Митоз как способ размножения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Р Е Ф Е Р А Т

по курсу ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ

тема: МИТОЗ

Содержание

Введение

1. Митоз, как один из способов размножения

2. Митоз на примере животной клетки

3. Отклонения (асимметричный митоз, амитоз, эндомитоз)

Заключение

Введение

Каждую секунду на земле гибнет от старости, болезней и хищников астрономическое количество живых существ, и только благодаря размножению, этому универсальному свойству организмов, жизнь на Земле не прекращается. Может показаться, что процессы размножения у живых существ очень разнообразны, однако все их можно свести к двум формам: бесполому и половому. При бесполом размножении, одна клетка делится, воспроизводя целый организм. При половом размножении две половые клетки (мужская и женская) соединяются и дают начало одной клетке (зиготе), которая затем делится, и воспроизводит целый организм. Организмы развиваются из одной клетки. У некоторых организмов встречаются разные формы размножения. Например, многие растения могут размножаться черенками, отводками, клубнями (бесполое размножение) и семенами (половое).

В основе размножения и индивидуального развития организма лежит процесс деления клеток.

1. Митоз, как один из способов размножения

Рассмотрим митоз - один из способов деления. Способность к делению - важнейшее свойство клеток. Без деления невозможно представить себе увеличение числа одноклеточных существ, развитие сложного многоклеточного организма из одной оплодотворенной яйцеклетки, возобновление клеток, тканей и даже органов, утраченных в процессе жизнедеятельности организма.

Деление клеток осуществляется поэтапно. На каждом этапе деления происходят определенные процессы. Они приводят к удвоению генетического материала (синтез ДНК) и его распределению между дочерними клетками. Период жизни клеток от одного деления до следующего называется клеточным циклом.

Подготовка к делению. Эукариотические организмы, состоящие из клеток, имеющих ядра, начинают подготовку к делению на определенном этапе клеточного цикла, в интерфазе.

Именно в период интерфазы в клетке происходит процесс биосинтеза белка, удваиваются все важнейшие структуры клетки. Вдоль исходной хромосомы из имеющихся в клетке химических соединений синтезируется ее точная копия, удваивается молекула ДНК. Удвоенная хромосома состоит из двух половинок - хроматид. Каждая из хроматид содержит одну молекулу ДНК.

Интерфаза является также промежутком между делениями клетки и делится на три основных этапа:

1. Пресинтетический - следует после деления и является самым длительным. Основные процессы этого типа - подготовка клетки к удвоению хромосом (интенсивный синтез белков и РНК, увеличение числа рибосом и метохондрий, интенсивный рост клетки в целом).

2. Синтетический - усиливается синтез белков и РНК. В это период удваиваются хромосомы за счет кодирования ДНК.

3. Постсинтетический - после удвоения хромосом. Этот этап подготавливает клетку к делению. Увеличивает запас энергии и веществ, помогающих в будущем делении клетки.

Интерфаза в клетках растений и животных в среднем продолжается 10-20 часов. Затем наступает процесс деления клетки - МИТОЗ.

Во время митоза клетка проходит ряд последовательных фаз, в результате которых каждая дочерняя клетка получает такой же набор хромосом, который был в материнской клетке.

Митоз состоит из двух основных этапов:

1. Деление ядра митоза (кариокенеза).

2. Деление цитоплазмы (цитокенез).

В жизненном цикле клетки происходит шесть последовательных стадий:

1. Интерфаза.

2. Профаза.

3. Прометафаза.

4. Метафаза.

5. Анафаза.

6. Телофаза.

Все составляет один митотический цикл, разделенный на интерфазу и митоз. Между двумя делениями клетки ядро находится в стадии интерфазы. В интерфазе идет синтез веществ, связанных с жизнедеятельностью клетки и ее делением.

В первой стадии митоза - профазе хромосомы спирализуются и выглядят как двойные нити (одна - материнская, другая - дочерняя). Эти половинки называют сестринскими хромосомами. В профазе они не расходятся, а удерживаются вместе общим участком, который называется центромерой. Хромосомы в этой фазе укорачиваются и утолщаются. В цитоплазме происходит формирование веретена и двух полюсов деления. Исчезает ядрышко и оболочка ядра, в результате чего хромосомы оказываются в общей массе цитоплазмы и нуклеоплазмы.

Прометафаза характеризуется движением хромосом к центру клетки, это называется метакинез.

Метафаза - хромосомы выстраиваются по центру клетки, каждая хромосома это система двух хроматид, соединенных в центромерном районе.

Анафаза - делятся центромеры и сестринские хроматиды, которые можно назвать хромосомами расходящимся к полюсам. При этом отталкиваются друг от друга в первую очередь центромерные участки, а затем расходятся к полюсам центрамерами вперед и сами хромосомы. Расхождение хромосом происходит очень быстро, и у каждого полюса скапливается одинаковое количество хромосом. Оно соответствует общему числу хромосом исходной клетки.

Телофаза - дочерние хромосомы деспирализуются. Образуется оболочка ядра. Затем восстанавливается ядрышко. Ядро восстанавливается в обратном порядке по сравнению с тем, что происходило в профазе.

Второй основной этап митоза - цитокинез или деление тела. Начинается вслед за делением ядра. Деление происходит путем перешнуровывания цитоплазмы по экватору материнской клетки от периферии к центру. Этим и заканчивается митоз. Продолжительность всего митотического цикла зависит от типа ткани, физиологического состояния организма, внешних факторов (температура, световой режим) и колеблется в пределах от нескольких минут до нескольких суток.

2. Митоз на примере животной клетки

Рассмотрим митоз на примере животной клетки. Фазы митоза. Различают следующие четыре фазы митоза: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. В профазе хромосомы спирализуются, в результате чего становятся видимыми. Каждая хромосома состоит из двух хроматид. Ядерная оболочка и ядрышко разрушаются. Центриоль удваивается в клетках животных. В профазе хорошо видны центриоли - образования находящиеся в клеточном центре и играющие роль в расхождении дочерних хромосом животных. Надо отметить, что у высших растений нет центриолей в клеточном центре, который организует расхождение хромосом. В примере животной клетки центриоли удваиваются и расходятся к разным полюсам. От центриолей протягиваются микротрубочки, образующие нити веретена деления, которое регулирует расхождение хромосом к полюсам делящейся клетки. В конце профазы ядерная оболочка распадается, ядрышко постепенно исчезает, хромосомы спирализуются и в результате этого укорачиваются и утолщаются, и их уже можно наблюдать в световой микроскоп. Еще лучше они видны в следующей стадии митоза - метафазе.

В метафазе хромосомы располагаются по экватору клетки, образуется двухполюсное веретено деления. При этом каждая хромосома, состоящая из двух хроматид, имеет перетяжку - центромеру. Хромосомы своими центрамерами прикрепляются к нитям веретена деления. После деления центромеры каждая хроматида становится самостоятельно дочерней хромосомой.

Затем наступает следующая стадия митоза - анафаз. Центромеры делятся, и хроматиды (дочерние хромосомы) расходятся с помощью нитей веретена деления к полюсам клетки. Таким образом, анафаза - это стадия митоза, во время которой дочерние хромосомы (хроматиды одной хромосомы) расходятся к разным полюсам клетки.

Следующая стадия деления клетки - телофаза. Исчезает веретено деления. Вокруг разошедшихся хромосом образуется новая ядерная оболочка. Образуются две дочерние клетки. Телофаза начинается после того, как дочерние хромосомы, состоящие из одной хроматиды, достигли полюсов клетки. На этой стадии хромосомы вновь деспирализуются и приобретают такой же вид, какой они имели до начала деления клетки в интерфазе (длинные тонкие нити). Вокруг них возникает ядерная оболочка, а в ядре формируется ядрышко, в котором синтезируются рибосомы. В процессе деления цитоплазмы все органоиды (митохондрии, комплекс Гольджи, рибосомы и др.) распределяются между дочерними клетками более или менее равномерно. Таким образом, в результате митоза из одной клетки получаются две, каждая из которых имеет характерное для данного вида организма число и форму хромосом, а следовательно, постоянное количество ДНК.

Весь процесс митоза занимает в среднем 1-2 часа. Продолжительность его несколько различна для разных видов клеток. Зависит он также от условий внешней среды (температуры, светового режима и других показателей). Так установлено, что во время покоя и сна животных митотическая активность различных тканей значительно выше, чем в период бодрствования. У ряда животных частота клеточных делений на свету снижается, а в темноте увеличивается.

Любое нарушение порядка удвоения хромосом или расхождения их в митозе ведет к изменению в дочерней клетке, которая может получить или измененное число хромосом, или отдельную хромосому, отличную от соответствующей хромосомы материнской клетки.

Следует знать еще одно обстоятельство. В ядре каждой клетке организма растения или животного имеются тельца, которые называются ядрышками. В каждом гаплоидном наборе хромосом имеется, по крайней мере, одно ядрышко, а в некоторых клетках ядрышко связано с какой-либо специфической хромосомой.

3. Отклонения (асимметричный митоз, амитоз, эндомитоз)

Итак, деление клетки происходит равным и симметричным образом. Однако, кроме симметричного митоза, в природе встречаются отклонения от этого типа митоза (асимметричный митоз, амитоз, эндомитоз).

Асимметричный митоз. В случае асимметричного митоза сестринские клетки оказываются разными по величине, количеству цитоплазмы и по дальнейшему поведению. Например, при делении ядер в пыльцевых зернах растений одна из дочерних клеток может в дальнейшем делиться, а другая - нет.

Амитоз представляет собой прямое деление ядра перетяжкой пополам или даже образованием нескольких ядер сразу. Амитоз характерен для клеток злокачественных опухолей (например, для рака).

Эндомитоз - удвоение или умножение числа хромосом без деления клетки или деления ядра. В некоторых случаях при этом происходит умножение числа хромосом даже в несколько десятков раз. Случаи эндомитоза встречаются в клетках различных тканей растений и животных.

Заключение

митоз интерфаза клетка размножение

Биологическое значение митоза заключается в том, что он обеспечивает постоянства числа хромосом во всех клетках организма. В процессе митоза происходит распределение ДНК хромосом материнской клетки строго поровну между возникающими из нее двумя дочерними клетками. В результате митоза все дочерние клетки получают одну и ту же генетическую информацию.

Используемая литература

1. Введение в генетику. Веселовский И.А.

2. Общая биология: Учеб. Для 10-11 кл. общеобразоват. 0-28 учреждений / Д.К. Беляев, П.М. Бородин, Н.Н. Воронцов и др.; Под ред. Д.К. Беляева, Г.М. Дымшица. 3-е изд. М.: Просвещение, 2003. 303 с.

3. Лекции.

Размещено на Allbest.ru