Онлайн учебник по биологии
9 класс

Предыдущая страница учебника по биологии Учебник по биологии. 9 класс Следующая страница учебника по биологии

§17. Жизненный цикл клетки. Хромосомы

Вспомните из учебника «Растения. Бактерии. Гри бы и лишайники», какие процессы характеризуют жизнедеятельность клетки. Какое строение имеет клеточное ядро? Что такое хромосомы? Какое строение имеет молекула ДНК? Что такое редупликация ДНК?

Период жизнедеятельности клетки от момента ее возникновения до смерти называют жизненным циклом клетки, или клеточным циклом. В этот период происходят рост, развитие и размножение клетки. Длительность клеточного цикла в разных клетках даже у одного и того же организма различна. Например, продолжительность этого цикла в клетках эпителиальной ткани человека составляет около 10—15 ч, а клеток печени целый год. Клеточный цикл состоит из двух разных по продолжительности интервалов: интерфазы и деления клетки (рис. 66).

Жизненный цикл клетки

Рис. 66. Жизненный цикл клетки (клеточный цикл): 1 — интерфаза; 2 — митоз

Интерфаза. Часть жизненного цикла клетки между двумя последовательными ее делениями называют интерфазой (от лат. интер — между и греч. фазис — появление). Она характеризуется активными процессами обмена веществ, биосинтезом белков, нуклеиновых кислот, углеводов и липидов. В интерфазе происходят процессы, связанные с жизнедеятельностью клетки — диссимиляция и ассимиляция. Возрастает запас энергии в клетке за счет синтеза АТФ. В ядре активно синтезируются все виды РНК, в ядрышке образуются и собираются рибосомы. Происходит интенсивный рост клетки, увеличивается количество всех ее органоидов.

Главным событием интерфазы является редупликация ДНК — ее самоудвоение. Так клетка подготавливается к делению.

Продолжительность интерфазы зависит от типа клеток и в среднем составляет не менее 90% от общего времени клеточного цикла. После окончания интерфазы клетка вступает в следующую часть цикла — деление.

Строение хромосом. Важная роль в клеточном цикле принадлежит хромосомам. Хромосома — комплекс спирализованных молекул ДНК й белков (от греч. хромо — цвет и сомо — тело). Они не только осуществляют регуляцию всех обменных процессов в клетке, но и обеспечивают передачу наследственной информации от одного поколения клеток и организмов — другим. В прокариотной клетке содержится только одна кольцевая молекула ДНК, несвязанная с белками. Поэтому ее нельзя назвать хромосомой.

Нити хроматина в ннтерфазе жизненного цикла клетки

Рис. 67. Нити хроматина в ннтерфазе жизненного цикла клетки

Большинство хромосом в интерфазе находятся в виде нитей хроматина, что делает их практически невидимыми (рис. 67). После редупликации каждая хромосома состоит из двух молекул ДНК, которые спирализуются, соединяются с белками и приобретают четкие формы. Две дочерние молекулы ДНК упаковываются порознь и образуют сестринские хроматиды (от греч. хрома — цвет и эйдос — вид). Сестринские хроматиды удерживаются вместе и образуют одну хромосому (рис. 68). Участок сцепления двух сестринских хроматид называется центромерой (от лат. центрум — середина и мерос — часть).

Строение хромосомы после редупликации ДНК

Рис. 68. Строение хромосомы после редупликации ДНК: 1 — центромера: 2 — плечи хромосомы; 3 — сестринские хроматиды; 4 — молекула ДНК: 5 — белок

Изучить форму и размеры хромосом, установить их количество в клетке можно только во время деления, когда они максимально спирализованы, плотно упакованы, хорошо окрашиваются и видны с помощью светового микроскопа.

Хромосомный набор клеток. Клетки каждого организма содержат определенный набор хромосом, который называют кариотипом (от греч. карион — ядро и типос — образец, форма). Для каждого вида организмов характерен свой кариотип. Хромосомы кариотипов различаются по форме, величине и набору генетической информации. Хромосомный набор строго индивидуален для каждого вида организма. Так, кариотип человека составляет 23 пары хромосом (рис. 69), плодовой мушки дрозофилы — 4 пары хромосом, одного из видов пшеницы — 14 пар.

Хромосомный набор клеток человека

Рис. 69. Хромосомный набор клеток человека: А — общая фотография; Б — 23 пары хромосом

Исследования кариотипов различных организмов показали, что в их клетках может содержаться двойной и одинарный наборы хромосом.

Двойной набор хромосом состоит всегда из парных хромосом, одинаковых по величине, форме и характеру наследственной информации. Парные хромосомы называются гомологичными (от греч. гомос— одинаковый). Так, все неполовые клетки человека содержат 23 пары хромосом, т. е. 46 хромосом представлены в виде 23 пар. У дрозофилы 8 хромосом образуют 4 пары. Парные гомологичные хромосомы внешне очень похожи. Их центромеры находятся в одних и тех же местах, а гены расположены в одинаковой последовательности.

В некоторых клетках может быть одинарный набор хромосом. Например, в клетках низших растений — одноклеточных зеленых водорослей набор хромосом одинарный, тогда как у высших растений и животных он — двойной. Половые клетки животных также имеют одинарный набор хромосом. Парные хромосомы в таком случае отсутствуют, гомологичных хромосом нет, а есть негомологичные. Так, половые клетки человека содержат 23 хромосомы. Причем хромосомный набор мужских и женских половых клеток отличается 23-ей хромосомой. Она напоминает по форме латинские буквы X или Y. В сперматозоидах может быть Х- или Y- хромосома. Яйцеклетки же всегда несут Х-хромосому.

Хромосомный набор принято обозначать латинской буквой п. Двойной набор соответственно обозначается 2п, а одинарный — п.

Упражнения по пройденному материалу

  1. Дайте определение жизненного цикла клетки (клеточного цикла).
  2. Что такое инферфаза? Какое событие является главным в интерфазе? Ответ обоснуйте.
  3. Из скольких молекул ДНК состоит хромо сома в начале интерфазы и перед делением клетки?
  4. Как определя ют число и форму хромосом у разных видов организмов?
  5. Чем двойной набор хромосом отличается от одинарного?
  6. В кариотипе кролика насчитывают 44 хромосомы. Сколько хромосом находится у кролика в неполовых и сколько в половых клетках?

Рейтинг@Mail.ru