Митотическое деление клеток

Цель: научиться различать фазы митоза в клетках растений (на рисунках или постоянных микропрепаратах)

Оборудование: микроскоп, прстоянные микроперепараты «Митоз в клетках корешка лука»

Ход работы

1. Приведите микроскоп в рабочее положение. Поместите постоянный препарат среза корешка лука на предметный столик микроскопа и добейтесь четкого изображения.

2. Осторожно двигая препарат пальцами рук, найдите клетки с хорошо очерченными светлыми ядрами, имеющими сетчатую структуру, внутри которых находятся ядрышки. Это клетки на стадии интерфазы.

3. Передвигая препарат, найдите клетки, у которых в центре лежат переплетающиеся хромосомы, а оболочки ядра и ядрышек не видно. Эти клетки находятся на стадии профазы.

4. Передвигая препарат, найдите клетки, на стадии метафазы. Типичными для метафазы могут быть следующие картины: если вид с полюса клетки, то все хромосомы видны в одной плоскости в виде звезды; если же вид сбоку, то будет видно более или менее ромбовидной формы веретено деления, а в центре – хромосомы.

5. Анафаза характеризуется расхождением хромосом к полюсам. На экваторе клетки видны остатки нитей веретена деления. Двигая препарат, найдите клетки, на стадии анафазы.

6. В телофазе внутри клетки на двух полюсах видны вновь образовавшиеся ядра, которые могут быть на различных стадиях реконструкции – хромосомы в них частично различимы. У некоторых клеток ядрышки и оболочка ядра восстановились, у некоторых этот процесс еще не прошел. Найдите на препарате такие клетки.

7. В случае отсутствия препарата внимательно изучите рисунок 1, события, протекающие на различных стадиях митоза.

8. На рисунке 2 подпишите названия фаз митоза в клетках корешка лука.

1._____________________________________

2,3. ___________________________________

4. ____________________________________

5,6. ___________________________________

7,8. ___________________________________

9. _____________________________________

Рисунок 1. Схематическое изображение стадий митоза

Рисунок 2. Схема митоза в клетках кончика корешка лука

9. Ответьте на предложенные тесты:

1. для соматических клеток характерно такое деление:

а) мейоз; б) митоз; в) шизогония.

2) На какой стадии клеточного цикла клетка синтезирует белки, необходимые для митоза?

3) Какое количество клеток образуется вследствие митоза?

4) Каким будет набор хромосом в дочерних клетках после митотического деления, если в материнской было 6 хромосом?

5) Каким образом в телофазе митоза разделяется цитоплазма клетки у растений?

10. В качестве вывода ответьте на вопросы: что такое клеточный цикл? Каков биологический смысл интерфазы? Что такое митоз? Почему многие хромосомы в анафазе имеют U-образную форму? Каково биологическое значение митоза?

МЕЙОЗ

Господствующим типом размножения является половое размножение. Оно связано с образованием в процессе мейоза специализированных половых клеток (гамет).

При половом размножении родительские особи образуют гаметы, которые представляют собой высоко дифференциро­ванные, физиологически различные половые клетки. Женс­кие неподвижные гаметы называют яйцеклетками, мужские неподвижные - спермиями, подвижные - сперматозоидами.

Ядра мужских и женских гамет в равной мере содержат наследственную информацию. Зигота образуется в результате случайной встречи и слияния гамет (яицеклетки и сперма­тозоида) при оплодотворении (оогамия). При этом в зиготе восстанавливается диплоидный набор хромосом.

Изогамия (грёч. «изос» - равный) - половой процесс, при котором сливаются две одинаковые по величине подвижные гаметы (+) и (-), например, у равножгутиковых зеленых водорослей.

Гетерогамия (греч. «гетерос» - разный) - половой процесс, при котором сливаются две подвижные со жгутиками гаметы - одна крупнее, другая меньше, например у некоторых водорослей.

Сущность гаметогенеза заключается в образовании гамет с уменьшенным наполовину, в результате мейоза, числом хромосом, т. е. гаплоидным набором.

Таким образом, гаметогенез и оплодотворение - это единый физиологический механизм, способствующий сохранению в ряду последовательных поколений определенного числа хромосом.

При половом размножении обеспечивается генетическое разнообразие потомства. При этом резко увеличивается наследственная изменчивость потомков, что собственно и составляет биологический смысл полового размножения. В этом заключается преимущество полового размножения перед бесполым.

Мейоз. Образованию половых клеток предшествует осо­бый вид деления клетки - мейоз. Он существенно отличается от митоза.

Мейоз состоит из двух последовательных клеточных деле­ний: первое деление (мейоз I), так называемое редукционное, при котором количество хромосом уменьшается в два раза (т. е. диплоидные клетки становятся гаплоидными), но они остаются двухроматидными; второе деление (мейоз II), так называемое эквационное, при этом образуются 4 гаплоидные клетки.

Мейоз - единый, непрерывный процесс, в котором до начала мейоза I в интерфазе удваивается количество ДНК и хромосом.

Цикл мейоза включает ряд последовательных фаз, в кото­рых хромосомы претерпевают целый ряд закономерных изме­нений.

В световом микроскопе видно, что в профазе I каждая хромосома состоит из двух хроматид, связанных общей центромерой.

В профазе I мейоза осуществляются особенно важные события. Происходят конъюгация (попарное сближение гомо­логичных хромосом и переплетение их хроматид) и кроссинговер (обмен участками гомологичных хромосом, при котором происходит перекомбинация генов).

Метафаза I - хромосомы располагаются в экваториальной плоскости. К центромерам прикрепляются нити веретена деления.

В анафазе I хромосомы расходятся к полюсам, каждая дочерняя клетка получает по одной из гомологичных хромо­сом.

Телофаза I - у полюсов клетки формируются по гаплоид­ному набору хромосом, но с двойным количеством хроматид.

Интерфаза II - короткая стадия. Синтеза ДНК не происходит.

Характер последующего деления подобен митозу.

Профаза II и метафаза II - формирование экваториальной пластинки из гаплоидного набора двухроматидных хромосом, присоединение к ним нитей веретена деления.

Анафаза II - две сестринские хроматиды (теперь самостоя­тельные хромосомы) расходятся к полюсам клетки, с помощью нитей веретена деления.

Телофаза II - хромосомы деспирализуются, нити веретена исчезают. Вокруг каждого ядра образуется ядерная оболочка. Таким образом, из одной родительской клетки образуется 4 дочерние гаплоидные клетки.

Биологическое значение: в результате образуются гаплоид­ные половые клетки - гаметы; в профазе I происходит реком­бинация генетического материала, что резко увеличивает комбинативную изменчивость, играющую важную роль в эволюции органического мира. Мейоз из поколения в поко­ление обеспечивает постоянство хромосом у каждого вида (восстановление диплоидного набора при оплодотворениии).

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3