Модель-аппликация Деление клетки. Митоз и мейоз

1. Назначение пособия
Пособие предназначено для использования в качестве демонстрационного материала в средней общеобразовательной школе в курсе общей биологии. Также данное пособие можно использовать в ВУЗах, на занятиях по цитологии. Модель предназначена для изучения процессов деления соматической клетки (митоз) и образования половых клеток (мейоз).

2. Устройство пособия

Пособие включает в себя 19 карточек с различных стадий деления клетки из которых собираются две схемы: "Митоз" и "Мейоз". Некоторые карточки используются в обеих схемах.

Все карточки покрыты матовой антибликовой ламинирующей пленкой и снабжены магнитным креплением, позволяющим монтировать приведенную ниже схему на магнитной доске или экране.

Комплектация

Карточки с изображениями начальных стадий деления, используются в обеих схемах - 2 шт. (№ З1-З2)
Карточки используются в схеме "Митоз" - 7 шт. (№ З3 - З8)
Карточки используются в схеме "Мейоз" - 10 шт. (№ З9-З16)
3. Методика работы с моделью

Митоз

В данном изложении модель предназначена для закрепления материала по темам "Митоз" и "Мейоз". При желании ее можно использовать для объяснения темы. В этом случае методика остается прежней, но преподаватель в процессе объяснения сам отвечает на поставленные вопросы.

Прикрепить карточку З1. Спросить учащихся: "Что изображено на карточке: митоз или интерфаза? Почему интерфаза должна обязательно предшествовать митозу?"
Прикрепить карточку З2.
Вопросы: Какие структуры видны в ядре? Какая это фаза митоза? Имеет ли клетка ядро?
Прикрепить карточку З3.
Вопросы: Какие новые структуры появились на этой карточке? Какая это фаза митоза?
Прикрепить карточку З4.
Вопросы: Какая это фаза митоза? Есть ли в клетке ядро? Где расположены хромосомы? Сколько хроматид в каждой хромосоме? Сколько молекул ДНК в каждой хроматиде? Что такое веретено деления? Какую роль оно играет в митозе? К каким участкам хромосом прикрепляются нити веретена деления?
Схема сборки модели

Прикрепить карточку З5.
Вопросы: Какая это фаза митоза? С чего она начинается? Что изображено на карточке? Сколько хроматид в каждой хромосоме в анафазе? Покажите на карточке сестринские хроматиды каждой хромосомы.
Прикрепить карточку З6.
Вопросы: Что образовалось вокруг хромосом на полюсах клетки? Какая это фаза митоза?
Прикрепить карточку З7.
Вопросы: Чем завершается телофаза? Сколько образовалось клеток из одной исходной? Отличаются ли они по количеству хромосом друг от друга и от исходной клетки? Сколько хроматид содержит каждая хромосома? Когда произойдет удвоение хромосом? Сколько ядер стало в клетке? Сколько хромосом в каждом ядре?
Прикрепить карточки З8.
Вопросы: Что изображено на данных карточках? Что произойдет с каждой клеткой после интерфазы? В чем состоит общебиологическое значение митоза?
Для закрепления материала следует вызвать ученика к доске и попросить его расположить под схемой карточки с названием фаз митоза в соответствии со схемой.

Мейоз

Прикрепить карточку З1.
Вопросы: Какой это период в жизни клетки? В чем значение интерфазы? Что находится в ядре клетки в интерфазе? Что происходит с хромосомами в интерфазе? Почему их не видно под микроскопом?
2.Вопросы: Сколько делений клетки следует друг за другом в мейозе? Есть ли между ними интерфаза? На какие фазы делится каждое деление? Какое деление более длительное: мейоз 1 или мейоз 2?
Рассмотрим профазу мейоза 1. Прикрепить карточки З2, З9, З10.
Вопросы: С чего начинается профаза 1? Сколько хроматид в каждой хромосоме? Сохраняется ли целостность ядра? Когда оно разрушается? Что начинает формироваться на полюсах клетки? Что происходит с гомологичными хромосомами? Какие хромосомы называются гомологичными? Перекрест хромосом (изображен на карточке №10) происходит между сестринскими хроматидами или нет? В чем значение обмена участками между гомологичными хромосомами? Сохраняется ли связь между гомологичными хромосомами в конце профазы и в метафазе мейоза 1?
Прикурепить карточки № З11.
Вопросы: Какая это фаза мейоза 1? Что изображено на карточке? Сколько пар хромосом расположится на экваторе в мейозе 1 у человека, если в его диплоидном наборе их 46.
Прикрепить карточку № З12.
Вопросы: Какая это фаза мейоза 1? Что образовалось вокруг хромосом на полюсах клетки? Сколько хромосом в каждом ядре? Сколько хроматид в каждой хромосоме? Есть ли отличия между хромосомами в двух ядрах? В чем причина этого отличия?
Прикрепить карточку № З12.
Вопросы: Какая это фаза мейоза 1? Что происходит с цитоплазмой? Сколько клеток образовалось в результате мейоза 1? Какой набор хромосом в каждой клетке? Сколько клеток вступит во второе мейотическое деление? Будет ли интерфаза между первым и вторым мейозом?
Вопрос: Дайте характеристику второму делению мейоза.
Прикрепить карточки № З13 и З14.
Вопросы: Что изображено на этих карточках? Какая это фаза мейоза 2?. Сколько хромосом в каждом ядре? Сколько хроматид в каждой хромосоме? Что расходится к разным полюсам клетки в анафазе мейоза 2? Различаются ли между собой хромосомы в каждом ядре? В чем причина этого различия?
Прикрепить карточки З15 и З16 по две каждой. (Изображают образовавшиеся в результате мейоза половые клетки - сперматозоиды).
Вопросы: Сколько клеток образовалось в результате мейоза? Какой набор хромосом в каждой клетке? В чем значение перекреста хромосом? В чем биологическое значение мейоза?
4. Теория вопроса

Митоз

Митоз - это типичное клеточное деление, характерное для всех клеток эукариот: и животных, и растений, и грибов. Продолжительность митоза 1,5 - 2 часа. В это время в клетках разрушается ядро, в цитоплазме видны хромосомы, на полюсах клетки из микротрубочек образуется веретено деления, и с помощью веретена деления хромосомы очень правильно распределяются между полюсами клетки. В промежутке между митозами, который длится сутки и более, в клетках есть ядро, и хромосом в ядре не видно.

В хромосомах в суперскрученном состоянии находятся очень длинные двуспиральные молекулы ДНК. В каждой хроматиде одной хромосомы находятся две одинаковые молекулы ДНК. В митозе каждая хромосома распадается на две хроматиды, и хроматиды каждой хромосомы расходятся к разным полюсам клетки. После митоза каждая хромосома состоит из одной хроматиды, и содержит одну двуспиральную молекулу ДНК.

Когда митоз закончился, и в новых клетках образовались ядра, то суперскрученные молекулы ДНК, находящиеся в хромосомах, раскручиваются. Хромосомы теряют свои очертания, становятся длиннее в сотни раз, и их не видно под микроскопом. Такое состояние хромосом называется хроматином. Именно в хроматине происходит удвоение молекул ДНК. После удвоения ДНК каждая невидимая глазом хромосома состоит опять из двух хроматид. После этого клетка опять может вступить в митоз.

Промежуток времени между двумя митозами называется интерфазой. В интерфазе в клетках есть ядра, а в ядрах присутствует хроматин. В митозе ядра разрушаются, и из хроматина образуются хромосомы. Значение хромосом состоит в том, чтобы правильно распределить генетическую информацию, находящуюся в молекулах ДНК, между дочерними клетками.

Биологическое значение митоза состоит в том, что в результате митоза из одной диплоидной клетки образуются две диплоидные полностью одинаковые по наследственной информации.

Процесс митоза представляет собой последовательность событий, происходящих в клетке. Его разбивают на четыре, следующие друг за другом фазы, или периоды: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

С началом профазы в ядрах из хроматина образуются хромосомы. Каждая хромосома состоит из двух хроматид, так как в интерфазе произошло удвоение хромосом. Хроматиды в хромосоме соединены между собой в районе первичной перетяжки. В конце профазы образуется веретено деления. Оно образуется с помощью двух клеточных центров, расположенных на противоположных полюсах клетки. Нити веретена деления тянутся от полюсов клетки к экватору. В конце профазы ядро разрушается, и хромосомы оказываются в цитоплазме.

В метафазе хромосомы связаны с нитями веретена деления в районах первичных перетяжек. С помощью нитей веретена деления хромосомы перемещаются в цитоплазме клеток и постепенно занимают место в центральной части клетки, в плоскости экватора.

Анафаза начинается с того, что все хромосомы одновременно распадаются на две сестринские хроматиды, которые содержат одинаковые молекулы ДНК. С помощью нитей веретена деления сестринские хроматиды каждой хромосомы расходятся к противоположным полюсам клетки. Каждая хроматида становится хромосомой, но она состоит только из одной хроматиды.

В телофазе на полюсах клетки вокруг хромосом образуются ядра. В каждом ядре, сколько было хромосом в материнской клетке, столько и осталось. В конце телофазы цитоплазма клетки делится надвое. Хромосомы раскручиваются и переходят в состояние хроматина.

В итоге из одной материнской клетки получаются две дочерние. По завершению митоза в каждой из этих клеток опять начинается интерфаза. Цикл повторяется заново.

Мейоз

Мейоз - это особый тип клеточного деления, который связан с процессом полового размножения. В результате мейоза из одной диплоидной клетки образуются четыре гаплоидные клетки. Из гаплоидных клеток образуются половые клетки: сперматозоиды и яйцеклетки, способные к оплодотворению. В мейозе происходит сложный процесс, за счет которого получившиеся клетки будут отличаться друг от друга по качеству наследственной информации.

Перед мейозом, так же как и перед митозом, обязательно проходит интерфаза, в которой удваивается ДНК. Удвоение ДНК приводит к тому, что каждая хромосома состоит из двух хроматид.

Мейоз состоит из двух клеточных делений, следующих друг за другом. Между двумя делениями мейоза интерфаза отсутствует.

Каждое из двух делений мейоза подразделяется, как и митоз, на четыре последовательные стадии: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.

Первое деление мейоза - очень длительное. Оно может продолжаться в течение многих суток. В профазе этого мейоза происходят сложные процессы.

В профазе мейоза 1 сначала из хроматина в ядрах образуются хромосомы, состоящие из двух хроматид. На полюсах клетки начинают формироваться структуры веретена деления. Ядро в течение длительного времени не разрушается. В нем происходит спаривание гомологичных хромосом. В каждой паре - одна хромосома отцовская, другая - материнская. Парные гомологичные хромосомы прочно соединяются друг с другом с помощью специальных белков. В образовавшихся структурах происходит перекрест хромосом, и гомологичные хромосомы обмениваются идентичными участками. После того, как обмен участками произошел, прочность связи между гомологичными хромосомами ослабевает. В самом конце профазы разрушается ядро. Спаренные хромосомы оказываются в цитоплазме. Окончательно формируется веретено деления. Нити веретена деления соединяются с хромосомами.

В метафазе мейоза 1 спаренные гомологичные хромосомы с помощью нитей веретена деления перемещаются в центральную часть клетки, размещаясь в экваториальной плоскости. Они могут быть связаны между собой своими концами.

В анафазе мейоза 1 спаренные гомологичные хромосомы окончательно отделяются друг от друга и с помощью веретена деления расходятся к разным полюсам клетки. Количество хромосом на каждом полюсе уменьшается в два раза. Каждая хромосома состоит из двух хроматид.

В телофазе мейоза 1 вокруг хромосом на полюсах клетки образуются ядра, и цитоплазма делится надвое. Из одной диплоидной клетки образуются две гаплоидные клетки.

Второе деление мейоза происходит как обычный митоз.

6. Правила хранения

Хранить модель следует в сухом отапливаемом помещении, при температуре около 15-250С и влажности не более 80%.

После демонстрации рекомендуется проверить комплектность модели.