МИТОЗ - РАЗМНОЖЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМОВ - РАЗМНОЖЕНИЕ И РАЗВИТИЕ

Материалы глав формируют знания о важнейшем свойстве живых организмов — способности к размножению, формах размножения в органическом мире, закономерностях развития живых организмов.

Распределение материала по урокам:

1-й урок. Митоз.

2-й урок. Мейоз.

3-й урок. Формы бесполого размножения.

4-й урок. Половое размножение.

5-й урок. Двойное оплодотворение цветковых растений.

6-й урок. Онтогенез.

7-й урок. Зачет по теме.

Урок 1. МИТОЗ

Задачи. Сформировать знания о трех видах деления клеток, о значении деления клеток для одноклеточных и многоклеточных организмов, о морфологии хромосом, жизненном и митотическом циклах, о процессах, происходящих в различные периоды митотического цикла. Рассмотреть механизмы, обеспечивающие генетическую идентичность дочерних клеток по сравнению с материнскими; показать необходимость охраны природной среды от загрязнения мутагенами.

Оборудование. Демонстрационный материал: таблицы по общей биологии, диафильм «Деление клетки», кодограмма.

Ход урока:

Повторение. Анализ зачета, выставление оценок.

Изучение нового материала. Объяснение с помощью диафильма.

Размножение. Размножение клеток. Размножение — важнейшее свойство живых организмов. Размножение на уровне молекул — репликация ДНК, размножение на уровне органоидов — деление митохондрий, хлоропластов, размножение на уровне клеток — деление клеток. Лежит в основе передачи наследственной информации, размножения, роста, развития, регенерации.

Носителями наследственной информации являются хромосомы. Хромосомный набор, характерный для вида, — кариотип; хромосомный набор, полученный от родителей, — генотип', хромосомный набор гаметы — геном. Диплоидный набор хромосом — двойной, гаплоидный набор — одинарный.

Морфология хромосом: хроматиды, центромера, плечи хромосом и теломеры, вторичная перетяжка. Биохимический состав — 60% белки, 40% — ДНК.

Способы деления клеток: амитоз — прямое деление; митоз — непрямое деление; мейоз — деление, характерное для фазы созревания половых клеток.

Амитоз, юта прямое деление, — способ деления ядра соматических клеток пополам путем перетяжки без образования хромосом. Если при амитозе не происходит деления цитоплазмы, то происходит возникновение дву- и многоядерпых клеток. Данный способ деления характерен для некоторых простейших, специализированных клеток или для патологически измененных клеток. Распределение ядерного материала оказывается случайным и неравномерным. Возникшие дочерние клетки наследственно неполноценны.

Митотический и жизненный циклы. Период существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клетки (включая само деление) до собственного деления или смерти называют жизненным (клеточным) циклом.

Продолжительность жизненного цикла у различных клеток многоклеточного организма различны. Так, клетки нервной ткани после завершения эмбрионального периода перестают делиться и функционируют на протяжении всей жизни организма, а затем погибают. Клетки же зародыша на стадии дробления, завершив одно деление, сразу приступают к следующему, минуя все остальные фазы.

Митоз — непрямое деление соматических клеток, в результате которого сначала происходит удвоение, а затем равномерное распределение наследственного материала между дочерними клетками.

Биологическое значение митоза: в результате митоза образуются две клетки, каждая из которых содержит столько же хромосом, сколько их было в материнской Дочерние клетки генетически идентичны родительской Число клеток в организме увеличивается, что представляет собой один из главных механизмов роста. Многие виды растений и животных размножаются бесполым путем при помощи одного лишь митотического деления клеток, таким образом, митоз лежит в основе размножения. Митоз обеспечивает регенерацию утраченных частей и замещение клеток, происходящее в той или иной степени у всех многоклеточных организмов.

Митотический цикл состоит из интерфазы и митоза Длительность митотического цикла у разных организмов сильно варьируется. Непосредственно на деление клетки уходит обычно 1—3 часа, то есть основную часть жизни клетка находится в интерфазе.

Интерфазой называют промежуток между двумя клеточными делениями. Продолжительность интерфазы, как правило, составляет до 90% всего клеточного цикла. Состоит из трех периодов: пресинтетический, или G1; синтетический, или S; постсинтетический, или G2.

Начальный отрезок интерфазы — пресинтетический период (2n2с, где n — количество хромосом, с — количество ДНК), период роста, начинающийся непосредственно после митоза. Синтетический период по продолжительности очень различен: от нескольких минут у бактерий до 6—12 часов в клетках млекопитающих. Во время синтетического периода происходит самое главное событие интерфазы — удвоение молекул ДНК. Каждая хромосома становится двухроматидной, а число хромосом не изменяется (2n4с).

Постсинтетический период. Обеспечивает подготовку клетки к делению и также характеризуется интенсивными процессами синтеза белков, входящих в состав хромосом; синтезируются ферменты и энергетические вещества, необходимые для обеспечения процесса деления клетки.

Митоз. Для удобства изучения происходящих во время деления событий митоз искусственно разделяют на четыре стадии: профазу, метафазу, анафазу, телофазу.

Профаза (2n4с). В результате спирализации хромосомы уплотняются, укорачиваются. В поздней профазе хорошо видно, что каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных центромерой. Хромосомы начинают передвигаться к клеточному экватору. Формируется веретено деления, ядерная оболочка исчезает, и хромосомы свободно располагаются в цитоплазме. Ядрышко обычно исчезает чуть раньше.

Метафаза (2n4с). Хромосомы выстраиваются в плоскости экватора, образуя так называемую метафазную пластинку. Центромеры хромосом лежат строго в плоскости экватора. Нити веретена прикрепляются к центромерам хромосом, некоторые нити проходят от полюса к полюсу клетки, не прикрепляясь к хромосомам.

Анафаза (4n4с). Начинается с деления центромер всех хромосом, в результате чего хроматиды превращаются в две совершенно обособленные, самостоятельные дочерние хромосомы. Затем дочерние хромосомы начинают расходиться к полюсам клетки.

Телофаза (2n2с). Хромосомы концентрируются на полюсах клетки и деспирализуются. Веретено деления разрушается. Вокруг хромосом формируется оболочка ядер дочерних клеток, затем происходит деление цитоплазмы клетки (или цитокинез).

При делении животных клеток на их поверхности в плоскости экватора появляется борозда, которая, постепенно углубляясь, разделяет материнскую клетку на две дочерние. У растений деление происходит путем образования так называемой клеточной пластинки, разделяющей цитоплазму. Она возникает в экваториальной области веретена, а затем растет во все стороны, достигая клеточной стенки.

Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.

Задание на дом. Изучить текст параграфа, ответить на вопросы.

Приложение 1. Кодограмма к уроку

Тема: Деление клетки. Митоз. § 17

Размножение. Размножение клеток

На уровне молекул? Органоидов?

На уровне клеток: митоз, мейоз.

Хромосомный набор вида — кариотип, особи — генотип, гаметы — геном. У человека геном = 23, одинарный, гаплоидный (n) — 100 000 генов; в соматических клетках — двойной, диплоидный (2n) — 100 000 пар генов (n — количество хромосом).

Гомологичные хромосомы?

Первичная перетяжка — центромера. Равноплечие, неравноплечие, одноплечие хромосомы. У некоторых — есть вторичная перетяжка.

Перед делением в хромосоме — две молекулы ДНК, 2 хроматиды, после — 1.

Плечи хромосомы заканчиваются теломерами.

ДНК в ядре около 2 м! В 1-й хромосоме — до 8 см.

Митотический и жизненный циклы клеток

Интерфаза: G1 — пресинтетический — рост, S — синтетический — удвоение ДНК, G2 — постсинтетический — подготовка к делению, n? с — количество ДНК.

Профаза (?) 2n4с

Метафаза (?) 2n4с

Анафаза (?) 4n4с

Телофаза (?) 2n2с

Биологический смысл, значение митоза?