Деление клетки: митоз. Деление клетки растений

Деление клетки: митоз

Клетки многоклеточного организма чрезвычайно разнообразны по выполняемым функциям. В соответствии со специализацией клетки имеют разную продолжительность жизни. Например, нервные и мышечные клетки после завершения эмбрионального периода развития перестают делиться и функционируют на протяжении всей жизни организма. Клетки же других тканей - костного мозга, эпидермиса, эпителия тонкого кишечника - в процессе выполнения своей функции быстро погибают и замещаются новыми в результате непрерывного клеточного размножения.

Таким образом, жизненный цикл клеток обновляющихся тканей включает функционально активную деятельность и период деления. Деление клеток лежит в основе развития и роста организмов, их размножения, а также обеспечивает самообновление тканей на протяжении жизни организма и восстановление их целостности после повреждения.

Наиболее широко распространенная форма воспроизведения клеток у живых организмов - непрямое деление, или митоз. Для митоза характерны сложные преобразования ядра клетки, сопровождающиеся формированием специфических структур-хромосом. Хромосомы постоянно присутствуют в клетке, но в период между двумя делениями - интерфазе - находятся в деспирализованном состоянии и потому не видны в световой микроскоп. В интерфазе осуществляется подготовка к митозу, заключающаяся главным образом в удвоении (редупликации) ДНК. Совокупность процессов, происходящих в период подготовки клетки к делению, а также на протяжении самого митоза, называется митотическим циклом. На рисунке видно, что после завершения деления клетка может вступить в период подготовки к синтезу ДНК, обозначаемый символом G1. В это время в клетке усиленно синтезируются РНК и белки, повышается активность ферментов, участвующих в синтезе ДНК. Затем клетка приступает к синтезу ДНК. Две спирали старой молекулы ДНК расходятся, и каждая становится матрицей для синтеза новых цепей ДНК. В результате каждая из двух дочерних молекул обязательно включает одну старую спираль и одну новую. Новая молекула абсолютно идентична старой. В этом заключается глубокий биологический смысл: таким путем в бесчисленных клеточных поколениях сохраняется преемственность генетической информации.

Продолжительность синтеза ДНК в разных клетках неодинакова и колеблется от нескольких минут у бактерий до 6-12 ч в клетках млекопитающих. После завершения синтеза ДНК - фазы S митотического цикла - клетка не сразу начинает делиться. Период от окончания синтеза ДНК и до начала митоза называется фазой G2. В этот период клетка завершает подготовку к митозу: накапливается АТФ, синтезируются белки ахроматинового веретена, удваиваются центриоли.

Процесс собственно митотического деления клетки состоит из четырех фаз: профазы, метафазы, анафазы и телофазы.Рис. 11. Митоз растительной клетки. А - интерфаза; Б, В, Г, Д- профаза; Е, Ж-метафаза; 3, И - анафаза; К, Л, М-телофаза

В профазе увеличивается объем ядра и клетки в целом, клетка округляется, снижается или прекращается ее функциональная активность (например, амебоидное движение у простейших и у лейкоцитов высших животных). Часто исчезают специфические структуры клетки (реснички и др.). Центриоли попарно расходятся к полюсам, хромосомы спирализуются и вследствие этого утолщаются, становятся видимыми. Считывание генетической информации с молекул ДНК становится невозможным: синтез РНК прекращается, ядрышко исчезает. Между полюсами клетки протягиваются нити веретена деления - формируется аппарат, обеспечивающий расхождение хромосом к полюсам клетки. На протяжении всей профазы продолжается спирализация хромосом, которые становятся толстыми и короткими. В конце профазы ядерная оболочка распадается и хромосомы оказываются беспорядочно рассеянными в цитоплазме.

В метафазе спирализация хромосом достигает максимума, и укороченные хромосомы устремляются к экватору клетки, располагаясь на равном расстоянии от полюсов. Образуется экваториальная, или метафазная, пластинка. На этой стадии митоза отчетливо видна структура хромосом, их легко сосчитать и изучить их индивидуальные особенности.

В каждой хромосоме имеется область первичной перетяжки - центромера, к которой во время митоза присоединяются нить веретена деления и плечи. На стадии метафазы хромосома состоит из двух хроматид, соединенных между собой только в области центромеры.

Во всех соматических клетках любого организма содержится строго определенное число хромосом. У всех организмов, относящихся к одному виду, число хромосом в клетках одинаково: у домашней мухи - 12, у дрозофилы - 8, у кукурузы - 20, у земляники садовой - 56, у рака речного - 116, у человека - 46, у шимпанзе, таракана и перца - 48. Как видно, число хромосом не зависит от высоты организации и не всегда указывает на филогенетическое родство. Число хромосом, таким образом, не служит видоспецифическим признаком. Но совокупность признаков хромосомного набора (кариотип) - форма, размеры и число хромосом - свойственна только одному какому-то виду растений или животных.

Число хромосом в соматических клетках всегда парное. Это объясняется тем, что в этих клетках находятся две одинаковые по форме и размерам хромосомы: одна происходит от отцовского, другая - от материнского организма. Хромосомы, одинаковые по форме и размерам и несущие одинаковые гены, называются гомологичными. Хромосомный набор соматической клетки, в котором каждая хромосома имеет себе пару, носит название двойного,или диплоидного набора, и обозначается 2n. Количество ДНК, соответствующее диплоидному набору хромосом, обозначают как 2с. В половые клетки из каждой пары гомологичных хромосом попадает только одна, поэтому хромосомный набор гамет называется одинарным или гаплоидным. Изучение деталей строения хромосом метафазной пластинки имеет очень большое значение для диагностики заболеваний человека, обусловленных нарушениями строения хромосом.

В анафазе вязкость цитоплазмы уменьшается, центромеры разъединяются, и с этого момента хроматиды становятся самостоятельными хромосомами. Нити веретена деления, прикрепленные к центромерам, тянут хромосомы к полюсам клетки, а плечи хромосом при этом пассивно следуют за центромерой. Таким образом, в анафазе хроматиды удвоенных еще в интерфазе хромосом точно расходятся к полюсам клетки. В этот момент в клетке находятся два диплоидных набора хромосом (4n4с).

В заключительной стадии - телофазе - хромосомы раскручиваются, деспирализуются. Из мембранных структур Цитоплазмы образуется ядерная оболочка. У животных клетка делится на две меньших размеров путем образования перетяжки. У растений цитоплазматическая мембрана возникает в середине клетки и распространяется к периферии, разделяя клетку пополам. После образования поперечной цитоплазматической мембраны у растительных клеток появляется целлюлозная стенка. Так из одной клетки формируются две дочерние, в которых наследственная информация точно копирует информацию, содержавшуюся в материнской клетке. Начиная с первого митотического деления оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) все дочерние клетки, образовавшиеся в результате митоза, содержат одинаковый набор хромосом и одни и те же гены. Следовательно, митоз - это способ деления клеток, заключающийся в точном распределении генетического материала между дочерними клетками.

В результате митоза обе дочерние клетки получают диплоидный набор хромосом.

Митоз тормозится высокой температурой, высокими дозами ионизирующей радиации, действием растительных ядов. Один из таких ядов - колхицин - применяют в цитогенетике: с его помощью можно остановить митоз на стадии метафазной пластинки, что позволяет подсчитать число хромосом и дать каждой из них индивидуальную характеристику, т. е. провести кариотипирование.

Таблица Митотический цикл и митоз (Т.Л. Богданова. Биология. Задания и упражнения. Пособие для поступающих в ВУЗы. М.,1991)

Фазы		Процесс, происходящий в клетке
Интерфаза (фаза между делениями клеток)	Пресинтетический период	Синтез белка. На деспирализованных молекулах ДНК синтезируется РНК
	Синтетический период	Синтез ДНК - самоудвоение молекулы ДНК. Построение второй хроматиды, в которую переходит вновь образовавшаяся молекула ДНК: получаются двухроматидные хромосомы
	Постсинтетический период	Синтез белка, накопление энергии, подготовка к делению
	Профаза (первая фаза деления)	Двухроматидные хромосомы спирализуются, ядрышки растворяются, центриоли расходятся, ядерная оболочка растворяется, образуются нити веретена деления
Фазы митоза	Метафаза (фаза скопления хромосом)	Нити веретена деления присоединяются к центромерам хромосом, двухроматидные хромосомы сосредоточиваются на экваторе клетки
	Анафаза (фаза расхождения хромосом)	Центромеры делятся, однохроматидные хромосомы растягиваются нитями веретена деления к полюсам клетки
	Телофаза (фаза окончания деления)	Однохроматидные хромосомы деспирализуются, сформировывается ядрышко, восстанавливается ядерная оболочка, на экваторе начинает закладываться перегородка между клетками, растворяются нити веретена деления

Рис. Строение хромосомы: 1 - первичная перетяжка с центромерой, 2 - два плеча, 3 - две хроматиды, 4 - вторичная перетяжка, 5 - спутник хромосомы. 6 - белок (нуклеопротеид), 7 - хромонемы (содержащие ДНК)

Особенности митоза у растений и у животных

Растительная клетка Центриолей нет. Звезды не образуются. Образуется клеточная пластинка. При цитокинезе не образуется борозды (перетяжки). Митозы происходят главным образом в меристемах.

Животная клетка Центриоли имеются Звезды образуются Клеточная пластинка не образуется При цитокинезе образуется борозда Митозы происходят в различных тканях и участках организма

Рис. Митотический цикл: М - митоз, П - профаза, Мф - мета-фаза, А - анафаза, Т - телофаза, g1 - пресинтетический период, S - синтетический период, g2 - постсинтетический период

www.examen.ru

Размножение и деление клеток » Детская энциклопедия (первое издание)

Итак, тела растений и животных состоят из многих клеток, межклеточных веществ и более сложных соединений клеток. Но различные клетки в организме приспособлены к различным видам жизнедеятельности. Однако живой организм — не простая совокупность клеток. Все клетки, ткани и органы тесно связаны между собой и составляют единое целое. Именно потому, что различные клетки специализированы в различных направлениях, они не могут жить без других клеток. Мускульное волокно или нервная клетка, как и многие другие клетки организма, не могут питаться непосредственно. Пища переваривается в кишечнике, оттуда поступает в кровь и кровью доставляется клеткам мускулов и нервов в усвояемом виде. Клетки корня и многих других органов зеленого растения не могли бы жить без зеленых клеток мякоти листа. Вот почему клетки многоклеточных животных и растений, выделенные из организма, не могут долго жить и неизбежно погибают. В этом их отличие от одноклеточных и некоторых низших многоклеточных растений и животных (см. ст. «Простейшие животные»).

РАЗМНОЖЕНИЕ КЛЕТОК

Строение ядра клетки: п —протоплазма, яо — ядерная оболочка, я — ядрышко.

Сколько клеток в теле взрослого человека или крупного животного? Сколько их у дуба или липы? Многие миллионы. Но и человек, и собака, и дуб начали свое существование с одной оплодотворенной яйцевой клетки. Пока организм растет и развивается, размножаются и его клетки, да и позже, когда организм достигнет предельного роста, размножение клеток не останавливается, так как молодые клетки необходимы для замены отмирающих. Многолетние растения обладают, кроме того, неограниченным ростом. Множество клеток сбрасывает дерево в опадающих осенью листьях, но еще больше клеток появляется весной в новой листве.

Это возможно только потому, что клетки размножаются. Однако к размножению способны далеко не все клетки многоклеточного организма. Многие из них приспособлены к определенным ограниченным видам жизнедеятельности и утратили способность размножаться. У животных не размножаются, например, нервные и мускульные клетки, эритроциты крови. Новые же такие клетки образуются из особых неспециализированных клеток.

У красных кровяных телец — эритроцитов нет ядра, и размножаться они не способны. В крови человека они живут всего около 30 дней, а затем погибают. Между тем эритроциты нужны организму в огромном количестве, так как они доставляют кислород из легких во все части тела. Достаточно сказать, что в кубическом миллиметре крови здорового человека около 5 млн. эритроцитов.

Как же пополняется число эритроцитов в крови? Эритроциты образуются в так называемых кровотворных органах, а именно в костном мозгу, в результате размножения особых клеток, имеющих ядра.

У высших растений делящиеся клетки сосредоточены преимущественно в определенных местах растений или в определенных тканях. Так, например, почки и новые побеги образуются размножением клеток только в точке роста растения: корень растет в длину размножением клеток кончика корня, стебель утолщается за счет размножения клеток особой ткани — камбия.

ДЕЛЕНИЕ КЛЕТОК

Чтобы понять процесс размножения клеток, необходимо ознакомиться подробнее со строением клеточного ядра, так как его роль в делении клетки особенно велика.

Ядро и протоплазма есть в каждой живой полноценной клетке. Многочисленные опыты расчленения клеток показали, что ни протоплазма без ядра, ни ядро без протоплазмы существовать не могут и погибают.

Понятно поэтому, что на строение ядра ученые обращали особое внимание.

Изучение ядра показало, что на различных этапах жизни клетки оно выглядит неодинаково. У ядра в неделящейся, но растущей клетке иное строение, чем во время деления. Строение ядер неделящихся клеток довольно разнообразно. В наиболее типичных случаях различают в ядре ядерную оболочку и жидкое содержимое ядра, в котором часто заметны одно или несколько плотных телец — ядрышек. Кроме того, в ядре можно иногда наблюдать тончайшую сеть переплетающихся нитей.

Фазы деления клетки

По-другому выглядит строение ядра перед началом деления клетки. В ядре происходит ряд изменений, закономерно следующих одно за другим, и, что особенно важно, эти изменения происходят очень сходно у всех растений и животных.

Под микроскопом в начале деления клетки можно различить в ядре нити, спутанные в плотный клубок (1).

Немного позже клубок становится более рыхлым, и отчетливо видно, что он действительно состоит из отдельных нитей (2). Эти нити получили название хромосом, что в переводе с греческого означает «окрашивающиеся тельца». (Следует сказать, что при изучении ядра применяют особые краски, которые по-разному окрашивают разные части ядра.) На следующей стадии деления клетки хромосомы становятся короче и толще (3, 4). При этом обнаружено замечательное явление. В клетке каждого вида растения или животного определенное количество хромосом. Так, например, в клетке червя аскариды 4 хромосомы, в клетке ржи — 14, в клетке человека — 48 хромосом. В одной и той же клетке хромосомы могут отличаться друг от друга формой и величиной. Но во всех делящихся клетках определенного вида животного или растения набор хромосом одинаков.

Индивидуальные различия между хромосомами дали возможность установить, что для каждой хромосомы есть в клетке парная ей. В клетках ржи 14 хромосом — семь пар; у человека в клетке 48 хромосом — 24 пары.

На следующей стадии деления клетки оболочка ядра растворяется. К этому времени в протоплазме образуется так называемое веретено деления. Оно состоит из тончайших протоплазматических нитей, сходящихся к двум противоположным полюсам клетки. Хромосомы располагаются по экватору веретена (5). В это время становится заметным, что каждая из хромосом начинает расщепляться продольно на две дочерние. Расщепившиеся хромосомы прикрепляются к нитям веретена и расходятся к полюсам, так что из каждых двух дочерних хромосом одна отходит к одному полюсу, а другая — к другому (6). В результате к каждому полюсу отходит столько хромосом, сколько их было в материнской клетке. Если в ней было 48 хромосом, то к каждому полюсу веретена отойдет также 48 хромосом. Другими словами, каждому размножению клетки предшествует закономерное размножение хромосом.

Затем хромосомы удлиняются, становятся более тонкими и собираются в клубок. Одновременно вокруг хромосом формируются ядерные оболочки двух дочерних ядер (7), а там, где был экватор веретена, появляется перетяжка (5), делящая материнскую клетку на две дочерние (9).

Двойное и одинарное количество хромосом в клетках растения наяды.

Так происходит деление подавляющего большинства клеток растений и животных.

Изучение деления клеток показало:

1. Клеткам каждого вида животного или растения свойственно определенное число хромосом.

2. Хромосомы парны, т. е. в одном и том же ядре каждой клетки хромосомы представлены двумя подобными образованиями.

3. Перед делением клетки каждая хромосома размножается, расщепляясь продольно, в результате чего ядра дочерних клеток получают то же количество хромосом, какое было в материнской клетке.

Все это приводит к выводу, что хромосомы — очень важная часть клетки. Между протоплазмой и ядром происходит постоянное взаимодействие, связанное с обменом веществ и сложнейшими биохимическими процессами, происходящими в клетке. Размножение хромосом при делении клетки показывает, что в результате этого процесса в клетке формируются хромосомы, подобные существующим.

Многочисленные опыты дают основание полагать, что хромосомы представляют собой те части клеток, от которых зависят наследственные особенности каждого вида растений или животных.

Пожалуй, самое замечательное в органическом мире состоит в том, что всякое живое существо начинает свою жизнь с одной клетки — оплодотворенного яйца. И вот в тысячах тысяч поколений клеток сохраняется определенное количество хромосом и индивидуальность каждой из них.

Чем же объясняется парность хромосом в клетках? Почему каждая хромосома представлена в клетке двумя подобными образованиями? Каков биологический смысл этого явления? В живых организмах происходят и такие деления клеток, при которых число хромосом в дочерних клетках уменьшается вдвое — из каждой пары остается одна хромосома. Это происходит при созревании половых клеток. Поэтому в обычных условиях в зрелом яйце и в зрелом сперматозоиде животного имеется половинное количество хромосом — по одной из каждой пары. При оплодотворении, т. е. при слиянии двух созревших половых клеток, сливаются и их ядра. В результате в оплодотворенном яйце будет снова полное (парное) количество хромосом.

Значит, в оплодотворенном яйце половина хромосом — отцовские, а половина — материнские. Это соотношение сохраняется во всех клетках развивающегося организма, так как при всех делениях клеток хромосомы размножаются.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Клетки животных Что такое наследственность и как она изменяется

de-ussr.ru

Деление клетки — WiKi

Существует два способа деления ядра эукариотических клеток: митоз и мейоз

Амитоз

Амитоз, или прямое деление, — это деление интерфазного ядра путём перетяжки без образования веретена деления. Такое деление встречается у одноклеточных организмов. Амитоз в отличие от митоза является самым экономичным способом деления, так как энергетические затраты при этом весьма незначительны. К амитозу близко клеточное деление у прокариот. Бактериальная клетка содержит только одну, чаще всего кольцевую молекулу ДНК, прикрепленную к клеточной мембране. Перед делением клетки ДНК реплицируется, и образуются две идентичные молекулы ДНК, каждая из которых также прикреплена к клеточной мембране. При делении клетки клеточная мембрана врастает между этими двумя молекулами ДНК, так что в конечном итоге в каждой дочерней клетке оказывается по одной идентичной молекуле ДНК. Такой процесс получил название прямого бинарного деления.

Подготовка к делению

Эукариотические организмы, состоящие из клеток, имеющих ядра, начинают подготовку к делению на определенном этапе клеточного цикла, в интерфазе. Именно в период интерфазы в клетке происходит процесс биосинтеза белка, удваиваются все важнейшие структуры клетки. Вдоль исходной хромосомы из имеющихся в клетке химических соединений синтезируется её точная копия, удваивается молекула ДНК. Удвоенная хромосома состоит из двух половинок- хроматид. Каждая из хроматид содержит одну молекулу ДНК. Интерфаза в клетках растений и животных в среднем продолжается 10-20 ч. Затем наступает процесс деления клетки — митоз.

Митоз

Мейоз

Мейоз — это особый способ деления клеток, в результате которого происходит уменьшение числа хромосом вдвое в каждой дочерней клетке. Впервые он был описан В. Флеммингом в 1882 г. у животных и Э. Страсбургером в 1888 г. у растений. С помощью мейоза образуются гаметы. В результате редукции споры и половые клетки хромосомного набора получают в каждую гаплоидную спору и гамету по одной хромосоме из каждой пары хромосом, имеющихся в данной диплоидной клетке. В ходе дальнейшего процесса оплодотворения (слияния гамет) организм нового поколения получит опять диплоидный набор хромосом, то есть кариотип организмов данного вида в ряду поколений остается постоянным.

Деление тела клетки

В процессе деления тела эукариотной клетки (цитокинеза) происходит разделение цитоплазмы и органелл между новыми клетками и старыми.

ru-wiki.org

Деление клеток — Энциклопедия по биологии

Деление клетки приводит к образованию из одной материнской клетки двух или многих дочерних. Если деление ядра материнской клетки сразу же сопровождается делением ее цитоплазмы, появляются две дочерние клетки. Но бывает и так: ядро многократно делится, а уже затем вокруг каждого из них обособляется часть цитоплазмы материнской клетки. В этом случае из одной исходной клетки сразу формируется несколько дочерних клеток.

По характеру распределения ядерного материала между дочерними клетками различают два способа деления клеток: непрямое деление — митоз и прямое деление — амитоз. Из них гораздо более распространен митоз. За исключением некоторых деталей он протекает однотипно и в животных, и в растительных клетках. Биологическое значение митоза состоит в том, что он обеспечивает очень точное распределение между дочерними клетками ядерной ДНК, находящейся в хромосомах. Благодаря этому дочерние клетки биохимически и генетически оказываются одинаково полноценными.

Рисунок. 9. Митоз клетки животного Рисунок 9. Митоз клетки животного. A — неделящаяся клетка, B—C — ранняя и поздняя стадии профазы; D—E — ранняя и поздняя стадии метафазы; F — анафаза; G—H — ранняя и поздняя стадии телофазы

Митоз осуществляется в четыре последовательные фазы (Рисунок. 9). Первая фаза — профаза — характеризуется видимыми изменениями в ядре клетки, которые свидетельствуют о ее подготовке к делению. Ядро разбухает, в нем видны переплетенные между собой хромосомы (Рисунок. 9, B). Молекулы ДНК в таких хромосомах находятся в спирализованном состоянии. К концу профазы хромосомы укорачиваются и становится уже заметно, что каждая из них продольно разделена пополам, хотя обе половины, которые называются хроматидами, еще сближены (Рисунок. 9, C). В цитоплазме на двух противоположных полюсах клетки располагаются разделившиеся центриоли. От них друг к другу тянутся ахроматиновые нити веретена. В конце профазы растворяется ядерная Оболочка.

Следующая фаза — метафаза (Рисунок. 9, D и E)—характерна расположением всех хромосом, еще более укоротившихся, в середине клетки, в ее экваториальной плоскости. Часть нитей ахроматинового веретена, отходяших от центриолей, прикрепляется к хромосомам. Именно в метафазе легче всего подсчитать число хромосом, рассмотреть их форму. Во всех клетках, кроме половых, число хромосом всегда четное. Все организмы одного вида имеют одинаковое число хромосом. Так, у мягкой пшеницы их 42, у твердой пшеницы — 28, у курицы — 78, у овцы — 54, а у плодовой мушки дрозофилы — 8. Кроме того, удалось установить, что четное число состоит из нескольких пар хромосом. Так, у твердой пшеницы таких пар 14 (14X2=28), у дрозофилы — 4 пары. Позже мы увидим, что не только по форме, но и по генетическим особенностям хромосомы одной пары очень сходны, а иногда и идентичны между собой. Такие парные хромосомы называются гомологичными. Поэтому сумма всех хромосом в метафазе в общем виде обозначается величиной 2n, где n — число пар гомологичных хромосом. Набор хромосом, равный 2n, называется диплоидным набором.В метафазе некоторые нити веретена, идущие от центриолей, другими своими концами прикрепляются к хромосомам. К концу метафазы становится особенно заметно, что каждая хромосома расщеплена продольно: нити, идущие от противоположных центриолей, начинают сокращаться, и щели между половинками каждой хромосомы расширяются.

В анафазе — третьей фазе митотического деления клетки — этот процесс ускоряется. В результате одна половинка каждой хромосомы отходит к одному полюсу клетки, другая — к другому (Рисунок. 9, F). К концу анафазы на противоположных полюсах клетки собираются все расщепившиеся хромосомы; 2n таких новых хромосом (бывших «половинок») на одном полюсе и 2n — на другом. Таким образом, каждая из двух будущих дочерних клеток получает по совершенно одинаковому набору хромосом, повторяющему набор, который имела до деления материнская клетка. В этом-то и состоит биологический смысл митоза.

Телофаза (Рисунок 9, G и H) — завершающая фаза деления клетки. Собранные на полюсах материнской клетки хромосомы свиваются в клубок, утончаются. Индивидуальность каждой хромосомы уже трудно прослеживается в световом микроскопе. Однако она не теряется. На каждом полюсе клетки вокруг хромосом образуется ядерная оболочка. Цитоплазма клетки тоже начинает делиться по экваториальной плоскости. К концу телофазы вместо одной клетки возникают две новые. Так заканчивается митоз — непрямое деление клетки. Образовавшиеся дочерние клетки растут, достигают обычных для них размеров и снова начинают готовиться к следующему делению. Период между двумя делениями носит название интеркинеза.

Таким образом, жизнь каждой отдельной клетки охватывает один митоз и один интеркинез. По продолжительности митоз значительно короче интеркинеза. В тканях, где постоянно делятся клетки, митоз может длиться у разных клеток разных организмов от нескольких минут до 2—3 часов, а интеркинез — от 10 часов до 20 дней.

Во время интеркинеза в клетке осуществляются все основные процессы обмена веществ и энергии. Хромосомы в этот период хоть и не видны, но продолжают сохранять свою индивидуальность, что подтверждено целым рядом специальных экспериментов. Составляющие их внутреннюю часть молекулы ДНК находятся в деспирализованном (раскрученном) состоянии и направляют синтетические реакции в клетке. Перед следующим делением осуществляется и важный процесс самоудвоения молекул ДНК в хромосомах ядра. Процесс саморепродукции молекул ДНК был описан в предыдущей главе. Здесь лишь отметим, что саморепродукция молекул ДНК неразрывно связана с процессом удвоения и расщепления хромосом: из двух идентичных молекул ДНК одна попадает в одну половину расщепившейся хромосомы, другая — в другую. Поэтому две дочерние клетки, возникающие при делении, получают весь объем биохимической и генетической информации, которым обладала ядерная ДНК материнской клетки.К числу важных изменений в клетке, происходящих в интерфазе и подготавливающих клетку к следующему делению, относятся: спирализация и укорочение половинок хромосом; удвоение центриолей; синтез белков будущего ахроматинового веретена. Клетка заканчивает свои рост и готова вступить в профазу следующего митоза.

При амитозе такого точного распределения ядерного вещества между дочерними клетками не происходит. В этом случае ядро просто перешнуровывается пополам, а вслед за ним — и цитоплазма клетки. Амитоз в жизни многоклеточных организмов занимает незначительное место.

В течение жизни многоклеточного организма не все его клетки постоянно делятся. Многие из них, приобретая ту или иную специализацию, перестают делиться. При этом однифункционируют в течение всей жизни организма (нервные клетки), а другие — только определенный cрок, а затем отмирают и замещаются более молодыми клетками. Так происходит, например, с эритроцитами крови млекопитающих. Каждый эритроцит, попадая в кровяное русло, уже больше не делится, живет и выполняет свои функции в течение примерно 120 дней, а затем погибает. Его место занимают новые молодые эритроциты, возникающие из делящихся клеток в специальных кроветворных органах.

Эта статья также доступна на Білоруська, Český, Deutsche, English, Español, Suomalainen, Français, Italiano, 日本, Norsk, Polski, Portugues, Українська и 中國

biologiya.net

Деление клеток

Деление бактериальной клетки

Все клетки появляются путём деления родительских клеток. Большинству клеток свойственен клеточный цикл, состоящий из двух основных стадий: интерфазы и митоза.

Интерфаза состоит из трех этапов. В течение 4–8 часов после рождения клетка увеличивает свою массу. Некоторые клетки (например, нервные клетки мозга) навсегда остаются в этой стадии, у других же в течение 6–9 часов удваивается хромосомная ДНК. Когда масса клетки увеличивается в два раза, начинается митоз.

Клеточный цикл

В типичной животной клетке митоз происходит следующим образом. В профазу центриоли удваиваются, две образовавшиеся центриоли начинают расходиться к разным полюсам клетки. Ядерная мембрана разрушается. Специальные микротрубочки выстраиваются от одной центриоли к другой, образуя веретено деления. Хромосомы разъединяются, но всё ещё остаются попарно сцепленными.

Следующая после профазы стадия называется метафазой. Хромосомы, влекомые нитями веретена, выстраиваются в экваториальной плоскости клетки. Центромеры, скреплявшие хромосомы, делятся, после чего дочерние хромосомы полностью разъединяются.

Хромосомы клетки человека непосредственно перед делением ядра (увеличение в 950 раз). Хорошо заметно, что пары хромосом всё ещё связаны между собой центромерами

В стадии анафазы хромосомы перемещаются к полюсам клетки. Когда хромосомы достигают полюсов, начинается телофаза. Клетка делится надвое в экваториальной плоскости, нити веретена разрушаются, вокруг хромосом формируются ядерные мембраны. Каждая дочерняя клетка получает собственный набор хромосом и возвращается в стадию интерфазы. Весь процесс занимает около часа.

Процесс митоза может варьировать в зависимости от типа клетки. В растительной клетке отсутствуют центриоли, хотя веретено деления образуется. В грибных клетках митоз происходит внутри ядра, ядерная мембрана не распадается.

Цитокинез на завершающей стадии в животной клетке

Наличие хромосом не является необходимым условием деления клетки. С другой стороны, один или несколько митозов могут останавливаться на стадии телофазы, в результате чего возникают многоядерные клетки (например, у некоторых водорослей).

Размножение при помощи митоза называют бесполым или вегетативным, а также клонированием. При митозе генетический материал родительских и дочерних клеток идентичен.

Мейоз, в отличие от митоза, является важным элементом полового размножения. При мейозе образуются клетки, содержащие лишь один набор хромосом, что делает возможным последующее слияние половых клеток (гамет) двух родителей. По сути, мейоз является разновидностью митоза. Он включает два последовательных деления клетки, однако хромосомы удваиваются только в первом из этих делений. Биологическая сущность мейоза заключается в уменьшении числа хромосом в два раза и образовании гаплоидных гамет (то есть гамет, имеющих по одному набору хромосом).

В результате мейотического деления у животных образуются четыре гаметы. Если мужские половые клетки имеют примерно одинаковые размеры, то при образовании яйцеклеток распределение цитоплазмы происходит очень неравномерно: одна клетка остаётся крупной, а три остальных настолько малы, что их почти целиком занимает ядро. Эти мелкие клетки служат лишь для размещения избыточного генетического материала.

Мужские и женские гаметы сливаются, образуя зиготу. Хромосомные наборы при этом объединяются (этот процесс называется сингамией), в результате чего в зиготе восстанавливается удвоенный набор хромосом – по одному от каждого из родителей. Случайное расхождение хромосом и обмен генетическим материалом между гомологичными хромосомами приводят к возникновению новых комбинаций генов, повышая генетическое разнообразие. Образовавшаяся зигота развивается в самостоятельный организм.

В последнее время проводились эксперименты по искусственному слиянию клеток одного или разных видов. Наружные поверхности клеток склеивались вместе, а мембрана между ними разрушалась. Таким образом удалось получить гибридные клетки мыши и цыплёнка, человека и мыши. Однако при последующих делениях клетки теряли большинство хромосом одного из видов.

В других экспериментах клетка разделялась на компоненты, например, ядро, цитоплазму и мембрану. После этого компоненты различных клеток снова соединяли вместе, и в результате получалась живая клетка, состоящая из компонентов клеток разных видов. В принципе, опыты по сборке искусственных клеток могут оказаться первым шагом на пути к созданию новых форм жизни.

www.ebio.ru

Деление клеток - Дача-ча

Клетки растений способны размножаться делением. Предварительно делится ядро, а затем и вся клетка. Встречается простое и сложное деление ядра.

Простое деление заключается в том, что клеточное ядро начинает перетягиваться на две половинки и из одного ядра образуется два ядра. Новые ядра могут снова делиться, и тогда получается многоядерная клетка. Вслед за простым делением ядер обычно следует деление клетки. Число клеток в растении увеличивается.

Весьма распространено в растениях также сложное деление ядра, когда в нем происходят сложные изменения, направленные на равномерное распределение ядерного вещества. Вначале, как мы уже говорили, ядро состоит из ядерной оболочки, ядерного содержимого и ядрышка.

При начале деления в однородном ядерном содержимом начинают появляться мельчайшие зернышки, которые постепенно превращаются в более крупные, а последние сливаются вместе и из них образуются удлиненные тельца, называемые хромосомам и эти тельца хорошо окрашиваются красками, за что они и получили свое название (хромо—краска, сома—тело). Хромосомы, имеющие форму изогнутых палочек, делятся вдоль на две половинки и располагаются в средней части клетки. К этому моменту ядерная оболочка и ядрышко исчезают. С противоположных концов клетки к ним протягиваются тончайшие нити, которые прикрепляются к половинкам хромосом.

По мнению некоторых ученых, эти нити способствуют расхождению хромосом к разным концам клетки: одна половинка отходит к одному концу, а другая — к другому. Из половинок хромосом формируются два новых ядра, хромосомы которых распадаются сперва на мелкие частицы, а затем совсем растворяются.

К этому моменту в новых ядрах появляются оболочки, ядрышки и ядерное содержимое, а в клетке между ядрами из протоплазмы возникает новая первичная целлюлозная оболочка.

«Основы ботаники», В.Н. Исаин

Продолжительность деления ядра и клетки различна у разных растений и находится в зависимости от внешних условий. Обычно за 2 — 3 часа клетка успевает поделиться, хотя наблюдаются случаи деления в течение шести часов, а на деление бактерий требуется всего 15 — 20 минут. Формы и число хромосом у одного и того же вида растений считались…

Растительные масла в большом количестве скопляются в семенах масличных растений — подсолнечника, льна, конопли, арахиса, клещевины. Богаты маслом семена ореха, кедра, тунга. Масло находится в клеточной протоплазме в виде мелких капель. При раздавливании клеток на пропускной бумаге на ней остаются жирные пятна. Растительные масла используются в пищу и в промышленности. В клетках многих растений можно…

Крахмал — питательное вещество, состоящее из углерода, водорода и кислорода. Он относится к углеводам сложного состава (С6Н10О5)n. Приготовим в пробирке с водой слабый раствор крахмального клейстера, для чего на кончике перочинного ножа внесем в нее картофельной муки. При нагревании крахмал разбухает и превращается в клейстер. Достаточно теперь прибавить одну, две, три капли раствора йода, чтобы…

Если поместить растительные клетки в каплю водного раствора какой-либо безвредной для них соли, например в шести процентный раствор селитры, концентрация которого больше суммарной концентрации солей клеточного сока, то, рассматривая препарат под микроскопом, можно наблюдать интересное явление. Протоплазма в клетках начнет постепенно отставать от клеточной оболочки. Наконец, она соберется в небольшой комочек в середине клетки. Все…

Клеточный сок содержит в себе еще много других веществ. Укажем на фитонциды, т. е. на летучие вещества, предохраняющие растения от многих заболеваний. Вещества эти распространены в растениях и, будучи безвредными для одних бактерий, часто обладают губительным действием в отношении других. Хрен, лук, чеснок, горчица, черемуха, томат, красный перец и другие растения содержат фитонциды, защищающие их…

www.dachacha.ru

Деление клетки - это... Что такое Деление клетки?

Деление клетки — процесс образования из родительской клетки двух и более дочерних клеток.

Деление прокариотических клеток

Прокариотические клетки делятся надвое. Сначала клетка удлиняется. В ней образуется поперечная перегородка. Затем дочерние клетки расходятся.