ГБОУ СПО ВО «Никологорский аграрно-промышленный техникум» Преподаватель биологии Е.А.Киргизова 2014 год Деление клетки

Цели урока 1. Закрепить знания о формах размножения организмов. 2. Познакомиться с особенностями митоза и мейоза, их биологической ролью в природе. 3. Раскрыть особенности протекания каждой фазы митоза и мейоза. 4. Рассмотреть механизмы, обеспечивающие генетическую идентичность дочерних клеток.

План урока 1. Размножение организмов – как одна из важнейших характеристик сущности жизни. 2. Способы деления клеток. А) Митоз. Б) Мейоз. В) Амитоз. 3. Решение задач и упражнений.

Дайте ответы на вопросы 1. Что называют размножением? Размножение - свойство воспроизведения себе подобных, обеспечивающее непрерывность и преемственность жизни. 2. Каково значение данного процесса? Основное условие существования вида 3. Размножение живых организмов происходит на разных уровнях. Назовите их. Уровни размножения: а) молекулярный – репликация ДНК; б) клеточный – деление клеток (митоз, мейоз). в) органоидный – деление митохондрий, хлоропластов ( полуавтономные органоиды);

Благодаря размножению происходит 1. Передача наследственной информации. 2. Сохраняется преемственность поколений. 3. Поддерживается длительность существования вида. 4. Увеличивается численность вида и расширяется территория (ареал) проживания. В основе размножения лежит клеточное деление, обеспечивающее увеличение количества клеток и рост многоклеточного организма.

Дайте ответы на вопросы 4. Какие клетки различают в многоклеточном организме и какой набор хромосом они имеют?

Наборы хромосом Одинарный Гаплоидный, n Гаплоидный набор характерен для гамет (половых клеток, сперматозоидов и яйцеклеток), а также для спор. Гаплоидный набор превращается в диплоидный при оплодотворении (происходит слияние двух гаплоидных гамет, получается диплоидная зигота). Одинарный Гаплоидный, n Гаплоидный набор характерен для гамет (половых клеток, сперматозоидов и яйцеклеток), а также для спор. Гаплоидный набор превращается в диплоидный при оплодотворении (происходит слияние двух гаплоидных гамет, получается диплоидная зигота). Двойной Диплоидный, 2n Диплоидный набор характерен для соматических клеток (клеток тела). Диплоидный набор превращается в гаплоидный в первом делении мейоза (происходит независимое расхождение гомологичных хромосом, количество хромосом уменьшается в два раза). Двойной Диплоидный, 2n Диплоидный набор характерен для соматических клеток (клеток тела). Диплоидный набор превращается в гаплоидный в первом делении мейоза (происходит независимое расхождение гомологичных хромосом, количество хромосом уменьшается в два раза).

Виды размножения Размножение Бесполое Собственно бесполое ( одной клеткой) Вегетативное (группой клеток) Половое Конъюгация (одноклеточные Организмы) Многоклеточные организмы Без оплодотворения С оплодотворением

Бесполое размножение Собственно бесполое размножение ( одной клеткой) : 1. Деление надвое (простое) 2. Митоз 3. Амитоз 4. Почкование 5. Спорообразование Вегетативное размножение ( группой клеток): 1. Почкование 2. Фрагментация 3. Вегетативное размножение растений

Способы деления клеток Мейоз - уменьшительное Амитоз – прямое деление Митоз – непрямое деление Бинарное деление бактерий

Период жизни клетки от одного деления до следующего называется клеточным циклом. Клеточный цикл Быстро делящиеся клетки взрослых организмов могут входить в клеточный цикл каждые часов. Клеточный цикл эукариот состоит из двух периодов: Период клеточного роста, называемый интерфаза, во время которого идет синтез ДНК и белков. Период клеточного деления, называется фаза М митоз и цитокинез. Интерфаза состоит из нескольких периодов: 1)П1-пресинтетической или фазы начального роста, во время которой клетка растет: происходит синтез белка, РНК и увеличивается количество органических веществ.; 2) С-синтетической фазы, во время которой идет удвоение ДНК и центриолей. С этого момента каждая хромосома состоит из двух хроматид. 3)П2-постсинтетической, во время которой идет интенсивный синтез белка и АТФ, необходимых для деления клетки ; идёт подготовка к митозу.

Клеточный цикл Период существования клетки от одного деления до другого называется митотическим, или клеточным циклом. Клеточный цикл у растений продолжается от 10 до 30 часов. Деление ядра (митоз) занимает около 10% этого времени. П1 - пресинтетический период С - синтетический период П 2 - постсинтетический период

Митоз (лат. Mitos – нить) –такое деление клеточного ядра, при котором образуется два дочерних ядра с набором хромосом, идентичных родительской клетки. Митоз = деление ядра + деление цитоплазмы (кариокинез) (цитокинез) Митоз – непрямое деление Впервые митоз у растений наблюдал И.Д. Чистяков в 1874 г., а детально процесс был описан нем. ботаником Э.Страсбургером (1877 г.) и нем. зоологом В.Флемингом (1882 г.)

Интерфаза Эукариотические организмы, состоящие из клеток, имеющих ядра, начинают подготовку к делению на определенном этапе клеточного цикла, в интерфазе. В период интерфазы в клетке происходит процесс биосинтеза белка, удваиваются все важнейшие структуры клетки. Вдоль исходной хромосомы из имеющихся в клетке химических соединений синтезируется ее точная копия, удваивается молекула ДНК. Удвоенная хромосома состоит из двух половинок - хроматид. Каждая из хроматид содержит одну молекулу ДНК. Интерфаза в клетках растений и животных в среднем продолжается часов. Затем наступает процесс деления клетки - митоз. 1,2 – пред синтетический период; 3 – синтетический и постсинтетический период; 4 – метафаза. 1234

Фазы митоза 0. Интерфаза 1. Профаза 2. Метафаза 4. Телофаза 3.Анафаза

Профаза В профазе происходит укорочение и утолщение хромосом вследствие их спирализации. В это время хромосомы двойные состоят из двух сестринских хроматид, связанных между собой. Одновременно со спирализацией хромосом исчезает ядрышко и фрагментируется (распадается на отдельные цистерны) ядерная оболочка. После распада ядерной оболочки хромосомы свободно и беспорядочно лежат в цитоплазме. Центриоли (в тех клетках, где они есть) расходятся к полюсам клетки. В конце профазы начинает образовываться веретено деления, которое формируется из микротрубочек путем полимеризации белковых субъединиц.

Метафаза В метафазе завершается образование веретена деления. Каждая двойная хромосома прикрепляется к микротрубочкам веретена деления. Хромосомы как бы выталкиваются микротрубочками в область экватора клетки, то есть располагаются на равном расстоянии от полюсов. Они лежат в одной плоскости и образуют так называемую экваториальную, или метафазную пластинку. В метафазе видно двойное строение хромосом, соединенных только в области центромеры. В этот период легко подсчитывать число хромосом, изучать их морфологические особенности.

Анафаза В анафазе дочерние хромосомы с помощью микротрубочек веретена деления перемещаются к полюсам клетки. Во время движения дочерние хромосомы изгибаются наподобие шпильки, концы которой повернуты в сторону экватора клетки. Таким образом, в анафазе хроматиды, удвоенные в интерфазе, расходятся к полюсам клетки. В этот момент в клетке находятся два диплоидных набора хромосом. Главную роль в этом передвижении играет веретено деления, хромосомы же пассивно двигаются следом за нитями веретена.

Телофаза В телофазе происходят процессы, обратные тем, которые наблюдаются в профазе: начинается деспирализация (раскручивание) хромосом, они утончаются и становятся плохо видимыми под микроскопом. Вокруг хромосом у каждого полюса из мембранных структур цитоплазмы формируется ядерная оболочка, в ядрах возникают ядрышки. Разрушается веретено деления. На стадии телофазы происходит разделение цитоплазмы с образованием двух клеток. В клетках животных плазматическая мембрана начинает впячиваться внутрь области, где располагался экватор. У растительных клеток формируется перегородка из остатков веретена деления – фрагмопласт.

Значение митоза 1. Приводит к увеличению числа клеток и обеспечивают рост многоклеточного организма. 2. Обеспечивает замещение изношенных или поврежденных тканей. 3. Сохраняет набор хромосом во всех соматических клетках. 4. Служит механизмом бесполого размножения, при котором создается потомство, генетически идентичное родителям. 5. Позволяет изучить кариотип организма (в метафазе).

Значение митоза Благодаря равномерному распределению удвоенных хромосом во время митоза происходит восстановление органов и тканей после повреждения – регенерация.

Нарушения митоза. Повреждения хромосом (набухание, склеивание, фрагментация, образование мостов, повреждения центромеров, отставание отдельных хромосом при движении. Повреждения митотического аппарата. Нарушения цитотомии.

Половое размножение Половое размножение имеет преимущество по сравнению с бесполым, так как принимают участие два родителя. спермий (n) + яйцеклетка (n) = зигота (2n) Зигота несет в себе наследственные признаки обоих родителей, что значительно увеличивает наследственную изменчивость потомков и повышает их возможность в приспособлении к условиям среды Половое размножение связано с образованием в половых органах (гонадах) специализированных клеток – гамет, которые образуются в результате особого типа деления клеток –мейоза.

Мейоз процесс деления клетки, при котором число хромосом в клетке уменьшается вдвое. В результате такого деления образуются гаплоидные (n) половые клетки (гаметы) и споры. МЕЙОЗ ЗИГОТНЫЙГАМЕТНЫЙСПОРОВЫЙ В зиготе после оплодотворения, что приводит к образованию зооспор у водорослей и мицелия грибов. В половых органах, приводит к образованию гамет. У семенных растений приводит к образованию гаплоидного гаметофита.

Мейоз Мейоз состоит из двух последовательных делений – мейоза 1 и мейоза 2. Удвоение ДНК происходит только перед мейозом 1, а между делениями отсутствует интерфаза. При первом делении расходятся гомологичные хромосомы и их число уменьшается вдвое, а во втором – хроматиды и образуются зрелые гаметы. Особенностью первого деления является сложная и длительная по времени профаза.

Первое деление мейоза Отличительная черта первого митотического деления мейоза заключается во временном сближении гомологичных хромосом – конъюгации, обмене участками (генами) с последующим расхождением – кроссинговере. клетка от интерфазы до анафазы первого деления

Первое деление мейоза Профаза I самая длительная. Спирализация хроматина в двухроматидные хромосомы; центриоли расходятся к полюсам; сближение (конъюгация) и укорочение гомологичных хромосом с последующим перекрестом и обменом гомологичными участками (кроссинговер); растворение ядерной оболочки. В метафазе I гомологичные хромосомы попарно располагаются на экваторе и отталкиваются друг от друга. Образуется веретено деления. Нити веретена прикрепляются к двухроматидным хромосомам. В анафазе I к полюсам расходятся гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид. Происходит уменьшение (редукция) хромосом у полюсов клетки. В телофазе I из каждой пары гомологичных хромосом в дочерних клетках оказывается по одной, а хромосомный набор становится гаплоидным. Каждая хромосома состоит из двух хроматид, поэтому клетка сразу же приступает ко второму делению.

Второе деление мейоза Второе деление мейоза следует за первым, без интерфазы, поэтому в дочерние клетки попадает по одной хроматиде из конъюгированных бивалентов, которые были в метафазе первого деления: произошла редукция числа хромосом.

Второе деление мейоза Профаза II короткая. Ядрышки и ядерная оболочка разрушаются, а хромосомы спирализуются. Центриоли перемещаются к полюсам клетки, образуется веретено деления. В метафазе II хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости. В анафазе II осуществляется разделение хромосом на хроматиды, так как происходит разрушение их связей в области центромер. Каждая хроматида становится самостоятельной хромосомой. С помощью нитей веретена деления хромосомы перемещаются к полюсам клетки. В телофазе II исчезает веретено деления, обособляются ядра и происходит цитокинез, завершающийся образованием четырех гаплоидных клеток.

Гаметогенез

Значение мейоза Происходит поддержание числа хромосом из поколения в поколение. Зрелые гаметы получают гаплоидное число (n) хромосом, а при оплодотворении восстанавливается характерное для данного вида диплоидное число хромосом. Образуется большое количество новых комбинаций генов при кроссинговере и слиянии гамет (комбинативная изменчивость), что дает новый материал для эволюции (потомки отличаются от родителей). (n) + (n) = зигота (2n) новый организм (2n)

Митоз Мейоз 1. Происходит в соматических клетках Лежит в основе полового размножения 3.3. Два последовательных деления 4. Удвоение молекул ДНК происходят в интерфазе перед делением Есть конъюгация 6.6. В метафазе удвоенные хромосомы выстраиваются по экватору парами (бивалентами) 7.7. Образуются четыре гаплоидные клетки (половые клетки)

Митоз Мейоз 1. Происходит в соматических клетках 1. Происходит в созревающих половых клетках 2. Лежит в основе бесполого размножения 2. Лежит в основе полового размножения 3. Одно деление 3. Два последовательных деления 4. Удвоение молекул ДНК происходят в интерфазе перед делением 4. Удвоение молекул ДНК происходит только перед первым делением, перед вторым делением интерфазы нет 5. Нет конъюгации 5. Есть конъюгация 6. В метафазе удвоенные хромосомы выстраиваются по экватору отдельно 6. В метафазе удвоенные хромосомы выстраиваются по экватору парами (бивалентами) 7. Образуются две диплоидные клетки (соматические клетки) 7. Образуются четыре гаплоидные клетки (половые клетки)

Партеногенез Факультативный Цикличный Обязательный (облигатный) Как без оплодотворения, так и после него: пчелы, муравьи, коловратки + = самки самцы Возник как способ регуляции соотношения полов У дафний, тлей - летом + - осенью Возник как способ выживания из-за большой гибели особей Все особи – самки (Кавказская скалистая ящерица) Возник как способ выживания вида из-за трудностей встречи особей друг с другом У растений (крестоцветные, сложноцветные, розоцветные и др.) партеногенез называется апомиксис. Партеногенез– половое размножение, при котором развитие нового организма происходит из неоплодотворенной яйцеклетки. Партеногенез

Амитоз Такое деление встречается у одноклеточных организмов ( например, у инфузорий), а также в некоторых специализированных клетках растений и животных с ослабленной активностью, дегенерирующих, обреченных на гибель, или при патологиях, таких как злокачественный рост. Амитоз можно наблюдать в тканях растущего клубня картофеля, эндосперме, стенках завязи пестика, клетках печени, хрящевой ткани, роговицы глаза. Амитоз, или прямое деление, - это деление ядра путем перетяжки без образования веретена деления. Очень часто при амитозе наблюдается только деление ядра, в этом случае могут возникнуть многоядерные клетки.

Какие фазы митоза вы узнаете на этом рисунке? Свой ответ аргументируйте. 1. ПРОФАЗА 2. ИНТЕРФАЗА 3. ТЕЛОФАЗА 4. АНАФАЗА 5. МЕТАФАЗА

Определите правильный набор хромосом у различных видов? Вид животного или растения. Диплоидное число хромосом этого вида. Гаплоидное число хромосом этого вида. 1. Ячмень 2.Овёс 3. Томат 4. Домашняя муха 5. Курица 6. Кролик 7. Коза 8. Овца 9. Шимпанзе 10. Человек ? ? ? 46 ? ? ? 24 ?

Расположите фазы митоза в правильной последовательности А. Телофаза Б. Профаза В. Метафаза Г. Интерфаза Д. Анафаза ГБВДА

Установите соответствие процессам и фазам митоза 1. Деспирализация ДНК А. Телофаза 2. Репликация ДНК Б. Профаза 3. Расхождение хромосом В. Интерфаза к полюсам клетки 4. Расположение хромосом Г. Метафаза по экватору клетки 5. Спирализация хромосом Д. Анафаза 6. Накопление питательных веществ, АТФ, ферментов АВДГБВ

Контрольно – обобщающий тест 1. В какой период клеточного цикла удваивается количество ДНК? А)метафазу, б)профазу, в)синтетический период, г)пресинтетический период. 2. В какой период митоза хромосомы выстраиваются по экватору? А)в профазу, б)в метафазу, в) в анафазу, г)в телофазу. 3. Какое из событий отсутствует в митозе по сравнению с мейозом? А)удвоение ДНК, б)конъюгация и кроссинговер хромосом, в)расхождение хромосом к полюсам. 4. Какой набор хромосом получается при митотическом делении? А)гаплоидный, б)диплоидный, в) триплоидный. 5. Чем завершается процесс оплодотворения? А)сближением сперматозоида с яйцеклеткой, б)проникновением сперматозоида в яйцеклетку, в)слиянием ядер и образованием зиготы.

Контрольно – обобщающий тест 6. Сколько хроматид в хромосоме к концу митоза? А)1, б)2, в)3, г)4. 7. Что происходит в постсинтетическую стадию интерфазы? А)рост клетки и синтез органических веществ, б)удвоение ДНК, в)накопление АТФ. 8. Какое деление лежит в основе полового размножения? А) митоз, б) амитоз, в) мейоз, г) шизогония. 9. Что образуется в результате овогенеза? А) сперматозоид, б) яйцеклетка, в) зигота, г) клетки тела. 10. Какой набор хромосом будет в клетке после мейотического деления, если в материнской было 12 ?

Эталон ответов на контрольный тест 1.в; 2.б; 3.б; 4.б; 5.в; 6.а; 7.в; 8.в; 9.б; хромосом.

Домашнее задание § 20 стр. 75 – 78 учебника. § 22 стр. 80 – 84 учебника. Задача У человека 2n = 46. Подсчитайте: 1. Количество хромосом в интерфазе митоза. 2. Количество спирализованных хромосом в профазе митоза. 3. Сколько хромосом выстроится в клетке по экватору в метафазе митоза? 4. Какое количество хромосом отойдет к каждому полюсу клетки в анафазе митоза? 5. Какое количество хромосом будут иметь дочерние клетки в телофазе митоза? 6. Приведите примеры тканей человека, клетки которых делятся с помощью митоза?

Используемые ресурсы Сайт учителя биологии Биологический словарь Единая коллекция ЦОР Митоз jpg jpg Птицы jpg Гаметогенез Gametogenez.jpghttp://900igr.net/datas/biologija/Mitoz-i-mejoz/ Gametogenez.jpg Строение хромосом Stroenie-khromosom-v-raznye-periody-kletochnogo-tsikla.jpghttp://900igr.net/datai/biologija/Mitoz-i-mejoz/ Stroenie-khromosom-v-raznye-periody-kletochnogo-tsikla.jpg Диплоидный набор хромосом mejoz/ Sovokupnost-khromosom-chislo-forma-i-razmer-v- somaticheskoj-kletke.jpghttp://900igr.net/datai/biologija/Mitoz-i- mejoz/ Sovokupnost-khromosom-chislo-forma-i-razmer-v- somaticheskoj-kletke.jpg Амитоз 42e283c62aec/33116.gifhttp://cor.edu.27.ru/dlrstore/4a a31-75e e283c62aec/ gif Деление клетки jpg jpg Деление клетки Chart-Meiosis.jpg Chart-Meiosis.jpg