Вопросы по биологии / Деление клетки. Митоз. Формы размножения организмов

Деление клеток лежит в основе развития, роста организмов, их размножения, а также обеспечивает самообновление тканей и восстановление их целостности после повреждения на протяжении жизни организма. 

В многоклеточном организме клетки специализированы и в соответствии со специализацией обладают разной продолжительностью жизни. Некоторые клетки настолько специализированы, что не могут делиться, поэтому в таких тканях необходимо наличие постоянно размножающихся клеток. 

Жизненный цикл клетки – промежуток времени от момента возникновения клетки в результате деления до её гибели, или до последнего деления. Он включает в себя функционально активную деятельность и период деления. 

Наиболее широко распространена непрямая форма деления – митоз.

Фазы митоза:

1. Интерфаза

a) G₁ – увеличение количества цитоплазмы, органелл, синтез структурных и функциональных белков. (Синтез веществ, ответственных за продолжение или ингибирование цикла).

б) S – репликация ДНК. (Синтез гистонов). Превращение хромосом в две хроматидные структуры.

в) G₂ – интенсивный биосинтез. Деление органелл, увеличение запасов энергии, деление центриолей. 

2. Профаза – спирализация хромосом, начало сборки веретена деления, центриоли расходятся к противоположным полюсам клетки, уменьшение размера ядрышек. В конце – распад ядерной оболочки и формирование веретена деления.

3. Метафаза – хромосомы выталкиваются микротрубочками к экватору клетки, формирование метафазной пластинки.

4. Анафаза – хроматиды при помощи нити (прикрепляются к кинетохорам) растаскиваются к полюсам клетки.

5. Телофаза – деспирализация однохроматидных хромосом, формирование ядрышка; из мембранных пузырьков формируется ядерная оболочка. По экватору клетки локализуются микротрубочки вместе с пузырьками Гольджи – образование перегородки; растворение микротрубочек. Образование дочерних клеток.

Биологическое значение митоза: равное распределение генетического материала, точная передача наследственной информации; рост, обновление частей организма.

Мейоз – способ деления клеток, в результате которого происходит уменьшение в два раза числа хромосом (редукционное деление). 

Мейоз включает два быстро следующих одно за другим деления.

• Профаза I – после спирализации гомологичные хромосомы объединяются в пары – биваленты. Одновременно гомологичные хромосомы конъюгируют и в местах соединения хромосомы обмениваются участками – кроссинговер.
  
• Метафаза I – завершается формирование веретена деления, биваленты выстраиваются в экваториальной плоскости. (К центромерам хромосом присоединяется только по одной нити веретена деления).
  
• Анафаза I – гомологичные хромосомы разделяются и расходятся к полюсам. Набор хромосом двух будущих дочерних клеток будет гаплоидным, но каждая хромосома состоит из двух хроматид (1n2c).
  
• Телофаза I – за короткое время образуются две дочерние гаплоидные клетки.
  
• Профаза II – короткая, удвоения генетического материала не происходит.
  
• Метафаза II, анафаза II, телофаза II – такие же, как и при митозе; дочерние клетки получают по одной хроматиде, сохраняя гаплоидный набор хромосом (1n1с).
  
  

Биологическое значение мейоза: 1) редукция числа хромосом, для последующего восстановления диплоидности при оплодотворении; 2) обеспечение разнообразия генетического состава гамет. 

Формы размножения организмов:

Размножение – воспроизведение себе подобных. 

Существует две формы размножения: бесполое и половое. 

Для осуществления полового размножения необходимо наличие двух особей: мужской и женской, дающих разносортные половые клетки – сперматозоиды и яйцеклетки. Половые клетки несут гаплоидный набор хромосом и способны к слиянию с образованием зиготы. Образующиеся из оплодотворенных яйцеклеток особи сочетают в себe признаки обоих родителей.

При бесполом размножении дочерние особи образуются путём митоза из одной или нескольких исходных клеток и поэтому обладают наследственной информацией, морфологическими, анатомическими и физиологическими особенностями, идентичными с материнской особью.

Формы бесполого размножения:

1. Деление (бактерии).
2. Спорообразование (хвощи, папоротники).
3. Почкование (гидра).
4. Вегетативное размножение (частями организма). 

Формы полового размножения:

1. Слияние одноклеточных организмов с последующим делением образовавшейся клетки (некоторые простейшие).
2. Слияние гамет (млекопитающие).
3. Партеногенез (тли и др.).