צימוד של כרומוזומים הומולוגיים מתרחש במהלך התקופה. תנאים? צימוד הצלבה על Bivalents Chromosome Chromatid מחזור תא Centromere Centrioles

תן שם את סוג ושלב חלוקת התא המוצגים באיורים. אילו תהליכים הם מייצגים? למה מובילים תהליכים אלו?

הֶסבֵּר.

1) סוג ושלב החלוקה: מיוזיס - פרופאזה1.

2) תהליכים: מעבר, החלפת אזורים הומולוגיים של כרומוזומים. החלפה הדדית של אתרים בין כרומוזומים הומולוגיים (זוגיים).

3) תוצאה: שילוב חדש של אללים גנים, ומכאן שונות קומבינטיבית

הערה:

בסעיף 2, צוין תהליך ה"צימוד", שהוסר מהקריטריונים, משום

צימוד כרומוזומים הוא גישה זמנית בזוגיות של כרומוזומים הומולוגיים, שבמהלכה עשויה להתרחש חילופי אזורים הומולוגיים ביניהם (או לא להתרחש).

הסבר מה"משתמש" של האתר Evgeny Sklyar- הבהרות לסעיף 2. הן ייספרו גם על ידי המפקחים "כאמת"

2) תהליכים: צימוד (סינפסיס) - התכנסות ומגע של כרומוזומים הומולוגיים, מעבר - החלפת אזורים הומולוגיים של כרומוזומים.

3) תוצאה: שילוב חדש של אללים גנים, ומכאן עלייה בהטרוגניות הגנטית של הכרומוזומים וכתוצאה מכך, הגמטות (הנבגים) שנוצרו.

ללא שונות קומבינטיבית, כי אפשר לדבר על שונות רק אם לשפוט לפי הדור החדש של האורגניזמים.

סינפסיס- צימוד של כרומוזומים, התכנסות זמנית בזוגיות של כרומוזומים הומולוגיים, שבמהלכה יכולים להתרחש חילופי אזורים הומולוגיים ביניהם... (ספר לימוד לשיעורי פרופיל, ed. Shumny)

לכן, מעבר הוא חלק מהצימוד, לפחות מבחינת זמן.

מקור: בחינת מדינה מאוחדת בביולוגיה 30/05/2013. גל ראשי. סיביר. אפשרות 4., USE-2017

אוֹרֵחַ 19.08.2015 17:20

יש טעות בהסבר. האיור מציג את תהליך המעבר: 1. דו ערכי לפני מעבר, 2. דו ערכי לאחר מעבר.

אין צימוד באיור.

גולנרה 01.06.2016 13:49

הצלבה היא החלפה של חלקים הומולוגיים של כרומוזומים, למה לכתוב הצלבה בנפרד, מופרדת בפסיקים, החלפת חלקים של כרומוזומים הומולוגיים ???

נטליה יבגנייבנה בשטניק

לא, אלו שלושה תהליכים שונים:

צימוד, מעבר, החלפת אזורים הומולוגיים של כרומוזומים

סבטלנה וסילייבה 17.11.2016 02:56

מעבר יכול לקרות ללא צימוד???? צמידה (התקרבות של כרומוזומים הומולוגיים) מתרחשת תמיד, אבל מעבר זה לא תמיד, רק ב-30%! מעבר זה מגע של כרומוזומים הומולוגיים, שלאחריו מתרחשת חילוף בין החלקים הזהים שלהם... או לא?

נטליה יבגנייבנה בשטניק

מהי מהות השאלה?

קרוסאובר הוא לַחֲצוֹת, החלפה הדדית של מקטעים הומולוגיים של כרומוזומים הומולוגיים כתוצאה משבירה והצטרפות בסדר חדש של החוטים שלהם - כרומטידות; מוביל לשילובים חדשים של אללים של גנים שונים.

למה 30%??? הסתברות להצלבה שונהתלוי במרחק בין הגנים. הצלבה של 1%=1 מיליון (Morganide).

אם התרחשה מעבר - הצלבה, זה לא אומר שתתרחש החלפה.

במהלך הפרופזה של מיוזה I, הקומפלקס הסינפטונאלי מחזיק בכרומוזומים הומולוגיים מקבילים כמעט עד שהם נבנים בקו המשווה של התא במטאפאזה I. הכרומוזומים מחוברים באמצעות הקומפלקס הסינפטונאלי למשך זמן מה (משעתיים עד 2-3 ימים ב- אדם), שזרימתו מתרחשת בין כרומוזומים הומולוגיים החלפת מקטעי DNA הומולוגיים - מעבר. קומפלקס סינפטונאלי נוצר כתוצאה מצמידות כרומוזומים הומולוגיים.

צימוד או סינפסיס הוא מגע זוגי של כרומוזומים הומולוגיים מקבילים וחלשים. צימוד ויצירת הקומפלקס הסינפטונאלי (SC) חסר בפטרייה התחתונה Aspergillusnidulans, שמרים Sc. Pombe ובחלק זבובים זכרים, כגון Drosophilamelanogaster.

איור 2. מבנה הקומפלקס הסינפטונלי

לאחר שלב ה-S הפרמייוטי, שתי הכרומטידות האחיות של הכרומוזום יוצרות יסוד צירי משותף. האלמנטים הציריים של כרומוזומים הומולוגיים כלולים בצורה של אלמנטים לרוחב (לטרלי) ב-SC. נוצר קומפלקס סינפטונאלי (SC) - מצירי החלבון של שני כרומוזומים הומולוגיים והיסוד המרכזי. רוחב האלמנטים הצדדיים הוא 30-60 ננומטר, רוחב האלמנט המרכזי הוא 60-120 ננומטר. האלמנטים הצדדיים מורכבים מחלבונים ספציפיים למיוזיס. נוצרים ביניהם גשרי חלבון. חלבון ה-SC הספציפי הראשון (המופיע ב-interphase) הוא החלבון REC8. ה-DNA של כרומוזומים הומולוגיים בצורת לולאות משתרע מהאלמנטים הצדדיים (לרוחבים) של ה-SC. רוב ה-DNA ממוקם מחוץ ל-SC, רק 0.5% מה-DNA הגנומי נכנס ל-SC, ונקשר חזק לחלבונים. כמות קטנה של DNA עובר בחלל המרכזי של ה-SC. SC DNA מורכב מרצפים ייחודיים שחוזרים על עצמם באופן מתון שיכולים לקיים אינטראקציה עם חלבוני SC וחלבונים המעורבים ברקומבינציה והפרדה של כרומוזומים הומולוגיים.

90% מ-SC מורכב מחלבונים. הקצו 5-10 חלבונים עיקריים עם משקל מולקולרי של 26 עד 190 kDa. ביונקים, 3 חלבוני SC נחקרים היטב - SCP1, SCP2, CSP3 (חלבון synaptonemal complex). חלבוני SC של שמרים נקראו Zip1, Zip2, Red1, Hop1.

החלבון SCP1 הוא החלבון העיקרי של חוטי ה-SC הרוחביים. טרמינלי ה-C של חלבון זה "מעוגנים" על האלמנטים הצדדיים של ה-SC ומקיימים אינטראקציה עם ה-DNA כאן, ה-N-טרמינלים מגיעים לחלל המרכזי של ה-SC ומחברים את האלמנטים הצדדיים ההפוכים של ה-SC באמצעות אינטראקציות חלבון-חלבון.

בשמרים, החלבון Zip1 הוא החלבון העיקרי בחוטים הרוחביים של SC. חלבון Zip2 פועל כיוזם סינפסיס על ידי יצירת אתרי פילמור לחלבון Zip1.

חלבונים SCP2, SCP3 הם חלבונים של האלמנטים הרוחביים של ה-SC. הם ממוקמים במשותף לאורך האלמנטים הציריים של הכרומוזומים והאלמנטים הרוחביים של SC. לאחר שהדיפלוטנים מתרכזים בצנטרומרים של הכרומוזומים, אם כי מספר קטן מהם נמצא לאורך זרועות הכרומוזומים. זֶה. חלבונים אלה מעורבים בקישור - לכידות של כרומטידות אחיות. חלבונים ספציפיים למיטוזה - Smc1p, Smc3p, Scc1p, Scc3p - שייכים גם הם לחלבוני קוהזין.

בשמרים, החלבון Red1 יוצר מרכזים ליצירת יסודות צירים. הוא יוצר אינטראקציה עם חלבון Hop1, שהוא גם מרכיב של האלמנטים הצדדיים של SC בשמרים.

הבסיס של האלמנטים הצדדיים המורחבים הוא קומפלקס של ארבעה חלבוני קוהזין. ערב המיוזה מופיע בכרומוזומים חלבון קוהזין ספציפי Rec8, המחליף את הקוהזין הסומטי Rad21. לאחר מכן, מחוברים אליו שלושה חלבוני קוהזין נוספים, הנמצאים גם הם בתאים סומטיים, אך במקום הקוהזין הסומטי SMC1, מופיע החלבון הספציפי למיוזה SMC1b (קצה ה-N שלו שונה ב-50% מקצה ה-N של החלבון הסומטי SMC1). קומפלקס קוהזין זה יושב בתוך הכרומוזום בין שתי כרומטידות אחיות, ומחזיק אותן יחד. קומפלקס הקוהזין קושר חלבונים ספציפיים למיוזיס, שהופכים לחלבונים עיקריים של צירי הכרומוזומים והופכים אותם לאלמנטים רוחביים של הקומפלקס הסינפטונאלי.

ויסות הרכבת החלבון ב-SC מתרחש באמצעות זרחון-דה-פוספורילציה. חלבוני SC רבים מכילים מספר אתרים של זרחון על ידי חלבון קינאז p34.

גושי רקומבינציה נבדלים בתוך ה-SC: המוקדמים נמצאים בשלבי הלפטוטן והזיגוטן וממוקמים באלמנטים הרוחביים של ה-SC באתרי התחלת הרקומבינציה. ההרכב של קשרי רקומבינציה מוקדמים כולל אנזימים הנחוצים כדי ליזום הפסקות גדילים כפולים ב-DNA ויצירת קצוות חד גדילים. לדוגמה, החלבון Spo11p (topoisomerase) הוא האנדונוקלאז הספציפי העיקרי למיוזה שמבצע הפסקות כפולות ב-DNA. קשרי רקומבינציה מאוחרים נמצאו בשלב pachytene, מקומיים באלמנט המרכזי של SC. נמצא קשר בין מספר והתפלגות של גושי רקומבינציה מאוחרים לבין מספר והתפלגות של chiasmata בדו-ערכי. לפיכך, גושים מאוחרים הם קומפלקסים מולטי-אנזים המזרזים מעבר.

התחלת היווצרות SC בשמרים ובצמחים מתרחשת במספר נקודות לכל אורכו של הדו-ערכי (6 אתרי ייזום בתירס, עד 36 בשושן); בבעלי חיים, היווצרות SC מתחילה בטלומרים ומתפשטת כמו רוכסן. השלמת היווצרות SC - pachytene, הרס שלו - diplotene.

פונקציות SC: - שומר כרומוזומים הומולוגיים זה מול זה לחלוטין;

מונע הידבקות של כרומוזומים הומולוגיים - צימוד הפיך;

תנאי מוקדם הכרחי להצלבה.

מוטנטים ללא צימוד גם חסרים מעבר.

בקרה גנטית של צימוד

שיפון. 3 קבוצות של מוטציות רצסיביות שמשבשות את היווצרות SC.

מוטציות סינפסיס חזקות. מוטציות חוסמות את הצימוד של הכרומוזומים במהלך המעבר מלפטוטן לזיגוטן.

מוטציות של אסינפסיס חלש או דה-סינפסיס הן הקבוצה הרבות ביותר. בשיפון, מוטציות אלו משבשות את הצימוד ב-1-3 זוגות של כרומוזומים מתוך 7. נצפים גם דו-ערכיים וגם חד-ערכיים; דיכוי היווצרות SC בקצות הכרומוזומים; אזורים פנימיים של אסינפסיס או דה-סינפסיס. תדירות ההתרחשות של chiasmata, תדירות המעבר פוחתת.

מוטציות סינפסיס חסרות הבחנה - נוכחות בו-זמנית של סינפסיס הומולוגי ולא הומולוגי, מה שמוביל להופעת רב ערכיים וחד ערכיים. האלמנטים הצדדיים של ה-SC יכולים ליצור קפלים עקב סינפסיס "על עצמו".

סינפסיס של כרומוזומי X ו-Y

בשרקן השומה (סוג של שרקנים), כרומוזומי X ו-Y יוצרים SC קצר בפאצ'יטן המוקדם (הם מצומדים עם זרועות קצרות), דה-סינפסיס מתרחשת בדיפלוטן, וכרומוזומי המין הופכים להיות חד ערכיים.

עבור ה-XY-דו-ערכי של רוב היונקים, אופייני צימוד סופי של כרומוזומי המין (זרועות ארוכות של כרומוזומי X ו-Y), שהיעדרם משבש את ההתבדלות של כרומוזומי המין במהלך המיוזה. כרומוזומי X ו-Y מצומדים על חשבון אזור הומולוגי המכיל גנים כמו הגן למשותף עיוור צבעים, xeroderma פיגמנט, דיאתזה דימומית.

ה-XY דו-ערכי מנותק מחילוף החומרים של התא על ידי יצירת השלפוחית ​​המינית, שבתוכה נמצאים האזורים הלא מצומדים של הכרומוזומים במצב מעובה.

ניתן לקשר את כרומוזום ה-X לכרומוזומים חריגים (העברה, הפוך). זה מנגנון הגנה- אם כרומוזום X קשור קשר הדוק לזה החריג, אזי שלפוחית ​​איברי המין לא נוצרת סביב הדו-ערכי המיני. זה משמש כאות לעצור את המיוזה בשלב הפאצ'יטן. זה מונע מכרומוזומים פגומים להיכנס לתאי הנבט.

תוכן המאמר

תָא,יחידת חיים יסודית. התא תחום מתאים אחרים או מהסביבה החיצונית על ידי ממברנה מיוחדת ויש לו גרעין או מקביל לו, שבו מרוכז עיקר המידע הכימי השולט על התורשה. ציטולוגיה עוסקת בחקר מבנה התא, ופיזיולוגיה עוסקת בתפקוד. המדע החוקר את תאי הרקמה נקרא היסטולוגיה.

ישנם אורגניזמים חד-תאיים, שגופם מורכב כולו מתא אחד. קבוצה זו כוללת חיידקים ופרוטיסטים (פרוטוזואה ואצות חד-תאיות). לפעמים הם נקראים גם תאיים, אבל המונח חד תא משמש לעתים קרובות יותר. בעלי חיים רב-תאיים אמיתיים (Metazoa) וצמחים (Metaphyta) מכילים תאים רבים.

הרוב המכריע של הרקמות מורכב מתאי, אבל יש כמה יוצאי דופן. הגוף של עובשי רפש (myxomycetes), למשל, מורכב מחומר הומוגני, לא תאי עם גרעינים רבים. כמה רקמות של בעלי חיים, במיוחד שריר הלב, מאורגנות בצורה דומה. הגוף הווגטטיבי (תאלוס) של פטריות נוצר על ידי חוטים מיקרוסקופיים - היפאיים, לעתים קרובות מפולחים; כל חוט כזה יכול להיחשב שווה ערך לכלוב, אם כי בצורה לא טיפוסית.

מבנים מסוימים בגוף שאינם מעורבים בחילוף החומרים, כגון קונכיות, פנינים או בסיס מינרלי של עצמות, נוצרים לא על ידי תאים, אלא על ידי תוצרי הפרשתם. אחרים, כמו עץ, קליפה, קרניים, שיער ושכבת העור החיצונית, אינם ממקור הפרשה, אלא נוצרים מתאי מת.

אורגניזמים קטנים, כגון רוטיפים, מורכבים מכמה מאות תאים בלבד. לשם השוואה: ב גוף האדםיש כ. 10 14 תאים, בהם כל שניה מתים 3 מיליון אריתרוציטים ומוחלפים בחדשים, וזו רק אחת עשר מיליון ממספר תאי הגוף הכולל.

בדרך כלל, הגדלים של תאי צמחים ובעלי חיים נעים בין 5 ל-20 מיקרון בקוטר. תא חיידקי טיפוסי הוא הרבה יותר קטן - בערך. 2 מיקרומטר, והקטן ביותר הידוע הוא 0.2 מיקרומטר.

כמה תאים חיים חופשיים, כגון פרוטוזואה כגון פורמיניפרה, יכולים להיות באורך של כמה סנטימטרים; תמיד יש להם הרבה גרעינים. תאים של סיבי צמחים דקים מגיעים לאורך של מטר אחד, ותהליכים של תאי עצב מגיעים למספר מטרים בבעלי חיים גדולים. עם אורך כזה, נפח התאים האלה קטן, והמשטח גדול מאוד.

התאים הגדולים ביותר הם ביצי ציפורים לא מופרות מלאות בחלמון. הביצה הגדולה ביותר (ולכן התא הגדול ביותר) היה שייך לציפור ענקית שנכחדה - epiornis ( אפיורניס). יש להניח שהחלמון שלו שקל בערך. 3.5 ק"ג. רוב ביצה גדולהבמינים חיים הוא שייך ליען, החלמון שלו שוקל כ. 0.5 ק"ג.

ככלל, התאים של בעלי חיים וצמחים גדולים גדולים רק במעט מתאי אורגניזמים קטנים. פיל גדול יותר מעכבר, לא בגלל שהתאים שלו גדולים יותר, אלא בעיקר בגלל שהתאים עצמם הרבה יותר גדולים. ישנן קבוצות של בעלי חיים, כמו רוטפרים ונמטודות, שבהן מספר התאים בגוף נשאר קבוע. לפיכך, למרות שלמיני נמטודות גדולות יש מספר גדול יותר של תאים מאשר לקטנים, ההבדל העיקרי בגודל נובע במקרה זה מידות גדולותתאים.

בתוך סוג תא נתון, הגדלים שלהם בדרך כלל תלויים בפלואידה, כלומר. על מספר קבוצות הכרומוזומים הקיימות בגרעין. תאים טטרפלואידים (עם ארבע קבוצות של כרומוזומים) גדולים פי 2 בנפחם מאשר תאים דיפלואידים (עם קבוצה כפולה של כרומוזומים). ניתן להגביר את הפלואידיות של הצמח על ידי הזרקת תכשיר הצמחים קולכיצין לתוכו. מכיוון שלצמחים החשופים יש תאים גדולים יותר, הם גם גדולים יותר. עם זאת, ניתן להבחין בתופעה זו רק בפוליפלואידים שמקורם לאחרונה. בצמחים פוליפלואידים עתיקים מבחינה אבולוציונית, גדלי התאים כפופים ל"וויסות הפוך" לקראת ערכים נורמליים למרות עלייה במספר הכרומוזומים.

מבנה של תא

פעם, התא נחשב לטיפה הומוגנית פחות או יותר של חומר אורגני, שנקראה פרוטופלזמה או חומר חי. מונח זה התיישן לאחר שהתברר שהתא מורכב ממבנים רבים המופרדים בבירור, המכונים אברונים תאיים ("איברים קטנים").

תרכובת כימית.

בדרך כלל 70-80% ממסת התא הם מים, שבהם מומסים מלחים שונים וחומרים בעלי משקל מולקולרי נמוך. תרכובות אורגניות. המרכיבים האופייניים ביותר לתא הם חלבונים וחומצות גרעין. חלק מהחלבונים הם מרכיבים מבניים של התא, אחרים הם אנזימים, כלומר. זרזים הקובעים את המהירות והכיוון של תגובות כימיות המתרחשות בתאים. חומצות גרעין משמשות כנשאים של מידע תורשתי, שמתממש בתהליך של סינתזת חלבון תוך תאי.

תאים מכילים לרוב כמות מסוימת של חומרי רזרבה המשמשים עתודת מזון. תאי צמחיםבעיקר מאחסן עמילן - צורה פולימרית של פחמימות. פולימר פחמימתי נוסף, גליקוגן, מאוחסן בתאי הכבד והשריר. שומן הוא גם בין המזונות הנפוצים במלאי, למרות ששומנים מסוימים ממלאים תפקיד שונה, כלומר, הם משמשים כמרכיבים המבניים החשובים ביותר. חלבונים בתאים (למעט תאי זרעים) בדרך כלל אינם מאוחסנים.

לא ניתן לתאר את ההרכב האופייני לתא, בעיקר בגלל שיש הבדלים גדולים בכמות המזון והמים המאוחסנים. תאי הכבד מכילים, למשל, 70% מים, 17% חלבונים, 5% שומנים, 2% פחמימות ו-0.1% חומצות גרעין; 6% הנותרים הם מלחים ותרכובות אורגניות במשקל מולקולרי נמוך, במיוחד חומצות אמינו. תאי צמחים מכילים בדרך כלל פחות חלבונים, הרבה יותר פחמימות ומעטים יותר מים; היוצא מן הכלל הוא תאים שנמצאים במצב של מנוחה. תא מנוחה של דגן חיטה, שהוא המקור חומרים מזיניםעבור העובר, מכיל כ. 12% חלבון (בעיקר חלבון מאוחסן), 2% שומן ו-72% פחמימות. כמות המים מגיעה רמה נורמלית(70–80%) רק בתחילת נביטת הדגן.

החלקים העיקריים של התא.

לחלק מהתאים, בעיקר צמחים וחיידקים, יש דופן תא חיצונית. בצמחים גבוהים יותר הוא מורכב מתאית. הקיר מקיף את התא עצמו, מגן עליו מפני השפעות מכניות. תאים, בעיקר חיידקיים, יכולים גם להפריש חומרים ריריים, ובכך ליצור סביבם קפסולה, שכמו דופן התא מבצעת תפקיד מגן.

זה עם הרס של קירות התא כי מוות של חיידקים רבים תחת פעולת פניצילין קשור. העובדה היא שבתוך תא החיידק ריכוז המלחים והתרכובות הנמוכות מולקולריות גבוה מאוד, ולכן, בהיעדר קיר מחזק, זרימת מים לתא הנגרמת מלחץ אוסמוטי עלולה להוביל לקרע שלו. פניצילין, המונע היווצרות דופן שלו במהלך צמיחת התא, רק מוביל לקרע (ליזה) של התא.

דפנות תאים וקפסולות אינם מעורבים בחילוף החומרים ולעתים קרובות ניתן לנתק אותם מבלי להרוג את התא. לפיכך, הם יכולים להיחשב כחלקי עזר חיצוניים של התא. בתאי בעלי חיים, דפנות תאים וקפסולות נעדרים בדרך כלל.

התא עצמו מורכב משלושה חלקים עיקריים. מתחת לדופן התא, אם בכלל, נמצאת קרום התא. הממברנה מקיפה חומר הטרוגני הנקרא ציטופלזמה. גרעין עגול או סגלגל טובל בציטופלזמה. להלן נשקול ביתר פירוט את המבנה והתפקודים של חלקים אלה של התא.

קרום תא

קרום התא הוא מאוד חלק ראשיתאים. הוא מחזיק יחד את כל המרכיבים הסלולריים ותוחם את הסביבה הפנימית והחיצונית. בנוסף, קפלי קרום התא המותאמים יוצרים רבים מאברוני התא.

קרום התא הוא שכבה כפולה של מולקולות (שכבה דו-מולקולרית, או דו-שכבה). בעצם, מדובר במולקולות של פוספוליפידים וחומרים אחרים הקרובים אליהם. למולקולות ליפידים יש אופי כפול, המתבטא באופן שבו הן מתנהגות ביחס למים. ראשי המולקולות הינם הידרופיליים, כלומר. בעלי זיקה למים, וזנבות הפחמימנים שלהם הידרופוביים. לכן, כאשר מערבבים אותם עם מים, שומנים יוצרים סרט על פניו, בדומה לסרט שמן; במקביל, כל המולקולות שלהן מכוונות באותו אופן: ראשי המולקולות נמצאים במים, וזנבות הפחמימנים נמצאים מעל פני השטח שלה.

ישנן שתי שכבות כאלה בקרום התא, ובכל אחת מהן מופנים ראשי המולקולות כלפי חוץ, והזנבות מופנים בתוך הממברנה, אחד לשני, וכך לא נוגעים במים. עובי הממברנה הזו הוא כ. 7 ננומטר. בנוסף למרכיבי השומנים העיקריים, הוא מכיל מולקולות חלבון גדולות המסוגלות "לרחף" בדו-שכבת השומנים ומסודרות כך שצד אחד שלהן פונה בתוך התא, והשני נמצא במגע עם הסביבה החיצונית. חלק מהחלבונים ממוקמים רק בחלק החיצוני או רק על פני השטח הפנימיים של הממברנה, או שקועים רק באופן חלקי בשכבת השומנים הדו-שכבתית.

תפקידה העיקרי של קרום התא הוא לווסת את הובלת החומרים אל תוך התא וממנו. מכיוון שהממברנה דומה פיזית לשמן במידה מסוימת, חומרים מסיסים בשמן או בממיסים אורגניים, כמו אתר, עוברים דרכו בקלות. כך גם לגבי גזים כמו חמצן ופחמן דו חמצני. יחד עם זאת, הממברנה כמעט בלתי חדירה לרוב החומרים המסיסים במים, במיוחד לסוכרים ומלחים. בשל תכונות אלו, הוא מסוגל לשמור על סביבה כימית בתוך התא השונה מבחוץ. לדוגמה, בדם ריכוז יוני הנתרן גבוה ויוני האשלגן נמוך, בעוד בנוזל התוך תאי היונים הללו נמצאים ביחס הפוך. מצב דומה אופייני לתרכובות כימיות רבות אחרות.

עם זאת, ברור שלא ניתן לבודד לחלוטין את התא סביבה, שכן עליו לקבל את החומרים הדרושים לחילוף החומרים, ולהיפטר מהתוצרים הסופיים שלו. בנוסף, דו-שכבת השומנים אינה אטומה לחלוטין אפילו עבור חומרים מסיסים במים, אלא מה שנקרא "שכבות" חודרות אליה. חלבונים "יוצרי תעלה" יוצרים נקבוביות, או תעלות, שיכולות להיפתח ולהיסגר (בהתאם לשינוי בקונפורמציה של החלבון) ובמצב פתוח מוליכים יונים מסוימים (Na + , K + , Ca 2+) לאורך שיפוע הריכוז. כתוצאה מכך, ההבדל בריכוזים בתוך התא ומחוץ לא יכול להישמר רק בגלל החדירות הנמוכה של הממברנה. למעשה, הוא מכיל חלבונים הממלאים את תפקידה של "משאבה" מולקולרית: הם מעבירים חומרים מסוימים גם לתוך התא וגם מחוצה לו, ופועלים נגד שיפוע הריכוז. כתוצאה מכך, כאשר ריכוז חומצות האמינו, למשל, גבוה בתוך התא ונמוך מבחוץ, עדיין ניתן להעביר חומצות אמינו מבחוץ לפנים. העברה כזו נקראת הובלה פעילה, ואנרגיה המסופקת על ידי חילוף החומרים מושקעת עליה. משאבות ממברנה הן מאוד ספציפיות: כל אחת מהן מסוגלת להעביר רק יונים של מתכת מסוימת, או חומצת אמינו, או סוכר. תעלות יונים של ממברנה הן גם ספציפיות.

חדירות סלקטיבית כזו חשובה מאוד מבחינה פיזיולוגית, והיעדרה היא העדות הראשונה למוות של תאים. ניתן להמחיש זאת בקלות בדוגמה של סלק. אם שורש סלק חי טובל במים קרים, הוא שומר על הפיגמנט שלו; אם הסלק מבושל, אז התאים מתים, הופכים לחדירים בקלות ומאבדים את הפיגמנט, מה שהופך את המים לאדום.

מולקולות גדולות כמו תאי חלבון יכולות "לבלוע". בהשפעת חלבונים מסוימים, אם הם נמצאים בנוזל המקיף את התא, מתרחשת פלישה בקרום התא, שנסגרת לאחר מכן ויוצרת בועה - ואקואול קטן המכיל מולקולות מים וחלבון; לאחר מכן, הממברנה סביב ה-vacuole נשברת, והתוכן נכנס לתא. תהליך זה נקרא פינוציטוזיס (מילולית "שתיית תאים"), או אנדוציטוזיס.

חלקיקים גדולים יותר, כגון חלקיקי מזון, יכולים להיספג בצורה דומה במהלך מה שנקרא. פגוציטוזיס. ככלל, ה-vacuole שנוצר במהלך phagocytosis גדול יותר, והמזון מתעכל על ידי האנזימים של הליזוזומים שבתוך ה-vacuole עד שהקרום המקיף אותו נקרע. סוג זה של תזונה אופייני לפרוטוזואה, למשל, לאמבות שאוכלות חיידקים. עם זאת, היכולת לפגוציטוזיס אופיינית הן לתאי מעיים של בעלי חיים נמוכים, והן לפגוציטים - אחד מסוגי הלבנים. תאי דם(לויקוציטים) של בעלי חוליות. במקרה האחרון, המשמעות של תהליך זה אינה בתזונה של הפגוציטים עצמם, אלא בהרס של חיידקים, וירוסים וחומרים זרים אחרים המזיקים לגוף.

הפונקציות של vacuoles עשויות להיות שונות. לדוגמה, פרוטוזואה החיים ב מים מתוקים, חווים זרימה אוסמטית מתמדת של מים, שכן ריכוז המלחים בתוך התא גבוה בהרבה מאשר מחוצה לו. הם מסוגלים להפריש מים לתוך ואקוול מיוחד מפריש (מתכווץ), שדוחף מדי פעם את תוכנו החוצה.

לתאי צמחים יש לרוב אחד גדול ואקואול מרכזי, שתופס כמעט את כל התא; הציטופלזמה יוצרת רק שכבה דקה מאוד בין דופן התא ל-vacuole. אחד התפקידים של ואקואול כזה הוא הצטברות מים, המאפשרת לתא להגדיל במהירות את גודלו. יכולת זו נחוצה במיוחד בתקופה שבה רקמות הצמח צומחות ויוצרות מבנים סיביים.

ברקמות, במקומות של צומת הדוק של תאים, הממברנות שלהם מכילות נקבוביות רבות שנוצרו על ידי חלבונים החודרים לממברנה - מה שנקרא. חיבורים. הנקבוביות של תאים סמוכים ממוקמות זו מול זו, כך שחומרים בעלי משקל מולקולרי נמוך יכולים לעבור מתא לתא - מערכת תקשורת כימית זו מרכזת את פעילותם החיונית. דוגמה אחת לתיאום כזה היא חלוקה פחות או יותר סינכרונית של תאים שכנים הנצפית ברקמות רבות.

ציטופלזמה

בציטופלזמה יש ממברנות פנימיות הדומות לאלו החיצוניות ויוצרות אברונים מסוגים שונים. ניתן לחשוב על ממברנות אלו כקפלים של הקרום החיצוני; לפעמים הקרומים הפנימיים יוצרים שלם אינטגרלי עם זה החיצוני, אבל לעתים קרובות הקפל הפנימי כרוך, והמגע עם הקרום החיצוני נקטע. עם זאת, גם אם מגע נשמר, הממברנות הפנימיות והחיצוניות לא תמיד זהות מבחינה כימית. בפרט, הרכב חלבוני הממברנה באברוני התא השונים שונה.

רשת אנדופלזמית.

רשת של צינוריות ושלפוחיות משתרעת משטח התא ועד לגרעין. רשת זו נקראת הרשת האנדופלזמית. לעתים קרובות צוין שהצינוריות נפתחות על פני התא, והרשת האנדופלזמית ממלאת אפוא את התפקיד של מנגנון מיקרו-מחזור שדרכו סביבה חיצוניתיכול ליצור אינטראקציה ישירה עם כל תוכן התא. אינטראקציה כזו נמצאה בחלק מהתאים, במיוחד בתאי שריר, אך עדיין לא ברור אם היא אוניברסלית. בכל מקרה, למעשה מתרחשת הובלה של מספר חומרים דרך צינוריות אלו מחלק אחד של התא לאחר.

גופים זעירים הנקראים ריבוזומים מכסים את פני הרשת האנדופלזמית, במיוחד ליד הגרעין. קוטר הריבוזום כ. 15 ננומטר, הם חצי חלבונים, חצי חומצות ריבו-נוקלאיות. תפקידם העיקרי הוא סינתזה של חלבונים; מטריקס (מידע) RNA וחומצות אמינו הקשורות ל-Transfer RNA מחוברים אל פני השטח שלהם. אזורים של הרשת המכוסים בריבוזומים נקראים רטיקולום אנדופלזמי מחוספס, ואלה שבלעדיו נקראים חלקים. בנוסף לריבוזומים, אנזימים שונים נספגים או מחוברים בדרך אחרת לרטיקולום האנדופלזמי, לרבות מערכות אנזימים המבטיחות שימוש בחמצן ליצירת סטרולים ולניטרול רעלים מסוימים. בתנאים לא נוחים, הרטיקולום האנדופלזמי מתנוון במהירות, ולכן מצבו משמש כאינדיקטור רגיש לבריאות התא.

מערכת גולג'י.

מנגנון גולגי (קומפלקס גולגי) הוא חלק מיוחד של הרשת האנדופלזמית, המורכב משקי קרום שטוחים מוערמים. הוא מעורב בהפרשת חלבונים על ידי התא (מתרחשת בו אריזה של חלבונים מופרשים לגרגירים) ולכן מפותחת במיוחד בתאים המבצעים תפקיד מפריש. ל פונקציות חשובותמנגנון הגולגי כולל גם הצמדת קבוצות פחמימות לחלבונים ושימוש בחלבונים אלו לבניית קרום התא וממברנת הליזוזומים. בחלק מהאצות, סיבי תאית מסונתזים במנגנון הגולגי.

ליזוזומים

הם שלפוחיות קטנות המוקפות בקרום אחד. הם ניצנים ממנגנון גולגי ואולי מהרשת האנדופלזמית. הליזוזומים מכילים מגוון אנזימים המפרקים מולקולות גדולות, במיוחד חלבונים. בשל פעולתם ההרסנית, אנזימים אלו "נעולים" כביכול בליזוזומים ומשתחררים רק לפי הצורך. אז, במהלך העיכול התוך תאי, אנזימים משתחררים מליזוזומים לתוך ואקואולים של העיכול. ליזוזומים נחוצים גם להרס תאים; לדוגמה, במהלך הפיכת ראשן לצפרדע בוגרת, שחרור אנזימים ליזוזומליים מבטיח הרס של תאי זנב. במקרה זה, זה נורמלי ומועיל לגוף, אבל לפעמים הרס תאים כזה הוא פתולוגי. לדוגמה, כאשר שואפים אבק אסבסט, הוא יכול לחדור לתאי הריאות, ואז ליזוזומים נקרעים, תאים נהרסים ומתפתחת מחלת ריאות.

מיטוכונדריה וכלורופלסטים.

מיטוכונדריה הן תצורות דמויות שק גדולות יחסית בעלות מבנה מורכב למדי. הם מורכבים ממטריצה ​​המוקפת בקרום פנימי, חלל בין-ממברנה וממברנה חיצונית. הממברנה הפנימית מקופלת לקפלים הנקראים cristae. הצטברויות של חלבונים ממוקמות על גבי הקריסטות. רבים מהם הם אנזימים המזרזים את החמצון של תוצרי פירוק פחמימות; אחרים מזרזים את התגובות של סינתזה וחמצון שומנים. אנזימים עזר המעורבים בתהליכים אלו מומסים במטריצה ​​המיטוכונדריה.

במיטוכונדריה מתרחשת חמצון של חומרים אורגניים, יחד עם סינתזה של אדנוזין טריפוספט (ATP). פירוק ה-ATP עם יצירת אדנוזין דיפוספט (ADP) מלווה בשחרור אנרגיה, המושקעת בתהליכי חיים שונים, כגון סינתזה של חלבונים וחומצות גרעין, הובלת חומרים אל תוך התא וממנו, העברת דחפים עצביים, או התכווצות שרירים. המיטוכונדריה, אם כן, הן תחנות אנרגיה המעבדות "דלק" - שומנים ופחמימות - לצורת אנרגיה שיכולה לשמש את התא, ולכן את הגוף כולו.

תאי צמחים מכילים גם מיטוכונדריה, אך מקור האנרגיה העיקרי לתאים שלהם הוא אור. אנרגיית האור משמשת את התאים הללו ליצירת ATP ולסנתזה של פחמימות מפחמן דו חמצני ומים. כלורופיל, פיגמנט שצובר אנרגיית אור, נמצא בכלורופלסטים. לכלורופלסטים, כמו המיטוכונדריה, יש קרום פנימי וחיצוני. מתוך תולדות הממברנה הפנימית בתהליך התפתחות של כלורופלסטים, מה שנקרא. ממברנות thylakoid; האחרונים יוצרים שקיות פחוסות, שנאספו בערימות כמו עמודת מטבעות; ערימות אלה, הנקראות גרנה, מכילות כלורופיל. בנוסף לכלורופיל, הכלורופלסטים מכילים את כל שאר הרכיבים הדרושים לפוטוסינתזה.

כמה כלורופלסטים מיוחדים אינם מבצעים פוטוסינתזה, אלא מבצעים פונקציות אחרות, למשל, הם מספקים אחסון של עמילן או פיגמנטים.

אוטונומיה יחסית.

במובנים מסוימים, מיטוכונדריה וכלורופלסטים מתנהגים כמו אורגניזמים אוטונומיים. לדוגמה, בדיוק כמו תאים עצמם, הנובעים רק מתאי, מיטוכונדריה וכלורופלסטים נוצרים רק ממיטוכונדריה וכלורופלסטים קיימים. הדבר הוכח בניסויים על תאי צמחים, שבהם עוכבה יצירת כלורופלסטים על ידי האנטיביוטיקה סטרפטומיצין, ובתאי שמרים, שבהם עוכבה יצירת מיטוכונדריה על ידי תרופות אחרות. לאחר השפעות כאלה, התאים מעולם לא שיקמו את האברונים החסרים. הסיבה היא שהמיטוכונדריה והכלורופלסטים מכילים כמות מסוימת של החומר הגנטי שלהם (DNA) שמקודד לחלק מהמבנה שלהם. אם ה-DNA הזה הולך לאיבוד, וזה מה שקורה כאשר היווצרות האברונים מדוכאת, אז לא ניתן ליצור מחדש את המבנה. לשני סוגי האברונים יש מערכת מסינתזת חלבונים משלהם (ריבוזומים ו-RNA-טרנספר), השונה במקצת מהמערכת העיקרית לסינתזת החלבונים של התא; ידוע, למשל, שניתן לדכא את מערכת סינתזת החלבונים של האברונים על ידי אנטיביוטיקה, בעוד שהם אינם פועלים על המערכת הראשית.

ה-DNA של האברונים אחראי על עיקר התורשה החוץ-כרומוזומלית, או ציטופלזמית. תורשה חוץ כרומוזומלית אינה מצייתת לחוקים המנדלים, שכן במהלך חלוקת התא, DNA אברון מועבר לתאי בת בצורה שונה מזו של כרומוזומים. חקר המוטציות המתרחשות ב-DNA של אברונים וב-DNA של כרומוזומים הראה שה-DNA של האברונים אחראי רק על חלק קטןמבני אברון; רוב החלבונים שלהם מקודדים בגנים הממוקמים על כרומוזומים.

האוטונומיה הגנטית החלקית של האברונים הנחשבים והמוזרויות של מערכות סינתזת החלבון שלהם שימשו בסיס להנחה שהמיטוכונדריה והכלורופלסטים מקורם בחיידקים סימביוטיים שהתיישבו בתאים לפני 1-2 מיליארד שנים. דוגמה מודרנית לסימביוזה כזו היא האצות הפוטוסינתטיות הקטנות שחיות בתוך תאים של כמה אלמוגים ורכיכות. אצות מספקות למארחים שלהן חמצן, ומהן הן מקבלות חומרי הזנה.

מבנים פיברילרים.

הציטופלזמה של התא היא נוזל צמיג, כך שמתח פני השטח היה מצפה שהתא יהיה כדורי למעט כאשר התאים ארוזים בחוזקה. עם זאת, זה בדרך כלל לא נצפה. לפרוטוזאות רבות יש אינגמנטים או ממברנות צפופות המעניקות לתא צורה ספציפית, לא כדורית. עם זאת, גם ללא ממברנה, תאים יכולים לשמור על צורה לא כדורית בשל העובדה שהציטופלזמה בנויה עם סיבים מקבילים רבים, קשיחים למדי. האחרונים נוצרים על ידי מיקרוטובולים חלולים, המורכבים מיחידות חלבון המאורגנות בספירלה.

חלק מהפרוטוזואה יוצרות פסאודופודיה - יציאות ציטופלסמיות ארוכות ודקות שבאמצעותן הן לוכדות מזון. פסאודופודיה שומרת על צורתן בשל קשיחות המיקרוטובולים. אם הלחץ ההידרוסטטי עולה לכ-100 אטמוספרות, המיקרוטובולים מתפוררים והתא מקבל צורת טיפה. כאשר הלחץ חוזר לקדמותו, המיקרוטובולים מתכנסים מחדש והתא יוצר פסאודופודיה. תאים רבים אחרים מגיבים באופן דומה לשינויים בלחץ, מה שמאשר את השתתפותן של המיקרוטובולים בשמירה על צורת התא. ההרכבה והפירוק של מיקרוטובולים, הנחוצים לתא לשנות צורה במהירות, מתרחשים גם בהיעדר שינויי לחץ.

מיקרוטובוליות גם יוצרות מבנים פיברילרים המשמשים כאברים לתנועת תאים. לחלק מהתאים יש יציאות דמויות שוט הנקראים פלגלה, או cilia - הכאתם מבטיחה את תנועת התא במים. אם התא אינו נייד, מבנים אלה מניעים מים, חלקיקי מזון וחלקיקים אחרים לכיוון התא או הרחק ממנו. הדגלים גדולים יחסית, ובדרך כלל בתא יש רק דגלים אחת, מדי פעם כמה דגלים. ריסים קטנים בהרבה ומכסים את כל פני התא. למרות שמבנים אלה אופייניים בעיקר לפרוטוזואה, הם עשויים להיות נוכחים גם בצורות מאורגנות מאוד. בגוף האדם הכל מרופד בסיליה. כיווני אוויר. חלקיקים קטנים שנכנסים אליהם נתפסים בדרך כלל על ידי ריר על פני התא, והריסים מעבירים אותם החוצה יחד עם הריר, ובכך מגנים על הריאות. תאי הנבט הזכריים של רוב בעלי החיים וחלק מהצמחים הנמוכים נעים בעזרת דגל.

ישנם סוגים אחרים של תנועה סלולרית. אחד מהם הוא תנועת אמבואידים. אמבה, כמו גם כמה תאים של אורגניזמים רב-תאיים, "זורמים" ממקום למקום, כלומר. לזוז עקב הזרם של תוכן התא. זרם קבוע של חומר קיים גם בתוך תאי הצמח, אך הוא אינו כרוך בתנועה של התא בכללותו. הסוג הנחקר ביותר של תנועה תאית הוא התכווצות של תאי שריר; זה מתבצע על ידי החלקה של סיבים (חוטי חלבון) זה לזה, מה שמוביל לקיצור התא.

גַרעִין

הגרעין מוקף בקרום כפול. רווח צר מאוד (כ-40 ננומטר) בין שני ממברנות נקרא perinuclear. ממברנות הגרעין עוברות אל הממברנות של הרשת האנדופלזמית, והחלל הפרי-גרעיני נפתח אל הרשתית. בדרך כלל, לממברנה הגרעינית יש נקבוביות צרות מאוד. ככל הנראה, מולקולות גדולות מועברות דרכן, כמו RNA שליח, אשר מסונתז על גבי DNA ואז נכנס לציטופלזמה.

החלק העיקרי של החומר הגנטי נמצא בכרומוזומים של גרעין התא. כרומוזומים מורכבים משרשראות ארוכות של דנ"א דו-גדילי, שאליהן הראשי (כלומר, בעל תכונות אלקליות) חלבונים. לפעמים לכרומוזומים יש כמה גדילי DNA זהים המונחים זה לצד זה - כרומוזומים כאלה נקראים פוליטן (מולטיפילמנטוס). מספר הכרומוזומים ב סוגים שוניםבצורה לא שוויונית. תאים דיפלואידים בגוף האדם מכילים 46 כרומוזומים, או 23 זוגות.

בתא שאינו מתחלק, הכרומוזומים מחוברים בנקודה אחת או יותר לממברנה הגרעינית. במצב רגיל שאינו ספירלי, הכרומוזומים דקים עד כדי כך שאינם נראים במיקרוסקופ אור. בלוקוסים (אזורים) מסוימים של כרומוזום אחד או יותר, נוצר גוף צפוף הנמצא בגרעיני רוב התאים - מה שנקרא. גרעין. בגרעין, RNA מסונתז ומצטבר, המשמש לבניית ריבוזומים, כמו גם כמה סוגים אחרים של RNA.

חלוקת תא

למרות שכל התאים מגיעים מהחלוקה של התא הקודם, לא כולם ממשיכים להתחלק. לדוגמה, תאי עצביםהמוח, לאחר שהתעורר, כבר לא מתחלק. מספרם הולך ופוחת בהדרגה; רקמת מוח פגומה אינה מסוגלת להתאושש על ידי התחדשות. אם התאים ממשיכים להתחלק, אז הם מאופיינים במחזור תאים המורכב משני שלבים עיקריים: אינטרפאזה ומיטוזה.

האינטרפאז עצמו מורכב משלושה שלבים: G 1, S ו-G 2. להלן משך הזמן שלהם, אופייני לתאי צמחים ובעלי חיים.

G 1 (4–8 שעות). שלב זה מתחיל מיד לאחר לידת התא. במהלך שלב G 1, התא, למעט כרומוזומים (שאינם משתנים), מגדיל את המסה שלו. אם התא אינו מתחלק עוד יותר, הוא נשאר בשלב זה.

S (6-9 שעות). מסת התא ממשיכה לעלות, ומתרחשת הכפלה (כפול) של ה-DNA הכרומוזומלי. עם זאת, הכרומוזומים נשארים בודדים במבנה, אם כי מסתם כפול, שכן שני העותקים של כל כרומוזום (הכרומטידים) עדיין מחוברים זה לזה לכל אורכם.

G2. מסת התא ממשיכה לעלות עד שהיא כפולה בערך מהמסה ההתחלתית, ואז מתרחשת מיטוזה.

לאחר הכפלת הכרומוזומים, כל אחד מתאי הבת חייב לקבל סט שלם של כרומוזומים. חלוקת תאים בלבד אינה יכולה להשיג זאת - תוצאה זו מושגת באמצעות תהליך הנקרא מיטוזה. מבלי להיכנס לפרטים, יש להתייחס לתחילת תהליך זה כיישור של כרומוזומים במישור המשווני של התא. ואז כל כרומוזום מתפצל לאורך לשתי כרומטידות, שמתחילות להתפצל בכיוונים מנוגדים, והופכות לכרומוזומים עצמאיים. כתוצאה מכך, בשני הקצוות של התא ממוקם על מערך הכרומוזומים המלא. ואז התא מתחלק לשניים, וכל תא בת מקבל סט שלם של כרומוזומים.

להלן תיאור של מיטוזה בטיפוס טיפוסי כלוב חיות. בדרך כלל זה מחולק לארבעה שלבים.

א פרופאזה. מבנה תאי מיוחד - הצנטריול - מכפיל את עצמו (לעיתים ההכפלה הזו מתרחשת בתקופת ה-S של האינטרפאזה), ושני הצנטריולים מתחילים להתפצל לעבר קטבים מנוגדים של הגרעין. הקרום הגרעיני נהרס; במקביל, חלבונים מיוחדים מתחברים (מצברים), ויוצרים מיקרוטובולים בצורה של חוטים. לצנטריולים, הממוקמים כעת בקטבים מנוגדים של התא, יש השפעה מארגנת על מיקרוטובולים, שכתוצאה מכך מסתדרים בצורה רדיאלית, ויוצרים מבנה הדומה לפרח אסטר ("כוכב") במראהו. חוטים אחרים של microtubules נמתחים מצנטרול אחד למשנהו, ויוצרים את מה שנקרא. ציר חלוקה. בשלב זה, הכרומוזומים נמצאים במצב ספירלי, הדומה למעיין. הם נראים בבירור תחת מיקרוסקופ אור, במיוחד לאחר צביעה. בפרופאזה, הכרומוזומים מתפצלים, אך הכרומטידות עדיין נשארות קשורות בזוגות באזור הצנטרומר, אברון כרומוזומלי הדומה בתפקוד לצנטרול. לצנטרומרים יש גם השפעה מארגנת על חוטי הציר, הנמתחים כעת מצנטרול לצנטרומר וממנו לצנטרול אחר.

II. מטאפאזה. כרומוזומים, עד לנקודה זו המסודרים באקראי, מתחילים לנוע, כאילו נמשכים על ידי חוטי ציר המחוברים לצנטרומרים שלהם, ומסתדרים בהדרגה במישור אחד במיקום מסוים ובמרחק שווה משני הקטבים. שוכבים באותו מישור, צנטרומרים יחד עם כרומוזומים יוצרים את מה שנקרא. לוח משוון. הצנטרומרים המחברים בין זוגות כרומטידים מתחלקים, ולאחר מכן נפרדים הכרומוזומים האחיים לחלוטין.

III. אנפאזה. הכרומוזומים של כל זוג נעים בכיוונים מנוגדים לכיוון הקטבים, כאילו נגררים על ידי חוטי ציר. במקרה זה נוצרים גם חוטים בין הצנטרומרים של כרומוזומים זוגיים.

IV. טלופאז. ברגע שהכרומוזומים מתקרבים לקטבים מנוגדים, התא עצמו מתחיל להתחלק לאורך המישור שבו הייתה ממוקמת הלוח המשווני. כתוצאה מכך נוצרים שני תאים. סיבי הציר מתפרקים, הכרומוזומים מתפרקים ונעשים בלתי נראים, ומסביבם נוצרת קרום גרעיני. תאים חוזרים לשלב G 1 של האינטרפאזה. כל תהליך המיטוזה אורך כשעה.

הפרטים של מיטוזה משתנים במקצת בסוגי תאים שונים. בתא צמחי טיפוסי נוצר ציר, אך אין צנטריולים. בפטריות, מיטוזה מתרחשת בתוך הגרעין, ללא התפוררות מוקדמת של הממברנה הגרעינית.

חלוקת התא עצמו, הנקראת ציטוקינזיס, אינה קשורה אך ורק למיטוזה. לפעמים מיטוזה אחת או יותר חולפת ללא חלוקת תאים; כתוצאה מכך, נוצרים תאים מרובי גרעינים, שנמצאים לרוב באצות. אם מהביצה קיפוד יםהסר את הגרעין במיקרומניפולציה, ואז הציר ממשיך להיווצר והביצה ממשיכה להתחלק. זה מראה שהנוכחות של כרומוזומים לא תנאי הכרחילחלוקת תאים.

רבייה על ידי מיטוזה נקראת רבייה א-מינית, ריבוי וגטטיבי או שיבוט. ההיבט החשוב ביותר שלו הוא גנטי: עם רבייה כזו, אין סטייה גורמים תורשתייםבצאצאים. תאי הבת שנוצרו זהים לחלוטין מבחינה גנטית להורה. מיטוזיס הוא אופן הרבייה העצמי היחיד במינים שאין להם רבייה מינית, כמו אורגניזמים חד-תאיים רבים. עם זאת, אפילו במינים מתרבים מינית, תאי הגוף מתחלקים במיטוזה ומקורם בתא בודד, הביצית המופרית, ולכן כולם זהים מבחינה גנטית. צמחים גבוהים יותר יכולים להתרבות באופן א-מיני (באמצעות מיטוזה) על ידי שתילים ושפמים (דוגמה מפורסמת היא תותים).

רבייה מינית של אורגניזמים מתבצעת בעזרת תאים מיוחדים, מה שנקרא. גמטות - ביציות (ביצים) וזרעונים (זרעונים). גמטות מתמזגות ויוצרות תא אחד, הזיגוטה. כל גמט הוא הפלואידי, כלומר. יש סט אחד של כרומוזומים. בתוך הסט, כל הכרומוזומים שונים, אך כל כרומוזום של הביצית מתאים לאחד מהכרומוזומים של הזרע. הזיגוטה, אם כן, כבר מכילה זוג כרומוזומים כאלה המקבילים זה לזה, הנקראים הומולוגיים. כרומוזומים הומולוגיים דומים כי יש להם אותם גנים או גרסאות שלהם (אללים) שקובעים סימנים ספציפיים. לדוגמה, לאחד מהכרומוזומים הזוגיים יכול להיות גן המקודד לקבוצת דם A, ולשני גרסה שלו המקודדת לקבוצת דם B. כרומוזומי הזיגוטה שמקורם בביצית הם אימהיים, ואלה שמקורם בזרע הם אַבהִי.

גם כתוצאה מחלוקות מיטוטיות מרובות אורגניזם רב תאי, או מספר רב של תאים חיים חופשיים, כפי שמתרחש בפרוטוזואה מתרבה מינית ובאצות חד-תאיות.

במהלך היווצרות הגמטות, יש להפחית בחצי את מערך הכרומוזומים הדיפלואידי שהיה לזיגוטה. אם זה לא היה קורה, אז בכל דור היתוך של גמטות יוביל להכפלת מערך הכרומוזומים. הפחתה למספר הפלואידי של הכרומוזומים מתרחשת כתוצאה מחלוקת הפחתה - מה שנקרא. מיוזה, שהיא גרסה של מיטוזה.

פיצול ושילוב מחדש.

תכונה של מיוזה היא שבמהלך חלוקת התא, הלוח המשווני נוצר על ידי זוגות של כרומוזומים הומולוגיים, ולא כרומוזומים בודדים כפולים, כמו במיטוזה. כרומוזומים זוגיים, שכל אחד מהם נשאר בודד, מתפצלים לקטבים מנוגדים של התא, התא מתחלק, וכתוצאה מכך, תאי הבת מקבלים מחצית מקבוצת הכרומוזומים בהשוואה לזיגוטה.

לדוגמה, נניח שהקבוצה הפלואידית מורכבת משני כרומוזומים. בזיגוטה (ובהתאם, בכל תאי האורגניזם המייצר גמטות), נמצאים כרומוזומים אימהיים A ו-B ו-A אבהיים "ו-B". במהלך המיוזה, הם יכולים להיפרד באופן הבא:

החשובה ביותר בדוגמה זו היא העובדה שכאשר הכרומוזומים מתפצלים, הסט האימהי והאבי הראשוני אינו נוצר בהכרח, אך שילוב מחדש של גנים אפשרי, כמו בגמטות AB "וA" B בתרשים לעיל.

עכשיו נניח שצמד הכרומוזומים AA" מכיל שני אללים - או ב- גן הקובע את קבוצות הדם A ו-B. באופן דומה, זוג כרומוזומים BB "מכיל אללים Mו נגן נוסף שקובע את קבוצות הדם M ו-N. ההפרדה של אללים אלה יכולה להתבצע באופן הבא:

ברור שהגמטות המתקבלות יכולות להכיל כל אחד מהשילובים הבאים של שני אללים גנים: בבוקר, bn, bmאוֹ an.

אם יש יותר כרומוזומים, אז זוגות אללים יתפצלו באופן עצמאי באותו אופן. המשמעות היא שאותן זיגוטות יכולות לייצר גמטות עם שילובים שונים של אללים גנים ולהוליד גנוטיפים שונים בצאצאים.

חלוקה מיוטי.

שתי הדוגמאות הללו ממחישות את עקרון המיוזה. למעשה, מיוזה היא תהליך הרבה יותר מורכב, מכיוון שהוא כולל שתי חלוקות עוקבות. העיקר במיוזה הוא שהכרומוזומים מוכפלים רק פעם אחת, בעוד התא מתחלק פעמיים, וכתוצאה מכך הפחתה במספר הכרומוזומים והקבוצה הדיפלואידית הופכת להפלואידית.

במהלך הפרופזה של החלוקה הראשונה, כרומוזומים הומולוגיים מצומדים, כלומר, הם מתאחדים בזוגות. כתוצאה מתהליך מאוד מדויק זה, כל גן נמצא מול ההומלוג שלו בכרומוזום השני. שני הכרומוזומים מכפילים את עצמם, אך הכרומטידות נשארות מחוברות זו לזו באמצעות צנטרומר משותף.

במטאפאזה, ארבעת הכרומטידים המחוברים מסתדרים ויוצרים את הלוח המשווני, כאילו היו כרומוזום משוכפל אחד. בניגוד למה שקורה בזמן מיטוזה, הצנטרומרים אינם מתחלקים. כתוצאה מכך, כל תא בת מקבל זוג כרומטידות שעדיין מחוברות על ידי הצטרומיר. במהלך החלוקה השנייה, הכרומוזומים, שכבר אינדיבידואליים, מסתדרים שוב, ויוצרים, כמו במיטוזה, לוח משווני, אך הכפלתם אינה מתרחשת במהלך החלוקה הזו. לאחר מכן הצנטרומרים מתחלקים וכל תא בת מקבל כרומטיד אחד.

חלוקה של הציטופלזמה.

כתוצאה משתי חלוקות מיוטיות של תא דיפלואידי, נוצרים ארבעה תאים. במהלך היווצרות תאי נבט זכריים מתקבלים ארבעה זרעונים באותו גודל בערך. במהלך היווצרות הביציות, חלוקת הציטופלזמה מתרחשת בצורה מאוד לא אחידה: תא אחד נשאר גדול, בעוד ששלושת האחרים כל כך קטנים עד שהם תפוסים כמעט לחלוטין על ידי הגרעין. אלה תאים קטנים, מה שנקרא גופים קוטביים, משמשים רק כדי להכיל את עודף הכרומוזומים הנוצרים כתוצאה ממיוזה. החלק העיקרי של הציטופלזמה הנחוץ לזיגוטה נשאר בתא אחד - הביצית.

צימוד ומעבר.

במהלך הצמידה, הכרומטידות של הכרומוזומים ההומולוגיים יכולות להישבר ואז להצטרף בסדר חדש, ולהחליף מקטעים באופן הבא:

חילוף זה של קטעים של כרומוזומים הומולוגיים נקרא מעבר (crossover). כפי שהוצג לעיל, מעבר מוביל להופעתם של שילובים חדשים של אללים של גנים מקושרים. אז אם לכרומוזומים המקוריים היו שילובים א.בו אב, ואז לאחר המעבר הם יכילו אבו aB. מנגנון זה להופעתם של שילובי גנים חדשים משלים את ההשפעה של מיון כרומוזומים עצמאי המתרחש במהלך המיוזה. ההבדל הוא שמעבר מפריד בין גנים על אותו כרומוזום, בעוד שמיון עצמאי מפריד רק גנים על כרומוזומים שונים.

חילופי דורות

תאים פרימיטיביים: פרוקריוטים

כל האמור לעיל חל על תאים של צמחים, בעלי חיים, פרוטוזואה ואצות חד-תאיות, הנקראים ביחד איקריוטים. אוקריוטים התפתחו מצורה פשוטה יותר, פרוקריוטות, שהם כיום חיידקים, כולל ארכאיבקטריה וציאנובקטריה (אלה האחרונים נקראו בעבר אצות כחולות-ירוקות). בהשוואה לתאים אאוקריוטיים, תאים פרוקריוטיים קטנים יותר ויש להם פחות אברוני תאים. יש להם קרום תא אבל אין רשת אנדופלזמה, וריבוזומים צפים בחופשיות בציטופלזמה. מיטוכונדריה נעדרות, אך בדרך כלל מחוברים אנזימים חמצוניים לממברנת התא, ובכך הופך להיות המקבילה למיטוכונדריה. פרוקריוטים גם משוללים מכלורופלסטים, וכלורופיל, אם קיים, קיים בצורה של גרגירים קטנים מאוד.

לפרוקריוטים אין גרעין סגור ממברנה, אם כי ניתן לזהות את מיקומו של ה-DNA לפי הצפיפות האופטית שלו. המקבילה של כרומוזום היא גדיל DNA, בדרך כלל מעגלי, עם מספר קטן בהרבה של חלבונים מחוברים. שרשרת ה-DNA בנקודה אחת מחוברת לממברנת התא. מיטוזיס נעדר בפרוקריוטים. הוא מוחלף בתהליך הבא: ה-DNA מכפיל את עצמו, ולאחריו מתחילה קרום התא לצמוח בין נקודות התקשרות סמוכות של שני עותקים של מולקולת ה-DNA, שכתוצאה מכך מתפצלים בהדרגה. התא מתחלק בסופו של דבר בין נקודות ההתקשרות של מולקולות ה-DNA, ויוצרים שני תאים, שלכל אחד מהם עותק משלו של ה-DNA.

הבדל תאים

צמחים ובעלי חיים רב-תאיים התפתחו מאורגניזמים חד-תאיים שתאיהם נשארו יחד לאחר החלוקה, ויצרו מושבה. בתחילה, כל התאים היו זהים, אך אבולוציה נוספת הולידה התמיינות. קודם כל, תאים סומטיים (כלומר תאי גוף) ותאי נבט התמיינו. עוד יותר, הבידול הפך מסובך יותר - שונה יותר ויותר סוגי תאים. אונטוגניה - התפתחות אינדיבידואלית של אורגניזם רב תאי - חוזרת באופן כללי על תהליך אבולוציוני זה (פילוגנזה).

מבחינה פיזיולוגית, תאים מתמיינים בחלקם על ידי חיזוק תכונה כזו או אחרת המשותפת לכל התאים. לדוגמה, תפקוד ההתכווצות מוגבר בתאי השריר, מה שעשוי להיות תוצאה של שיפור במנגנון המבצע תנועה של אמבואיד או סוגים אחרים של תנועה בתאים פחות מיוחדים. דוגמה דומה היא תאי שורש דקים עם התהליכים שלהם, מה שנקרא. שערות שורש, המשמשות לספיגת מלחים ומים; במידה זו או אחרת, פונקציה זו טבועה בכל תאים. לפעמים התמחות קשורה לרכישת מבנים ותפקודים חדשים - דוגמה לכך היא התפתחות של איבר תנועתי (flagellum) בזרע.

בידול ברמת התא או הרקמה נחקר בפירוט מסוים. אנחנו יודעים, למשל, שלפעמים זה מתקדם באופן אוטונומי, כלומר. סוג תא אחד יכול להפוך לתא אחר, ללא קשר לאיזה סוג תאים שייכים השכנים. עם זאת, מה שנקרא. אינדוקציה עוברית היא תופעה שבה סוג אחד של רקמה מגרה תאים מסוג אחר להתמיין בכיוון נתון.

במקרה הכללי, הבידול הוא בלתי הפיך, כלומר. תאים בעלי התמיינות גבוהה אינם יכולים להפוך לסוג אחר של תאים. עם זאת, זה לא תמיד המקרה, במיוחד בתאי צמחים.

הבדלים במבנה ובתפקוד נקבעים בסופו של דבר על ידי אילו סוגי חלבונים מסונתזים בתא. מכיוון שגנים שולטים בסינתזה של חלבונים, ומערך הגנים בכל תאי הגוף זהה, ההתמיינות חייבת להיות תלויה בהפעלה או ביטול של גנים מסוימים בסוגים שונים של תאים. ויסות פעילות הגנים מתרחש ברמת השעתוק, כלומר. יצירת RNA שליח באמצעות DNA כתבנית. רק גנים מתומללים מייצרים חלבונים. חלבונים מסונתזים יכולים לחסום שעתוק, אך לפעמים להפעיל אותו. כמו כן, מכיוון שחלבונים הם תוצרים של גנים, גנים מסוימים יכולים לשלוט בתעתיק של גנים אחרים. הורמונים, בפרט הורמונים סטרואידים, מעורבים גם בוויסות השעתוק. גנים פעילים מאוד יכולים להיות משוכפלים (כפולים) פעמים רבות לייצור יותר RNA שליח.

התפתחות תצורות ממאירותנחשב לעתים קרובות למקרה מיוחד של התמיינות סלולרית. עם זאת, הופעת תאים ממאירים היא תוצאה של שינוי במבנה ה-DNA (מוטציה), ולא תהליכי שעתוק ותרגום לחלבון DNA תקין.

שיטות לימוד תא

מיקרוסקופ אור.

בחקר צורת התא ומבנהו, המכשיר הראשון היה מיקרוסקופ האור. הרזולוציה שלו מוגבלת לממדים הדומים לאורך הגל של האור (0.4-0.7 מיקרומטר לאור נראה). עם זאת, אלמנטים רבים של המבנה הסלולרי הם הרבה יותר קטנים בגודלם.

קושי נוסף הוא שרוב הרכיבים הסלולריים שקופים ומקדם השבירה שלהם כמעט זהה לזה של המים. כדי לשפר את הנראות, לעתים קרובות נעשה שימוש בצבעים בעלי זיקה שונה לרכיבים תאיים שונים. צביעה משמשת גם לחקר הכימיה של התא. לדוגמה, חלק מהצבעים נקשרים בעיקר לחומצות גרעין ובכך חושפים את הלוקליזציה שלהם בתא. ניתן להשתמש בחלק קטן מהצבעים - הם נקראים intravital - לצביעה של תאים חיים, אך בדרך כלל יש לקבע מראש את התאים (באמצעות חומרים שמקרישים את החלבון) ורק אז ניתן לצבוע אותם. ס"מ. היסטולוגיה.

לפני הבדיקה, תאים או פיסות רקמה מוטבעות בדרך כלל בפרפין או פלסטיק ואז חותכים לחלקים דקים מאוד באמצעות מיקרוטום. שיטה זו נמצאת בשימוש נרחב במעבדות קליניות לאיתור תאי גידול. בנוסף למיקרוסקופיה אור קונבנציונלית, פותחו גם שיטות אופטיות אחרות לחקר תאים: מיקרוסקופיה פלואורסצנטית, מיקרוסקופ ניגודיות פאזה, ספקטרוסקופיה וניתוח דיפרקציית רנטגן.

מיקרוסקופ אלקטרוני.

למיקרוסקופ האלקטרונים יש רזולוציה של כ. 1-2 ננומטר. זה מספיק לחקר מולקולות חלבון גדולות. בדרך כלל יש צורך להכתים את החפץ ולהבדיל אותו עם מלחי מתכת או מתכות. מסיבה זו, וגם כי חפצים נבחנים בוואקום, בעזרת מיקרוסקופ אלקטרוניניתן לחקור רק תאים מתים.

אוטורדיוגרפיה.

אם מתווסף למדיום איזוטופ רדיואקטיבי שנספג בתאים במהלך חילוף החומרים, אז ניתן לזהות את הלוקליזציה התוך-תאית שלו באמצעות אוטורדיוגרפיה. בשיטה זו מניחים חלקים דקים של תאים על סרט. הסרט מתכהה מתחת לאותם מקומות שבהם יש איזוטופים רדיואקטיביים.

צנטריפוגה.

לצורך מחקר ביוכימי של רכיבים תאיים, יש להשמיד תאים - באופן מכני, כימי או באולטרסאונד. הרכיבים המשתחררים נמצאים בתרחיף בנוזל וניתן לבודד ולטהר באמצעות צנטריפוגה (לרוב בשיפוע צפיפות). בדרך כלל, רכיבים מטוהרים כאלה שומרים על פעילות ביוכימית גבוהה.

תרביות תאים.

ניתן לחלק רקמות מסוימות לתאים בודדים באופן שהתאים נשארים בחיים ולעתים קרובות הם מסוגלים להתרבות. עובדה זו מאששת סוף סוף את הרעיון של תא כיחידת חיים. ספוג, אורגניזם רב תאי פרימיטיבי, ניתן לחלוקה לתאים על ידי שפשוף דרך מסננת. לאחר זמן מה, תאים אלה מתחברים מחדש ויוצרים ספוג. ניתן לגרום לרקמות עובריות של בעלי חיים להתנתק באמצעות אנזימים או אמצעים אחרים שמחלישים את הקשרים בין התאים.

האמבריולוג האמריקאי ר' הריסון (1879–1959) היה הראשון שהראה שתאים עובריים ואפילו כמה בוגרים יכולים לגדול ולהתרבות מחוץ לגוף בסביבה מתאימה. טכניקה זו, הנקראת תרבית תאים, שוכללה על ידי הביולוג הצרפתי א' קארל (1873-1959). ניתן לגדל תאי צמחים גם בתרבית, אך בהשוואה לתאי בעלי חיים, הם יוצרים אשכולות גדולים יותר והם מחוברים זה לזה בצורה חזקה יותר, כך שנוצרת רקמה במהלך גידול התרבית, ולא תאים בודדים. בתרבית תאים, ניתן לגדל תא שלם מתא בודד. צמח בוגרלמשל גזר.

מיקרוכירורגיה.

בעזרת מיקרומניפולטור ניתן להסיר, להוסיף או לשנות חלקים בודדים של התא. ניתן לחלק תא אמבה גדול לשלושה מרכיבים עיקריים - קרום התא, הציטופלזמה והגרעין, ולאחר מכן ניתן להרכיב ולהשיג את הרכיבים הללו מחדש. תא חי. בדרך זו ניתן להשיג תאים מלאכותיים המורכבים ממרכיבים מסוגים שונים של אמבות.

אם ניקח בחשבון שניתן לסנתז חלק מהרכיבים הסלולריים באופן מלאכותי, אז ניסויים בהרכבת תאים מלאכותיים עשויים להיות הצעד הראשון לקראת יצירת תנאי מעבדהצורות חיים חדשות. מכיוון שכל אורגניזם מתפתח מתא בודד, שיטת השגת תאים מלאכותיים מאפשרת, באופן עקרוני, בנייה של אורגניזמים מסוג נתון, אם במקביל משתמשים ברכיבים מעט שונים מאלה המצויים בתאים הקיימים כיום. אולם במציאות, סינתזה מלאה של כל הרכיבים הסלולריים אינה נדרשת. המבנה של רוב, אם לא כל, מרכיבי התא נקבע על ידי חומצות גרעין. לפיכך, הבעיה של יצירת אורגניזמים חדשים מצטמצמת לסינתזה של סוגים חדשים של חומצות גרעין והחלפתן של חומצות גרעין טבעיות בתאים מסוימים.

היתוך תאים.

ניתן להשיג סוג אחר של תאים מלאכותיים על ידי איחוי של תאים מאותו סוג או מסוגים שונים. כדי להשיג היתוך, התאים נחשפים לאנזימים ויראליים; במקרה זה, המשטחים החיצוניים של שני תאים נדבקים זה לזה, והממברנה ביניהם קורסת, ונוצר תא שבו שתי קבוצות של כרומוזומים סגורות בגרעין אחד. ניתן להתמזג תאים מסוגים שונים או שלבים שוניםחֲלוּקָה. בשיטה זו ניתן היה להשיג תאים היברידיים של עכבר ועוף, אדם ועכבר, אדם וקרפד. תאים כאלה הם היברידיים רק בהתחלה, ולאחר חלוקות תאים רבות הם מאבדים את רוב הכרומוזומים מסוג זה או אחר. התוצר הסופי הופך, למשל, בעצם לתא עכבר, שבו גנים אנושייםנעדר או זמין רק ב כמות קטנה. מעניין במיוחד הוא היתוך של תאים נורמליים וממאירים. במקרים מסוימים, הכלאיים הופכים לממאירים, במקרים אחרים הם לא; שני המאפיינים יכולים להופיע גם כדומיננטיים וגם כרצסיביים. תוצאה זו אינה בלתי צפויה מכיוון שעלולה להיגרם ממאירות גורמים שוניםויש לו מנגנון מורכב.

סִפְרוּת:

Ham A, Cormac D. היסטולוגיה, כרך 1. מ', 1982
Alberts B., Bray D., Lewis J., Raff M., Roberts K., Watson J. ביולוגיה מולקולריתתאים, כרך 1. מ', 1994



זמן שיעור- 90 דקות

מקום- כיתה

סוג השיעור- סמינר

מטרות השיעור:

1. הדרכה:

לסכם את הידע של התלמידים על החומר הנלמד, הכישורים, היכולות; להעריך את רמת הידע; שליטה בידע, מיומנויות, יכולות; לארגן ידע.

1. מתפתח:

כדי ללמד לנתח, להדגיש את העיקר, לפתח מיומנויות מקצועיות

1. חינוכי:

חינוך של התמדה ונחישות בהשגת המטרה, ביטחון בידע, פיתוח יכולת חשיבה; טיפוח תרבות של תקשורת, סקרנות, אובייקטיביות.

1. שִׁיטָתִי

לְהַפְעִיל פעילות קוגניטיביתתלמידים על ידי פתרון המשימות שהוטלו עליהם.

משימות:

1. פיתוח הדיבור של התלמיד, החשיבה הלוגית ותשומת הלב, היכולת לנתח, להשוות, להדגיש את העיקר.

2. חינוך ליחס ערכי לחיים, ערך הידע המעשי.

3. העמקת הידע של התלמידים בחומר זה, שיפור הפעילות הקוגניטיבית.

טופס עבודה: יחיד, קבוצה.

כישורים

לידע:

על התלמידים להכיר את החומר בנושאים: "מאפיינים של אורגניזמים חיים", "תא", "חלוקת תאים", "מיטוזיס", "מיוזיס".

למיומנויות:

התלמידים צריכים להיות מסוגלים לנווט בחופשיות בחומר של הנושאים הנלמדים.

השוו ידע ומצאו פתרונות.

תסיק מסקנות, מסקנות, נמק את נקודת המבט שלך.

קשרים בין-תחומיים:אנטומיה, פסיכולוגיה, רפואה.

חיבורים פנימיים:נושאים: "מאפיינים של אורגניזמים חיים", "תא", "חלוקת תאים", "מיטוזיס", "מיוזיס", "הפריה", "צורות רבייה של אורגניזמים"

צִיוּד:חומר המחשה, תוכנית וידאו, קומפלקס מולטימדיה, מיקרוסקופי אור, לוח מגנטי, שקופיות Meiosis.

צִיוּד:

1. מתחם מולטימדיה
2. חומר דידקטי: קלפים

1. סִפְרוּת:

ספרות ראשית

משאבי אינטרנט:

1. ספריית המדינה הרוסית [ משאב אלקטרוני] / מרכז מידע טכנולוגיות RSL; ed. Vlasenko T.V. ; מנהל האתר Kozlova N.V. -אלקטרון. דן. - מ': רוס. מדינה. ספרייה, 1997 - מצב גישה: http://www.rsl.ru, בחינם. — זגל. מהמסך - יאז. רוסית, אנגלית 2. מבחר חומרים אינטרנטיים למורים לביולוגיה בדיסציפלינות ביולוגיות שונות [משאב אלקטרוני] / NPB im. ק.ד. Ushinsky RAO - מצב גישה: http://www.gnpbu.ru 3. אוסף יחיד של משאבים חינוכיים דיגיטליים [משאב אלקטרוני] / 2006-2012 FGAU GNII ITT "Informika" תעודת רישום תקשורת המונים El No. FS 77 - 47492 מיום 25 בנובמבר 2011 - מצב גישה: http://school-collection.edu.ru, בחינם. - זגל. מהמסך. - יאז. רוּסִי 4. אתר למורים לתלמידים [משאב אלקטרוני] / הוצאה לאור "הראשון בספטמבר" - מצב גישה: http://1september.ru, בחינם. - זגל. מהמסך. - יאז. רוּסִי 5. אתר אישי של המורה לביולוגיה קפשוצ'נקו א.נ. [משאב אלקטרוני] חינם. - זגל. מהמסך. - יאז. רוּסִי

נימוק לנושא

הנושא "מיוזיס" הוא אחד מהנושאים המרכזיים של הביולוגיה. הוא מקשר את רוב חלקי הביולוגיה למכלול אחד. זה מפתח ללימוד של נושאים כמו "הפריה", " התפתחות עוברית", "אונטוגניה", "דפוסי תורשה של תכונות", "שונות" ואחרים. הנושא קשור ישירות למחקר של מספר מדע רפואימילות מפתח: מיילדות, גינקולוגיה, אנטומיה, פיזיולוגיה, גנטיקה רפואית, פסיכולוגיה.

מאפשר לך לשקול מספר היבטים חברתיים, סיכויים והישגים מדע מודרני. כוון את התלמידים ללמוד נושאי ביולוגיה הבאים. קביעת קשרים בין-תחומיים.

מערך שיעור

№	שלב השיעור	זְמַן		פעילות
				מוֹרֶה	סטוּדֶנט
	אִרְגוּנִי		הודעה על הנושא, מטרות השיעור	מברך את התלמידים, מארגן תשומת לב, מעביר את הנושא ומטרת השיעור.	ברך את המורה
			הערכת מוכנות הקהל והתלמידים	בודק את הנוכחים	השתתף במסדר
			תיאור סדר הסמינר.	מסביר את הליך ביצוע יום עיון, קריטריונים להערכה לשיעור מעשי. מבהיר את הנושאים שגרמו לקשיים, נותן הסברים	הקשיבו היטב ושאלו שאלות
	שיטתיות של ידע		סקר פרונטלי	לשאול שאלות	תענה על שאלות
	שליטה בידע ובמיומנויות.		מאפייני ההליך עבודה מעשית	מסביר את סדר המשימות, שולט בביצוע, נותן הסברים, התייעצויות פרטניות	לעשות את העבודה
	השלב האחרון		הכללה, מסקנות	ניתוח השגת המטרה. הערכת עבודת התלמידים.	הקשיבו, נתחו, העריכו את עבודתם
			תשובות לשאלות התלמידים	עונה על שאלות התלמידים, נותן הסברים נחוצים	שואל שאלות, מקשיב לתשובות
	סך הכל

תקשורת 1.

שאלות לסקר פרונטלי

1. מהם סוגי חלוקת התא?
2. מהי מיוזה? מה המשמעות הביולוגית שלו?
3. אילו תהליכים מתרחשים בגרעין במהלך האינטרפאזה?
4. מדוע הכרומוזומים מורכבים משני כרומטינים בתחילת המיוזה?
5. אילו שינויים מתרחשים במהלך הפרופזה של מיטוזה בגרעין?
6. איזה חלק בכרומוזום מחובר לחוט הציר?
7. מה מאפיין מטאפאזה?
8. אילו כרומוזומים מתפצלים לקטבים של התא באנפאזה?
9. מהם הכרומוזומים בתחילת האינטרפאזה?
10. כמה תאים ועם איזו קבוצת כרומוזומים נוצרים כתוצאה מ-muiosis?
11. אילו תאים מאופיינים במיוזה?
12. אילו כרומוזומים נקראים הומולוגיים?
13. איך נקראת החלוקה המיוטית הראשונה?
14. מהם השלבים של מיוזה I?
15. כמה תאים ועם איזה מערכת כרומוזומים נוצרים כתוצאה ממיוזה?
16. האם סינתזת DNA ושכפול כרומטידים מתרחשים לאחר מיוזה I?
17. מה מאפיין את פרופסה א'?
18. מהו צימוד כרומוזומים, מתי הוא מתרחש ומה חשיבותו?
19. כמה כרומטידות מעורבות בדיבור?
20. אילו כרומוזומים נפרדים באנפאזה II?
21. כמה תאים נובעים ממיוזה?
22. מהו מערך הכרומוזומים בכל תא שנוצר במהלך המיוזה, וכמה כרומטידים יש בכל כרומוזום?
23. מהי המהות של מיוזה I ומיוזה II?
24. מה ההבדל בין מיטוזה למיוזה?

נספח 2

תעשה את הבדיקה

עבודת שליטה "מיוזיס"

1. איזה סוג של חלוקת תאים אינו מלווה בירידה במספר הכרומוזומים (מיוזיס, מיטוזה)?
2. איזו חלוקת תאים אופיינית לתאים סומטיים (אמיטוזה, מיטוזה, מיוזה)?
3. איזו מערכת כרומוזומים מתקבלת במהלך החלוקה המיטוטית של הגרעין הדיפלואידי (הפלואיד, דיפלואיד)?
4. כמה כרומטידות יש בכרומוזום בתחילת הפרופזה (אחת, שתיים)?
5. כמה כרומטידים יש בכרומוזום בסוף המיטוזה (אחת, שתיים)?
6. כמה תאים נוצרים כתוצאה ממיטוזה (אחד, שניים, שלושה, ארבע)?
7. איזו חלוקה מלווה בחצי של מספר הכרומוזומים בתא (מיטוזה, אמיטוזיס, מיוזה)?
8. באיזה שלב של המיוזה מתרחשת צימוד כרומוזומים (פרופאזה 1, מטאפאזה 1, פרופאזה 2)?
9. איזה סוג של חלוקת תאים גורם לתאים הפלואידים (מיטוזה, מיוזה, אמיטוזיס)?
10. איזו מערכת כרומוזומים תהיה בתאים לאחר החלוקה אם לאם היו 6 כרומוזומים (במהלך המיטוזה, בזמן המיוזה)?

נספח 3

מלא את השולחן

נספח 4

בדיקה: "מיוזיס"

מבחן 1. מתי מתרחשת צימוד של כרומוזומים הומולוגיים במהלך המיוזה?

1. פרופסה א'.
2. מטאפאזה I
3. אנפאזה I
4. טלופאז I.
5. פרופאזה ב'.
6. מטאפאזה II.
7. אנפאזה II.
8. טלופאז II.

מבחן 2. מהו קבוצת הכרומוזומים וה-DNA בסוף החלוקה הראשונה של המיוזה?

1. 1n1c.
2. 1n2c.
3. 1n4c.
4. 2n2c.
5. 2n4c.
6. 4n4c.

מבחן 3. מהי מערך הכרומוזומים וה-DNA בסוף החלוקה השנייה של המיוזה?

1. 1n1c.
2. 1n2c.
3. 1n4c.
4. 2n2c.
5. 2n4c.
6. 4n4c.

*מבחן 4. באילו שלבי המיוזה קבוצת הכרומוזומים וה-DNA 2n4c?

1. פרופסה א'.
2. מטאפאזה I
3. אנפאזה I
4. טלופאז I.
5. פרופאזה ב'.
6. מטאפאזה II.
7. אנפאזה II.
8. טלופאז II.

בדיקה 5. באיזה שלב של המיוזה קבוצת הכרומוזומים וה-DNA 2n2c?

1. פרופסה א'.
2. מטאפאזה I
3. אנפאזה I
4. טלופאז I.
5. פרופאזה ב'.
6. מטאפאזה II.
7. אנפאזה II.
8. טלופאז II.

*מבחן 6. באילו שלבי המיוזה נמצא קבוצת הכרומוזומים וה-DNA 1n2c?

1. פרופסה א'.
2. מטאפאזה I
3. אנפאזה I
4. טלופאז I.
5. פרופאזה ב'.
6. מטאפאזה II.
7. אנפאזה II.
8. טלופאז II.

בדיקה 7. באיזה שלב של המיוזה קבוצת הכרומוזומים וה-DNA 4n4c?

1. פרופסה א'.
2. מטאפאזה I
3. אנפאזה I
4. טלופאז I.
5. פרופאזה ב'.
6. מטאפאזה II.
7. אנפאזה II.
8. קבוצה כזו של כרומוזומים ודנ"א אינה יכולה להתקיים בדרך כלל.

בדיקה 8. באיזה שלב של המיוזה קבוצת הכרומוזומים וה-DNA 1n1c?

1. פרופסה א'.
2. מטאפאזה I
3. אנפאזה I
4. טלופאז I.
5. פרופאזה ב'.
6. מטאפאזה II.
7. אנפאזה II.
8. טלופאז II.

* מבחן 9. באילו שלבי המיוזה מתרחשת הרקומבינציה של חומר גנטי?

1. פרופסה א'.
2. מטאפאזה I
3. אנפאזה I
4. טלופאז I.
5. פרופאזה ב'.
6. מטאפאזה II.
7. אנפאזה II.
8. טלופאז II.

מבחן 10. באיזה שלב של המיוזה מתרחשת המעבר?

1. פרופסה א'.
2. מטאפאזה I
3. אנפאזה I
4. טלופאז I.
5. פרופאזה ב'.
6. מטאפאזה II.
7. אנפאזה II.
8. טלופאז II.

תשובות למשימה בנושא "מיוזיס".מבחן 1. 1. מבחן 2. 2. מבחן 3. 1. *מבחן 4. 1, 2, 3. מבחן 5. 7. *מבחן 6. 4, 5, 6. מבחן 7. 8, מבחן 8. 8. *מבחן 9.1, 3, 7. מבחן 10.1.

נספח 5

עבודה עם קלפים בלוח:

רשמו את מספר השאלות, כנגדן - התשובות הנכונות. איך נקראות החלוקה הראשונה והשנייה של המיוזה? באילו שלבים של המיוזה מתרחש ריקומבינציה של חומר גנטי? באילו שלבי המיוזה מספר הכרומוזומים וה-DNA שווה ל-2n4c? באילו שלבי המיוזה מספר הכרומוזומים וה-DNA שווה ל-n2c? באילו שלבי המיוזה מספר הכרומוזומים וה-DNA שווה ל-n4c? מהי קבוצת הכרומוזומים וה-DNA בסוף החלוקה הראשונה של המיוזה? מתי מתרחשים צימוד והצלבה במהלך המיוזה? מהי קבוצת הכרומוזומים וה-DNA בסוף החלוקה השנייה של המיוזה? כמה תאים נוצרים כתוצאה משתי חלוקות של מיוזה?

מאמר זה יעזור ללמוד בפירוט את תהליך המעבר דרך אחת הצורות של חלוקת תאים דיפלואידים, כלומר עם סכמת המיוזה. בו תגלו מכמה שלבים הוא מורכב התהליך הזה, אילו תכונות יש לכל שלב, באיזה שלב מתרחשת צימוד כרומוזומים, מה חוצה ומהי היעילות של כל שלב בחלוקה.

משמעות המושג "מיוזיס"

צורת חלוקה זו אופיינית בעיקר לתאי מערכת הרבייה, כלומר השחלות והזרעונים. בעזרת המיוזה נוצרים מהתא הדיפלואידי של האם ארבעה גמטים הפלואידים בעלי n קבוצות של כרומוזומים.

התהליך מורכב משני שלבים:

• הפחתה, מיוזה 1 -מורכב מארבעה שלבים: פרופאזה, מטאפאזה, אנפאזה וטלופזה. החלוקה הראשונה של המיוזה מסתיימת ביצירת שני תאים הפלואידים מתא דיפלואיד.
• שלב המשוואה, מיוזה 2 , דומה מבחינה פרוצדורלית למיטוזה. שלב זה מאופיין בהפרדה של כרומוזומי אחיות והתבדלותם לקטבים שונים.

כל שלב מורכב מארבעה שלבים עוקבים העוברים בצורה חלקה מאחד לשני. בין שני שלבי החלוקה, אין כמעט שלב בין שלב, ולכן התהליך החוזר של שכפול ה-DNA אינו מתרחש.

אורז. 1. תכנית החלוקה הראשונה של המיוזה.

מאפיין של השלב הראשון של החלוקה הוא פרופסה 1, המורכבת מחמישה שלבים נפרדים. הסבר על התהליכים המתרחשים בכל אחד מהם, תמצאו בהמשך הטבלה. במהלך פרופאזה 1, הכרומוזומים מתקצרים עקב ספירליזציה. כרומוזומים הומולוגיים מחוברים זה לזה בצורה כה הדוקה עד שתהליך הצימוד מתרחש (התכנסות והיתוך של חלקי כרומוזומים).

בשלב זה, חלקים מסוימים של כרומוזומים שאינם אחיות יכולים להחליף ביניהם, תהליך זה נקרא מעבר.

אורז. 2. סכימה של החלוקה המיוטית השנייה.

טבלת השלבים של Meiosis

שלב	מוזרויות
פרופאזה 1	מורכב מחמישה שלבים: לפתוטהנה(חוטים דקים) - במקום גרגירי כרומטין מופיעים חוטים דקים של כרומוזומים; זיגוטן(איחוד חוטים) - מתרחש תהליך הצימוד; Pachytene(חוטים עבים) - חציית חלקים של כרומוזומים אופיינית; דיפלוטן(גדילים כפולים) - כיאזמות וכרומטידות גלויות; דיאקינזיסהכרומוזומים מתקצרים, הצנטרומרים דוחים זה את זה, ממברנות גרעיניות והגרעין מתמוססים ונוצר ציר ביקוע.
מטפאזה 1	הכרומוזומים מסתדרים על קו המשווה של הציר, בעוד שהכיוון של הצנטרומרים לקטבים אקראי לחלוטין.
אנפאזה 1	כרומוזומים הומולוגיים נעים לקטבים שונים, בעוד שכרומוזומים אחים עדיין מחוברים באמצעות צנטרומר.
טלופאז 1	סוף הטלופאז מסומן על ידי דה-פירליזציה של כרומוזומים ויצירת מעטפת גרעינית חדשה.
פרופאזה 2	ציר חלוקה חדש משוחזר, הממברנה הגרעינית מתמוססת.
מטאפאזה 2	הכרומוזומים מסתדרים בחלק המשווני של הציר.
אנפאזה 2	הצנטרומרים מתפצלים והכרומטידות נעות לכיוון קטבים מנוגדים.
טלופאז 2	מגרעין הפלואידי אחד נוצרים שניים עם קבוצה הפלואידית שבתוכה יש כרומטיד אחד.

כתוצאה מחלוקה זו, נוצרים ארבעה גמטים בעלי קבוצה הפלואידית מתא דיפלואידי אחד. מבחינה גנטית, כל אחד ארבעה תאיםהתוכן הגנטי המסוים שלו.

4 המאמרים המוביליםשקרא יחד עם זה

אורז. 3. תכנית הגמטוגנזה.

תהליך המעבר על מיוזה 2 אינו אופייני, שכן חילופי אתרים בין כרומוזומים מתרחשים בפרוזה של החלוקה הראשונה.

מה למדנו?

חלוקת תאים של בלוטות המין מתרחשת בעזרת מיוזה, המורכבת משני שלבי חלוקה. לכל שלב יש ארבעה שלבים: פרופאזה, מטאפאזה, אנפאזה וטלופזה. תכונה של השלב הראשון של החלוקה היא היווצרות של שני תאים עם קבוצה הפלואידית של כרומוזומים. כתוצאה מהחלוקה השנייה, מספר הגמטות שנוצרו הוא ארבע.

חידון נושא

הערכת דוח

דירוג ממוצע: 4.1. סך הדירוגים שהתקבלו: 186.