Які фази мітозу існують назвати послідовно. Мітоз – фази мітозу. Яке біологічне значення процесу мітозу

Послідовність фаз мітотичного циклу представлена ​​на рис. 4.

Рис. 4. Фази мітозу

Профаза.У профазі ядро ​​збільшується, і в ньому виразно видно хромосомні нитки, які в цей час вже спіралізовані.

Кожна хромосома після редуплікації в інтерфазі складається із двох сестринських хроматид, з'єднаних однією центромірою. Наприкінці профази зазвичай зникають ядерна оболонка та ядерця. Іноді ядерце зникає у наступній фазі мітозу. На препаратах завжди можна знайти ранню та пізню профази та порівняти їх між собою. Виразно видно зміни: зникає ядерце та оболонка ядра. Хромосомні нитки чіткіше видно в пізній профазі, і нерідко можна помітити, що вони подвоєні. У профазі спостерігається також розбіжність центріолей, які утворюють два полюси клітини.

Прометафазапочинається з швидкого розпаду ядерної оболонки на дрібні фрагменти, які не відрізняються від фрагментів ендоплазматичного ретикулуму (рис. 5). У хромосомах з кожного боку центроміри у прометафазі утворюються особливі структури, які називають кінетохорами. Вони прикріплюються до спеціальної групи мікротрубочок, званих кінетохорними нитками або кінетохорними мікротрубочками. Ці нитки відходять від обох сторін кожної хромосоми, йдуть у протилежних напрямках та взаємодіють із нитками біполярного веретена. У цьому хромосоми починають інтенсивно рухатися.

Рис. 5. Прометафаза (вибудовується фігура материнської зірки) у безпігментній клітині. Забарвлення залізним гематоксиліном за Гейденгайном. Середнє збільшення

Метафаза.Після того, як зникне ядерна оболонка, видно, що хромосоми досягли максимальної спіралізації, стали коротшими і переміщуються до екватора клітини, розташовуючись в одній площині. Центріолі, що знаходяться на полюсах клітини, завершують формування веретена поділу, і його нитки приєднуються до хромосом в області центроміру. Центромери всіх хромосом знаходяться в одній екваторіальній площині, а плечі можуть бути вище або нижче. Таке положення хромосом зручне для їх підрахунку та вивчення морфології.

Анафазапочинається зі скорочення ниток веретена поділу, за рахунок чого відбувається можуть розташовуватися вище або нижче. Все це зручно для підрахунку числа хромосом, вивчення їхньої морфології та поділу центромір. В анафазі мітозу відбувається розщеплення центромірної ділянки кожної з двороматидних хромосом, що призводить до поділу сестринських хроматид і перетворення їх на самостійні хромосоми (формальне співвідношення кількості хромосом і молекул ДНК - 4n4с).

Так відбувається точний розподіл генетичного матеріалу, і кожному полюсі виявляється таку ж число хромосом, яке було в вихідної клітини до їх подвоєння.

Переміщення хроматид до полюсів відбувається внаслідок скорочення ниток, що тягнуться, і подовження опорних ниток мітотичного веретена.

Телофаза.Після завершення розбіжності хромосом до полюсів материнської клітини у телофазі формуються дві дочірні клітини, кожна з яких отримує повний набір однохроматидних хромосом материнської клітини (формула 2n2с для кожної з дочірніх клітин).

У телофазі хромосоми кожному полюсі зазнають деспіралізацію, тобто. процес, протилежний тому, що відбувається в профазі. Контури хромосом втрачають свою чіткість, мітотичний веретено руйнується, відновлюється ядерна оболонка і з'являються ядерця. Поділ ядер клітини називається каріокінез (рис. 6).

Потім з фрагмопласту формується клітинна стінка, яка ділить весь вміст цитоплазми на дві рівні частини. Цей процес називається цитокінезом. Так закінчується мітоз.

Рис. 6. Фази мітозу у різних рослин

Рис. 7. Розподіл гомологічних хромосом і генів, що містяться в них, під час мітотичного циклу у гіпотетичного організму (2n = 2) поколінь і генетична безперервність життя у разі безстатевого розмноження організмів.

Базисні терміни та поняття: анафаза; дочірня клітина; інтерфаза; материнська (батьківська) клітина; метафаза; мітоз (період М); мітотичний (клітинний) цикл; постсинтетичний період (G2); пресинтетичний період (G1); профаза; сестринські хроматиди; синтетичний період (S); телофаза; хроматиду; хроматин; хромосома; центромір.

Серед усіх цікавих і досить складних тем у біології варто виділити два процеси поділу клітин в організмі. мейоз та мітоз. Спочатку може здатися, що ці процеси однакові, оскільки в обох випадках відбувається розподіл клітин, але насправді між ними існує велика різниця. Насамперед, потрібно розібратися з мітозом. Що цей процес являє собою, що таке інтерфаза мітозу і яку роль вони грають в людському організмі? Докладніше про це і йтиметься у цій статті.

Складний біологічний процес, який супроводжується розподілом клітин та розподілом хромосом між цими клітинами – все це можна сказати про мітоз. Завдяки йому між дочірніми клітинами організму рівномірно розподіляються хромосоми, в яких міститься ДНК.

Існує 4 основні фази процесу мітозу. Всі вони пов'язані між собою, оскільки фази плавно переходять із однієї на іншу. Поширеність мітозу в природі обумовлена ​​тим, що саме він бере участь у процесі розподілу всіх клітин, серед яких м'язові, нервові тощо.

Коротко про інтерфаз

Перед потраплянням у стан мітозу клітина, яка розділяється, перетворюється на період інтерфази, тобто зростає. Тривалість інтерфази може тривати понад 90% всього часу активності клітини у звичайному режимі.

Інтерфаза ділиться на 3 основні періоди:

• фаза G1;
• S-фаза;
• фаза G2.

Усі вони проходять у певній послідовності. Розглянемо кожну із цих фаз окремо.

Інтерфаза - основні складові (формула)

Фаза G1

Цей період характеризується підготовкою клітини до поділу. Вона збільшується в обсягах подальшої фази синтезу ДНК.

S-фаза

Це наступний етап у процесі інтерфази, у якому відбувається розподіл клітин організму. Як правило, синтез більшості клітин відбувається на невеликий проміжок часу. Після поділу клітини не збільшуються у розмірах, а починається остання фаза.

Фаза G2

Фінальний етап інтерфази, протягом якого клітини продовжують синтезувати білки, збільшуючись у розмірах. У цей період у клітині, як і раніше, є нуклеоли. Також в останній частині інтерфази відбувається дублювання хромосом, а поверхня ядра тим часом покривається спеціальною оболонкою, що має захисну функцію.

На замітку!По завершенню третьої фази настає мітоз. Він також включає кілька стадій, після яких відбувається розподіл клітини (цей процес у медицині називається цитокінезом).

Стадії мітозу

Як ми вже відзначали раніше, мітоз ділиться на 4 стадії, але іноді їх може бути і більше. Нижче представлені основні їх.

Таблиця. Опис основних фаз мітозу.

Важливо!Тривалість повного процесу мітозу зазвичай становить не більше 1,5-2 годин. Тривалість може змінюватися в залежності від виду клітини, що розділяється. Також тривалість процесу впливають і зовнішні чинники, такі як світловий режим, температура тощо.

Яку біологічну роль відіграє мітоз?

Тепер спробуємо розібратися з особливостями мітозу та його важливістю у біологічному циклі. В першу чергу, він забезпечує багато процесів життєдіяльності організму, серед яких – ембріональний розвиток.

Також мітоз відповідає за відновлення тканин та внутрішніх органів організму після різних видів ушкодження, внаслідок чого відбувається регенерація. У процесі функціонування клітини поступово відмирають, але з допомогою мітозу структурна цілісність тканин постійно підтримується.

Мітоз забезпечує збереження певної кількості хромосом (воно відповідає числу хромосом у материнській клітині).

Відео – Особливості та види мітозу

Одним із найважливіших процесів в індивідуальному розвитку живого організму є мітоз. У цій статті ми коротко і зрозуміло намагатимемося пояснити, які процеси відбуваються під час поділу клітини, розповімо про біологічне значення мітозу.

Визначення поняття

З підручників за 10 клас з біології ми знаємо, що мітоз – розподіл клітини, у результаті з однієї материнської клітини утворюються дві дочірні із тим самим набором хромосом.

У перекладі з давньогрецької мови термін «мітоз» означає «нитку». Це як сполучна ланка між старими та новими клітинами, у яких зберігається генетичний код.

Процес поділу загалом починається від ядра і закінчується цитоплазмою. Він називається як мітотичний цикл, який складається зі стадії мітозу та інтерфази. В результаті розподілу диплоїдної соматичної клітини утворюється дві дочірні клітини. Завдяки такому процесу відбувається збільшення кількості клітин тканин.

Стадії мітозу

Виходячи з морфологічних особливостей, процес розподілу розподіляють на такі стадії:

• Профаза ;

На даному етапі ядро ​​ущільнюється, всередині нього конденсується хроматин, який закручується в спіраль, мікроскопом проглядаються хромосоми.

ТОП-4 статтіякі читають разом з цією

Під впливом ферментів ядра та його оболонки розчиняються, хромосоми у цьому періоді безладно розташовуються в цитоплазмі. Пізніше відбувається поділ центріолей до полюсів, утворюється веретено поділу клітин, нитки якого кріпляться до полюсів та хромосом.

Для цієї стадії характерно подвоєння ДНК, але пари хромосом ще тримаються одна одну.

Перед стадією профази у рослинної клітини йде підготовча фаза – препрофаза. У чому полягає підготовка клітини до мітозу можна зрозуміти на цьому етапі. Для нього характерними є утворення препрофазного кільця, фрагмосоми, а також нуклеація мікротрубочок навколо ядра.

• Прометафаза ;

На цьому етапі хромосоми починають рухатися і прямують до найближчого полюса.

У багатьох навчальних посібниках препрофазу та прометофазу відносять до стадії профази.

• Метафаза ;

На початковому етапі хромосоми знаходяться в екваторіальній частині веретена, тому тиск полюсів діє на них рівномірно. У ході цієї стадії число мікротрубочок веретена постійно зростає та оновлюється.

Хромосоми вишиковуються парами в спіраль вздовж екватора веретена в строгому порядку. Хроматиди поступово від'єднуються, але ще тримаються за нитки веретену.

• Анафаза ;

На цьому етапі відбувається подовження хроматид, які поступово розходяться до полюсів, оскільки нитки веретена скорочуються. Утворюються дочірні хромосоми.

За часом це найкоротша фаза. Сестринські хроматиди раптово поділяються і відходять до різних полюсів.

• Телофаза ;

Є останньою фазою поділу, коли подовжуються хромосоми, і формується нова ядерна оболонка біля кожного полюса. Нитки, у тому числі складалося веретено, повністю руйнуються. На цьому етапі поділяється цитоплазма.

Завершення останньої стадії збігається з розподілом материнської клітини, що називається цитокінезом. Саме від проходження цього процесу залежить, скільки клітин утворюється при розподілі, їх може бути дві і більше.

Рис. 1. Стадії мітозу

Значення мітозу

Біологічне значення процесу поділу клітин незаперечне.

• Саме завдяки йому можлива підтримка постійного набору хромосом.
• Відтворення ідентичної клітини можливе лише шляхом мітозу. У такий спосіб замінюються клітини шкіри, епітелію кишечника, кров'яні клітини еритроцитів, життєвий цикл яких становить лише 4 місяці.
• Копіювання, отже, і збереження генетичної інформації.
• Забезпечення розвитку та зростання клітин, завдяки чому багатоклітинний організм утворюється із одноклітинної зиготи.
• За допомогою такого поділу можлива регенерація частин тіла деяких живих організмів. Наприклад, у морської зірки відновлюються промені.

Рис. 2. Регенерація морської зірки

• Забезпечення безстатевого розмноження. Наприклад, брунькування гідри, а також вегетативне розмноження рослин.

Рис. 3. брунькування гідри

Що ми дізналися?

Розподіл клітин називається мітозом. Завдяки йому копіюється та зберігається генетична інформація клітини. Процес відбувається у кілька етапів: підготовча фаза, профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Внаслідок цього утворюється дві дочірні клітини, які повністю схожі на початкову материнську клітину. У природі значення мітозу велике, оскільки завдяки йому можливий розвиток і зростання одноклітинних та багатоклітинних організмів, регенерація деяких частин тіла, безстатеве розмноження.

Тест на тему

Оцінка доповіді

Середня оцінка: 4.6. Усього отримано оцінок: 353.

Розвиток і зростання живих організмів неможливе без процесу розподілу клітин. У природі існує кілька видів та способів поділу. У цій статті ми коротко і зрозуміло розповімо про мітоз і мейоз, роз'яснимо основне значення цих процесів, познайомимо з тим, чим вони відрізняються, а чим схожі.

Мітоз

Процес непрямого поділу, або мітоз, найчастіше зустрічається у природі. На ньому ґрунтується розподіл усіх існуючих нестатевих клітин, а саме м'язових, нервових, епітеліальних та інших.

Складається мітоз із чотирьох фаз: профази, метафази, анафази та телофази. Основна роль цього процесу - рівномірний розподіл генетичного коду від батьківської клітини до двох дочірніх. При цьому клітини нового покоління один до одного схожі на материнські.

Рис. 1. Схема мітозу

Час між процесами поділу називаються інтерфазою . Найчастіше інтерфаза набагато довша за мітоз. Для цього періоду характерні:

• синтез білка та молекули АТФ у клітині;
• подвоювання хромосом та утворення двох сестринських хроматид;
• збільшення числа органоїдів у цитоплазмі.

Мейоз

Розподіл статевих клітин називається мейозом, воно супроводжується зменшенням числа хромосом удвічі. Особливість даного процесу полягає в тому, що проходить він у два етапи, які безперервно йдуть один за одним.

ТОП-4 статтіякі читають разом з цією

Інтерфаза між двома етапами поділу мейозу настільки короткочасна, що практично непомітна.

Рис. 2. Схема мейозу

Біологічним значенням мейозу є утворення чистих гамет, які містять гаплоїдний, тобто одинарний, набір хромосом. Диплоїдність відновлюється після запліднення, тобто злиття материнської та батьківської клітини. В результаті злиття двох гамет утворюється зигота з повним набором хромосом.

Зменшення числа хромосом при мейозі дуже важливе, тому що в іншому випадку при кожному розподілі число хромосом збільшувалося б. Завдяки редукційному поділу підтримується постійне число хромосом.

Порівняльна характеристика

Відмінність мітозу і мейозу полягає в тривалості фаз і процесах, що відбуваються в них. Нижче пропонуємо вам таблицю "Мітоз і мейоз", де вказані основні відмінності двох способів поділу. Фази мейозу такі ж, як і у мітозу. Детальніше дізнатися про подібності та відмінності двох процесів ви зможете у порівняльній характеристиці.

Рис. 3. Порівняльна схема мітозу та мейозу

Що ми дізналися?

У природі розподіл клітин відрізняється залежно від призначення. Так, наприклад, нестатеві клітини діляться шляхом мітозу, а статеві – мейозу. Ці процеси мають схожі схеми розподілу деяких етапах. Головною відмінністю є кількість хромосом в утвореного нового покоління клітин. Так при мітоз у новоствореного покоління диплоїдний набір, а при мейозі гаплоїдний набір хромосом. Час протікання фаз розподілу також різняться. Велику роль життєдіяльності організмів грають обидва способу поділу. Без мітозу не проходить жодне оновлення старих клітин, репродукція тканин та органів. Мейоз допомагає підтримувати постійну кількість хромосом у новоствореному організмі при розмноженні.

Тест на тему

Оцінка доповіді

Середня оцінка: 4.3. Усього отримано оцінок: 3469.

Мітоз- основний спосіб поділу еукаріотичних клітин, при якому спочатку відбувається подвоєння, а потім рівномірний розподіл між дочірніми клітинами спадкового матеріалу.

Мітоз є безперервним процесом, в якому виділяють чотири фази: профазу, метафазу, анафазу і телофазу. Перед мітозом відбувається підготовка клітини до поділу або інтерфазу. Період підготовки клітини до мітозу і власне мітоз разом складають Мітотичний цикл. Нижче наведено коротку характеристику фаз циклу.

Інтерфазаскладається з трьох періодів: пресинтетичного, або постмітотичного, - G1, синтетичного - S, постсинтетичного, або премітотичного, - G2.

Пресинтетичний період (2n 2c, де n- Число хромосом, з- Число молекул ДНК) - зростання клітини, активізація процесів біологічного синтезу, підготовка до наступного періоду.

Синтетичний період (2n 4c) - Реплікація ДНК.

Постсинтетичний період (2n 4c) - підготовка клітини до мітозу, синтез та накопичення білків та енергії для майбутнього поділу, збільшення кількості органоїдів, подвоєння центріолей.

Профаза (2n 4c) - демонтаж ядерних мембран, розбіжність центріолей до різних полюсів клітини, формування ниток веретена поділу, «зникнення» ядерців, конденсація двороматидних хромосом.

Метафаза (2n 4c) - вибудовування максимально конденсованих двороматидних хромосом в екваторіальній площині клітини (метафазна пластинка), прикріплення ниток веретена поділу одним кінцем до центріолів, іншим - до центромірів хромосом.

Анафаза (4n 4c) - Поділ двороматидних хромосом на хроматиди і розбіжність цих сестринських хроматид до протилежних полюсів клітини (при цьому хроматиди стають самостійними однохроматидними хромосомами).

Телофаза (2n 2cу кожній дочірній клітині) - деконденсація хромосом, утворення навколо кожної групи хромосом ядерних мембран, розпад ниток веретена поділу, поява ядерця, поділ цитоплазми (цитотомія). Цитотомія в тваринних клітинах відбувається за рахунок борозни розподілу, у рослинних клітинах - за рахунок клітинної платівки.

1 - профаза; 2 - метафаза; 3 - анафаза; 4 - телофаза.

Біологічне значення мітозу.Дочірні клітини, що утворилися в результаті цього способу поділу, є генетично ідентичними материнській. Мітоз забезпечує сталість хромосомного набору серед поколінь клітин. Лежить основу таких процесів, як зростання, регенерація, безстатеве розмноження та інших.

- це особливий спосіб поділу еукаріотичних клітин, в результаті якого відбувається перехід клітин з диплоїдного стану в гаплоїдний. Мейоз і двох послідовних поділів, яким передує одноразова реплікація ДНК.

Перший мейотичний поділ (мейоз 1)називається редукційним, оскільки саме під час цього поділу відбувається зменшення числа хромосом удвічі: з однієї диплоїдної клітини (2 n 4c) утворюються дві гаплоїдні (1 n 2c).

Інтерфаза 1(на початку - 2 n 2c, в кінці - 2 n 4c) – синтез та накопичення речовин та енергії, необхідних для здійснення обох поділів, збільшення розмірів клітини та числа органоїдів, подвоєння центріолей, реплікація ДНК, яка завершується у профазі 1.

Профаза 1 (2n 4c) - демонтаж ядерних мембран, розбіжність центріолей до різних полюсів клітини, формування ниток веретена поділу, «зникнення» ядерців, конденсація двороматидних хромосом, кон'югація гомологічних хромосом та кросинговер. Кон'югація- процес зближення та переплетення гомологічних хромосом. Пару кон'югуючих гомологічних хромосом називають бівалентом. Кросинговер – процес обміну гомологічними ділянками між гомологічними хромосомами.

Профаза 1 поділяється на стадії: лептотену(Завершення реплікації ДНК), зиготена(кон'югація гомологічних хромосом, утворення бівалентів), пахітена(кросинговер, перекомбінація генів), диплотена(Виявлення хіазм, 1 блок овогенезу у людини), діакінез(Терміналізація хіазм).

1 - лептотену; 2 - зиготена; 3 - пахітена; 4 - Диплотен; 5 - діакінез; 6 - метафаза 1; 7 - анафаза 1; 8 - телофаза 1;
9 - профаза 2; 10 - метафаза 2; 11 - анафаза 2; 12 - телофаза 2.

Метафаза 1 (2n 4c) - вибудовування бівалентів в екваторіальній площині клітини, прикріплення ниток веретена поділу одним кінцем до центріолів, іншим - до центромірів хромосом.

Анафаза 1 (2n 4c) - випадкова незалежна розбіжність двороматидних хромосом до протилежних полюсів клітини (з кожної пари гомологічних хромосом одна хромосома відходить до одного полюса, інша - до іншого), перекомбінація хромосом.

Телофаза 1 (1n 2cу кожній клітині) - утворення ядерних мембран навколо груп двороматидних хромосом, поділ цитоплазми. У багатьох рослин клітина з анафази 1 відразу переходить у профазу 2.

Другий мейотичний поділ (мейоз 2)називається екваційним.

Інтерфаза 2, або інтеркінез (1n 2c), являє собою коротку перерву між першим і другим мейотичним поділом, під час якого не відбувається реплікація ДНК. Характерна тваринам клітин.

Профаза 2 (1n 2c) - демонтаж ядерних мембран, розбіжність центріолей до різних полюсів клітини, формування ниток веретена поділу.

Метафаза 2 (1n 2c) - вибудовування двороматидних хромосом в екваторіальній площині клітини (метафазна пластинка), прикріплення ниток веретена поділу одним кінцем до центріолів, іншим - до центромірів хромосом; 2 блок овогенезу у людини.

Анафаза 2 (2n 2з) — поділ двороматидних хромосом на хроматиди та розбіжність цих сестринських хроматид до протилежних полюсів клітини (при цьому хроматиди стають самостійними однохроматидними хромосомами), перекомбінація хромосом.

Телофаза 2 (1n 1cв кожній клітині) - деконденсація хромосом, утворення навколо кожної групи хромосом ядерних мембран, розпад ниток веретена поділу, поява ядерця, поділ цитоплазми (цитотомія) з утворенням в результаті чотирьох гаплоїдних клітин.

Біологічне значення мейозу.Мейоз є центральною подією гаметогенезу у тварин та спорогенезу у рослин. Будучи основою комбінативної мінливості, мейоз забезпечує генетичну різноманітність гамет.

Амітоз

Амітоз- Прямий поділ інтерфазного ядра шляхом перетяжки без утворення хромосом, поза мітотичного циклу. Описаний для старіючих, патологічно змінених та приречених на загибель клітин. Після амітозу клітина не здатна повернутися до нормального мітотичного циклу.

Клітинний цикл

Клітинний циклжиття клітини від моменту її появи до поділу або смерті. Обов'язковим компонентом клітинного циклу є мітотичний цикл, який включає період підготовки до поділу і власне мітоз. Крім цього, у життєвому циклі є періоди спокою, під час яких клітина виконує властиві їй функції та обирає подальшу долю: загибель чи повернення в мітотичний цикл.

Перейти до лекції №12«Фотосинтез. Хемосинтез»

Перейти до лекції №14«Розмноження організмів»