Объясните биологическую роль процесса деления клетки кратко

Обновлено: 18.05.2024

Деление — это важнейшее свойство клеток, без него были бы невозможны рост и развитие многоклеточных организмов, замена и восстановление отдельных клеток, тканей или даже целых органов.

Вопрос 2. Назовите основные типы деления клеток.

Вопрос 3. Что такое митоз?

Митоз — непрямое деление клетки, наиболее распространённый способ репродукции эукариотических клеток.

Вопрос 4. Что происходит в клетке перед делением?

В период между делениями клетка растёт и готовится к новому делению. В это время в ней образуется много белков, важнейшие органоиды удваиваются. Удваиваются и хромосомы: теперь каждая состоит из двух дочерних хромосом, или хроматид.

Вопрос 5. Где находятся хромосомы?

В период между делениями хромосомы находятся в ядре. Во время деления они перемещаются в цитоплазме.

Вопрос 6. Что такое хроматида?

Хроматида — структурный элемент хромосомы, формирующийся в период между делениями клетки в результате удвоения хромосом.

Вопрос 7. Что такое мейоз?

Мейоз – тип деления клетки, в результате которого из одной материнской клетки образуются не две, а четыре клетки, каждая из которых имеет вдвое меньшее по сравнению с материнской клеткой количество хромосом.

Вопрос 8. Выделите критерии для сравнения процессов митоза и мейоза. Обсудите их с одноклассниками. Проведите сравнение и составьте таблицу.

Вопрос 9. Какова биологическая роль митоза и мейоза?

Без митоза были бы невозможны рост и развитие многоклеточных организмов, замена и восстановление отдельных клеток, тканей или даже целых органов.

Мейоз связан с размножением, в результате его образуются клетки с одинарным набором хромосом: у животных — половые клетки, а у растений — споры.

Вопрос 10. Приведите примеры явлений, которые объясняются делением клеток.

Ранки на теле человека заживают благодаря делению клеток. Организм растет и увеличивается в размерах благодаря делению клеток.

У одноклеточных организмов деление клеток - это часто единственный путь размножения организма. У многоклеточных организмов деление клеток - это неотъемлемый процесс индивидуального развития и самообновления. Особый вид деления клеток мейоз - процесс, при котором возникают половые клетки. Половые клетки не делятся, а сливаются в одну и из этой одной клетки развивается новый организм путём деления. Без деления клеток в принципе невозможно представить жизни на Земле, даже для вирусов, для которых делящиеся клетки - путь размножения.

Биология

Парность, индивидуальность хромосом

В процессе деления клетки хорошо заметны хромосомы, которые существенно отличаются у каждого вида живых организмов. Важную роль играет их количество, особенности строения, форма, а также размер. Для каждого вида животных и растений свойственен свой набор хромосом, которые в научной среде называются кариотипом.

Органы и ткани состоят из разных клеток, которые обладают определённым периодом жизни. Каждая из них по-своему растёт и развивается, обеспечивая тем самым жизнедеятельность всего организма. Продолжительность митотического периода имеет свои отличия. Например, клетки кожного покрова и крови вынуждены делиться один раз в сутки, а вот нейроны подвергаются репродукции только у новорождённых.

В многоклеточном организме обязательно присутствуют половые (гаметы) и соматические клетки. В последнем случае все хромосомы представлены попарно, из-за чего этот феномен называют диплоидным. Все они могут обладать одинаковым размером, строением и формой, из-за чего будут называться гомологичными. Каждый ген присутствует в двойном экземпляре. А вот в половых гаметах количество хромосом снижено в два раза.

Галоидным принято называть набор половых клеток, когда все хромосомы находятся в одинарном числе. Все эти нюансы можно наглядно увидеть под микроскопом. Нужно также понимать, что хромосома состоит из молекулы ДНК, центромера, белка, сестринских хроматидов.

Стадии митоза

Невозможно представить развитие организма без деления клеток, так как этот процесс используется в качестве основы. Митоз способен удивить своими свойствами. В процессе естественного деления диплоидной соматической клетки образуются две дочерние единицы, в которых уже заложена одинаковая генетическая информация. Количество хромосом равное. Это значит, что благодаря митозу можно сохранит преемственность между всеми поколениями клеток-эукариотов. Биологи выделяют 4 стадии этого процесса: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

В рамках школьной программы в 10 классе в учебниках кратко описано несколько основных стадий митоза, для каждой из которых свойственны свои отличия:

Профаза. На этой стадии происходит растворение ядра и его оболочки. Благодаря этому удаётся добиться расхождения центриолей и сформировать специальные микротрубочки. В хромосомах увеличивается концентрация хроматид, за счёт чего зарождается основная клеточная единица.
Метафаза. Формирование метафазной пластины происходит в результате выстраивания хроматид в веретено. Нити центриолей постепенно растягиваются к полюсам клетки, а также прикрепляются к центромерам.
Анафаза. Самый непродолжительный процесс. Пары хромосом и хроматид расходятся по разным полюсам, так как в этот период они могут уже самостоятельно существовать.
Телофаза. Финальная стадия разделения клеток. Хромосомы возвращаются к своему стандартному размеру, покрываются новой ядерной оболочкой. Постепенно исчезают нити веретена. После пройденных этапов происходит увеличение цитоплазмы.

В научной литературе можно отыскать развёрнутую информацию о том, из скольких фаз состоит митоз. Например, перед профазой обязательно присутствует препрофаза, так как именно этот этап отвечает за подготовку к предстоящему делению клеток. А вот прометафаза находится между профазой и метафазой. Все эти нюансы позволяют более углублённо изучить тему и понять, какой смысл и биологическую ценность имеет митоз.

Но многие биологи привыкли объединять прометофазу, препрофазу в одну стадию — профазу, что на практике гораздо удобнее.

Основные функции

У многоклеточных организмов первый этап их жизни начинается с единой клетки, которая возникла благодаря двум гаметам. В такой зиготе природой заложена вся ДНК-информация, которая понадобится для развития полноценного организма. Суть использования митоза заключается в том, что с помощью этого несложного процесса образуется колония клеток — бластул.

Постепенно гаметы начинают дифференцироваться, благодаря чему у них появляется возможность выполнять различные задачи. На финальном этапе слаженно функционирующий организм может быть выведен либо рождён. Такой подход активно применяется биологами и другими специалистами, которые работают над созданием более выносливых растений, животных.

Одноклеточные организмы используют митоз для равномерного распределения своего ДНК и размножения. Но не исключено размножение половым путём. В этом случае используется немного другой процесс — мейоз. В оплодотворённой гамете содержится сразу два набора геномов, которые необходимы для нормального развития организма. Если речь касается гаплоидных видов, тогда нужно учесть, что у них есть всего одна копия ДНК.

Особенности деления клеток

Снизить вероятность преждевременного старения, а также разделить конкретный индивидуум на полунезависимые единицы позволяет деление клеток. Этот процесс получил распространение в биологии, так как с его помощью можно не только поддерживать жизнь, но и заставить организм развиваться дальше. Деление клеток можно описать двумя способами:

Митоз. В этом случае ядро подвергается различным сложным изменениям, прежде чем оно будет разделено на две дочерних зиготы.
Амитоз. Тело клетки и ядро на биологическом уровне подвергаются простому делению массы на две равные части.

Амитоз используется для бесполого размножения в бесклеточных организмах. Например, простейшие, бактерии. Прямое деление также является методом размножения и последующего роста в плодных оболочках позвоночных. В этом случае расщепление ядра всегда сопровождается специфическим цитоплазматическим сужением. У этого процесса есть своё объяснение. При амитозе ядро сначала немного удлиняется, а на финальном этапе приобретает форму гантели. Присутствующее сужение либо углубление делит ядро на две равные части. После этого происходит сжатие цитоплазмы. Без возникновения ядерного события образуются сразу две дочерние единицы.

Для митоза свойственны свои нюансы. Клетка делится на две части, которые на генетическом уровне являются одинаковыми. Этот тип клеточного деления актуален в том случае, если организм должен сохранить все свои функции и выжить в тяжёлых условиях. Существуют разные причины, из-за которых может понадобиться митоз. Всё зависит от желаемой биологической функции. Например, когда в тканях печени одни клетки серьёзно повреждены или уже погибли, другие продолжают делиться, чтобы восстановить прежнее состояние органа.

Если создать необходимые биохимические и экологические сигналы, то в итоге клетки смогут существенно видоизмениться. Смысл таких действий в том, что после приложенных усилий организм получит определённую пластичность и даже бессмертие.

Биологическое значение

В научной среде митоз получил большой спрос, так как с его помощью можно скопировать генетический код, чтобы передать его всем последующим поколениям. Этот процесс является уникальным. Его сущность в том, что в ядре всегда поддерживается определённое количество хромосом, которые равномерно распределены между присутствующими дочерними клетками. Для наращивания растительных тканей используется деление митотического типа. У живого организмов митоз надёжно спрятан в основе своеобразного дробления оплодотворённой яйцеклетки и роста тканей. Это настоящее достижение науки, которое регулярно используется в лабораторных условиях.

Основное значение митоза состоит в увеличении числа клеток, что позволяет добиться следующих результатов:

Постепенный рост, развитие живых организмов. Именно благодаря митозу из обычной одноклеточной зиготы может вырасти многоклеточный организм. Деление клеток лежит в основе эмбрионального развития.
Поэтапная регенерация. Некоторые организмы под воздействием митоза могут восстанавливаться даже в том случае, если уцелела только одна часть тела. К примеру, морская звезда может задействовать свои природные возможности для того, чтобы вернуться к нормальному состоянию всего из одного луча. У человека отлично регенерируется кожный покров, а вот у ящериц может отрасти хвост.
Замена имеющихся клеток. В процессе жизнедеятельности многие участки тела и составляющие элементы организма нуждаются в периодической замене. Это касается клеток кожного покрова, эритроцитов, эпителия кишечника.
При выращивании растений стало доступным бесполое (вегетативное) размножение. Среди животного мира с помощью митоза может размножаться гидра. После проведённых лабораторных исследований было выявлено, что новая особь развивается благодаря почкованию, которое происходит за счёт деления и постоянного увеличения количества клеток.

Впервые митоз был описан немецким учёным В. Флеммингом ещё в XIX веке. В основе этого процесса лежит стремление достичь образования дочерних клеток с абсолютно идентичной генетической информацией. Непрямое деление является основой развития, роста, регенерации, а также бесполого размножения живых организмов.

Непрямое деление клеток-эукариотов – содержащих ядро – называют митозом. В этой статье Вы узнаете, в чём заключается биологическое значение митоза, историю исследования данного процесса.

Стадии митоза

Индивидуальное развитие любого живого организма невозможно без процесса деления клеток. Уникальность митоза состоит в том, что во время деления диплоидной соматической клетки образуется две дочерние клетки, которые обладают одинаковой генетической информацией и имеют равное число хромосом. Другими словами сохраняется преемственность между поколениями клеток-эукариотов.

Весь процесс состоит из четырёх стадий:

В некоторых источниках можно найти развёрнутый список фаз митоза. Так, например, профазе предшествует препрофаза, так называемая подготовка к делению. А также между профазой и метафазой рассматривают этап прометафазы. Однако большинство учёных объединяют препрофазу, профазу и прометафазу в одну единую стадию – профазу.

История исследования процесса

Впервые упоминания о процессе деления клеток встречаются в научной литературе в 1870 году. Но эти описания были неполными и касались только лишь изменения поведения ядер внутри клетки.

Первые попытки исследовать данный процесс принадлежат русским учёным Руссову, Чистякову, а также немецкому учёному Шнейдеру.

которые читают вместе с этой

Рис. 2. Вальтер Флемминг

Биологическое значение митоза

Ключевой ролью митоза является копирование генетического кода и передача его последующим поколениям. Благодаря данному процессу в ядре поддерживается постоянное число хромосом, которое строго одинаково распределяется между дочерними клетками. С помощью митотического деления наращиваются клетки растительных тканей. У животных организмов митоз лежит в основе дробления оплодотворённого яйца и роста тканей.

Помимо этого биологическим смыслом митоза является:

Развитие и рост живого организма;

Благодаря этому процессу из одноклеточной зиготы развивается и растёт многоклеточный организм. Митоз является основой эмбрионального развития.

Некоторые участки тела в процессе жизнедеятельности требуют постоянного обновления, например, клетки кожи, эпителий кишечника, эритроциты.

С помощью митоза некоторые организмы могут восстанавливаться из одной части тела. Например, морская звезда может восстановиться всего из одного своего луча. У ящерицы может отрасти новый хвост, у человека восстанавливаются участки кожи.

Данный процесс лежит в основе вегетативного размножения растений. У животных с помощью митоза размножается гидра. Новая особь образуется способом почкования, которое невозможно без деления и увеличения числа клеток. Черви, которые тоже являются животными,размножаются фрагментацией, в основе которой тоже лежит митоз.

Что мы узнали?

Читайте также: