Розвиток і зростання живих організмів неможливе без процесу розподілу клітин. У природі існує кілька видів та способів поділу. У цій статті ми коротко і зрозуміло розповімо про мітоз і мейоз, роз'яснимо основне значення цих процесів, познайомимо з тим, чим вони відрізняються, а чим схожі.

Мітоз

Процес непрямого поділу, або мітоз, найчастіше зустрічається у природі. На ньому ґрунтується розподіл усіх існуючих нестатевих клітин, а саме м'язових, нервових, епітеліальних та інших.

Складається мітоз із чотирьох фаз: профази, метафази, анафази та телофази. Основна роль цього процесу - рівномірний розподіл генетичного коду від батьківської клітини до двох дочірніх. При цьому клітини нового покоління один до одного схожі на материнські.

Рис. 1. Схема мітозу

Час між процесами поділу називаються інтерфазою . Найчастіше інтерфаза набагато довша за мітоз. Для цього періоду характерні:

• синтез білка та молекули АТФ у клітині;
• подвоювання хромосом та утворення двох сестринських хроматид;
• збільшення числа органоїдів у цитоплазмі.

Мейоз

Розподіл статевих клітин називається мейозом, воно супроводжується зменшенням числа хромосом удвічі. Особливість даного процесу полягає в тому, що проходить він у два етапи, які безперервно йдуть один за одним.

ТОП-4 статтіякі читають разом з цією

Інтерфаза між двома етапами поділу мейозу настільки короткочасна, що практично непомітна.

Рис. 2. Схема мейозу

Біологічним значенням мейозу є утворення чистих гамет, які містять гаплоїдний, тобто одинарний, набір хромосом. Диплоїдність відновлюється після запліднення, тобто злиття материнської та батьківської клітини. В результаті злиття двох гамет утворюється зигота з повним набором хромосом.

Зменшення числа хромосом при мейозі дуже важливе, тому що в іншому випадку при кожному розподілі число хромосом збільшувалося б. Завдяки редукційному поділу підтримується постійне число хромосом.

Порівняльна характеристика

Відмінність мітозу і мейозу полягає в тривалості фаз і процесах, що відбуваються в них. Нижче пропонуємо вам таблицю "Мітоз і мейоз", де вказані основні відмінності двох способів поділу. Фази мейозу такі ж, як і у мітозу. Детальніше дізнатися про подібності та відмінності двох процесів ви зможете у порівняльній характеристиці.

Фази	Мітоз	Мейоз
		Перший поділ	Другий поділ
Інтерфаза	Набір диплоїдних хромосом материнської клітини. Синтезується білок, АТФ та органічні речовини. Хромосоми подвоюються, утворюються дві хроматиди, з'єднані центроміром.	Диплоїдний набір хромосом. Відбуваються ті ж дії, що і за мітозу. Відмінністю є тривалість, особливо під час утворення яйцеклітин.	Гаплоїдний набір хромосом. Синтез відсутня.
	Нетривала фаза. Розчиняються ядерні мембрани та ядерце, формується веретено поділу.	Займає більше часу, ніж за мітозу. Також зникають ядерна оболонка та ядерце, формується веретено поділу. Крім цього спостерігається процес кон'югації (зближення та злиття гомологічних хромосом). При цьому відбувається кросинговер – обмін генетичної інформації на деяких ділянках. Після хромосоми розходяться.	За тривалістю – коротка фаза. Процеси такі ж, як і за мітозу, тільки з гаплоїдними хромосомами.
Метафаза	Спостерігається спіралізація та розташування хромосом в екваторіальній частині веретену.	Аналогічно мітозу	Теж, що і за мітозу, тільки з гаплоїдним набором.
	Центроміри поділяються на дві самостійні хромосоми, які розходяться до різних полюсів.	Поділ центромір не відбувається. До полюсів відходить одна хромосома, що складається із двох хроматид.	Аналогічно мітоз, тільки з гаплоїдним набором.
Телофаза	Цитоплазма поділяється на дві однакові дочірні клітини з диплоїдним набором, утворюються ядерні мембрани з ядерцями. Веретено поділу зникає.	По тривалості нетривала фаза. Гомологічні хромосоми розташовуються у різних клітинах із гаплоїдним набором. Цитоплазма ділиться не завжди.	Цитоплазма поділяється. Утворюється чотири гаплоїдні клітини.

Рис. 3. Порівняльна схема мітозу та мейозу

Що ми дізналися?

У природі розподіл клітин відрізняється залежно від призначення. Так, наприклад, нестатеві клітини діляться шляхом мітозу, а статеві – мейозу. Ці процеси мають схожі схеми розподілу деяких етапах. Головною відмінністю є кількість хромосом в утвореного нового покоління клітин. Так при мітоз у новоствореного покоління диплоїдний набір, а при мейозі гаплоїдний набір хромосом. Час протікання фаз розподілу також різняться. Велику роль життєдіяльності організмів грають обидва способу поділу. Без мітозу не проходить жодне оновлення старих клітин, репродукція тканин та органів. Мейоз допомагає підтримувати постійну кількість хромосом у новоствореному організмі при розмноженні.

Тест на тему

Оцінка доповіді

Середня оцінка: 4.3. Усього отримано оцінок: 3417.

При статевому розмноженні дочірній організм виникає внаслідок злиття двох статевих клітин ( гамет) та подальшого розвитку із заплідненої яйцеклітини - зиготи.

Статеві клітини батьків мають гаплоїдний набор ( n) хромосом, а в зиготі при об'єднанні двох таких наборів число хромосом стає диплоїдним (2 n): кожна пара гомологічних хромосом містить одну батьківську та одну материнську хромосому.

Гаплоїдні клітини утворюються з диплоїдних у результаті особливого клітинного поділу – мейозу.

Мейоз - різновид мітозу, в результаті якого з диплоїдних (2п) соматичних клітин статевих жлез утворюються гаплоїдні гамети (1n). При заплідненні ядра гамети зливаються і відновлюється диплоїдний набір хромосом. Таким чином, мейоз забезпечує збереження постійного для кожного виду набору хромосом та кількості ДНК.

Мейоз є безперервним процесом, що складається з двох послідовних поділів, званих мейозом I і мейозом II. У кожному розподілі розрізняють профазу, метафазу, анафазу та телофазу. В результаті мейозу I число хромосом зменшується вдвічі ( редукційний поділ):при мейозі II гаплоїдність клітин зберігається (Екваційний поділ).Клітини, які вступають у мейоз, містять генетичну інформацію 2n2хр (рис. 1).

У профазі мейозу відбувається поступова спіралізація хроматину з утворенням хромосом. Гомологічні хромосоми зближуються, утворюючи загальну структуру, що складається з двох хромосом (бівалент) та чотирьох хроматид (тетрада). Дотик двох гомологічних хромосом по всій довжині називається кон'югацією. Потім між гомологічними хромосомами з'являються сили відштовхування, і хромосоми спочатку поділяються в ділянці центромір, залишаючись з'єднаними в ділянці плечей, і утворюють перехрести (хіазми). Розбіжність хроматид поступово збільшується, і перехрести зміщуються до кінцях. У процесі кон'югації між деякими гомологічними хроматидами хромосом може відбуватися обмін ділянками - кросинговер, що призводить до перекомбінації генетичного матеріалу. До кінця профази розчиняються ядерна оболонка та ядерця, формується ахроматинове веретено поділу. Зміст генетичного матеріалу залишається тим самим (2n2хр).

У метафазімейозу I біваленти хромосом розташовуються в екваторіальній площині клітини. У цей час спіралізація їх досягає максимуму. Зміст генетичного матеріалу не змінюється (2п2хр).

В анафазімейоз I гомологічні хромосоми, що складаються з двох хроматид, остаточно відходять один від одного і розходяться до полюсів клітини. Отже, з кожної пари гомологічних хромосом до дочірньої клітини потрапляє лише одна - число хромосом зменшується вдвічі (відбувається редукція). Зміст генетичного матеріалу стає 1n2хр у кожного полюса.

У телофазівідбувається формування ядер та поділ цитоплазми – утворюються дві дочірні клітини. Дочірні клітини містять гаплоїдний набір хромосом, кожна хромосома – дві хроматиди (1n2хр).

Інтеркінез- короткий проміжок між першим та другим мейотичним поділом. У цей час не відбувається реплікації ДНК, і дві дочірні клітини швидко вступають у мейоз II, що протікає на кшталт мітозу.

Рис. 1. Схема мейозу (показана одна пара гомологічних хромосом). Мейоз I: 1, 2, 3. 4. 5 – профаза; 6-метафаза; 7 – анафаза; 8 – телофаза; 9 – інтеркінез. Мейоз ІІ; 10 -метафаза; II-анафаза; 12 – дочірні клітини.

У профазімейозу II відбуваються ті ж процеси, що і в профазі мітозу. У метафазі хромосоми розташовуються в екваторіальній площині. Змін вмісту генетичного матеріалу немає (1n2хр). В анафазі мейозу II хроматиди кожної хромосоми відходять до протилежних полюсів клітини, і вміст генетичного метеріалу у кожного полюса стає lnlxp. У телофазі утворюються 4 гаплоїдні клітини (lnlxp).

Таким чином, в результаті мейозу з однієї диплоїдної материнської клітини утворюються 4 клітини з набором гаплоїдним хромосом. Крім того, в профазі мейозу I відбувається перекомбінація генетичного матеріалу (кросинговер), а в анафазі I та II - випадкове відходження хромосом і хроматид до одного або іншого полюса. Ці процеси є причиною комбінативної мінливості.

Біологічне значення мейозу:

1) є основним етапом гаметогенезу;

2) забезпечує передачу генетичної інформації від організму до організму за статевого розмноження;

3) дочірні клітини генетично не ідентичні материнській та між собою.

Також біологічне значення мейозу полягає в тому, що зменшення числа хромосом необхідне при утворенні статевих клітин, оскільки при заплідненні ядра гамет зливаються. Якби зазначеної редукції не відбувалося, то в зиготі (отже, і в усіх клітинах дочірнього організму) хромосом ставало б удвічі більшим. Однак це суперечить правилу сталості числа хромосом. Завдяки мейозу статеві клітини гаплоїдні, а при заплідненні в зиготі відновлюється набір диплоїдний хромосом (рис. 2 і 3).

Рис. 2. Схема гаметогенезу: ? - сперматогенез; ? - овогенез

Рис. 3.Схема, що ілюструє механізм збереження диплоїдного набору хромосом при статевому розмноженні

Узагальнюючий урок

Ціль: виявити ознаки подібності та відмінності у процесах мітозу та мейозу; зробити висновок про їхнє біологічне значення.

Завдання:

Освітні:

Актуалізувати знання учнів про різні види поділу клітини (мітоз, амітоз, мейоз);

Сформувати уявлення про основні риси подібності та відмінності між процесами мітозу та мейозу, їх біологічної сутності.

Розвиваюча:

Продовжити роботу над розвитком навичок аналізувати та порівнювати процеси поділу клітини.

Виховна:

Розвивати пізнавальний інтерес до інформації з різних галузей науки.

Обладнання: комп'ютер з мультимедійним проектором, відео «мейоз» .

План уроку:

1. Організаційний момент (1,5 хв)

2. Актуалізація знань, основних термінів, пов'язаних із процесами розподілу клітини (7 хв)

3. Узагальнення знань про процеси мітозу та мейозу (10 хв)

4. Практична робота «Риси подібності та відмінності між мітозом і мейозом» (11 хв)

5. Закріплення знань (10 хв)

6. Домашнє завдання (2 хв)

7. Підбиття підсумків (2 хв)

Хід уроку

Організаційний момент

Пояснення мети уроку, завдань уроку, особливості проведення уроку

2. Актуалізація знань, основних термінів, понять, пов'язаних із процесами поділу клітини: (учні дають визначення термінам)

Мітоз;

Мейоз;

Статеві, соматичні клітини;

Гаплоїдний, диплоїдний набір хромосом;

Редукційний поділ;

Кон'югація хромосом;

Кросинговер

3. Узагальнення знань про процеси мітозу та мейозу

А) Користуючись схемою на слайді, учні розповідають назву кожної фази мітозу (пояснюючи основні процеси у кожній фазі).

Б) Пояснюють результат мітозу.

В) Робота з мікроскопом – розглянути мікропрепарат «Мітоз корінця цибулі» виявити фазу мітозу, яку учні побачили під мікроскопом.

Г) Розмова про результати мітозу

Д) Розмова про біологічне значення мітозу

А) Перегляд фрагмента навчального фільму «Сутність мейозу»

Б) Розмова про результати мейозу

Д) Розмова про біологічне значення мейозу

3. Практична робота «Риси подібності та відмінності між мітозом і мейозом» з використанням мультимедійної презентації «Порівняння мітозу та мейозу»(Додаток № 2)

Учні самостійно заповнюють таблицю Риси подібності та відмінності між мітозом та мейозом

Таблиця «Порівняння мітозу та мейозу»

Порівняння	Мітоз	Мейоз
Подібність	Мають однакові фази поділу. Відбувається редуплікація ДНК та спіралізація хромосом (перед мітозом та мейозом)
Відмінності	Один поділ	Два поділки
	У метафазі всі подвоєні хромосоми шикуються за екватором окремо	Гомологічні подвоєні хромосоми вишиковуються за екватором парами (бівалентами)
	Немає кон'югації	Є кон'югація
	Подвоєння ДНК відбувається в інтерфазі, яка поділяє два поділки	Між 1 і 2 поділом немає інтерфази, подвоєння ДНК не відбувається
	Утворюються 2 диплоїдні (соматичні) клітини	Утворюються 4 гаплоїдні (статеві) клітини
	Відбувається у соматичних клітинах	Відбувається в статевих клітинах, що дозрівають.
	Лежить в основі безстатевого розмноження	Лежить в основі статевого розмноження

Правильність заповнення таблиці перевіряється за допомогою слайдів презентації

6. Закріплення знань

Виконання тесту (два варіанти) (Додаток № 3)

7. Домашнє завдання

Повторити параграф

8. Підведення підсумків.

Оцінка роботи класу та окремих учнів. Аргументація виставлених оцінок, зауваження щодо уроку, пропозиції щодо можливих змін на наступних уроках.

Методична література:

А.А.Каменський, Є.А.Кріксунов, В.В.Пасічник. Загальна біологія, 10–11 класи. М., "Дрофа", 2009

Біологія, 10 клас Поурочні плани. Видавництво «Вчитель – АСТ», 2005

А.В.Кулев. Загальна біологія, 11 клас. Методичний посібник. Санкт-Петербург, "Паритет", 2001

О.А.Пепеляєва, І.В.Сунцова. Універсальні поурочні розробки із загальної біології. Москва, "ВАКО", 2006

С.С.Красновидова. Дидактичні матеріали із загальної біології, 10-11 класи. Москва, «Освіта», 2000

Уроки біології Кирила та Мефодія. Загальна біологія, 10 клас (СD-ROMforWindows)

Встановіть послідовність стадії мітозу.

Відповідь_______________________________2,1,4,3

Додаток №1.

Відповідь: 4, 5,9,7,1,3,2,8,6

Співвіднесіть відмітні ознаки та типи поділу клітини:

(1 варіант – для мітозу; 2 варіант – для мейозу)

Відмінні ознаки

1. Відбувається один поділ

2. Гомологічні подвоєні хромосоми вишиковуються по екватору парами (бівалентами)

3. Немає кон'югації

4. Підтримує постійне число хромосом виду з покоління до покоління

5. Два послідовні поділки

6. Подвоєння молекул ДНК відбувається в інтерфазі, що розділяє два поділки.

7. Утворюються чотири гаплоїдні клітини (статеві клітини)

8. Між першим та другим розподілом немає інтерфази, і не відбувається подвоєння молекул ДНК

9. Є кон'югація

10. Утворюються дві диплоїдні клітини (соматичні клітини)

11. У метафазі по екватору вишиковуються всі подвоєні хромосоми окремо

12. Забезпечує безстатеве розмноження, регенерацію втрачених частин, заміщення клітин у багатоклітинних організмів.

13. Забезпечує стабільність каріотипу соматичних клітин протягом усього життя

14. Є одним із механізмів виникнення спадкової мінливості (комбінативної мінливості)

Типи поділу клітин:

А) мітоз

в) мейоз

Відповіді: 1-1,3,6,10,11,12,13 2-2,4,5,7,8,9,14

Пропрацювавши ці теми, Ви повинні вміти:

1. Перелічити рівні організації живої матерії та ознаки, що характеризують живий організм.
2. Коротко розповісти про те, як відбувається реплікація ДНК.
3. Описати будову хромосоми еукаріотичної клітини.
4. Перерахувати основні події мітозу та охарактеризувати функцію мітозу при клітинному поділі.
5. Вказати відмінність мітозу від мейозу.
6. Розповісти про значення мейозу та запліднення у здійсненні спадкоємності між поколіннями.
7. Вказати закономірності індивідуального розвитку.
8. Обговорити переваги, що є у організмів із чергуванням статевого та безстатевого розмноження протягом життєвого циклу.
9. Розповісти про переваги та недоліки статевого розмноження порівняно з безстатевим.
10. Навести докази на користь гіпотези про те, що майже за всіх систем схрещування право вибору належить самці.
11. Розглянути можливі причини моногамії у людини.

Іванова Т.В., Калінова Г.С., М'ягкова О.М. "Спільна біологія". Москва, "Освіта", 2000

• Тема 8. "Мітоз. Мейоз." §19-22 стор. 53-62
• Тема 9. "Індивідуальний розвиток організму. Типи розмноження організмів." §23-24 стор. 65-68

Що супроводжується зменшенням числа хромосом удвічі. Він складається з двох послідовностей, що йдуть поділів, що мають ті ж фази, що і мітоз. Однак, як показано в таблиці «Порівняння мітозу та мейозу», тривалість окремих фаз і процеси, що відбуваються в них, значно відрізняються від процесів, що відбуваються при мітозі.

Ці відмінності переважно полягають у наступному.

У мейозі профаза Iбільш тривала. У ній відбувається кон'югація(з'єднання гомологічних хромосом) та обмін генетичною інформацією. В анафазі I центроміри, що скріплюють хроматиди, не діляться, а до полюсів відходить одна з гомологмейозів мітозу та інших хромосом. Інтерфазаперед другим розподілом дуже коротка, у ній ДНК не синтезується. Клітини ( галити), що утворюються в результаті двох мейотичних поділів, містять гаплоїдний (одінарний) набір хромосом. Диплоїдність відновлюється при злитті двох клітин - материнської та батьківської. Запліднену яйцеклітину називають зиготою.

Мітоз та його фази

Мітоз, або непрямий поділ, Найбільш поширений у природі. Мітоз лежить в основі поділу всіх нестатевих клітин (епітеліальних, м'язових, нервових, кісткових та ін.). Мітозскладається із чотирьох послідовних фаз (див. далі таблицю). Завдяки мітозузабезпечується рівномірний розподіл генетичної інформації батьківської клітини між дочірніми. Період життя клітини між двома мітозами називають інтерфазою. Вона в десятки разів триваліша за мітоз. У ній відбувається ряд дуже важливих процесів, що передують поділу клітини: синтезуються молекули АТФ і білків, подвоюється кожна хромосома, утворюючи дві сестринські хроматиди, скріплені загальною центромірою, збільшується кількість основних органоїдів цитоплазми

У профазіспіралюються і внаслідок цього потовщуються хромосоми, що складаються з двох сестринських хроматид, що утримуються разом центроміром. До кінця профазиядерна мембрана та ядерця зникають і хромосоми розосереджуються по всій клітині, центріолі відходять до полюсів та утворюють веретено поділу. У метафазі відбувається подальша спіралізація хромосом. У цю фазу вони добре видно. Їхні центроміри розташовуються за екватором. До них прикріплюються нитки веретена поділу.

В анафазіцентроміри діляться, сестринські хроматиди відокремлюються один від одного і за рахунок скорочення ниток веретена відходять до протилежних полюсів клітини.

У телофазіцитоплазма ділиться, хромосоми розкручуються, знову утворюються ядерця та ядерні мембрани. У тварин клітинахцитоплазма перешнуровується, у рослинних- у центрі материнської клітини утворюється перегородка. Так із однієї вихідної клітини (материнської) утворюються дві нові дочірні.

Таблиця - Порівняння мітозу та мейозу

Фаза	Мітоз	Мейоз
		1 розподіл	2 поділ
Інтерфаза	Набір хромосом 2n. Йде інтенсивний синтез білків, АТФ та інших органічних речовин. Подвоюються хромосоми, кожна виявляється що складається із двох сестринських хроматид, скріплених загальною центромірою.	Набір хромосом 2n Спостерігаються ті ж процеси, що і в мітозі, але триваліша, особливо при утворенні яйцеклітин.	Набір гаплоїдний хромосом (n). Синтез органічних речовин відсутній.
Профаза	Нетривала, відбувається спіралізація хромосом, зникають ядерна оболонка, ядерце, утворюється веретено поділу.	Більше тривала. На початку фази самі процеси, як у мітозі. Крім того, відбувається кон'югація хромосом, при якій гомологічні хромосоми зближуються по всій довжині та скручуються. При цьому може відбуватися обмін генетичною інформацією (перехрест хромосом) – кросинговер. Потім хромосоми розходяться.	Коротка; самі процеси, як у мітозі, але за n хромосом.
Метафаза	Відбувається подальша спіралізація хромосом, їх центроміри розташовуються за екватором.	Відбуваються процеси, аналогічні тим, що у мітозі.
Анафаза	Центроміри, що скріплюють сестринські хроматиди, діляться, кожна з них стає новою хромосомою та відходить до протилежних полюсів.	Центроміри не діляться. До протилежних полюсів відходить одна з гомологічних хромосом, що складається з двох хроматид, скріплених загальною центроміром.	Відбувається те саме, що й у мітозі, але за n хромосом.
Телофаза	Діляється цитоплазма, утворюються дві дочірні клітини, кожна із диплоїдним набором хромосом. Зникає веретено поділу, формуються ядерця.	Триває недовго Гомологічні хромосоми потрапляють до різних клітин з гаплоїдним набором хромосом. Цитоплазма ділиться який завжди.	ділиться цитоплазма. Після двох мейотичних поділів утворюється 4 клітини з набором гаплоїдним хромосом.

Таблиця порівняння мітозу та мейозу.