Тема: Клітинний цикл еукаріотичної клітини.

Лекція №10

Тема: Порівняльна характеристика будови клітин прокаріотів та еукаріотів.

Мета: Дати студентам чітке уявлення про подібність та відмінність клітин різних організмів. Розвивати мислення. Виховувати зацікавленість дисципліною.

Методи: словесний, наочний.

План:

1 Прокаріоти.

2 Особливості життєдіяльності прокаріотів.

3 Перенесення несприятливих умов.

4 Гіпотези походження еукаріотів.

Матеріально-технічне забезпечення та дидактичні засоби, ТЗН: твір підручник, таблиці, малюнки.

 

Література:

1 Тагліна О.В. Біологія, 10 клас (рівень стандарту, академічний рівень). Підруч, для загальноосв. навч. закл.- Х.: Вид-во «Ранок», 2010. – 256 с.

2 Кучеренко М. Е., Вервес Ю. Г., Балан П.Г. та ін.. Загальна біологія, 10- 11 класи.- К.: Генеза, 1998, 2000, 2001.

3 Кучеренко М.Є. Загальна біологія. Підручник для 10 кл. Загальноосв. навч. закл. – К.: Генеза, 2005 р.

 

 

Протягом 3,8-2,5 млрд років тому, коли ще не було ані рослин, ані тва­рин чи грибів, на нашій планеті існували лише прокаріоти.

 Залежно від рівня організації клітини, зокрема наявності ядра, усі організми поділяють на прокаріотів і еукаріотів (рослини, гриби, тварини).

Прокаріоти (від лат. про - перед, замість та грец. каріон - ядро) - надцарство організмів, до складу якого входять царства бактерій та ціанобактерій (застаріла назва - «синьо-зелені водорості»).

Прокаріоти - мікроскопічні організми. Розміри їхніх клітин зазви­чай варіюють у межах 0,2-30 мкм у діаметрі або завдовжки. Форма клітин прокаріотів різноманітна: куляста, паличкоподібна, у вигляді коми або спірально за­крученої нитки тощо. Усі прокаріоти - одноклітинні організми, клітини яких після поділу часто здатні залишатися сполученими своїми стінками та утворювати колонії у вигляді ниток, грон тощо. Іноді колонії оточені спільною слизовою оболонкою - капсулою.

Клітини прокаріотів мають поверхневий апарат і цитоплазму, в якій розташовані нечисленні органели та різноманітні включення. Прокаріотичні клітини не мають більшості органел (мітохондрій, пластид, ендо­плазматичної сітки, комплексу Гольджі, лізосом, клітинного центру тощо).

До складу поверхневого апарату клітин прокаріотів входять плаз­матична мембрана, клітинна стінка , інколи - слизова капсула. До складу клітинної стінки часто входить тоненький шар - так звана зовнішня мембрана, що подібно до плазматичної мембрани містить біл­ки, фосфоліпіди та інші речовини . Вона забезпечує під­вищений ступінь захисту вмісту клітини. Зокрема, на таких бактерій не діють деякі антибіотики (на­приклад, пеніцилін, актиноміцин). Клітинна стінка бактерій має анти­генні властивості, тобто організм, у який потрапляє бактерія, сприй­має її як чужорідне, невластиве йому тіло. Завдяки цьому певні лейкоцити «впізнають» хвороботворні бактерії та виробляють до них антитіла.

Ліпіди та полісахариди клітинної стінки дають змогу бактеріям при­липати до різних поверхонь (клітин еукаріотів, емалі зубів тощо), а також злипатися між собою.

Слизова капсула складається з полісахаридів. Вона не дуже міцно зв'язана з клітиною і легко руйнується під дією певних спо­лук

У деяких бактерій і ціанобактерій - мешканців водойм або капілярів ґрунту, заповнених водою, є особливі заповнені газовою сумішшю газові вакуолі.. У багатьох справжніх бактерій є один, де­кілька або багато джгутиків . Джгу­тики можуть бути в декілька разів довші за саму клітину, проте їхній діаметр незначний (10-25 нм). Джгутики прокаріотів лише зовні нагадують джгутики еукаріотичних клітин та складаються з однієї трубочки, утвореної осо­бливим білком. Клітини ціанобактерій позбав­лені джгутиків.

Особливості процесів життєдіяльності прокаріотів. Клітини прокаріотів можуть по­глинати сполуки лише з незначною молеку­лярною масою. Їхнє надходження в клітину забезпечують механізми дифузії та активного транспорту.

Клітини прокаріотів розмножуються ви­ключно нестатевим шляхом: поділом навпіл , зрідка - брунькуванням. Перед по­ділом спадковий матеріал клітини (молекула ДНК) подвоюється. Клітина видовжується, а потім утворюється поперечна перегородка, що ніби «вростає» всередину клітини. Після цього дочірні клітини роз­ходяться. Якщо вони залишаються сполученими між собою, то утворю­ються колонії у вигляді грон (стафілокок), ниток (стрептокок) тощо.

Перенесення прокаріотами несприятливих умов. За настання не­сприятливих умов у деяких прокаріотів відбувається спороутворення . При цьому частина цитоплазми материнської клітини вкрива­ється багатошаровою оболонкою, утворюючи спору. Такі спори завдяки низькому вміс­ту води дуже стійкі до дії високих температур: 1 у деяких випадках вони можуть витриму­вати кип'ятіння протягом кількох годин. Вони також витримують значні дози іонізу­ючого опромінення, впливи різних хімічних сполук тощо. Спори прокаріотів не є формою нестатевого розмноження, а слугують для тривалого збереження життєздатності в не­сприятливих умовах Учені припускають, що в деяких випадках спори бактерій здатні зберігати життєздатність і до 1000 років. У сприятливих умовах спори«проростають»,тобто клітини покидають оболонку та розпочинають активну життєдіяльність.

Деякі прокаріоти здатні до інцистування (від лат. ін - в, всередині та грец. кистіс - міхур) . При цьому щільною оболонкою вкрива­ється вся клітина. Цисти прокаріотів стійкі до дії радіації, висушування, але, на відміну від спор, нездатні переносити дію високих температур. Крім перенесення періодів несприятливих умов, спори та цисти забезпе­чують поширення прокаріотів: з водою, вітром чи за участі інших орга­нізмів.

 Гіпотези походження клітин еукаріотів. У сучасній біологічній науці поширені уявлення про те, що еукаріотична клітина могла виникнути вна­слідок симбіозу декількох прокаріотичних . Уперше цю ідею ще наприкінці ХІХ ст. висловив російський учений М. Цвєт. Його погляди в 20-40-х роках ХХ ст. детально розвинув інший російський учений - К. Мережковський.

Основні положення ендосимбіотичної гіпотези такі. Біологи-теоретики припускають, що ядро та одномембранні органели (ендоплазматична сіт­ка, комплекс Гольджі, вакуолі тощо) могли виникнути внаслідок вп'ячування плазматичної мембрани всередину клітини.

Учені-еволюціоністи вважають, що подальші зміни первинних еукаріотичних клітин сприяли появі тварин, грибів і рослин.

Експериментально ендосимбіотичну гіпотезу, незважаючи на тривалі лабораторні дослідження, довести чи спростувати не вдалося, тому справжні причини появи на планеті Земля еукаріотичних клітин, а також тварин, рослин і грибів досі невідомі.

 

Лекція №11

Тема: Клітинний цикл еукаріотичної клітини.

Мета: Оволодіти новими знаннями з теми. Узагальнити отримані знання. Розвивати уявлення. Прививати культурну поведінку.

Методи: словесний, наочний.

План:

 1 Клітинний цикл.

 2 Мітоз.

 3 Значення мітозу.

 

Матеріально-технічне забезпечення та дидактичні засоби, ТЗН:  підручник, таблиці, малюнки.

 

 

Література:

1 Тагліна О.В. Біологія, 10 клас (рівень стандарту, академічний рівень). Підруч, для загальноосв. навч. закл.- Х.: Вид-во «Ранок», 2010. – 256 с.

2 Кучеренко М. Е., Вервес Ю. Г., Балан П.Г. та ін.. Загальна біологія, 10- 11 класи.- К.: Генеза, 1998, 2000, 2001.

3 Кучеренко М.Є. Загальна біологія. Підручник для 10 кл. Загальноосв. навч. закл. – К.: Генеза, 2005 р.

 

 

 

Клітина -це єдина біологічна система, яка існує завдяки узгодженій взаємодії всіх ії частин.

 Клітини зазвичай розмножуються поділом. Період існування клітини між початками її двох послідовних поділів або ж від початку поділу до загибелі називають клітинним циклом . Тривалість клітинного циклу у різних організмів не­однакова: у бактерій за оптимальних умов вона становить усього 20-30 хв, у клітин еукаріотів - 10-80 годин і більше (наприклад, інфузорія-туфелька поділяється кожні 10-20 годин). Клітинний цикл складається з періодів поділу та проміжку до початку наступного поділу - інтерфази Інтерфаза  - період між дво­ма послідовними поділами клітини або від завершення останнього поділу до загибелі клітини. В інтерфазі клітина росте, синтезує органічні сполу­ки та запасає енергію у вигляді особливого типу хімічного (макроергічного) зв'язку. В інтерфазі розрізняють три послідовні етапи (періоди): синтетичний, передсинтетичний та післясинтетичним). Тривалість інтерфази зазвичай не перевищує 90 % часу всього клітинного циклу. Досягнення клітиною певних розмірів часто спонукає її до початку наступного поділу.

Основним способом поділу еукаріотичних клітин є мітоз. Він супроводжується ущільненням хромосом й утво­ренням особливого веретена поділу, яке забезпечує впорядкований розпо­діл спадкового матеріалу дочірніми клітинами.

Мітоз складається з чотирьох послідовних фаз: профази, метафази, анафази і телофази та триває від кіль­кох хвилин до 2-3 годин.

Профаза  починається з ущільнення ниток хроматину: хроматиди вкорочуються і потовщуються (спіралізуються). Завдяки цьому під світловим мікроскопом можна розглянути будову хромосом (зокрема, знайти первинну перетяж­ку) і підрахувати їхню кількість. Поступово зменшуються і зникають ядерця; зазвичай під час поділу ядерна оболонка розпадається (за винят­ком деяких одноклітинних тварин, водоростей і грибів), внаслідок чого хромосоми потрапляють до цитоплазми. Водночас починає формуватися веретено поділу.

Під час наступної фази мітозу - метафази - завершуються переміщення хромосом і формування веретена поділу. Хромосоми «вишиковуються» в одній площині в централь­ній частині клітини таким чином, що центромери гомологічних хромосом опиняються майже на одній лінії . До кінетохорів- це білкові структури які формуються на центромері, окремих хромосом приєднуються нитки веретена поділу.

Анафаза - найкоротша фаза мітозу . У цей час хроматиди кожної з хромосом розходяться до різних полюсів клітини.

Телофаза триває від завершення розходжен­ня хроматид до утворення дочірніх клітин . На початку телофази хромосоми видовжуються та перестають бути помітними під світло­вим мікроскопом (деспіралізуються). Навколо кожного із приполярних скупчень хроматид формується ядерна оболонка, з'являються ядерця, тоб­то утворюються ядра дочірніх клітин. Наприкінці телофази зникає вере­тено поділу, поділяється цитоплазма та остаточно формуються дочірні клі­тини.

• Біологічне значення мітозу. Мітотичний поділ забезпечує точну пере­дачу спадкової інформації від материнських клітин дочірнім протягом будь-якої кількості послідовних клітинних циклів. При цьому збері­гаються постійність числа хромосом та вмісту молекул ДНК в ядрі в усіх дочірніх клітинах. Отже, процес мітозу забезпечує стабільність каріо­типів, тобто слугує умовою існування біологічних видів протягом зміни великого числа поколінь.

 

Лекція №12

Тема: Мейоз .

Мета: Ознайомити студентів зі специфікою мейотичного поділу клітин. Розвивати увагу, вміння сконцентруватися. Сприяти формуванню пізнавального інтересу.

Методи: словесний, наочний.

План:

 1 Утворення статевих клітин.

 2 Мейоз.

 3 Біологічне значення мейозу.

 

Матеріально-технічне забезпечення та дидактичні засоби, ТЗН: підручник, таблиці, малюнки.

 

Література:

1 Тагліна О.В. Біологія, 10 клас (рівень стандарту, академічний рівень). Підруч, для загальноосв. навч. закл.- Х.: Вид-во «Ранок», 2010. – 256 с.

2 Кучеренко М. Е., Вервес Ю. Г., Балан П.Г. та ін.. Загальна біологія, 10- 11 класи.- К.: Генеза, 1998, 2000, 2001.

3 Кучеренко М.Є. Загальна біологія. Підручник для 10 кл. Загальноосв. навч. закл. – К.: Генеза, 2005 р.

 

Мейоз (від грец. мейозіс - зменшення) -особливий спосіб поділу еукаріотичних клітин, унаслідок якого їхній хромосомний набір зменшується вдвічі. Під час мейозу від­буваються два послідовні поділи, інтерфаза між якими вкорочена або відсутня. Кожний з цих поділів, як і мітоз, складається із чоти­рьох послідовних фаз. Перший мейотичний поділ дістав назву редукційний (від лат. реду-цере - повертати, відсувати назад). Під час профази першого мейотичного поділу (профаза І) хромосоми ущіль­нюються, набуваючи вигляду паличко­подібних структур. Потім гомологічні хромосоми зближуються і ніби злипаються (кон'югують) між собою. Під час кон'югації може відбуватися кросинго­вер (від англ. кросинг овер - перехрест): обмін ділянками між гомологічними хромосомами. Унаслідок кро­синговеру виникають нові комбінації спадкового матеріалу, і тому гомологічні хромосоми часто відрізняються за спад­ковою інформацією. Тому кросинговер слугує джерелом спадкової мінливості.

Наприкінці профази гомологічні хро­мосоми роз'єднуються (але залишаються сполученими в місцях, у яких відбуваєть­ся обмін ділянками), зникають ядерця, руйнується ядерна оболонка і починає фор­муватися веретено поділу.

У метафазі першого мейотичного поділу (метафаза І) нитки веретена поділу приєднуються до кінетохорів. При цьому центромери гомологічних хромосом розташовані одна навпроти одної, а не вздовж однієї лінії, як під час міто­зу.

Під час анафази першого мейотичного поділу (анафаза І) гомологічні хромосоми розходяться до протилежних полюсів; кожна з них складаєть­ся з двох хроматид. Таким чином, наприкінці анафази І поблизу кожного з полюсів опиняється половинний набір хромосом. Якщо клітина до почат­ку мейозу була диплоїдною (2п), то під час першого мейотичного поділу стає гаплоїдною (1п).

У телофазі першого мейотичного поділу (телофаза І) формується ядер­на оболонка. У тварин і деяких видів рослин хромосоми деспіралізуються і цитоплазма материнської клітини поділяється, тобто виникають дві до­чірні клітини; у більшості видів рослин поділ клітини не завершується (цитоплазма не поділяється).

Інтерфаза між мейотичними поділами вкорочена або відсутня (більшість видів рослин); молекули ДНК у цей період не подвоюються.

Під час профази другого мейотичного поділу (профази ІІ) хромосоми ущільнюються, зникають ядерця, руйнується ядерна оболонка, хромо­соми починають пересуватися до центральної частини клітини, починає формуватися веретено поділу.

У метафазі другого мейотичного поділу (метафазі ІІ) завершуються ущільнення хромосом і формування веретена.

В анафазі другого мейотичного поділу (анафазі ІІ) хроматиди окремих хромосом розходяться до різних полюсів.

Під час телофази другого мейотичного поділу (телофази ІІ) хромосоми знову деспіралізуються, зникає веретено поділу, формуються ядерця і ядерна оболонка. Завершується телофаза ІІ поділом цитоплазми. У результаті другого мейотичного поділу кількість хромосом не змінюється, але кожна хромосома складається лише з однієї хроматиди.

Отже, після двох послідовних мейотичних поділів з диплоїдної мате­ринської клітини утворюється чотири гаплоїдні дочірні, в яких кожна хромосома представлена однією хроматидою-

Біологічне значення мейозу. Мейоз становить собою досконалий механізм, який забезпечує сталість каріотипу видів, що розмножуються статевим способом. Завдяки двом послідовним мейотичним поділам число хромосом статевих клітин зменшується вдвічі. Диплоїдний набір хромо­сом відновлюється під час злиття гамет при заплідненні.

Мейоз також забезпечує і спадкову мінливість організмів. По-перше, в профазі І відбувається обмін ділянками гомологічних хромосом. А по-друге, в анафазі І гомологічні хромосоми, які можуть містити відмінну спадкову інформацію, опиняються в різних дочірніх клітинах.

 

Лекція №13

---

Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 21; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!