Къде се случва този процес на митоза и мейоза? Клетъчно делене. Митоза и мейоза. Митоза и нейните фази

Клетъчен цикъл е периодът от живота на клетката от едно делене до друго. Състои се от междуфазови и разделителни периоди. Продължителност клетъчен цикълпри различни организмиразлични (за бактерии – 20-30 минути, за еукариотни клетки – 10-80 часа).

Интерфаза

Интерфаза (от лат. интер- между, фази– възникване) е периодът между деленията на клетката или от деленето до нейната смърт. Периодът от деленето на клетката до нейната смърт е характерен за клетките на многоклетъчен организъм, които след делене са загубили способността си за това (еритроцити, нервни клеткии така нататък.). Интерфазата заема приблизително 90% от клетъчния цикъл.

Интерфазата включва:

1) пресинтетичен период (G 1) – започват интензивни процеси на биосинтеза, клетката расте и се увеличава. Точно през този период клетките остават до смъртта многоклетъчни организми, които са загубили способността да се делят;

2) синтетичен (S) – ДНК и хромозомите се удвояват (клетката става тетраплоидна), центриолите, ако има такива, се удвояват;

3) постсинтетичен (G 2) – основно синтезните процеси в клетката спират, клетката се подготвя за делене.

Настъпва клетъчно делене директен(амитоза) и непряк(митоза, мейоза).

Амитоза

Амитоза – директно клетъчно делене, при което не се образува апарат за делене. Ядрото се дели поради пръстеновидното стеснение. Няма равномерно разпределение на генетичната информация. В природата макронуклеусите (големите ядра) на ресничките и плацентарните клетки при бозайниците се разделят чрез амитоза. Раковите клетки могат да се делят чрез амитоза.

Непрякото делене е свързано с образуването на апарат за делене. Апаратът за разделяне включва компоненти, които осигуряват равномерно разпределение на хромозомите между клетките (вретено на делене, центромери и, ако има такива, центриоли). Клетъчното делене може да бъде разделено на ядрено делене ( митоза) и цитоплазмено деление ( цитокинеза). Последното започва към края на ядреното делене. Най-често срещаните в природата са митозата и мейозата. Понякога се появява ендомитоза- непряко делене, което се случва в ядрото без разрушаване на обвивката му.

Митоза

Митоза е индиректно клетъчно делене, при което две дъщерни клетки с идентичен набор от генетична информация се образуват от майчината клетка.

Фази на митозата:

1) профаза – настъпва уплътняване на хроматина (кондензация), хроматидите се спирали и се скъсяват (стават видими в светлинен микроскоп), нуклеолите и ядрената мембрана изчезват, образува се вретено, чиито нишки са прикрепени към центромерите на хромозомите, центриолите се разделят и се отклоняват към полюсите на клетката;

2) метафаза – хромозомите са максимално спирализирани и разположени по протежение на екватора (в екваториалната плоча), хомоложните хромозоми лежат наблизо;

3) анафаза – нишките на вретеното се свиват едновременно и разтягат хромозомите към полюсите (хромозомите стават монохроматидни), най-много кратка фазамитоза;

4) телофаза – образуват се деспирални хромозоми, нуклеоли и ядрена мембрана, започва разделянето на цитоплазмата.

Митозата е характерна предимно за соматичните клетки. Митозата поддържа постоянен брой хромозоми. Помага за увеличаване на броя на клетките, поради което се наблюдава по време на растеж, регенерация и вегетативно размножаване.

Мейоза

Мейоза (от гръцки мейоза- редукция) е непряко редукционно клетъчно делене, при което четири дъщерни клетки се образуват от майчината клетка, имаща неидентични генетична информация.

Има две части: мейоза I и мейоза II. Интерфаза I е подобна на интерфазата преди митозата. В постсинтетичния период на интерфазата процесите на протеинов синтез не спират и продължават в профазата на първото деление.

Мейоза I:

– профаза I – хромозомите спираловидно, ядрото и ядрената обвивка изчезват, образува се вретено, хомоложните хромозоми се доближават и се слепват заедно по сестринските хроматиди (като светкавица в замък) – възниква спрежение, като по този начин се образува тетради, или двувалентни, образува се хромозомно кръстосване и се разменят секции - пресичане, тогава хомоложните хромозоми се отблъскват една друга, но остават свързани в областите, където е извършено кръстосването; процесите на синтез са завършени;

– метафаза I – хромозомите са разположени по екватора, хомоложни – бихроматидните хромозоми са разположени една срещу друга от двете страни на екватора;

– анафаза I – нишките на вретеното едновременно се свиват и се простират по една хомоложна бихроматидна хромозома към полюсите;

– телофаза I (ако има) - хромозомите са деспирални, образуват се ядро ​​и ядрена мембрана, цитоплазмата е разпределена (образуваните клетки са хаплоидни).

Интерфаза II(ако е налице): не се получава дублиране на ДНК.

Мейоза II:

– профаза II – хромозомите стават по-плътни, ядрото и ядрената мембрана изчезват, образува се вретено на делене;

– метафаза II – хромозомите са разположени по екватора;

– анафаза II – хромозомите, с едновременно свиване на нишките на вретеното, се отклоняват към полюсите;

– телофаза II – хромозомите се деспирират, образуват се ядро ​​и ядрена мембрана и цитоплазмата се дели.

Мейозата възниква преди образуването на зародишни клетки. Позволява сливането на зародишните клетки за поддържане на постоянен брой хромозоми на вида (кариотип). Осигурява комбинирана изменчивост.

Тип на урока: урок за обобщение.

Форма на урока: практически урок.

• продължават да формират мирогледа на учениците за непрекъснатостта на живота;
• въведе химичната и биологичната разлика между процесите, протичащи в клетката по време на митоза и мейоза;
• развиват способността за последователно организиране на процесите на митоза и мейоза;
• развиват умения за сравнителен анализ на процесите на клетъчно делене;

1. образователен:

а) актуализиране на знанията на учениците за различните видове клетъчно делене (митоза, амитоза, мейоза);

б) формират представа за основните прилики и разлики между процесите на митоза и мейоза, тяхната биологична същност;

2. образователни: развиват познавателен интерес към информация от различни области на науката;

3. развиване:

а) развиват умения за работа с различни видове информация и начини за нейното представяне;

б) да продължи да работи върху развиването на умения за анализиране и сравняване на процесите на клетъчно делене;

Учебно оборудване: компютър с мултимедиен проектор, приложен модел „Клетъчно делене. Митоза и мейоза” (комплекти за демонстрация и раздаване); таблица „Митоза. мейоза".

Структура на урока (урокът е разработен за един учебен час, провежда се в кабинет по биология с мултимедиен проектор, предназначен за Химико-биологичен профил 10 клас). Кратък планкласове:

1. Организиране на времето(2 минути);

2. актуализиране на знания, основни термини и понятия, свързани с процесите на клетъчно делене (8 мин);

3. обобщаване на знанията за процесите на митоза и мейоза (13 мин.);

4. практическа работа „Прилики и разлики между митоза и мейоза (15 мин.);

Затвърдяване на знанията по изучаваната тема (5 мин.);

Домашна работа(2 минути).

Подробни бележки към урока:

1. организационен момент. Обяснение на целта на урока, мястото му в изучаваната тема, особеностите на неговото изпълнение.

2. актуализиране на знанията, основни термини и понятия, свързани с процесите на клетъчно делене: - клетъчно делене;

3. обобщаване на знанията за процесите на клетъчно делене:

3.1. Митоза:

Демонстрация на интерактивен модел „Митоза”;

Практическа работас модела на приложение „Митоза“ (раздавателни материали за всеки ученик, упражняване на способността на учениците да показват последователността на процесите на митоза);

Работа с модела на приложението „Митоза“ (демонстрационен комплект, проверка на резултатите от практическата работа)

Разговор за фазите на митозата:

фаза на митоза,набор от хромозоми(n-хромозоми, c - ДНК)	рисуване	Характеристики на фазата, подреждане на хромозомите
Профаза		Демонтаж на ядрени мембрани, дивергенция на центриолите към различни полюси на клетката, образуване на вретеновидни нишки, „изчезване“ на нуклеоли, кондензация на бихроматидни хромозоми.
Метафаза		Подреждане на максимално кондензирани бихроматидни хромозоми в екваториалната равнина на клетката (метафазна плоча), прикрепване на вретеновидни нишки в единия край към центриолите, а другият към центромерите на хромозомите.
Анафаза		Разделянето на двухроматидните хромозоми на хроматиди и дивергенцията на тези сестрински хроматиди към противоположните полюси на клетката (в този случай хроматидите стават независими еднохроматидни хромозоми).
Телофаза		Декондензация на хромозоми, образуване на ядрени мембрани около всяка група хромозоми, разпадане на нишки на вретено, поява на ядро, разделяне на цитоплазмата (цитотомия). Цитотомията в животинските клетки възниква поради браздата на разцепване, в растителни клетки– поради клетъчната пластина.

3.2. Мейоза.

Демонстрация на интерактивния модел “Мейоза”

Практическа работа с модела на приложение „Мейоза“ (раздавателни материали за всеки ученик, упражняване на способността на учениците да показват последователността на процесите на мейоза);

Работа с модела на приложение „Мейоза“ (демонстрационен комплект, проверка на резултатите от практическата работа)

Разговор за фазите на мейозата:

фаза на мейоза,набор от хромозоми(n - хромозоми, в - ДНК)	рисуване	Характеристики на фазата, подреждане на хромозомите
Профаза 1 2n4c		Демонтиране на ядрени мембрани, дивергенция на центриолите към различни полюси на клетката, образуване на вретеновидни нишки, „изчезване“ на ядра, кондензация на бихроматидни хромозоми, конюгиране на хомоложни хромозоми и кръстосване.
Метафаза 1 2n4c		Подреждане на бивалентите в екваториалната равнина на клетката, прикрепване на вретеновидни нишки в единия край към центриолите, а другият към центромерите на хромозомите.
Анафаза 1 2n4c		Случайна независима дивергенция на бихроматидните хромозоми към противоположните полюси на клетката (от всяка двойка хомоложни хромозоми една хромозома отива към единия полюс, другата към другия), рекомбинация на хромозоми.
Телофаза 1 и в двете клетки 1n2c		Образуване на ядрени мембрани около групи бихроматидни хромозоми, разделяне на цитоплазмата.
Профаза 2 1n2c		Демонтиране на ядрени мембрани, дивергенция на центриолите към различни полюси на клетката, образуване на вретеновидни нишки.
Метафаза 2 1n2c		Подреждане на бихроматидните хромозоми в екваториалната равнина на клетката (метафазна плоча), прикрепване на вретеновидни нишки в единия край към центриолите, а другият към центромерите на хромозомите.
Анафаза 2 2n2c		Разделянето на двухроматидните хромозоми на хроматиди и дивергенцията на тези сестрински хроматиди към противоположните полюси на клетката (в този случай хроматидите стават независими еднохроматидни хромозоми), рекомбинация на хромозоми.
Телофаза 2 и в двете клетки 1n1c Обща сума 4 до 1n1c		Декондензация на хромозоми, образуване на ядрени мембрани около всяка група хромозоми, разпадане на нишките на вретеното, поява на ядрото, разделяне на цитоплазмата (цитотомия) с образуването на две и в крайна сметка двете мейотични деления - четири хаплоидни клетки.

Разговор за промяна на формулата на клетъчното ядро

Дискусия за резултатите от мейозата:

една хаплоидна майчина клетка произвежда четири хаплоидни дъщерни клетки

Разговор за значението на мейозата: А)поддържа постоянен брой хромозоми от даден вид от поколение на поколение (диплоиден наборхромозомите се възстановяват всеки път по време на оплождането в резултат на сливането на две хаплоидни гамети;

б) мейозата е един от механизмите на възникване наследствена изменчивост(комбинативна изменчивост);

4. Практическа работа „Сравнение на митоза и мейоза“ с помощта на презентацията „Митоза и мейоза. Сравнителен анализ” (вижте Приложение 1)

Учениците имат таблици за домашна работа:

Разработване на приликите между митоза и мейоза:

Разработване на общите разлики между митоза и мейоза (с незначителни пояснения относно фазите на делене):

Сравнение	Митоза	Мейоза
Прилики	1.Имат еднакви фази на разделяне.
	2. Преди митозата и мейозата се случва самоудвояване на ДНК молекули в хромозомите (редупликация) и спирализиране на хромозомите.
Разлики	1. Едно разделение.	1. Две последователни деления.
	2. В метафазата всички дублирани хромозоми се подреждат отделно по екватора.
	3. Няма спрежение	3. Има спрежение
	4. Дублирането на ДНК молекулите става в интерфаза, разделяйки двете деления.	4. Между първо и второ делене няма интерфаза и не се получава дублиране на ДНК молекулите.
	5. Образуват се две диплоидни клетки (соматични клетки).	5. Образуват се четири хаплоидни клетки(полови клетки).
	6.Среща се в соматичните клетки	6. възниква в зреещите зародишни клетки
	7. Стои в основата на безполовото размножаване	7. Стои в основата на половото размножаване

5. Фиксиране на материала.

Изпълнение на задачата от част Б от тестовите материали за единния държавен изпит.

Съвпада Характеристикаи видове клетъчно делене:

Отличителни черти Видове клетъчно делене

1. Получава се едно разделение	А) митоза
2. Хомоложни дублирани хромозоми са подредени по екватора по двойки (бивалентни).
3. Няма спрежение	Б) мейоза
4. Поддържа постоянен брой хромозоми от даден вид от поколение на поколение
5. Две последователни деления.
6. Дублирането на ДНК молекулите става в интерфаза, разделяйки двете деления
7. Образуват се четири хаплоидни клетки (полови клетки).
8. Между първо и второ делене няма интерфаза и не се получава удвояване на молекулите на ДНК.
9. Има спрежение
10. Образуват се две диплоидни клетки (соматични клетки).
11. В метафазата всички дублирани хромозоми се подреждат отделно по екватора 12. Осигурява безполово размножаване, регенерация на изгубени части, заместване на клетки в многоклетъчни организми
13. Осигурява стабилност на кариотипа на соматичните клетки през целия живот
14. Е един от механизмите за възникване на наследствена изменчивост (комбинативна изменчивост;

6. Домашна работа:

Попълнете таблицата „Сравнение на митоза и мейоза“ в тетрадка

Повторете материала за митозата и мейозата (подробности за етапите)

29.30 (В. В. Пасечник) 19.22 с. 130-134 (Г. М. Дымшиц)

Подгответе таблица „Сравнителни характеристики на хода на митозата и мейозата“

Сравнителна характеристикамитоза и мейоза

Фази на клетъчния цикъл, неговият резултат	Митоза	Мейоза
		I дивизия	II дивизия
Интерфаза: синтез на ДНК, РНК, АТФ, протеини, увеличаване брой органели, завършване на втория хроматид на всяка хромозома
Профаза: а) хромозомна спирализация б) разрушаване на ядрената обвивка; в) разрушаване на нуклеоли; г) образуване на митотичен апарат: дивергенция на центриолите към полюсите на клетката, образуване на вретено на делене
Метафаза: а) образуване на екваториалната плоча - хромозомите се подреждат строго по екватора на клетката; б) прикрепване на вретеновидни нишки към центромерите; в) към края на метафазата – началото на отделяне на сестрински хроматиди
Анафаза: а) завършване на разделянето на сестрински хроматиди; б) разминаване на хромозомите към полюсите на клетката
Телофаза– образуване на дъщерни клетки: а) разрушаване на митотичния апарат; б) отделяне на цитоплазмата; в) деспирализация на хромозоми;

Библиография:

1. И. Н. Пименов, А. В. Пименов - Лекции по обща биология - Саратов, АД Издателство Лицей, 2003 г.

2. Обща биология: учебник за 10-11 клас със задълбочено изучаване на биология в училище / Ed. В. К. Шумни, Г. М. Димшиц, А. О. Рувински. – М., „Просвещение“, 2004 г.

3. Н. Грийн, У. Стаут, Д. Тейлър – Биология: в 3 тома. Т.3.: прев. от английски/Ред. Р. Сопер. – М., „Мир”, 1993 г

4. Т. Л. Богданова, Е. А. Солодова - Биология: справочник за гимназисти и кандидати за университети - М., „AST-PRESS SCHOOL“, 2004 г.

5. Д. И. Мамонтов – Отворена биология: пълен интерактивен курс по биология (на CD) – “Physicon”, 2005

Мишена:учениците задълбочават знанията си за формите на размножаване на организмите; формират се нови представи за митозата и мейозата и тяхното биологично значение.

Оборудване:

1. Образователни нагледни помагала: таблици, плакати
2. технически средстваобучение: интерактивна дъска, мултимедийни презентации, образователни компютърни програми.

План на урока:

1. Организиране на времето
2. Повторение.
   1. Какво е репродукция?
   2. Какви видове размножаване познавате? Дайте им определения?
   3. Избройте примери за безполово размножаване? Дай примери.
   4. Биологично значениебезполово размножаване?
   5. Какъв вид размножаване се нарича сексуално?
   6. Какви полови клетки познавате?
   7. Как гаметите се различават от соматичните клетки?
   8. Какво е оплождане?
   9. Какви са предимствата на сексуалното размножаване пред безполовото?
3. Учене на нов материал

По време на часовете

В основата на предаването наследствена информация, размножаването, както и растежът, развитието и регенерацията, лежи най-важният процес - клетъчното делене. Молекулярната същност на деленето се крие в способността на ДНК да самодуплира молекули.

Обявяване на темата на урока.Тъй като фазите на митозата и мейозата са общ контурвече сме учили в 9 клас, задачата на общата биология е да разгледа този процес на молекулярно и биохимично ниво. Поради това Специално вниманиеще се съсредоточим върху промените в хромозомните структури.

Клетката е не само структурна и функционална единица в живите организми, но и генетична единица. Това е единица за наследственост и променливост, проявяваща се в процеса на клетъчно делене. Елементарният носител на наследствените свойства на клетката е генът. Генът е сегмент от ДНК молекула от няколкостотин нуклеотида, който кодира структурата на една протеинова молекула и проявата на някаква наследствена характеристика на клетката. ДНК молекула, комбинирана с протеин, образува хромозома. Хромозомите на ядрото и локализираните в тях гени са основните носители на наследствените свойства на клетката. В началото на клетъчното делене хромозомите се скъсяват и оцветяват по-интензивно, така че да станат индивидуално видими.

В делящата се клетка хромозомата има формата на двойна пръчка и се състои от две половини или хроматиди, разделени от празнина по оста на хромозомата. Всеки хроматид съдържа една ДНК молекула.

Вътрешната структура на хромозомите и броят на ДНК веригите в тях се променят според жизнен цикълклетки.

Нека си припомним: какво представлява клетъчният цикъл? Какви са етапите в клетъчния цикъл? Какво се случва на всеки етап?

Интерфазата включва три периода.

Пресинтетичният период G 1 настъпва веднага след клетъчното делене. По това време клетката синтезира протеини, АТФ, различни видовеРНК и отделни ДНК нуклеотиди. Клетката расте и интензивно се натрупва различни вещества. Всяка хромозома през този период е еднохроматидна, генетичният материал на клетката се обозначава с 2n 1xp 2c (n е наборът от хромозоми, chp е броят на хроматидите, c е количеството ДНК).

В синтетичния период S ДНК молекулите на клетката се редуплицират. В резултат на удвояването на ДНК всяка хромозома съдържа два пъти повече ДНК, отколкото преди началото на S фазата, но броят на хромозомите не се променя. Сега генетичният набор на клетката е 2n 2xp 4c (диплоиден набор, хромозомите са бироматидни, количеството на ДНК е 4).

В третия период на интерфаза - постсинтетичен G2 - продължава синтезът на РНК, протеини и натрупването на енергия от клетката. В края на интерфазата клетката се увеличава по размер и започва да се дели.

Клетъчно делене.

В природата има 3 начина на клетъчно делене - амитоза, митоза, мейоза.

Прокариотните организми и някои еукариотни клетки се делят чрез амитоза, напр. Пикочен мехур, човешки черен дроб, както и стари или увредени клетки. Първо ядрото се разделя на тях, след това ядрото се разделя на две или повече части чрез стеснения и в края на деленето цитоплазмата се разплита на две или повече дъщерни клетки. Разпределението на наследствения материал и цитоплазмата не е равномерно.

Митоза – универсален методдивизии еукариотни клетки, при което две подобни дъщерни клетки се образуват от диплоидна майчина клетка.

Продължителността на митозата е 1-3 часа и има 4 фази в нейния процес: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

Профаза.Обикновено най-дългата фаза на клетъчното делене.

Обемът на ядрото се увеличава, хромозомите спираловидно. По това време хромозомата се състои от две хроматиди, свързани една с друга в областта на първичната констрикция или центромера. След това нуклеолите и ядрената мембрана се разтварят - хромозомите лежат в цитоплазмата на клетката. Центриолите се отклоняват към полюсите на клетката и образуват нишки на вретеното помежду си, а в края на профазата нишките са прикрепени към центромерите на хромозомите. Генетичната информация на клетката все още е същата като в интерфазата (2n 2хр 4с).

Метафаза.Хромозомите са разположени строго в екваторната зона на клетката, образувайки метафазна плоча. На етапа на метафазата хромозомите са с най-къса дължина, тъй като по това време те са силно спирализирани и кондензирани. Тъй като хромозомите са ясно видими, броенето и изследването на хромозомите обикновено се извършва през този период на делене. По отношение на продължителността това е най-кратката фаза на митозата, тъй като тя продължава в момента, в който центромерите на удвоените хромозоми са разположени строго по екватора. И вече в следващия моментзапочва следващата фаза.

Анафаза.Всяка центромера се разделя на две и вретенообразните нишки издърпват дъщерните центромери към противоположните полюси. Центромерите дърпат хроматидите, които се отделят една от друга. Един хроматид от двойка идва до полюсите - това са дъщерни хромозоми. Количеството генетична информация на всеки полюс сега е равно на (2n 1хр 2с).

Митозата завършва телофаза.Процесите, протичащи в тази фаза, са противоположни на процесите, наблюдавани в профазата. На полюсите дъщерните хромозоми се деспирализират, изтъняват и стават неразличими. Около тях се образуват ядрени мембрани и след това се появяват нуклеоли. В същото време цитоплазмата е разделена: в животинските клетки - чрез стесняване, а в растенията - от средата на клетката към периферията. След образуването на цитоплазмената мембрана в растителните клетки се образува целулозната мембрана. Образуват се две дъщерни клетки с диплоиден набор от еднохроматидни хромозоми (2n 1хр 2с).

Трябва да се отбележи, че всички процеси, протичащи в клетката, включително митозата, са под генетичен контрол. Гените контролират последователните етапи на ДНК репликация, движение, хромозомна спирализация и т.н.

Биологично значение на митозата:

1. Точно разпределение на хромозомите и тяхната генетична информация между дъщерните клетки.
2. Осигурява постоянство на кариотипа и генетична приемственост във всички клетъчни прояви; защото в противен случай не би било възможно постоянството на структурата и правилното функциониране на органите и тъканите на многоклетъчния организъм.
3. Осигурява най-важните жизнени процеси - ембрионално развитие, растеж, възстановяване на тъкани и органи, както и безполово размножаване на организмите.

Мейоза

Образуването на зародишни клетки (гамети) протича по различен начин от процеса на възпроизвеждане на соматичните клетки. Ако образуването на гамети протича по същия начин, тогава след оплождането (сливането на мъжки и женски гамети) броят на хромозомите ще се удвоява всеки път. Това обаче не се случва. Всеки вид има свой собствен определен бройи неговия специфичен набор от хромозоми (кариотип).

Мейозата е специален видделение, когато диплоидните (2n) соматични клетки на гениталните органи образуват полови клетки (гамети) при животни и растения или спори в спорови растения с хаплоиден (n) набор от хромозоми в тези клетки. След това, по време на процеса на оплождане, ядрата на зародишните клетки се сливат и диплоидният набор от хромозоми се възстановява (n+n=2n).

В непрекъснатия процес на мейоза има две последователни разделения: мейоза I и мейоза II. Всяко делене има същите фази като митозата, но се различава по продължителност и промени в генетичния материал. В резултат на мейоза I, броят на хромозомите в получените дъщерни клетки се намалява наполовина (редукционно делене), а по време на мейоза II клетъчната хаплоидност се поддържа (еквационално делене).

Профаза на мейоза I– хомоложните хромозоми, дублирани в интерфазата, се сближават по двойки. В този случай отделни хроматиди на хомоложни хромозоми се преплитат, пресичат се и могат да се счупят на едни и същи места. По време на този контакт хомоложните хромозоми могат да обменят съответните участъци (гени), т.е. преминаването е в ход. Кръстосането причинява рекомбинация на генетичния материал на клетката. След този процес хомоложните хромозоми отново се разделят, черупките на ядрото и нуклеолите се разтварят и се образува вретено. Генетичната информация на клетка в профаза е 2n 2хр 4с (диплоиден набор, дихроматидни хромозоми, брой ДНК молекули - 4).

Мейоза метафаза I –хромозомите са разположени в екваториалната равнина. Но ако в метафазата на митозата хомоложните хромозоми имат позиция, независима една от друга, тогава в мейозата те лежат една до друга - по двойки. Генетичната информация е същата (2n 2хр 4с).

Анафаза аз –Не половини от хромозоми от една хроматида се разпръскват към клетъчните полюси, а цели хромозоми, състоящи се от две хроматиди. Това означава, че от всяка двойка хомоложни хромозоми само една, но бихроматидна, хромозома ще попадне в дъщерната клетка. Техният брой в новите клетки ще намалее наполовина (намаляване на броя на хромозомите). Количеството генетична информация на всеки полюс на клетката става по-малко (1n 2хр 2с).

IN телофазаПо време на първото делене на мейозата се образуват ядра и нуклеоли и цитоплазмата се разделя - образуват се две дъщерни клетки с хаплоиден наборхромозоми, но тези хромозоми се състоят от две хроматиди (1n 2хр 2с).

След първото настъпва второто мейотично делене, но то не е предшествано от синтез на ДНК. След кратка профаза на мейоза II, бихроматидните хромозоми в метафаза на мейоза II са разположени в екваториалната равнина и са прикрепени към нишките на вретеното. Генетичната им информация е една и съща – (1n 2хр 2с).

В анафазата на мейоза II хроматидите се отклоняват към противоположните полюси на клетката и в телофазата на мейоза II се образуват четири хаплоидни клетки с единични хроматидни хромозоми (1n 1chp 1c). По този начин броят на хромозомите в спермата и яйцеклетките намалява наполовина. Такива зародишни клетки се образуват в полово зрели индивиди от различни организми. Процесът на образуване на гамети се нарича гаметогенеза.

Биологично значение на мейозата:

1. Образуване на клетки с хаплоиден набор от хромозоми. По време на оплождането за всеки вид се осигурява постоянен набор от хромозоми и постоянно количество ДНК.

2. По време на мейозата възниква случайна сегрегация на нехомоложни хромозоми, което води до голям брой възможни комбинации от хромозоми в гамети. При хората броят на възможните комбинации от хромозоми в гамети е 2 n, където n е броят на хромозомите от хаплоидния набор: 2 23 = 8 388 608. Броят на възможните комбинации в една родителска двойка е 2 23 x 2 23

3. Хромозомно кръстосване, обмен на участъци, възникващи в мейозата, както и независимо разминаване на всяка двойка хомоложни хромозоми

определят моделите на наследствено предаване на черта от родители към потомство.

От всяка двойка от две хомоложни хромозоми (майчина и бащина), включени в хромозомен набордиплоидни организми, хаплоидният набор от яйцеклетка или сперма съдържа само една хромозома. Освен това може да бъде: 1) бащината хромозома; 2) майчина хромозома; 3) бащина с участък от майчината хромозома; 4) майчина с бащина секция. Тези процеси водят до ефективна рекомбинация на наследствен материал в гамети, произведени от тялото. В резултат на това се определя генетичната хетерогенност на гаметите и потомството.

Когато обясняват, учениците попълват таблицата: „Сравнителни характеристики на митозата и мейозата“

Видове делене	Митоза (непряко делене)	Мейоза (редукционно делене)
Брой деления	едно разделение	две разделение
Текущи процеси	Липсват репликация и транскрипция	В профаза 1 възниква конюгация на хомоложни хромозоми и кръстосване
	Хроматидите се движат към полюсите на клетката	При първото делене хомоложните хромозоми се разминават към полюсите на клетката
Брой дъщерни клетки	2	4
Набор от хромозоми в дъщерните клетки (n – набор от хромозоми, xp – хроматиди, c – брой на ДНК)	Броят на хромозомите остава постоянен 2n 1хр 2c (монохроматидни хромозоми)	Броят на хромозомите е наполовина 1n 1хр 1c (еднохроматидни хромозоми)
Клетки, в които се извършва делене	Соматични клетки	Соматични клетки на животински репродуктивни органи; спорообразуващи растителни клетки
Значение	Осигурява безполово размножаване и растеж на живи организми	Служи за образуването на полови клетки

Консолидиране на изучения материал (по таблица, тестова работа).

Литература:

1. Ю.И. Полянски. Учебник за 10-11 клас гимназия. – М.: „Просвещение“, 1992 г.
2. И.Н. Пономарева, О.А. Корнилова, Т.Е. Лощилина. Учебник „Биология” 11 клас основно ниво, – М.: „Вентана-Граф”, 2010г.
3. С.Г. Мамонтов биология за тези, които влизат в университетите. – М.: 2002 г.
4. Н. Грийн, У. Стаут, Д. Тейлър. Биология в 3 тома - М.: "Мир", 1993 г.
5. Н.П. Дубинина. Обща биология. Наръчник за учителя. – М.: 1990 г.
6. Н.Н. Приходченко, Т.П. Шкурат „Основи на човешката генетика“. Уч.пос. – Ростов n/a: „Феникс“, 1997 г.

Възпроизвеждането на клетките е едно от най-важните биологични процеси, е необходимо условие за съществуването на всички живи същества. Възпроизвеждането става чрез разделяне на оригиналната клетка.

клеткае най-малката морфологична структурна единица на всеки жив организъм, способна на самопроизводство и саморегулация. Времето на съществуването му от деленето до смъртта или последващото размножаване се нарича клетъчен цикъл.

Тъканите и органите са изградени от различни клетки, които имат свой период на съществуване. Всеки от тях расте и се развива, за да осигури жизнените функции на тялото. Продължителността на митотичния период е различна: клетките на кръвта и кожата влизат в процеса на делене на всеки 24 часа, а невроните са способни да се възпроизвеждат само при новородени и след това напълно губят способността си да се възпроизвеждат.

Има 2 вида делене - пряко и косвено. Соматичните клетки се възпроизвеждат индиректно; гамети или зародишни клетки претърпяват мейоза (директно делене).

Митоза - индиректно делене

Митотичен цикъл

Митотичният цикъл включва 2 последователни етапа: интерфаза и митотично делене.

Интерфаза(етап на покой) – подготовка на клетката за по-нататъшно делене, където оригиналният материал се дублира, последвано от равномерно разпределениемежду новообразуваните клетки. Включва 3 периода:

• • Пресинтетичен(G-1) G - от английското gar, т.е. празнината, тече подготовка за последващ синтез на ДНК, производството на ензими. Експериментално беше извършено инхибиране на първия период, в резултат на което клетката не навлезе в следващата фаза.
  • Синтетичен(S) е основата на клетъчния цикъл. Възниква репликация на хромозоми и центриоли на клетъчния център. Едва след това клетката може да премине към митоза.
  • Постсинтетичен(G-2) или премитотичен период - настъпва натрупване на иРНК, което е необходимо за настъпването на самия митотичен стадий. В периода G-2 се синтезират протеини (тубулини) - основният компонент на митотичното вретено.

След края на премитотичния период започва митотично делене. Процесът включва 4 фази:

1. Профаза– през този период ядрото се разрушава, ядрената мембрана (нуклеолем) се разтваря, центриолите са разположени на противоположни полюси, образувайки апарат за делене. Има две подфази:
   • рано- нишковидни тела (хромозоми) са видими, те все още не са ясно отделени едно от друго;
   • късен- могат да се проследят отделни части от хромозомите.
2. Метафаза– започва от момента на разрушаване на ядрото, когато хромозомите лежат хаотично в цитоплазмата и просто започват да се движат към екваториалната равнина. Всички двойки хроматиди са свързани помежду си в центромера.
3. Анафаза- в един момент всички хромозоми се разделят и се преместват в противоположни точки на клетката. Това е кратка и много важна фаза, защото по време на тази фаза се извършва точното разделяне на генетичния материал.
4. Телофаза- хромозомите спират, ядрената мембрана и ядрото се образуват отново. В средата се образува стеснение, което разделя тялото на майчината клетка на две дъщерни клетки, завършвайки митотичния процес. В новообразуваните клетки периодът G-2 започва отново.

Мейоза - директно делене

Мейоза - директно делене

Има специален процес на възпроизвеждане, който се случва само в половите клетки (гамети) - това е мейоза (директно делене). Отличителна черта за него е липсата на интерфаза. Мейозата от една оригинална клетка произвежда четири с хаплоиден набор от хромозоми. Целият процес на директно делене включва два последователни етапа, които се състоят от профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

Преди началото на профазата, зародишните клетки удвояват първоначалния си материал, като по този начин стават тетраплоидни.

Профаза 1:

1. лептотен- хромозомите се виждат под формата на тънки нишки, те се скъсяват.
2. зиготена- етапът на конюгиране на хомоложни хромозоми, в резултат на което се образуват бивалентни. Конюгация важен моментМейозата, хромозомите се приближават възможно най-близо една до друга, за да осъществят кръстосване.
3. Пачитена- хромозомите се удебеляват, все повече се съкращават, възниква кръстосване (обмен на генетична информация между хомоложни хромозоми, това е основата на еволюцията и наследствената вариабилност).
4. Диплотена– етап на удвоени вериги, хромозомите на всеки двувалентен се разминават, поддържайки връзка само в областта на кръста (хиазма).
5. Диакинеза— ДНК започва да се кондензира, хромозомите стават много къси и се разделят.

Профазата завършва с разрушаване на ядрото и образуване на вретено.

Метафаза 1: бивалентите са разположени в средата на клетката.

Анафаза 1: дублирани хромозоми се преместват към противоположните полюси.

Телофаза 1: процесът на делене е завършен, клетките получават 23 бивалентни вещества.

Без последващо удвояване на материал клетката влиза втора фазаразделение.

Профаза 2: всички процеси, които са били в профаза 1, се повтарят отново, а именно кондензацията на хромозомите, които са хаотично разположени между органелите.

Метафаза 2: две хроматиди, свързани при кръстосването (унивалентни), са разположени в екваториалната равнина, създавайки плоча, наречена метафаза.

Анафаза 2:- едновалентният се разделя на отделни хроматиди или монади и те са насочени към различни полюси на клетката.

Телофаза 2: Процесът на делене е завършен, образува се ядрената обвивка и всяка клетка получава 23 хроматиди.

Мейозата е важен механизъм в живота на всички организми. В резултат на това разделение получаваме 4 хаплоидни клетки, които имат половината от необходимия набор от хроматиди. По време на оплождането две гамети образуват цялостна диплоидна клетка, запазвайки присъщия си кариотип.

Трудно е да си представим нашето съществуване без мейотично делене, в противен случай всички организми биха получили двойни набори от хромозоми с всяко следващо поколение.

Мейоза- метод за индиректно делене на първични зародишни клетки (2p2s), вв резултат на което се образуват хаплоидни клетки (lnlc), най-често полови клетки.

За разлика от митозата, мейозата се състои от две последователни клетъчни деления, всяко от които се предхожда от интерфаза (фиг. 2.53). Първото делене на мейозата (мейоза I) се нарича редукционист,тъй като в този случай броят на хромозомите се намалява наполовина, а второто делене (мейоза II) -уравнение,тъй като в неговия процес се запазва броят на хромозомите (виж таблица 2.5).

Интерфаза Iпротича като интерфаза на митозата. Мейоза Iсе разделя на четири фази: профаза I, метафаза I, анафаза I и телофаза I. B профаза Iдве неща се случват критичен процес- спрежение и кросингоувър. Конюгация- Това е процес на сливане на хомоложни (сдвоени) хромозоми по цялата дължина. Двойките хромозоми, образувани по време на конюгацията, се запазват до края на метафаза I.

Преминаване- взаимен обмен на хомоложни области на хомоложни хромозоми (фиг. 2.54). В резултат на кръстосването хромозомите, получени от тялото от двамата родители, придобиват нови комбинации от гени, което води до появата на генетично разнообразно потомство. В края на профаза I, както в профазата на митозата, ядрото изчезва, центриолите се отклоняват към полюсите на клетката и ядрената мембрана се разпада.

INметафаза Iдвойки хромозоми се подреждат по протежение на екватора на клетката и вретеновидни микротубули са прикрепени към техните центромери.

IN анафаза IЦели хомоложни хромозоми, състоящи се от две хроматиди, се отклоняват към полюсите.

IN телофаза IЯдрените мембрани се образуват около клъстери от хромозоми в полюсите на клетката и се образуват нуклеоли.

Цитокинеза Iосигурява разделяне на цитоплазмите на дъщерните клетки.

Дъщерните клетки (1n2c), образувани в резултат на мейоза I, са генетично хетерогенни, тъй като техните хромозоми, произволно разпръснати до полюсите на клетката, съдържат различни гени.

Интерфаза IIмного кратък, тъй като в него не се случва удвояване на ДНК, тоест няма S-период.

Мейоза IIсъщо разделен на четири фази: профаза II, метафаза II, анафаза II и телофаза II. IN профаза IIпротичат същите процеси като в профаза I, с изключение на конюгацията и кросинговъра.

IN метафаза IIхромозомите са разположени по екватора на клетката.

IN анафаза IIхромозомите се разделят в центромерите и хроматидите се разтягат към полюсите.

IN телофаза IIЯдрените мембрани и нуклеолите се образуват около клъстери от дъщерни хромозоми.

След цитокинеза IIгенетична формула на четирите дъщерни клетки - 1n1c,всички те обаче имат различен набор от гени, което е резултат от кръстосването и произволната комбинация от хромозоми на майчините и бащините организми в дъщерните клетки.