Тема: Соматические и половые клетки. Деление клеток

Тема: Соматические и половые клетки. Деление клеток

Форма урока: изучение нового материала

Цели:

• продолжить формирование мировоззрения учащихся о непрерывности жизни;
• познакомить с химико-биологической разницей процессов, происходящих в клетке во время митоза и мейоза;
• формировать умение последовательно выстраивать процессы митоза и мейоза;
• формировать навыки сравнительного анализа процессов деления клетки;

Задачи:

1. образовательные:

а) актуализировать знания учащихся о разных видах деления клетки (митозе, амитозе, мейозе);

б) сформировать представление о главных чертах сходства и различия между процессами митоза и мейоза, их биологической сущности;

2. воспитательная: развивать познавательный интерес к информации из разных областей науки;

3. развивающие:

а) развивать навыки работы с разными видами информации и способами её предъявления;

б) продолжить работу над развитием навыков анализировать и сравнивать процессы деления клетки;

Краткий план занятия:

1. организационный момент (2 мин);

2. актуализация знаний, основных терминов и понятий, связанных с процессами деления клетки (8 мин);

3. обобщение знаний о процессах митоза и мейоза (13 мин);

4. практическая работа “Черты сходства и различия между митозом и мейозом (15 мин);

- закрепление знаний по изученной теме (5 мин);

- домашнее задание (2 мин).

Ход урока:

1. организационный момент. Пояснение цели урока, его место в изучаемой теме, особенности проведения.

2. актуализация знаний, основных терминов и понятий, связанных со строением клетки

3. обобщение знаний о процессах деления клетки:

Все клетки в организме человека и животных можно разделить на две группы: соматические и половые. Соматические - это клетки тела и всех его органов. Половые клетки образуются в половых железах.

Соматические и половые клетки отличаются числом хромосом.

В соматических клетках человека — 46 хромосом (23 пары). Хромосомы одной пары имеют одинаковые размеры и форму, поэтому их называют гомологичными,. Первые 22 пары хромосом одинаковы у мужчин и женщин — это аутосомы. Хромосомы двадцать третьей пары — половые, они различаются у представителей разных полов. У мужчин — это X и Y хромосомы, у женщин — две Х-хромосомы.

Деление соматических слеток

В жизненном цикле клеток выделяют два периода: интерфазу и собственно деление — митоз.

Удвоившиеся хромосомы состоят из двух половинок, связанных перетяжкой. В процессе митоза выделяют четыре стадии.

Митоз:

- беседа о фазах митоза:

Интерфаза.

1. Удвоение нитей ДНК в хромосомах.

2. Синтез молекул РНК, АТФ, белков.

3. Увеличение числа цитоплазмы(митохондрий, хлоропластов)

В митозе различают четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу, телофазу.

 2n 1xp 2с (n – набор хромосом, хр – число хроматид , с – количество ДНК

Профаза

2n4c

Профаза - в ядре появляются тонкие нити, это хромосомы, в это время они укорачиваются и утолщаются. Хромосомы становятся хорошо видны. Каждая хромосома это удлиненное тело, состоящее из двух частей. К концу профазы ядерная оболочка растворяется, и хромосомы свободно располагаются в цитоплазме.

Метафаза

2n4c

Метафаза. Завершается образование веретена деления и хромосомы располагаются по экватору. У каждой хромосомы происходит отделение хроматид друг от друга. В дальнейшем хроматиды расходятся к полюсам клетки.

Анафаза

4n4c

Анафаза. Хроматиды находятся у полюсов за счет нитей веретена деления. При этом используется энергия АТФ.

Телофаза

2n2c

Телофаза. У полюсов хромосомы начинают раскручиваться и они приобретают вид длинных нитей. В дочерних клетках вновь образуется ядерная оболочка, формируется ядрышко и происходит деление цитоплазмы. Клетки отделяются друг от друга.

Весь процесс длится в течении 1-2 часов.

Значение митоза:

1. Каждая дочерняя клетка получает точно такое же количество хромосом.

2. Точная передача наследственной информации от материнской клетки к дочерней.

Число хромосом.

Основу генетического вида составляет число хромосом характерное для данного вида (таблица стр. 184). Хромосомы содержатся по парам (так 46 хромосом человека составляют 23 пары). Совокупность хромосом называется хромосомным набором.

Любой многоклеточный организм несет два вида клеток:

Соматические клетки содержат диплоидный (двойной) набор хромосом. Ядра половых клеток содержат гаплоидный (одинарный) набор хромосом.

- беседа об изменении формулы ядра в клетке;

- беседа о результатах митоза: из одной диплоидной материнской клетки образуется две диплоидные материнские клетки;

- беседа о биологическом значении митоза:

а) обеспечивает стабильность кариотипа соматических клеток в течение всей жизни организма;

б) представляет собой один из главных механизмов роста, т.к. в результате митоза число клеток в организме увеличивается; в) обеспечивает бесполое размножение, регенерацию утраченных частей, замещение клеток у многоклеточных организмов.

Мейоз.

- беседа о фазах мейоза:

Мейоз – это особый вид деления, когда из диплоидных (2п) соматических клеток половых органов образуются половые клетки (гаметы) у животных и растений или споры у споровых растений с гаплоидным (п) набором хромосом в этих клетках. Затем в процессе оплодотворения ядра половых клеток сливаются, и восстанавливается диплоидный набор хромосом (n+n=2n).

В непрерывном процессе мейоза идут два последовательных деления: мейоз I и мейоз II. В каждом делении те же фазы, что и в митозе, но разные по продолжительности и изменениям генетического материала. В результате мейоза I число хромосом в образовавшихся дочерних клетках уменьшается вдвое (редукционное деление), а при мейозе II гаплоидность клеток сохраняется (эквационное деление).

Профаза мейоза I – удвоенные в интерфазе гомологичные хромосомы попарно сближаются. При этом отдельные хроматиды гомологичных хромосом переплетаются, перекрещиваются между собой и могут разрываться в одинаковых местах. Во время этого контакта гомологичные хромосомы могут обмениваться соответствующими участками (генами), т.е. идет кроссинговер. Кроссинговер вызывает перекомбинацию генетического материала клетки. После этого процесса гомологичные хромосомы снова разъединяются, растворяются оболочки ядра, ядрышек и образуется веретено деления. Генетическая информация клетки в профазе составляет 2n 2хр 4с (диплоидный набор, хромосомы двухроматидные, количество молекул ДНК – 4).

Метафаза 1
2n4c

Метафаза мейоза I – хромосомы располагаются в плоскости экватора. Но если в метафазе митоза гомологичные хромосомы имеют положение, независимое друг от друга, то в мейозе они лежат рядом – попарно. Генетическая информация прежняя (2n 2хр 4с).

Анафаза 1
2n4c

Анафаза I – к полюсам клетки расходятся не половинки хромосом из одной хроматиды, а целые хромосомы, состоящие из двух хроматид. Значит, из каждой пары гомологичных хромосом в дочернюю клетку попадет лишь одна, но двухроматидная хромосома. Их число в новых клетках уменьшится вдвое (редукция числа хромосом). Количество генетической информации на каждом полюсе клетки становится меньше (1n 2хр 2с

Телофаза 1
в обеих клетках по1n2c

В телофазе первого деления мейоза формируются ядра, ядрышки и делится цитоплазма – образуются две дочерние клетки с гаплоидным набором хромосом, но эти хромосомы состоят из двух хроматид (1n 2хр 2с).

Профаза 2
1n2c

Демонтаж ядерных мембран, расхождение центриолей к разным полюсам клетки, формирование нитей веретена деления.

Метафаза 2
1n2c

Выстраивание двухроматидных хромосом в экваториальной плоскости клетки (метафазная пластинка), прикрепление нитей веретена деления одним концом к центриолям, другим – к центромерам хромосом.

Анафаза 2
2n2c

Деление двухроматидных хромосом на хроматиды и расхождение этих сестринских хроматид к противоположным полюсам клетки (при этом хроматиды становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами), перекомбинация хромосом.

Телофаза 2
в обеих клетках по1n1c

Всего
4 по 1n1c

Деконденсация хромосом, образование вокруг каждой группы хромосом ядерных мембран, распад нитей веретена деления, появление ядрышка, деление цитоплазмы (цитотомия) с образованием двух, а в итоге обоих мейотических делений – четырех гаплоидных клеток.

Вслед за первым наступает второе деление мейоза, но ему не предшествует синтез ДНК. После короткой профазы мейоза II двухроматидные хромосомы в метафазе мейоза II располагаются в плоскости экватора и крепятся к нитям веретена деления. Их генетическая информация прежняя – (1n 2хр 2с).

В анафазе мейоза II к противоположным полюсам клетки расходятся хроматиды и в телофазе мейоза II образуются четыре гаплоидные клетки с однохроматидными хромосомами (1n 1хр 1с). Таким образом, в сперматозоидах и яйцеклетках число хромосом уменьшается вдвое. Такие половые клетки образуются у половозрелых особей различных организмов. Процесс формирования гамет называют гаметогенез.

Биологическое значение мейоза:

1.Образование клеток с гаплоидным набором хромосом. При оплодотворении обеспечивается постоянный для каждого вида набор хромосом и постоянное количество ДНК.

2.Во время мейоза происходит случайное расхождение негомологичных хромосом, что приводит к большому числу возможных комбинаций хромосом в гаметах. У человека число возможных комбинаций хромосом в гаметах составляет 2ⁿ, где n – число хромосом гаплоидного набора: 2²³=8 388 608. Число возможных комбинаций у одной родительской пары 2²³ х 2²³

3.Происходящие в мейозе перекрест хромосом, обмен участками, а также независимое расхождение каждой пары гомологичных хромосом определяют закономерности наследственной передачи признака от родителей потомству.

Из каждой пары двух гомологичных хромосом (материнской и отцовской), входящих в хромосомный набор диплоидных организмов, в гаплоидном наборе яйцеклетки или сперматозоида содержится только одна хромосома. При этом она может быть: 1) отцовской хромосомой; 2) материнской хромосомой; 3) отцовской с участком материнской хромосомы; 4) материнской с участком отцовской. Эти процессы приводят к эффективной рекомбинации наследственного материала в гаметах, образуемым организмом. В результате обуславливается генетическая разнородность гамет и потомства.

При объяснении учащиеся заполняют таблицу: «Сравнительная характеристика митоза и мейоза»

Закрепление изученного материала (по табл., тестовая работа).

Д/З параграф4