Õpik vastab föderaalsele riiklikule keskhariduse (täieliku) üldhariduse standardile, seda soovitab Vene Föderatsiooni haridus- ja teadusministeerium ning see on kantud föderaalsesse õpikute nimekirja.

Õpik on adresseeritud 10. klassi õpilastele ja on mõeldud aine õpetamiseks 1 või 2 tundi nädalas.

Kaasaegne disain, mitmetasandilised küsimused ja ülesanded, lisateave ja paralleelse töö võimalus elektroonilise rakendusega aitavad kaasa õppematerjali tõhusale omastamisele.

Pea meeles!

Kuidas toimub rakuteooria järgi rakkude arvu suurenemine?

Kas te arvate, et mitmerakulise organismi eri tüüpi rakkude eluiga on sama? Põhjendage oma arvamust.

Sünnihetkel kaalub laps keskmiselt 3–3,5 kg ja on umbes 50 cm pikk, pruunkarupoeg, kelle vanemad jõuavad 200 kg või enama kaaluni, ei kaalu rohkem kui 500 g ja tilluke känguru vähem. kui 1 g.. pesapojast kasvab ilus luik, krapsakas kulles muutub rahulikuks kärnkonnaks ja maja lähedale istutatud tammetõrust kasvab hiigelsuur tamm, mis saja aasta pärast rõõmustab uusi põlvkondi. ilu. Kõik need muutused on võimalikud tänu organismide võimele kasvada ja areneda. Puu ei muutu seemneks, kala ei naase muna juurde - kasvu- ja arenguprotsessid on pöördumatud. Need kaks elusaine omadust on üksteisega lahutamatult seotud ning põhinevad raku võimel jaguneda ja spetsialiseeruda.

Ripslaste ehk amööbide kasv on üksiku raku suuruse suurenemine ja selle struktuuri komplikatsioon biosünteesiprotsesside tõttu. Kuid mitmerakulise organismi kasv pole mitte ainult rakkude suuruse suurenemine, vaid ka nende aktiivne jagunemine - arvu suurenemine. Kasvukiirus, arenguomadused, suurus, milleni teatud isend võib kasvada – kõik see sõltub paljudest teguritest, sealhulgas keskkonna mõjust. Kuid kõigi nende protsesside peamine, määrav tegur on pärilik teave, mis salvestatakse kromosoomide kujul iga raku tuumas. Kõik mitmerakulise organismi rakud pärinevad ühest viljastatud munarakust. Kasvuprotsessis peab iga vastloodud rakk saama geneetilise materjali täpse koopia, et organismi ühise päriliku programmiga spetsialiseeruda ja oma spetsiifilist funktsiooni täites olla terviku lahutamatu osa.

Seoses diferentseerumisega ehk eri tüüpideks jagunemisega on mitmerakulise organismi rakkude eluiga ebavõrdne. Näiteks närvirakud lõpetavad jagunemise ka loote arengu ajal ning organismi eluea jooksul saab nende arv vaid väheneda. Kui nad on tekkinud, ei jagune nad enam ega ela nii kaua, kuni kude või organ, mille osa nad on, rakud, mis moodustavad loomadel vöötlihaskudesid ja taimedes säilituskudesid. Punased luuüdi rakud jagunevad pidevalt, moodustades vererakke, mille eluiga on piiratud. Oma ülesannete täitmisel surevad naha epiteeli rakud kiiresti, seetõttu jagunevad rakud epidermise kasvutsoonis väga intensiivselt. Kambiaalsed rakud ja kasvukoonuse rakud taimedes jagunevad aktiivselt. Mida kõrgem on rakkude spetsialiseerumine, seda madalam on nende paljunemisvõime.

Inimkehas on umbes 10 14 rakku. Iga päev sureb umbes 70 miljardit sooleepiteeli rakku ja 2 miljardit erütrotsüüti. Kõige lühema elueaga rakud on sooleepiteel, mille eluiga on vaid 1-2 päeva.

Raku elutsükkel.

Raku eluiga alates selle ilmumise hetkest jagunemisprotsessis kuni surmani või järgneva jagunemise lõpuni helistas eluring . Rakk tekib emaraku jagunemise protsessis ja kaob oma jagunemise või surma käigus. Elutsükli kestus erinevates rakkudes on väga erinev ja sõltub rakkude tüübist ja keskkonnatingimustest (temperatuur, hapniku ja toitainete kättesaadavus). Näiteks amööbi elutsükkel on 36 tundi ja bakterid võivad jaguneda iga 20 minuti järel.

Mis tahes raku elutsükkel on sündmuste kogum, mis toimub rakus alates hetkest, mil see tekib jagunemise tulemusena kuni surmani või sellele järgneva mitoosini. Elutsükkel võib hõlmata mitoosi tsüklit, mis koosneb mitoosiks valmistumisest interfaas ja jagunemine ise, samuti spetsialiseerumise etapp - diferentseerumine, mille käigus rakk täidab oma spetsiifilisi funktsioone. Interfaasi kestus on alati pikem kui jaotus ise. Näriliste sooleepiteeli rakkudes kestab interfaas keskmiselt 15 tundi ja jagunemine toimub 0,5–1 tunniga. Interfaasi ajal toimuvad rakus aktiivselt biosünteesi protsessid, rakk kasvab, moodustab organelle ja valmistub järgmiseks jagunemiseks. Kuid kahtlemata on kõige olulisem protsess, mis toimub jagunemise ettevalmistamise interfaasis, DNA dubleerimine ().

DNA molekuli kaks heeliksi lahknevad ja mõlemal sünteesitakse uus polünukleotiidahel. DNA reduplikatsioon toimub ülima täpsusega, mille tagab komplementaarsuse põhimõte. Uued DNA molekulid on originaali absoluutselt identsed koopiad ja pärast dubleerimisprotsessi lõppu jäävad nad tsentromeeri piirkonnas seotuks. Nimetatakse DNA molekule, mis moodustavad pärast reduplikatsiooni kromosoomi kromatiidid.

Reduplikatsiooniprotsessi täpsusel on sügav bioloogiline tähendus: kopeerimise rikkumine tooks kaasa päriliku teabe moonutamise ja selle tulemusena häire tütarrakkude ja kogu organismi kui terviku funktsioneerimises.

Kui DNA dubleerimist ei toimuks, siis iga raku jagunemisega väheneks kromosoomide arv poole võrra ja üsna pea ei jääks igasse rakku enam kromosoome. Küll aga teame, et mitmerakulise organismi kõigis keharakkudes on kromosoomide arv ühesugune ega muutu põlvest põlve. See püsivus saavutatakse mitootilise rakkude jagunemise kaudu.

Mitoos. Jagunemist, mille käigus toimub täpselt kopeeritud kromosoomide rangelt identne jaotus tütarrakkude vahel, mis tagab geneetiliselt identsete – samade – rakkude moodustumise, nimetatakse nn. mitoos.

Raku pooldumine. Mitoos" class="img-responsive img-thumbnail">

Riis. 57. Mitoosi faasid

Kogu mitootilise jagunemise protsess on tinglikult jagatud neljaks erineva kestusega faasiks: profaas, metafaas, anafaas ja telofaas (joon. 57).

IN profaas kromosoomid hakkavad aktiivselt spiraliseeruma - keerduvad ja omandavad kompaktse kuju. Sellise pakendamise tulemusena muutub DNA-st info lugemine võimatuks ja RNA süntees peatub. Kromosoomide spiraliseerimine on tütarrakkude vahelise geneetilise materjali eduka eraldamise eeltingimus. Kujutage ette mõnda väikest ruumi, mille kogu maht on täidetud 46 niidiga, mille kogupikkus on sadu tuhandeid kordi suurem kui selle ruumi suurus. See on inimese raku tuum. Reduplikatsiooni käigus iga kromosoom kahekordistub ja meil on juba 92 takerdunud ahelat samas mahus. Peaaegu võimatu on neid võrdselt jaotada ilma segaduses ja rebimata. Kuid kerige need niidid pallidesse ja saate need hõlpsalt jagada kahte võrdsesse rühma - mõlemas 46 palli. Midagi sarnast juhtub mitootilise jagunemise ajal.

Profaasi lõpuks tuumamembraan laguneb ja spindli kiud venivad raku pooluste vahele - seade, mis tagab kromosoomide ühtlase jaotumise.

IN metafaas kromosoomide spiraliseerumine muutub maksimaalseks ja kompaktsed kromosoomid paiknevad raku ekvatoriaaltasandil. Selles etapis on selgelt näha, et iga kromosoom koosneb kahest õdekromatiidist, mis on ühendatud tsentromeeriga. Spindli kiud on kinnitatud tsentromeeri külge.

Anafaas voolab väga kiiresti. Tsentromeerid jagunevad kaheks ja sellest hetkest saavad õdekromatiidid iseseisvateks kromosoomideks. Tsentromeeride külge kinnitatud spindli kiud tõmbavad kromosoomid raku poolustele.

Laval telofaas raku poolustele kogunenud tütarkromosoomid lõõgastuvad ja venivad. Need muutuvad taas kromatiiniks ja muutuvad valgusmikroskoobis halvasti eristatavaks. Raku mõlema pooluse kromosoomide ümber moodustuvad uued tuumamembraanid. Moodustuvad kaks tuuma, mis sisaldavad samu diploidseid kromosoomide komplekte.

Riis. 58. Tsütoplasma jagunemine looma (A) ja taime (B) rakkudes

Mitoos lõpeb tsütoplasma jagunemisega. Samaaegselt kromosoomide lahknemisega jaotuvad raku organellid kahe pooluse vahel ligikaudu ühtlaselt. Loomarakkudes hakkab rakumembraan sissepoole paisuma ja rakk jaguneb ahenemise teel (joon. 58). Taimerakkudes moodustub membraan raku sees ekvatoriaaltasandil ja perifeeriasse levides jagab raku kaheks võrdseks osaks.

Mitoosi tähendus. Mitoosi tulemusena tekib kaks tütarrakku, mis sisaldavad sama arvu kromosoome, kui oli emaraku tuumas, st tekivad emarakuga identsed rakud. Normaalsetes tingimustes ei toimu mitoosi ajal geneetilises informatsioonis muutusi, seega mitootiline jagunemine säilib geneetiline stabiilsus rakud. Mitoos on mitmerakuliste organismide kasvu, arengu ja vegetatiivse paljunemise aluseks. Tänu mitoosile viiakse läbi surevate rakkude regenereerimise ja asendamise protsessid (joonis 59). Üherakulistel eukarüootidel tagab mitoos mittesugulise paljunemise.

Riis. 59. Mitoosi tähtsus: A - kasv (juure ots); B - vegetatiivne paljundamine (pärmi pungumine); B - regeneratsioon (sisaliku saba)

Vaadake üle küsimused ja ülesanded

1. Mis on raku elutsükkel?

2. Kuidas toimub DNA dubleerimine mitootilises tsüklis? Selgitage, mis on selle protsessi bioloogiline tähendus.

3. Mis on raku ettevalmistamine mitoosiks?

4. Kirjeldage järjestikku mitoosi faase.

5. Joonistage diagramm, mis illustreerib mitoosi bioloogilist tähtsust.

mõtle! Täitke!

1. Selgitage, miks mitoosi lõpulejõudmine – tsütoplasma jagunemine – toimub looma- ja taimerakkudes erinevalt.

2. Milliste taimekudede rakud jagunevad aktiivselt ja tekitavad kõiki teisi taimekudesid?

Töö arvutiga

Vaadake elektroonilist taotlust. Tutvuge materjaliga ja täitke ülesanded.

Interfaas. Nimetatakse etappi, mil rakk valmistub jagunemiseks interfaas See on jagatud mitmeks perioodiks.

Presünteetiline periood(G1) on rakutsükli pikim periood pärast rakkude jagunemist (mitoosi). Kromosoomide arv ja DNA sisaldus - 2 n 2alates. Erinevat tüüpi rakkudes võib G1 periood kesta mitmest tunnist mitme päevani. Sel perioodil sünteesitakse rakus aktiivselt valgud, nukleotiidid ja igat tüüpi RNA, jagunevad mitokondrid ja proplastiidid (taimedes), moodustuvad ribosoomid ja kõik ühemembraanilised organellid, raku maht suureneb, energia akumuleerub, preparaadid toimuvad. käimas DNA reduplikatsiooniks.

Sünteetiline periood(S) on kõige olulisem periood raku elus, mille jooksul toimub DNA dubleerimine (reduplikatsioon). S-perioodi kestus on 6-10 tundi. Samal ajal toimub kromosoomide moodustavate histooni valkude aktiivne süntees ja nende migreerumine tuuma. Perioodi lõpuks koosneb iga kromosoom kahest õdekromatiidist, mis on tsentromeeris üksteisega ühendatud. Seega kromosoomide arv ei muutu (2 n) ja DNA kogus kahekordistub (4 alates).

Postsünteetiline periood(G2) tekib pärast kromosoomide dubleerimise lõppemist. See on raku jagunemiseks ettevalmistamise periood. See kestab 2-6 tundi. Sel ajal koguneb aktiivselt energiat eelseisvaks jagunemiseks, sünteesitakse mikrotuubulite valke (tubuliine) ja regulaatorvalke, mis käivitavad mitoosi.

mitoosi vormid. Looduses on mitu mitootilise raku jagunemise varianti.

sümmeetriline mitoos. Looduses kõige levinum mitoosi vorm, mille tulemuseks on kaks identset rakku.

asümmeetriline mitoos. Mitoos, mille korral toimub tsütoplasma ebaühtlane jaotumine tütarrakkude vahel või spetsiaalsete valkude ebaühtlane jaotus - diferentseerumisfaktorid, mis määravad raku edasise saatuse pärast jagunemist.

Suletud mitoos . Mõnedel ripsloomadel, vetikatel ja seentel kulgeb mitoos tuumaümbrist hävitamata. Sel juhul võib lõhustumisspindel asuda tuumas moodustuva spetsiaalse kanali sees. Suletud mitoosi molekulaarsed mehhanismid pole siiani hästi teada.

Amitoos. Amitoos, ehk otsene jagunemine, - rakkude jagunemine ilma jagunemisspindli moodustumiseta. Interfaasiline tuum jaguneb ahenemise teel kaheks osaks. Sel juhul ei ole geneetilise materjali ühtlast jaotumist kahe tütarraku vahel. Kõige sagedamini esineb amitoos väga spetsiifiliste kudede rakkudes, mis ei pea enam edasi jagunema, vananemise, kudede degeneratsiooni ja pahaloomuliste kasvajarakkude puhul.

Tuleb märkida, et praegu usub enamik teadlasi, et kõik amitoosile omistatavad nähtused on teatud patoloogiliste protsesside kirjeldused või ebapiisavalt valmistatud mikropreparaatide ebaõige tõlgendamise tulemus. Mõnda eukarüootsete rakkude tuuma jagunemise varianti ei saa aga omistada ei mitoosile ega meioosile. Selline on näiteks paljude ripsloomade makrotuumade jagunemine, mis toimub ilma lõhustumisspindli tekketa.

Taimed

Õppekangad. Spetsiaalsete taimekudede rakud (integumentaalsed, mehaanilised, juhtivad) ei ole võimelised jagunema. Seetõttu peavad taimes olema kuded, mille ainus ülesanne on moodustada uusi rakke. Ainult neist sõltub taimede kasvuvõimalus. Need on hariduskuded ehk meristeemid (kreeka keelest. meristos- jagatav).

Kasvatuskuded ehk meristeemid koosnevad väikestest õhukeseseinalistest suuretuumalistest rakkudest, mis sisaldavad proplastiide, mitokondreid ja väikseid vakuoole, mis on valgusmikroskoobis praktiliselt eristamatud. Meristeemid tagavad taimede kasvu ja kõigi muud tüüpi kudede moodustumise. Nende rakud jagunevad mitoosi teel. Pärast iga jagunemist säilitab üks sõsarraks emaraku omadused, teine ​​aga peagi lõpetab jagunemise ja liigub diferentseerumise algstaadiumisse, moodustades seejärel teatud koe rakud.

Hariduskuded taime kehas paiknevad erinevates kohtades ja seetõttu jagunevad need mitmeks rühmaks.

Apikaalne (apikaalne) meristeemid. Need asuvad aksiaalsete elundite - varre ja juure - tippudel, tagades nende elundite kasvu pikkuses. Hargnemise ajal areneb iga uus külgvõrse või -juur oma apikaalsed meristeemid.

Külg (külgmine) meristeemid. Tagage aksiaalsete elundite paksenemine. See on kambium, mis on iseloomulik seemnetaimedele ja kaheidulehelistele taimedele, ning fellogeen, mis moodustab sisekude – korgi ehk fellema.

Sisestamine (interkalaarne) meristeemid. Need asuvad teravilja varre sõlmevahe alumises osas ja noorte lehtede aluses, tagades nende elundite kasvu. Lehe- või varreosa kasvu lõppedes muutub interkalaarne meristeem püsivateks kudedeks.

1. Andke mõistete definitsioonid.
Interfaas- mitootilise jagunemise ettevalmistamise faas, mil toimub DNA dubleerimine.
Mitoos- see on jagunemine, mille tulemusena toimub täpselt kopeeritud kromosoomide rangelt identne jaotus tütarrakkude vahel, mis tagab geneetiliselt identsete rakkude moodustumise.
Eluring - raku eluperiood alates selle ilmumise hetkest jagunemisprotsessis kuni surmani või järgneva jagunemise lõpuni.

2. Mille poolest erineb ainuraksete organismide kasv hulkraksete organismide kasvamisest?
Üherakulise organismi kasv on üksikraku suuruse suurenemine ja struktuuri komplikatsioon ning paljurakuliste organismide kasv on ühtlasi aktiivne rakkude jagunemine – nende arvukuse suurenemine.

3. Miks on raku elutsüklis tingimata olemas interfaas?
Interfaasis toimub ettevalmistus DNA jagunemiseks ja dubleerimiseks. Kui seda ei juhtuks, siis iga raku jagunemisega väheneks kromosoomide arv poole võrra ja üsna pea poleks rakku enam kromosoome enam alles.

4. Täitke klaster "Mitoosi faasid".

5. Kasutades punkti 3.4 joonist 52, täitke tabel.

6. Koostage sünkviin terminile "mitoos".
Mitoos
Neljafaasiline, ühtlane
Jagab, jagab, poolitab
Annab tütarrakkudele geneetilise materjali
raku pooldumine.

7. Luua vastavus mitootilise tsükli faaside ja neis toimuvate sündmuste vahel.
Faasid
1. Anafaas
2. Metafaas
3. Interfaas
4. Telofaas
5. Profaas
Arengud
A. Rakk kasvab, organellid moodustuvad, DNA kahekordistub.
B. Kromatiidid eralduvad ja muutuvad iseseisvateks kromosoomideks.
B. Algab kromosoomide spiraliseerumine, tuumaümbris hävib.
D. Kromosoomid asuvad raku ekvatoriaaltasandil. Spindli kiud kinnituvad tsentromeeridele.
D. Jagunemisvõll kaob, moodustuvad tuumamembraanid, kromosoomid kerivad lahti.

8. Miks toimub mitoosi – tsütoplasma jagunemise lõpuleviimine looma- ja taimerakkudes erinevalt?
Loomarakkudel ei ole rakuseina, nende rakumembraan pundub sissepoole ja rakk jaguneb ahenemise teel.
Taimerakkudes moodustub membraan raku sees ekvatoriaaltasandil ja perifeeriasse levides jagab raku pooleks.

9. Miks võtab interfaas mitootilises tsüklis palju kauem aega kui jagunemine ise?
Interfaasi ajal valmistub rakk intensiivselt mitoosiks, selles toimuvad sünteesiprotsessid, DNA kahekordistumine, rakk kasvab, läbib oma elutsükli, kaasa arvatud jagunemine ise.

10. Vali õige vastus.
Test 1
Mitoosi tulemusena toodab üks diploidne rakk:
4) 2 diploidset rakku.

2. test
Tsentromeeri jagunemine ja kromatiidide lahknemine raku poolustele toimub:
3) anafaas;

3. test
Elutsükkel on:
2) raku eluiga alates jagunemisest kuni järgmise jagunemise või surmani;

4. test
Milline termin on valesti kirjutatud?
4) telofaas.

11. Selgitage sõna (termini) päritolu ja üldist tähendust, lähtudes selle moodustavate juurte tähendusest.

12. Valige termin ja selgitage, kuidas selle tänapäevane tähendus vastab selle juurte algsele tähendusele.
Valitud termin on interfaas.
Vastavus. Mõiste vastab ja tähendab mitoosi faaside vahelist perioodi, mil toimub jagunemiseks valmistumine.

13. Sõnasta ja pane kirja § 3.4 põhimõtted.
Elutsükkel on raku eluiga jagunemisest kuni järgmise jagunemise või surmani. Jagunemise vahel valmistub rakk selleks interfaasi ajal. Sel ajal toimub ainete süntees, DNA dubleerimine.
Rakk jaguneb mitoosi teel. See koosneb 4 etapist:
Profaas.
Metafaas.
Anafaas.
Telofaas.
Mitoosi eesmärk: selle tulemusena moodustub 1 emarakust 2 identse geenikomplektiga tütarrakku. Geneetilise materjali ja kromosoomide hulk jääb samaks, tagades rakkude geneetilise stabiilsuse.

Küsimus 1. Mis on raku elutsükkel?
Raku elutsükkel- see on tema eluperiood alates jagunemisprotsessi toimumise hetkest kuni surmani või järgneva jagunemise lõpuni. Elutsükli kestus on väga erinev ja sõltub rakkude tüübist ja keskkonnatingimustest: temperatuurist, hapniku ja toitainete kättesaadavusest. Amööbi elutsükkel on 36 tundi, mõne bakteri puhul aga 20 minutit. Närvirakkude või näiteks läätse rakkude puhul on selle kestus aastaid ja aastakümneid.

Küsimus 2. Kuidas toimub DNA dubleerimine mitootilises tsüklis? Mis on selle protsessi mõte?
DNA dubleerimine toimub interfaasi ajal. Esiteks lahknevad DNA molekuli kaks ahelat ja seejärel sünteesitakse mõlemal vastavalt komplementaarsuse põhimõttele uus polünukleotiidjärjestus. See protsess on spetsiaalsete ensüümide kontrolli all, kulutades ATP energiat. Uued DNA molekulid on algse (ema) molekuli absoluutselt identsed koopiad. Geenides ei toimu muutusi, mis tagab päriliku informatsiooni stabiilsuse, vältides nii tütarrakkude kui ka kogu organismi kui terviku talitlushäireid. DNA dubleerimine tagab ka selle, et kromosoomide arv jääb põlvest põlve konstantseks.

Küsimus 3. Mis on raku ettevalmistamine mitoosiks?
Rakkude ettevalmistamine mitoosiks toimub interfaasis. Interfaasi ajal toimuvad aktiivselt biosünteesi protsessid, rakk kasvab, moodustab organelle, akumuleerib energiat ja mis kõige tähtsam, toimub DNA kahekordistumine (reduplikatsioon). Reduplikatsiooni tulemusena moodustuvad kaks identset DNA molekuli, mis on tsentromeeris ühendatud. Selliseid molekule nimetatakse kromatiidideks. Kaks paaris kromatiidi moodustavad kromosoomi.

4. küsimus. Kirjeldage järjestikku mitoosi faase.
Mitoos ja selle faasid.
Mitoos (karüokinees) on kaudne rakkude jagunemine, mille käigus eristatakse faase: profaas, metafaas, anafaas ja telofaas.
1. Profaasi iseloomustab:
1) kromonemaadid spiraliseeruvad, paksenevad ja lühenevad.
2) tuumakesed kaovad, s.o. Kromoneema nucleolus on pakitud kromosoomidesse, millel on sekundaarne ahenemine, mida nimetatakse nukleolaarseks organiseerijaks.
3) tsütoplasmas moodustuvad kaks rakukeskust (tsentrioolid) ja moodustuvad spindlikiud.
4) profaasi lõpus tuumamembraan puruneb ja kromosoomid on tsütoplasmas.
Profaasi kromosoomide komplekt on - 2n4s.
2. Metafaasi iseloomustab:
1) spindli kiud kinnituvad kromosoomide tsentromeeridele ja kromosoomid hakkavad liikuma ja reastuvad raku ekvaatoril.
2) metafaasi nimetatakse "rakupassiks", kuna On selgelt näha, et kromosoom koosneb kahest kromatiidist. Kromosoomid on maksimaalselt spiraliseerunud, kromatiidid hakkavad üksteist tõrjuma, kuid on siiski tsentromeeri piirkonnas ühendatud. Selles etapis uuritakse raku karüotüüpi, sest kromosoomide arv ja kuju on selgelt näha. Faas on väga lühike.
Metafaasi kromosoomide komplekt on - 2n4s.
3. Anafaasi iseloomustab:
1) kromosoomide tsentromeerid jagunevad ja sõsarkromatiidid lahknevad raku poolustele ning muutuvad iseseisvateks kromatiidideks, mida nimetatakse tütarkromosoomideks. Raku igal poolusel on diploidne kromosoomide komplekt.
Anafaasi kromosoomikomplekt on 4n4s.
4. Telofaasi iseloomustab:
Ühekromatiidilised kromosoomid despiraliseeritakse raku poolustel, moodustuvad nukleoolid ja taastatakse tuumaümbris.
Telofaasi kromosoomide komplekt on - 2n2s.
Telofaas lõpeb tsütokineesiga. Tsütokinees on tsütoplasma jagunemise protsess kahe tütarraku vahel. Tsütokinees esineb taimedes ja loomades erinevalt.
loomarakus. Raku ekvaatoril tekib rõngakujuline ahenemine, mis süvendab ja pitsitab täielikult raku keha. Selle tulemusena moodustub kaks uut rakku, mis on poole väiksemad kui emarakk. Kitsenduspiirkonnas on palju aktiini; liikumisel mängivad rolli mikrokiud.
Tsütokinees kulgeb ahenemise teel.
taimerakus. Ekvaatoril, raku keskel, moodustub Golgi kompleksi diktüosoomide vesiikulite kuhjumise tulemusena rakuplaat, mis kasvab keskelt perifeeriasse ja viib emaraku jagunemiseni. kahte rakku. Tulevikus vahesein pakseneb tselluloosi ladestumise tõttu, moodustades rakuseina.
Tsütokinees kulgeb vaheseina kaudu.

Küsimus 5. Mis on mitoosi bioloogiline tähtsus?
Mitoosi tähendus:
1. Geneetiline stabiilsus, nagu kromatiidid tekivad replikatsiooni tulemusena, st. nende pärilik teave on identne ema omaga.
2. Organismide kasv, kuna mitoosi tagajärjel rakkude arv suureneb.
3. Mittesuguline paljunemine – paljud taime- ja loomaliigid paljunevad mitootilise jagunemise teel.
4. Rakkude regenereerimine ja asendamine on tingitud mitoosidest.
Mitoosi bioloogiline tähendus.
Mitoosi tulemusena moodustuvad kaks tütarrakku, millel on emarakuga sama kromosoomikomplekt.

Üks tähtsamaid protsesse elusorganismi individuaalses arengus on mitoos. Selles artiklis püüame lühidalt ja selgelt selgitada, millised protsessid toimuvad rakkude jagunemisel, ja räägime mitoosi bioloogilisest tähendusest.

Mõiste määratlus

10. klassi bioloogiaõpikutest teame, et mitoos on rakkude jagunemine, mille tulemusena moodustub ühest emarakust kaks ühesuguse kromosoomikomplektiga tütarrakku.

Vanakreeka keelest tõlgituna tähendab termin "mitoos" "niit". See on justkui ühenduslüli vanade ja uute rakkude vahel, milles on talletatud geneetiline kood.

Jagunemisprotsess tervikuna algab tuumast ja lõpeb tsütoplasmaga. Seda nimetatakse mitootiliseks tsükliks, mis koosneb mitoosi staadiumist ja interfaasist. Diploidse somaatilise raku jagunemise tulemusena moodustub kaks tütarrakku. Selle protsessi tõttu suureneb koerakkude arv.

Mitoosi etapid

Morfoloogiliste tunnuste põhjal jaguneb jagamisprotsess järgmisteks etappideks:

• Profaas ;

Selles etapis tuum kondenseerub, selle sees kondenseerub kromatiin, mis keerdub spiraaliks, kromosoome vaadatakse mikroskoobi all.

TOP 4 artiklitkes sellega kaasa lugesid

Ensüümide mõjul tuumad ja nende membraanid lahustuvad, selle perioodi kromosoomid on tsütoplasmas juhuslikult paigutatud. Hiljem toimub tsentrioolide eraldumine poolustele, moodustub rakkude jagunemise spindel, mille niidid kinnituvad pooluste ja kromosoomide külge.

Seda etappi iseloomustab DNA kahekordistumine, kuid kromosoomipaarid hoiavad siiski teineteisest kinni.

Enne profaasi etappi on taimerakus ettevalmistav faas - preprofaas. Selles etapis saab aru, milline on raku ettevalmistamine mitoosiks. Seda iseloomustab faasieelse tsükli, fragmosoomide ja mikrotuubulite tuumade moodustumine tuuma ümber.

• prometafaas ;

Selles etapis hakkavad kromosoomid liikuma ja suunduvad lähima pooluse poole.

Paljudes õpikutes on eel- ja prometofaasi nimetatud profaasi etapiks.

• metafaas ;

Algstaadiumis paiknevad kromosoomid spindli ekvatoriaalses osas, nii et pooluste rõhk mõjub neile ühtlaselt. Selles etapis kasvab spindli mikrotuubulite arv pidevalt ja uueneb.

Kromosoomid reastuvad paarikaupa spiraalina piki spindli ekvaatorit ranges järjekorras. Kromatiidid eralduvad järk-järgult, kuid hoiavad siiski spindli keermetest kinni.

• Anafaas ;

Selles etapis toimub kromatiidide pikenemine, mis spindli keermete kokkutõmbumisel lahknevad järk-järgult pooluste suunas. Moodustuvad tütarkromosoomid.

Ajaliselt on see kõige lühem faas. Õdekromatiidid eralduvad järsku ja liiguvad erinevatele poolustele.

• Telofaas ;

See on jagunemise viimane faas, mil kromosoomid pikenevad ja iga pooluse lähedale moodustub uus tuumaümbris. Spindli moodustanud niidid hävivad täielikult. Selles etapis tsütoplasma jaguneb.

Viimase etapi lõpuleviimine langeb kokku emaraku jagunemisega, mida nimetatakse tsütokineesiks. Selle protsessi kulgemisest sõltub, kui palju rakke jagunemisel moodustub, neid võib olla kaks või rohkem.

Riis. 1. Mitoosi etapid

Mitoosi tähendus

Rakkude jagunemise protsessi bioloogiline tähtsus on vaieldamatu.

• Tänu temale on võimalik säilitada pidev kromosoomide komplekt.
• Identse raku paljundamine on võimalik ainult mitoosi teel. Nii asendatakse naharakud, sooleepiteel, punased verelibled, mille elutsükkel on vaid 4 kuud.
• Kopeerimine ja seega ka geneetilise informatsiooni säilitamine.
• Rakkude arengu ja kasvu tagamine, mille tõttu moodustub üherakulisest sügootist paljurakuline organism.
• Sellise jaotuse abil on mõnes elusorganismis võimalik kehaosade taastumine. Näiteks taastatakse meritähe kiired.

Riis. 2. Meritähe regenereerimine

• Mittesugulise paljunemise tagamine. Näiteks hüdra pungumine, samuti taimede vegetatiivne paljundamine.

Riis. 3. Hydra Budding

Mida me õppisime?

Rakkude jagunemist nimetatakse mitoosiks. Tänu temale kopeeritakse ja salvestatakse raku geneetiline informatsioon. Protsess toimub mitmes etapis: ettevalmistav faas, profaas, metafaas, anafaas, telofaas. Selle tulemusena moodustuvad kaks tütarrakku, mis on täiesti sarnased algse emarakuga. Looduses on mitoosi tähtsus suur, kuna see võimaldab ühe- ja mitmerakuliste organismide arengut ja kasvu, teatud kehaosade taastumist ja mittesugulist paljunemist.

Teemaviktoriin

Aruande hindamine

Keskmine hinne: 4.6. Saadud hinnanguid kokku: 533.

Küsimus 1. Mis on raku elutsükkel?

Raku elutsükkel on tema eluperiood jagunemisprotsessi toimumise hetkest kuni surmani või järgneva jagunemise lõpuni. Elutsükli kestus on väga erinev ja sõltub rakkude tüübist ja keskkonnatingimustest: temperatuurist, hapniku ja toitainete kättesaadavusest. Amööbi elutsükkel on 36 tundi, mõne bakteri puhul aga 20 minutit. Närvirakkude või näiteks läätse rakkude puhul on selle kestus aastaid ja aastakümneid.

Küsimus 2. Kuidas toimub DNA dubleerimine mitootilises tsüklis? Mis on selle protsessi mõte?

DNA dubleerimine toimub interfaasi ajal. Esiteks lahknevad DNA molekuli kaks ahelat ja seejärel sünteesitakse mõlemal vastavalt komplementaarsuse põhimõttele uus polünukleotiidjärjestus. See protsess on spetsiaalsete ensüümide kontrolli all, kulutades ATP energiat. Uued DNA molekulid on algse (ema) molekuli absoluutselt identsed koopiad. Geenides ei toimu muutusi, mis tagab päriliku informatsiooni stabiilsuse, vältides nii tütarrakkude kui ka kogu organismi kui terviku talitlushäireid. DNA dubleerimine tagab ka selle, et kromosoomide arv jääb põlvest põlve konstantseks.

Küsimus 3. Mis on raku ettevalmistamine mitoosiks?

Rakkude ettevalmistamine mitoosiks toimub interfaasis. Interfaasi ajal toimuvad aktiivselt biosünteesi protsessid, rakk kasvab, moodustab organelle, akumuleerib energiat ja mis kõige tähtsam, toimub DNA kahekordistumine (reduplikatsioon). Reduplikatsiooni tulemusena moodustuvad kaks identset DNA molekuli, mis on tsentromeeris ühendatud. Selliseid molekule nimetatakse kromatiidideks. Kaks paaris kromatiidi moodustavad kromosoomi.

4. küsimus. Kirjeldage järjestikku mitoosi faase.

Mitoos jaguneb tinglikult neljaks faasiks.

Profaas. Tuumas olevad kromosoomid hakkavad aktiivselt spiraliseerima, omandades kompaktse kuju. Selle tulemusena muutub DNA-st teabe lugemine võimatuks ja RNA süntees peatub. Profaasi lõpu poole tuumaümbris laguneb; tsentrioolid, mis asuvad raku poolustel, moodustavad spindli kiud.

Metafaas. Selles etapis täheldatakse kromosoomide maksimaalset spiraliseerumist (tihenemist). Need asuvad raku ekvatoriaalpiirkonnas. Spindli kiud on kinnitatud tsentromeeride külge.

Anafaas. Kromosoomides toimub tsentromeeride avanemine ja selle tulemusena kromatiidide eraldumine. Spindli kiud tõmbavad kromatiidid (millest igaüks muutub nüüd eraldi kromosoomiks) raku pooluste poole.

Telofaas. Kromosoomid, olles kord raku poolustel, kerivad lahti; nende ümber moodustuvad raku mõlemal poolusel tuumamembraanid. Moodustuvad tuumad, mis sisaldavad samu diploidseid kromosoomide komplekte. Toimub raku lõplik jagunemine kaheks osaks.

Mitoosi tulemusena moodustub kaks tütarrakku, mis on identsed algse emarakuga.

Küsimus 5. Mis on miyuza bioloogiline tähtsus?

Mitoos on kõige olulisem bioloogiline protsess, kuna:

Mitoos toodab ühest vanemrakust kaks tütarrakku.
identsed, mis tagab rakkude geneetilise stabiilsuse säilimise;
mitoos tagab organismide kasvu;
mitoosi tõttu toimub surevate rakkude regenereerimine ja asendamine;
Mitoos tagab vegetatiivse paljunemise taimedes ja mittesugulise paljunemise üherakulistes eukarüootides.