Цели:
1. Учащиеся должны усвоить понятия «митоз, амитоз, мейоз, фазы митоза, мейоза, веретено деления, кариокинез, цитокинез, гомологичные хромосомы, сестринские хроматиды»; знать сущность процессов митоза и мейоза, биологическое значение разных способов деления клеток.
2. Учащиеся должны уметь самостоятельно прорабатывать учебный материал, сравнивать биологические процессы, давать аргументированный ответ, делать выводы.
3. Способствовать формированию научного мировоззрения, коммуникативных качеств у обучающихся.
Оборудование: таблицы по общей биологии «Митоз», «Сравнение митоза и мейоза», аппликация «Способы деления клетки», презентация «Способы деления клеток», компьютер, мультимедийный проектор.
Ход занятия.
Новые клетки могут возникать
только из предшествующих клеток.
I. АКТУАЛИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ, ВВЕДЕНИЕ В ТЕМУ.
Клетка – не только структурная и функциональная единица многоклеточного организма, но и единица размножения и передачи наследственной информации от поколения к поколению.
- Какие процессы лежат в основе преемственности поколений?
- В чём сущность жизненного цикла клетки?
- Какие структурные органеллы клетки содержат наследственную информацию?
Чтобы образующиеся клетки получились «полноценными», должен передаваться полный набор генов. Именно это и происходит в большинстве случаев при делении клетки. Сегодня нам предстоит более подробно изучить разные способы деления клеток и ответить на вопрос (презентация «Способы деления клеток», слайд 2):
- Каков механизм передачи полного набора генов от материнской клетки дочерним?
II. ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА.
Процесс деления – лишь часть жизни клетки. Между двумя делениями проходит период, который называют интерфазой (слайд 3, 4)
Жизненный цикл клетки. Интерфаза (место в жизненном цикле, периоды, основные процессы, значение) – устный ответ, обсуждение.
В интерфазу происходят важные процессы: синтез белков и других необходимых веществ, увеличивается число клеточных органелл, репликация ДНК. Эти процессы приурочены к разным периодам интерфазы – G1 (до удвоения), S (удвоение ДНК), G2 (после удвоения) (слайд 5).
Интерфаза подготавливает клетку к делению. Известно несколько способов деления клеток (слайд 6, 7): амитоз, митоз, мейоз.
Наиболее широко распространённым делением клеток является митоз (слайд 8).
Митоз – непрямое деление клетки – устный ответ, обсуждение.
Дополнение. Важную роль играют центриоли, которые формируют веретено деления, состоящее из микротрубочек (слайд 9). К центромерным участкам хромосом присоединяются особые белки, образующие специальную структуру – кинетохор. К нему прикрепляются нити веретена деления. Количество нитей может доходит до нескольких тысяч. К одной хромосоме присоединяются от двух до нескольких десятков микротрубочек. В течение анафазы сестринские хроматиды расходятся к полюсам клетки. Происходит это за счёт укорочения микротрубочек веретена и скольжения друг по другу. Скольжение их обеспечивается белками, сходными с миозином мышц. Микротрубочки укорачиваются за счёт быстрой разборки с концов (+). Следует отметить, что у некоторых организмов (протистов и грибов) ядерная оболочка во время митоза сохраняется (веретено формируется внутри ядра). У высших растений в клетках нет центриолей и веретено образуется другими структурами.
Цитокинез осуществляется несколькими способами. У животных клетки лишены клеточной стенки и делятся «перетяжкой». Ещё в анафазе под поверхностной мембраной в области экватора образуется кольцо из актиновых и миозиновых филаментов. В конце телофазы кольцо начинает сокращаться и втягивает наружную мембрану внутрь. В результате клетка перешнуровывается. Цитоплазмы клеток высших растений делятся «перегородкой»: вдоль микротрубочек к экватору клетки транспортируются пузырьки из аппарата Гольджи. Эти пузырьки начинают сливаться друг с другом в центральной части клетки, образуя небольшой диск. Затем по краям к нему присоединяются новые пузырьки, и диск растёт. Образуется срединная пластинка. Поверх неё начинает образовываться клеточная стенка из целлюлозы.
Задание 1 (рабочий лист). Учёные провели исследования митоза: оказалось, что у животных, ведущих ночной образ жизни, в большинстве органов максимум митоза приходится на утро и минимум – на ночное время. У дневных животных максимум наблюдается в вечернее время, а минимум – днём. Проанализируйте этот факт.
Проверка выполнения задания.
Итак, значение митоза состоит в следующем (слайд 10, 11):
- Образование генетически равноценных клеток, преемственность в ряду клеточных поколений.
- Обеспечение эмбрионального развития и роста организмов.
- Регенерация органов и тканей.
- Основа бесполого размножения организмов.
В процессе эволюции чуть позже появился ещё один способ деления - мейоз – редукционное деление. Его появление связано с ранним ароморфозом – половым размножением организмов.
3. Мейоз – редукционное деление клетки – устный ответ, обсуждение.
Дополнение. Первое деление мейоза – редукционное, второе - эквационное (уменьшения числа хромосом не происходит). Наиболее существенные изменения происходят в профазу 1. гомологичные хромосомы располагаются параллельно друг другу и соприкасаются, образуются биваленты. Каждый бивалент содержит 4 хроматиды. В это время пара хроматид из гомологичных хромосом может обменяться какими-то участками. Такой обмен участками ДНК называют кроссинговером. В результате первого деления мейоза в дочерние клетки попадает по одной гомологичной хромосоме из пары. По набору генов образующиеся клетки отличаются друг от друга: при кроссинговере хромосомы обменялись участками и появились новые сочетания генов. Таким образом, практически каждая из образующихся клеток имеет уникальный генотип, отличный от генотипа исходной клетки (слайд 12, 13).
Задание 2
(рабочий лист). Закончите рисунки, рассмотрите их. Определите эффекты мейоза.Проверка выполнения (слайд 14, 15)
Итак, особенности мейоза следующие (слайд 16, 17):
- При мейозе дочерние клетки имеют половинный набор хромосом по сравнению с материнской (у диплоидных организмов 2 n – гаплоидный n).
- При мейозе осуществляется 2 последовательных деления, в промежутке между которыми не происходит удвоения ДНК. Образуется 4 клетки (n).
- В процессе мейоза происходит кроссинговер.
4. Сравнение митоза и мейоза
Выполнение задания 3 (рабочий лист)
Задание 3
(рабочий лист). Заполните таблицу «Сравнение митоза и мейоза».Параметры сравнения | Митоз | Мейоз |
Число делений | ||
Процессы в интерфазе | ||
Фазы деления 1. Характер расположения гомологичных хромосом 2. Кроссинговер 3. Длительность фаз |
||
Число дочерних клеток | ||
Набор хромосом дочерних клеток | ||
Результат деления | ||
Для каких клеток организма характерен |
Проверка выполнения.
Давайте попробуем ответить на вопрос, поставленный в начале занятия
- Каков механизм передачи полного набора генов от материнской клетки дочерним?
III. ОБОБЩЕНИЕ МАТЕРИАЛА.
Итак, существует 2 основных способа деления клеток – митоз и мейоз. Митоз обеспечивает передачу дочерним клеткам всего генетического материала, который был в материнской клетке, и равное распределение этого материала между дочерними клетками. При мейозе число хромосом в дочерних клетках уменьшается вдвое по сравнению с материнской клеткой. Митоз обеспечивает бесполое размножение, мейоз – половое размножение организмов.
IV. КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ.
Контрольные задания (рабочий лист) – 5 – 7 минут.
V. Д\З.
Подготовиться к семинару «Формы размножения организмов», §§ 31 – 34 (уч. А.А. Каменский, В.А. Криксунов, В.В. Пасечник. Общая биология, 10 – 11 классы.
РАБОЧИЙ ЛИСТ
семинар « Способы деления клеток».
Задание 1. Учёные провели исследования митоза: оказалось, что у животных, ведущих ночной образ жизни, в большинстве органов максимум митозов приходится на утро и минимум – на ночное время. У дневных животных максимум наблюдается в вечернее время, а минимум – днём. Проанализируйте этот факт.
Задание 2. Закончите рисунки, рассмотрите их. Определите эффекты мейоза.
Задание 3.
Заполните таблицу «Сравнение митоза и мейоза».Параметры сравнения | Митоз | Мейоз |
Число делений | ||
Процессы в интерфазе | ||
Фазы деления: 1 характер расположения 2 гомологичных хромосом кроссинговер 3 длительность фаз |
||
Число дочерних клеток | ||
Набор хромосом дочерних клеток | ||
Результат деления | ||
Для каких клеток организма характерен |
Контрольные задания.
Уровень 1. Определите, какие рисунки соответствуют митозу, какие – мейозу.
Рис 4. Фазы митоза и мейоза
Уровень 2
1 вариант. Существуют организмы, клетки которых содержат тройной набор хромосом (триплоидные организмы – 3п). Мейоз у таких организмов происходит с нарушениями. Объясните причину нарушений мейоза у триплоидных организмов.
2 вариант. Встречается такое явление, при котором после репликации хромосом деление клеток не происходит, - эндомитоз (например, в клетках печени). Каковы последствия эндомитоза? Какое биологическое значение может иметь этот процесс?
Литература
- А.А. Каменский, В.А. Криксунов, В.В. Пасечник. Общая биология, 10 – 11 классы. «Дрофа», М., 2005.
- Л. С. Высоцкая, С.М Глаголев, А.О. Рувинский и др. Общая биология, 10 – 11 (учебник для классов с углублённым изучением биологии). «Просвещение», М., 2001.
- Р.Д. Петросова, Н.Н. Пилипенко, А.В. Теремов. Дидактический материал по общей биологии. ООО «Белфарпост», Минск, «РАУБ-Цитадель», М., 1997.
- Б.Д. Комиссаров. Самостоятельные и лабораторные работы по общей биологии. «Высшая школа», М., 1988.