» — нить). Митоз состоит из четырех последовательных фаз. Благодаря митозу обеспечивается равномерное распределение генетической информации родительской клетки между дочерними клетками.

Период жизни клетки между двумя митозами называют интерфазой. Она в десятки раз продолжительнее митоза. В ней совершается ряд очень важных процессов, предшествующих делению клетки: синтезируются молекулы АТФ и белков, удваивается каждая хромосома, образуя две сестринские хроматиды, скрепленные общей центромерой, увеличивается число основных органоидов клетки.

Митоз

В процессе митоза различают четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу.

  • I. Профаза — самая продолжительная фаза митоза. В ней спирализируются и вследствие этого утолщаются хромосомы, состоящие из двух сестринских хроматид, удерживаемых вместе центромерой. К концу профазы ядерная мембрана и ядрышки исчезают и хромосомы рассредоточиваются по всей клетке. В цитоплазме к концу профазы центриоли отходят к полосам и образуют веретено деления.
  • II. Метафаза — хромосомы продолжают спирализацию, их центромеры располагаются по экватору (в этой фазе они наиболее видны). К ним прикрепляются нити веретена деления.
  • III. Анафаза — делятся центромеры, сестринские хроматиды отделяются друг от друга и за счет сокращения нитей веретена отходят к противоположным полюсам клетки.
  • IV. Телофаза — делится цитоплазма, хромосомы раскручиваются, вновь образуются ядрышки и ядерные мембраны. После этого образуется перетяжка в экваториальной зоне клетки, разделяющая две сестринские клетки.

Так из одной исходной клетки (материнской) образуются две новые — дочерние, имеющие хромосомный набор, который по количеству и качеству, по содержанию наследственной информации, морфологическим, анатомическим и физиологическим особенностям полностью идентичен родительским.

Рост, индивидуальное развитие, постоянное обновление тканей многоклеточных организмов определяется процессами митотического деления клеток.

Все изменения, происходящие в процессе митоза, контролируются системой нейрорегуляции, т. е. нервной системой, гормонами надпочечников, гипофиза, щитовидной железы и др.

Мейоз

Мейоз (от греч. «мейоз». — уменьшение) — это деление в зоне созревания половых клеток, сопровождающееся уменьшением числа хромосом вдвое. Он состоит и двух последовательно идущих делений, имеющих те же фазы, что и митоз. Однако продолжительность отдельных фаз и происходящие в них процессы значительно отличаются от процессов, происходящих в митозе.

Эти отличия в основном состоят в следующем. В мейозе профаза I более продолжительна. В ней происходит конъюгация (соединение) хромосом и обмен генетической информацией. (На рисунек вверху профаза отмечена цифрами 1, 2, 3, конъюгация показана под цифрой 3). В метафазе происходят те же изменения, что и в метафазе митоза, но при гаплоидном наборе хромосом (4). В анафазе I центромеры, скрепляющие хроматиды, не делятся, а к полюсам отходит одна из гомологичных хромосом (5). В телофазе II образуются четыре клетки с гаплоидным набором хромосом (6).

Интерфаза перед вторым делением у мейоза очень короткая, в ней ДНК не синтезируется. Клетки (гаметы), образующиеся в результате двух мейотических делений, содержат гаплоидный (одинарный) набор хромосом.

Полный набор хромосом — диплоидный 2n — восстанавливается в организме при оплодотворении яйцеклетки, при половом размножении.

Половое размножение характеризуется обменом генетической информации между женскими и мужскими особями. Оно связано с образованием и слиянием особых гаплоидных половых клеток — гамет, образующихся в результате мейоза. Оплодотворение представляет собой процесс слияния яйцеклетки и сперматозоида (женской и мужской гамет), при котором восстанавливается диплоидный набор хромосом. Оплодотворенную яйцеклетку называют зиготой.

В процессе оплодотворения можно наблюдать различные варианты соединения гамет. Например, при слиянии обеих гамет, имеющих одинаковые аллели одного или нескольких генов, образуется гомозигота, в потомстве которой сохраняются все признаки в чистом виде. Если же в гаметах гены представлены различными аллелями — образуется гетерозигота. В ее потомстве обнаруживаются наследственные зачатки, соответствующие различным генам. У человека гомозиготность бывает лишь частичной, по отдельным генам.

Основные закономерности передачи наследственных свойств от родителей к потомкам были установлены Г. Менделем во второй половине XIX в. С этого времени в генетике (науке о закономерностях наследственности и изменчивости организмов) прочно утвердились такие понятия, как доминантные и рецессивные признаки, генотип и фенотип и др. Доминантные признаки — преобладающие, рецессивные — уступающие, или исчезающие в последующих поколениях. В генетике эти признаки обозначаются буквами латинского алфавита: доминантные обозначаются заглавными буквами, рецессивные — строчными. В случае гомозиготности каждая из пары генов (аллелей) отражает либо доминантные, либо рецессивные признаки, которые в обоих случаях проявляют свое действие.

У гетерозиготных организмов доминантная аллель находится в одной хромосоме, а рецессивная, подавляемая доминантом, в соответствующем участке другой гомологичной хромосомы. При оплодотворении образуется новая комбинация диплоидного набора. Следовательно, образование нового организма начинается со слияния двух половых клеток (гамет), образующихся в результате мейоза. Во время мейоза происходит перераспределение генетического материала (рекомбинация генов) у потомков или обмен аллелями и их соединение в новых вариациях, что и определяет появление нового индивида.

Вскоре после оплодотворения происходит синтез ДНК, хромосомы удваиваются, и наступает первое деление ядра зиготы, которое осуществляется путем митоза и представляет собой начало развития нового организма.

shkolo.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о