1. Podaj definicje pojęć.
Interfaza- faza przygotowania do podziału mitotycznego, kiedy następuje duplikacja DNA.
Mitoza- jest to podział, w wyniku którego następuje ściśle identyczny rozkład dokładnie skopiowanych chromosomów między komórkami potomnymi, co zapewnia powstanie genetycznie identycznych komórek.
Koło życia - okres życia komórki od momentu jej pojawienia się w procesie podziału do śmierci lub zakończenia kolejnego podziału.

2. Czym różni się wzrost organizmów jednokomórkowych od wzrostu organizmów wielokomórkowych?
Wzrost organizmu jednokomórkowego to wzrost wielkości i komplikacja struktury pojedynczej komórki, a wzrost organizmów wielokomórkowych to także aktywny podział komórek - wzrost ich liczby.

3. Dlaczego interfaza musi istnieć w cyklu życiowym komórki?
W interfazie następuje przygotowanie do podziału i duplikacji DNA. Gdyby tak się nie stało, to przy każdym podziale komórki liczba chromosomów zmniejszyłaby się o połowę i wkrótce w komórce w ogóle nie byłoby chromosomów.

4. Wypełnij grupę „Fazy mitozy”.

5. Korzystając z rysunku 52 w § 3.4, uzupełnij tabelę.

6. Ułóż syncwine dla terminu „mitoza”.
Mitoza
Czterofazowy, jednolity
Dzieli, rozdziela, dzieli
Dostarcza materiał genetyczny komórkom potomnym
podział komórek.

7. Ustal zgodność między fazami cyklu mitotycznego a zachodzącymi w nich zdarzeniami.
Fazy
1. Anafaza
2. Metafaza
3. Interfaza
4. Telofaza
5. Profaza
Rozwój
A. Komórka rośnie, powstają organelle, DNA się podwaja.
B. Chromatydy rozdzielają się i stają się niezależnymi chromosomami.
B. Rozpoczyna się spiralizacja chromosomów, otoczka jądrowa ulega zniszczeniu.
D. Chromosomy znajdują się w płaszczyźnie równikowej komórki. Włókna wrzeciona przyczepiają się do centromerów.
D. Wrzeciono podziału zanika, tworzą się błony jądrowe, rozwijają się chromosomy.

8. Dlaczego zakończenie mitozy - podział cytoplazmy przebiega inaczej w komórkach zwierzęcych i roślinnych?
Komórki zwierzęce nie mają ściany komórkowej, ich błona komórkowa wybrzusza się do wewnątrz, a komórka dzieli się przez zwężenie.
W komórkach roślinnych błona tworzy się w płaszczyźnie równikowej wewnątrz komórki i rozciągając się na obrzeże, dzieli komórkę na pół.

9. Dlaczego interfaza w cyklu mitotycznym trwa znacznie dłużej niż sam podział?
Podczas interfazy komórka intensywnie przygotowuje się do mitozy, zachodzą w niej procesy syntezy, dublowania DNA, komórka rośnie, przechodzi swój cykl życiowy, nie licząc samego podziału.

10. Wybierz poprawną odpowiedź.
Próba 1
W wyniku mitozy jedna komórka diploidalna wytwarza:
4) 2 komórki diploidalne.

Próba 2
Podział centromeru i rozbieżność chromatyd do biegunów komórki zachodzi w:
3) anafaza;

Próba 3
Cykl życia to:
2) życia komórki od podziału do końca następnego podziału lub śmierci;

Próba 4
Który termin jest błędnie napisany?
4) telofaza.

11. Wyjaśnij pochodzenie i ogólne znaczenie słowa (terminu), opierając się na znaczeniu tworzących go rdzeni.

12. Wybierz termin i wyjaśnij, jak to zrobić współczesne znaczenie odpowiada pierwotnemu znaczeniu swoich korzeni.
Wybrany termin to interfaza.
Konformizm. Termin ten odpowiada i oznacza okres między fazami mitozy, kiedy następuje przygotowanie do podziału.

13. Sformułuj i zapisz główne idee § 3.4.
Cykl życia to życie komórki od podziału do końca następnego podziału lub śmierci. Pomiędzy podziałami komórka przygotowuje się do tego podczas interfazy. W tym czasie następuje synteza substancji, duplikacja DNA.
Komórka dzieli się przez mitozę. Składa się z 4 etapów:
profaza.
Metafaza.
Anafaza.
telofaza.
Cel mitozy: w jej wyniku z 1 komórki macierzystej powstają 2 komórki potomne z identycznym zestawem genów. Ilość materiału genetycznego i chromosomów pozostaje taka sama, zapewniając stabilność genetyczną komórek.

Podręcznik dla klas 10-11

Sekcja II. Rozmnażanie i rozwój organizmów
Rozdział V Rozmnażanie organizmów

W każdej sekundzie na Ziemi z powodu starości, chorób i drapieżników umiera astronomiczna liczba żywych istot i tylko dzięki reprodukcji, tej uniwersalnej właściwości organizmów, życie na Ziemi się nie kończy.

Może się wydawać, że procesy reprodukcji istot żywych są bardzo zróżnicowane, ale wszystkie można sprowadzić do dwóch form: bezpłciowej i seksualnej. Niektóre organizmy mają różne formy rozmnażania. Na przykład wiele roślin można rozmnażać przez sadzonki, nawarstwianie, bulwy (rozmnażanie bezpłciowe) i nasiona (rozmnażanie płciowe).

Podczas rozmnażania płciowego każdy organizm rozwija się z jednej komórki, powstałej z połączenia dwóch komórek płciowych - męskiej i żeńskiej.

Podstawą rozmnażania i indywidualnego rozwoju organizmu jest proces podziału komórek.

§ 20. Podział komórki. Mitoza

Najważniejszą właściwością komórek jest zdolność do podziału. Bez podziału nie sposób sobie wyobrazić wzrostu liczby istot jednokomórkowych, rozwoju złożonego organizmu wielokomórkowego z pojedynczego zapłodnionego jaja, odnowy komórek, tkanek, a nawet narządów utraconych w ciągu życia organizmu.

Podział komórek odbywa się etapami. Na każdym etapie podziału zachodzą określone procesy. Prowadzą one do podwojenia materiału genetycznego (synteza DNA) i jego dystrybucji pomiędzy komórkami potomnymi. Okres życia komórki od jednego podziału do następnego nazywa się cyklem komórkowym.

Przygotowanie do podziału. Organizmy eukariotyczne, składające się z komórek z jądrem, zaczynają przygotowywać się do podziału na pewnym etapie cyklu komórkowego, w interfazie.

To właśnie w okresie interfazy w komórce zachodzi proces biosyntezy białka, chromosomy się podwajają. Wzdłuż oryginalnego chromosomu ze związków chemicznych obecnych w komórce syntetyzuje się jego dokładną kopię, podwaja się cząsteczkę DNA. Podwójny chromosom składa się z dwóch połówek - chromatyd. Każda chromatyda zawiera jedną cząsteczkę DNA.

Interfaza w komórkach roślinnych i zwierzęcych trwa średnio 10-20 godzin, po czym następuje proces podziału komórki - mitoza.

Podczas mitozy komórka przechodzi przez szereg kolejnych faz, w wyniku których każda komórka potomna otrzymuje ten sam zestaw chromosomów, co w komórce macierzystej.

fazy mitozy. Istnieją cztery fazy mitozy: profaza, metafaza, anafaza i telofaza. Rycina 29 przedstawia schematycznie przebieg mitozy. W profazie wyraźnie widoczne są centriole - formacje zlokalizowane w centrum komórki i odgrywające rolę w dywergencji chromosomów potomnych zwierząt. (Przypomnijmy, że tylko niektóre rośliny mają centriole w centrum komórkowym, które organizuje segregację chromosomów.) Mitozę rozważymy na przykładzie komórki zwierzęcej, ponieważ obecność centrioli sprawia, że ​​proces segregacji chromosomów jest bardziej widoczny. Centriole podwajają się i rozchodzą różne bieguny komórki. Mikrotubule rozciągają się od centrioli, tworząc włókna wrzeciona, które regulują rozbieżność chromosomów do biegunów dzielącej się komórki.

Ryż. 29. Schemat mitozy

Pod koniec profazy dochodzi do rozpadu błony jądrowej, stopniowego zaniku jąderka, spiralizacji chromosomów, w wyniku czego skracają się i pogrubiają, i można je już obserwować pod mikroskopem świetlnym. Jeszcze lepiej widać je na kolejnym etapie mitozy – metafazie.

W metafazie chromosomy znajdują się w płaszczyźnie równikowej komórki. Wyraźnie widać, że każdy chromosom, składający się z dwóch chromatyd, ma zwężenie - centromer. Chromosomy są przyczepione do włókien wrzeciona za pomocą centromerów. Po podziale centromeru każda chromatyda staje się niezależnym chromosomem potomnym.

Potem następuje kolejny etap mitozy – anafaza, podczas której chromosomy potomne (chromatydy jednego chromosomu) rozchodzą się na różne bieguny komórki.

Kolejnym etapem podziału komórki jest telofaza. Rozpoczyna się po dotarciu chromosomów potomnych, składających się z jednej chromatydy, do biegunów komórki. Na tym etapie chromosomy ponownie ulegają despiralizacji i uzyskują taką samą formę, jaką miały przed rozpoczęciem podziału komórki w interfazie (długie, cienkie włókna). Wokół nich powstaje otoczka jądrowa, aw jądrze tworzy się jąderko, w którym syntetyzowane są rybosomy. W procesie podziału cytoplazmy wszystkie organelle (mitochondria, kompleks Golgiego, rybosomy itp.) są mniej więcej równomiernie rozmieszczone wśród komórek potomnych.

Tak więc w wyniku mitozy z jednej komórki powstają dwie komórki, z których każda ma charakterystyczną dla danego typu organizmu liczbę i kształt chromosomów, a co za tym idzie stałą ilość DNA.

Cały proces mitozy trwa średnio 1-2 godziny, a jego czas trwania jest nieco inny różne rodzaje komórki. Zależy to również od warunków środowiska zewnętrznego (temperatura, reżim oświetlenia i inne wskaźniki).

Biologiczne znaczenie mitozy polega na tym, że zapewnia ona stałość liczby chromosomów we wszystkich komórkach organizmu. W procesie mitozy DNA chromosomów komórki macierzystej jest rozdzielane ściśle równo między dwie komórki potomne, które z niej powstają. W wyniku mitozy wszystkie komórki potomne otrzymują tę samą informację genetyczną.

1. Jakie zmiany w komórce poprzedzają podział?
2. Kiedy powstaje wrzeciono? Jaka jest jego rola?
3. Opisz fazy mitozy i krótko opisz przebieg tego procesu.
4. Co to jest chromatyda? Kiedy staje się chromosomem?
5. Co to jest centromer? Jaką rolę pełni w mitozie?
6. Jakie jest biologiczne znaczenie mitozy?

Przypomnij sobie z kursu botaniki, zoologii, anatomii, fizjologii i higieny człowieka, jak zachodzi rozmnażanie w świecie organicznym.

Mitoza- jest to podział komórkowy, w którym komórki potomne są genetycznie identyczne z komórkami macierzystymi i między sobą. Oznacza to, że podczas mitozy chromosomy są podwajane i rozdzielane między komórki potomne, tak że każda otrzymuje po jednej chromatydzie każdego chromosomy.

Istnieje kilka etapów (faz) mitozy. Jednak sama mitoza jest poprzedzona długim interfaza. Mitoza i interfaza razem tworzą cykl komórkowy. W procesie interfazy komórka rośnie, powstają w niej organelle i aktywnie zachodzą procesy syntezy. W syntetycznym okresie interfazy powiela się, tj. podwójne, DNA.

Po zduplikowaniu chromatyd pozostają one połączone w obszarze centromery, tj. chromosom składa się z dwóch chromatyd.

W samej mitozie zwykle wyróżnia się cztery główne etapy (czasami więcej).

Pierwszym etapem mitozy jest profaza. W tej fazie chromosomy spiralizują się i przybierają zwarty, skręcony kształt. Z tego powodu procesy syntezy RNA stają się niemożliwe. Jąderka zanikają, co oznacza, że ​​nie powstają również rybosomy, czyli procesy syntezy w komórce są zawieszone. Centriole rozchodzą się do biegunów (na różnych końcach) komórki, zaczyna się formować wrzeciono podziałowe. Pod koniec profazy następuje rozpad otoczki jądrowej.

prometafaza- To etap, który nie zawsze jest izolowany osobno. Zachodzące w nim procesy można przypisać późnej profazie lub wczesnej metafazie. W prometafazie chromosomy znajdują się w cytoplazmie i losowo poruszają się po komórce, aż połączą się z nitką wrzeciona w obszarze centromeru.

Filament to mikrotubula zbudowana z białka tubuliny. Rośnie poprzez dołączanie nowych podjednostek tubuliny. W tym przypadku chromosom oddala się od bieguna. Od strony drugiego bieguna gwint wrzeciona również go łączy i dodatkowo odpycha od bieguna.

Drugi etap mitozy metafaza. Wszystkie chromosomy znajdują się w regionie równikowym komórki w pobliżu. Do ich centromerów przyczepione są dwa włókna wrzeciona. W mitozie metafaza jest najdłuższym etapem.

Trzeci etap mitozy to anafaza. W tej fazie chromatydy każdego chromosomu są oddzielone od siebie, a dzięki ciągnącym je niciom wrzeciona podziału przesuwają się na różne bieguny. Mikrotubule już nie rosną, ale rozkładają się. Anafaza jest stosunkowo szybką fazą mitozy. Wraz z rozbieżnością chromosomów organelle komórki w mniej więcej równej liczbie również rozchodzą się bliżej biegunów.

Czwarty etap mitozy telofaza- pod wieloma względami odwrotność profazy. Chromatydy gromadzą się na biegunach komórki i rozwijają się, czyli despiralizują. Wokół nich tworzą się błony jądrowe. Powstają jąderka i rozpoczyna się synteza RNA. Wrzeciono podziału zaczyna się załamywać. Następnie cytoplazma się dzieli cytokineza. W komórkach zwierzęcych dzieje się tak z powodu inwazji błony do wewnątrz i tworzenia zwężenia. W komórkach roślinnych błona zaczyna tworzyć się wewnątrz w płaszczyźnie równikowej i przechodzi na obrzeża.

Mitoza. Stół

Faza	Procesy
profaza	Spiralizacja chromosomów. Zanik jąderek. Dezintegracja otoczki jądrowej. Początek formowania wrzeciona.
prometafaza	Przyczepienie chromosomów do nici wrzeciona i ich ruch do płaszczyzny równikowej komórki.
metafaza	Każdy chromosom jest stabilizowany w płaszczyźnie równikowej przez dwie nici wychodzące z różnych biegunów.
Anafaza	Pęknięcie centromerów chromosomów. Każda chromatyda staje się niezależnym chromosomem. Chromatydy siostrzane przemieszczają się do różnych biegunów komórki.
telofaza	Despiralizacja chromosomów i wznowienie procesów syntezy w komórce. Tworzenie jąder i otoczki jądrowej. Zniszczenie wrzeciona rozszczepienia. podwojenie centrioli. Cytokineza to podział ciała komórki na dwie części.

Interfaza to okres między dwoma podziałami komórkowymi. W interfazie jądro jest zwarte, nie ma wyraźnej struktury, jąderka są wyraźnie widoczne. Zestaw chromosomów interfazowych to chromatyna. W skład chromatyny wchodzą: DNA, białka i RNA w stosunku 1:1,3:0,2, a także jony nieorganiczne. Struktura chromatyny jest zmienna i zależy od stanu komórki.

Chromosomy nie są widoczne w interfazie, dlatego ich badanie przeprowadza się metodami mikroskopii elektronowej i biochemicznej. Interfaza obejmuje trzy etapy: presyntetyczny (G1), syntetyczny (S) i postsyntetyczny (G2). Symbol G jest skrótem od języka angielskiego. przerwa - interwał; symbol S jest skrótem od języka angielskiego. synteza — synteza. Rozważmy te etapy bardziej szczegółowo.

Etap presyntetyczny (G1). Każdy chromosom jest oparty na jednej dwuniciowej cząsteczce DNA. Ilość DNA w komórce na etapie presyntetycznym oznaczona jest symbolem 2c (z treści angielskiej). Komórka aktywnie rośnie i funkcjonuje normalnie.

Etap syntetyczny (S). Następuje samopodwojenie lub replikacja DNA. Jednocześnie niektóre części chromosomów podwajają się wcześniej, a inne później, czyli replikacja DNA przebiega asynchronicznie. Równolegle następuje podwojenie centrioli (jeśli występują).

Etap postsyntetyczny (G2). Replikacja DNA jest zakończona. Każdy chromosom zawiera dwie podwójne cząsteczki DNA, które są dokładną kopią oryginalnej cząsteczki DNA. Ilość DNA w komórce na etapie postsyntetycznym oznaczona jest symbolem 4c. Syntetyzowane są substancje niezbędne do podziału komórki. Pod koniec interfazy procesy syntezy zatrzymują się.

Proces mitozy

profaza jest pierwszą fazą mitozy. Chromosomy spiralizują się i stają się widoczne pod mikroskopem świetlnym w postaci cienkich włókien. Centriole (jeśli występują) rozchodzą się w kierunku biegunów komórki. Pod koniec profazy jąderka zanikają, otoczka jądrowa rozpada się, a chromosomy wyłaniają się do cytoplazmy.

W profazie zwiększa się objętość jądra, aw wyniku spiralizacji chromatyny powstają chromosomy. Pod koniec profazy każdy chromosom składa się z dwóch chromatyd. Stopniowo jąderka i błona jądrowa rozpuszczają się, a chromosomy są losowo rozmieszczone w cytoplazmie komórki. Centriole przesuwają się w kierunku biegunów komórki. Powstaje wrzeciono achromatynowe, którego część nitek przechodzi od bieguna do bieguna, a część jest przyczepiona do centromerów chromosomów. Zawartość materiału genetycznego w komórce pozostaje niezmieniona (2n2хр).

Ryż. 1. Schemat mitozy w komórkach korzenia cebuli

Ryż. 2. Schemat mitozy w komórkach korzenia cebuli: 1 - interfaza; 2,3 - profaza; 4 - metafaza; 5,6 - anafaza; 7,8 - telofaza; 9 - utworzenie dwóch komórek

Ryż. Ryc. 3. Mitoza w komórkach wierzchołka korzenia cebuli: a - interfaza; b - profaza; c - metafaza; g - anafaza; l, f - wczesne i późne telofazy

Metafaza. Początek tej fazy nazywany jest prometafazą. W prometafazie chromosomy są ułożone raczej losowo w cytoplazmie. Powstaje aparat mitotyczny, który obejmuje wrzeciono podziału i centriole lub inne centra organizacji mikrotubul. W obecności centrioli aparat mitotyczny nazywany jest astralnym (u zwierząt wielokomórkowych), a przy ich braku anastralnym (u roślin wyższych). Wrzeciono podziałowe (wrzeciono achromatynowe) to system mikrotubul tubulinowych w dzielącej się komórce, który zapewnia segregację chromosomów. Wrzeciono podziału składa się z dwóch rodzajów włókien: polarnych (podtrzymujących) i chromosomalnych (ciągnących).

Po utworzeniu aparatu mitotycznego chromosomy zaczynają przesuwać się do płaszczyzny równikowej komórki; ten ruch chromosomów nazywa się metakinezą.

W metafazie chromosomy są maksymalnie spiralne. Centromery chromosomów znajdują się w płaszczyźnie równikowej komórki niezależnie od siebie. Biegunowe nici wrzeciona podziału rozciągają się od biegunów komórki do chromosomów, a nici chromosomalne - od centromerów (kinetochorów) - do biegunów. Zestaw chromosomów w płaszczyźnie równikowej komórki tworzy płytkę metafazową.

Anafaza. Chromosomy dzielą się na chromatydy. Od tego momentu każda chromatyda staje się niezależnym chromosomem jednochromatydowym, który opiera się na jednej cząsteczce DNA. Chromosomy jednochromatydowe w grupach anafazowych rozchodzą się w kierunku biegunów komórki. Kiedy chromosomy rozdzielają się, mikrotubule chromosomalne skracają się, a mikrotubule biegunowe wydłużają. W tym przypadku nici polarna i chromosomalna przesuwają się po sobie.

telofaza. Wrzeciono podziału zostaje zniszczone. Chromosomy na biegunach komórki ulegają despiralizacji, wokół nich tworzą się otoczki jądrowe. W komórce powstają dwa jądra, genetycznie identyczne z pierwotnym jądrem. Zawartość DNA w jądrach potomnych staje się równa 2c.

Cytokineza. W cytokinezie następuje oddzielenie cytoplazmy i utworzenie błon komórek potomnych. U zwierząt cytokineza zachodzi w wyniku ligacji komórek. U roślin cytokineza przebiega inaczej: w płaszczyźnie równikowej tworzą się pęcherzyki, które łączą się, tworząc dwie równoległe błony.

To kończy mitozę i rozpoczyna się następna interfaza.