Тема 2. Митоз. Вегетативное (бесполое) размножение

Задания

1. Перечислить основные сельскохозяйственные культуры, размножаемые вегетативно, и назвать органы вегетативного размножения этих культур.

2. Отметить особенности вегетативного размножения путем прививок и микроклонального размножения (МКР).

3. Изучить митотический цикл (рисунок 4) и особенности процессов в периоды интерфазы.

4. Охарактеризовать фазы митоза (рисунок 5).

5. Зарисовать положение четырёх хромосом во все фазы митоза и дать им генетическую характеристику (рисунок 6).

6. Отметить биологическое и генетическое значение митоза.

Литература

1. Гуляев Г.В. Генетика. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Колос, 1984. – С. 33-38, 224-227.

2. Пухальский В.А. Введение в генетику. – М. : КолосС, 2007. – С. 17-20.

3. Генетика / А.А. Жученко, Ю.Л. Гужов, В.А. Пухальский и др. ; Под ред. А.А. Жученко. – М. : КолосС, 2003. – С. 11-15.

4. Андреева И.И., Родман Л.С. Ботаника. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Колос, 1999. – 488 с.

5. Абрамова З.В. Практикум по генетике. – 4-е изд., перераб. и доп. – Л. : Агропромиздат. Ленингр. отд-ние, 1992. – С. 5-9.

6. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. – 4-е изд., перераб. и доп. – М. : Агропромиздат, 1988. – С. 137-147.

7. Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика : В 3-х т. / Пер. с англ. – М. : Мир, 1987. – Т.1. – С. 22-26.

8. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология : В 3-х т. / Пер. с англ. – М. : Мир, 1990. – Т. 1. – С. 108-114, 189-195.

П ояснение к заданиям. В основе роста, воспроизведения и размножения организмов лежит деление клеток. Различают три основных способа деления клеток: амитоз, митоз, мейоз. Путем амитоза (перетяжкой) делятся клетки простейших организмов и некоторые специализированные клетки животных и растений. Амитоз характеризуется неравномерным распределением генетического материала между клетками, образующимися при этом делении.

Основным способом деления соматических (неполовых) клеток является митоз (непрямое деление), который обеспечивает дочерние клетки генетической информацией, идентичной материнской клетке. В течение митотического цикла это достигается вначале особым механизмом удвоения (синтетический период интерфазы), а затем – равномерным распределением (анафаза митоза) наследственного ядерного материала (ДНК) в обе образующиеся дочерние клетки.

М итотический цикл характеризуется периодом от одного до последующего делений клетки и включает в себя интерфазу и митоз. В свою очередь, митотический цикл является составной частью клеточного цикла, в который входит также период перехода клетки в дифференцированное состояние и её смерть. По современным представлениям интерфаза – это функционально активное состояние клетки. Она подразделяется на три периода: G₁ – пресинтетический период; S – синтетический период; G₂ – постсинтетический период. В периоды G₁, и G₂, когда ДНК находится в раскрученном (деспирализованном) состоянии, определённые гены в клетках соответствующих тканей и органов активно экспрессируют. В синтетический период происходит удвоение ДНК по полуконсервативному типу, когда к каждой из двух нитей молекулы ДНК комплементарно достраивается новая нить. В результате из каждой молекулы ДНК образуется две совершенно одинаковые молекулы. Если набор хромосом гаплоидной клетки обозначить n, а количество ДНК в ней С, то в пресинтетический период набор хромосом будет равен 2 n, количество ДНК – 2 С, а в постсинтетический период – соответственно 2 n и 4 С. Удвоенное количество ДНК даёт возможность при последующем делении клетки по типу митоза распределить ядерную генетическую информацию на две равные части, поддерживая видовое постоянство хромосом (приложение 1).

Контрольные задания

Задание 1

1. В чем сущность митотического (непрямого) деления клетки?

2. В какой фазе митоза начинается деспирализация хромосом?

3. Что представляет собой митотический цикл (объясните по рисунку 4)?

4. В какой период интерфазы в ядре клетки уже содержится удвоенный генетический материал?

5. Сколько хромосом содержится в соматической клетке мягкой пшеницы?

Задание 2

1. В какой период митотического цикла происходит репликация молекулы ДНК?

2. В какой фазе митоза происходит деление центромер и освобождение сестринских хроматид?

3. Почему в интерфазе не видны хромосомы в световой микроскоп?

4. Каково современное представление об интерфазе и процессах, происходящих в G₁, S и G₂?

5. Сколько хромосом содержится в соматической клетке ржи?

Задание 3

1. В какой фазе митоза происходит разделение цитоплазмы между дочерними клетками?

2. Какая фаза митоза начинается с деления центромер?

3. Каково биологическое значение митоза?

4. Какой тип размножения растений основан на митозе?

5. Сколько хромосом содержится в соматической клетке ячменя?

Задание 4

1. В какой фазе митоза проводят определение кариотипа?

2. Каковы достоинства и недостатки вегетативного размножения?

3. Какие способы вегетативного размножения Вы знаете? Приведите примеры.

4. Что произойдёт, если у хромосомы не будет центромеры или она будет иметь две центромеры?

5. Сколько хромосом содержится в соматической клетке человека?