Жизненный цикл клетки митоз амитоз

Клеточный цикл. Интерфаза. Амитоз. Митоз и мейоз

Клеточный цикл

Клеточный цикл – это период жизни клетки от одного деления до другого. Состоит из интерфазы и периодов деления. Продолжительность клеточного цикла у разных организмов разная (у бактерий – 20-30 мин, у клеток эукариот – 10-80 ч).

Интерфаза

Интерфаза (от лат. inter – между, phases – появление) – это период между делениями клетки или от деления до ее гибели. Период от деления клетки до ее гибели характерен для клеток многоклеточного организма, которые после деления утратили способность к нему (эритроциты, нервные клетки и т. п.). Интерфаза занимает приблизительно 90 % времени клеточного цикла.

Интерфаза включает:

1) пресинтетический период (G1) – начинаются интенсивные процессы биосинтеза, клетка растет, увеличивается в размерах. Именно в этом периоде до смерти остаются клетки многоклеточных организмов, которые утратили способность к делению;

2) синтетический (S) – происходит удвоение ДНК, хромосом (клетка становится тетраплоидной), удваиваются центриоли, если они есть;

3) постсинтетический (G2) – в основном прекращаются процессы синтеза в клетке, происходит подготовка клетки к делению.

Деление клетки бывает прямым (амитоз) и непрямым (митоз, мейоз).

Амитоз

Амитоз – прямое деление клеток, при котором не образуется аппарат деления. Ядро делится вследствие кольцевой перетяжки. Не происходит равномерного распределения генетической информации. В природе амитозом делятся макронуклеусы (большие ядра) инфузорий, клетки плаценты у млекопитающих. Амитозом могут делиться клетки раковых опухолей.

Непрямое деление связано с образованием аппарата деления. В аппарат деления входят компоненты, которые обеспечивают равномерное распределение хромосом между клетками (веретено деления, центромеры, если есть – центриоли). Деление клетки условно можно разделить на деление ядра (кариокинез) и деление цитоплазмы (цитокинез). Последний начинается к концу деления ядра. Наиболее распространены в природе митоз и мейоз. Иногда встречается эндомитоз – непрямое деление, которое происходит в ядре без разрушения его оболочки.

Митоз

Митоз – это непрямое деление клетки, при котором из материнской образуются две дочерние клетки с идентичным набором генетической информации.

Фазы митоза:

1) профаза – происходит уплотнение хроматина (конденсация), хроматиды спирализируются и укорачиваются (становятся заметными в световой микроскоп), исчезают ядрышки и ядерная оболочка, образуется веретено деления, его нити прикрепляются к центромерам хромосом, центриоли делятся и расходятся к полюсам клетки;

2) метафаза – хромосомы максимально спирализированы и располагаются вдоль экватора (в экваториальной пластинке), гомологичные хромосомы лежат рядом;

3) анафаза – нити веретена деления сокращаются одновременно и растягивают хромосомы к полюсам (хромосомы становятся однохроматидными), самая короткая фаза митоза;

4) телофаза – хромосомы деспирализируются, образуются ядрышки, ядерная оболочка, начинается деление цитоплазмы.

Митоз характерен преимущественно для соматических клеток. Благодаря митозу сохраняется постоянство числа хромосом. Способствует увеличению числа клеток, поэтому наблюдается при росте, регенерации, вегетативном размножении.

Мейоз

Мейоз (от греч. мейозис – уменьшение) – это непрямое редукционное деление клетки, при котором из материнской образуются четыре дочерние, располагающие неидентичной генетической информацией.

Различают два деления: мейоз I и мейоз II. Интерфаза I сходна с интерфазой перед митозом. В постсинтетическом периоде интерфазы процессы синтеза белка не прекращаются и продолжаются в профазе первого деления.

Мейоз I:

– профаза I – хромосомы спирализируются, ядрышко и ядерная оболочка исчезают, образуется веретено деления, гомологичные хромосомы сближаются и слипаются вдоль сестринских хроматид (как молния в замке) – происходит конъюгация, при этом образуются тетрады, или биваленты, образуется перекрест хромосом и обмен участками – кроссинговер, потом гомологичные хромосомы отталкиваются одна от другой, но остаются сцепленными в участках, где состоялся кроссинговер; процессы синтеза завершаются;

– метафаза I – хромосомы располагаются вдоль экватора, гомологичные -двухроматидные хромосомы располагаются одна напротив другой по обе стороны экватора;

– анафаза I – нити веретена деления одновременно сокращаются, растягивают по одной гомологичной двухроматидной хромосоме к полюсам;

– телофаза I (если есть) – хромосомы деспирализируются, образуются ядрышко и ядерная оболочка, происходит распределение цитоплазмы (клетки, которые образовались, гаплоидны).

Интерфаза II (если есть): не происходит удвоения ДНК.

Мейоз II:

– профаза II – уплотняются хромосомы, исчезают ядрышко и ядерная оболочка, образуется веретено деления;

– метафаза II – хромосомы располагаются вдоль экватора;

– анафаза II – хромосомы при одновременном сокращении нитей веретена деления расходятся к полюсам;

– телофаза II – деспирализируются хромосомы, образуются ядрышко и ядерная оболочка, делится цитоплазма.

Мейоз происходит перед образованием половых клеток. Позволяет при слиянии половых клеток сохранять постоянство числа хромосом вида (кариотип). Обеспечивает комбинативную изменчивость.

Источник

Урок биологии в 10 классе 30.01.2016

Тема урока: Жизненный цикл клетки: митоз и амитоз.

Тип урока. Изучение нового материала.

Вид урока: смешанного типа

Форма проведения урока: индивидуальная, групповая, самостоятельная

Цель урока. Создать условия для развития творческой и познавательной активности учащихся на уроке с учетом индивидуальных особенностей средствами технологии критического мышления.

Задачи:

• Предметные: способствовать формированию знаний о сущности жизненного цикла любой клетки, механизмах метотического цикла, его биологической роли, раскрытию особенностей протекания каждой фазы митоза, ознакомлению с особым типом деления клеток – амитозом.

• Метапредметные: способствовать развитию логического мышления, умению анализировать, сравнивать, делать обобщения и выводы, работать с различными источниками информации, с демонстрационным материалом.

• Личностные: создать условия для формирования понимания развития своего интеллекта как ценностной характеристики современной личности; создать условия для совершенствования навыков и умений, необходимых для индивидуальной и групповой работы.

• Планируемый результат обучения, в том числе и формирование УУД:

• – образовательные (формирование познавательных УУД): обучающийся должен знать сущность митоза, как биологического процесса, определения ключевых понятий, уметь пользоваться терминологией, устанавливать взаимосвязь строения органоидов клетки с процессом непрямого деления; использовать приобретенные знания для объяснения процессов роста, развития, регенерации.

• – воспитательные(формирование коммуникативных и личностных УУД): умение сотрудничать с учителем и одноклассниками, полно и точно выражать свои мысли, владеть монологической, диалогической формами речи, воспитывать усидчивость, дисциплинированность.

• – развивающие(формирование регулятивных УУД): развитие логического мышления, внимания, творческих и познавательных способностей, воображения, умения анализировать, делать выводы, оценивать качество и уровень усвоения материала.

Основные понятия: жизненный цикл клетки, интерфаза, митоз, профаза, метафаза, анафаза, телофаза, кариокинез, цитокинез, веретено деления.

Оборудование. информационный материал (информационные тексты, таблицы, рисунки учебника презентация), раздаточный материал, микроскопы, готовые микропрепараты.

Список литературы:

1.Д.И.Мамонтов – Открытая биология: полный интерактивный курс биологии (на CD)- “Физикон”, 2005 г.

2. И.Н.Пименова, А.В.Пименов – Лекции по общей биологии – Саратов, ОАО “Издательство “Лицей”, 2003 г.

3. Н. Грин, У.Стаут, Д. Тейлор – Биология: в 3-х томах. Т.3.: пер. с англ./Под ред. Р.Сопера. – М., “Мир”, 1993 г.

4. Общая биология: учебник для 10-11 классов с углублённым изучением биологии в школе/Под ред. В.К.Шумного, Г.М.Дымшица, А.О.Рувинского. – М., “Просвещение”, 2004г.

5. Т.Л.Богданова, Е.А.Солодова – Биология: справочник для старшеклассников и поступающих в вузы – М., “АСТ-ПРЕСС ШКОЛА”, 2004 г.

Структура урока

5 мин

3. Актуализация опорных знаний с целью подготовки учащихся к восприятию новых знаний.

5 мин

4. Изучение нового материала

20 мин

5. Практическое закрепление

5 мин

6 . Зыакрепление материала

5 мин

7. Итог

2 мин

7.Домашнее задание:

1 мин.

8.Рефлексия.

1 мин

Ход урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

1.Организационный момент.

Приветствие обучающихся и проверка готовности к уроку

Включаются в деловой ритм урока

2. Постановка проблемы и мотивация к деятельности.

Ребята, мне хотелось бы начать наш урок словами американского биолога Меллера об одном из удивительных явлений в биологии. А вы внимательно прослушайте и скажите о каком явлении идет речь.

Каждую секунду в нашем теле сотни миллионов неодушевленных, но очень дисциплинированных маленьких балерин сходятся, расходятся, выстраиваются в ряд и разбегаются в разные стороны, словно танцоры на балу, исполняющие сложные па

старинного танца. Этот танец, древнейший на Земле танец. Танец жизни. В таких танцах клетки тела пополняют свои ряды, и мы растем и существуем.

– Итак, о каком процессе идет речь?

– Какие ассоциации у вас возникают, когда вы слышите словосочетание “деление клетки”?

– Как вы думаете, я вам предложила это высказывание не случайно? Думаем что, да.

Действительно, оно будет связано с темой нашего сегодняшнего занятия. Как вы думаете, каким образом можно сформулировать тему сегодняшнего урока?

Оценивание своей деятельности

Выполнение работы на основе имеющихся знаний, работы с биословарем, поиск ответов в учебнике.

3.АКТУАЛИЗАЦИЯ опорных знаний с целью подготовки учащихся к восприятию новых знаний.

Записи на доске анализируются и комментируются.

-Ребята, какие ассоциации у вас возникают, когда вы слышите словосочетание «деление клетки»? Например, размножение, ядро, хромосомы, рост.

-А какие ассоциации у вас вызывает число 23? (23 пары хромосом в соматических клетках и процессы, которые происходят с ними в период деления клетки)

Сегодня мы с вами познакомимся с процессом деления клетки – митозом, узнаем, что такое жизненный цикл клетки. А теперь давайте проверим, что мы уже знаем Беседа по вопросам, которые необходимо вспомнить для изучения нового материала

-что вы знаете о делении клетки?

-что такое клеточный центр?

-что такое ДНК?

-что такое редупликация ДНК?

-что такое хромосомы?

-что такое диплоидный набор хромосом?

-что такое гаплоидный набор хромосом?

В ходе беседы проводится работа по коррекции знаний.

Оценивание своей деятельности

все учащиеся предлагают версии, которые учитель записывает на доске

-деление – это жизненное свойство клетки

-органоид, имеющий две центриоли, состоящих из микротрубочек

-хранитель наследственной информации

-процесс удвоения молекул ДНК

-носители наследственной информации

-двойной набор, характерный для соматических клеток

– одинарный, характерный для половых клеток

4.Изучение нового материала

1.Рассказ учителя с использованием презентации и видеофрагмента «Деление клетки» (диск Кирилла и Мефодия). учащиеся вычерчивают схему (таблица) в тетради.

Митоз. Амитоз

1. Клетки какой ткани – нервной или эпителиальной – делятся чаще?

2. В каких частях растения чаще всего делятся клетки?

Митоз – это процесс непрямого деления соматических клеток эукариот, в результате которого наследственный материал сначала удваивается, а затем равномерно распределяется между дочерними клетками. Он является основным способом деления клеток эукариот. Продолжительность митоза у животных клеток составляет 30-60 мин, а у растительных – 2-3 ч. Митоз включает в себя два процесса – деление ядра (кариокинез) и деление цитоплазмы (цитокинез).

Фазы митоза.

Митоз подразделяют на четыре последовательные фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу (рис. 47).

Профаза.

В ядре происходит спирализация ДНК; в микроскоп хорошо видны туго скрученные хромосомы. Заметно, что каждая хромосома состоит из двух хроматид, объединенных в области центромеры. Ядрышки исчезают. Пары центриолей расходятся к полюсам клетки. Отходящие от них микротрубочки начинают образовывать веретено деления. Ядерная оболочка разрушается (см. рис. 47).

Метафаза.

Хромосомы располагаются таким образом, что их центромеры находятся в плоскости экватора клетки. Образуется так называемая метафазная пластинка, состоящая из хромосом. Нити веретена деления от центросом прикрепляются к центромере каждой хромосомы (см. рис. 47).

Анафаза.

Каждая хромосома продольно расщепляется на две идентичные хроматиды, которые расходятся к противоположным полюсам клетки (см, рис, 47). Таким образом, за счет идентичности дочерних хроматид у двух полюсов клетки оказывается одинаковый генетический материал: такой же, какой был в клетке до начала митоза.

Телофаза. Дочерние хромосомы деспирализуются у полюсов клетки и становятся доступными для транскрипции. Начинается синтез белков. Формируются ядерные оболочки и ядрышки. Нити веретена деления распадаются (см. рис. 47).

На этом кариокинез заканчивается, и начинается цитокинез. При этом у животных клеток в экваториальной плоскости возникает перетяжка, Она углубляется до тех пор, пока не происходит разделения двух дочерних клеток (см. рис. 47). В образовании перетяжки важную роль играют структуры цитоскелета. Растительные клетки не могут делиться таким образом, так как имеют жесткую клеточную стенку, В них образуется внутриклеточная перегородка.

С момента разделения дочерних клеток каждая из них вступает в интерфазу нового клеточного цикла.

Биологическое значение митоза заключается в воспроизводстве клеток с количественно и качественно одинаковой генетической информацией. Это обеспечивается тем, что при репликации ДНК возникают два одинаковых набора хромосом, которые в процессе митоза равномерно распределяются по дочерним клеткам. Митоз необходим для нормального развития и роста многоклеточного организма. Он же лежит в основе процессов заживления повреждений и бесполого размножения.

Амитоз.

Прямое деление клеток, или амитоз, встречается относительно редко. При амитозе ядро начинает делиться без видимых предварительных изменений. При этом не обеспечивается равномерное распределение ДНК между двумя дочерними клетками, так как при амитозе хромосомы не образуются. Иногда при амитозе не происходит цитокинеза. В этом случае образуется двуядерная клетка. Если же деление цитоплазмы все-таки произошло, то велика вероятность, что обе дочерние клетки будут неполноценными. Амитоз часто встречается в отмирающих тканях, а также в клетках опухолей.

Чтобы ваши знания были полными мы, разделимся на группы и будем работать с материалами учебника, дополнительной литературой.

Давайте вспомним правила работы в группах.

Лабораторная работа

Каждая группа получает конверт в котором находится информация об одной из фаз митоза и иллюстративный материал. Рассматривая в микроскоп препараты, рисунки , обучающиеся должны определить фазу митоза, из фрагментов сложить определенный текст, наклеить схему и текст на лист бумаги и подготовиться к защите работы.

Оценивание своей деятельности

Учащиеся вычерчивают схему (таблица) в тетради.

1. Уважительное отношение друг к другу.

2. Правила взаимопомощи (не знаешь, спроси товарища).

3. Говорить спокойно и ясно, и говорить только по делу.

Выполнение работы в группах:

№1. Интерфаза

Это период подготовки клетки к делению. Периоды интерфазы:Пресинтетический период(G-1) – синтез РНК, формирование рибосом, синтез АТФ, белков, формирование одномембранных органоидов

Синтетический период(S) – удвоение ДНК (хромосомы состоят из двух хроматид), синтез белков.

Постсинтетический период (G-2) – синтез АТФ, удвоение массы цитоплазмы, увеличение объема ядра.

№ 2.Профаза

Спирализация хромосом, состоящих из двух сестринских хроматид; растворение ядерной мембраны и ядрышек; расхождение центриолей к полюсам, образование веретена деления.

№ 3.Метафаза

Хромосомы выстраиваются в плоскости экватора; хроматиды соединены в области центромеры и прикреплены к нитям веретена деления.

№ 4 Анафаза

Центромеры делятся. Сестринские хроматиды, становясь отдельными хромосомами, расходятся к полюсам.

№ 5 Телофаза

Формируется оболочка новых ядер( завершается кариокинез); деспирализуются хромосомы; восстанавливается ядрышко; растворяются нити веретена деления; образуется два ядра; происходит разделение клетки на две дочерние ( цитокинез)

У доски обучающиеся защищают выполненные работы( фиксация зачетных листов на интерактивной доске при помощи документкамеры и выстраивание общей схемы

процесса)

5.Практическое закрепление.

Группа №1.

Изучить текст, составить логические пары: тип воздействия-последствия.

Правильное течение митоза может быть нарушено различными внешними факторами: высокими дозами радиации, некоторыми химическими веществами. Например, под воздействием рентгеновских лучей ДНК хромосомы может разорваться, разрываются и сами хромосомы. Такие хромосомы не способны двигаться, например, в анафазе. Некоторые химические вещества, не свойственные живым организмам (спирты, фенолы) нарушают согласованность митотических процессов. Одни хромосомы при этом, двигаются быстрее, другие медленнее. Некоторые из них вообще могут не включаться в дочерние ядра. Есть вещества, которые препятствуют образованию веретена деления. Их называютцитостатиками. Воздействуя ими на клетку можно остановить деление на стадии прометафазы. В результате такого воздействия в ядре возникает удвоенный набор хромосом.

Группа № 2.

Проанализировав текст «Различие митоза у растений и животных» найти отличия в протекании митоза у растений и животных Заполните таблицу:

«Самое главное событие, происходящее во время митоза – это равномерное распределение удвоившихся хромосом между двумя дочерними клетками. Митоз в клетках растений и животных протекает почти одинаково, но отличия все-таки имеются. Так, например, в растительных клетках нет центриолей. В конце телофазы в растительных клетках из нитей веретена деления в экваториальной части формируется фрагмопласт, в эту же область перемещаются рибосомы, митохондрии, ЭПС. Все это приводит к формированию клеточной пластинки, которая в последствии разделит клетку надвое. Этого процесса не наблюдается у животных. Есть и различия в цитокинезе, например, только у животных образуется перетяжка. Митозы у животных происходят в различных тканях и участках организма, чего не скажешь о растениях. Там митоз происходит в строго определенных местах, где расположена образовательная ткань, то есть в меристемах. Например, на кончиках корня (зона роста), в почке (конус нарастания), камбии.»

Группа № 3

Выделите из текста «Амитоз» «опорные» точки , т.е. в 4-5 положениях укажите главные признаки амитоза.

« Митоз – наиболее распространенный, но не единственный тип деления клеток. Практически у всех эукариот обнаружено так называемое прямое деление ядер, или амитоз. При амитозе не происходит конденсация хромосом и не образуется веретена деления, а ядро делится перетяжкой или фрагментацией, оставаясь в интерфазном состоянии. Цитокинезис всегда следует за делением ядра, в результате чего формируется многоядерная клетка. Амиотическое деление характерно для клеток, которые заканчивают развитие: отмирающих эпителиальных, фолликулярных клеток яичников. Так же амитоз встречается при патологических процессах: воспалении, злокачественном новообразовании, после него клетки не способны к митотическому делению»

Оценивание своей деятельности

Работа в группах, озвучивание ответа на задание

6.Закрепления изученного

1. Отметьте неверный ответ. Прививки используют для размножения растений, так как: а) это более быстрый способ, чем выращивание из семян; б) при этом сохраняется желаемый набор признаков; в) образующиеся растения сочетают в себе признаки обоих родителей.

2. Что такое клеточный, или жизненный, цикл клетки: а) жизнь клетки в период ее деления; б) жизнь клетки от деления до следующего деления или до смерти; в) жизнь клетки в период интерфазы.

3. Митоз – это основной способ деления: а) половых клеток; б) соматических клеток; в) а + б.

4. В профазе митоза происходит: а) удвоение содержания ДНК; б) синтез ферментов, необходимых для деления клетки; в) спирализация хромосом.

5. В анафазе митоза происходит расхождение: а) дочерних хромосом; б) гомологичных хромосом; в) негомологичных хромосом; г) органоидов клетки.

6. В какой из фаз митоза происходит утолщение (спирализация) хромосом, исчезает ядрышко, распадается ядерная оболочка, расходятся к полюсам центриоли и образуется веретено деления: а) анафазе; б) телофазе; в) профазе; г) метафазе.

7. Хромосомы расположены в одной плоскости в центре клетки (на экваторе). К каждой из них в области центромеры присоединены с двух сторон нити веретена. Это характерно для фазы митоза: а) профазы; б) метафазы; в) анафазы; г) телофазы.

8. Репликация происходит в: а) профазе; б) метафазе; в) интерфазе; г) телофазе.

9. Деление центромер и расхождение хроматид к полюсам клетки происходит в: а) профазе; б) метафазе; в) анафазе; г) телофазе.

10. Биологическое значение митоза заключается в: а) строго одинаковом распределении между дочерними клетками материала цитоплазмы и ядра; б) увеличении числа клеток; в) а + б

Ответы к тесту: 1- в; 2- б; 3- б; 4- в; 5- а; 6- в; 7- б; 8-в; 9-в; 10-в.

Оценивание своей деятельности

Самостоятельное выполнение и взаимопроверка теста

7.Итог

Составление всем классом и коррекцией учителя синквейн, например:

Деление

Непрямое, прямое

Делится, растет, развивается

Митоз состоит из четырех фаз.

Митоз.

Учащиеся составляют синквейн по изученной теме фронтально

8.Домашнее задание

Прочитать § 28-29. В тетради сделать рисунки, соответствующие всем фазам Мейоза, если исходная клетка имела три пары гомологичных хромосом.

Запись домашней работы

9.Рефлексия

1. Это лестница продвижения в изученной нами теме (открывается доска с прикрепленной на ней лестницей), это вы (внимание учащихся фиксируется на смайликах разных цветов и настроений). Определите, какие вы сегодня и на какую ступень успешности смогли подняться во время нашей встречи. Покидая класс, не забудьте прикрепить свой смайлик к лесенке. Спасибо за плодотворное сотрудничество. До новых встреч.

Выбирают смайлики и размещают их на лесенке, в зависимости от удовлетворенности уроком и оценки собственной деятельности на нем.

Источник