Самостоятельно заполнить таблицу «Жизненный цикл клетки; период деления»
Лекция 19.
Тема: «Хромосомный набор, клеточный цикл».
План.
Жизненный цикл клетки, его периоды и их сущность.
Характеристика периода деления.
Домашнее задание: Мамонтов «Общая биология», Стр. 64-68.
В.Н.Ярыгин «Биология», 2012г. Стр. 53-57.
В.Н.Ярыгин «Биология», 2009г. Стр. 51-56.
Каменский «Общая биология», 2009г. Стр. 111-113.
Чебышев Н.В. «Биология»,2014г. Стр.91 – 92.
сообщение «Чередование полового и бесполого размножения в жизненных циклах хвощей, папоротников, простейших»
- Жизненный цикл клетки, его периоды и их сущность.
Клеточное деление впервые было описано в 1824 г. французскими учеными Ж.-Л. Прево и Ж.-Б. Дюма, наблюдавшими дробление яиц у животных, но их открытие не было по достоинству оценено современниками. Во второй половине 70-х годов XIX века последовала серия работ Э. Страсбургера и его учеников, описавших отдельные фазы деления клетки, В. Флемминга, открывшего различные типы деления ядра и других исследователей, в том числе и российского ученого И.Д. Чистякова. Термин «митоз» принадлежит В. Флеммингу.
Это период жизни клетки с момента ее зарождения в результате деления до начала следующего деления или смерти.
У разных клеток продолжительность клеточного цикла различна. Так, клетки эпителия кишечника млекопитающих живут 10-30 часов, эритроциты – 3 месяца, нервные клетки имеют клеточный цикл продолжительностью жизни организма.
|
|
|
Клеточный цикл включает две стадии:
1. интерфаза,
2. период деления,
Интерфаза состоит из трех, следующих друг за другом периодов:
предсинтетический (G1),
синтетического периода (S),
постсинтетический (G2)
1. В период роста происходит увеличение размеров клетки после ее появления в результате деления материнской клетки. В этот период в клетке образуются молекулы и-РНК, а затем – белки и другие органические вещества, необходимые для жизни клетки и всего организма; накопление энергии.
2. В синтетический период происходит удвоение (редупликация) ДНК. Одновременно заканчивается синтез и-РНК.
3. В период подготовки к делению в клетке начинается синтез специальных белков, а так же молекул РНК, необходимых предстоящего деления. В частности в этот период происходит образование веретена деления.
В клеточном цикле любой клетки переход из одного периода в другой представляет собой процесс, регулируемый специальными белками.
Если клетка повреждается на одном из этапов развития, то она не переходит на другой этап. В такой клетке начинают происходить восстановительные процессы (репарация), испорченных структур (например, молекул ДНК). Если восстановление не происходит, то клетка вступает на путь «запрограммированной смерти», которая осуществляется при помощи собственных ферментов.
|
|
|
2.Характеристика периода деления.
После периода подготовки деления наступает само деление:
амитоз (прямое деление),
митоз (непрямое деление),
мейоз (редукционное деление)
После деления каждая новая клетка вступает в свой период роста, таким образом, начинается жизнь новых клеток, то есть начинаются новые клеточные циклы.
Амитоз
Амитоз – прямое деление клетки, при котором ядро находится в интерфазном состоянии, хромосомы не выявляются, веретено деления не образуется. Амитоз приводит к появлению двух клеток, но очень часто в результате амитоза возникают двуядерные и многоядерные клетки.
Амитотическое деление начинается с изменения формы и числа ядрышек. Крупные ядрышки делятся перетяжкой. Вслед за делением ядрышек происходит деление ядра. Оно может делиться перетяжкой, образуя два ядра, или имеет место множественное разделение ядра, его фрагментация. Ядра могут быть неравной величины.
|
|
|
Амитоз встречается в отживающих, дегенерирующих клетках, неспособных дать новые жизнеспособные клетки.
Например, в норме амитотическое деление ядер встречается в зародышевых оболочках животных, в фолликулярных клетках яичника.
Амитотически делящиеся клетки встречаются при различных патологических процессах (воспаление, злокачественный рост…)
Амитоз впервые был описан немецким биологом Ремаком (1841);
Термин предложен гистологом Флеммингом (1882).
Можно наблюдать в стареющих клетках или патологически измененные клетки, часто обреченные на гибель.
К амитозу иногда относят все случаи немитотического деления клетки. При этом не происходит конденсации хромосом, распада ядерной оболочки и образования веретена деления; амитоз осуществляется при вытягивании ядра и его последующем делении на две части. Начинается с изменения формы и числа ядрышек. Крупные ядрышки делятся перетяжкой. Затем происходит деление ядра. Оно может делиться перетяжкой, образуя два ядра или имеет место множественное разделение ядра. Ядра могут быть неравной величины.
Амитоз- это прямое деление ядра, один из способов деления ядра у простейших, в растительных и животных клетках. Амитоз впервые был описан немецким биологом Р. Ремаком (1841); термин предложен гистологом В. Флеммингом (1882). При Амитозе, в отличие от Митоза, или непрямого деления ядра, ядерная оболочка и ядрышки не разрушаются, веретено деления в ядре не образуется, хромосомы остаются в рабочем (деспирализованном) состоянии, ядро или перешнуровывается или в нём, внешне неизменном, появляется перегородка; деления тела клетки — цитотомии, как правило, не происходит; обычно Амитоз не обеспечивает равномерного деления ядра и отдельных его компонентов. Изучение Амитоза осложняется ненадёжностью его определения по морфологическим признакам, поскольку не каждая перетяжка ядра означает Амитоз; даже выраженные «гантелевидные» перетяжки ядра могут быть преходящими; ядерные перетяжки могут быть и результатом неправильного предшествующего митоза (псевдоамитоз). Обычно Амитоз следует за Эндомитозом. В большинстве случаев при Амитозе делится только ядро и возникает двуядерная клетка; при повторных Амитозах могут образовываться многоядерные клетки. Очень многие двуядерные и многоядерные клетки — результат Амитоза (некоторое число двуядерных клеток образуется при митотическом делении ядра без деления тела клетки); они содержат (суммарно) полиплоидные хромосомные наборы. У млекопитающих известны ткани как с одноядерными и двуядерными полиплоидными клетками (клетки печени, поджелудочной и слюнных желёз, нервной системы, эпителия мочевого пузыря, эпидермиса), так и только с двуядерными полиплоидными клетками (клетки мезотелия, соединительные ткани). Дву- и многоядерные клетки отличаются от одноядерных диплоидных большими размерами, более интенсивной синтетической деятельностью, увеличенным количеством различных структурных образований, в том числе хромосом. От одноядерных полиплоидных клеток дву- и многоядерные отличаются главным образом большей поверхностью ядра. На этом основано представление об Амитозе как способе нормализации ядерно-плазменных отношений в полиплоидных клетках путём увеличения отношения поверхности ядра к его объёму. Во время Амитоза клетка сохраняет свойственную ей функциональную активность, которая почти полностью исчезает при митозе. Во многих случаях Амитоз и двуядерность сопутствуют компенсаторным процессам, протекающим в тканях (например, при функциональных перегрузках, голодании, после отравления или денервации). Обычно Амитоз наблюдается в тканях со сниженной митотической активностью. Этим, по-видимому, объясняется увеличение по мере старения организма числа двуядерных клеток, образующихся путём Амитоза Представления об Амитозе как форме дегенерации клеток не подкрепляются современными исследованиями. Несостоятелен и взгляд на Амитоз как на форму деления клеток; имеются лишь единичные наблюдения амитотического деления тела клетки, а не только её ядра. Правильнее рассматривать Амитоз как внутриклеточную регулятивную реакцию.
|
|
|
В подавляющем большинстве случаев деление ядра не сопровождается делением цитоплазмы, в результате чего образуются двуядерные или многоядерные клетки. В отличие от митотического деления при амитозе не образуется митотического аппарата, и отсутствует спирализация хромосом, не происходит правильного распределения генетического материала.
 |
Самостоятельно заполнить таблицу «Жизненный цикл клетки; период деления»
| Название периода деления | описание | Фамилия ученого, внесшего вклад в развитие | Биологическое значение, пример |
| амитоз | |||
| митоз | Клетки многоклеточного организма чрезвычайно разнообразны по выполняемым функциям. В соответствии со специализацией клетки имеют разную продолжительность жизни. Например, нервные и мышечные клетки после завершения эмбрионального периода развития перестают делиться и функционируют на протяжении всей жизни организма. Клетки же других тканей — костного мозга, эпидермиса, эпителия тонкого кишечника — в процессе выполнения своей функции быстро погибают и замещаются новыми в результате непрерывного клеточного размножения. Таким образом, жизненный цикл клеток обновляющихся тканей включает функционально активную деятельность и период деления. Деление клеток лежит в основе развития и роста организмов, их размножения, а также обеспечивает самообновление тканей на протяжении жизни организма и восстановление их целостности после повреждения. Наиболее широко распространенная форма воспроизведения клеток у живых организмов — непрямое деление, или митоз. Для митоза характерны сложные преобразования ядра клетки, сопровождающиеся формированием специфических структур—хромосом. Хромосомы постоянно присутствуют в клетке, но в период между двумя делениями — интерфазе — находятся в деспирализованном состоянии и потому не видны в световой микроскоп. В интерфазе осуществляется подготовка к митозу, заключающаяся главным образом в удвоении (редупликации) ДНК. Совокупность процессов, происходящих в период подготовки клетки к делению, а также на протяжении самого митоза, называется митотическим циклом. На рисунке видно, что после завершения деления клетка может вступить в период подготовки к синтезу ДНК, обозначаемый символом G1. В это время в клетке усиленно синтезируются РНК и белки, повышается активность ферментов, участвующих в синтезе ДНК. Затем клетка приступает к синтезу ДНК. Две спирали старой молекулы ДНК расходятся, и каждая становится матрицей для синтеза новых цепей ДНК. В результате каждая из двух дочерних молекул обязательно включает одну старую спираль и одну новую. Новая молекула абсолютно идентична старой. В этом заключается глубокий биологический смысл: таким путем в бесчисленных клеточных поколениях сохраняется преемственность генетической информации. Продолжительность синтеза ДНК в разных клетках неодинакова и колеблется от нескольких минут у бактерий до 6—12 ч в клетках млекопитающих. После завершения синтеза ДНК — фазы S митотического цикла — клетка не сразу начинает делиться. Период от окончания синтеза ДНК и до начала митоза называется фазой G2. В этот период клетка завершает подготовку к митозу: накапливается АТФ, синтезируются белки ахроматинового веретена, удваиваются центриоли. Процесс собственно митотического деления клетки состоит из четырех фаз: профазы, метафазы, анафазы и телофазы. | 1824 г., Прево и Дюма впервые наблюдали митотическое деление клеток (дробление яиц лягушки). Иван Дорофеевич Чистяков (1843-1877гг Русский ботаник Описал фазы митотического деления | |
| мейоз | Половое размножение организмов осуществляется с помощью специализированных клеток, т.н. гамет, – яйцеклетки (яйца) и спермия (сперматозоида). Гаметы, сливаясь, образуют одну клетку – зиготу. Каждая гамета гаплоидна, т.е. имеет по одному набору хромосом. Внутри набора все хромосомы разные, однако каждой хромосоме яйцеклетки соответствует одна из хромосом спермия. Зигота, таким образом, содержит уже пару таких соответствующих друг другу хромосом, которые называют гомологичными. Гомологичные хромосомы сходны, поскольку имеют одни и те же гены или их варианты (аллели), определяющие специфические признаки. Например, одна из парных хромосом может иметь ген, кодирующий группу крови А, а другая – его вариант, кодирующий группу крови В. Хромосомы зиготы, происходящие из яйцеклетки, являются материнскими, а происходящие из спермия – отцовскими. В результате многократных митотических делений из образовавшейся зиготы возникает либо многоклеточный организм, либо многочисленные свободноживущие клетки, как это происходит у обладающих половым размножением простейших и у одноклеточных водорослей. При образовании гамет диплоидный набор хромосом, имевшийся у зиготы, должен наполовину уменьшиться (редуцироваться). Если бы этого не происходило, то в каждом поколении слияние гамет приводило бы к удвоению набора хромосом. Редукция до гаплоидного числа хромосом происходит в результате редукционного деления – т.н. мейоза, который представляет собой вариант митоза. | 1848 г., В.Гофмейстер на клетках микроспор традесканции показал некоторые стадии мейоза. В дальнейшем деление клеток наблюдали: В. Гофмейстер (1849; клетки тычиночной нити традесканции), Э. Руссов (1872; материнские клетки спор папоротников, хвощей, лилии) и И.Д. Чистяков (1874; споры хвоща и плауна), А. Шнейдер (1873; дробящиеся яйца плоских червей), Э. Страсбургер (1875; спирогира, плаун, лук). |
Дата добавления: 2020-12-22; просмотров: 117; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!