Деление эукариотических клеток

Файзулаева Татьяна Павловна

Деление эукариотических клеток:

1.                         Амитоз (прямое деление), характерен для стареющих и опухолевых клеток

2.                         Митоз (непрямое деление)

3.                         Мейоз  (редукционное деление)

Мейоз – это редукционное деление клетки, в результате которого  происходит    редукция числа  хромосом с диплоидного (2n) до гаплоидного (n).

Митоз – непрямое деление,      в результате которого из   одной материнской клетки образуются 2 дочерние идентичные материнской.

Редукция - уменьшение  количества хромосом в два раза.

Интерфаза

– фаза между делениями клеток.

G1-пресинтетический период (2n2c):

подготовка клетки к построению второй хроматиды каждой хромосомы :

1.               Синтез белков – ферментов (необходимых для образования РНК и веществ, входящих в состав ДНК)

2.               Синтез р-РНК, и-РНК, т-РНК

3.               Образование рибосом

4.               Синтез пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов

5.               Синтез АТФ

6.               Деление митохондрий и пропластид (у растений)

7.               Образование всех одномембранных органелл клетки 8. Рост клетки

Синтетический период S (2n2c           2n4c)

Построение второй хроматиды и формирование двухроматидных хромосом:

1.               Редупликация (удвоение ДНК)

2.               Синтез – белков – гистонов, необходимых для построения хроматиды, и их миграция в ядро

3.               Сборка второй хроматиды из ДНК и белков - гистонов Постсинтетический период G2 (2n4c)

Подготовка клетки к делению:

1.               Интенсивный синтез белков (участвующих в клеточном делении, цитоплазматических белков)

2.               Синтез РНК

3.               Деление митохондрий и пропластид у растений

4.               Синтез АТФ

5.               Удвоение массы цитоплазмы

6.               Резкое возрастание объема ядра

Фазы митоза

1. Профаза- первая фаза деления (2n4c)

1.               Двухроматидные хромосомы спирализуются

2.               Ядрышки растворяются

3.               Центриоли расходятся

4.               Ядерная оболочка растворяется

5.               Образуются нити веретена деления

2. Метафаза – фаза скопления хромосом  ( 2n4c):

1.               Нити    веретена  деления    присоединяются       к центромерам хромосом

2.               Двухроматидные хромосомы сосредотачиваются на экваторе клетки

3.               Анафаза – фаза расхождения хроматид (будущих хромосом)   2n4c  2n2c:

1.               Центромеры делятся

2.               Однохроматидные хромосомы растягиваются нитями веретена деления к полюсам клетки

4. Телофаза (фаза окончания деления) 2n2c:

1.               Однохроматидные хромосомы деспирализуются

2.               Сформировывается ядрышко

3.               Восстанавливается ядерная оболочка

4.               На экваторе начинает закладываться перегородка между клетками или образуется перетяжка

5.               Растворяются нити веретена деления.

Биологическое значение митоза:

1.достигается генетическая стабильность

2.     увеличивается число клеток в организме

3.     происходит рост организма

4.     возможны явления регенерации и бесполого размножения у некоторых организмов

Мейоз –способ деления, возникновение которого связано с появлением полового размножения

(созревание гамет).

•         Происходит при образовании гамет у животных и спор у растений, грибов.

•         Включает два последовательных деления ядра.

•         В каждом делении выделяют четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу, телофазу с индексами I или II

Биологическое значение мейоза

1.    Является     основой комбинативной изменчивости

2.    Обеспечивает генетическое разнообразие гамет (после конъюгации, а затем кроссинговера)

3.    Предотвращает удвоение числа хромосом в каждом новом поколении

Первое деление мейоза

(редукционное)

Интерфаза I (2n2c→2n4c)

1.    Увеличение числа органелл

2.    Синтез веществ и накопление энергии

3.    Увеличение размеров клетки

4.    Удвоение центриолей

5.    Репликация ДНК

6.    Хромосома состоит из двух хроматид, соединенных центромерой

Самая продолжительная

Профаза I                             _фаза

1. Стадия лептотена

1. Начинается спирализация хромосом. Хромосомы становятся видимыми в микроскоп, как длинные тонкие нити. Каждая хромосома состоит из двух хроматид.

2. Стадия зиготена

•            Продолжается спирализация хромосом и происходит конъюгация гомологичных хромосом.

•            Гомологичные хромосомы – хромосомы, имеющие одинаковую форму и размер: одна из них получена от матери, а другая от отца.

•            Пару конъюгировавших гомологичных хромосом называют бивалентом.

Бивалент = 4 хроматиды, образующих тетраду. Число бивалентов = гаплоидному набору хромосом.

3. Стадия пахитена

Дальнейшая спирализация  хромосом. Тесный контакт между хроматидами дает  возможность обмениваться идентичными участками гомологичных хромосомКроссинговер. 

4. Стадия диплотена

• Хромосомы, составляющие бивалент, начинают отходить друг от друга в области центромер. При расхождении плеч хромосом в некоторых местах обнаруживается явление перекреста и сцепления – хиазмы- структурное выражение кроссинговера.

5. Стадия Диакинез

•      Максимальная    спирализация,   укорочение и утолщение хромосом.

•     

•      Ядрышко и ядерная оболочка фрагментируются.

•      Центриоли расходятся к полюсам, образуются нити веретена деления.

Метафаза I (2n4c)

• Биваленты хромосом располагаются по экватору клетки. К ним прикрепляются нити веретена деления

Анафаза I (2n4c)

•     

•      В дочерние клетки попадают только по одной из пары гомологичных хромосом.

Телофаза I (2n4c→n2c в каждой клетке)

•      Число хромосом в каждой клетке становится гаплоидным, но каждая хромосома состоит из двух хроматид.

•      Образуется ядерная оболочка

•      Происходит деление цитоплазмы

Второе деление мейоза

Интерфаза II, или интеркинез

(n2c) 

•      Эта фаза характерна для животных клеток

•      Не происходит репликация ДНК

•      Хромосомы утолщаются и укорачиваются.

•      Ядрышко и ядерная оболочка фрагментируют.

•      Образуется веретено деления.

Метафаза II (n2c)

• Двухроматидные хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости   (метафазная пластинка), к ним прикрепляются нити веретена деления

Анафаза II (2n2c)

•      Двухроматидные    хромосомы делятся   на хроматиды  и   расходятся  к   противоположным полюсам клетки.

•      При этом  хроматиды становятся самостоятельными  однохроматидными хромосомами

Телофаза II (2n2с→nc в каждой клетке)

•      Хромосомы деспирализуются, становятся невидимыми.

•      Восстанавливается ядерная оболочка

•      Каждое   ядро  содержит    гаплоидное число хромосом

•      Происходит деление цитоплазмы

•      Образуются 4 гаплоидные клетки

Отличие митоза от мейоза

Задание 27

Хромосомный набор клеток околоплодника сладкого перца равен 24. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из клеток семязачатка при спорообразовании в профазе мейоза I и метафазе мейоза II Объясните результаты в каждом случае.

Элементы ответа:

1.            В профазе мейоза I число хромосом – 24, число молекул ДНК - 48

2.            Перед началом деления молекулы ДНК удваиваются, каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид, но число хромосом в начале деления не изменяется и соответствует диплоидному набору. 3. В метафазе мейоза II число хромосом – 12, число ДНК – 24

Хромосомный набор клеток околоплодника сладкого перца равен 24. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из клеток семязачатка при спорообразовании в профазе мейоза I и метафазе мейоза II Объясните результаты в каждом случае.

Продолжение

4. После первого (редукционного) деления мейоза число хромосом и молекул ДНК уменьшилось в 2 раза, но хромосомы – двухроматидные – поэтому число молекул ДНК в 2 раза больше числа хромосом.

Задание 27

Определите число хромосом в начале и в конце телофазы митоза в клетках эндосперма семени ржи     посевной, если   центральное    ядро зародышевого мешка     ржи    содержит    14 хромосом. Ответ поясните.

Элементы ответа:

1.       Центральное ядро зародышевого мешка ржи, содержащее 14 хромосом, диплоидное (2n), а клетки эндосперма семени имеют триплоидный (3n) набор хромосом – следовательно, в них содержится по 21 хромосоме.

2.       В начале телофазы (как и в предыдущей анафазе) митоза число хромосом временно удвоено до 42 (6n=42), на полюсах    пока     единой      клетки находится по  21 однохроматидной хромосоме.

Определите число хромосом  в начале и в конце телофазы митоза в клетках эндосперма семени ржи     посевной, если   центральное    ядро зародышевого мешка ржи содержит 14 хромосом. Ответ поясните.

Продолжение

1. В конце телофазы митоза в образовавшихся дочерних клетках (уже разделенных срединной пластинкой) число хромосом возвращается к 21 (3n= 21)

Задание 27

Для соматической клетки животного характерен диплоидный набор хромосом. Определите, объяснив полученные результаты, хромосомный набор (n)и число молекул ДНК (c) в клетке в конце телофазы мейоза I и в анафазе мейоза II.

Элементы ответа:

1.      В конце телофазы мейоза I набор хромосом в клетке – n, число молекул ДНК – 2с

2.      В конце телофазы мейоза I произошло редукционное деление, число хромосом и число молекул ДНК уменьшилось в 2 раза.

Для соматической клетки животного характерен диплоидный набор хромосом. Определите, объяснив полученные результаты, хромосомный набор (n)и число молекул ДНК (c) в клетке в конце телофазы мейоза Iи анафазе мейоза II.

Продолжение

1.      В анафазе мейоза II набор хромосом – 2 n (временно увеличился в 2 раза), число молекул ДНК – 2 с (прежнее)

2.      В анафазе мейоза II к полюсам клетки расходятся сестринские хроматиды, становящиеся самостоятельными однохроматидными хромосомами, поэтому число хромосом и число молекул ДНК уравниваются.

Элементы ответа:

1.      Тип – мейоз, фаза – профаза I

2.     

3.      Для мейоза характерны конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер.

Запишите в таблицу цифры выбранных терминов под соответствующими буквами.

Запишите в таблицу цифры выбранных терминов под соответствующими буквами.

Задание 19

Установите последовательность процессов, происходящих в ходе интерфазы и митоза. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.

1)     Спирализация хромосом, исчезновение ядерной оболочки

2)     Расхождение сестринских хроматид к полюсам клетки

3)     Образование двух дочерних клеток

4)     Удвоение молекул ДНК

5)     Размещение хромосом в плоскости экватора клетки

4 1 5 2 3

Задание

Определите тип и фазу деления клетки, изображенной на рисунке. Какие процессы происходят в этой фазе?

Элементы ответа:

1)     На рисунке изображена  метафаза митоза

2)     Нити веретена деления прикрепляются     к центромерам хромосом

3)     В этой фазе двухроматидные хромосомы выстраиваются  в плоскости экватора

Задание 5

Установите  соответствие между характеристиками процесса и способами деления клетки: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца. 

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

Определите тип и фазу деления клетки, изображенной на рисунке. Какие процессы происходят в этой фазе?

1.      Профаза мейоза 1

2.      Происходит конъюгация и кроссинговер

3.      Растворяется ядерная мембрана, образуется

веретено деления

Определите тип и фазу деления клетки, изображенной на рисунке. Какие процессы происходят в этой фазе?

1.      Метафаза митоза

2.      Двухроматидные  хромосомы располагаются      по  экватору

клетки

3.      К центромерам хромосом прикрепляются нити веретена деления.