Онлайн учебник по биологии
9 класс

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

§18. Передача наследственной информации на клеточном уровне. Деление клетки

Рассмотрите рисунки 70, 71 и вспомните в чем сущность деления клетки. Как происходит этот процесс? Что такое самовоспроизведение как признак живого? Что оно обеспечивает?

Один из признаков живого — самовоспроизведение, проявляется на органоидно-клеточном уровне в виде деления клетки. Способность к делению — важнейшее свойство клетки. В результате этого процесса из одной клетки возникают, как правило, две новые, что обеспечивает непрерывность жизни и передачу наследственной информации от исходной материнской клетки — дочерним клеткам.

Митоз. Наиболее распространенный способ деления клетки — митоз (от греч. митоз — нить), или непрямое деление клетки, при котором из материнской клетки образуются две дочерние клетки с таким же набором хромосом, как и у исходной клетки. Этот процесс обеспечивает увеличение числа клеток, рост организма, регенерацию и возобновление клеток в процессе их старения. У некоторых организмов митоз лежит в основе их размножения бесполым путем.

Митоз можно увидеть на фиксированных препаратах в световой микроскоп (рис. 70). Современные методы микроскопии и микрофотосъемки дают возможность наблюдать этот процесс также и в живой клетке.

Митоз в клетках кончика корешка лука

Рис. 70. Митоз в клетках кончика корешка лука

Стадии митоза. Митоз состоит из четырех последовательных стадий, обеспечивающих равномерное распределение генетической информации и органоидов между двумя дочерними клетками. Важная роль в этом процессе принадлежит центриолям клеточного центра, которые обеспечивают равномерное распределение хромосом между дочерними клетками (рис. 71).

Стадии митоза

Рис. 71. Стадии митоза: 1 — профаза; 2 — метафаза; 3 — анафаза; 4 — телофаза

Профаза. Переход из интерфазы в профазу митоза происходит постепенно. Молекулы ДНК связываются с белками, максимально спирализуются, утолщаются и превращаются в хорошо заметные хромосомы. Каждая хромосома образована двумя сестринскими хроматидами. Они соединены друг с другом центромерой. Количество ДНК в два раза больше числа хромосом (2п).

Митоз

Ядерная оболочка начинает рассасываться, а ядрышко исчезает. Центриоли клеточного центра расходятся к полюсам, образуя из микротрубочек веретено деления. Микротрубочки располагаются вокруг центриолей в виде звезды. В конце профазы ядерная мембрана полностью исчезает.

Метафаза. Во вторую стадию митоза нити веретена деления уже полностью сформированы. Они соединяются с центромерами хромосом, которые располагаются в экваториальной плоскости клетки. В этом положении они удерживаются микротрубочками. Хромосомы хорошо заметны, лежат отдельно, что позволяет определить их число, форму и величину.

Анафаза. Это самая короткая стадия. Хромосомы внезапно разделяются в месте центромеры на сестринские хроматиды, которые становятся теперь отдельными сестринскими хромосомами. С помощью нитей веретена деления начинается движение сестринских хромосом к полюсам клетки. У каждого полюса оказывается такое же число хромосом, какое было в исходной материнской клетке.

Телофаза. В последнюю стадию деления происходит формирование двух новых клеток. Хромосомы деспирализуются, восстанавливается ядерная оболочка, появляется ядрышко. Нити веретена деления у полюсов клетки исчезают. В клетках высших растений центриоли отсутствуют, а нити веретена деления формируются непосредственно из микротрубочек. Кроме плазматической мембраны в них из целлюлозных волокон образуется оболочка клетки.

Далее происходит равномерное распределение органоидов у полюсов клетки. Стадия завершается делением цитоплазмы и образованием плазматической мембраны в центральной части клетки. Возникают две новые дочерние клетки, полностью идентичные материнской.

Весь процесс деления длится от нескольких минут до трех часов (в зависимости от типа клеток и организма). Продолжительность митоза в несколько раз меньше интерфазы.

Биологическое значение митоза заключается в обеспечении постоянства числа хромосом, идентичности наследственной информации и генетической стабильности у вновь возникающих клеток.

Амитоз. Иногда встречается и другой вид деления клетки — амитоз. Амитоз (от греч. а — отрицательная частица и митоз — нить) — прямое деление ядра клетки, т. е. без образования хромосом и веретена деления. При этом наследственная информация между дочерними клетками распределяется неравномерно. Амитоз встречается у некоторых простейших, в клетках специализированных тканей, например в хрящевой, в раковых клетках.

Биологическое значение деления клетки. При клеточном делении наследственная информация передается от материнских клеток дочерним. Клетки размножаются путем удвоения своего содержимого с последующим делением надвое. Митоз — основной способ деления клетки, обеспечивающий непрерывность жизни на нашей планете. Редупликация ДНК, которая предшествует клеточному делению, обеспечивает высокую надежность копирования наследственного материала клетки и точную передачу генетической информации из одного поколения клеток другому. В их основе лежат два процессы. Один из них — кратное увеличение количества ДНК в хромосомах клетки в интерфазе ее жизненного цикла. Второй — строго равномерное распределение генетического материала между дочерними клетками при митозе. Таким образом, митоз как основной способ деления клеток поддерживает их генетическую стабильность.

Саморегуляция активности клетки. Клетка работает как единая биологическая система с высокой степенью точности и согласованности. Саморегуляция ее активности осуществляется благодаря различным белкам, информация о структуре которых закодирована в генетическом аппарате клетки. Именно белки служат основой всех процессов жизнедеятельности клетки. Так, белки-ферменты обеспечивают протекание в клетке реакций метаболизма. Строительные белки определяют специфические особенности клетки, ее форму. Под контролем регуляторных белков находится реализация наследственной информации в клетке.

Упражнения по пройденному материалу

  1. Дайте определение митоза.
  2. Какие структуры обеспечивают рае номерное распределение хромосом между дочерними клетками?
  3. Поясните, что произойдет, если во время митоза разрушить веретено деления клетки и остановить процесс.
  4. Опишите процессы, происходящие на стадиях митоза.
  5. Каково биологическое значение митоза?

На скорость митоза и продолжительность его отдельных фаз влияет температура среды. С ее ростом процесс ускоряется. Наиболее суще ственно это сказывается на профазе и телофазе. Так, повышение тем пературы на несколько градусов приводит к тому, что в клетках эндосперма ириса профаза с 65 мин и телофаза с 75 мин ускоряются до 40 мин.

Рейтинг@Mail.ru