Урок Тема: «Клеточный цикл»

Цель: Изучить клеточный цикл и его биологическое значение

Задачи.

Образовательные:

• выяснить знания учащихся о клеточном цикле;

• обеспечить усвоение основных понятий темы: жизненный цикл клетки, митотический цикл клетки, постмитотический, синтетический, премитотический периоды, митоз, репликация;

• подготовить основу для фундаментальных знаний о клеточном цикле, и далее вообще о делении клеток.

Развивающие:

• развить умения и навыки делать выводы с помощью логического мышления на основе сравнения жизненного и митотического циклов;

• развить научное мировоззрение путем изучения общебиологических понятий: организм, воспроизведение, развитие;

• развивать способности к сравнению, анализу, классификации информации, а на их основе формирование мировоззрения и диалектических взглядов;

Воспитательные:

• воспитать культуру общения и умения работать в учебном коллективе;

План урока

1. Изучение нового материала

Здравствуйте ребята! Сегодня мы с вами переходим к изучению новой главы: «Воспроизведение клетки» и темой нашего сегодняшнего урока является «Клеточный цикл». Как вы думаете, что такое клеточный цикл? Да, вы правы, сведя воедино все ваши высказывания можно сказать, что клеточный цикл – это период существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клети до собственного деления или смерти.

Как вам известно, организмы состоят из клеток, поэтому в основе воспроизведения сложного организма лежит – воспроизведение клетки.

Биологическое значение деления клеток. Новые клетки возникают в результате деления надвое уже существующих. Если делится одноклеточный организм, то из него образуются два новых. Многоклеточный организм также начинает свое развитие чаще всего с одной-единственной клетки. Путем многократных делений образуется огромное количество клеток, которые и составляют организм, т.е. деление клеток обеспечивает непрерывность жизни.

Прочитайте вслух то, что выделено мелким шрифтом.

В многоклеточных организмах не все клетки способны к делению. Животные в связи с высоким уровнем специализации имеют разную продолжи­тельность жизни. Например, нервные, мышечные клетки после завершения эм­брионального периода развития организ­ма перестают делиться и функциониру­ют на протяжении всей последующей жизни организма. Многие специализиро­ванные клетки не размножаются в обыч­ных условиях, но при повреждении ор­ганов и тканей, в состав которых они входят, их способность к делению вос­станавливается. К таким клеткам отно­сятся клетки печени, эндокринных же­лез и других органов. Другие клетки, в частности клетки костного мозга, эпите­лия тонкого кишечника, эпидермиса, в процессе выполнения своей специфичес­кой функции погибают, поэтому на сме­ну им приходят новые, образованные путем деления.

Постоянное деление клеток верхушечной и боковых меристем растений (камбий, пробковый камбий) обеспечива­ет длительный рост побегов и корней в длину и толщину.

Вновь образованные клетки при­обретают способность к делению после некоторого периода роста. Кроме того, делению предшествует удвоение клеточных структур: хлоропластов, митохондрий, центриолей и др.

Перед началом клеточного деле­ния должна реплицироваться ДНК. Если бы дочерние клетки не полу­чали точных копий ДНК материн­ской клетки, они перестали бы быть похожими друг на друга. Это в ко­нечном итоге привело бы к невоз­можности существования организмов разных видов. Чтобы этого случилось, ДНК должна идеально реплицироваться и каждая дочерняя клетка при клеточном делению должна получать ее копию.

Понятие о жизненном цикле клетки. Совокупность последовательных и взаимосвязанных процессов, происходящих в клетке в период подготовки ее к делению и в период деления, называется митотическим циклом (от названия основного типа деления — митоза).

Как мы уже говорили период существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клети до собственного деления или смерти называется клеточным циклом, или жизненным циклом клетки. У одноклеточных организмов клеточный цикл совпадает с жизнью особи. В непрерывно размножающихся тканевых клетках клеточный цикл совпадает с митотическим циклом и состоит из четырех периодов, со строгой последовательностью сменяющих друг друга

постмитотического (G₁ — от гл. grow — расти, увеличиваться,

синтетического (S — от англ. synthesis — синтез),

премитотического (G₂) и

митоза (М) (рис. 3.1).

Первые три периода составляют интерфазу — большую по продолжительности часть митотического цикла клетки.

В период G₁клетка растет, в ней усиленно синтезируются РНК и бел­ки, в первую очередь ферменты, которые будут катализировать об­разование ДНК, РНК и строительных белков.

В S-периоде происходит репликация ДНК (синтез на материнской I ДНК новых — дочерних цепочек; отсюда и название периода — синтетический).

Репликация — это процесс самоудвоения молекул ДНК, осуществляемый под контролем ферментов. Репликация осуществляется перед каждым клеточным делением. Начинается она с того, что спираль ДНК временно раскручивается под действием фермента ДНК-полимеразы. На каждой из цепей, образовавшихся после разрыва водородных связей, синтезируется по принципу комплементарности дочерняя цепь ДНК (рис. 3.2). Материалом для синтеза служат свободные нуклеотиды, которые есть в клетке.

Таким образом, каждая полинуклеотидная цепь выполняет роль матрицы для новой комплементар­ной цепи. В итоге получаются две молекулы ДНК, у каждой из кото­рых одна цепь остается от родитель­ской молекулы, а другая является вновь синтезированной. В резуль­тате репликации две новые моле­кулы ДНК представляют собой точ­ную копию исходной молекулы.

Биологический смысл реплика­ции заключается в точной переда­че наследственной информации от материнской клетки к дочерним, что и происходит при делении со­матических клеток.

В результате удвоения молекул ДНК в каждой хромосоме оказыва­ется вдвое больше ДНК, чем было до S-периода. Однако количество хромосом не изменяется, потому что образовавшиеся дочерние хро­мосомы (хромотиды) тесно пере­плетены между собой и составля­ют единую хромосому.

В S-периоде, кроме репликации ДНК, осуществляется синтез белков РНК, в том числе рРНК, которые используются в следующем перио­де для синтеза белков, обеспечива­ющих митоз; осуществляется удво­ение центриолей.

Время от окончания синтеза ДНК и до начала митоза называет­ся G₂-периодом. В этот период за­вершается подготовка клетки к ми­тозу, активно синтезируются иРНК, различные белки, в том числе и те, из которых образуются микротру­бочки нитей веретена деления, а также иРНК и белки для осуществ­ления G1-периода после митоза. Да­лее наступает деление клетки.

ВЫВОД

Период существования клетки от одного деления до другого называется клеточным циклом или жизненным циклом клетки. У непрерывно размножающихся клеток тканей многоклеточных организмов клеточный цикл состоит из четырех периодов: постмитотического, синтетического, премитотического и митоза. В каждом периоде в клетке осуществляются строго определенные процессы, которые обеспечивают протекание последующих периодов.