§ 36. Деление клетки. Митоз

Вопрос 1. В каких частях растения клетки делятся наиболее часто?

Клетки растения наиболее часто делятся в образовательных тканях. Благодаря долго сохраняющейся способности к делению (некоторые клетки делятся в течение всей жизни) меристемы участвуют в образовании всех постоянных тканей и тем самым формируют растение, а также определяют его длительный рост.

Первичная меристема составляет зародыш семени, а у взрослого растения сохраняется на кончике корней и верхушках побегов, что делает возможным их нарастание в длину. Дальнейшее разрастание корня и стебля по диаметру (вторичный рост) обеспечивается вторичными меристемами — камбием и феллогеном.

Вопрос 2. Перечислите стадии митоза в их естественном порядке.

Митоз включает четыре фазы: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.

Вопрос 3. В какой фазе происходит деление цитоплазмы клетки?

Деление цитоплазмы клетки происходит в телофазе.

Вопрос 4. В чём заключается биологическое значение митоза?

Митоз лежит в основе роста, процессов восстановления органов и тканей, бесполого размножения всех организмов, имеющих ядро — эукариот. Благодаря митозу поддерживается постоянство числа хромосом в клеточных поколениях, т. е. дочерние клетки получают такую же генетическую информацию, которая содержалась в ядре материнской клетки.

Вопрос 5. Всегда ли в хромосоме две хроматиды? Ответ обоснуйте.

В интерфазе у клетки по одной хроматиде, но в синтетическом периоде интерфазы (S), перед началом деления, они создают свои копии, и превращаются в двухроматидные хромосомы, которые затем участвуют в делении клетки.

Вопрос 6. В чём состоят отличия митоза от амитоза? Представьте ответ в виде сравнительной таблицы.

Вопрос 7. Верны ли следующие суждения о митозе?

4) оба суждения неверны

Ответ: 2)

Вопрос 8. Почему эукариоты делятся при помощи сложного процесса митоза, а не простой перетяжкой, как прокариоты?

Эукариоты — ядерные организмы. Им есть что делить, и делить поровну между дочерними клетками, чтобы они потом правильно функционировали.

Эукариоты, в большинстве своем, многоклеточные организмы, клетки их сложнее устроены, чем клетки прокариот. У многоклеточного организма функции каждой клетки очень важны для организма в целом. При делении перетяжкой клетки не смогли бы выполнять свои функции, работа тех или иных тканей и органов нарушалась, т.е. нарушалось единство всего организма.

Вопрос 9. Обсудите с одноклассниками, какие причины могут привести к неправильному расхождению хроматид к полюсам в анафазе II мейоза. К каким врождённым заболеваниям может привести такая ошибка?

Правильное течение мейоза, как и митоза, может быть нарушено различными внешними воздействиями: высокими дозами радиации, некоторыми химическими веществами, изначальной мутацией половых клеток.

Некоторые химические соединения, не свойственные живым организмам (спирты, эфиры), нарушают согласованность мейотических процессов. Анафазное отставание хроматиды является следствием отставания хроматиды в мейозе II в процессе миграции к полюсам (опоздавшая хроматида остается за пределами ядра в цитоплазме и далее расщепляется. В результате анафазного отставания образуются нулисомные гаметы.

Также можно предположить, что может повредиться мейотический аппарат. Есть химические вещества, которые препятствуют образованию микротрубочек, но не влияют на способность хромосом к разделению центромерных районов и не препятствуют их деконденсации (колхицин и колнемид).

Хроматидное нерасхождение имеет место в анафазе II, когда, по различным причинам, не происходит расщепления центромеры и обе хроматиды одной хромосомы отходят вместе к одному полюсу. В обоих случаях образуются гаметы с хромосомными анеуплоидиями — дисомией и нулисомией, которые, участвуя в оплодотворении, приведут к образованию аномальных зигот: трисомных и моносомных.

Таким образом, все ошибки в распределении генетического материала в мейозе приводят к образованию анеуплоидных гамет, а после оплодотворения — к образованию анеуплоидных зигот (не кратно основному набору. Может выражаться, например, в наличии добавочной хромосомы (n + 1, 2n + 1 и т. п.) или в нехватке какой — либо хромосомы (n — 1, 2n — 1 и т. п.).), которые являются причиной репродуктивных нарушений (стерильности, спонтанных абортов, мертворождений или врожденных аномалий), нарушений роста и развития (пренатального и постнатального), умственного отставания и т.д.

Моносомия — это наличие всего одной из пары гомологичных хромосом. Примером моносомии у человека является синдром Тернера, выражающийся в наличии всего одной половой (X) хромосомы. Генотип такого человека X0, пол — женский. У таких женщин отсутствуют обычные вторичные половые признаки, характерен низкий рост и сближенные соски.

Трисомия — это наличие трёх гомологичных хромосом вместо пары в норме. Наиболее часто встречающейся у человека является трисомия по 16 — й хромосоме (более одного процента случаев беременности). Однако следствием этой трисомии является спонтанный выкидыш в первом триместре.

Среди новорождённых наиболее распространена трисомия по 21 — й хромосоме, или синдром Дауна (2n + 1 = 47). Или нерасхождение хромосом 21. К числу её симптомов относятся задержка умственного развития, пониженная сопротивляемость болезням, врождённые сердечные аномалии, короткое коренастое туловище и толстая шея, а также характерные складки кожи над внутренними углами глаз, что создаёт сходство с представителями монголоидной расы.

Другие случаи нерасхождения аутосом:

1. Трисомия 18 (синдром Эдвардса). Имеются множественные физические пороки развития: общая гипотрофия новорожденного, задержка психомоторного развития.

2. Трисомия 13 (синдром Патау). Характеризуется микроцефалией, полидактилией, наличием расщелины верхней губы и неба.

3. Трисомия 16 выкидыш

4. Трисомия 9

5. Трисомия 8 (синдром Варкани)

Синдром Дауна и сходные хромосомные аномалии чаще встречаются у детей, рождённых немолодыми женщинами. Точная причина этого неизвестна, но, по — видимому, она как — то связана с возрастом яйцеклеток матери.

Болезни, связанные с нарушением числа половых хромосом. Полисомия по X — хромосоме. Трисомия, тетрасомия, пентасомия и соответствующие кариотипы: 47ХХХ; 48ХХХ; 49ХХХ. Признаки: снижение интеллекта, повышенная вероятность развития психозов и шизофрении.

Вопрос 10. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10 «Наблюдение митоза в клетках кончика корешка лука на готовых микропрепаратах».

Цель: изучить процесс митотического деления клетки на готовом микропрепарате.

Оборудование: микроскоп, готовые микропрепараты стадий митотического деления в корешках лука.

Ход работы:

3.Найдите при большом увеличении делящиеся клетки на разных стадиях митоза.

4.Зарисуйте клетки на разных стадиях митоза.

Митоз: 1 — интерфаза; хорошо заметно ядро с двумя ядрышками. Хромосомы в ядре не выделяются; 2 — начало деления — профаза; образуется плотный клубок из хромосом, ядрышки исчезают; 3 — поздняя профаза: исчезает ядерная оболочка, хромосомы хорошо заметны и образуют рыхлый клубок; 4 — метафаза: хромосомы располагаются в зоне экватора; сформировано веретено деления, на клетке снизу заметна форма хромосом; 5,6 — анафаза: к полюсам клетки расходятся сестринские хроматиды, хорошо заметны нити веретена деления; 7 — телофаза — окончание деления клетки: идет формирование ядер у полюсов клетки; митоз закончен.