Методическая разработка на тему: Учебно – методический комплекс по биологии. Дидактика

Все мы знаем, что облик человека, некоторые привычки и, даже, заболевания передаются по наследству. Вся эта информация о живом существе закодирована в генах. Так как же эти пресловутые гены выглядят, как они функционируют и где находятся?

Итак, носителем всех генов любого человека или животного является ДНК. Данное соединение было открыто в 1869 году Иоганном Фридрихом Мишером.Химически ДНК – это дезоксирибонуклеиновая кислота. Что же это означает? Каким образом эта кислота несет в себе генетический код всего живого на нашей планете?

Начнем с того, что рассмотрим, где располагается ДНК. В клетке человека имеется множество органоидов, которые выполняют различные функции. ДНК располагается в ядре. Ядро – это маленькая органелла, которая окружена специальной мембраной, и в которой хранится весь генетический материал – ДНК.

Каково строение молекулы ДНК?

Прежде всего, рассмотрим, что представляет собой ДНК. ДНК – это очень длинная молекула, состоящая из структурных элементов – нуклеотидов. Имеется 4 вида нуклеотидов – это аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г) и цитозин (Ц). Цепочка нуклеотидов схематически выглядит следующим образом: ГГААТЦТААГ.… Вот такая последовательность нуклеотидов и есть цепочка ДНК.

Впервые структура ДНК была расшифрована в 1953 году Джеймсом Уотсоном и Френсисом Криком.

В одной молекуле ДНК имеется две цепочки нуклеотидов, которые спирально закручены вокруг друг друга. Как же эти нуклеотидные цепочки держатся рядом и закручиваются в спираль? Данный феномен обусловлен свойством комплементарности. Комплементарность означает, что друг напротив друга в двух цепочках могут находиться только определенные нуклеотиды (комплементарные). Так, напротив аденина всегда стоит тимин, а напротив гуанина всегда только цитозин. Таким образом, гуанин комплементарен с цитозином, а аденин – с тимином.Такие пары нуклеотидов, стоящие напротив друг друга в разных цепочках также называются комплементарными.

Схематически можно изобразить следующим образом:

Г - Ц
Т - А
Т - А
Ц - Г

Эти комплементарные пары А - Т и Г - Ц образуют химическую связь между нуклеотидами пары, причем связьмежду Г и Ц более прочная чем между А и Т. Связь образуется строго между комплементарными основаниями, то есть образование связи между не комплементарными Г и А – невозможно.

«Упаковка» ДНК, как цепочка ДНК становится хромосомой?

Почему же эти нуклеотидные цепочки ДНК еще и закручиваются вокруг друг друга? Зачем это нужно? Дело в том, что количество нуклеотидов огромно и нужно очень много места, чтобы разместить такие длинные цепочки. По этой причине происходит спиральное закручивание двух нитей ДНК вокруг друга. Данное явление носит название спирализации. В результате спирализации цепочки ДНК укорачиваются в 5-6 раз.

Некоторые молекулы ДНК активно используются организмом, а другие используются редко. Такие редко используемые молекулы ДНК помимо спирализации подвергается еще более компактной «упаковке». Такая компактная упаковка называется суперспирализацией и укорачивает нить ДНК в 25-30 раз!

Как происходит упаковка спиралей ДНК?

Для суперспирализации используются гистоновые белки , которые имеют вид и структуру стержня или катушки для ниток. На эти «катушки» - гистоновые белки наматываются спирализованные нити ДНК. Таким образом, длинная нить становится очень компактно упакованной и занимает очень мало места.

При необходимости использовать ту или иную молекулу ДНК происходит процесс «раскручивания», то есть нить ДНК «сматывается» с «катушки» - гистонового белка (если была на нее накручена) и раскручивается из спирали в две параллельные цепи. А когда молекула ДНК находится в таком раскрученном состоянии, то с нее можно считать необходимую генетическую информацию. Причем считывание генетической информации происходит только с раскрученных нитей ДНК!

Совокупность суперспирализованных хромосом называется гетерохроматин , а хромосом, доступных для считывания информации – эухроматин .

Что такое гены, какова их связь с ДНК?

Теперь давайте рассмотрим, что же такое гены. Известно, что есть гены, определяющие группу крови, цвет глаз, волос, кожи и множество других свойств нашего организма. Ген – это строго определенный участок ДНК, состоящий из определенного количества нуклеотидов, расположенных в строго определенной комбинации. Расположение в строго определенном участке ДНК означает, что конкретному гену отведено его место, и поменять это место невозможно. Уместно провести такое сравнение: человек живет на определенной улице, в определенном доме и квартире, и самовольно человек не может переселиться в другой дом, квартиру или на другую улицу. Определенное количество нуклеотидов в гене означает, что каждый ген имеет конкретное число нуклеотидов и их не может стать больше или меньше. Например, ген, кодирующий выработку инсулина , состоит из 60 пар нуклеотидов; ген, кодирующий выработку гормона окситоцина – из 370 пар нуклеотидов.

Строгая последовательность нуклеотидов является уникальной для каждого гена и строго определенной. Например, последовательность ААТТААТА – это фрагмент гена, кодирующего выработку инсулина. Для того чтобы получить инсулин, используется именно такая последовательность, для получения, например, адреналина, используется другая комбинация нуклеотидов. Важно понимать, что только определенная комбинация нуклеотидов кодирует определенный «продукт» (адреналин, инсулин и т.д.). Такая вот уникальная комбинация определенного числа нуклеотидов, стоящая на «своем месте» - это и есть ген .

Помимо генов в цепи ДНК расположены, так называемые «некодирующие последовательности». Такие некодирующие последовательности нуклеотидов регулируют работу генов, помогают спирализации хромосом, отмечают точку начала и конца гена. Однако, на сегодняшний день, роль большинства некодирующих последовательностей остается невыясненной.

Что такое хромосома? Половые хромосомы

Совокупность генов индивидуума называется геномом. Естественно, весь геном невозможно уложить в одну ДНК. Геном разбит на 46 пар молекул ДНК. Одна пара молекул ДНК называется хромосома. Так вот именно этих хромосом у человека имеется 46 штук. Каждая хромосома несет строго определенный набор генов, например, в 18 хромосоме заложены гены, кодирующие цвет глаз и т.д.Хромосомы различаются друг от друга по длине и форме. Самые распространенные формы в виде Х или Y, но имеются также и другие. У человека имеются по две хромосомы одинаковой формы, которые называются парными (парами). В связи с такими различиями все парные хромосомы пронумерованы – их имеется 23 пары. Это означает, что имеется пара хромосом №1, пара №2, №3 и т.д. Каждый ген ответственный за определенный признак находится в одной и той же хромосоме. В современных руководствах для специалистов может указываться локализация гена, например, следующим образом: 22 хромосома, длинное плечо.

В чем заключаются различия хромосом?

Как же еще различаются между собой хромосомы? Что означает термин длинное плечо? Возьмем хромосомы формы Х. Пересечение нитей ДНК может происходить строго посередине (Х), а может происходить и не центрально. Когда такое пересечение нитей ДНК происходит не центрально, то относительно точки перекреста одни концы длиннее, другие, соответственно, короче. Такие длинные концы принято называть длинным плечом хромосомы, а короткие – соответственно – коротким плечом. У хромосом формы Y большую часть занимают длинные плечи, а короткие совсем небольшие (на схематичном изображении они даже не указываются).

Размер хромосом колеблется: самыми крупными являются хромосомы пар №1 и №3, самыми маленькими хромосомы пар № 17, №19.

Помимо форм и размеров хромосомы различаются по выполняемым функциям. Из 23 пар, 22 пары являются соматическими и 1 пара – половые. Что это значит? Соматические хромосомы определяют все внешние признаки индивидуума, особенности его поведенческих реакций, наследственный психотип, то есть все черты и особенности каждого конкретного человека. А пара половых хромосом определяет пол человека: мужчина или женщина. Существует две разновидности половых хромосом человека – это Х (икс) и У (игрек). Если они сочетаются как ХХ (икс - икс) – это женщина, а если ХУ (икс - игрек) – перед нами мужчина.

Наследственные болезни и повреждения хромосом

Однако случаются «поломки» генома, тогда у людей выявляются генетические заболевания. Например, когда в 21 паре хромосом вместо двух присутствует три хромосомы, человек рождается с синдромом Дауна.

Существует множество более мелких «поломок» генетического материала, которые не ведут к возникновению болезни, а наоборот, придают хорошие свойства. Все «поломки» генетического материала называются мутациями. Мутации, ведущие к болезням или ухудшению свойств организма, считают отрицательными, а мутации, ведущие к образованию новых полезных свойств, считают положительными.

Однако, применительно к большинству болезней, которыми сегодня страдают люди, передается по наследству не заболевание, а лишь предрасположенность. Например, у отца ребенка сахар усваивается медленно. Это не означает, что ребенок родится с сахарным диабетом , но у ребенка будет иметься предрасположенность. Это означает, если ребенок будет злоупотреблять сладостями и мучными изделиями, то у него разовьется сахарный диабет.

На сегодняшний день развивается так называемая предикативная медицина. В рамках данной медицинской практики у человека выявляются предрасположенности (на основе выявления соответствующих генов), а затем ему даются рекомендации - какой диеты придерживаться, как правильно чередовать режим труда и отдыха, чтобы не заболеть.

Как прочитать информацию, закодированную в ДНК?

А как же можно прочитать информацию, содержащуюся в ДНК? Как использует ее собственный организм? Сама ДНК представляет собой некую матрицу, но не простую, а закодированную. Чтобы прочесть информацию с матрицы ДНК, она сначала переносится на специальный переносчик – РНК. РНК – это химически рибонуклеиновая кислота. Отличается от ДНК тем, что может проходить через мембрану ядра в клетку, а ДНК лишена такой способности (она может находиться только в ядре). Закодированная информация же используется в самой клетке. Итак, РНК – это переносчик кодированной информации из ядра в клетку.

Как происходит синтез РНК, как при помощи РНК синтезируется белок?

Нити ДНК, с которых нужно «считать» информацию, раскручиваются, к ним подходит специальный фермент – «строитель» и синтезирует параллельно нити ДНК комплементарную цепочку РНК. Молекула РНК также состоит из 4 видов нуклеотидов – аденина (А), урацила (У), гуанина (Г) и цитозина (Ц). При этом комплементарными являются следующие пары: аденин – урацил, гуанин – цитозин. Как видно, в отличие от ДНК, в РНК используется урацил вместо тимина. То есть фермент-«строитель» работает следующим образом: если в нити ДНК он видит А, то к нити РНК присоединяет У, если Г – то присоединяет Ц и т.д. Таким образом, с каждого активного гена при транскрипции формируется шаблон – копия РНК, способная проходить через мембрану ядра.

Как происходит синтез белка закодированного определенным геном?

Покинув ядро, РНК попадает в цитоплазму. Уже в цитоплазме РНК может быть, как матрица встроена в специальные ферментные системы (рибосомы), которые могут синтезировать, руководствуясь информацией РНК соответствующую последовательность аминокислот белка. Как известно, молекула белка состоит из аминокислот. Как же рибосоме удается узнать, какую именно аминокислоту надо присоединить к растущей белковой цепи? Делается это на основе триплетного кода. Триплетный код означает, что последовательность в три нуклеотида цепочки РНК (триплет, например, ГГУ) кодируют одну аминокислоту (в данном случае глицин). Каждую аминокислоту кодирует определенный триплет. И так, рибосома «прочитывает» триплет, определяет какую аминокислоту надо присоединить следующей по мере считывания информации в РНК. Когда цепочка аминокислот сформирована, она принимает определенную пространственную форму и становится белком, способным осуществлять возложенные на него ферментные, строительные, гормональные и другие функции.

Белок для любого живого организма является продуктом гена. Именно белками определяются все разнообразные свойства, качества и внешние проявления генов.

Почти вся ДНК клетки заключена в ядре. ДНК - это длинный линейный полимер, содержащий много миллионов нуклеотидов. Четыре типа нуклеотидов ДНК, различаются азотистыми основаниями . Нуклеотиды располагаются в последовательности, которая преставляет собой кодовую форму записи наследственной информации.
Для реализации этой информации она переписывается, или транскрибируется в более короткие цепи и-РНК. Символами генетического кода в и-РНК служат тройки нуклеотидов - кодоны . Каждый кодон обозначает одну из аминокислот. Каждой молекуле ДНК соответствует отдельная хромосома, а вся генетическая информация, хранящаяся в хромосомах организма, называется геном .
Геном высших организмов содержит избыточное количество ДНК, это не связано со сложностью организма. Известно, что геном человека содержит ДНК в 700 раз больше, чем бактерия кишечная палочка. В то же время геном некоторых земноводных и растений в 30 раз больше, чем геном человека. У позвоночных более чем 90% ДНК не имеет существенного значения. Информация, хранящаяся в ДНК, организуется, считывается и реплицируется разнообразными белками.
Основными структурными белками ядра являются белки-гистоны , характерные только для эукариотических клеток. Гистоны - небольшие сильноосновные белки. Это свойство связано с тем, что они обогащены основными аминокислотами - лизином и аргинином. Гистоны характеризует также отсутствие триптофана. Они относятся к наиболее консервативным из всех известных белков, например, Н4 у коровы и гороха отличает всего два аминокислотных остатка. Комплекс белков с ДНК в клеточных ядрах эукариот обозначается как хроматин.
При наблюдении клеток с помощью светового микроскопа хроматин выявляется в ядрах как зоны плотного вещества, хорошо окрашивающиеся основными красителями. Углубленное изучение структуры хроматина началось в 1974 г., когда супругами Адой и Дональдом Олинс была описана его основная структурная единица, она была названа нуклеосомой.
Нуклеосомы позволяют более компактно уложить длинную цепь молекулы ДНК. Так, в каждой хромосоме человека длина нити ДНК в тысячи раз превышает размер ядра. На электронных фотографиях нуклеосома имеет вид дисковидной частицы, имеющей диаметр около 11 нм. Ее сердцевиной является комплекс из восьми молекул гистонов, в котором четыре гистона Н2А, Н2В, Н3 и Н4 представлены двумя молекулами каждый. Эти гистоны образуют внутреннюю часть нуклеосомы - гистоновый кор. На гистоновый кор накручена молекула ДНК, содержащая 146 пар нуклеотидов. Она образует два неполных витка вокруг гистонового кора нуклеосомы, на один виток приходится 83 нуклеотидных пары. Каждая нуклеосома отделена от следующей линкерной последовательностью ДНК, длина которой может составлять до 80 нуклеотидов. Такая структура напоминает бусы на нитке.
Расчет показывает, что ДНК человека, имеющая 6х10 9 нуклеотидных пар, должна содержать 3х10 7 нуклеосом. В живых клетках хроматин редко имеет такой вид. Нуклеосомы связаны друг с другом в еще более компактные структуры. Большая часть хроматина имеет вид фибрилл диаметром 30 нм. Такая упаковка осуществляется с помощью еще одного гистона Н1. На каждую нуклеосому приходится одна молекула Н1, которая стягивает линкерный участок в тех точках, где ДНК входит на гистоновый кор и выходит с него.
Упаковка ДНК значительно уменьшает ее длину. Тем не менее средняя длина хроматиновой нити одной хромосомы на этой стадии должна превышать размеры ядра в 100 раз.
Структура хроматина более высокого порядка представляет собой серию петель, каждая из них содержит примерно от 20 до 100 тысяч пар нуклеотидов. В основании петли располагается сайт-специфический ДНК-связывающий белок. Такие белки узнают определенные нуклеотидные последовательности (сайты) двух отстоящих участков хроматиновой нити и сближают их.

Уроки биологии в 10(11)-м классе

Уважаемые читатели! Мы предлагаем вашему вниманию главы из книги «Уроки биологии в 10 (11)--м классе. Развернутое планирование», вышедшей в серии «Учитель года России». Издание осуществлено издательством «Академия развития» совместно с НО «Фонд поддержки российского учительства».

Главы 5, 6. Размножение и развитие организмов

Материалы глав формируют знания о важнейшем свойстве живых организмов – способности к размножению, формах размножения в органическом мире, закономерностях развития живых организмов.
Распределение материала по урокам.

1-й урок. Митоз.
2-й урок. Мейоз.
3-й урок. Формы бесполого размножения.
4-й урок. Половое размножение.
5-й урок. Двойное оплодотворение цветковых растений.
6-й урок. Онтогенез.
7-й урок. Зачет по теме.

Урок 1. Митоз

Задачи. Сформировать знания о трех видах деления клеток, значении деления клеток для одноклеточных и многоклеточных организмов, морфологии хромосом, жизненном и митотическом циклах, процессах, происходящих в различные периоды митотического цикла. Рассмотреть механизмы, обеспечивающие генетическую идентичность дочерних клеток по сравнению с материнскими; показать необходимость защиты природной среды от загрязнения мутагенами.

Демонстрационный материал: таблицы по общей биологии, диафильм «Деление клетки», кодограмма.

ХОД УРОКА

Изучение нового материала.

Размножение. Размножение клеток. Размножение – важнейшее свойство живых организмов. Размножение на уровне молекул – репликация ДНК; размножение на уровне органоидов – деление митохондрий, хлоропластов; размножение на уровне клеток – деление клеток. Лежит в основе передачи наследственной информации, размножения, роста, развития, регенерации.
Носителями наследственной информации являются хромосомы. Хромосомный набор, характерный для вида, – кариотип; хромосомный набор, полученный от родителей, – генотип, хромосомный набор гаметы – геном. Диплоидный набор хромосом – двойной, гаплоидный набор – одинарный.
Морфология хромосом: хроматиды, центромера, плечи хромосом и теломеры, вторичная перетяжка. Биохимический состав – 60% белки, 40% – ДНК.
Способы деления клеток: амитоз – прямое деление; митоз – непрямое деление; мейоз – деление, характерное для фазы созревания половых клеток.

Амитоз, или прямое деление, – способ деления ядра соматических клеток пополам путем перетяжки без образования хромосом. Если при амитозе не происходит деление цитоплазмы, то возникают дву- и многоядерные клетки. Данный способ деления характерен для некоторых простейших, специализированных клеток или для патологически измененных клеток. Распределение ядерного материала оказывается случайным и неравномерным. Возникшие дочерние клетки наследственно неполноценны.

Митотический и жизненный циклы. Период существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клетки (включая само деление) до собственного деления или смерти называют жизненным (клеточным ) циклом.
Продолжительность жизненного цикла различных клеток многоклеточного организма различна. Так, клетки нервной ткани после завершения эмбрионального периода перестают делиться и функционируют на протяжении всей жизни организма, а затем погибают. Клетки же зародыша на стадии дробления, завершив одно деление, сразу приступают к следующему, минуя все остальные фазы.

Митоз – непрямое деление соматических клеток, в результате которого сначала происходит удвоение, а затем равномерное распределение наследственного материала между дочерними клетками.
Биологическое значение митоза: в результате митоза образуются две клетки, каждая из которых содержит столько же хромосом, сколько их было в материнской. Дочерние клетки генетически идентичны родительской. Число клеток в организме увеличивается, что представляет собой один из главных механизмов роста. Многие виды растений и животных размножаются бесполым путем при помощи одного лишь митотического деления клеток, таким образом, митоз лежит в основе размножения. Митоз обеспечивает регенерацию утраченных частей и замещение клеток, происходящее в той или иной степени у всех многоклеточных организмов.

Митотический цикл состоит из интерфазы и митоза. Длительность митотического цикла у разных организмов сильно варьирует. Непосредственно на деление клетки уходит обычно 1–3 ч, то есть основную часть жизни клетка находится в интерфазе.

Интерфазой называют промежуток между двумя клеточными делениями. Продолжительность интерфазы, как правило, составляет до 90% всего клеточного цикла. Интерфаза состоит из трех периодов: пресинтетический, или G1; синтетический, или S; постсинтетический, или G2.

Начальный отрезок интерфазы – пресинтетический период (2n2с, где n – количество хромосом, с – количество ДНК), период роста, начинающийся непосредственно после митоза. Синтетический период по продолжительности очень различен: от нескольких минут у бактерий до 6–12 ч в клетках млекопитающих. Во время синтетического периода происходит самое главное событие интерфазы – удвоение молекул ДНК. Каждая хромосома становится двухроматидной, а число хромосом не изменяется (2n4с).

Постсинтетический период. Обеспечивает подготовку клетки к делению и также характеризуется интенсивными процессами синтеза белков, входящих в состав хромосом; синтезируются ферменты и энергетические вещества, необходимые для обеспечения процесса деления клетки.

Митоз. Для удобства изучения происходящих во время деления событий митоз разделяют на четыре стадии: профазу, метафазу, анафазу, телофазу.

Профаза (2n4с). В результате спирализации хромосомы уплотняются, укорачиваются. В поздней профазе хорошо видно, что каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных центромерой. Хромосомы начинают передвигаться к клеточному экватору. Формируется веретено деления, ядерная оболочка исчезает, и хромосомы свободно располагаются в цитоплазме. Ядрышко обычно исчезает чуть раньше.

Метафаза (2n4с). Хромосомы выстраиваются в плоскости экватора, образуя так называемую метафазную пластинку. Центромеры хромосом лежат строго в плоскости экватора. Нити веретена прикрепляются к центромерам хромосом, некоторые нити проходят от полюса к полюсу клетки, не прикрепляясь к хромосомам.

Анафаза (4n4с). Начинается с деления центромер всех хромосом, в результате чего хроматиды превращаются в две совершенно обособленные, самостоятельные дочерние хромосомы. Затем дочерние хромосомы начинают расходиться к полюсам клетки.

Телофаза (2n2с). Хромосомы концентрируются на полюсах клетки и деспирализуются. Веретено деления разрушается. Вокруг хромосом формируется оболочка ядер дочерних клеток, затем происходит деление цитоплазмы клетки (или цитокинез).

При делении животных клеток на их поверхности в плоскости экватора появляется борозда, которая, постепенно углубляясь, разделяет материнскую клетку на две дочерние. У растений деление происходит путем образования так называемой клеточной пластинки , разделяющей цитоплазму. Она возникает в экваториальной области веретена, а затем растет во все стороны, достигая клеточной стенки.

Закрепление.

Задание на дом.

Урок 2. Мейоз

Задачи. Сформировать знания об особенностях образования половых клеток с гаплоидным набором хромосом, уникальности гамет и механизмах перекомбинации генетического материала во время мейоза, о сходстве и различиях мейоза и митоза, о необходимости защиты природной среды от загрязнения мутагенами.

Демонстрационный материал: таблицы по общей биологии, диафильм «Деление клетки», кодограмма.

ХОД УРОКА

Повторение. Письменная работа с карточками на 10 мин.

1. Характеристика интерфазы.
2. Характеристика митоза.
3. Морфология хромосом.

Работа с карточкой у доски: приложение 3.
Компьютерное тестирование: приложение 4.
Устное повторение.

Изучение нового материала. Объяснение с использованием диафильма.

Первое деление мейоза. Мейоз – основной этап образования половых клеток. Во время мейоза происходит не одно, как при митозе, а два следующих друг за другом клеточных деления. Первому мейотическому делению предшествует интерфаза I – фаза подготовки клетки к делению, в это время происходят те же процессы, что и в интерфазе митоза.
Первое мейотическое деление называют редукционным, так как именно во время этого деления происходит уменьшение числа хромосом, образуются две клетки с гаплоидным набором хромосом, однако хромосомы остаются двухроматидными. Сразу же после первого деления мейоза совершается второе – по типу обычного митоза. Это деление называют эквационным, так как во время этого деления хромосомы становятся однохроматидными.

Биологическое значение мейоза: благодаря мейозу происходит редукция числа хромосом. Из одной диплоидной клетки образуется четыре гаплоидных. Благодаря мейозу образуются генетически различные гаметы, т.к. в процессе мейоза трижды происходит перекомбинация генетического материала: за счет кроссинговера; случайного и независимого расхождения гомологичных хромосом, а затем и хроматид. Благодаря мейозу поддерживается постоянство диплоидного набора хромосом в соматических клетках.
Первое и второе деления мейоза складываются из тех же фаз, что и митоз, но сущность изменений в наследственном аппарате другая.

Профаза I. Самая продолжительная и сложная фаза мейоза. Состоит из ряда последовательных стадий. Гомологичные хромосомы начинают притягиваться друг к другу сходными участками и конъюгируют. Конъюгацией называют процесс тесного сближения гомологичных хромосом. Пару конъюгирующих хромосом называют бивалентом. Биваленты продолжают укорачиваться и утолщаться. Хромосомный набор можно обозначить как 2n4с. Каждый бивалент образован четырьмя хроматидами. Поэтому его называют тетрадой. Важнейшим событием является кроссинговер – обмен участками хромосом. Кроссинговер приводит к первой во время мейоза рекомбинации генов. В конце профазы I исчезают ядерная оболочка и ядрышко. Биваленты перемещаются в экваториальную плоскость. Центриоли, если они есть, перемещаются к полюсам клетки, и формируется веретено деления.

Метафаза I (2n; 4с). Заканчивается формирование веретена деления. Спирализация хромосом максимальна. Биваленты располагаются в плоскости экватора. Причем центромеры гомологичных хромосом обращены к разным полюсам клетки. Расположение бивалентов в экваториальной плоскости равновероятное и случайное, то есть каждая из отцовских и материнских хромосом может быть повернута в сторону того или другого полюса. Это создает предпосылки для второй за время мейоза рекомбинации генов. Нити веретена прикрепляются к центромерам хромосом.

Анафаза I (2n; 4с). К полюсам расходятся целые хромосомы, а не хроматиды, как при митозе. У каждого полюса оказывается половина хромосомного набора. Причем пары хромосом расходятся так, как они располагались в плоскости экватора во время метафазы. В результате возникают самые разнообразные сочетания отцовских и материнских хромосом, происходит вторая рекомбинация генетического материала.

Телофаза I (1n; 2c). У животных и некоторых растений хроматиды деспирализуются, вокруг них формируется ядерная оболочка. Затем происходит деление цитоплазмы (у животных) или образуется разделяющая клеточная стенка (у растений). У многих растений клетка из анафазы I сразу же переходит в профазу II.

Второе деление мейоза. Интерфаза II (1n; 2c). Характерна только для животных клеток. Репликация ДНК не происходит.
Вторая стадия мейоза включает также профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Она протекает так же, как обычный митоз.

Профаза II (1n; 2c). Хромосомы спирализуются, ядерная мембрана и ядрышки разрушаются, центриоли, если они есть, перемещаются к полюсам клетки, формируется веретено деления.

Метафаза II (1n; 2c). Формируются метафазная пластинка и веретено деления, нити веретена деления прикрепляются к центромерам.

Анафаза II (2n; 2c). Центромеры хромосом делятся, хроматиды становятся самостоятельными хромосомами, и нити веретена деления растягивают их к полюсам клетки. Число хромосом в клетке становится диплоидным, но на каждом полюсе формируется гаплоидный набор. Поскольку в метафазе II хроматиды хромосом располагаются в плоскости экватора случайно, в анафазе происходит третья рекомбинация генетического материала клетки.

Телофаза II (1n; 1с). Нити веретена деления исчезают, хромосомы деспирализуются, вокруг них восстанавливается ядерная оболочка, делится цитоплазма.

Таким образом, в результате двух последовательных делений мейоза диплоидная клетка дает начало четырем дочерним, генетически различным клеткам с гаплоидным набором хромосом.

Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.

Задание на дом. Изучить текст параграфа, ответить на вопросы.

Приложение 1. Кодограмма к уроку 1

Тема: «Деление клетки. Митоз». § 17

Размножение. Размножение клеток

На уровне молекул? Органоидов? На уровне клеток: митоз, мейоз. Хромосомный набор вида – кариотип, особи – генотип, гаметы – геном. У человека геном =23,одинарный, гаплоидный (n ) – 100 000 генов; в соматических клетках – двойной, диплоидный (2n ) – 100 000 пар генов (n– количество хромосом). Гомологичные хромосомы?

Первичная перетяжка – центромера. Равноплечие, неравноплечие, одноплечие хромосомы. У некоторых – есть вторичная перетяжка.

Перед делением в хромосоме – 2 молекулы ДНК, 2 хроматиды, после – 1.

Плечи хромосомы заканчиваются теломерами.

ДНК в ядре около 2 м! В 1-й хромосоме – до 8 см.

Митотический и жизненный циклы клеток

Интерфаза: G1 – пресинтетический – рост,
S – синтетический – удвоение ДНК,
G2 – постсинтетический – подготовка к делению,
n? с – количество ДНК.
Профаза (?) 2n4с.
Метафаза (?) 2n4с.
Анафаза (?) 4n4с.
Телофаза (?) 2n4с.

Биологический смысл, значение митоза?

Приложение 2. Кодограмма к уроку 2

Тема: «Деление клетки. Мейоз». § 19

Значение и стадии мейоза

Мейоз?

1-е деление – редукционное,
2-е деление – эквационное.

Значение мейоза?

Биологам. В профазе 1: лептотена, зиготена, пахитена, диплотена, диакинез.

Первое деление мейоза.

Профаза I. Кроме обычных процессов, происходит конъюгация (?) с образованием бивалентов (тетрад) и кроссинговер (обмен участками гомологичных хромосом, перекомбинация ). 2n4с.

Метафаза I. Образуется метафазная пластинка из бивалентов. 2n4с.

Анафаза I. Гомологичные хромосомы расходятся к разным полюсам клетки, разделяются на 2 гаплоидных набора. Происходит перекомбинация хромосом, 2n4с.

Телофаза I. Происходит, как при митозе, 1n2с.

ИнтерфазаII. Короткая, нет S-периода, 1n2с.

Второе, эквационное, деление мейоза происходит идентично митозу.

Профаза II – 1n2с; метафаза II – 1n2c;
анафаза II – 2n2с (перекомбинация ),
телофаза II – 1nс.

Когда происходит перекомбинация генетического материала (3)? Отличия от митоза – дома!

Приложение 3. Карточка для работы у доски

Приложение 4. Компьютерное тестирование

«Митоз»

Тест 1. В какой период митотического цикла удваивается количество ДНК?

1. В пресинтетический период.
2. В синтетический период.

4. В метафазе.

Тест 2. В какой период происходит активный рост клетки?

1.В пресинтетический период.
2. В синтетический период.
3. В постсинтетический период.
4. В метафазе.

Тест 3. В какой период жизненного цикла клетка имеет набор хромосом и ДНК 2n4с и готовится к делению?

1. В пресинтетический период.
2. В синтетический период.
3. В постсинтетический период.
4. В метафазе.

Тест 4. В какой период митоза начинается спирализация хромосом, растворяется ядерная оболочка?

1. В анафазе.
2. В профазе.
3. В телофазе.
4. В метафазе.

Тест 5. В какой период митоза хромосомы выстраиваются по экватору клетки?

1. В профазе.
2. В метафазе.
3.В анафазе.
4. В телофазе.

Тест 6. В какой период митоза хроматиды отходят друг от друга и становятся самостоятельными хромосомами?

1. В профазе.
2. В метафазе.
3. В анафазе.
4. В телофазе.

*Тест 7. В какие периоды митоза количество хромосом и ДНК равно 2n4с?

1. В профазе.
2. В метафазе.
3. В анафазе.
4. В телофазе.

Тест 8. В какой период митоза количество хромосом и ДНК равно 4n4с?

1. В профазе.
2. В метафазе.
3. В анафазе.
4. В телофазе.

Тест 9. Как называется неактивная часть ДНК в клетке?

1. Хроматин.
2. Эухроматин.
3. Гетерохроматин.
4. Вся ДНК в клетке активна.

*Тест 10. В какие периоды клеточного цикла количество хромосом и ДНК в клетке равно 2n4с?

1. В пресинтетический период.
2. В конце синтетического периода.
3. В постсинтетический период.
4. В профазе.
5. В метафазе.
6. В анафазе.
7. В телофазе.

* На вопрос дается несколько правильных ответов.

Продолжение следует

Задание 1. «Бесполое и половое размножение»

Укажите и поясните верные суждения:

При бесполом размножении в размножении всегда участвует одна особь.
Для полового размножения необходимы две особи.
Бесполое размножение всегда происходит без участия половых клеток.
Половое размножение всегда происходит при помощи половых клеток.
Бесполое размножении осуществляется только с помощью митоза.
При половом размножении в жизненном цикле обязательно присутствует мейоз.
При бесполом размножении потомки наследуют признаки только одного родителя.
При половом размножении потомки всегда наследуют признаки двух родителей.
При бесполом размножении потомки генетически идентичны материнскому организму.
При половом размножении потомки всегда отличаются от родительских организмов.
Преимущество бесполого размножения: позволяет быстро получить большое количество потомков от данного организма.
Преимущество полового размножения: приводит к созданию уникальных комбинаций аллелей генов, поставляет материал для отбора.

Задание 2. «Формы бесполого размножения»

Какие формы бесполого размножения обозначены на рисунке цифрами 1 - 6?
Какой генетический материал имеют дочерние особи при бесполом размножении?
У мхов при образовании спор происходит мейоз. Будут ли заростки, выросшие из разных спор генетически идентичными?

Задание 3. «Формы бесполого размножения»

Заполните таблицу:

Задание 4. «Бесполое и половое размножение»

Заполните таблицу:

Задание 5. «Бесполое размножение»

Тест 1. Форма бесполого размножения, характерная для мхов и папоротников:

Тест 2. Форма бесполого размножения, характерная для гидры, дрожжей:

Бинарное деление. 5. Клонирование.
Шизогония. 6. Вегетативное размножение.
Фрагментация. 7. Полиэмбриония.
Почкование. 8. Спорообразование.

Тест 3. Форма бесполого размножения, характерная для плодово-ягодных культур:

Бинарное деление. 5. Клонирование.
Шизогония. 6. Вегетативное размножение.
Фрагментация. 7. Полиэмбриония.
Почкование. 8. Спорообразование.

Тест 4. Естественная форма бесполого размножения, известная у человека:

Бинарное деление. 5. Клонирование.
Шизогония. 6. Вегетативное размножение.
Фрагментация. 7. Полиэмбриония.
Почкование. 8. У человека бесполое размножение отсутствует.

Тест 5. Форма бесполого размножения, характерная для планарии, некоторых кольчатых червей:

Бинарное деление. 5. Клонирование.
Шизогония. 6. Вегетативное размножение.
Фрагментация. 7. Полиэмбриония.
Почкование. 8. Спорообразование.

**Тест 6. Для бесполого размножения характерно:

Потомство имеет гены только одного, материнского организма.
Потомство генетически отличается от родительских организмов.
В образовании потомства участвует одна особь.
Потомство всегда генетически идентично материнскому организму.
В образовании потомства обычно участвуют две особи.

Тест 7. Поставляет материал для отбора и позволяет виду приспособиться к изменяющимся условиям среды:

Бесполое размножение.
Половое размножение.
И бесполое и половое размножение в равной степени.
Форма размножения не имеет никакого значения.

**Тест 8. Верные суждения:

Партеногенез - особая форма бесполого размножения.
Партеногенез - особая форма полового размножения.
Партеногенетическое развитие известно у тлей, пчел, дафний.
Партеногенетическое потомство известно у человека .

**Тест 9. Верные суждения:

Гермафродиты - организмы, у которых могут образовываться и мужские и женские гаметы.
Гаметы имеют гаплоидный набор хромосом, зигота - диплоидный.
Б.Л.Астауров разработал способы направленного получения 100% особей одного пола.
Бактерии делятся путем митоза.

Тест 10. Верное суждение:

Бесполое размножение не имеет преимуществ по сравнению с половым размножением.
Гаметы и зигота имеют гаплоидный набор хромосом.
В половом размножении всегда принимают участие две особи.
Половое размножение резко увеличивает наследственную изменчивость потомков.

Задание 6. «Строение хромосом»

Какие уровни компактизации ДНК обозначены буквами а-д?

Что обозначено на рисунке цифрами 1 - 9?
Сколько хроматид и молекул ДНК в хромосоме, обозначенной цифрой 1?
Когда в ядре клетки видны хромосомы?
Чему равен диплоидный (2n) и гаплоидный (n) набор хромосом человека?
Какова максимальная длина ДНК в одной хромосоме человека?
Какова длина всех молекул ДНК в ядре клетки человека?

Задание 7. «Жизненный цикл клетки»

Дайте ответы на вопросы к рисунку:

Какие периоды интерфазы обозначены цифрами 1 - 3?
Какой набор хромосом и ДНК в различные периоды интерфазы ?
Какие периоды митоза обозначены цифрами 4 - 7?
Какой набор хромосом и ДНК в различные периоды митоза?

Задание 8. «Митотический цикл»

Заполните таблицу:

Задание 9. «Интерфаза, митоз»

Запишите номера тестов, против каждого – правильные варианты ответа

Тест 1. В интерфазе митотического цикла ДНК удваивается:

В синтетический период.
В постсинтетический период.
В метафазу.

Тест 2. Активный рост клетки происходит:

В пресинтетический период.
В синтетический период.
В постсинтетический период.
В метафазу.

Тест 3. Клетка имеет набор хромосом и ДНК 2n4c и готовится к делению:

В пресинтетический период.
В синтетический период.
В постсинтетический период.
В метафазу.

Тест 4. Начинается спирализация хромосом, растворяется ядерная оболочка:

В профазу.
В анафазу.
В метафазу.

Тест 5. Хромосомы выстраиваются по экватору клетки:

В профазу.
В телофазу.
В анафазу.
В метафазу.

Тест 6. Хроматиды отходят друг от друга и становятся самостоятельными хромосомами:

В анафазу.
В телофазу.
В профазу.
В метафазу.

**Тест 7. Количество хромосом и ДНК равно 2n4c:

В профазу.
В метафазу.
В анафазу.
В телофазу.

Тест 8. Количество хромосом и ДНК равно 4n4c:

В профазу.
В метафазу.
В анафазу.
В телофазу.

Тест 9. Неактивная часть ДНК в клетке представлена:

Хроматином.
Эухроматином.
Гетерохроматином.
Вся ДНК в клетке активна.

**Тест 10. Однохроматидные хромосомы:

В профазу. 5. В пресинтетический период.
В метафазу. 6. В синтетический период.
В анафазу. 7. В постсинтетический период.
В телофазу.

Задание 10. «Хромосомы. Митоз»

Что такое диплоидный набор хромосом?
Какие хромосомы называются гомологичными?
Какие хромосомы называются метацентрическими, субметацентрическими, акроцентрическими?
Какие хромосомы называются спутничными?
Как называется первичная перетяжка и концы хромосомы?
Сколько хромосом и ДНК в различных периодах интерфазы в диплоидной клетке?
Сколько хромосом и ДНК в разные периоды митоза в диплоидной клетке?
Как называются хромосомы в интерфазный период?
Что такое эухроматин? Гетерохроматин?

Задание 11. Важнейшие термины и понятия: «Митоз»

1. Хроматин. 2. Хроматиды. 3. Нуклеосома. 4. Нуклеосомная фибрилла. 5. Хромонема. 6. Теломера. 7. Центромера. 8. Диплоидный набор хромосом. 9. Цитокинез. 10. Кариокинез.

Задание 12. «Мейоз»

Первое деление мейоза

Дайте ответы на вопросы к рисунку:

Второе деление мейоза

Какой набор хромосом и ДНК у клеток перед первым делением мейоза?
Какой набор хромосом и ДНК у клеток в различные периоды первого деления мейоза?
Какой набор хромосом и ДНК у клеток перед вторым делением мейоза?
Какой набор хромосом и ДНК у клеток в различные периоды второго деления мейоза?
В какую стадию мейоза происходит конъюгация и перекрест хромосом?
В мейозе трижды происходит перекомбинация генетического материала. Когда?

Задание 13. «Деления мейоза»

Заполните таблицу:

Деления мейоза	Происходящие процессы	Количество хромосом (n) и количество ДНК (с)
Редукционное
Профаза-1 Лептотена Зиготена Пахитена Диплотена Диакинез Метафаза-1 Анафаза-1 Телофаза-1
Интерфаза
Эквационное
Профаза-2 Метафаза-2 Анафаза-2 Телофаза-2

Задание 14. «Мейоз»

Запишите номера тестов, против каждого – правильные варианты ответа

Тест 1. Конъюгация гомологичных хромосом происходит в период:

Профазу 1. 5. Профауза 2.
Метафазу 1. 6. Метафазу 2.
Анафазу 1. 7. Анафазу 2.
Телофазу 1. 8. Телофазу 2.

Тест 2. В конце 1-го деления мейоза набор хромосом и ДНК:

nc. 5. 2n4c.
n2c. 6. 4n4c.
n4c.
2n2c.

Тест 3. В конце 2-го деления мейоза набор хромосом и ДНК:

nc. 5. 2n4c.
n2c. 6. 4n4c.
n4c.
2n2c.

**Тест 4. Набор хромосом и ДНК 2n4c характерен для периодов:

Профазы 1. 5. Профазы 2.
Метафазы 1. 6. Метафазы 2.
Анафазы 1. 7. Анафазы 2.
Телофазы 1. 8. Телофазы 2.

Тест 5. Набор хромосом и ДНК 4n4c характерен для периода:

Профаза 1. 5. Профаза 2.
Метафаза 1. 6. Метафаза 2.
Анафаза 1. 7. Анафаза 2.
Телофаза 1. 8. Такого набора быть не может.

**Тест 6. Набор хромосом и ДНК n2c характерен для периодов:

Профаза 1. 5. Профаза 2.
Метафаза 1. 6. Метафаза 2.
Анафаза 1. 7. Анафаза 2.
Телофаза 1. 8. Телофаза 2.

Тест 7. Набор хромосом и ДНК 2n2c характерен для периода:

Профаза 1. 5. Профаза 2.
Метафаза 1. 6. Метафаза 2.
Анафаза 1. 7. Анафаза 2.
Телофаза 1. 8. Телофаза 2.

Тест 8. Набор хромосом и ДНК nc характерен для периода:

Профаза 1. 5. Профаза 2.
Метафаза 1. 6. Метафаза 2.
Анафаза 1. 7. Анафаза 2.
Телофаза 1. 8. Телофаза 2.

**Тест 9. Перекомбинация генетического материала происходит в периоды:

Профаза 1. 5. Профаза 2.
Метафаза 1. 6. Метафаза 2.
Анафаза 1. 7. Анафаза 2.
Телофаза 1. 8. Телофаза 2.

Тест 10. Кроссинговер происходит во время периода:

Профаза 1. 5. Профаза 2.
Метафаза 1. 6. Метафаза 2.
Анафаза 1. 7. Анафаза 2.
Телофаза 1. 8. Телофаза 2.

Задание 15. «Мейоз»

Каков биологический смысл мейоза?
Какой набор хромосом и ДНК перед первым делением мейоза?
Какой набор хромосом и ДНК перед вторым делением мейоза?
Какие важнейшие процессы происходят в профазу-1 мейоза?
Какой набор хромосом и ДНК у клеток в различные периоды 1-го деления мейоза?
В какие фазы первого деления мейоза происходит перекомбинация генетического материала?
Что характерно для интерфазы между первым и вторым делениями мейоза?
Какой набор хромосом и ДНК у клеток в различные периоды 2-го деления мейоза?
В какую фазу второго мейотического деления происходит перекомбинация генетического материала?
В мейозе трижды происходит перекомбинация генетического материала. Когда?
Перечислите фазы мейоза, во время которых хромосомы - двухроматидные.
Сколько клеток образуется в результате мейоза из одной материнской клетки?

Задание 16. Важнейшие термины и понятия: «Мейоз»

Дайте определение терминам или раскройте понятия (одним предложением, подчеркнув важнейшие особенности):

1. Конъюгация. 2. Кроссинговер. 3. Гаплоидный набор хромосом. 4. Редукционное деление мейоза. 5. Перекомбинация в анафазу-1. 6. Перекомбинация в анафазу-2. 7. Эквационное деление мейоза.

Задание 17. «Гаметогенез»

Какой набор хромосом в зоне размножения, где предшественники гамет делятся митотически?
Какой набор хромосом в зоне роста, перед первым делением мейоза?
Какой набор хромосом и ДНК после первого деления мейоза? После второго деления?
Какое количество нормальных яйцеклеток образуется из одного овоцита, вступающего в мейоз?

Задание 18. «Строение половых клеток»

Что обозначено на рисунке цифрами 1 - 12?
Каковы размеры яйцеклетки у человека?
Когда образуются яйцеклетки у человека?
Где расположено ядро и митохондрии в сперматозоиде ?

Задание 19. «Гаметогенез. Оплодотворение»

Запишите номера тестов, против каждого – правильные варианты ответа

Тест 1. Набор хромосом предшественников гамет в зоне размножения:

Диплоидный.
Гаплоидный.
Сперматогонии диплоидный, овогонии - гаплоидный.
Сперматогонии гаплоидный, овогонии - диплоидный.

Тест 2. Набор хромосом и ДНК клеток в зоне созревания после первого деления мейоза:

2n4c.
2n2c.
n2c.

Тест 3. Набор хромосом гамет:

2n4c.
2n2c.
n2c.

**Тест 4. Периоды сперматогенеза:

Рост.
Развитие.
Размножение.
Созревание.
Формирование.

Тест 5. Из одного сперматоцита после двух делений мейоза образуется:

8 сперматозоидов.
2 сперматозоида.
1 сперматозоид.
4 сперматозоида.

Тест 6. Комплекс Гольджи в сперматозоиде расположен:

В головке.
В шейке.
В хвостике.

Тест 7. Митохондрии в сперматозоиде расположены:

В головке.
В шейке.
В промежуточном отделе.
В хвостике.

Тест 8. Центриоли в сперматозоиде расположены:

В головке.
В шейке.
В промежуточном отделе.
В хвостике.

**Тест 9. Верные суждения:

В зоне роста хромосомный набор 2n.
В зоне созревания происходят два деления мейоза - редукционное и эквационное.
При овогенезе из одного овоцита образуется четыре нормальные яйцеклетки.
При овогенезе из одного овоцита образуется одна нормальная яйцеклетка и четыре направительных (полярных) тельца.

**Тест 10. Верные суждения:

Яйцеклетка человека имеет размеры около 0,1 мм.
Яйцеклетки у человека начинают формироваться еще на эмбриональной стадии.
Яйцеклетка человека имеет две оболочки - блестящую и лучистую.
В яйцеклетке человека отсутствуют рибосомы и митохондрии.

Задание 20. Важнейшие термины и понятия: «Гаметогенез.»

Дайте определение терминам или раскройте понятия (одним предложением, подчеркнув важнейшие особенности):

1. Гаметогенез. 2. Гаметогонии. 3. Гаметоциты 1-го порядка. 4. Гаметоциты 2-го порядка. 5. Алецитальные, изолецитальные яйцеклетки. 6. Оогенез. 7. Сперматогенез. 8. Умеренно телолецитальные, резко телолецитальные яйцеклетки. 9. Анимальный и вегетативный полюса яйцеклетки 10. Партеногенез.

Задание 21. «Основные этапы
эмбриогенеза»

Что обозначено на рисунке цифрами 1 - 11?
Что образуется в результате дробления зиготы?
Из какого зародышевого листка образуется нервная трубка?
Как называется зародыш со сформированным осевым комплексом?
Что произойдет, если из одной гаструлы взять участок эктодермы, из которого формируется нервная система, и пересадить под брюшную эктодерму другой гаструлы?

Задание 22. «Производные зародышевых листков»

Заполните таблицу:

Задание 23. Выполните тесты: «Эмбриогенез»

Запишите номера тестов, против каждого – правильные варианты ответа

Тест 1 .В результате полного дробления зиготы образуется:

Нейрула.
Бластула.
Гаструла.
Морула.

Тест 2 . Полость внутри бластулы:

Бластоцель.
Гастроцель.
Вторичная полость тела.

Тест 3 . Двуслойный зародыш с зародышевыми листками: эктодермой и энтодермой:

Гаструла.
Бластула.
Нейрула.
Морула.

Тест 4 . Полость, в которую ведет первичный рот:

Бластоцель.
Гастроцель.
Вторичная полость тела.
Смешанная полость тела (миксоцель).

Тест 5 . К вторичноротым относятся:

Кишечнополостные и губки.
Плоские и круглые черви.
Моллюски и членистоногие.
Иглокожие и хордовые.

Тест 6 . Зародыш с осевым комплексом органов:

Гаструла.
Бластула.
Нейрула.
Морула.

**Тест 7 . Производные эктодермы:

Нервная система. 10. Печень.

**Тест 8 . Производные энтодермы:

Эпидермис кожи. 6. Пищеварительная система.
Эпителий рта и прямой кишки. 7. Поджелудочная железа.
Кровеносная система. 8. Дыхательная система.
Выделительная система. 9. Половая система.
Нервная система. 10. Печень.

**Тест 9 . Производные мезодермы:

Эпидермис кожи. 6. Пищеварительная система.
Эпителий рта и прямой кишки. 7. Поджелудочная железа.
Кровеносная система. 8. Скелет и мышцы.
Выделительная система. 9. Половая система.
Нервная система. 10. Печень.

**Тест 10. Животные с непрямым постэмбриональным развитием:

Млекопитающие. 5. Бабочки.
Птицы. 6. Саранча.
Пресмыкающиеся. 7. Пауки.
Земноводные. 8. Тараканы.

Задание 24. «Онтогенез»

Запишите номера вопросов и дайте ответ одним предложением:

Как называется индивидуальное развитие организма от образования зиготы до конца жизни?
Как называется развитие организма от зиготы до рождения или до выхода из яйцевых оболочек?
Как называется период от рождения до конца жизни?
Какие зоны различают в половых железах?
Каков набор хромосом и ДНК гаметогониев? Гаметоцитов 1-го и 2-го порядка?
Что образуется при сперматогенезе из одного сперматоцита ?
Что образуется после оогенеза из 1 овоцита?
Как называются оболочки яйцеклетки млекопитающих?
Каковы размеры яйцеклетки млекопитающих?
У каких организмов алецитальные яйцеклетки?
У каких организмов изолецитальные яйцеклетки?
У каких организмов умеренно телолецитальные яйцеклетки?
У каких организмов резко телолецитальные яйцеклетки?
Как называется развитие организма из неоплодотворенного яйца?
У каких организмов гаплоидный партеногенез?
У каких организмов диплоидный партеногенез?
Чем заканчивается период дробления?
Что в дальнейшем образуется из бластоцели?
Как называется зародыш с двумя зародышевыми листками: эктодермой и энтодермой?
Как называется отверстие в гаструле?
Какие организмы относятся к вторичноротым?
На какой стадии зародыш называется нейрулой?
Какие системы органов образуются из эктодермы ?
Укажите производные энтодермы.
Укажите производные мезодермы.

Задание 25. Важнейшие термины и понятия: «Онтогенез»

Дайте определение терминам или раскройте понятия (одним предложением, подчеркнув важнейшие особенности):

1. Оплодотворение. 2. Морула. 3. Бластула. 4. Бластоцель. 5. Бластодерма. 6. Целобластула. 7. Амфибластула. 8. Дискобластула. 9. Бластоциста. 10. Гаструла. 11. Гастроцель. 12. Первичноротые. 13. Вторичноротые. 14. Нейрула.

Задание 26. «Двойное оплодотворение цветковых»

Что обозначено на рисунке цифрами 1 - 24?
Где образуются микроспоры цветковых растений?
Чем представлен мужской гаметофит цветковых растений?
Чем представлен женский гаметофит цветковых растений?
Что образуется из оплодотворенной яйцеклетки?
Что образуется из оплодотворенной центральной клетки?
Что образуется из интегументов? Из стенок завязи?

Задание 27. Выполните тесты: «Двойное оплодотворение»

Запишите номера тестов, против каждого – правильные варианты ответа

Тест 1. Количество семязачатков в пестике:

Всегда один.
Обычно равно количеству семян.
Обычно равно количеству плодов.
Равно количеству пестиков.

Тест 2. Цветок орган бесполого и полового размножения. Бесполое размножение проявляется:

В образовании семян.
В образовании плодов.
В образовании спор.
В образовании гамет.

Тест 3. Мейоз у цветковых растений происходит:

При образовании гамет.
При образовании цветка.
При образовании спор.
При образовании пестиков и тычинок.

Тест 4. Мужской гаметофит цветковых растений представлен:

Совокупностью тычинок.
Пыльцевым мешком.
Микроспорой.
Пыльцевым зерном.

Тест 5. Женский гаметофит цветковых растений представлен:

Пестиком.
Завязью пестика.
Семязачатком.
Зародышевым мешком.

Тест 6. Из оплодотворенной яйцеклетки образуется:

Семя.
Плод.
Зародыш семени.
Эндосперм.

Тест 7. Из оплодотворенной центральной клетки образуется:

Плод.
Семя.
Зародыш семени.
Эндосперм.

Тест 8. Из интегументов образуется:

Околоплодник.
Семенная кожура.
Эндосперм.
Семядоли.

Тест 9. Околоплодник образуется:

Из интегументов.
Из стенок завязи.
Из пестика.
Из цветоложа.

Тест 10. Двойное оплодотворение открыл:

С.Г.Навашин.
И.В.Мичурин.
Н.И.Вавилов.
Г.Мендель.

Ответы:

Задание 1. 1. Да. 2. Не обязательно. У гермафродитных животных, у однодомных растений или растений с обоеполыми цветками достаточно одной особи. 3. Да. 4. Нет, может быть хологамия – слияние одноклеточных организмов, соматогамия – слияние протопластов, кариогамия – слияние ядер. 5. Нет, при образовании спор (бесполое размножение) у высших растений происходит мейоз. 6. Да, необходима редукция генетического материала, который удваивается при слиянии гамет. 7. Да. 8. Не всегда, у гермафродитных организмов наследуются признаки одного родителя. 9. Если предшествует митоз – то да, если предшествует мейоз, то происходит перекомбинация генетического материала и потомки отличаются генетически друг от друга и родительской особи. 10. Да. 11. Да. 12. Да.

Задание 2. 1. 1 - бинарное деление; 2 - шизогония, множественное деление; 3 - почкование; 4 - фрагментация; 5 - вегетативное размножение; 6 - размножение спорами. 2. Обычно идентичный генетическому материалу материнской особи. 3. Не будут, каждая спора, образовавшаяся в результате мейоза имеет уникальный набор генов.

Задание 3.

Формы бесполого размножения

Характерные особенности

Бесполое размножение бактерий
Бинарное деление

Шизогония
Спорообразование

Почкование

Фрагментация

Вегетативное размножение
Полиэмбриония

Деление пополам, не митоз, при благоприятных условиях происходит через 20 мин. Или размножаются почкованием.

Митотическое деление. Характерно для простейших, одноклеточных водорослей и соматических клеток многоклеточных организмов.

Множественное деление. Характерно для простейших и некоторых водорослей.

Споры могут образовываться митотически (например, у водорослей) и мейотически (например, у мхов и папоротников). Во втором случае споры генетически неравноценны.

Характерно для некоторых грибов (например, дрожжей), животных (например, для пресноводной гидры), некоторых растений.

Размножение, при котором организм делится на фрагменты, каждый из которых регенерирует недостающие органы.

Размножение растений вегетативными органами (корнем, листьями, побегами).

Развитие нескольких зародышей из одной зиготы .

Задание 4.

Сравниваемые признаки

Бесполое размножение

Половое размножение

1. Количество особей, участвующих в размножении

2. Генетический материал потомства

3. Перекомбинация генетического материала

4. Значение для отбора

Одна.
Потомство имеет гены только одного, материнского организма. Генетический материал обычно такой же, как и у материнской особи.

Обычно отсутствует. Происходит в том случае, если, например, споры образуются в результате мейоза.

Приводит к быстрому увеличению количества генетически одинаковых потомков.

Обычно две. (Есть гермафродиты).
Отличается от генетического материала родительских организмов.
Происходит при образовании гамет и их случайном сочетании.

Поставляет генетически разнородный материал для естественного отбора.

Задание 5. Тест 1: 8. Тест 2: 4. Тест 3: 6. Тест 4: 7. Тест 5: 3. **Тест 6: 1, 3. Тест 7: 2. **Тест 8: 2, 3. **Тест 9: 1, 2, 3. Тест 10: 4.

Задание 6. 1. а – молекула ДНК; б – нуклеосомный уровень, на нуклеосому накручивается 1, 75 витка; в - нуклеосомная фибрилла, нуклеосомы закручиваются в плотную спираль; г – хромонема, нуклеосомная фирилла собирается в петли; д – хроматида, которую образует спирализующаяся хромонема. 2. 1 - равноплечие (метацентрические) хромосомы; 2 - неравноплечие (субметацентрические); 3 - резко неравноплечие (акроцентрические); 4 - телоцентрические хромосомы, у которых первичная перетяжка в области теломеры; 5 - первичная перетяжка, центромера; 6 - вторичная перетяжка (ядрышковый организатор); 7 - спутник; 8 - хроматиды; 9 - теломеры. 2. Две хроматиды, две молекулы ДНК. 3. Во время деления клетки. 4. 2n - 46, n - 23. 5. Парные, одинаковые хромосомы, несущие одинаковые гены. 6. Около 8 см в первой хромосоме. 7. Около 2 метров.

Задание 7. 1. 1 - пресинтетический (G 1), 2 - синтетический (S), 3 - постсинтетический (G 2). 2. G 1 - 2n2c; в конце S-периода - 2n4c; G 2 - 2n4c. 3. 4 - профаза, 5 - метафаза, 6 - анафаза, 7 - телофаза. 4. Профаза - 2n4c, метафаза - 2n4c, анафаза - 4n4c, телофаза - 2n2c.

Задание 8.

Периоды интерфазы и митоза

Происходящие процессы

Количество nс

Пресинтетический (G 1)
Синтетический (S)
Постсинтетический (G 2)

Активный рост клетки, синтез структурных и функциональных белков.
В клетках млекопитающих длится около 6-10 ч. Происходит репликация ДНК. К концу периода каждая хромосома состоит из двух хроматид, двух молекул ДНК.

Удваиваются митохондрии, пластиды, центриоли. Накапливаются белки и энергия для деления.

2n2c
2n4c
2n4c

Профаза

Метафаза
Анафаза

Телофаза

Происходит спирализация ДНК, хромосомы укорачиваются и утолщаются, исчезают ядрышки, центриоли расходятся и происходит образование веретена деления. Ядерная оболочка распадается на фрагменты.

Хроматиды растаскиваются к противоположным полюсам, становятся самостоятельными хромосомами.

Хромосомы деспирализуются, образуется ядерная оболочка, появляется ядрышко, микротрубочки веретена исчезают. Происходит деление цитоплазмы, у животных клеток путем перетяжки, в растительных клетках образуется перегородка.

2n4c
2n2c

Задание 9. Тест 1: 2. Тест 2: 1. Тест 3: 3. Тест 4: 1. Тест 5: 4. Тест 6: 1. **Тест 7: 1, 2. Тест 8: 3. Тест 9: 3. **Тест 10: 3, 4, 5.

Задание 10. 1. Двойной набор хромосом, характерен для соматических клеток. 2. Одинарный набор хромосом, характерен для половых клеток. 3. Парные, одинаковые хромосомы, несущие одинаковые гены. 4. Метацентрические – равноплечие; сумметацентические – неравноплечие; акроцентрические – резко неравноплечие. 5. Имеющие спутник и вторичную перетяжку – ядрышковый организатор. 6. Центромера; теломеры. 7. G 1 – 2n2c; конец S-периода – 2n4c; G 2 – 2n4c. 8. Профаза 2n4c; метафаза 2n4c; анафаза 4n4c; телофаза 2n2c. 9. Хроматин. 10. Экспрессируемый хроматин, неэкспрессируемый хроматин.

Задание 11. 1. Хромосомы в интерфазный период, деконденсированные хромосомы. 2. Структурные элементы хромосомы, образующиеся в результате репликации ДНК и наиболее отчетливо различимые в метафазный период. В каждой хроматиде – 1 молекула ДНК. 3. Нуклеопротедная частица. Белковая сердцевина из четырех пар гистоновых белков, на которую накручен фрагмент ДНК, образующий 1,75 оборота (146 пар нуклеотидов). Обеспечивает 7-кратное уплотнение ДНК. 4. Второй уровень компактизации ДНК, когда нуклеосомная нить закручивается в плотную спираль. Обеспечивает 70-кратное уплотнение ДНК. 5. Третий уровень компактизации ДНК, когда нуклеосомная фибрилла упаковывается в виде сближенных петлистых розетковидных структур. Может приводить к 700-кратной компакизации ДНК. 6. Конечные участки хромосом, защищают хромосому от слипания с другими хромосомами, от укорачивания ДНК в процессе репликации. 7. Участок хромосомы, содержащий кинетохор, к которому прикрепляется микротрубочка при митозе. 8. Двойной набор хромосом. 9. Деление цитоплазмы. 10. Деление клеточного ядра.

Задание 12. 1. 2n4c. 2. Профаза 1 - 2n4c, метафаза 1 - 2n4c, анафаза 1 - 2n4c, телофаза 1 - n2c. 3. n2c. 4. Профаза 2 - n2c, метафаза 2 - n2c, анафаза 2 - 2n2c, телофаза 2 - nc. 5. В профазу 1. 6. В профазу 1, в анафазу 1, в анафазу 2. 7. Редукция хромосомного набора для поддержания постоянства числа хромосом при смене поколений и перекомбинация генетического материала.

Задание 13.

Деления мейоза	Происходящие процессы	Количество nс
Профаза-1 Лептотена Зиготена Пахитена Диплотена Диакинез Метафаза-1 Анафаза-1 Телофаза-1	Происходят обычные для профазы процессы, поведение хромосом делят на фазы: Стадия тонких нитей, начинается спирализация хромосом. Происходит конъюгация гомологичных хромосом. Происходит кроссинговер - обмен участками гомологичных хромосом. Гомологичные хромосомы начинают отталкиваться, но остаются связанными в области хиазм. В овоцитах видны выпетлившиеся гены, хромосомы приобретают морфологическую форму «ламповых щеток». Завершающая стадия профазы. Хромосомы удерживаются только в точках хиазм. Гомологичные хромосомы остаются соединенными в некоторых участках и располагаются в плоскости экватора клетки. К центромерам прикрепляются микротрубочки веретена. Гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид, растаскиваются к противоположным полюсам, у каждого полюса оказывается гаплоидный набор хромосом. Вторично происходит перекомбинация генетического материала. Хромосомы деспирализуются, образуется ядерная оболочка, происходит деление цитоплазмы.	2n4c n2c
Интерфаза	Короткая, отсутствует S-период.	n2c
Профаза-2 Метафаза-2 Анафаза-2 Телофаза-2	Хромосомы укорачиваются и утолщаются, центриоли расходятся и происходит образование веретена деления. Ядерная оболочка разрушается. Хромосомы располагаются в плоскости экватора клетки. К центромерам прикрепляются микротрубочки веретена. Хроматиды растаскиваются к противоположным полюсам, становятся самостоятельными хромосомами. Третья перекомбинация генетического материала. Хромосомы деспирализуются, образуется ядерная оболочка, появляется ядрышко, микротрубочки веретена исчезают. Происходит деление цитоплазмы.	n2c n2c 2n2c nc

Задание 14. Тест 1: 1. Тест 2: 2. Тест 3: 1. **Тест 4: 1, 2, 3,. Тест 5: 8. **Тест 6: 4, 5, 6. Тест 7: 7. Тест 8: 8. **Тест 9: 1, 3, 7. Тест 10: 1.

Задание 15. 1. Происходит редукция хромосомного набора для поддержания постоянства числа хромосом при смене поколений и перекомбинация генетического материала. 2. 2n4c. 3. n2c. 4. Конъюгация и кроссинговер. 5. Профаза 1 – 2n4c; метафаза 1 – 2n4c; анафаза 1 – 2n4c; телофаза 1 – n2c. 6. В профазу и анафазу. 7. Отсутствует S-период. 8. Профаза 2 – n2c; метафаза 2 – n2c; анафаза 2 – 2n2c; телофаза 2 – nc. 9. В анафазу 2. 10. В профазу 1, анафазу 1, анафазу 2. 11. Профаза 1, метафаза 1, анафаза 1, телофаза 1, интеркинез, профаза 2, метафаза 2. 12. Четыре.

Задание 16. 1. Процесс тесного сближения гомологичных хромосом. 2. Обмен участками гомологичных хромосом. 3. Одинарный набор хромосом. 4. Первое деление мейоза, в результате которого происходит редукция числа хромосом. 5. Происходит в результате расхождения гомологичных хромосом к разным полюсам клетки. У каждого полюса собирается случайное сочетание отцовских и материнских хромосом. 6. В результате кроссинговера хроматиды в хромосоме стали отличаться друг от друга, в результате анафазы у каждого полюса собираются уникальные по набору генов хромосомы. 7. Второе деление мейоза, в результате которого происходит образование клеток с набором хромосом и ДНК nc.

Задание 17. 1. 2n. 2. 2n. 3. После первого деления n2с, после второго - nс. 4. Одна.

Задание 18. 1. 1 - хромосомы на стадии метафазы 2. 2 - блестящая оболочка. 3 - лучистая оболочка. 4 - первое направительное тельце. 5 - головка сперматозоида. 6 - акросома. 7 - ядро. 8 - центриоли. 9 - шейка. 10 - митохондрии. 11 - промежуточный отдел. 12 - жгутик. 2. Около 0,1мм. 3. Еще до рождения, на стадии эмбриона (настоящая яйцеклетка – только после проникновения сперматозоида). 4. Ядро в головке, митохондрии в промежуточном отделе сперматозоида.

Задание 19. Тест 1: 1. Тест 2: 3. Тест 3: 4. **Тест 4: 1, 3, 4, 5. Тест 5: 4. Тест 6: 1. Тест 7: 3. Тест 8: 2. **Тест 9: 1, 2. **Тест 10: 1, 2, 3.

Задание 20. 1. Процесс образования половых клеток, гамет. 2. Предшественники половых клеток в зоне размножения. 3. Предшественники половых клеток в зоне роста. 4. Предшественники половых клеток после редукционного деления. 5. Алецитальные – мелкие яйцеклетки (0,1-0,3 мм) с ничтожно малым количеством желтка, характерны для плацентарных млекопитающих; изолецитальные – относительно мелкие яйцеклетки с небольшим количеством равномерно распределенного желтка (у червей, моллюсков). 6. Процесс образования женских половых клеток. 7. Процесс образования мужских половых клеток. 8. Умеренно телолецитальные яйцеклетки у осетровых и земноводных, имею диаметр до 2 мм и содержат среднее количество желтка. 9. Резко телолецитальные яйцеклетки у пресмыкающихся и птиц, содержат очень много желтка, занимающего почти весь объем цитоплазмы яйцеклетки. 9. На анимальном полюсе находится зародышевый диск с активной, лишенной желтка цитоплазмой. На вегетативном полюсе находятся запасы желтка. 10. Девственное размножение, особая форма полового размножения, когда эмбрион развивается без оплодотворения.

Задание 21. 1. 1 - бластодерма; 2 – бластоцель; 3 - эктодерма; 4 - энтодерма; 5 - гастроцель; 6 – бластопор, первичный рот; 7 - нервная трубка; 8 - хорда; 9 – пищеварительная трубка; 10 - вторичная полость, целом; 11 – мезодермальные карманы; 2. Бластула. 3. Первичная полость тела. 4. Бластопор, первичный рот. 5. Из эктодермы. 6. Нейрула. 7. Сформируется дополнительный зародыш.

Задание 22.

Зародышевые листки	Производные зародышевых листков
Эктодерма	Эпидермис кожи, волосы, ногти, потовые, сальные и млечные железы. Из нервной пластинки - нервная система, компоненты органов зрения, слуха, обоняния, эмаль зубов, эпителий ротовой полости и прямой кишки.
Энтодерма	Кишечник, печень, поджелудочная железа и легкие, передняя и средняя доли гипофиза; щитовидная железа и паращитовидные железы; тимус; евстахиева труба и полость среднего уха..
Мезодерма	Хрящевой и костный скелет, соединительнотканный слой кожи, скелетные мышцы, выделительная, кровеносная и половая системы.

Задание 23. Тест 1: 2. Тест 2: 1. Тест 3: 1. Тест 4: 2. Тест 5: 4. Тест 6: 3. **Тест 7: 1, 2, 5. **Тест 8: 6, 7, 8, 10. **Тест 9: 3, 4, 8, 9. **Тест 10: 4, 5, 6, 8.

Задание 24. 1. Онтогенез. 2. Эмбриональное развитие. 3. Постэмбриональное развитие. 4. Зону размножения, зону роста и зону созревания. 5. Гаметогониев – 2n, гаметоцитов 1-го порядка – 2n4c, гаметоцитов 2-го порядка – n2c. 6. Четыре сперматозоида. 7. Одна яйцеклетка и три полярных тельца. 8. Блестящая и лучистая. 9. 0,1-0,3 мм. 10. У плацентарных млекопитающих. 11. У ланцетников, иглокожих, червей, двустворчатых и брюхоногих моллюсков. 12. У осетровых рыб и земноводных. 13. У пресмыкающихся и птиц. 14. Партеногенез. 15. У перепончатокрылых. 16. У дафний, тлей. 17. Образованием бластулы. 18. первичная полость тела. 19. Гаструла. 20. Бластопор. 21. Иглокожие и хордовые. 22. Зародыш с сформированным осевым комплексом . 23. Эпидермис кожи, волосы, ногти, потовые, сальные и млечные железы. Из нервной пластинки - нервная система, компоненты органов зрения, слуха, обоняния, эмаль зубов, эпителий ротовой полости и прямой кишки. 24. Кишечник, печень, поджелудочная железа и легкие. 25. Скелет и мышцы, соединительнотканный слой кожи, органы кровеносной, выделительной и половой систем организма.

Задание 25. 1. Слияние половых клеток. 2. Стадия развития зародыша, состоящего из плотно прижатых бластомеров без полости внутри. 3. Стадия развития зародыша в период бластуляции с полостью внутри. 4. Полость внутри бластулы, первичная полость тела. 5. Один или несколько слоев клеток, образующих стенку бластулы. 6. Бластула, состоящая из одного слоя клеток (у ланцетников). 7. Бластула, характерная для амфибий, дробление полное, неравномерное. Бластодерма из нескольких слоев клеток. 8. Бластула, характерная для птиц и пресмыкающихся, дроблению подвергается часть яйцеклетки. 9. Бластула, характерная для млекопитающих. В бластодерме различают трофобласт и эмбриобласт. 10. Зародыш, у которого в результате перемещения клеточных масс образовалась два зародышевых листка – экто- и энтодерма. 11. Полость гаструлы, первичная кишка, образующаяся у тех животных, у которых гаструляция происходит путем инвагинации. 12. Животные, у которых бластопор становится ротовым отверстием. 13. Животные, у которых бластопор становится анальным отверстием, а ротовое отверстие прорывается вторично (иглокожие и хордовые). 14. Стадия развития зародыша, в которую формируется осевой комплекс (хорда, нервная и пищеварительная трубки, мезодермальные карманы).

Задание 26. 1. 1 - цветоножка; 2 - цветоложе; 3 - чашелистики; 4 - лепестки венчика; 5 - тычиночная нить; 6 - пыльцевой мешок; 7 - завязь пестика; 8 - семязачатки; 9 - интегументы; 10 - микропиле; 11 - плацента; 12 - семяножка; 13 - нуцеллус; 14 - яйцеклетка; 15 - синергиды; 16 - центральная клетка; 17 - антиподы; 18 - халаза; 19 - микроспорангии; 20 - экзина; 21 - интина; 22 - вегетативная клетка; 23 - генеративная клетка; 24 - два спермия. 2. В микроспорангиях, в гнездах пыльника. 3. Пыльцевым зерном. 4. Зародышевым мешком. 5. Зародыш семени. 6. Триплоидный эндосперм. 7. Из интегументов - кожура семени, из стенок завязи - околоплодник.

Задание 27. Тест 1: 2. Тест 2: 3. Тест 3: 3. Тест 4: 4. Тест 5: 4. Тест 6: 3. Тест 7: 4. Тест 8: 2. Тест 9: 2. Тест 10: 1.

Период существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клетки (включая само деление) до собственного деления или смерти называют жизненным (клеточным) циклом .

Продолжительность жизненного цикла у различных клеток многоклеточного организма различны. Так, клетки нервной ткани после завершения эмбрионального периода перестают делиться и функционируют на протяжении всей жизни организма, а затем погибают. Клетки же зародыша на стадии дробления, завершив одно деление, сразу же приступают к следующему, минуя все остальные фазы.

Митоз - непрямое деление соматических клеток, в результате которого сначала происходит удвоение, а затем равномерное распределение наследственного материала между дочерними клетками.

Биологическое значение митоза: В результате митоза образуется две клетки, каждая из которых содержит столько же хромосом, сколько их было в материнской. Дочерние клетки генетически идентичны родительской. В результате митозов число клеток в организме увеличивается, что представляет собой один из главных механизмов роста. Многие виды растений и животных размножаются бесполым путем при помощи одного лишь митотического деления клеток, таким образом, митоз лежит в основе размножения. Митоз обеспечивает регенерацию утраченных частей и замещение клеток, происходящее в той или иной степени у всех многоклеточных организмов.

Митотический цикл - состоит из интерфазы и митоза. Длительность митотического цикла у разных организмов сильно варьирует. Непосредственно на деление клетки уходит обычно 1-3 часа, то есть основную часть жизни клетка находится в интерфазе.

Интерфазой называют промежуток между двумя клеточными делениями. Продолжительность интерфазы, как правило, составляет до 90% всего клеточного цикла. Состоит из трех периодов: пресинтетический, или G 1 ; синтетический, или S, постсинтетический, или G 2 .

Начальный отрезок интерфазы - пресинтетический период (2n2c, где n - количество хромосом, с - количество ДНК), период роста, начинающийся непосредственно после митоза. Синтетический период. Продолжительность синтетического периода различна: от нескольких минут у бактерий до 6-12 часов в клетках млекопитающих. Во время синтетического периода происходит самое главное событие интерфазы - удвоение молекул ДНК. Каждая хромосома становится двухроматидной, а число хромосом не изменяется (2n4c).

Митоз . Для удобства изучения происходящих во время деления событий митоз искусственно разделяют на четыре стадии: профазу, метафазу, анафазу, телофазу.

Профаза (2n4c). В результате спирализации хромосомы уплотняются, укорачиваются. В поздней профазе хорошо видно, что каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных центромерой. Хромосомы начинают передвигаться к клеточному экватору. Формируется веретено деления, ядерная оболочка исчезает, и хромосомы свободно располагаются в цитоплазме. Ядрышко обычно исчезает чуть раньше.

Метафаза (2n4c). Хромосомы выстраиваются в плоскости экватора, образуя так называемую метафазную пластинку . Центромеры хромосом лежат строго в плоскости экватора. Нити веретена прикрепляются к центромерам хромосом, некоторые нити проходят от полюса к полюсу клетки, не прикрепляясь к хромосомам.

Анафаза (4n4c). Начинается с деления центромер всех хромосом, в результате чего хроматиды превращаются в две совершенно обособленные, самостоятельные дочерние хромосомы. Затем дочерние хромосомы начинают расходиться к полюсам клетки.

Телофаза (2n2c). Хромосомы концентрируются на полюсах клетки и деспирализуются. Веретено деления разрушается. Вокруг хромосом формируется оболочка ядер дочерних клеток, затем происходит деление цитоплазмы клетки (или цитокинез).

При делении животных клеток, на их поверхности в плоскости экватора появляется борозда, которая, постепенно углубляясь, разделяет материнскую клетку на две дочерние. У растений деление происходит путем образования так называемой клеточной пластинки, разделяющей цитоплазму. Она возникает в экваториальной области веретена, а затем растет во все стороны, достигая клеточной стенки.

Урок 2. Мейоз

Задачи. Сформировать знания об особенностях образования половых клеток с гаплоидным набором хромосом, об уникальности гамет и механизмах перекомбинации генетического материала во время мейоза, о сходстве и отличиях мейоза и митоза, о необходимости охраны природной среды от загрязнения мутагенами.

Повторить морфологию хромосом, митотический цикл и о процессы, происходящие в различные периоды митотического цикла, значение митоза.

Оборудование. Демонстрационный материал: таблицы по общей биологии, диафильм "Деление клетки", кодограмма.

Ход урока:

Письменная работа с карточками на 10 мин.

1. Характеристика интерфазы.

2. Характеристика митоза.

3. Морфология хромосом.

Работа с карточкой у доски: приложение 2.

Компьютерное тестирование: приложение 3.

Устное повторение.

1. Первое деление мейоза.

Мейоз - основной этап образования половых клеток. Во время мейоза происходит не одно (как при митозе), а два следующих друг за другом клеточных деления. Первому мейотическому делению предшествует интерфаза I - фаза подготовки клетки к делению, в это время происходят те же процессы, что и в интерфазе митоза.

Первое мейотическое деление называют редукционным , так как именно во время этого деления происходит уменьшение числа хромосом, образуются две клетки с гаплоидным набором хромосом, однако хромосомы остаются двухроматидными. Сразу же после первого деления мейоза совершается второе - по типу обычного митоза. Это деление называют эквационным, так как во время этого деления хромосомы становятся однохроматидными.

Биологическое значение мейоза: благодаря мейозу происходит редукция числа хромосом. Из одной диплоидной клетки образуется 4 гаплоидных. Благодаря мейозу образуются генетически различные гаметы, т.к. в процессе мейоза трижды происходит перекомбинация генетического материала: за счет кроссинговера; случайного и независимого расхождения гомологичных хромосом, а затем и хроматид. Благодаря мейозу поддерживается постоянство диплоидного набора хромосом в соматических клетках.

I и II деление мейоза складываются из тех же фаз, что и митоз, но сущность изменений в наследственном аппарате другая.

Профаза I. (2n4c). Самая продолжительная и сложная фаза мейоза. Состоит из ряда последовательных стадий. Гомологичные хромосомы начинают притягиваться друг к другу сходными участками и конъюгируют. Конъюгацией называют процесс тесного сближения гомологичных хромосом. Пару конъюгирующих хромосом называют бивалентом . Биваленты продолжают укорачиваться и утолщаться. Каждый бивалент образован четырьмя хроматидами. Поэтому его называют тетрадой . Важнейшим событием является кроссинговер - обмен участками хромосом. Кроссинговер приводит к первой во время мейоза рекомбинации генов. В конце профазы I исчезают ядерная оболочка и ядрышко. Биваленты перемещаются в экваториальную плоскость. Центриоли (если они есть) перемещаются к полюсам клетки, и формируется веретено деления.

Метафаза I (2n; 4с). Заканчивается формирование веретена деления. Спирализация хромосом максимальна. Биваленты располагаются в плоскости экватора. Причем центромеры гомологичных хромосом обращены к разным полюсам клетки. Расположение бивалентов в экваториальной плоскости равновероятное и случайное, то есть каждая из отцовских и материнских хромосом может быть повернута в сторону того или другого полюса. Это создает предпосылки для второй за время мейоза рекомбинации генов. Нити веретена прикрепляются к центромерам хромосом.

Анафаза I (2n; 4с). К полюсам расходятся целые хромосомы, а не хроматиды, как при митозе. У каждого полюса оказывается половина хромосомного набора. Причем, пары хромосом расходятся так, как они располагались в плоскости экватора во время метафазы. В результате возникают самые разнообразные сочетания отцовских и материнских хромосом, происходит вторая рекомбинация генетического материала.

Телофаза I (1n; 2с). У животных и некоторых растений хроматиды деспирализуются, вокруг них формируется ядерная оболочка. Затем происходит деление цитоплазмы (у животных) или образуется разделяющая клеточная стенка (у растений). У многих растений клетка из анафазы I сразу же переходит в профазу II.

2. Второе деление мейоза.

Интерфаза II (1n; 2с). Характерна только для животных клеток. Репликации ДНК не происходит.

Вторая стадия мейоза включает также профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Она протекает так же, как обычный митоз.

Профаза II (1n; 2с). Хромосомы спирализуются, ядерная мембрана и ядрышки разрушаются, центриоли, если они есть, перемещаются к полюсам клетки, формируется веретено деления.

Метафаза II (1n; 2с). Формируются метафазная пластинка и веретено деления, нити веретена деления прикрепляются к центромерам.

Анафаза II (2n; 2с). Центромеры хромосом делятся, хроматиды становятся самостоятельными хромосомами, и нити веретена деления растягивают их к полюсам клетки. Число хромосом в клетке становится диплоидным, но на каждом полюсе формируется гаплоидный набор. Поскольку в метафазе II хроматиды хромосом располагаются в плоскости экватора случайно, в анафазе происходит третья рекомбинация генетического материала клетки, так как в результате кроссинговера хроматиды стали отличаться друг от друга и к полюсам отходят дочерние хроматиды, но отличные друг от друга.

Телофаза II (1n; 1с). Нити веретена деления исчезают, хромосомы деспирализуются, вокруг них восстанавливается ядерная оболочка, делится цитоплазма. Таким образом, в результате двух последовательных делений мейоза диплоидная клетка дает начало четырем дочерним, генетически различным клеткам с гаплоидным набором хромосом.

Приложение 1. Кодограмма. Приложение 2 Карточки у доски.