Лекция по общей биологии № 12. Тема: Клеточный цикл эукариотических клеток. Митоз. Мейоз.
План лекции:
1.Клеточный цикл эукариотических клеток.
2.Митоз. Фазы. Ход. Биологическое значение.
3.Мейоз. Фазы. Ход. Биологическое значение.
В конце лекции есть вопросы для закрепления материала и домашнее задание. Материал лекции можно использовать и в школе при изучении данной темы.
Лекция № 12
Тема: Клеточный цикл эукариотических клеток. Митоз. Мейоз.
Базовые понятия и термины: клеточный цикл, митоз, мейоз, разделение
клетки, интерфаза, профаза, метафаза, анафаза, телофаза, веретено деления.
План лекции:
1.Клеточный цикл эукариотических клеток.
2.Митоз. Фазы. Ход. Биологическое значение.
3.Мейоз. Фазы. Ход. Биологическое значение.
Содержание лекции:
1.Клеточный цикл эукариотических клеток.
Клеточный цикл (жизненный цикл) — жизнь клетки от момента ее
появления до деления или смерти. Обязательным компонентом клеточного
цикла является митотический цикл, который включает в себя период
подготовки к делению и собственно митоз. Кроме этого, в жизненном цикле
имеются периоды покоя, во время которых клетка выполняет свойственные
ей функции и избирает дальнейшую судьбу: гибель или возврат в
митотический цикл Интерфаза – это период интенсивного роста клетки и
образования органоидов. Во время интерфазы в клетках происходит много
процессов. Они растут и накапливают вещества, необходимые для
следующего разделения.
В тех клетках, которые утратили способность к делению, клеточный
цикл заканчивается не началом нового цикла, а гибелью клетки.
ДЕЛЕНИЕ КЛЕТКИ – основа размножения и индивидуального развития
организмов. Увеличение числа клеток происходит в результате их деления.
Деление клеток лежит в основе развития и роста организмов, их размножения,
а также обеспечивает самообновление тканей на протяжении жизни
многоклеточного организма и восстановление их целостности после
повреждения.
2. Митоз. Фазы. Ход. Биологическое значение.
Митоз – наиболее широко распространенная форма воспроизведения
клеток. Возникшие в результате митоза дочерние клетки подобны исходным,
отличаясь от них лишь меньшими размерами.Митоз — это деление соматических клеток, а так же размножение и
передача наследственной информации при бесполом размножение.
Митоз представляет собой непрерывный процесс, в котором
выделяют четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Перед
митозом происходит подготовка клетки к делению, или интерфаза.
Период подготовки клетки к митозу и собственно митоз вместе
составляют митотический цикл.
Ниже приводится краткая характеристика фаз цикла:
Интерфаза состоит из трех периодов: пресинтетического, или
постмитотического, — G1, синтетического — S, постсинтетического,
или премитотического, — G2.
Пресинтетический период (2n 2c, где n — число хромосом, с —
число молекул ДНК) — рост клетки, активизация процессов
биологического синтеза, подготовка к следующему периоду.
Синтетический период (2n 4c) — репликация ДНК.
Постсинтетический период (2n 4c) — подготовка клетки к
митозу, синтез и накопление белков и энергии для предстоящего
деления, увеличение количества органоидов, удвоение центриолей.
Профаза (2n 4c):
Во время профазы в ядре происходят
спирализация хромосом, демонтаж ядерных мембран, расхождение
центриолей к разным полюсам клетки, формирование нитей веретена
деления, «исчезновение» ядрышек, конденсация двухроматидных
хромосом.
—
выстраивание
Метафаза(2n 4c):
максимально
конденсированных двухроматидных хромосом в экваториальной
плоскости клетки (метафазная пластинка), прикрепление нитей
веретена деления одним концом к центриолям, другим — к
центромерам хромосом. (На хромосомах четко можно увидеть
центромеру первичную перетяжку).
Одновременное разделение центромер всех хромосом является началом
следующей фазы делания — анафазы.
анафазы(4n 4c),
Во время
соединённые попарно хроматиды
разъединяются, становясь дочерними хромосомами, и расходятся к полюсам
клетки.
По окончании движения хромосом к полюсам начинается телофаза
(2n 2c) митоза. На этой фазе происходит формирование новых ядерных
оболочек и ядрышек, а хромосомы деспирализируются. После этого
происходит цитокинез (разделение цитоплазмы).
Биологическое значение митоза. Образовавшиеся в результате
этого способа деления дочерние клетки являются генетически
идентичными материнской.
Митоз обеспечивает постоянствохромосомного набора в ряду поколений клеток. Лежит в основе таких
процессов, как рост, регенерация, бесполое размножение и др.
3. Мейоз. Фазы. Ход. Биологическое значение.
Мейоз является редукционным делением. Фактически он состоит
из двух последовательных делений, интерфаза между которыми максимально
сокращена, а в растительных организмах вообще может отсутствовать.
Кроме того, в течение этой интерфазы не происходит синтез ДНК и
количество наследственного материала не увеличивается. В итоге по
окончании мейоза каждая из четырех полученных клеток содержит вдвое
меньше ДНК, чем родительская клетка. Таким образом, образуются,
например, половые клетки.
Т.О., Мейоз — разновидность митоза, в результате которого из
диплоидных (2п) соматических клеток половых желез образуются
гаплоидные гаметы (1n). При оплодотворении ядра гаметы сливаются, и
восстанавливается диплоидный набор хромосом. Таким образом, мейоз
обеспечивает сохранение постоянного для каждого вида набора хромосом и
количества ДНК.
Мейоз представляет собой непрерывный процесс, состоящий из
двух последовательных делений, называемых мейозом I и мейозом II. В
каждом делении различают профазу, метафазу, анафазу и телофазу. В
результате мейоза I число хромосом уменьшается вдвое (редукционное
деление): при
клеток
сохраняется (эквационное деление). Клетки, вступающие в мейоз,
содержат генетическую информацию 2n2хр.
гаплоидность
II
мейозе
В метафазе мейоза I биваленты хромосом располагаются в
экваториальной плоскости клетки. В этот момент спирализация их достигает
максимума. Содержание генетического материала не изменяется (2п2хр).
В анафазе мейоза I гомологичные хромосомы, состоящие из
двух хроматид, окончательно отходят друг от друга и расходятся к
полюсам клетки. Следовательно, из каждой пары гомологичныххромосом в дочернюю клетку попадает только одна — число
хромосом уменьшается вдвое (происходит редукция). Содержание
генетического материала становится 1n2хр у каждого полюса.
В телофазе мейоза I происходит формирование ядер и
разделение цитоплазмы — образуются две дочерние клетки. Дочерние
клетки содержат гаплоидный набор хромосом, каждая хромосома —
две хроматиды (1n2хр).
Интеркинез — короткий промежуток между первым и вторым
мейотическими делениями. В это время не происходит репликации
ДНК, и две дочерние клетки быстро вступают в мейоз II, протекающий
по типу митоза.
Следовательно, в результате первого мейотического деления
возникают клетки или лишь ядра с гаплоидным набором хромосом. Интерфаза
между первым и вторым мейотичными делениями укороченная, молекулы
ДНК в это время не удваиваются, а в клетках многих растений интерфаза
вообще отсутствует, поэтому они сразу переходят до второго мейотического
деления.
В профазе мейоза II происходят тс же процессы, что и в профазе
митоза. В метафазе хромосомы располагаются в экваториальной
плоскости. Изменений содержания генетического материала не
происходит (1n2хр). В анафазе мейоза II хроматиды каждой
хромосомы отходят к противоположным полюсам клетки, и
содержание генетического метериала у каждого полюса становится
lnlxp. В телофазе образуются 4 гаплоидные клетки (lnlxp).
Кроме того,
Таким образом, в результате мейоза из одной диплоидной
материнской клетки образуются 4 клетки с гаплоидным набором
хромосом.
в профазе мейоза I происходит
перекомбинация генетического материала (кроссинговер), а в анафазе
I и II — случайное отхождение хромосом и хроматид к одному или
другому полюсу. Эти процессы являются причиной комбинативной
изменчивости.Мейоз: 1 — лептотена; 2 — зиготена; 3 — пахитена; 4 — диплотена; 5 — диакинез; 6 —
метафаза 1; 7 — анафаза 1; 8 — телофаза 1;
9 — профаза 2; 10 — метафаза 2; 11 — анафаза 2; 12 — телофаза 2.
Биологическое значение мейоза:
1) является основным этапом гаметогенеза;
2) обеспечивает передачу генетической информации от организма к организму
при половом размножении;
3) дочерние клетки генетически не идентичны материнской и между собой.
Атак же, биологическое значение мейоза заключается в том, что уменьшение
числа хромосом необходимо при образовании половых клеток, поскольку при
оплодотворении ядра гамет сливаются. Если бы указанной редукции не
происходило, то в зиготе (следовательно, и во всех клетках дочернего
организма) хромосом становилось бы вдвое больше. Однако это противоречит
правилу постоянства числа хромосом. Благодаря мейозу половые клетки
гаплоидны, а при оплодотворении в зиготе восстанавливается диплоидный
набор хромосом.
Контроль знаний и умений:
Дать ответы на вопрос:
1.Какие события предшествуют разделу клетки?
2.В чем биозначение митоза и мейоза?
3.Что такое мейоз, чем он отличается от митоза?
4. Что представляет собой клеточный цикл?
5. Что такое митоз? Какие фазы составляют митоз?Домашнее задание: пересказ конспекта лекции, проработать Л.1. стр.
106115.