Биология. Общие закономерности. 9 класс - Сергей Мамонтов

В метафазе спирализация хромосом достигает максимума; укороченные хромосомы располагаются в экваториальной плоскости клетки. Сами хромосомы в этот период состоят из двух сестринских хроматид, соединённых только в области центромеры. Митотическое веретено уже полностью сформировано. Его нити присоединяются к центромерам хромосом.

Рис. 19. Схема митотического деления клетки

В анафазе центромера каждой из хромосом разделяется, и с этого момента хроматиды становятся самостоятельными дочерними хромосомами. Нити веретена, прикреплённые к центромерам, тянут хромосомы к полюсам клетки. Таким образом, в анафазе хроматиды удвоенных ещё в интерфазе хромосом становятся самостоятельными хромосомами и расходятся к полюсам клетки. В этот момент в клетке находятся два диплоидных набора хромосом. Завершается митоз телофазой. Хромосомы, собравшиеся у полюсов, деспирализуются и становятся плохо видимыми. Из мембранных структур эндоплазматической сети цитоплазмы образуется ядерная оболочка. В клетках животных цитоплазма делится путём перетяжки тела клетки на две меньших размеров, каждая из которых содержит один диплоидный набор хромосом. В клетках растений цитоплазматическая мембрана возникает в середине клетки и распространяется к периферии, разделяя клетку пополам. После образования поперечной цитоплазматической мембраны у растительных клеток появляется целлюлозная стенка.

Рис. 20. Митоз: А – в клетках кожи тритона; Б – в клетках корешка лука. Видны клетки, находящиеся в стадии: 1 – интерфазы; 2 – профазы; 3, 4 – метафазы; 5, 6 – ранней и поздней анафазы; 7 – телофазы

В митотическом цикле клетки митоз – относительно короткая стадия, продолжающаяся обычно от 0,5 до 3 ч. Все дочерние клетки, образовавшиеся в результате митоза, содержат одинаковый набор хромосом и одни и те же гены. Следовательно, митоз – это способ деления клеток, заключающийся в точном распределении генетического материала между дочерними клетками. В результате митоза обе дочерние клетки получают диплоидный набор хромосом.

Биологическое значение митоза огромно. Постоянство строения и правильность функционирования органов и тканей многоклеточного организма были бы невозможны без сохранения одинакового набора генетического материала в бесчисленных клеточных поколениях. Митоз обеспечивает такие важные моменты жизнедеятельности, как эмбриональное развитие, рост, восстановление органов и тканей после повреждения, поддержание структурной целостности тканей при постоянной утрате клеток в процессе их функционирования (замещение погибших эритроцитов, слущивающихся клеток кожи, эпителия кишечника и пр.).

Вопросы для повторения и задания

1. Что такое жизненный цикл клетки?

2. Чем митотический цикл клетки отличается от жизненного цикла?

3. Почему при подготовке к делению клетки обязательно должно произойти удвоение молекул ДНК?

4. В чём заключается подготовка клетки к митозу?

5. Составьте и заполните таблицу «Фазы митоза».

6. Объясните, почему в клетках растений и в клетках животных деление цитоплазмы происходит по-разному.

7. Вместе с товарищами по классу сделайте коллаж «Значение митоза в природе».

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

• Найдите в Интернете сайты, материалы которых могут служить дополнительным источником информации, раскрывающим содержание ключевых понятий параграфа.

• Подготовьтесь к следующему уроку. Используя дополнительные источники информации (книги, статьи, ресурсы сети Интернет и др.), сделайте сообщение по ключевым словам и словосочетаниям следующего параграфа.

9. Клеточная теория строения организмов

Вспомните!

• Теория • Гипотеза • Постулат • Аксиома

• Неклеточные формы жизни

Как вам уже известно, клетка служит основой строения всех живых организмов: растений, животных, грибов и микроорганизмов. Для прокариот и простейших, низших грибов и некоторых водорослей понятия «клетка» и «организм» совпадают. Можно сказать, что клетка – это элементарная биологическая система, способная к самообновлению, самовоспроизведению и развитию.

Такое представление о клетке установилось в науке не сразу. Сама клетка (точнее, клеточная оболочка) была открыта в XVII в. английским физиком Р. Гуком. Рассматривая под микроскопом срез пробки, Гук обнаружил, что она состоит из ячеек, разделённых перегородками. Эти ячейки он назвал клетками. Долгое время главной частью клетки считали её оболочку. Лишь в XIX в. учёные обратили внимание на полужидкое студенистое содержимое, заполняющее клетку. В 1831 г. английский ботаник Б. Броун обнаружил в клетках ядро. Это открытие послужило важной предпосылкой для установления сходства между клетками растений и животных. Ботаник М. Шлейден доказал, что ядро есть в любой растительной клетке.

В конце 30-х гг. XIX в. зоолог Т. Шванн, обобщив накопленные сведения о строении живых организмов, пришёл к заключению, что клетка – их главная структурная единица и что именно образование клеток обусловливает рост и развитие тканей.

Клеточная теория строения была сформулирована и опубликована Т. Шванном в 1839 г. 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.

Позднее клеточная теория была развита многими учёными. Немецкий врач Р. Вирхов доказал, что вне клеток нет жизни, что главная составная часть клетки – ядро и что клетки образуются только от клеток. Дальнейшее совершенствование микроскопической техники, создание электронного микроскопа и появление методов молекулярной биологии позволили глубже проникнуть в тайны клетки, познать её сложную структуру и многообразие протекающих в ней биохимических процессов.

В настоящее время основные положения клеточной теории можно сформулировать следующим образом:

1) клетка является структурно-функциональной единицей, а также единицей развития всех живых организмов;

2) все клетки имеют сходное строение, химический состав и общие принципы жизнедеятельности;

3) клетки образуются только делением предшествующих им клеток;

4) клеточное строение организмов – свидетельство того, что всё живое имеет единое происхождение.

Неклеточные формы жизни – вирусы и бактериофаги – устроены проще, чем клетки даже самых примитивных бактерий. Их организацию вы изучили в предыдущих курсах биологии.

Вопросы для повторения и задания

1. Подготовьте сообщение или презентацию «История открытия клетки».

2. Изложите основные положения современной клеточной теории.

3. Согласны ли вы с утверждением, что клеточная теория не могла быть создана одним человеком, её появление – результат труда многих поколений учёных? Объясните свою точку зрения.

4. Почему существование неклеточной формы жизни – вирусов – не противоречит основным положениям клеточной теории?

5. Почему создание клеточной теории зависело от развития и совершенствования техники?

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

• Найдите в Интернете сайты, материалы которых могут служить дополнительным источником информации, раскрывающим содержание ключевых понятий параграфа.

• Подготовьтесь к следующему уроку. Используя дополнительные источники информации (книги, статьи, ресурсы сети Интернет и др.), сделайте сообщение по ключевым словам и словосочетаниям следующего параграфа.

Раздел 2. Размножение и индивидуальное развитие организмов

Способность к размножению, или самовоспроизведению, – одна из важнейших характеристик органической природы. Размножение – свойство, присущее всем без исключения живым организмам, от бактерий до млекопитающих.

Существование любого вида животных и растений, бактерий и грибов, преемственность между родительскими особями и их потомством поддерживаются только благодаря размножению. Способы размножения у различных организмов могут очень сильно отличаться друг от друга, но в основе любого размножения лежит деление клетки.

Тесно связано с самовоспроизведением и другое свойство живых организмов – развитие. Оно также присуще всему живому на Земле: и мельчайшим одноклеточным организмам, и многоклеточным растениям, животным и грибам.