8. Узагальнення. Для синтезу білка необхідно:

1) енергія (у вигляді АТФ);

2) відповідні ферменти (рнк-полімераза);

3) інформація про структуру білка (у ДНК, а потім в і-РНК);

4) амінокислоти і відповідні їм т-РНК;

5) рибосоми.

Молекули білка синтезуються у клітині впродовж 1-2 с. Синтез білків у клітині відбувається в інтерфазі — період між її поділом.

4. Міжпредметні зв'язки. Тема «Пласичний обмін. Біосинтез білка» має внутрішньопридметні зв’язки з розділами:

Розділ «Творини»

а) з темою «Клітинна будова тварин та особливості будови тваринних клітин»

- будова та функції ядра, рибосом, ендоплазматичної сітки.

Розділ «Людина»

а) з темою «Особливості будови клітин»

- будова та функції ядра, рибосом, ендоплазматичної сітки.

Розділ «Молекулярний рівень організації життя»

а) з темою «Будова, властивості, функції макромолекул білків»

- функції і будова амінокислот та білків.

б) з темою «Будова, властивості, функції нуклеїнових кислот. АТФ»

- види нуклеїнових кислот (ДНК і РНК), типи РНК, компліментарність, процеси транскрипції та реплікації.

Розділ «Клітинний рівень організації життя»

а) ) з темою «Ядро. Будова і функції ядра»

б) з темою «Клітинний цикл. Мітоз»

- фази мітозу, інтерфаза.

До теми

27. Методика викладання теми «Клітинний цикл. Мітоз»

1. Тема «Клітинний цикл. Мітоз» викладається у розділі 2 «Клітинний рівень організації життя» у 10 класі. На неї відводиться 7 годин. Практичну частину теми складає лабораторна робота № 11 «Мітотичний поділ клітин».

2. Мета: ознайомити з клітинним циклом поділу клітин. Ознайомити з механізмами відтворення і загибелі клітин.

Завдання:

- формувати знання в учнів про структурну і функціональну одиницю живого – клітину;

- розкрити особливості клітинного циклу та мітозу; дати поняття інтерфаза, профаза, метафаза, анафаза, телофаза, веретено поділу;

- звернути увагу на значення мітотичного поділу в розвитку організмів.

3. Загальнобіологічне поняття, що розвивається в даній темі — клітинний цикл.

Зв’язки понять в темі можна представити наступним чином:

1. Значення поділу клітин для росту і розвитку живих організмів. Завдяки якій властивості клітин кожен живий організм росте? Який процес у живій природі забезпечує ріст і розвиток живих організмів? поділ клітин.

Здатність до поділу-це найважливіша властивість клітин, яка забезпечує ріст, розвиток організмів і регенерацію тканин.

Який вчений відкрив це явище? В 1858 р. німецький вчений Рудольф Вірхов стверджував, що клітина може виникнути тільки з попередньої клітини в результаті її поділу. Відома його знаменита фраза усяка клітина –з клітини.

З таким поняттям, як поділ клітини ви вже неодноразово зустрічались на уроках біології. Пригадайте, що ви знаєте про це явище?

а) Поділ клітин — це такий процес, коли материнська клітина ділиться на дві дочірні.

- Що таке дочірні клітини? Дочірні клітини, які утворені під час поділу однакові між собою і ідентичні до материнської клітини. Така здатність до утворення ідентичних клітин дуже важлива, бо забезпечує цілісність організмів.Під час поділу утворюються дві генетично однорідні клітини. За івномірний розподіл спадкової інформації між двома дочірними клітинами під час поділу материнської відповідають певні структури ядра клітини. Ми вивчали ці структури на попередньому уроці. Які ж вони? це-хромосоми, які знаходяться у ядрі.

б) Хромосоми-особливі структура ядра, які несуть гени і мають вигляд ниток, або паличок. Основу хромосоми становить дволанцюгова молекула ДНК, зв’язана з ядерними білками. Кожна хромосома складається з двох повздовжніх частин — хроматид, які сполучені між собою в зоні, що називається первинна перетяжка. На первинній перетяжці розміщений утвір у виглідя диска, що називається центромера або кінетохор. До центромери приєднуються нитки вертена поділу під час поділу клітини. Коли клітини не діляться, тоді хромосоми перебувають у вигляді довгих тонких ниток хроматину.

Кожна хроматида містить по-одному з двох ланцюгів молекул ДНК з однаковим набором спадкової інформації. Одна хроматида є копією протилежної, тобто вони є однакові за будовою.

в) Каріотип — сукупність хромосом у клітині. Для кожного біологічного виду організмів, що живуть на Землі характерний певний каріотип. Так, наприклад, у каріотипі людини є 46 хромосом, а у каріотипі мухи-дрозофіли-8 хромосом, у морської одноклітинної тварини радіолярії -1600. І в ядрі кожної клітини одного організму є однаковий набір хромосом. Зміна хромосомного набору хоча б одної клітини в організмі може привести до зміни будови фунції не тільки цієї клітини, але й цілого організму. Тобто, спричинити мутацію. Відомі такі порушення хромосомного набору: у 21 парі: хвороба Дауна, у 8 -косоокість, розумова відсталість, у 23 парі-хвороба Шерешевського-Тернера. Тому під час поділу клітини, хромосоми розприділяються так, щоб кожна дочірна клітина отримала однаковий набір хромосом.

2. Коли йдеться про одну клітину, то її життя виглядає так: утворення молодої клітини в результаті поділу материнської клітини, ріст, розвиток і знову поділ. Дочірні клітини ростуть і розвиваються до наступного поділу. Такий процес нагадує шлях по колу або цикл, який повторюється до загибелі клітини. Клітини мають неоднакову здатність до поділу. Є такі, що постійно діляться (клітини базального шару епідерміса, кровотворні клітини червоного кісткового мозку); а деякі клітини в процесі еволюції втратили здатність ділитися (зернисті лейкоцити крові, остеоцити кісткової тканини тощо). Їхнє життя триває від поділу до загибелі.

Клітинний цикл — період існування клітини між початками її двох послідовних поділів або ж від початку поділу до загибелі. Тривалість клітинного циклу у різних організмів неоднакова: у бактерій усього 20-30 хв. за сприятливих умов, у клітин еукаріотів 10-80 годин і більше.

Клітинний цикл складається з двох етапів:

- періоду поділу (мітоз);

- періоду інтерфази.

3. Інтерфаза (від лат. інтер — між і грец. фазіс — поява) — це період між двома послідовними поділами клітини або від завершення останнього поділу до загибелі клітини. В інтерфазі клітина росте, синтезує органічні сполуки та запасає енергію у вигляді макроергічних сполук та готується до поділу.

В інтерфазі розрізняють три послідовні періоди:

- пресинтетичний,

- синтетичний,

- постсинтетичний.

Пресинтетичний етап характеризується активним синтезом білків, ростом клітини.

Синтетичний етап характеризується інтенсивними процесами біосинтезу. У цей час подвоюються молекули ДНК, хроматиди, центріолі, також синтезуються білки, поділяються мітохондрії та пластиди тощо. Молекули ДНК перебувають у хромосомах у деспіралізованому (розкрученому) стані і спрямовують синтетичні реакції в клітині. Під час реплікації подвійний ланцюг ДНК під впливом спеціального ферменту поступово розкручується на два одинарні, і до кожного з них за принципом комплементарності відразу ж приєднуються вільні нуклеотиди. Реплікація молекул ДНК забезпечує подвоєння числа хромосом, тобто кожна із гомологічних хромосом складається з двох хроматид, двох ідентичних молекул ДНК. У подальшому одна потрапляє в одну дочірню клітину, а друга — в іншу. Тому дві дочірні клітини, які виникають внаслідок поділу, отримують весь обсяг біохімічної і генетичної інформації, який містила ядерна ДНК материнської клітини.

Постсинтетичний етап між завершенням синтетичного етапу і початком наступного поділу. Завершуються всі біохімічні процеси.

Отже, клітина виросла, утворила всі потрібні речовини, запаслася енергією і знову готова до поділу. На інтерфазу припадає 90% клітинного циклу, а на поділ-10%.

4. Мітоз (від грец. mitos — нитка), каріокінез, непрямий поділ, — це основний спосіб поділу еукаріотичних клітин, при якому з однієї материнської клітини утворюються дві дочірні, які є генетичними копіями материнської клітини.

У процесі мітозу умовно виділяють декілька етапів, які послідовно змінюють один одного:

- профазу,

- метафазу,

- анафазу,

- телофазу.

4. Профаза. Клітина припиняє виконувати специфічні функції в організмі. Тваринна клітина може змінювати форму та відокремлюватися. У профазі зміни відбуваються як у цитоплазмі, так і в ядрі клітини. Найважливіші ознаки профази — розходження центріоль, спіралізація хромосом, розпад ядерець і початок формування веретена поділу.

Центріоля — це циліндр, стінка якого утворюється мікротрубочками. Центріолі розходяться до двох полюсів клітини і від їх мікротрубочок починають рости ниточки-ці ниточки приєднуються до центромер (перетяжка на хромосомі) на хромосомах.

5. Метафаза. Третя стадія мітозу триває досить довго. Хромосоми, що були хаотично розміщені у ядрі переміщується до екватора клітини і вишиковуються в центральній площині. Так утворюється «метафазна пластина». Нитки веретена поділу прикріплені до центромер обох хроматид, натягнуті і готові розділити хромосоми на 2 хроматиди..

6. Анафаза. Це найкоротша фаза, триває декілька хвилин. В цей час діляться центромери і хроматини розходяться до різних полюсів клітини. Кожна з хроматид відповідає половині профазної хромосоми, тобто вони містять ідентичний спадковий матеріал.

7. Телофаза. Вона триває від моменту розходження хроматид до утворення дочірних клітин. Хроматиди розкручуються та перетворюються на тонкі невидимі нитки. Формуються ядра дочірних клітин і ділиться цитоплазма.

Весь клітинний цикл може тривати від 20-30 хвилин у бактерій до 10-20 год. у еукаріот.