Описание митоза

Опишите митоз.

Митоз — непрямое деление клетки, в результате которого образуются две дочерние клетки с таким же набором хромосом, как в материнской. Митоз состоит из четырех фаз — профазы, метафазы, анафазы и телофазы.

1. Профаза. Формула клетки 2n4c. Идет спирализация ДНК, хромосомы становятся видны как длинные тонкие нити. Клеточный центр заканчивает деление, и группы по две центриоли начинают движение к полюсам клетки, между ними формируется веретено деления. Спирализация хромосом усиливается, они укорачиваются и утолщаются. Ядерная оболочка распадается на фрагменты. Хромосомы свободно лежат в цитоплазме.

2. Метафаза. Формула клетки 2n4c. Спирализация хромосом достигает максимума — они укорочены и утолщены. В микроскоп становится видно, что каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных в области центромеры. Хромосомы выстраиваются по экватору клетки. В плоскости экватора лежат центромеры хромосом, к ним прикрепляются нити веретена деления, которые, будучи связанными с хромосомами, называются хромосомными, а не связанные с хромосомами — непрерывными.

3. Анафаза. Центромерные участки делятся, и сестринские хроматиды становятся самостоятельными дочерними хромосомами. Они начинают движение к различным полюсам клетки. Формула клетки: 2n2c + 2n2c = 4n4c. Движение хромосом к полюсам обеспечивается: а) за счет скольжения хромосомной нити по непрерывной нити как по направляющей; б) подтягиванием хромосомной нити ферментами клеточного центра с одновременным отщеплением от нее фрагментов.

4. Телофаза. Группы дочерних хромосом достигают полюсов клетки и деспирализуются. Они становятся видны как длинные тонкие нити. Вокруг каждой из групп хромосом, из мембран ЭПС, образуется ядерная оболочка. Формула каждого ядра 2n2c. На фоне завершения деления ядра происходит разделение цитоплазмы, в результате чего органоиды примерно поровну распределяются между дочерними клетками.

Митоз

Дайте определение митоза и сформулируйте его биологическое значение.

Митоз — форма клеточного деления, которая заключается в точном и равномерном распределении хромосомного материала между дочерними клетками, в результате чего каждая из них получает наследственную информацию, идентичную материнской.

Биологическое значение митоза
1. Лежит в основе всех форм бесполого размножения.
2. Обеспечивает рост многоклеточного организма.
3. Обеспечивает физиологическую регенерацию, т. е. восполнение клеточных потерь, возникших естественным путем, — замена старых клеток новыми.
4. Осуществляет процессы репаративной регенерации — восполнение клеточных потерь, возникших в результате травмы.

Биологический смысл митоза

В чем заключается биологический смысл митоза?

Биологический смысл митоза заключается в точном и равномерном распределении хромосомного материала между двумя дочерними клетками, при котором каждая из них получает наследственную информацию, идентичную материнской.

Пластиды

Каково строение различных видов пластид? Приведите примеры взаимного превращения пластид.

Пластиды — органоиды, характерные для растительных клеток. Существуют лейкопласты — бесцветные пластиды, хромопласты, имеющие красно-оранжевую окраску, и хлоропласты — зеленые пластиды. Все они имеют единый план строения и образованы двумя мембранами: наружной (гладкой) и внутренней, образующей перегородки — тилакоиды стромы. На тилакоидах стромы расположены граны, состоящие из уплощенных мембранных пузырьков — тилакоидов граны. Они уложены один на другой по типу монетных столбиков. Внутри этих пузырьков находится хлорофилл. Световая фаза фотосинтеза проходит в тилакоидах гран, а темновая — в строме. В пластидах имеется кольцевая молекула ДНК, сходная по строению с хромосомой прокариот; много мелких рибосом, на которых идет частично независимый от ядра синтез белков. Пластиды могут переходить из одного вида в другой: хлоропласты осенью превращаются в хромопласты, а те, в свою очередь, могут становиться лейкопластами. Увеличение числа пластид идет за счет их деления надвое и почкования, которым предшествует редупликация кольцевой молекулы ДНК. По своему строению пластиды отличаются друг от друга наличием различных видов пигментов. Так лейкопласты вообще лишены пигментов и отвечают за синтез крахмала и запасание питательных веществ. Хлоропласты содержат зеленый пигмент хлорофилл. В них идут процессы фотосинтеза. Хромопласты содержат пигменты каратиноиды желто-оранжевого цвета.

Места протекания фотосинтеза

В каких отделах хлоропласта осуществляется световая и темновая фаза фотосинтеза?

Световая фаза фотосинтеза идет в тилакоидах гран, а темновая — в строме.

Клеточная теория строения организмов

Расскажите историю открытия клетки. Кем и когда впервые была сформулирована клеточная теория? Изложите основные положения клеточной теории.

Клетка была открыта в XVII в. английским физиком Р. Гуком. Рассматривая под микроскопом срез пробки, он обнаружил, что она состоит из ячеек, и назвал их клетками. В XIX в. была открыта цитоплазма, а в 1831 г. английский ботаник Р. Броун впервые обнаружил в растительной клетке ядро. Немецкий ботаник М. Шлейден доказал, что ядра присущи любой растительной клетке. В конце 30-х гг. XIX в. немецкий физиолог Т. Шванн обнаружил, что, хотя сами клетки различных организмов очень разнообразны, ядра всех клеток сходны.

В 1839 г. Т. Шванном была сформулирована и опубликована клеточная теория.

Основные положения современной клеточной теории:
1. Клетка является структурно-функциональной единицей, а так же единицей развития всех живых организмов.
2. Клетке присущ мембранный принцип строения.
3. Ядро — главная составная часть клетки.
4. Клетки размножаются только делением.
5. Клеточное строение организмов — свидетельство того, что растения и животные имеют единое происхождение.

Значение клеточной теории

В чем заключается значение клеточной теории для биологии?

Клеточная теория является свидетельством единого происхождения всех форм биологической жизни и позволяет подходить к их изучению как к дискретным системам. Она сыграла огромную роль в развитии биологии. Исчезла казавшаяся непроходимой пропасть между царством растений и царством животных. Провозглашая единство живого мира, клеточная теория послужила одной из предпосылок возникновения теории эволюции Ч. Дарвина. В дальнейшем клеточная теория была развита многими учеными. Немецкий врач Р. Вирхов (1858) доказал, что вне клеток нет жизни, что главная составная часть клетки — ядро и что клетки образуются только от клеток путем их деления. Дальнейшее совершенствование микроскопической техники, создание электронного микроскопа и методы молекулярной биологии позволили глубже проникнуть в изучение клетки, познать ее сложную структуру и многообразие протекающих в ней биохимических процессов.

Строение вирусов

Как устроены вирусы? Чем отличаются простые вирусы от сложных?

Простые вирусы представляют собой нуклеопротеиды, т. е. состоят из одной нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и нескольких белков, образующих оболочку вокруг нуклеиновой кислоты. Белковая оболочка вируса называется капсидом. Примером такого вируса может служить вирус табачной мозаики. Его капсид содержит один белок с низкой молекулярной массой.

Сложноорганизованные вирусы имеют дополнительную оболочку — белковую или липопротеиновую. Иногда в наружных оболочках сложных вирусов помимо белка содержатся углеводы, например у вирусов герпеса и гриппа. Их наружная оболочка является фрагментом цитоплазматической мембраны клетки хозяина.

Проникновение вирусов в клетку

Каков принцип взаимодействия вируса и клетки? Как вирус проникает в клетку?

Вирусы являются внутриклеточными паразитами. Проникновение вирусов в клетку основано на рецепторных механизмах взаимодействия. Участок поверхности клеточной мембраны, к которому прикрепляется вирус, погружается в цитоплазму и превращается в вакуоль, которая может сливаться с ядер- ной мембраной. Инфекционный процесс начинается, когда проникшие в клетку вирусы начинают размножаться, т. е. происходит редупликация вирусного генома и самосборка капсида. После синтеза новой молекулы нуклеиновой кислоты вируса она одевается синтезированными в цитоплазме клетки хозяина вирусными белками — образуется капсид. Выход вирусных частиц в окружающую среду может сопровождаться разрушением клетки.

Бактериофаг

Укажите особенности взаимодействия бактериофага с бактериальной клеткой.

Проникновение бактериофагов в бактериальную клетку имеет некоторые особенности, так как бактериальные клетки имеют толстую клеточную стенку, вирус не может проникнуть в цитоплазму путем впячивания мембраны. Поэтому бактериофаг вводит полый стержень в клетку и через него выталкивает нуклеиновую кислоту в цитоплазму. Геном бактериофага попадает в клетку, а капсид остается снаружи. В цитоплазме бактериальной клетки идет редупликация генома бактериофага и синтез капсида. Через некоторое время бактериальная клетка погибает и зрелые вирусные частицы выходят в окружающую среду.