РОЗПОДІЛ ЯДРА І КЛІТИНИ
Розмноження клітин відбувається шляхом їх розподілу. Період між двома послідовними поділами становить клітинний цикл. При діленні клітин спостерігається ріст рослини і збільшення його загальної маси. Існують три способи поділу клітин: мітоз, або каріокінез (непрямий поділ), мейоз (редукційний поділ) і амитоз (прямий поділ).
Мітоз характерний для всіх клітин органів рослин, крім статевих (див. Рис. 9). В результаті мітозу зростає і збільшується загальна маса рослини. Біологічне значення мітозу полягає в строго однаковому розподілі редуплікованих хромосом між дочірніми клітинами, що забезпечує утворення генетично рівноцінних клітин. Мітоз вперше був описаний російським ботаніком І.Д.Чістяковим в 1874 р У процесі мітозу виділяють кілька фаз: профазу, метафазу, анафазу і телофазу. У проміжках між двома послідовними мітотичними поділами клітина знаходиться в більшій тимчасової частини свого клітинного циклу - интерфазе. коли здійснюється загальне зростання клітини, редуплікація органоїдів, синтез ДНК, формування і підготовка структур до початку мітотичного поділу.
Профаза - найтриваліша фаза мітозу. У профазі хромосоми стають видно в світловий мікроскоп. Кожна хромосома складається з двох хроматид, розташованих паралельно один одному. Поступово вони коротшають, товщають і відокремлюються, зникають ядерна оболонка і ядерце. Ядро збільшується в об'ємі. На протилежних полюсах клітини утворюється ахроматинового веретено - веретено поділу. що складається з неокрашіваемие ниток, що протягуються від полюсів клітини.
У метафазі закінчується формування веретена поділу, хромосоми набувають певну форму того чи іншого виду рослини і збираються в одній площині - екваторіальній, на місці колишнього ядра. Ахроматинового веретено поступово
скорочується, і хроматиди починають відділятися один від одного, залишаючись пов'язаними в області центромери.
У анафазе відбувається поділ центромери. Утворилися сестринські центромери і хроматиди направляються до протилежних полюсів клітини. Самостійні хроматиди стають дочірніми хромосомами, і, отже, їх буде точно стільки, скільки в материнській клітині.
Телофаза - остання фаза поділу клітини, коли дочірні хромосоми досягають полюсів клітини, поступово зникає веретено поділу, хромосоми подовжуються і стають погано помітними в світловий мікроскоп, в екваторіальній площині формується серединна пластинка. Поступово утворюється клітинна стінка і одночасно - ядерця і ядерна оболонка навколо двох нових ядер. Утворилися клітини вступають в чергову інтерфазу. Тривалість мітозу приблизно 1 - 2 год.
Процес від моменту утворення серединної пластинки до формування нової клітини називають цітокінезом. Дочірні клітини в два рази дрібніше материнських, але потім вони ростуть і досягають розмірів материнської клітини.
Мейоз (рис. 10). Вперше був відкритий російським ботаніком В. І. Бєляєвим в 1885 р Цей тип поділу клітин пов'язаний з утворенням спор і гамет, або статевих клітин, що мають гаплоидное число хромосом (п). Сутність його полягає в зменшенні (редукції) числа хромосом в 2 рази в кожній утворилася після поділу
Мал. 10. Фази мейотичного поділу рослинної клітини: 1-4 - профаза I; 5 - метафаза I; 6 - анафаза I; 7 - метафаза II; 8 - анафаза II; 9 - пізня телофаза II і утворення чотирьох гаплоїдних клітин
клітці. Мейоз складається з двох наступних один за одним поділів. Редукційний розподіл відбувається за першим поділом. яке складається з декількох фаз.
Профаза I. Хромосоми мають форму довгих подвійних ниток. Хромосома складається з двох хроматид. Це стадія лептонеми. Потім гомологічні хромосоми притягуються один до одного, утворюючи пари - біваленти. Ця стадія називається зігонеми. Сприяння гомологічні хромосоми складаються з чотирьох хроматид, або тетрад. Хроматиди можуть бути розташовані паралельно один одному або перехрещуватися між собою, обмінюючись ділянками хромосом. Ця стадія отримала назву кросинговеру. У наступній стадії профази I - пахінема, хромосомні нитки товщають. У наступній стадії - діплонеме - тетради хроматид коротшають. Кон'югується хромосоми зближуються один з одним так, що стають невиразними. Зникають ядерце і ядерна оболонка, формується ахроматинового веретено. В останній стадії - діакінезе - біваленти направляються до екваторіальній площині.
Метафаза I. біваленте розташовуються по екватору клітини. Кожна хромосома прикріплена ахроматинового веретеном до центромере.
Анафаза I. Відбувається скорочення ниток ахроматинового веретена, і гомологічні хромосоми в кожному біваленте розходяться до протилежних полюсів, причому на кожному полюсі виявиться половинне число хромосом материнської клітини, т. Е. Відбувається зменшення (редукція) числа хромосом і утворюються два гаплоїдних ядра.
Телофаза I. Ця фаза слабо виражена. Хромосоми деконденсіруются; ядро набуває вигляду интерфазного, але в ньому не відбувається подвоєння хромосом. Ця стадія називається інтеркінез. Вона нетривала, у деяких видів відсутня, і тоді клітини відразу після телофази I переходять в профазу II.
Друге мейотическое розподіл відбувається за типом мітозу і починається з метафази. Обидва гаплоїдних ядра одночасно діляться; виникає ахроматинового веретено; хромосоми розташовуються по екватору. У анафазе II до полюсів розходяться хроматиди. Число хромосом залишається колишнім. В результаті мейозу утворюються чотири нові клітини з гаплоїдний набором хромосом.
Для кожного виду рослин характерно постійне число хромосом (в гаплоидном або диплоидном ядрі) і постійна їх форма. Серед вищих рослин часто зустрічається явище поліплоїдії. т. е. багаторазове повторення в ядрі одного набору хромосом (Триплоїд, тетраплоїди і т.д.).
У старих і хворих клітинах рослин можна спостерігати пряме (амитоз) поділ ядра шляхом простої його перетяжки на дві частини з будь-якою кількістю ядерного речовини. Вперше цей поділ було описано Н.Железновим в 1840 р