Гдз §26. деление клетки. митоз к учебнику биология 10 класс линия жизни, пасечник

Что такое Митоз

Митоз — это тип деления клеток, при котором образуются две дочерние клетки, идентичные родительской. Митоз наблюдается при обычном росте и восстановлении тканей, увеличении количества соматических клеток в организме. Митоз — это процесс ядерное подразделение, за которым всегда следует деление цитоплазмы, цитокинез. Как правило, диплоидная клетка, которая завершает свою интерфазу, подвергается митозу. Интерфаза состоит из G₁, S и G₂ этапы. Наибольшая скорость метаболической активности клетки может наблюдаться в интерфазе. Репликация ДНК, синтез белка и синтез органелл происходят в интерфазе. Профаза, прометафаза, метафаза, телофаза и анафаза являются стадиями митоза.

профаза

Хроматин в ядре конденсируется и становится видимым в виде хромосом во время профазы. Ядрышко исчезает. Поскольку две центриоли движутся к противоположным полюсам, митотический веретено начинает формироваться.

прометафазе

Ядерные мембраны растворяются, и белки кинетохоры образуются в центромерах хромосом во время прометафазы. Микротрубочки митотического веретена прикрепляются к белкам кинетохоры.

Metaphase

Отдельные хромосомы выровнены вдоль клеточного экватора с помощью митотических веретен, обеспечивая надлежащую сегрегацию сестринских хроматид в две дочерние клетки.

анафаза

Во время анафазы сестринские хроматиды отделены от их центромер. Отделенные сестринские хроматиды начинают двигаться к противоположным полюсам клетки.

телофаза

Во время телофазы сестринские хроматиды достигают двух противоположных полюсов, и вокруг двух дочерних ядер образуются новые ядерные мембраны.

После ядерного деления деление цитоплазмы или цитокинеза начинается с расположения волокон актина вокруг центра клетки у животных. Сжатия актиновых волокон приводят к сжатию родительской клетки в две дочерние клетки. У растений в середине родительской клетки образуется жесткая клеточная стенка, разделяющая ее на две части. Этапы митоза показаны в Рисунок 1.

Рисунок 1: Митоз

ОТВЕТЫ К ЗАДАНИЯМ

§26. Вспомните.

Задание №1

В каких частях растения клетки делятся наиболее часто?

Ответ:

Клетки растения наиболее часто делятся в области стебля, так как там состредоточена образовательная ткань.

Задание №2

Как размножается амёба?

Ответ:

Амёбы размножаются только бесполым путём. Оно происходит путём деления клетки надвое. До деления клетки ядро удваивается, чтобы каждая дочерняя клетка получила свою копию наследственной информации.

Подумайте.

Задание №1

Почему эукариоты делятся при помощи сложного процесса митоза, а не простой перетяжкой, как прокариоты?

Ответ:

Эукариоты в своем строении значительно сложнее прокариотов. Митотическое деление дает возможность распредлять генетическую информацию поровну между дочерними клетками. И, соответственно, функции дочерних клеток остаются в полном порядке.

Задание №2

В чём состоит смысл программированной гибели клеток?

Ответ:

Апоптоз — естественный и необходимый процесс для поддержания гомеостаза в тканях и нормального развития многоклеточного организма. Апоптоз, чаще называемый программированной гибелью клетки, является энергетически активным, генетически контролируемым процессом, который избавляет организм от ненужных или поврежденных клеток.

Задание №3

Почему ядра некоторых клеток делятся путём амитоза?

Ответ:

В амитозе процессы, обеспечивающие равномерное распределение материала каждой хромосомы между двумя клетками, отсутствуют, также образуются многоядерные клетки или увеличивается их количество.

Тренируемся.

Задание №1

Перечислите стадии митоза в их естественном порядке.

Ответ:

Последовательность стадий митоза:
1. Интерфаза
2. Профаза
3. Метафаза
4. Анафаза
5. Телофаза

Задание №2

В какой фазе происходит деление цитоплазмы клетки?

Ответ:

В телофазе происходит деление цитоплазмы — цитокинез (цитотомия), в результате которого образуются две дочерние клетки с набором 2n2c. В клетках животных цитокинез осуществляется стягиванием цитоплазмы, в клетках растений — формированием плотной клеточной стенки (которая растет изнутри наружу).

Задание №3

Что такое редупликация ДНК?

Ответ:

Удвоение молекулы ДНК называют репликацией или редупликацией. С помощью специальных ферментов двойная спираль материнской ДНК расплетается на две нити, на каждой образовавшейся нити достраивается вторая нить, образуя две идентичных дочерних молекулы ДНК, которые затем скручиваются в отдельные спирали. В ходе последующего деления материнской клетки каждая дочерняя клетка получает по одной копии молекулы ДНК, которая является идентичной ДНК исходной материнской клетки. Этот процесс обеспечивает точную передачу генетической информации из поколения в поколение.

Задание №4

Что происходит в интерфазе для подготовки деления клетки?

Ответ:

Интерфаза — период клеточного цикла, подразделяющийся на $G_{1}$ −, $G_{0}$−, S− и $G_{2}$−фазы. Во время интерфазы клетка готовится к будущему делению: растёт, удваивает количество цитоплазмы, клеточных белков и органелл. В S−фазе происходит удвоение ДНК и центросом (клеточных центров).

Задание №5

В чём заключается биологическое значение митоза?

Ответ:

Биологическое значение митоза состоит в строго одинаковом распределении хромосом между дочерними ядрами, что обеспечивает образование генетически идентичных дочерних клеток и сохраняет преемственность в ряду клеточных поколений.

Совершенствуемся.

Задание №1

Всегда ли в хромосоме две хроматиды? Ответ обоснуйте.

Ответ:

Нет, не всегда. До деления хромосома имеет одну хроматиду, но уже в синтетическом периоде интерфазы (S−фазе) генетический материал удваивается и у хроматиды появляется пара. Это нужно для равномерного распределения генетической информации между двумя дочерними клетками в процессе деления.

Задание №2

В чём состоят отличия митоза от амитоза? Представьте ответ в виде сравнительной таблицы.

Ответ:

Признаки	Амитоз	Митоз
Определение	Прямое деление ядра	Непрямое деление
Образование хромосом	Не образуются хромосомы	Образуются хромосомы
Веретено деления	Не образуется	Образуется
Распределение генетической информации	Наследственная информация распределяется неравномерно	Наследственная информация распределяется равномерно

Задание №3

В чём преимущество полового размножения перед бесполым? Ответ обоснуйте.

Ответ:

Преимущество полового размножения перед бесполым:
• Обмен наследственной информацией между особями одного вида.
• Широкая приспосабливаемость потомков к условиям среды.
• Организм получает признаки двух родителей.
• Источник наследственной изменчивости.
• Успех в борьбе за существование.

← Предыдущее
Следующее →

Сравнительная характеристика

Фазы

Митоз

Мейоз

Первое деление

Второе деление

Набор хромосом материнской клетки диплоидный. Синтезируется белок, АТФ и органические вещества. Хромосомы удваиваются, образуются две хроматиды, соединённые центромерой.

Диплоидный набор хромосом. Происходят те же действия, что и при митозе. Отличием является продолжительность, особенно при образовании яйцеклеток.

Гаплоидный набор хромосом. Синтез отсутствует.

Непродолжительная фаза. Растворяются ядерные мембраны и ядрышко, формируется веретено деления.

Занимает больше времени, чем при митозе. Также исчезают ядерная оболочка и ядрышко, формируется веретено деления. Помимо этого наблюдается процесс конъюгации (сближение и слияние гомологичных хромосом). При этом происходит кроссинговер – обмен генетической информации на некоторых участках. После хромосомы расходятся.

По продолжительности – короткая фаза. Процессы такие же, как и при митозе, только с гаплоидными хромосомами.

Наблюдается спирализация и расположение хромосом в экваториальной части веретена.

Тоже, что и при митозе, только с гаплоидным набором.

Центромеры делятся на две самостоятельные хромосомы, которые расходятся к разным полюсам.

Деление центромер не происходит. К полюсам отходит одна хромосома, состоящая из двух хроматид.

Аналогично митозу, только с гаплоидным набором.

Цитоплазма делится на две одинаковые дочерние клетки с диплоидным набором, образуются ядерные мембраны с ядрышками. Веретено деления исчезает.

По длительности непродолжительная фаза. Гомологичные хромосомы располагаются в разных клетках с гаплоидным набором. Цитоплазма делится не во всех случаях.

Цитоплазма делится. Образуется четыре гаплоидные клетки.

Рис. 3. Сравнительная схема митоза и мейоза

Понятие мейоза

Под этим термином понимают деление половых клеток. Оно характеризуется сокращением количества хромосом в дочерних клетках в 2 раза. Отличительной особенностью процесса считается то, что он протекает в 2 стадии, которые постоянно сменяют друг друга.

С биологической точки зрения процесс направлен на формирование гаплоидных половых клеток у животных. Также он способствует появлению спор у растений. Диплоидность восстанавливается после оплодотворения – слияния родительских клеток. В результате формируется зигота, которая характеризуется полным комплектом молекул.

Мейоз 1

Первый этап называется редукционным. Он характеризуется следующими стадиями:

1. Профаза I – сопровождается спирализацией хромосомных элементов и расхождением хроматид. При этом ядро теряет свою оболочку, формируются биваленты как следствие соединения гомологичных хромосом и происходит взаимный обмен их фрагментами с передачей генетической информации.
2. Метафаза I – происходит вытягивание бивалентов вдоль экватора. Оно сопровождается формированием веретена.
3. Анафаза I – биваленты делятся на хромосомы. С помощью нитей веретена они притягиваются к клеточным полюсам.
4. Телофаза I – происходит редукция хромосом. Также делится цитоплазма и формируется ядерная оболочка. К тому же появляются клеточные стенки.

Мейоз 2

Для второго цикла характерны следующие составляющие:

1. Профаза II – совпадает с профазой I. Однако при этом конъюгация и кроссинговер отсутствуют.
2. Метафаза II – формируется экваториальная пластина. К веретену деления прикрепляются хроматиды.
3. Анафаза II – совпадает с анафазой при митозе.
4. Телофаза II – формируется 4 гаплоидные клетки.

В чем отличие

По итогам первого этапа формируется две дочерних клетки, которые включают одинарный набор хромосом. Он называется гаплоидным.

Мнение эксперта
Карнаух Екатерина Владимировна
Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность «Экономика предприятия»

На втором этапе наблюдается слияние родительских гамет в результате оплодотворения. По его итогам формируется полноценная диплоидная клетка. Она называется зиготой и включает полный набор хромосом. Это дает начало новой жизни.

Чем мейоз отличается от митоза

Чтобы определить основные особенности и отличия рассматриваемых понятий, важно проанализировать каждый этап

Интерфаза

При митозе и мейозе 1 материнская клетка имеет диплоидный набор хромосом. Также наблюдается выделение белка, АТФ, органических элементов. Количество молекул увеличивается и происходит репликация. При мейозе 2 наблюдается гаплоидный набор хромосом. При этом самоудвоения ДНК нет.

Профаза

При митозе эта фаза занимает минимум времени. На этом этапе наблюдается растворение ядерных мембран и ядрышка, формируется веретено деление, осуществляется спирализация хромосомных элементов.

Мнение эксперта
Карнаух Екатерина Владимировна
Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность «Экономика предприятия»

Первое деление при мейозе занимает больше времени. При этом тоже пропадает ядерная оболочка и ядрышко, а также образуется веретено деления. Также наблюдаются процессы конъюгации и кроссинговера. Второй этап мейоза занимает минимум времени. При этом протекают те же процессы, что и при митозе, однако используются гаплоидные хромосомы.

Метафаза

При митозе наблюдается расположение хромосом в экваториальной плоскости. При мейозе 1 в этой плоскости размещаются биваленты. Они представляют собой пары гомологичных хромосом, которые образуются на этапе профазы. Второй этап сопровождается теми же процессами, что при митозе, однако в нем задействован гаплоидный набор.

Анафаза

Митоз сопровождается делением центромеров. В итоге из одной двухроматидной хромосомы происходит формирование двух сестринских. Они расходятся к различным клеточным полюсам. Это происходит благодаря сокращению нитей веретена.

Телофаза

Митоз сопровождается образованием ядерных мембран на полюсах клеточных элементов. Они появляются вокруг хромосом. При этом пропадает веретено деления. Хромосомы раскручиваются, а цитоплазма делится между двумя клетками.

При мейозе эта фаза считается достаточно короткой. На заключительном этапе гомологичные хромосомы размещаются в разных клетках. Деление цитоплазмы происходит не всегда. При мейозе 2 формируется 4 гаплоидные клетки.

Биологическое значение

Процесс мейоза позволяет поддерживать постоянное количество хромосомных элементов. Помимо этого, в них появляются новые соединения генетических задатков. При митозе происходит продольное расщепление молекул, что приводит к их удвоению. При этом количество и качество исходной информации остается прежним. Этот процесс представляет собой базу развития всех многоклеточных существ.

Сходства между митозом и мейозом

• Митоз и мейоз являются двумя механизмами, участвующими в размножении многоклеточных организмов.
• И митоз, и мейоз начинаются с диплоидной родительской клетки.
• И митоз, и мейоз являются процессами ядерного деления клеток.
• Основными этапами как митоза, так и мейоза являются интерфазный, профазный, метафазный, телофазный и анафазный.
• ДНК родительской клетки реплицируется до деления ядра.
• Митоз похож на мейоз II.
• Во время метафазы митоза и метафазы II мейоза отдельные хромосомы располагаются в экваторе клеток.
• Во время анафазы митоза и анафазы II мейоза сестринские хроматиды разделяются на противоположные полюса.
• И митоз, и мейоз заканчиваются цитокинезом.

Подробнее: Разница между митозом и мейозом

Заключение

Митоз и мейоз — два типа клеточных делений, которые происходят в высших организмах, таких как животные, растения и грибы. Митоз возникает в соматических клетках и участвует в росте и восстановлении. Мейоз происходит в половых клетках гонад и производит дочерние клетки с половиной числа хромосом к родительской клетке. Мейоз участвует в поддержании постоянного числа хромосом в соматических клетках. И митоз, и мейоз происходят через большинство идентичных стадий ядерных делений.

Второй этап мейоза — эквационный

Начинается сразу же после первого. Эквация — это уравнивание. Так что задача клетки на этом этапе — сделать так, чтобы в одной хромосоме была одна молекула ДНК. 

Он похож на митоз, здесь к полюсам клетки отправятся хроматиды, а не целые хромосомы и мы получим из каждой клетки по две — с набором nc.  

Протекает он через такие же фазы, но с одним исключением. Здесь не будет интерфазы — клетка уже готова к делению, она запасла энергетические субстраты и белки ещё перед началом первого деления. Поэтому сразу начинается профаза II. 

Профаза мейоза II

Клетка уже сделала свою работу — упаковала генетический материал как можно лучше. Ей ничего не нужно делать, ну почти. Разве что растворить ядерные оболочки и достроить веретено деления. Этим она и займется.

Схема. Профаза II

Вы конечно понимаете, что вторая клетка идет по такому же пути. Просто мне лень рисовать сразу две.  

Прикрепление нитей веретена деления к центриолям — хромосомы снова на экваторе клетки.  

Схема. Клетка в метафазу II

Анафаза мейоза II

Торжественный момент — сейчас наши хроматиды станут полноценными хромосомами. Каждая разойдется к своему полюсу.

Схема. Клетка в анафазу мейоза II

Поздравляем, ох уж эти хроматиды, они так быстро растут… 

Телофаза мейоза II

Вокруг хромосом формируются ядерные мембраны, появляется перетяжка и делит клетку на две.  

Схема. Вот и закончился мейоз

Вторая клетка прошла через такое же деление. Всего из одной диплоидной клетки 2n2c получилось четыре гаплоидных с набором nc.

Фазы мейоза

И, разумеется, фазы мейоза отличаются от аналогичных, у митоза. Профаза в мейозе в разы длиннее, так как в ней происходит коньюгация – соединение гомологичных хромосом и обмен генетической информацией. В анафазе центромеры не делятся. Интерфаза очень короткая и ДНК в ней не синтезируется. Клетки, образованные в результате двух мейотических делений содержат одинарный набор хромосом. И только при слиянии двух клеток: материнской и отцовской, восстанавливается диплоидность. Также помимо всего прочего мейоз протекает в два этапа, известные как мейоз І и мейоз ІІ.

Опять-таки наглядное сравнение митоза и мейоза и их фаз вы можете увидеть на картинке.

Что такое хроматин?

Хроматин — это комплекс ДНК и белков, который образует хромосомы в ядре эукариотических клеток. Ядерная ДНК не появляется в свободных линейных цепях; он сильно конденсирован и обернут вокруг ядерных белков, чтобы поместиться в ядре. Хроматин существует в двух формах. Одна форма, называемая эухроматином, менее конденсирована и может быть расшифрована. Вторая форма, называемая гетерохроматином, сильно конденсирована и обычно не транскрибируется. Под микроскопом в вытянутом виде хроматин выглядит как бусы на веревочке. Шарики называются нуклеосомами. Каждая нуклеосома состоит из ДНК, обернутой вокруг восьми белков, называемых гистонами. Затем нуклеосомы оборачивают в спираль длиной 30 нм, называемую соленоидом, где дополнительные гистоновые белки поддерживают структуру хроматина. Во время клеточного деления структура хроматина и хромосом видна под световым микроскопом, и они изменяют свою форму, когда ДНК дублируется и разделяется на две клетки.

Интерфаза

Прежде чем делящаяся клетка попадает в митоз, она подвергается периоду роста, называемому интерфазой. Около 90% времени клетки при нормальном клеточном цикле могут быть потрачены на интерфазу, которая осуществляется в три основные фазы:

• Фаза G1: период до синтеза ДНК. В этой фазе клетка увеличивается в массе, подготавливаясь к делению.
• S-фаза: период, в течение которого происходит синтез ДНК. В большинстве клеток эта стадия происходит за очень короткий промежуток времени.
• Фаза G2: клетка продолжает синтез дополнительных белков увеличиваться в размерах.

В последней части интерфазы, клетка все еще имеет нуклеолы. Ядро ограничено ядерной оболочкой, а хромосомы дублируются, но находятся в форме хроматина. В клетках животных две пары центриолей, образованных из репликации одной пары, расположены за пределами ядра.

После фазы G2 наступает митоз, который в свою очередь состоит из нескольких стадий и завершается цитокинезом (делением клетки).

Сравнительная характеристика

Чтобы понять, чем мейоз отличается от митоза, требуется просмотреть сравнение в таблице. Два процесса кардинально отличаются друг от друга по прохождению этапов, предназначению.

В таблице показана разница между процессами

Сходство и различие

Чтобы понять сходство и различие митоза и мейоза, рассматривают каждый цикл деления. В этом заключается разница.

• Интерфаза. При митозе и первом делении мейоза происходят идентичные действия, то есть накопление энергии, удвоение генетической информации, увеличение хромосом. Отличается второй этап мейоза, при котором образуются гаплоидные хромосомы без удвоения ДНК.
• Профаза. Митотический цикл более короткий, происходит растворение мембраны и образование веретена деления. В отличие от этого процесса, при первом митотическом цикле дополнительно образуется конъюгация молекул и обмен генетической информацией. Во втором цикле тоже происходят эти же действия, только при наличии гаплоидного состава.
• Метафаза. При митозе молекулы располагаются на экваторе. При мейозе 1 происходит то же самое, но с парами гомологичных хромосом. Для второго цикла характерны те же самые процедуры, только при гаплоидном наборе.
• Анафаза. При митотическом цикле формируются 2 сестринские хромосомы, расходящиеся по краям. Это образуется за счет раздвоения нитей веретена. При другом методе деления раздвоение центромер не происходит. На полюсах располагаются гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид. Во втором цикле происходят те же действия, только с гаплоидным набором.
• Телофаза. Для митоза характерно устранение веретена, образование мембраны, раскручивание хромосом и отделение в цитоплазме по двум клеткам. Для мейоза характерны другие черты — формирование идентичных хромосом, не различающихся по информации, наличие гаплоидного набора. Цитоплазма может делиться, но может оставаться в большей части только в одной из клеток. В завершение второго цикла появляется 4 клеточных элемента.

Перечисленную информацию часто используют в тестах для школы. В них ученикам следует выбрать и перечислить правильный вариант, записать его на бумаге. Поэтому требуется изучать краткую информацию о процессах деления.

Важно помнить, что при мейозе сохраняется информация с цифрой 1n2c, при митозе — 2n4c. Этим можно отличить 2 процесса друг друга.

Центромера до раздвоения