Кращі новини сайту
Мета: учні поглиблюють знання про форми розмноження організмів; формуються нові поняття про митозе і мейозі і їх біологічне значення.
- Навчально-наочні посібники: табл. плакати
- технічні засоби навчання: інтерактивна дошка, мультимедійні презентації, навчальні комп'ютерні програми.
- організаційний момент
- Повторення.
- Що таке розмноження?
- Які типи розмноження вам відомі? Дайте їм визначення?
- Перерахуйте приклади безстатевого розмноження? Наведіть приклади.
- Біологічне значення безстатевого розмноження?
- Яке розмноження називається статевим?
- Які статеві клітини вам відомі?
- Чим гамети відрізняються від соматичних клітин?
- Що таке запліднення?
- У чому полягає переваги статевого розмноження в порівнянні з безстатевим розмноженням?
- Вивчення нового матеріалу
В основі передачі спадкової інформації, розмноження, а також зростання, розвитку і регенерації лежить найважливіший процес - ділення клітин. Молекулярна сутність поділу укладена в здатності ДНК до Самоудвоение молекул.
Клітина є не тільки одиницею будови і функції у живих організмів, але також і генетичної одиницею. Це одиниця спадковості і мінливості, що виявляються в процесі ділення клітин. Елементарним носієм спадкових властивостей клітини є ген. Ген являє собою відрізок молекули ДНК з декількох сотень нуклеотидів, де закодовано будова однієї молекули білка і прояв якогось спадкової ознаки клітини. Молекула ДНК в комплексі з білком утворює хромосому. Хромосоми ядра і локалізовані в них гени є основними носіями спадкових властивостей клітини. На початку клітинного ділення хромосоми коротшають і фарбуються більш інтенсивно, так що стають видимими окремо.
У ділиться клітці хромосома має вид подвійної палички і складається з двох розділених щілиною уздовж осі хромосоми половинок або хроматид. Кожна з хроматид містить одну молекулу ДНК.
Внутрішня будова хромосом, число ниток ДНК в них змінюються в життєвому циклі клітини.
Згадаймо: що таке клітинний цикл? Які етапи виділяють в клітинному циклі? Що відбувається на кожному етапі?
Интерфаза включає в себе три періоди.
Пресинтетичний період G1 настає відразу після поділу клітини. В цей час в клітці відбувається синтез білків, АТФ, різних видів РНК і окремих нуклеотидів ДНК. Клітка зростає, і в ній інтенсивно накопичуються різні речовини. Кожна хромосома в цей період однохроматідна, генетичний матеріал клітини позначається 2n 1xp 2с (n - набір хромосом, хр - число хроматид. С - кількість ДНК).
У синтетичному періоді S здійснюється редуплікація молекул ДНК клітини. В результаті подвоєння ДНК в кожній з хромосом виявляється вдвічі більше ДНК, ніж було до початку S-фази, але число хромосом не змінюється. Тепер генетичний набір клітини становить 2n 2xp 4с (диплоїдний набір, хромосоми двухроматідни, кількість ДНК - 4).
У третьому періоді інтерфази - постсинтетическом G2 - триває синтез РНК, білків і накопичення кліткою енергії. Після закінчення інтерфази клітина збільшується в розмірах і починається її розподіл.
У природі існує 3 способи клітинного ділення - амитоз, мітоз мейоз.
Амитозе діляться прокаріотів і деякі клітини еукаріот, наприклад, сечового міхура, печінки людини, а також старі або пошкоджені клітини. Спочатку в них ділиться ядерце, потім ядро на дві або декілька частин шляхом перетяжок і в кінці поділу перешнуровується цитоплазма на дві або кілька дочірніх клітин. Розподіл спадкового матеріалу і цитоплазми не рівномірно.
Мітоз - універсальний спосіб поділу еукаріотичних клітин, при якому з диплоидной материнської клітини утворюються дві подібні їй дочірні клітини.
Тривалість мітозу 1-3 години і в його процесі 4 фази: профази, метафаза, анафаза і телофаза.
Профаза. Зазвичай найтриваліша фаза клітинного ділення.
Збільшується обсяг ядра, хромосоми спирализуются. В цей час хромосома складається з двох хроматид, з'єднаних між собою в області первинної перетяжки або центромери. Потім розчиняються ядерця і ядерна оболонка - хромосоми лежать в цитоплазмі клітини. Центриоли розходяться до полюсів клітини і утворюють між собою нитки веретена поділу, а в кінці профази нитки кріпляться до Центромера хромосом. Генетична інформація клітини, як і раніше, як в інтерфазі (2n 2хр 4с).
Метафаза. Хромосоми розташовуються строго в зоні екватора клітини, утворюючи метафазну пластину. На стадії метафази хромосоми мають найменшу довжину, так як в цей час вони сильно спіралізують і конденсованих. Оскільки хромосоми добре видно підрахунок і вивчення хромосом зазвичай проходить в цей період поділу. За тривалістю це найкоротша фаза мітозу, так як вона триває мить, коли центромери подвоєних хромосом розташовуються строго по лінії екватора. І вже в наступний момент починається наступна фаза.
Анафаза. Кожна центромера розщеплюється на дві, і нитки веретена відтягують дочірні центромери до протилежних полюсів. Центромери тягнуть за собою відокремилися одна від одної хроматиди. На полюса приходять по одній хроматиді з пари - це дочірні хромосоми. Кількість генетичної інформації на кожному полюсі тепер одно (2n 1хр 2с).
Завершується мітоз телофаза. Процеси, що відбуваються в цій фазі, протилежні процесам, які спостерігалися в профазі. На полюсах відбувається деспіралізація дочірніх хромосом, вони утоньшается і стають слаборазлічіми. Навколо них утворюються ядерні оболонки, а потім з'являються ядерця. Одночасно з цим йде поділ цитоплазми: в тваринних клітинах - перетяжкой, а у рослин з середини клітини до периферії. Після утворення цитоплазматичної мембрани в рослинних клітинах формується целюлозна оболонка. Утворюються дві дочірні клітини з диплоїдним набором однохроматідних хромосом (2n 1хр 2с).
Слід зазначити, що всі процеси, що відбуваються в клітині, в тому числі і мітоз, знаходяться під генетичним контролем. Гени контролюють послідовні стадії редуплікаціі ДНК, рух, спіралізацію хромосом і т.д.
Біологічне значення мітозу:
- Точний розподіл хромосом і їх генетичної інформації між дочірніми клітинами.
- Забезпечує сталість каріотипу і генетичну тяглість у всіх клітинних проявах; тому інакше було б не можливим сталість будови і правильність функціонування органів і тканин багатоклітинного організму.
- Забезпечує найважливіші процеси життєдіяльності - ембріональний розвиток, зростання, відновлення тканин і органів, а також безстатеве розмноження організмів.
Освіта статевих клітин (гамет) відбувається інакше, ніж процес розмноження соматичних клітин. Якби освіту гамет йшло таким же шляхом, то після запліднення (злиття чоловічої та жіночої гамет) число хромосом кожен раз подвоювалося б. Однак цього не відбувається. Кожному виду властиве певне число і свій специфічний набір хромосом (каріотип).
Мейоз - це особливий вид поділу, коли з диплоїдних (2п) соматичних клітин статевих органів утворюються статеві клітини (гамети) у тварин і рослин або суперечки у спорових рослин з гаплоїдний (п) набором хромосом в цих клітинах. Потім в процесі запліднення ядра статевих клітин зливаються, і відновлюється диплоїдний набір хромосом (n + n = 2n).
У безперервному процесі мейозу йдуть два послідовних розподілу: мейоз I і мейоз II. У кожному діленні ті ж фази, що і в мітозі, але різні за тривалістю і змін генетичного матеріалу. В результаті мейозу I число хромосом в утворилися дочірніх клітинах зменшується вдвічі (редукційний поділ), а при мейозі II гаплоїдність клітин зберігається (екваціонное розподіл).
Профаза мейозу I - подвоєні в інтерфазі гомологічні хромосоми попарно зближуються. При цьому окремі хроматиди гомологічних хромосом переплітаються, перехрещуються між собою і можуть розриватися в однакових місцях. Під час цього контакту гомологічні хромосоми можуть обмінюватися відповідними ділянками (генами), тобто йде кроссинговер. Кроссинговер викликає перекомбінація генетичного матеріалу клітини. Після цього процесу гомологічні хромосоми знову роз'єднуються, розчиняються оболонки ядра, ядерець і утворюється веретено поділу. Генетична інформація клітини в профазі становить 2n 2хр 4с (диплоїдний набір, хромосоми двухроматідние, кількість молекул ДНК - 4).
Метафаза мейозу I - хромосоми розташовуються в площині екватора. Але якщо в метафазі мітозу гомологічні хромосоми мають положення, незалежне один від одного, то в мейозі вони лежать поруч - попарно. Генетична інформація колишня (2n 2хр 4с).
АнафазаI - до полюсів клітини розходяться НЕ половинки хромосом з однієї хроматиди, а цілі хромосоми, що складаються з двох хроматид. Значить, з кожної пари гомологічних хромосом в дочірню клітину потрапить лише одна, але двухроматідная хромосома. Їх число в нових клітинах зменшиться вдвічі (редукція числа хромосом). Кількість генетичної інформації на кожному полюсі клітини стає менше (1n 2хр 2с).
У телофазе першого поділу мейозу формуються ядра, ядерця і ділиться цитоплазма - утворюються дві дочірні клітини з гаплоїдний набором хромосом, але ці хромосоми складаються з двох хроматид (1n 2хр 2с).
Слідом за першим настає друге розподіл мейозу, але йому не передує синтез ДНК. Після короткої профази мейозу II двухроматідние хромосоми в метафазі мейозу II розташовуються в площині екватора і кріпляться до ниток веретена поділу. Їх генетична інформація колишня - (1n 2хр 2с).
У анафазе мейозу II до протилежних полюсів клітини розходяться хроматиди і в телофазе мейозу II утворюються чотири гаплоїдні клітини з однохроматіднимі хромосомами (1n 1хр 1с). Таким чином, в сперматозоїдах і яйцеклітинах число хромосом зменшується вдвічі. Такі статеві клітини утворюються у статевозрілих особин різних організмів. Процес формування гамет називають гаметогенезу.
Біологічне значення мейозу:
1.Образование клітин з гаплоїдний набором хромосом. При заплідненні забезпечується постійний для кожного виду набір хромосом і постійне кількість ДНК.
2.Во час мейозу відбувається випадкове розбіжність хромосом, що призводить до великої кількості можливих комбінацій хромосом в гаметах. У людини число можливих комбінацій хромосом в гаметах становить 2n, де n - число хромосом гаплоїдного набору: 223 = 8 388 608. Число можливих комбінацій у однієї батьківської пари 223 х 223
3.Проісходящіе в мейозі перехрест хромосом, обмін ділянками, а також незалежне розходження кожної пари гомологічних хромосом
визначають закономірності спадкової передачі ознаки від батьків потомству.
З кожної пари двох гомологічних хромосом (материнської та батьківської), які входять в хромосомний набір диплоїдних організмів, у гаплоидном наборі яйцеклітини або сперматозоїда міститься лише одна хромосома. При цьому вона може бути: 1) батьківській хромосомою; 2) материнської хромосомою; 3) батьківській з ділянкою материнської хромосоми; 4) материнської з ділянкою батьківської. Ці процеси призводять до ефективної рекомбінації спадкового матеріалу в гаметах, утвореним організмом. В результаті обумовлюється генетична різнорідність гамет і потомства.
При поясненні учні заповнюють таблицю: «Порівняльна характеристика мітозу і мейозу»
Типи деленіяМітоз (непрямий поділ) Мейоз (редукційний поділ) Число поділок одну поділку два ділення Процеси, що відбуваються Реплікація і транскрипція відсутні В профазі 1 відбувається кон'югація гомологічних хромосом і кросинговер До полюсів клітини розходяться хроматиди У першому розподілі до полюсів клітини розходяться гомологічні хромосоми Число дочірніх клітин 2 4 набір хромосом в дочірніх клітинах (n - набір хромосом, хр - хроматиди, з - число ДНК) число хромосом залишається постоянним2n 1хр 2c (хромосоми однохроматідние) число хромосом розумний ьшается вдвічі 1n 1хр 1c (хромосоми однохроматідние) Клітини, де відбувається розподіл Соматичні клітини Соматичні клітини статевих органів тварин; спороутворюючі клітини рослин Значення Забезпечує безстатеве розмноження і зростання живих організмів Служить для утворення статевих клітин
Закріплення вивченого матеріалу (за табл. Тестова робота).
Кращі новини сайту
