Подробное решение страница стр.183 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Захаров В.Б., Мамонтов С.Г. Углубленный уровень 2015
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ
Вопрос 1. Что такое жизненный цикл клетки?
Жизненным циклом клетки называется совокупность событий от момента ее возникновении до гибели или последующего деления.
Вопрос 2. Дайте определение митотического цикла клетки.
Митотический цикл - совокупность процессов, протекающих в клетке во время подготовки ее к делению и на протяжении митоза. Он включает в себя интерфазу и митоз.
Интерфаза – период подготовки клетки к делению, включает три этапа.
1. Пресинтетический, или постмитотический (G1). Продолжительность 6-8 часов, формула клетки 2п2с. Идет активный синтез РНК, белков, необходимых для процесса редупликации ДНК. Клетка увеличивается в размерах, возрастает количество органоидов.
2. Синтетический - 8-период. Продолжительность - 8-12 часов. Идет редупликация ДНК; этот процесс начинается сразу во многих точках, в каждой из хромосом. К концу периода количество ДНК в каждой из хромосом удваивается. Формула клетки 2п4с.
З. Постсинтетический, или премитотический (G2) период. Продолжительность 4-6 часов. Идет интенсивный синтез РНК и белков, необходимых для обеспечения процессов митоза. Завершается рост клетки, удваивается клеточный центр.
Митоз - непрямое деление клетки, состоит из четырех фаз - профазы, анафазы, метафазы и телофазы.
Вопрос 3. Расскажите, как осуществляется синтез ДНК.
Молекула ДНК полностью раскручивается - деспирализуется, водородные связи, соединяющие комплементарно связанные полинуклеотидные цепи, разрываются и каждая из них становится матрицей для синтеза новых цепей.
В процессе синтеза ДНК принимает участие целая группа ферментов. Одним из важнейших является ДНК-полимераза. Удвоение ДНК происходит по принципу комплементарности и осуществляется с очень высокой точностью - новые молекулы абсолютно идентичны старой, и каждая из них состоит из одной старой и второй вновь синтезированной полинуклеотидных цепей. Без этого были бы невозможны сохранение и передача генетической информации по наследству, которая обеспечивает развитие присущих организму признаков. Возникшие под воздействием внешних факторов изменения структуры молекулы ДНК устраняются при помощи специальных ферментов. Таким образом, постоянство наследственной информации обеспечивается матричным синтезом ДНК и восстановлением поврежденных участков молекулы посредством ферментов. В результате удвоения ДНК в ходе процессов митотического цикла в каждой хромосоме оказывается вдвое больше молекул ДНК, чем было, а число хромосом не меняется. Формула клетки становится 2п4с.
Вопрос 4. Опишите процесс митоза.
Митоз - непрямое деление клетки, в результате которого образуются две дочерние клетки с таким же набором хромосом, как в материнской. Митоз состоит из четырех фаз – профазы, метафазы, анафазы и телофазы.
1. Профаза. Формула клетки 2n4с. Идет спирализация ДНК, хромосомы становятся видны как длинные тонкие нити. Клеточный центр заканчивает деление, и группы по две центриоли начиняют движение к полюсам клетки, между ними формируется веретено деления. Спирализация хромосом усиливается, они укорачиваются и утолщаются. Ядерная оболочка распадается на фрагменты. Хромосомы свободно лежат в цитоплазме.
2. Метафаза. Формула клетки 2n4c.
Спирализация хромосом достигает максимума они укорочены и утолщены. В микроскоп становится видно, что каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных в области центромеры. Хромосомы выстраиваются по экватору клетки. В плоскости экватора лежат центромеры хромосом, к ним прикрепляются нити веретена деления, которые, будучи связанными с хромосомами, называются хромосомными, а не связанные С хромосомами - непрерывными.
3. Анафаза. Центромерные участки целятся, и сестринские хроматиды становятся самостоятельными дочерними хромосомами. Они начинают движение к различным полюсам клетки. Формула клетки: 2n2c + 2n2c = 4n4c. Движение хромосом к полюсам обеспечивается: а) за счет скольжения хромосомной нити по непрерывной нити как по направляющей; 6) подтягиванием хромосомной нити ферментами клеточного центра с одновременным отщеплением от нее фрагментов.
4. Телофаза. Группы дочерних хромосом достигают полюсов клетки и деспирализуются. Они становятся видны как длинные тонкие нити. Вокруг каждой из групп хромосом, из мембран ЭПС, образуется ядерная оболочка. Формула каждого ядра 2n2с. На фоне завершения деления ядра происходит разделение цитоплазмы, в результате чего органоиды примерно поровну распределяются между дочерними клетками.
Вопрос 5. Дайте определение митоза и сформулируйте его биологическое значение.
Митоз - форма клеточного деления, которая заключается в точном и равномерном распределении хромосомного материала между дочерними клетками, в результате чего каждая из них получает наследственную информацию, идентичную материнской.
Биологическое значение митоза.
1. Лежит в основе всех форм бесполого размножения.
2. Обеспечивает рост многоклеточного организма.
3. Обеспечивает физиологическую регенерацию, т. е. восполнение клеточных потерь, возникших естественным путем, замена старых клеток новыми.
4. Осуществляет процессы репаративной регенерации - восполнение клеточных потерь, возникших в результате травмы.
Вопрос 6. В чём заключается биологический смысл митоза?
Биологический смысл митоза заключается в точном и равномерном распределении хромосомного материала между двумя дочерними клетками, при котором каждая из них получает наследственную информацию, идентичную материнской.
Вопрос 7. Охарактеризуйте биологический смысл запрограммированной клеточной гибели — апоптоза.
Апоптоз - естественный и необходимый процесс для поддержания гомеостаза в тканях и нормального развития многоклеточного организма. Апоптоз, чаще называемый программированной смертью клетки, является энергетически активным, генетически контролируемым процессом, который избавляет организм от ненужных или поврежденных клеток.
Апоптоз как генетически запрограммированное самоубийство клетки играет ключевую роль в ряде процессов развития организма, его нормальной жизнедеятельности и регенерации тканей. Данное явление повсеместно используется живыми организмами в целях контролируемой ликвидации клеток на разных стадиях развития особи. Апоптоз играет жизненно важную роль в развитии нервной системы. Он же, в частности, делает возможным формирование частей тела в результате отмирания ненужных участков тканей; так, наши ладони формируются именно путём разрушения клеток в межпальцевых промежутках. Как показывают исследования, апоптоз приобретает ключевое значение по завершении процессов развития организма, обеспечивая планомерную замену старых клеток новыми и регулируя их численность в соответствии с потребностями зрелого организма.
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ
Вопрос 1 Как осуществляется движение хромосом в анафазе и что общего во всех двигательных реакциях живого организма?
Движение хромосом в анафазе происходит следующим образом. Центромерные участки целятся, и сестринские хроматиды становятся самостоятельными дочерними хромосомами. Они начинают движение к различным полюсам клетки. Формула клетки: 2n2c + 2n2c = 4n4c. Движение хромосом к полюсам обеспечивается: а) за счет скольжения хромосомной нити по непрерывной нити как по направляющей; 6) подтягиванием хромосомной нити ферментами клеточного центра с одновременным отщеплением от нее фрагментов.
Вопрос 2. В чём заключается биологический смысл различий в течении митотического цикла клеток разных тканей многоклеточного организма?
Биологическое значение митоза в том, что митоз обеспечивает строго одинаковое распределении хромосом между дочерними ядрами, что обеспечивает образование генетически идентичных дочерних клеток и сохраняет преемственность в ряду клеточных поколений наследственную передачу признаков и свойств в ряду поколений клеток при развитии многоклеточного организма. Благодаря точному и равномерному распределению хромосом при митозе все клетки единого организма генетически одинаковы.
Митотическое деление клеток лежит в основе всех форм бесполого размножения у многоклеточных организмов.
Вопрос 3. Раскройте сущность и биологическое значение размножения клеток путём митоза.
Митоз - непрямое деление клетки, в результате которого образуются две дочерние клетки с таким же набором хромосом, как в материнской. Митоз состоит из четырех фаз – профазы, метафазы, анафазы и телофазы.
Процесс митоза обеспечивает строго равномерное распределение хромосом между двумя дочерними ядрами, так что в многоклеточном организме все клетки имеют совершенно одинаковые (по числу и по характеру) наборы хромосом. Хромосомы содержат генетическую информацию, закодированную в ДНК, и поэтому регулярный, упорядоченный митотический процесс обеспечивает также полную передачу всей информации каждому из дочерних ядер; в результате каждая клетка обладает всей генетической информацией, необходимой для развития всех признаков организма. В связи с этим становится понятно, почему одна клетка, взятая из полностью дифференцированного взрослого растения, может при подходящих условиях развиться в целое растение. Мы описали митоз в диплоидной клетке, но этот процесс протекает сходным образом и в гаплоидных клетках, например в клетках гаметофитного поколения растений.
Т.е. биологическое значение митоза состоит в том, что митоз обеспечивает наследственную передачу признаков и свойств в ряду поколений клеток при развитии многоклеточного организма. Благодаря точному и равномерному распределению хромосом при митозе все клетки единого организма генетически одинаковы.