Хромосомный набор соматических клеток картофеля 48. Жизненный цикл клетки

Обобщающий урок: « Митоз. Мейоз»

Цель: обобщить знания по теме « Митоз. Мейоз»

Задачи: 1. образовательные:

а) обобщение знаний по теме

б) решение заданий ЕГЭ

в) формирование представлений о главных чертах сходства и различия между процессами митоза и мейоза, их биологической сущности;

г) формирование умений последовательно выстраивать процессы митоза и мейоза;

2. развивающие:

а) развитие навыков работы с разными видами информации и способами её предъявления;

б) развитие навыков анализировать и сравнивать процессы деления клетки;

3. воспитательная:

а) Развитие познавательного интереса к информации из разных областей науки;

б) повышение интеллектуального уровня учащихся посредством внедрения компьютерных технологий и игровой деятельности.

Учебное оборудование : компьютер с мультимедийным проектором.

Структура урока:

1. Организационный момент (2 мин);

2. Актуализация знаний, основных терминов и понятий, связанных с процессами деления клетки;

3. Обобщение знаний о процессах митоза и мейоза (игра);

4. Тестирование;

5. Выводы;

6. Домашнее задание.

План урока.

1. Организационный момент

2. Актуализация знаний , основных терминов и понятий, связанных с процессами деления клетки: конъюгация, кроссинговер, биваленты, хромосома, хроматида, клеточный цикл.

3. Игра. На слайде таблица, в которой зашифрованы вопросы. Зеленые квадраты – простые вопросы(1 балл), желтые квадраты – вопросы средней сложности(2 балла), красные квадраты - сложные вопросы(3 балла). Класс делится на 2 команды (до начала урока). Каждая по очереди выбирает вопросы и набирает баллы. Побеждает команда, у которой больше баллов.

Простые вопросы (1 балл)

1. Назовите фазу митоза, которая характеризуется расхождением сестринских хроматид к разным полюсам клетки?

2. Назовите фазу мейоза, в которой происходит репликация ДНК?

3. Назовите фазу мейоза, в которой происходит расхождение гомологичных хромосом к разным полюсам клетки?

4. Установите правильную последовательность фаз митоза?

5. В какую фазу мейоза происходит конъюгация и кроссинговер?

6. Назовите органоид клетки, участвующий в формировании веретена деления.

7. Деспирализация хромосом происходит в …

8. Какой процесс изображен на схеме? Что означают буквы?

9. Мейоз-это…

10. Какое деление мейоза сходно с митозом? В чем отличие?

11. Назовите процесс, благодаря которому успешно распределяется генетический материал между дочерними клетками?

12.Найдите ошибку в тексте: В профазе митоза хромосомы активно спирализуются. В метафазе спирализация хромосом становится максимальной и хроматиды расходятся к разным полюсам клетки. Анафаза протекает очень быстро.

Вопросы средней сложности (2 балла)

1) Установите последовательность процессов митоза:

А) деспирализация хромосом

Б) образование веретена деления

В) расхождение дочерних хроматид к противоположным полюсам клетки

Г) спирализация хромосом

Д) упорядоченное расположение хромосом, состоящих из 2-х хроматид, на экваторе клетки

Е) формирование 2-х дочерних клеток

Ответ: ГБДВАЕ

2) Какие процессы протекают во время мейоза?

3) денатурация

4) кроссинговер

5) конъюгация

6) трансляция

Ответ: 245

3) Установите соответствие между особенностями и процессами деления клеток.

ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССЫ

А) в дочерних клетках содержится 1) мейоз

гаплоидный набор хромосом 2) митоз

Б) включает 2 деления, идущих

одно за другим

В) в результате образуются две

дочерние клетки

Г) количество хромосом в дочерних

клетках – 2п

Д) является одной из фаз гаметогенеза

Е) характерно для соматических клеток

Ответ: 112212

4) Установите последовательность процессов первого деления мейоза:

А) конъюгация хромосом

Б) кроссинговер

В) расположение пар (бивалентов) гомологичных хромосом на экваторе клетке

Г) расположение гомологичных хромосом, состоящих из 2-х хроматид, к противоположных полюсам клетки

Д) спирализация хромосом с образованием бивалентов

Е) формирование ядер, деление цитоплазмы – образование 2-х дочерних клеток

Ответ:ДАБВГЕ

5) Какие процессы изображены на рисунке? Когда происходят эти процессы? Каково их биологическое значение?

6) Определите тип и фазу деления клетки, изображенной на рисунке. Какие процессы происходят в этой фазе?

DIV_ADBLOCK321">

3) 3× 10-9 мг

3) Общая масса молекул ДНК в 46 хромосомах ядра соматической клетки человека составляет

6×10-9мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в интерфазе, конце телофазы мейоза 1 и телофазы мейоза 2. Ответ поясните.

Ответ: 1) 2×6×10-9 = 12×10-9 мг

3) 3× 10-9 мг

4) Общая масса всех молекул ДНК в одной яйцеклетке человека составляет около 3×10 -9 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в сперматозоиде , в соматической клетке перед началом деления и после его окончания. Ответ поясните.

Ответ: 1) 3×10 -9 мг 2) 12×10 -9 мг 3) 6×10 -9 мг

5) В чем заключается биологическое значение мейоза? Приведите не менее 3 признаков.

Ответ: 1) Поддерживает постоянство числа хромосом в ряду поколений

2)создает новые генные комбинации, обеспечивая комбинативную изменчивость

3) обеспечивает генетическую неоднородность в популяциях

4) является одной из стадий образования гамет, у растений-спор.

6) В чем заключается биологическое значение митоза?

Ответ:

1) поддерживает генетическую стабильность клеток

2) основа роста и развития

3)основа эмбрионального развития

4) лежит в основе регенерации

5) основа бесполого размножения

6) поддерживает правильность функционирования органов и тканей организма.

Подводим итоги игры.

Закрепление (тестирование)

Вариант 1.

1. Исчезновение ядерной оболочки и ядрышек происходит

1) интерфазе 2) профазе 3) метафазе 4) анафазе

2. Конъюгация хромосом характерна для

1) профазы митоза 2) профазы первого деления мейоза

3) профазы второго деления мейоза 4) метафазы митоза

3. В результате первого деления мейоза из одной материнской клетки образуются

1) четыре дочерние клетки с числом хромосом, равным материнской клетке

2) четыре дочерние клетки с уменьшенным вдвое числом хромосом

3) две дочерние клетки с увеличенным вдвое числом хромосом

4) две дочерние клетки с уменьшенным вдвое набором хромосом

4. Клеточный центр в процессе митоза отвечает за

1) биосинтез белка 2) спирализацию хромосом

3) перемещение цитоплазмы 4)образование веретена деления

5 .Укажите название последней фазы митоза

1) телофаза 2) метафаза 3) анафаза 4) профаза

6. Установите, в какой последовательности происходят в митозе указанные процессы.

А) хромосомы располагаются по экватору

Б) хроматиды расходятся к полюсам клетки

В) образуются две дочерние клетки

Г) хромосомы спирализуются, каждая состоит из двух хроматид

С5. Хромосомный набор соматической клетки собаки равен 78. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из клеток в профазе митоза, в анафазе митоза, в телофазе митоза. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменение числа хромосом.

Вариант 2.

1. Благодаря конъюгации и кроссинговеру при образовании гамет происходит

1) уменьшение числа хромосом вдвое 2) увеличение числа хромосом вдвое

3) обмен генетической информацией между гомологичными хромосомами

4) увеличение числа женских и мужских половых клеток

2. В метафазе митоза происходит

1) расхождение хроматид 2) удвоение хромосом 3) размещение хромосом в плоскости экватора клетки 4) формирование ядерной оболочки и ядрышек

3. Сущность мейоза состоит в

1) образовании клеток с диплоидным набором хромосом

2) удвоении количества ДНК в клетках тела

3) расхождении хроматид к полюсам клетки

4) образовании гамет с гаплоидным набором хромосом

4. Расхождение хроматид к полюсам клетки происходит в

1) анафазе 2) телофазе 3) профазе 4) метафазе

5. Мейоз отличается от митоза 1) наличием интерфазы

2) числом дочерних клеток и набором хромосом в них
3) наличием профазы, метафазы, анафазы и телофазы

4) процессами спирализации и деспирализации хромосом

6.Выберите 3 правильных ответа:

Сходство профазы митоза и профазы 1мейоза заключается в том, что происходит

1) исчезновение ядерной оболочки

2) конъюгация

3) кроссинговер

4) образование веретена деления

5) спирализация хромосом

6) удвоение хромосом

С5. Хромосомный набор соматических клеток картофеля равен 48. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из клеток семязачатка перед началом мейоза, в анафазе мейоза 1, в телофазе мейоза 2. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменение числа хромосом и ДНК.

Ответы.

Вариант 1 Вариант 2

6)ГАБВ

С5 С5

1) 78хр. 156ДНК 1) 48хр. 96 ДНК

2) 156 хр 156ДНК 2) 48Хр. 96 ДНК

3) 78хр 78ДНКхр. 24 ДНК

Выводы по уроку.

Домашнее задание.

№1. Хромосомный набор соматических клеток шпината равен 12. определите хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из клеток семязачатка перед началом мейоза, в метафазе мейоза1 и телофазе мейоза. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменение числа ДНК и хромосом.

№2.В кариотипе картофеля содержится 48 хромосом(2п). Определите число хромосом в анафазе митоза в клетках эндосперма, если у него триплоидный набор хромосом(3п). Ответ поясните.

Совокупность хромосом, содержащихся в ядре, называется хромосомным набором . Число хромосом в клетке и их форма постоянны для каждого вида живых организмов.

Число (диплоидный набор) хромосом у некоторых видов растений и животных

Соматические клетки обычно диплоидны (содержат двойной набор хромосом - 2n). В этих клетках хромосомы представлены парами. Диплоидный набор хромосом клеток конкретного вида живых организмов, характеризующийся числом, размером и формой хромосом, называют кариотипом . Хромосомы, принадлежащие к одной паре, называются гомологичными. Одна из них унаследована от отцовского организма, другая - от материнского. Хромосомы разных пар называются негомологичными . Они отличаются друг от друга размерами, формой, местами расположения первичных и вторичных перетяжек. Хромосомы, одинаковые у обоих полов, называются аутосомами. Хромосомы, по которым мужской и женский пол отличаются друг от друга, называются половыми, или гетерохромосомами . В клетке человека содержится 46 хромосом или 23 пары: 22 пары аутосом и 1 пара половых хромосом. Половые хромосомы обозначают как X- и Y-хромосомы. Женщины имеют две X-хромосомы, а мужчины одну Х- и одну Y-хромосому.
Половые клетки гаплоидны (содержат одинарный набор хромосом - n). В этих клетках хромосомы представлены в единственном числе и не имеют пары в виде гомологичной хромосомы.

Деление клеток

Хромосомный набор

Хромосомный набор - совокупность хромосом, содержащихся в ядре. В зависимости от хромосомного набора клетки бывают соматическими и половыми.

Соматические и половые клетки

Клеточный цикл

Клеточный цикл (жизненный цикл клетки) - существование клетки от момента её возникновения в результате деления материнской клетки до её собственного деления или смерти. Продолжительность клеточного цикла зависит от типа клетки, её функционального состояния и условий среды. Клеточный цикл включает митотический цикл и период покоя.
В период покоя (G 0) клетка выполняет свойственные ей функции и избирает дальнейшую судьбу - погибает либо возвращается в митотический цикл. В непрерывно размножающихся клетках клеточный цикл совпадает с митотическим циклом, а период покоя отсутствует.
Митотический цикл состоит из четырёх периодов: пресинтетического (постмитотического) - G 1 , синтетического - S, постсинтетического (премитотического) - G 2 , митоза - М. Первые три периода - это подготовка клетки к делению (интерфаза ), четвёртый период - само деление (митоз).

Интерфаза - подготовка клетки к делению - состоит из трёх периодов.

Периоды интерфазы

Деление эукариотических клеток

Основой размножения и индивидуального развития организмов является деление клетки.
Эукариотические клетки имеют три способа деления:

амитоз (прямое деление),
митоз (непрямое деление),
мейоз (редукционное деление).

Амитоз - редкий способ деления клетки, характерный для стареющих или опухолевых клеток. При амитозе ядро делится путём перетяжки и равномерное распределение наследственного материала не обеспечивается. После амитоза клетка не способна вступать в митотическое деление.

Митоз

Митоз - тип клеточного деления, в результате которого дочерние клетки получают генетический материал, идентичный тому, который содержался в материнской клетке. В результате митоза из одной диплоидной клетки образуется две диплоидные, генетически идентичные материнской.

Митоз состоит из четырёх фаз.

Фазы митоза

Фазы	Число хромосом и хроматид	Процессы
Профаза	2n4c	Хромосомы спирализуются, центриоли (у животных клеток) расходятся к полюсам клетки, распадается ядерная оболочка, исчезают ядрышки, и начинает формироваться веретено деления.
Метафаза	2n4c	Хромосомы, состоящие из двух хроматид, прикрепляются своими центромерами (первичными перетяжками) к нитям веретена деления. При этом все они располагаются в экваториальной плоскости. Эта структура называется метафазной пластинкой .
Анафаза	2n2c	Центромеры делятся, и нити веретена деления растягивают отделившиеся друг от друга хроматиды к противоположным полюсам. Теперь разделённые хроматиды называются дочерними хромосомами .
Телофаза	2n2c	Дочерние хромосомы достигают полюсов клетки, деспирализуются, нити веретена деления разрушаются, вокруг хромосом образуется ядерная оболочка, ядрышки восстанавливаются. Два образовавшихся ядра генетически идентичны. После этого следует цитокинез (деление цитоплазмы), в результате которого образуются две дочерние клетки . Органоиды распределяются между ними более или менее равномерно.

Биологическое значение митоза:

достигается генетическая стабильность;
увеличивается число клеток в организме;
происходит рост организма;
возможны явления регенерации и бесполого размножения у некоторых организмов.

Мейоз

Мейоз - тип клеточного деления, сопровождающийся редукцией числа хромосом. В результате мейоза из одной диплоидной клетки образуется четыре гаплоидных, генетически отличающиеся от материнской. В ходе мейоза происходит два клеточных деления (первое и второе мейотические деления), причём удвоение числа хромосом происходит только перед первым делением.

Как и митоз, каждое из мейотических делений состоит из четырёх фаз.

Фазы мейоза

Фазы	Число хромосом и хроматид	Процессы
Профаза I	2n4c	Происходят процессы, аналогичные процессам профазы митоза. Кроме того, гомологичные хромосомы, представленные двумя хроматидами, сближаются и «слипаются» друг с другом. Этот процесс называется конъюгацией . При этом происходит обмен участков гомологичных хромосом - кроссинговер (перекрест хромосом), то есть обмен наследственной информацией. После конъюгации гомологичные хромосомы отделяются друг от друга.
Метафаза I	2n4c	Происходят процессы, аналогичные процессам метафазы митоза.
Анафаза I	1n2c	В отличие от анафазы митоза, центромеры не делятся и к полюсам клетки отходит не по одной хроматиде от каждой хромосомы, а по одной хромосоме, состоящей из двух хроматид и скреплённой общей центромерой.
Телофаза I	1n2c	Образуются две клетки с гаплоидным набором.
Интерфаза	1n2c	Короткая. Репликации (удвоения) ДНК не происходит и, следовательно, диплоидность не восстанавливается.
Профаза II	1n2c
Метафаза II	1n2c	Аналогичны процессам во время митоза.
Анафаза II	1n1c	Аналогичны процессам во время митоза.
Телофаза II	1n1c	Аналогичны процессам во время митоза.

Биологическое значение мейоза:

основа полового размножения;
основа комбинативной изменчивости.

Деление прокариотических клеток

У прокариот митоза и мейоза нет. Бактерии размножаются бесполым путём - делением клетки при помощи перетяжек или перегородок, реже почкованием . Этим процессам предшествует удвоение кольцевой молекулы ДНК.
Кроме того, для бактерий характерен половой процесс - конъюгация . При конъюгации по специальному каналу, образующемуся между двумя клетками, фрагмент ДНК одной клетки передаётся другой клетке, то есть изменяется наследственная информация, содержащаяся в ДНК обоих клеток. Поскольку количество бактерий при этом не увеличивается, для корректности используют понятие «половой процесс», но не «половое размножение».

1. В клетке животного диплоидный набор хромосом равен 34. Определите количество молекул ДНК перед митозом, после митоза, после первого и второго деления мейоза.

Решение: По условию, 2n=34.

Генетический набор:

Перед митозом 2n4c, поэтому в этой клетке содержится 68 молекул ДНК;
После митоза 2n2c, поэтому в этой клетке содержится 34 молекулы ДНК;
После первого деления мейоза n2c, поэтому в этой клетке содержится 34 молекул ДНК;
После второго деления мейоза nc, поэтому в этой клетке содержится 17 молекул ДНК.

2. Соматические клетки дрозофилы содержат 8 хромосом. Как изменится число хромосом и молекул ДНК в ядре при гаметогенезе перед началом деления и в конце телофазы мейоза I? Объясните результат подробно в каждом случае.

Решение:

Перед делением в интерфазе происходит удвоение молекул ДНК, т.е. 8 хромосом и 16 молекул ДНК
В телофазе 1 гомологичные хромосомы расходятся к полюсам клетки, клетки делятся и образуют 2 гаплоидных ядра, т.е. 4 хромосомы и 8 молекул ДНК.

Клетка содержит 8 хромосом и 8 молекул ДНК. И так как это соматические клетки, то это диплоидный набор.
Перед началом деления (интерфаза) происходит репликация ДНК 2n4c = 8 хр. и 16 ДНК.
Телофаза 1 n2c,так как после расхождения гомологичных хромосом в клетках остается гаплоидный набор, но хромосомы двухроматидные, т.е 4 хр. и 8 ДНК.

3. Какой хромосомный набор характерен для клеток зародыша и эндосперма семени, листьев цветкового растения. Объясните результат в каждом случае.

Решение:

В клетках зародыша семени диплоидный набор хромосом – 2n, так как зародыш развивается из зиготы – оплодотворённой яйцеклетки;
В клетках эндосперма семени триплоидный набор хромосом – 3n, так как образуется при слиянии двух ядер центральной клетки семязачатка (2n) и одного спермия (n);
Клетки листьев цветкового растения имеют диплоидный набор хромосом – 2n, так как взрослое растение развивается из зародыша.

Задачи для самостоятельного решения.

ЗАДАЧА 1. В ядрах клеток слизистой оболочки кишечника позвоночного животного 20 хромосом. Какое число хромосом и ДНК будет иметь ядро яйцеклетки и зиготы этого животного? Ответ поясните.

ЗАДАЧА 2 . В первичной половой клетке самки кролика 22 хромосомы. Сколько хромосом и молекул ДНК будет содержать овоцит в фазе роста, яйцеклетка и направительные тельца в конце фазы созревания овогенеза?

ЗАДАЧА 3. В клетках эндосперма семян лилии 21 хромосома. Как изменится число хромосом и молекул ДНК в конце телофазы мейоза1 и мейоза2 по сравнению с интерфазой у этого организма? Ответ поясните.

ЗАДАЧА 4. В клетках клубня картофеля 48 хромосом. Какой хромосомный набор характерен для клеток зародыша и эндосперма семени, листьев картофеля? Объясните результат в каждом случае.

Как изменится число хромосом и молекул ДНК в телофазе мейоза 1 и мейоза 2 по сравнению с интерфазой в половых клетках дрозофилы? Её соматические клетки содержат 8 хромосом. Ответ поясните.

Ответ

В интерфазе происходит удвоение ДНК, после него в соматической клетке будет 8 хромосом и 16 молекул ДНК (хромосомы двойные). В первом делении мейоза к полюсам расходятся двойные хромосомы, поэтому после первого деления в клетках будет по 4 хромосомы, 8 молекул ДНК. Во втором делении мейоза двойные хромосомы делятся на одинарнеы, поэтому после второго деления в клетках будет по 4 хромосомы, 4 молекулы ДНК.

Общая масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах одной соматической клетки человека составляет около 6х10-9 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в сперматозоиде и в соматической клетке перед началом деления и после его окончания. Ответ поясните.

Ответ

Перед началом мейоза хромосомы удваиваются, общая масса ДНК становится 12х10-9 мг.
После митоза в клетке опять одинарные хромосомы, как были до удвоения, следовательно, масса ДНК 6х10-9 мг.
В сперматозоиде тоже одинарные хромосомы, но еще и одинарный набор, поэтому общая масса ДНК 3х10-9 мг.

Общая масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах одной соматической клетки человека составляет около 6х10-9 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в ядре при овогенезе перед началом мейоза, в профазе мейоза I и мейоза II. Объясните полученные результаты.

Ответ

Перед началом мейоза хромосомы удваиваются, общая масса ДНК становится 12х10-9 мг.
В профазе мейоза I никаких изменений количества хромосом еще не произошло, остается 12х10-9 мг.
В ходе первого деления мейоза количество хромосом уменьшилось в 2 раза, следовательно, в профазе мейоза II 6х10-9 мг ДНК.

Соматические клетки дрозофилы содержат 8 хромосом. Как изменится число хромосом и молекул ДНК в ядре при гаметогенезе перед началом деления и в конце телофазы мейоза I? Объясните результаты в каждом случае.

Ответ

Перед началом мейоза в клетке двойной набор двойных хромосом (у дрозофилы 8 хромосом, 16 молекул ДНК).

В первом делении мейоза происходит расхождение двойных хромосом, после первого деления в каждой из двух клеток получается одинарный набор двойных хромосом (у дрозофилы 4 хромосомы, 8 молекул ДНК).

В соматических клетках мухи дрозофилы содержится 8 хромосом. Определите число хромосом и молекул ДНК в клетках при сперматогенезе в зоне размножения и в конце зоны созревания гамет. Ответ обоснуйте. Какие процессы происходят в этих зонах?

Ответ

В зоне размножения предшественники половых клеток делятся митозом. В клетках этой зоны 8 хромосом.

В зоне созревания происходит мейоз. При мейозе количество хромосом уменьшается в два раза, в конце зоны созревания в клетках 4 хромосомы.

Для соматической клетки животного характерен диплоидный набор хромосом. Определите хромосомный набор (n) и число молекул ДНК (c) в клетке в профазе мейоза I и метафазе мейоза II. Объясните результаты в каждом случае.

Ответ

В профазе мейоза I в клетке двойной набор двойных хромосом, 2n4c. В первом делении мейоза расходятся двойные хромосомы, поэтому по окончании первого деления мейоза в каждой из двух клеток получается по одинарному набору двойных хромосом (n2c). В метафазе мейоза II они выстроятся на метафазной пластинке, но еще не разделятся.

Хромосомный набор соматических клеток картофеля равен 48. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетках при мейозе в профазе мейоза I и метафазе мейоза II. Объясните все полученные результаты.