Презентація з біології для учнів 10 класу (рівень стандарту) "Клітинний цикл. Мітоз. Мейоз"

Клітинний цикл. Мітоз. Мейоз

Організм людини, за оцінками науковців, складається зі 100 000 (1014) млрд клітин. Більшість із цієї кількості клітин тіла замінюються новими кожні 7—10 років. Процес оновлення клітин відбувається по-різному в різних частинах тіла, але повне омолодження «з ніг до голови» триває близько 10 років. Завдяки чому відбувається «омолодження» організму людини?

План. Репродукція клітин. Клітинний цикл. Типи поділу клітин: - мітоз; - амітоз; - мейоз. Порівняння мітозу та мейозу

Репродукція клітин{3 B4 B98 B0-60 AC-42 C2-AFA5-B58 CD77 FA1 E5}Репродукція клітин - відтворення нових клітин шляхом поділу вихідної клітинивідтворення клітин — це не просто виникнення двох клітин з однієї, а утворення двох клітин, які містять однакову спадкову інформацію, й подібну до інформації батьківської вихідної клітини{3 B4 B98 B0-60 AC-42 C2-AFA5-B58 CD77 FA1 E5}Термін «репродукція» - загальнобіологічне поняття, що характеризує відтворення на різних рівнях: репродукція ДНК відбувається на молекулярному рівні;репродукція вірусів — на субклітинному; репродукція клітин — на клітинному; репродукція організмів — на організмовому

Репродукція клітин{3 B4 B98 B0-60 AC-42 C2-AFA5-B58 CD77 FA1 E5}високоспеціалізовані клітини, що не діляться (нейрони, клітини скелетних м'язів, кардіоміоцити);поновлювані клітини (наприклад, ентероцити — клітини епітелію слизової оболонки кишечнику, що живуть 5—10 днів і оновлюються за допомогою камбіальних клітин);стовбурові клітини (зберігають здатність до поділу протягом всього життя організму і замінюють клітини, які гинуть); клітини, які зазвичай не розмножуються, але за певних умов можуть дедиференціюватися і вступати у мітоз (наприклад, гепатоцити, які набувають здатності до поділу за репаративної регенерації){3 B4 B98 B0-60 AC-42 C2-AFA5-B58 CD77 FA1 E5}За здатністю до репродукції клітини тваринного організму поділяють на чотири категорії: нейрониентероцитигепатоцити

Репродукція клітин{3 B4 B98 B0-60 AC-42 C2-AFA5-B58 CD77 FA1 E5}завдяки клітинному поділу забезпечується безперервність існування наступних поколінь клітин і цілісних організмів, оскільки індивідуальне життя більшості клітин обмежене порівняно коротким терміном;репродукція клітин у багатоклітинних організмів різко збільшує їх адаптивні можливості й створює необхідні передумови для індивідуального та історичного розвитку{3 B4 B98 B0-60 AC-42 C2-AFA5-B58 CD77 FA1 E5}З репродукцією клітин пов'язані ріст організмів, фізіологічна й репаративна регенерація, нестатеве розмноженнянейрони{3 B4 B98 B0-60 AC-42 C2-AFA5-B58 CD77 FA1 E5}Основні типи репродукції клітин:мітозамітоз. Поділ Амеби звичайноїПоділ клітин багатоклітинного організму{3 B4 B98 B0-60 AC-42 C2-AFA5-B58 CD77 FA1 E5}Репродукція клітин забезпечує безперервність існування наступних поколінь клітин і цілих організмів

Клітинний цикл{3 B4 B98 B0-60 AC-42 C2-AFA5-B58 CD77 FA1 E5}охоплює власне поділ та інтерфазу - період від утворення клітини до початку наступного поділув інтерфазі виокремлюють три періоди — пресинтетичний, синтетичний та постсинтетичний. Інтерфаза триває до 90 % часу всього клітинного циклупресинтетичний - найтриваліший період, під час якого клітини ростуть, утворюють потрібні для життєдіяльності речовини, запасають енергію, збільшується кількість органел клітинсинтетичний період - відбувається реплікація (утворюються копії молекул ДНК клітини;постсинтетичний період тривають накопичення енергії, синтез РНК й білків{3 B4 B98 B0-60 AC-42 C2-AFA5-B58 CD77 FA1 E5}період існування клітини від початку одного поділу до наступного або від початку останнього поділу клітини до її смертінейрони{3 B4 B98 B0-60 AC-42 C2-AFA5-B58 CD77 FA1 E5}Умовні позначення. Періоди інтерфази: G1– пресинетичний (постмітотичний);S - синтетичний;G2 – постсинтетичний (премітотичний)М – період поділу клітини{BC89 EF96-8 CEA-46 FF-86 C4-4 CE0 E7609802}Тривалість клітинного циклу у бактерій – 20-30 хв, еукаріот –10-80 годині більше

Мітоз {3 B4 B98 B0-60 AC-42 C2-AFA5-B58 CD77 FA1 E5}спосіб поділу еукаріотичних клітин, за якого з однієї материнської клітини утворюються дві дочірні, що є її генетичними копіяминейрони{BC89 EF96-8 CEA-46 FF-86 C4-4 CE0 E7609802}Фази мітозу (типові для тварин)профазаметафазаанафазателофаза- конденсація (ущільнення) хроматину; - формування Х-подібних двороматидних хромосом;- розходження центріолей клітинного центру до протилежних полюсів клітини; - формування веретена поділу; - ядерна оболонка розпадається на дрібні мембранні пухирці;- зникають ядерця- хромосоми розташовуються на однаковій відстані від клітинних центрів, в «екваторіальній» площині клітини- найкоротша фаза; - парні хроматиди кожної хромосоми розділяються на однохроматидні й рухаються за допомогою мікротрубочок веретена поділу до різних полюсів клітини; - до кожного полюса клітини прямує по одній копії кожної молекули ДНК материнської клітини- дочірні хромосоми, що складаються з однієї хроматиди, досягають двох полюсів клітини; - навколо них формується ядерна оболонка (каріокінез);- деконденсація однохроматидних хромосом;- фомування ядерець, ядерної оболонки;- руйнування веретена поділу;- поділ цитоплазми та формування двох нових клітин (цитокінез)

Мітоз {3 B4 B98 B0-60 AC-42 C2-AFA5-B58 CD77 FA1 E5}Біологічна роль мітозу полягає в точному відтворенні клітин, забезпеченні рівномірного розподілу хромосом материнської клітини між двома дочірніми клітинами і підтриманні сталості каріотипу. Мітоз є основою росту, регенерації й нестатевого розмноження організмівпрофазаметафазаанафазателофаза{3 B4 B98 B0-60 AC-42 C2-AFA5-B58 CD77 FA1 E5}Мітоз на мікрофографіях. Схема мітозу

Мітоз {3 B4 B98 B0-60 AC-42 C2-AFA5-B58 CD77 FA1 E5}Чинники, які впливають на мітоз: зовнішні, внутрішні, внутрішньоклітинні й позаклітинні чинники. Пусковим чинником для мітотичного поділу клітин є співвідношення об'ємів ядра і цитоплазми. Велику роль відіграє також синтез ДНК і міжклітинні взаємодіїЗовнішні чинники регуляції мітозудобові ритми – у нічних тварин максимум мітозу припадає на день, а у денних тварин й людини — на ніч;гамма-промені спричиняють в клітинах глибокі порушення: мітотичні хромосоми змінюють форму, розриваються, окремі ділянки хромосом можуть зникати;рентгенівські промені призводять до тимчасового припинення мітозу, але якщо клітини не загинули від опромінення, то мітотичний поділ поступово відновлюється;мітоз гальмується високою температурою, високими дозами йонізуючої радіації, дією рослинних отрут (наприклад, алкалоїд колхіцин, що виділений з бульбоцибулин пізньоцвіту осіннього, має здатність пригнічувати утворення мітотичного веретена)

Амітоз {3 B4 B98 B0-60 AC-42 C2-AFA5-B58 CD77 FA1 E5}прямий поділ клітин, що відбувається шляхом поділу ядра, без реплікації ДНК й конденсації хромосом та без утворення веретена поділу{3 B4 B98 B0-60 AC-42 C2-AFA5-B58 CD77 FA1 E5}властивий високоспеціалізованим клітинам (нейронам, хондроцитам, лейкоцитам крові, клітинам ендотелію кровоносних судин), клітинам пухлин, старіючим клітинам або клітинам, приреченим на загибель (наприклад, клітинам зародкових оболонок ссавців);може супроводжуватись поділом клітини з утворенням двох клітин з приблизно однаковою спадковою інформацією, а може обмежуватись поділом ядра без поділу цитоплазми, що приводить до утворення дво- та багатоядерних клітин; порівняно з мітозом трапляється рідше і відіграє другорядну роль у клітинному поділі організмів, оскільки клітини після амітозу зберігають функціональну активність, поділятися уже не можуть{3 B4 B98 B0-60 AC-42 C2-AFA5-B58 CD77 FA1 E5}Біологічна роль амітозу — це швидке поповнення клітинних популяцій у процесі репаративної регенерації

Мітоз {3 B4 B98 B0-60 AC-42 C2-AFA5-B58 CD77 FA1 E5}Внутрішні чинники регуляції мітозувпливи системи нейрогуморальної регуляції, зумовлені дією гормонів надниркових залоз, гіпофіза, щитоподібної і статевих залоз. Так, для активації клітинного циклу потрібний прогестерон, що є чинником росту; мітоз жорстко регулюється як самою клітиною (наприклад, зміною синтезу циклінів й циклін-залежних ферментів), так і її оточенням (наприклад, відсутністю контактів з подібними клітинами або впливом гормонів);чинником регуляції є послідовність здійснення стадій мітоз;встановлено, що після певної кількості поділів вмикається генетична програма, що не допускає розмноження нащадків цієї клітини.{BC89 EF96-8 CEA-46 FF-86 C4-4 CE0 E7609802}На початок, перебіг і завершення мітозу впливають різні зовнішні та внутрішні чинники

Мейоз {3 B4 B98 B0-60 AC-42 C2-AFA5-B58 CD77 FA1 E5}(від грец. мейозіз — зменшення), тип клітинного поділу, за якого вдвічі зменшується число хромосом (кількість молекул ДНК). Унаслідок мейозу з диплоїдної (2n) клітини утворюються гаплоїдні (n) клітиниза допомогою мейозу утворюються статеві клітини - гамети, а у вищих рослин – спори;у процесі запліднення - злиття двох гамет в організмі нового покоління відновиться диплоїдний набір хромосом;на відміну від мітозу, мейоз передбачає не один, а два послідовні поділи клітини;в інтерфазі, що передує початку мейозу, як і у випадку мітозу, відбувається реплікація, тобто клітина вступає в мейоз із удвічі збільшеним набором ДНК; кожен поділ мейозу має чотири фази, які є подібними до мітотичних, але мають низку відмінностей{BC89 EF96-8 CEA-46 FF-86 C4-4 CE0 E7609802}Фази мейозуІ поділпрофаза Іметафаза Іанафаза Ітелофаза ІІІ поділпрофаза ІІметафаза ІІанафаза ІІтелофаза ІІ

Мейоз {BC89 EF96-8 CEA-46 FF-86 C4-4 CE0 E7609802}Фази мейозуІ поділпрофаза Іметафаза Іанафаза Ітелофаза І- конденсується хроматин;- формуються Х-подібні хромосоми; формується веретено поділу;- руйнується ядерна оболонка;- відбувається кросинговер – наближення гомологічних одна до одної, та обмін подібними ділянками; - після кросинговеру гомологічні хромосоми з’єднані попарно- розташування екваторіальній площині клітини утворених в профазі І пари гомологічних хромосомна відміну від мітозу, до полюсів поділу розходяться не хроматиди, а цілі хромосомихромосоми досягають двох полюсів клітини, навколо них, як у мітозі, формується ядерна оболонка. відбувається поділ цитоплазми (цитокінез) й формуються дві нові клітини

Мейоз {BC89 EF96-8 CEA-46 FF-86 C4-4 CE0 E7609802}Фази мейозуІІ поділ. Після завершення першого поділу дочірні клітини перебувають у короткому періоді спокою (інтеркінезі), після якого починається другий поділ, в цей час молекули ДНК не подвоюютьсяпрофаза ІІметафаза ІІанафаза ІІтелофаза ІІ- зникнення ядерної оболонки- хромосоми розташовуються по центру кілтини- розходження хроматид до полюсів клітиниформування ядерних оболонок (каріокінез) та поділ цитоплазми (цитокінез)Другий поділ відбувається аналогічно мітозу. У результаті описаних процесів формуються чотири клітини з одинарним гаплоїдним набором хромосом{BC89 EF96-8 CEA-46 FF-86 C4-4 CE0 E7609802}Схема кросинговеру, який відбувається у профазі І мейозу

Мейоз {3 B4 B98 B0-60 AC-42 C2-AFA5-B58 CD77 FA1 E5}Біологічна роль мейозу полягає в зменшенні числа хромосом клітини, що необхідно для утворення статевих клітин. Рекомбінація ДНК під час кросинговеру урізноманітнює комбінації генів, що є одним з механізмів формування комбінативної мінливостіМейоз Іпрофаза Іметафаза Іанафаза Ітелофаза Іпрофаза ІІметафаза ІІанафаза ІІтелофаза ІІМейоз ІІ

Порівняння мітозу та мейозу{BC89 EF96-8 CEA-46 FF-86 C4-4 CE0 E7609802}Тип поділу. Фази. Набір хромосом n – хромосомис – хроматиди. Які клітини утворюються?Мітоз І│ПМАТ2n1c диплоїднийхромосоми однохроматидні2 диплоїдні(2n)2 соматичніМейозІ│П1 М1 А1 Т11n2cгаплоїднийхромосоми двохроматидні2 гаплоїдні(n)4 статеві клітиниІ│П2 М2 А2 Т21n1cгаплоїднийхромосоми однохроматидні2 гаплоїдні (n)

Біологічне значеннямітозу та мейозу{BC89 EF96-8 CEA-46 FF-86 C4-4 CE0 E7609802}Мітоз Мейозподвоєння та передача спадкової інформації наступному поколінню клітин і забезпечення спадкоємності життязабезпечення зміни спадкового матеріалупідтримка сталості каріотипу при статевому розмноженніутворення гамет для статевого розмноження тваринформування спор для нестатевого розмноження вищих рослин;відновлення пошкоджених ДНКМітоз. Мейоз

Висновки. Репродукція клітин забезпечує безперервність існування наступних поколінь клітин і цілих організміКлітинний цикл клітини включає інтерфазу та етап поділу клітини. Мітоз є основним способом репродукції еукаріотичних клітин тіла, що визначає ріст, фізіологічну регенерацію та нестатеве розмноження еукаріотів. На початок, перебіг і завершення мітозу впливають різні зовнішні та внутрішні чинники. Мейоз є ключовим механізмом спадкової мінливості, що притаманний усім організмам, яким властиве статеве розмноження

Домашнє завдання. Опрацювати §45 (І частина,стор. 183-185)Переглядати презентацію на сайті "Дистанційне навчання»

Дякую за увагу!