Mitoos- eukarüootsete rakkude jagunemise peamine meetod, mille puhul toimub esmalt kahekordistumine ja seejärel päriliku materjali ühtlane jaotumine tütarrakkude vahel.
Mitoos on pidev protsess, milles on neli faasi: profaas, metafaas, anafaas ja telofaas. Enne mitoosi valmistub rakk jagunemiseks ehk interfaasiks. Rakkude mitoosiks ettevalmistamise periood ja mitoos ise moodustavad kokku mitootiline tsükkel. Allpool on tsükli faaside lühikirjeldus.
Interfaas koosneb kolmest perioodist: presünteetiline või postmitootiline, - G 1, sünteetiline - S, postsünteetiline või premitootiline, - G 2.
Presünteetiline periood (2n 2c, Kus n- kromosoomide arv, Koos- DNA molekulide arv) - rakkude kasv, bioloogiliste sünteesiprotsesside aktiveerimine, ettevalmistus järgmiseks perioodiks.
Sünteetiline periood (2n 4c) on DNA replikatsioon.
Postsünteetiline periood (2n 4c) - raku ettevalmistamine mitoosiks, sünteesiks ja valkude ja energia akumuleerimiseks eelseisvaks jagunemiseks, organellide arvu suurendamine, tsentrioolide kahekordistumine.
Profaas (2n 4c) - tuumamembraanide lammutamine, tsentrioolide lahknemine raku erinevatele poolustele, lõhustumise spindli niitide moodustumine, nukleoolide "kadumine", kahekromatiidi kromosoomide kondenseerumine.
metafaas (2n 4c) - kõige kondenseeritumate kahekromatiidiliste kromosoomide joondamine raku ekvatoriaaltasandil (metafaasiplaat), spindli kiudude kinnitamine ühe otsaga tsentrioolide külge, teise - kromosoomide tsentromeeride külge.
Anafaas (4n 4c) - kahekromatiidiliste kromosoomide jagunemine kromatiidideks ja nende sõsarkromatiidide lahknemine raku vastaspoolustele (sel juhul muutuvad kromatiidid iseseisvateks ühekromatiidilisteks kromosoomideks).
Telofaas (2n 2c igas tütarrakus) - kromosoomide dekondensatsioon, tuumamembraanide moodustumine iga kromosoomirühma ümber, lõhustumise spindli niitide lagunemine, tuuma välimus, tsütoplasma jagunemine (tsütotoomia). Tsütotoomia loomarakkudes toimub lõhustumise vao tõttu, taimerakkudes - rakuplaadi tõttu.
1 - profaas; 2 - metafaas; 3 - anafaas; 4 - telofaas.
Mitoosi bioloogiline tähtsus. Selle jagunemismeetodi tulemusena moodustunud tütarrakud on emaga geneetiliselt identsed. Mitoos tagab kromosoomikomplekti püsivuse mitmes rakupõlvkonnas. See on selliste protsesside aluseks nagu kasv, taastumine, mittesuguline paljunemine jne.
- See on eriline eukarüootsete rakkude jagunemise viis, mille tulemusena toimub rakkude üleminek diploidsest olekust haploidsesse. Meioos koosneb kahest järjestikusest jagunemisest, millele eelneb üks DNA replikatsioon.
Esimene meiootiline jagunemine (meioos 1) nimetatakse redutseerimiseks, sest just selle jagunemise käigus väheneb kromosoomide arv poole võrra: ühest diploidsest rakust (2 n 4c) moodustavad kaks haploidi (1 n 2c).
1. vahefaas(alguses - 2 n 2c, lõpus - 2 n 4c) - mõlema jagunemise teostamiseks vajalike ainete ja energia süntees ja akumuleerumine, raku suuruse ja organellide arvu suurenemine, tsentrioolide kahekordistumine, DNA replikatsioon, mis lõpeb profaasiga 1.
Profaas 1 (2n 4c) - tuumamembraanide lammutamine, tsentrioolide lahknemine raku erinevatele poolustele, fission spindle filamentide moodustumine, tuumade "kadumine", kahekromatiidi kromosoomide kondenseerumine, homoloogsete kromosoomide konjugeerimine ja üleminek. Konjugatsioon- homoloogsete kromosoomide konvergentsi ja põimimise protsess. Konjugeerivate homoloogsete kromosoomide paari nimetatakse kahevalentne. Üleminek on homoloogsete piirkondade vahetus homoloogsete kromosoomide vahel.
Profaas 1 on jagatud etappideks: leptoteen(DNA replikatsiooni lõpuleviimine), sügoteen(homoloogiliste kromosoomide konjugatsioon, kahevalentsete ainete moodustumine), pahhüteen(üleminek, geenide rekombinatsioon), diploteen(chiasmata tuvastamine, 1 inimese oogeneesi plokk), diakinees(chiasma lõpp).
1 - leptoteen; 2 - sügoteen; 3 - pathüteen; 4 - diploteen; 5 - diakinees; 6 - metafaas 1; 7 - anafaas 1; 8 - telofaas 1;
9 - profaas 2; 10 - metafaas 2; 11 - anafaas 2; 12 – telofaas 2.
Metafaas 1 (2n 4c) - bivalentide joondamine raku ekvatoriaaltasandil, lõhustumise spindli keermete kinnitamine ühes otsas tsentrioolidele, teises - kromosoomide tsentromeeridele.
Anafaas 1 (2n 4c) - kahekromatiidiliste kromosoomide juhuslik iseseisev lahknemine raku vastaspoolustele (igast homoloogsete kromosoomide paarist liigub üks kromosoom ühele poolusele, teine teisele), kromosoomide rekombinatsioon.
Telofaas 1 (1n 2c igas rakus) - tuumamembraanide moodustumine kahe kromatiidi kromosoomide rühmade ümber, tsütoplasma jagunemine. Paljudes taimedes läheb anafaasist 1 rakk kohe üle 2. faasi.
Teine meiootiline jagunemine (meioos 2) helistas võrrand.
2. vahefaas, või interkinees (1n 2c), on lühike paus esimese ja teise meiootilise jagunemise vahel, mille jooksul DNA replikatsiooni ei toimu. iseloomulikud loomarakkudele.
Profaas 2 (1n 2c) - tuumamembraanide demonteerimine, tsentrioolide lahknemine raku erinevatele poolustele, spindlikiudude moodustumine.
Metafaas 2 (1n 2c) - kahe kromatiidi kromosoomide joondamine raku ekvatoriaaltasandil (metafaasiplaat), spindli kiudude kinnitamine ühe otsaga tsentrioolidele, teine - kromosoomide tsentromeeridele; 2 oogeneesi plokk inimestel.
Anafaas 2 (2n 2Koos) - kahekromatiidiliste kromosoomide jagunemine kromatiidideks ja nende sõsarkromatiidide lahknemine raku vastaspoolustele (sel juhul muutuvad kromatiidid iseseisvateks ühekromatiidilisteks kromosoomideks), kromosoomide rekombinatsioon.
Telofaas 2 (1n 1c igas rakus) - kromosoomide dekondenseerumine, tuumamembraanide moodustumine iga kromosoomirühma ümber, lõhustumise spindli niitide lagunemine, tuuma välimus, tsütoplasma jagunemine (tsütotoomia) koos nelja haploidse raku moodustumisega. tulemus.
Meioosi bioloogiline tähtsus. Meioos on loomade gametogeneesi ja taimede sporogeneesi keskne sündmus. Kombinatiivse varieeruvuse aluseks olev meioos tagab sugurakkude geneetilise mitmekesisuse.
Amitoos
Amitoos- faasidevahelise tuuma otsene jagunemine ahenemise teel ilma kromosoomide moodustumiseta, väljaspool mitootilist tsüklit. Kirjeldatud vananemise, patoloogiliselt muutunud ja surmale määratud rakkude jaoks. Pärast amitoosi ei suuda rakk naasta normaalsesse mitoositsüklisse.
rakutsükkel
rakutsükkel- raku eluiga selle ilmumise hetkest kuni jagunemiseni või surmani. Rakutsükli kohustuslik komponent on mitootiline tsükkel, mis hõlmab jagunemiseks ja mitoosiks valmistumise perioodi. Lisaks on elutsüklis puhkeperioode, mille jooksul rakk täidab oma ülesandeid ja valib edasise saatuse: surm või tagasipöördumine mitoositsüklisse.
Minema loengud nr 12"Fotosüntees. kemosüntees"
Minema loengud nr 14"Organismide paljunemine"
Viimasel kahel aastal on üha enam kerkinud küsimusi organismide paljunemismeetodite, rakkude pooldumise meetodite, mitoosi ja meioosi erinevate etappide erinevuste, kromosoomikomplektide (n) ja DNA sisalduse (c) kohta raku erinevates staadiumides. elu hakkas tekkima bioloogia USE testi ülesannete variantides.
Nõustun ülesannete autoritega. Et hästi mõista mitoosi ja meioosi protsesside olemust, tuleb mitte ainult mõista, kuidas need üksteisest erinevad, vaid ka teada, kuidas kromosoomide komplekt muutub ( n) ja mis kõige tähtsam, nende kvaliteet ( Koos), nende protsesside erinevates etappides.
Pidage muidugi meeles, et mitoos ja meioos on erinevad jagunemisviisid tuumad rakud, mitte rakkude endi jagunemine (tsütokinees).
Samuti mäletame, et tänu mitoosile toimub diploidsete (2n) somaatiliste rakkude paljunemine ja on tagatud mittesuguline paljunemine ning meioos tagab loomadel haploidsete (n) sugurakkude (gameetide) või taimedes haploidsete (n) eoste tekke.
Info tajumise hõlbustamiseks
alloleval joonisel on mitoosi ja meioosi kujutatud koos. Nagu näeme, see skeem ei sisalda, see ei sisalda täielikku kirjeldust selle kohta, mis toimub rakkudes mitoosi või meioosi ajal. Selle artikli ja selle joonise eesmärk on juhtida teie tähelepanu ainult nendele muutustele, mis toimuvad kromosoomide endaga mitoosi ja meioosi erinevatel etappidel. Just sellele on rõhk uutes USE testiülesannetes.
Et jooniseid mitte üle koormata, on raku tuumades diploidne kariotüüp esindatud vaid kahe paariga homoloogne kromosoomid (st n = 2). Esimene paar on suuremad kromosoomid ( punane Ja oranž). Teine paar on väiksem sinine Ja roheline). Kui me peaksime konkreetselt kujutama näiteks inimese karüotüüpi (n = 23), peaksime joonistama 46 kromosoomi.
Kuna milline oli kromosoomide komplekt ja nende kvaliteet enne jagunemise algust faasidevahelises rakus perioodil G1? Muidugi ta oli 2n2c. Sellise kromosoomikomplektiga rakke me sellel joonisel ei näe. Sest pärast S faasidevahelisel perioodil (pärast DNA replikatsiooni) kromosoomide arv, kuigi see jääb samaks (2n), kuid kuna iga kromosoom koosneb nüüd kahest sõsarkromatiidist, kirjutatakse raku karüotüübi valem järgmiselt : 2n4c. Ja siin on selliste topeltkromosoomidega rakud, mis on valmis alustama mitoosi või meioosi ja on näidatud joonisel.
See joonis võimaldab meil vastata järgmistele testiküsimustele
Mis vahe on mitoosi profaasil ja meioosi I profaasil? Meioosi I profaasis ei jaotu kromosoomid vabalt kogu endise rakutuuma ruumala ulatuses (tuumamembraan lahustub profaasis), nagu mitoosi profaasis, ning homoloogid ühinevad ja konjugeerivad (põimuvad) igaühega. muud. See võib viia ristumiseni : sõsarkromatiidide mõne identse lõigu vahetamine homoloogides.
Mis vahe on mitootilisel metafaasil ja meiootilisel metafaasil I? Meioosi I metafaasis reastuvad rakud piki ekvaatorit, mitte ei eraldu bikromatiidi kromosoomid nagu mitoosi metafaasis, sisse kahevalentsed(kaks homoloogi koos) või tetrad(tetra - neli, vastavalt konjugatsioonis osalevate õdekromatiidide arvule).
Mis vahe on mitootilisel anafaasil ja meiootilisel anafaasil I? Mitoosi anafaasis tõmmatakse raku poolustele jagunevad spindli kiud lahku. sõsarkromatiidid(mida praegu peaks juba nimetama ühe kromatiidi kromosoomid). Pange tähele, et kuna praegu on igast kahekromatiidilisest kromosoomist moodustunud kaks ühekromatiidilist kromosoomi ja kaks uut tuuma pole veel moodustunud, näeb selliste rakkude kromosoomivalem välja nagu 4n4c. Meioosi I anafaasis tõmmatakse kahekromatiidi homoloogid spindli keermetega raku pooluste külge. Muide, joonisel anafaasis I näeme, et ühel oranži kromosoomi õdekromatiidil on punase kromatiidi sektsioonid (ja vastavalt ka vastupidi) ja ühel rohelise kromosoomi õdekromatiidil on lõigud. sinise kromatiidi (ja vastavalt ka vastupidi). Seetõttu võime väita, et meioosi I profaasi ajal ei toimunud homoloogsete kromosoomide vahel mitte ainult konjugatsioon, vaid ka üleminek.
Mis vahe on telofaasi mitoosil ja meioosi telofaasi I faasil? Mitoosi telofaasis sisaldavad kaks äsja moodustunud tuuma (kahte rakku veel pole, need tekivad tsütokineesi tulemusena) diploidneüksikute kromatiidide kromosoomide komplekt - 2n2c. Meioosi I telofaasis sisaldavad kaks moodustunud tuuma haploidne kahe kromatiidi kromosoomide komplekt - 1n2c. Seega näeme, et meioosi olen juba ette näinud vähendamine jagunemine (kromosoomide arv on poole võrra vähenenud).
Mida meioos II annab? Meioosi II nimetatakse võrrand(võrdsustav) jagunemine, mille tulemusena sisaldavad neli saadud rakku normaalsete ühekromatiidiliste kromosoomide haploidset komplekti - 1n1c.
Mis vahe on profaasil I ja profaasil II? Profaasis II ei sisalda raku tuumad homoloogseid kromosoome, nagu profaasis I, seega puudub homoloogide seos.
Mis vahe on mitootilisel metafaasil ja meiootilisel metafaasil II? Väga "keeruline" küsimus, sest igast õpikust mäletate, et meioos II üldiselt kulgeb nagu mitoos. Kuid pöörake tähelepanu, mitoosi metafaasis reastuvad rakud piki ekvaatorit dikromatiid kromosoomid ja igal kromosoomil on oma homoloog. Meioosi II metafaasis piki ekvaatorit joonduvad nad samuti dikromatiid kromosoomid, kuid mitte homoloogsed . Värvilisel joonisel, nagu ka ülaltoodud artiklis, on see selgelt näha, kuid eksamil on joonised mustvalged. See ühe testiülesande must-valge joonis kujutab mitoosi metafaasi, kuna seal on homoloogsed kromosoomid (suur must ja suur valge on üks paar; väike must ja väike valge on teine paar).
- Sarnane küsimus võib olla mitoosi anafaasi ja meioosi anafaasi II kohta .
Mis vahe on meioosi I telofaasil ja II telofaasil? Kuigi mõlemal juhul on kromosoomide komplekt haploidne, on telofaasi I ajal kromosoomid kahekromatiidilised ja II faasis ühekromatiidilised.
Kui ma siia blogisse sarnast artiklit kirjutasin, ei arvanud ma kunagi, et kolme aastaga testide sisu nii palju muutub. Ilmselgelt ei ole autoritel-koostajatel bioloogia kooli õppekava alusel järjest enamate testide loomise raskuste tõttu enam võimalust “laiusse kaevata” (kõik on ammu “välja kaevatud”) ja nad on sunnitud "sügavalt kaevama".
*******************************************
Kellele on artikli kohta küsimusi bioloogiaõpetaja skype kaudu palun võtke minuga kommentaarides ühendust.
Eluring- see on raku eksisteerimise aeg selle tekkimise hetkest emaraku jagunemise teel kuni tema enda jagunemiseni ehk loomuliku surmani. Keerulise organismi (näiteks inimese) rakkudes võib raku elutsükkel olla erinev. Väga spetsialiseerunud rakud (erütrotsüüdid, närvirakud, vöötlihasrakud) ei paljune. Nende elutsükkel koosneb sünnist, ettenähtud funktsioonide täitmisest, surmast (heterokalüütiline interfaas).
Rakutsükli kõige olulisem komponent on mitootiline (proliferatiivne) tsükkel. See on omavahel seotud ja koordineeritud nähtuste kompleks rakkude jagunemise ajal, samuti enne ja pärast seda. Mitootiline tsükkel- see on protsesside kogum, mis toimub rakus ühest jagunemisest teise ja lõpeb kahe järgmise põlvkonna raku moodustumisega. Lisaks hõlmab elutsükli mõiste ka raku funktsioonide täitmise perioodi ja puhkeperioode. Praegu on raku edasine saatus ebakindel: rakk võib hakata jagunema (sisenema mitoosi) või valmistuda konkreetsete funktsioonide täitmiseks.
Mitoos on somaatiliste eukarüootsete rakkude jagunemise peamine tüüp. Jagamisprotsess hõlmab mitut järjestikust faasi ja on tsükkel. Selle kestus varieerub ja jääb enamikus rakkudes vahemikku 10–50 tundi, samas kui inimkeha rakkudes on mitoosi enda kestus 1–1,5 tundi, interfaasi G2 periood 2–3 tundi ja S vahefaasi periood on 6–10 tundi.
Mitoos.
Mitootiline tsükkel koosneb neljast järjestikusest perioodist: presünteetiline (või postmitootiline) G1, sünteetiline S, postsünteetiline (või premitootiline) G2, moodustades vahefaas (ettevalmistav periood) ja mitoosi ennast (joonis 1).
Interfaasi etapid:
1) eelsünteetiline (G1). Tekib kohe pärast rakkude jagunemist. DNA süntees pole veel toimunud. Rakk kasvab aktiivselt, talletab jagunemiseks vajalikke aineid: valgud (histoonid, struktuurvalgud, ensüümid), RNA, ATP molekulid. Mitokondrid ja kloroplastid (st autoreproduktsioonivõimelised struktuurid) jagunevad. Faasidevahelise raku korralduse omadused taastatakse pärast eelmist jagamist;
2) sünteetiline (S). Geneetiline materjal dubleeritakse DNA replikatsiooni teel. See toimub poolkonservatiivsel viisil, kui DNA molekuli kaksikheeliks lahkneb kaheks ahelaks ja mõlemal neist sünteesitakse komplementaarne ahel.
Selle tulemusena moodustuvad kaks identset DNA kaksikheeliksit, millest igaüks koosneb ühest uuest ja ühest vanast DNA ahelast. Pärandmaterjali kogus kahekordistub. Lisaks jätkub RNA ja valkude süntees. Väike osa mitokondriaalsest DNA-st läbib ka replikatsiooni (selle põhiosa replitseerub G2 perioodil);
3) postsünteetiline (G2). DNA-d enam ei sünteesita, kuid toimub selle sünteesi käigus tekkinud puuduste parandus S-perioodil (remont). Samuti koguneb energia ja toitained, RNA ja valkude (peamiselt tuuma) süntees jätkub.
Sellele järgneb mitoos ise, mis koosneb neljast faasist.
mitoosi faasid.
Mitoos koosneb neljast järjestikusest faasist – profaas, metafaas, anafaas ja telofaas.
Mitoosi faasid:
1) profaas. Rakukeskuse tsentrioolid jagunevad ja lahknevad raku vastaspoolustele. Mikrotuubulitest moodustub jaotusspindel, mis ühendab erinevate pooluste tsentreid. Profaasi alguses on tuum ja tuumad rakus veel nähtavad, selle faasi lõpuks jaguneb tuumaümbris eraldi fragmentideks (tuumamembraan demonteeritakse), tuumad lagunevad. Algab kromosoomide kondenseerumine: need keerduvad, paksenevad, muutuvad valgusmikroskoobis nähtavaks. Tsütoplasmas väheneb töötlemata EPS struktuuride arv, polüsoomide arv väheneb järsult;
2) metafaas. Lõhustumisspindli moodustumine on lõppenud.
Kondenseerunud kromosoomid joonduvad piki raku ekvaatorit, moodustades metafaasiplaadi. Spindli mikrotuubulid on kinnitatud iga kromosoomi tsentromeeride ehk kinetokooride (esmaste ahenemiste) külge. Pärast seda jaguneb iga kromosoom pikisuunas kaheks kromatiidiks (tütarkromosoomiks), mis on ühendatud ainult tsentromeeri piirkonnas;
3) anafaas. Tütarkromosoomide vaheline ühendus katkeb ja nad hakkavad liikuma raku vastaspoolustele kiirusega 0,2–5 µm/min. Anafaasi lõpus sisaldab iga poolus diploidset kromosoomide komplekti. Kromosoomid hakkavad dekondenseeruma ja lahti rulluma, muutuvad õhemaks ja pikemaks;
4) telofaas. Kromosoomid on täielikult despiraliseeritud, nukleoolide ja faasidevahelise tuuma struktuur taastatakse ning tuumamembraan on "monteeritud". Jaotuse spindel on hävinud. Toimub tsütokinees (tsütoplasma jagunemine). Loomarakkudes algab see protsess ahenemise tekkega ekvatoriaaltasandil, mis muutub järjest sügavamaks ja lõpuks jagab emaraku täielikult kaheks tütarrakuks.
Iga faasi kestus sõltub koe tüübist, keha füsioloogilisest seisundist, välistegurite (valgus, temperatuur, kemikaalid) mõjust jne.
Riis. 1. Rakutsükkel (mitoos).
Meioos.
Sugurakkude moodustumise käigus, s.o. sugurakud – spermatosoidid ja munarakud – toimub rakkude jagunemine, mida nimetatakse meioosiks (joonis 2). Algses rakus on diploidne kromosoomide komplekt, mis seejärel kahekordistub. Kuid kui mitoosi ajal igas kromosoomis kromatiidid lihtsalt lahknevad, siis meioosi ajal on kromosoom (koosneb kahest kromatiidist) oma osadega tihedalt läbi põimunud teise kromosoomiga, mis on temaga homoloogne (mis koosneb ka kahest kromatiidist) ja tekib. üle minemine - kromosoomide homoloogsete piirkondade vahetus. Seejärel lahknevad uued kromosoomid segatud “ema” ja “issi” geenidega ning tekivad diploidse kromosoomikomplektiga rakud, kuid nende kromosoomide koostis erineb juba algsest; rekombinatsioon . Meioosi esimene jagunemine on lõpule viidud ja teine meioosi jagunemine toimub ilma DNA sünteesita, mistõttu selle jagunemise ajal väheneb DNA kogus poole võrra. Algsetest diploidse kromosoomikomplektiga rakkudest tekivad haploidse komplektiga sugurakud. Ühest diploidsest rakust moodustub neli haploidset rakku. Interfaasile järgnevaid rakkude jagunemise faase nimetatakse profaasiks, metafaasiks, anafaasiks, telofaasiks ja pärast jagunemist uuesti interfaasiks.
Meioosi ajal nimetatakse ka faasi, kuid näidatakse, millisesse meioosi osakonda see kuulub. Üleminek – osade vahetus homoloogsete kromosoomide vahel – toimub meioosi esimese jagunemise profaasis (profaas I), mis hõlmab järgmisi etappe: leptoteen, sügoteen, pahhüteen, diploteen, diakinees (joon. 3). Sel juhul rakus toimuvaid protsesse on üksikasjalikult kirjeldatud õpikus, toim. VN Yarygin ja nad peaksid olema teada.
Riis. 2. Mitootilise ja meiootilise jagunemise peamised etapid.
Riis. 3. Meioosi I profaasi etapid.
Tabel
Rakkude jagunemise tüübid
Testid:
1. Inimesel on küps plasmarakk kaotanud paljunemisvõime ja hakanud eritama antikehi – immunoglobuliine. Millises elutsükli etapis see on?
B. S-periood.
D. Diferentseerimine.
D. Prometafaas.
2. Naise munarakke mikroskoobi all uurides nägi teadlane neis, et konjugeerivad kromosoomid on omavahel läbi põimunud ja nende vahel toimub ristumine – üleminek. Täpsustage esimese meiootilise jagunemise profaasi etapp.
A. Pachinema
B. Zigonema
V. Leptonema
G. Diploneema
D. Diakinees
3. Suures peres on neli poega ja kolm tütart, kes on fenotüüpiliselt üksteisest paljuski erinevad. Seda seletatakse asjaoluga, et gametogeneesi protsessis sattusid vanemate igasse sugurakku erinevad kromosoomide kombinatsioonid. Nimetage meioosi staadium, milles see juhtus:
A. Meioosi II anafaas
B. I meioosi anafaas
B. Meioosi metafaas II
D. Meioosi II faas
E. Meioosi profaas I
4. Mitootilise tsükli sünteesijärgsel perioodil oli valkude - tubuliinide süntees häiritud. Milliseid tagajärgi see võib kaasa tuua
A. Eraldusspindli moodustumise rikkumine
B. Tsütokineesi rikkumine
B. Kromosoomide spiraliseerumise rikkumine
D. DNA parandamise rikkumine
E. Mitoosi kestuse vähendamine
5. Rakutsükli ühes etapis jõuavad identsed kromosoomid raku poolustele, despiraliseeruvad ning nende ümber moodustub tuumamembraan ja tuumake. Millises mitoosi faasis rakk on?
A. Telofaas
B. Profaas
B. Prometafaas
D. Metafaas
D. Anafaas
6. On teada, et rakutsükkel sisaldab rakus mitmeid järjestikuseid transformatsioone. Ühes etapis toimuvad protsessid, mis valmistavad ette DNA sünteesi. Millise raku eluperioodi jooksul see juhtub?
A. Eelsünteetiline
B. Sünteetiline
B. Õige mitoos
D. Premitootiline
D. Postsünteetiline
7. Rakus moodustusid maksimaalselt spiraalitud kromosoomid. Need asuvad piki somaatilise raku ekvaatorit. Millisele mitoosi faasile see vastab:
A. Metafaas
B. Telofaas
V. Profaas
G. Anafaas
D. prometafaas
8. Raku elutsüklis ja mitoosiprotsessis toimub regulaarne päriliku materjali hulga muutus. Millises etapis kahekordistub DNA kogus?
A. Interfaas
B. Profaas
B. Metafaas
G. Anafaas
D. Telofaas
9. Mitootilise tsükli presünteesiperioodil DNA süntees ei toimu, kuna DNA molekule on sama palju kui kromosoome. Kui palju DNA molekule on inimese somaatilisel rakul sünteesiperioodil
A. 46 DNA molekuli
B. 92 DNA molekuli
B. 23 DNA molekuli
D. 69 DNA molekuli
D. 48 DNA molekuli
10. Mitoosi anafaasis lahknevad ühekromatiidilised kromosoomid pooluste suunas. Mitu kromosoomi on inimese rakul mitoosi anafaasis
A. 92 kromosoomi
B. 46 kromosoomi
B. 23 kromosoomi
D. 69 kromosoomi
D. 96 kromosoomi
Ülesanded teadmiste kontrollimiseks:
Ülesanne 1. Proliferatiivse aktiivsuse uurimisel 3H-tümidiini abil selgus, et ööpäeva jooksul sisenes DNA sünteesi faasi 80 rakku, kuid mitooside koguarv ööpäevas oli vaid 21. Millega neid erinevusi seletada?
2. ülesanne. Märkimisväärsete rakukadude korral säilitavad koe koostise püsivuse puhkerakud. Millistes faasides sisenevad nad mitootilisse tsüklisse?
3. ülesanne. Alkaloid kolhitsiin blokeerib tubuliini valgu sünteesi. Milliseid rakustruktuure võib see ravim mõjutada? Kuidas see mõjutab mitootilise jagunemise kulgu?
4. ülesanne. Mõnel juhul on kasvaja kasv seotud teatud rakupopulatsiooni üleminekuga amitoosi teel paljunemisele. Mille poolest erinevad sellise populatsiooni rakud tavalisest, milles esineb tüüpiline mitoos?
5. ülesanne. Inimestel põhjustas mutageense faktori toime üleminekul homoloogsete X-kromosoomide vahel keemilise sideme ilmnemise, mis hoiab ära nende hilisema lahknemise. Millise kromosoomikomplekti saavad saadud rakud (sugurakud)?
6. ülesanne. On teada, et meioosi teise jagunemise mehhanism on sarnane mitoosi omaga. Millised on erinevused teise meiootilise jagunemise metafaasi ja mitoosi metafaasi morfoloogilises pildis sama organismi rakkudes?
6. Materjalid koos õpetajaga analüüsimiseks ja selle assimilatsiooni kontrollimiseks:
6.1. Tunni teema valdamise võtmeküsimuste analüüs koos õpetajaga.
6.2. Meetodite tutvustamine õpetaja poolt praktiline nipid teemal.
6.3. Materjal jaoks kontroll materjali valdamine:
Küsimused õpetajaga aruteluks:
1. Raku organiseerimine ajas. Muutused rakkudes ja nende struktuurides mitootilise tsükli ajal (interfaas ja mitoos).
2. Rakutsükkel, peridisatsioon ja võimalikud suunad.
3. Rakkude jagunemise viisid: amitoos, mitoos, meioos. Amitoos ja selle mehhanismid.
4. Endomitoos, polüteenia.
5. Mitootiline tsükkel, selle periodiseerimine. Mitoos, faasiomadused. Kudede mitootiline aktiivsus. Mitoosi häired.
6. Meioos, faasiomadused. bioloogiline tähtsus.
7. Rakkude proliferatsiooni molekulaarsed mehhanismid.
8. Rakusurm
9. Rakkude elu väljaspool keha. Rakkude kloonimine.
Praktiline osa
1. Uurige rakkude jagunemise tüüpe. Salvestage protokolli tabel "Rakkude jagunemise tüübid".
2. Uurige karüokineesi sibula juurerakkudes mikropreparaatidel ja joonistage.
3. Treeningtabeli abil uurige meiootiliste rakkude jagunemise skeemi. Sketš albumis.
4. Lahenda situatsiooniülesandeid.
TÖÖ LABORIS
8. Kirjandus:
Peamine:
1. Bioloogia: 2 raamatus. 1. raamat: Proc. eriarstiabi jaoks ülikoolid / toim. V. N. Yarygin. 6. väljaanne -M.: Kõrgkool, 2004.- S.55-61
2. Bioloogia / A.A. Slyusarev, S.V. Zhukova. - K .: Vishcha kool. Peakirjastus, 1992.- P.41-45
3. Bioloogia. Praktiliste harjutuste juhend hambaarstiteaduskonna üliõpilastele, toim. akad. RANS prof. V.V. Markina. Ed. M. "GEOTAR-Meedia" 2010
Lisaks:
10. Meditsiinibioloogia: assistent / toimetanud V.P. Pishak, Yu.I.
11. Alberts G., Gray D., Lewis J. jt, Raku molekulaarbioloogia. M.: Mir, 1986. – 3 köites, 2. väljaanne. T.1.- S. 176-177
12. Loogilise struktuuri graafik.
13. Loengukonspektid.
EESMÄRK (üldine): Tähelepanu tuleks pöörata tsütoloogia ja molekulaarbioloogia üldistele küsimustele.
Tund viiakse läbi eelnevalt õpitud materjali kinnistamiseks.
Kollokviumile lubatakse üliõpilased, kes ei ole puudunud loengutest, praktilistest tundidest ning on täitnud ja allkirjastanud õpetaja protokollid.
Lõplik punktisumma koosneb:
1. 40 testi ülesannet (0 - 1 punkti) - max 40 punkti.
2. 2 ülesannet (0-5-15 punkti iga ülesande eest) - max 30 punkti.
3. Teoreetiline küsimus (0-5-10 punkti) - max 10 punkti.
__________________________________max 80 punkti.
HINDAMISKRITEERIUMID:
PUNKT – SUUREPÄRANE
BALLA – HEA
Sarnane teave.
rakutsükkel on raku eluperiood ühest jagunemisest teise. Koosneb faasidevahelistest ja jaotusperioodidest. Rakutsükli kestus erinevates organismides on erinev (bakterites - 20-30 minutit, eukarüootsetes rakkudes - 10-80 tundi).
Interfaas
Interfaas (alates lat. inter- vahel, faasid- välimus) on periood rakkude jagunemise vahel või jagunemisest kuni selle surmani. Ajavahemik rakkude jagunemisest kuni selle surmani on tüüpiline paljurakulise organismi rakkudele, mis pärast jagunemist on kaotanud oma võime seda teha (erütrotsüüdid, närvirakud jne). Interfaas hõivab ligikaudu 90% rakutsüklist.
Interfaas sisaldab:
1) presünteetiline periood (G 1) - algavad intensiivsed biosünteesi protsessid, rakk kasvab, suureneb. Just sel perioodil enne surma jäävad alles hulkrakuliste organismide rakud, mis on kaotanud jagunemisvõime;
2) sünteetiline (S) - DNA kahekordistumine, tekivad kromosoomid (rakk muutub tetraploidseks), tsentrioolid kahekordistuvad, kui neid on;
3) postsünteetiline (G 2) - põhimõtteliselt peatatakse sünteesiprotsessid rakus, rakk valmistatakse ette jagunemiseks.
Rakkude jagunemine toimub otsene(amitoos) ja kaudne(mitoos, meioos).
Amitoos
Amitoos - otsene rakkude jagunemine, mille puhul jagunemisaparaati ei moodustu. Tuum jaguneb rõngakujulise ahenemise tõttu. Geneetilise teabe ühtlane jaotus puudub. Looduses jagunevad ripsloomade makrotuumad (suured tuumad), imetajatel platsentarakud amitoosi teel. Vähirakud võivad jaguneda amitoosi teel.
Kaudne jagunemine on seotud jagamisaparaadi moodustamisega. Jaotusaparaat sisaldab komponente, mis tagavad kromosoomide ühtlase jaotumise rakkude vahel (jaotusvõll, tsentromeerid, kui neid on, tsentrioolid). Rakkude jagunemise võib tinglikult jagada tuumajagunemiseks ( mitoos) ja tsütoplasma jagunemine ( tsütokinees). Viimane algab tuuma lõhustumise lõpu poole. Looduses on kõige levinumad mitoos ja meioos. Mõnikord leitud endomitoos- kaudne lõhustumine, mis toimub tuumas selle kesta hävitamata.
Mitoos
Mitoos - see on kaudne rakujagunemine, mille käigus moodustuvad emast kaks identse geneetilise informatsiooni komplektiga tütarrakku.
Mitoosi faasid:
1) profaas - toimub kromatiini tihenemine (kondensatsioon), kromatiidid spiraliseeruvad ja lühenevad (muutuvad valgusmikroskoobis nähtavaks), nukleoolid ja tuumamembraan kaovad, moodustub lõhustumise spindel, mille niidid kinnituvad kromosoomide tsentromeeridele, tsentrioolid jagunevad ja lahknevad raku poolused;
2) metafaas - kromosoomid on maksimaalselt spiraalkujulised ja paiknevad piki ekvaatorit (ekvatoriaalplaadil), homoloogsed kromosoomid asuvad kõrvuti;
3) anafaasis - spindli kiud tõmbuvad samaaegselt kokku ja venivad kromosoomid poolustele (kromosoomid muutuvad ühekromatiidiliseks), mitoosi lühim faas;
4) telofaas - Kromosoomid despiraliseerivad, moodustuvad nukleoolid, tuumaümbris, algab tsütoplasma jagunemine.
Mitoos on iseloomulik peamiselt somaatilistele rakkudele. Mitoos säilitab konstantse arvu kromosoome. Soodustab rakkude arvu suurenemist, seetõttu täheldatakse seda kasvu, regeneratsiooni ja vegetatiivse paljunemise ajal.
Meioos
Meioos (kreeka keelest. meioos- redutseerimine) on kaudne redutseeriv rakkude jagunemine, mille käigus moodustuvad emast neli tütarrakku, millel on mitteidentne geneetiline informatsioon.
On kaks jaotust: meioos I ja meioos II. I interfaas on sarnane mitoosieelsele interfaasile. Interfaasi sünteesijärgsel perioodil valgusünteesi protsessid ei peatu ja jätkuvad esimese jaotuse profaasis.
Meioos I:
– profaas I - kromosoomid spiraliseeruvad, tuum ja tuumaümbris kaovad, moodustub lõhustumisspindel, homoloogsed kromosoomid lähenevad ja kleepuvad koos sõsarkromatiide (nagu välk lossis) - tekib konjugatsioon, seega moodustuvad tetrad, või kahevalentsed moodustub kromosoomide ristumine ja saitide vahetus - üle minemine, siis homoloogsed kromosoomid tõrjuvad üksteist, kuid jäävad seotuks piirkondades, kus toimus ristumine; sünteesiprotsessid on lõpule viidud;
– metafaas I - kromosoomid paiknevad piki ekvaatorit, homoloogsed - kahekromatiidilised kromosoomid asuvad mõlemal pool ekvaatorit üksteise vastas;
– anafaas I - jagunevad spindli kiud tõmbuvad samaaegselt kokku, venivad piki üht homoloogset kahekromatiidilist kromosoomi poolusteni;
– telofaas I (kui on) - kromosoomid despiraliseeritakse, moodustub tuum ja tuumaümbris, toimub tsütoplasma jaotus (moodustunud rakud on haploidsed).
II faas(kui on): DNA dubleerimist ei toimu.
Meioos II:
– profaas II - kromosoomid muutuvad tihedamaks, tuum ja tuumamembraan kaovad, tekib lõhuspindel;
– metafaas II - kromosoomid asuvad piki ekvaatorit;
– anafaas II - spindli kiudude samaaegse kokkutõmbumisega kromosoomid lahknevad poolustele;
– telofaas II - kromosoomid despiraliseerivad, moodustub tuum ja tuumaümbris, tsütoplasma jaguneb.
Meioos tekib enne sugurakkude moodustumist. See võimaldab sugurakkude sulandumise ajal säilitada liigi kromosoomide arvu püsivust (karüotüüp). Pakub kombineeritud varieeruvust.
Tunni eesmärk: materjali kordamine rakkude paljunemise meetodite kohta.
Ülesanded
Hariduslik: kujundada ja kinnistada teadmisi kahest raku jagunemise tüübist, rakkude jagunemise tähtsusest ühe- ja mitmerakuliste organismide jaoks, mitoosi ja meioosi erinevates faasides toimuvatest protsessidest, meioosi ja mitoosi erinevustest.
Arendab: rühmas töötamise, objektide ja nähtuste iseloomustamise, võrdlemise, järelduste põhjendamise, teadmiste rakendamise, enese ja oma teadmiste hindamise oskuste arendamine; aine vastu huvi arendamine.
Hariduslik: üksteisesse lugupidava suhtumise edendamine.
Varustus: joonistuspaberi ja -paberi lehed, viltpliiatsid, liim, kleeplint, käärid, failid ülesannetega, igale võistkonnale juhendkaart.
Tunniks valmistumine
1. Eelmises tunnis tuleks õpilasi kurssi viia töötoa tunni läbiviimise põhimõtete ja reeglitega.
2. Kuna 9. klassis õpiti teemat “Rakkude jagunemine” ja õpilastel läks palju meelest, tuli kodutööna üle korrata materjali teemal “Rakkude jagunemine”.
Klassi jagamine meeskondadeks
Õpilastel palutakse valida üks järgmistest küsimustest ja kirjutada see paberile. (Tõenäoliselt valib õpilane küsimuse, mille vastust ta teab või eeldab, et teab.)
Mis on meioosi bioloogiline tähendus?
Mille poolest erineb mitoos meioosist?
Mis on mitoosi bioloogiline tähendus?
Kirjaliku küsimusega paberitükist peate voltima paberlennuki. Ringis seistes lasevad õpilased oma lennukid õhku (õpetaja käsul kõik korraga) ja lähedalt kukkunud lennukit üles võttes kordavad seda toimingut 2 korda. Pärast lennukite avamist jagatakse õpilased kolme meeskonda - samadel küsimustel.
Iga meeskond saab faili, mis sisaldab tööks vajalikku materjali: terminite loetelu, definitsioonid, diagrammid, ajalooline viide.
juhiste kaart
Valige terminite loendist (lisa 2) need, mis on seotud teemaga „Rakkude jagunemine. Mitoos. Meioos". Võistkonna valitud sõnad loetakse ette.
Valige definitsioonid (lisa 3), mis vastavad eelmise ülesande valitud terminitele. Olge ettevaatlik, mõned määratlused on asendatud! Selle ülesande korrektseks täitmiseks peate leidma ja küsima teiselt meeskonnalt nende määratlust. Tingimusi ei saa muuta!
Mitoosi või meioosi ajal rakus toimuvate protsesside jaoks valige sobivad joonised (lisa 4).
Kleepige joonistuspaberile loogilises järjekorras sõnad, määratlused ja pildid. Valmistage sellest bioloogilisest protsessist ette lühike lugu.
(Meeskonnad riputavad oma tööd stendile. Meeskonnaliikmed räägivad paberil kujutatud protsessidest.)
Vastake küsimusele, mis on teie flaieril kirjutatud. Kirjuta vastus vihikusse. (Selle ülesande täitmisel võite kasutada algallikat. Iga meeskond loeb oma vastuse küsimusele ette.)
Peegeldus
valik 1(kui tunni lõpuni on jäänud palju aega).
Tooge kaks või kolm argumenti selle kaitseks, et teema „Rakkude jagunemine. Mitoos ja meioos“ tuleb õppida gümnaasiumis üldbioloogia kursusel.
2. variant(kui aega napib).
Kas olete tunniga rahul, oma tööga tunnis? Mõelge oma emotsionaalsele seisundile. Kirjutage vastus paberile ja lahkudes kinnitage see alusele.
Kodutöö
Vasta järgmistele küsimustele.
Millised tegurid põhjustavad mitoosi ja meioosi rikkumist?
Milliseid tagajärgi see võib kaasa tuua?
Lisa 1. Ajalooline taust
Flemming Walter (1843–1905), saksa histoloog Ülikooli professor Prahas (alates 1873) ja Kielis (1876–1901). Tema peamised tööd puudutavad molluskite histoloogiat, kudede regeneratsiooni, side- ja rasvkoe uurimist, folliikulite ehitust, seljaaju ganglionrakke jne. Erilist kuulsust kogusid tema uurimused raku peenstruktuuri kohta. Tema väljatöötatud fikseerimis- (Flemmingi vedelik) ja värvimismeetodite abil uuris ta protoplasma, tuuma, tsentrosoomide ehitust ja eriti detailselt raku jagunemise protsessi (otsene ja kaudne). Need uuringud olid tsütoloogia arengu seisukohalt väga olulised; tema fikseerimis- ja värvimismeetodeid kasutatakse laialdaselt laboripraktikas.
Strasburger Edward (1844–1912), saksa botaanik, päritolult poolakas, Krakovi Poola Teaduste Akadeemia liige (1888). Õppis Varssavis, Bonnis ja Jenas. Ta oli abiprofessor Varssavi (1867–1869), professor Jena (1869–1880) ja Bonni (1880–1911) ülikoolis. Peamised tööd taimede tsütoloogia, anatoomia ja embrüoloogia valdkonnas. uuris mitoosi. Kirjeldas kõrgemate taimede meioosi, selgitas kromosoomide arvu vähenemise bioloogilist tähtsust. Ta uuris viljastumise protsessi, partenogeneesi ja apogaamia nähtusi. Teadlase töödel oli suur tähtsus pärilikkuse kromosoomiteooria koostamisel ja ideede väljatöötamisel kõrgemate taimede geneetilise ühtsuse kohta. Täiustatud tsütoloogiliste uuringute metoodikat. Mitmetesse keeltesse, sealhulgas vene keelde tõlgitud botaanikakursuse (Textbook of Botany, 1894; 30. trükk – 1971) kaasautor.
Tšistjakov Ivan Dorofejevitš (1843–1877), vene botaanik. Ta lõpetas Moskva ülikooli (1868) ja jäi tema juurde, aastast 1871 oli ta professor ja botaanikaaia juhataja. Moskva taimeembrüoloogide ja tsütoloogide kooli asutaja. Üks esimesi, kes jälgis ja kirjeldas taimede mitoosi (1874).
Lisa 2. Tingimused
(Allakriipsutatud sõnad on õpilase õige valik.)
Fail nr 1 (sinine)
Mitoos, profaas, metafaas, anafaasis, telofaas, amitoos, rakutsükkel, fotosüntees.
Fail nr 2 (roheline)
Meioos, 1. divisjon, profaas 1, metafaas 1, anafaas 1, telofaas 1, üle minemine, assimilatsioon, dissimilatsioon.
Fail nr 3 (punane)
Meioos, 2. divisjon, profaas 2, metafaas 2, anafaas 2, telofaas 2, interfaas, polümeerid.
Lisa 3. Mõisted
Fail nr 1 (sinine)
Mitoos- See on eukarüootsete rakkude jagamise meetod, mille puhul kumbki kahest äsja tekkivast rakust saab sama geneetilise materjali, mis algses rakus.
Profaas- kromosoomid keerduvad spiraalselt ja muutuvad valgusmikroskoobis selgelt nähtavaks, tuum kaob, kaks tsentriooli lahknevad raku pooluste suunas, neist väljuvad mikrotuubulid moodustavad lõhustumisspindli, tuumaümbris laguneb.
Anafaas
Telofaas- poolustele kokku pandud kromosoomide ümber moodustub tuumaümbris, kromosoomid despiraliseeritakse (kompaktsest muutuvad õhukeseks ja pikaks, valgusmikroskoobis eristamatud). Moodustuvad tuumakesed. See etapp lõpeb tsütokineesiga (tsütoplasma eraldumine) ja kahe diploidse raku moodustumisega.
Amitoos- otsene tuuma lõhustumine ahenemise teel, ei lõpe alati tsütokineesiga, mille tulemusena tekivad tavaliselt mitmetuumalised rakud. Pärast amitoosi ei suuda rakud alustada mitootilist jagunemist. See protsess on iseloomulik surevatele rakkudele.
rakutsükkel- raku eluperiood jagunemisest jagunemiseni, põhiosa raku elust.
Interfaas- jaotuste vaheline periood (lat. inter- vahel). Rakk kasvab intensiivselt, struktuuride ja ainete hulk rakus suureneb, kromosoomide arv kahekordistub.
(Definitsioon interfaas selles failistema, vaid määratlus metafaas puudub.)
Fail nr 2 (roheline)
Meioos(gr. meioos
1. divisjon- meioosi esimene jagunemine.
Profaas 1 Kromosoomid hakkavad kondenseeruma ja muutuvad valgusmikroskoobis nähtavaks. Siis hakkavad homoloogsed kromosoomid üksteisele lähenema – konjugeerima. Konjugeerivat kromosoomipaari nimetatakse kahevalentseks (iga kahevalentne moodustub 4 kromatiidist). DNA replikatsioon lõpeb. Faas lõpeb tuumaümbrise ja tuuma kadumisega.
Metafaas 1- bivalentsid reastuvad raku ekvatoriaaltasandil. Spindli keermed on kinnitatud tsentromeeride külge.
Anafaas 1- kahevalentne laguneb kaheks kromosoomiks, mis lähevad raku erinevatele poolustele.
Telofaas 1- kromosoomid dekondenseeruvad (kompaktsest muutuvad õhukeseks ja pikaks, valgusmikroskoobis eristamatud). Poolustele kokku pandud kromosoomide ümber moodustub tuumamembraan. Moodustuvad tuumakesed. See etapp lõpeb tsütokineesiga (tsütoplasma eraldumine) ja kahe diploidse raku moodustumisega.
metafaas
(Definitsioon metafaas selles failistema, vaid määratlus üle minemine puudub.)
Fail nr 3 (punane)
Meioos(gr. meioos- redutseerimine) on eukarüootsete rakkude jagunemise meetod, mille puhul toimub kromosoomide arvu vähenemine (vähendamine), s.o. diploidsetest (sisaldab kahekordset kromosoomikomplekti) rakud moodustuvad haploidsed (sisaldavad ühte kromosoomikomplekti).
2. divisjon- meioosi teine jagunemine.
Profaas 2- kromosoomid spiraliseeruvad ja muutuvad valgusmikroskoobis selgelt nähtavaks, tuum kaob, kaks tsentriooli lahknevad raku pooluste suunas, neist ulatuvad mikrotuubulid moodustavad jagunemisspindli.
Metafaas 2- kõik kromosoomid reastuvad raku ekvatoriaaltasandil, selles etapis saab neid rakus hästi eristada ja loendada.
Anafaas 2- staadium, mille jooksul iseseisvateks kromosoomideks muutunud sõsarkromatiidid lahknevad raku vastaspoolustele.
Telofaas 2- poolustele kokku pandud kromosoomide ümber moodustub tuumamembraan. Kromosoomid despiraliseerivad (kompaktsest muutuvad õhukesteks ja pikkadeks, valgusmikroskoobis eristamatud). Moodustuvad tuumakesed. See etapp lõpeb tsütokineesiga (tsütoplasma eraldumine) ja nelja haploidse raku moodustumisega.
Üleminek(Inglise) ülesõit- eelristimine) - homoloogsete kromosoomide identsete lõikude vahetus.
(Definitsioon üle minemine selles failistema, vaid määratlus interfaas puudub.)