Как деление клеток связано с ростом организмов кратко

Обновлено: 19.05.2024

В основе размножения, роста и развития организма лежит деление клеток. Этот процесс необходим и для успешного заживления различных повреждений организма. В многоклеточных организмах далеко не все клетки могут делиться. Например, у млекопитающих не делятся клетки крови и нервные клетки. Зато очень интенсивно делятся стволовые клетки красного костного мозга и эпителия, обеспечивая замену недолго живущих клеток крови и постоянно подверженных неблагоприятным воздействиям клеток эпителия.

Самый простой способ деления — это амитоз (рис. 24). Однако он встречается довольно редко. При амитозе ядро начинает делиться надвое без какой-либо подготовки, и образующиеся клетки могут оказаться неполноценными, поскольку наследственный материал между ними распределяется неравномерно. Амитоз часто встречается в отмирающих тканях, а также в клетках злокачественных опухолей.

Митоз — это такой способ деления клеток, при котором сначала происходит удвоение наследственного материала (ДНК), затем начинается его равномерное распределение между дочерними ядрами, а только потом происходит деление самих клеток. Митоз — это основной способ деления эукариотических клеток.

Промежуток между митотическими делениями называют интерфазой. В интерфазу клетка готовится к делению. При этом происходит удвоение генетического материала (ДНК), с тем, чтобы впоследствии каждая из дочерних клеток получила одинаковый полноценный набор генов. Увеличивается число органоидов, например митохондрий. Запасается АТФ, без использования энергии, которой деление невозможно, удваиваются центриоли клеточного центра.

Процесс митотического деления клетки подразделяют на деление ядра (кариокинез) и деление самой клетки (цитокинез).

Кариокинез включает в себя четыре следующие друг за другом фазы — профазу, метафазу, анафазу и телофазу.

Процесс митоза (рис. 25) начинается с профазы. Молекулы ДНК компактизируются и превращаются в хорошо видимые под микроскопом тельца — хромосомы. Каждая хромосома состоит из двух одинаковых половинок — хроматид, соединённых между собой в области первичной перетяжки центромеры. (рис. 26). Центриоли клеточного центра после удвоения расходятся к полюсам клетки, и из микротрубочек начинает формироваться веретено деления. Ядрышки исчезают, ядерная оболочка разрушается.

В метафазу хромосомы хорошо различимы, и видно, что каждая из них имеет отличное от других строение. В метафазу все хромосомы, каждая из которых образована двумя идентичными хроматидами, располагаются в экваториальной плоскости делящейся клетки. При этом нити образующегося веретена деления протягиваются от центриолей до каждой хромосомы и прикрепляются к ней в области центромеры.

В анафазу дочерние хроматиды, входившие ранее в одну хромосому, разделяются и расходятся к полюсам клетки. Расхождение хроматид обеспечивают нити веретена деления, которые укорачиваются и перемещают хроматиды к полюсам клетки.

В последнюю фазу митоза — телофазу — хроматиды достигают полюсов клетки, и теперь их можно называть хромосомами. Они расплетаются для того чтобы обеспечить синтез белка в новых клетках. Вокруг хромосом возникают ядерные оболочки и формируются два ядра. Затем начинается цитокинез: органоиды распределяются между дочерними клетками, происходит разделение цитоплазмы и, наконец, полное разделение двух дочерних клеток (рис. 27).

Обычно процесс митоза от начала профазы и до конца телофазы продолжается 1-2 часа, а каждая фаза — около 30 минут. А вот интерфаза продолжается долго, по-разному у различных организмов, в среднем 10-30 часов.

Биологическое значение митоза:

обеспечивает равномерное распределение хромосом между клетками;
служит основой роста многоклеточного организма;
обеспечивает восстановление повреждённых органов и тканей;
является основой бесполого размножения;
у растений с помощью митоза образуются половые клетки.

Запомнить: амитоз; митоз, интерфаза, профаза, метафаза, анафаза, телофаза; хромосомы; центромеры.

Выводы

В основе размножения, роста и развития живых систем лежит деление клеток. Обычно это митоз, при котором из одной клетки образуются две с таким же, как в исходной клетке, набором хромосом.

№1.Деление клетки — основа размножения и роста организмов.

Деление клеток — процесс их размножения, в результате которого из одной материнской образуются две сходные с ней дочерние клетки. Рост органов и организмов растений, животных, человека, грибов за счет деления и увеличения числа клеток. Хранение наследственной информации о признаках организма в хромосомах, расположенных в ядре. Формирование в процессе эволюции сложного механизма деления клетки, точного распределения хромосом между дочерними клетками: удвоение числа хромосом перед делением клетки; их расположение в процессе деления материнской клетки в ее центре; возникновение гомологичных хроматид в результате удвоения; расхождение их к противоположным полюсам клетки.

Деление клеток - процесс, лежащий в основе размножения и индивидуального развития всех живых организмов. Основную роль в делении клеток играет ядро. На окрашенных препаратах клетки содержимое ядра в состоянии покоя представлено хроматином, который различим в виде тонких тяжей (фибрилл), мелких гранул и глыбок. Основу хроматина составляют нуклеопротеины - длинные нитевидные молекулы ДНК (хроматиды), соединенные со специфическими белками-гистонами. В процессе деления ядра нуклеопротеины спирализуются, укорачиваются и становятся видны а световой микроскоп в виде компактных палочковидных хромосом. У каждой хромосомы есть первичная перетяжка (утонченный неспирализованный участок) - центромера, которая делит хромосому на два плеча. Митоз - это непрямое деление клеток, широко распространенное в природе. Благодаря митозу обеспечивается равномерное распределение генетического материала между двумя дочерними клетками. Митоз состоит из четырех последовательных фаз. Период жизни клетки между двумя ми-готическими делениями называется интерфазой. Она в десятки раз продолжительнее митоза. В эту фазу происходит синтез молекул АТФ и белков, удваоение ДНК, удваиваются некоторые органоиды клетки. В профазе начинается спирализация ДНК. Утолщенные и укораченные нити ДНК состоят из двух хроматид, К концу профазы ядерная мембрана и ядрышки исчезают. Центриоли клеточного центра расходятся к полюсам, формируется веретено деления. В метафазе происходит окончательная спирализация хромосом, их центромеры располагаются по экватору, прикрепляясь к нитям веретена деления. В анафазе центромеры делятся, сестринские хроматиды отделяются друг от друга и за счет сокращения нитей веретена отходят к противоположным полюсам клетки. В телофазе хромосомы раскручиваются, вокруг них образуются ядерные мембраны. В центре материнской клетки образуется перетяжка, поисходит деление цитоплазмы. Так из одной материнской клетки образуются две дочерние. Значение митоза: обеспечивает точную передачу наследственной информации каждой из дочерних клеток.

№2. Бактерии — доядерные организмы. Особенности их строения и жизнедеятельности, роль в природе и жизни человека.

1. Строение бактерий. Бактерии — самые примитивные организмы микроскопических размеров. Это доядерные организмы (прокариоты), не имеющие оформленного ядра. Ядерное вещество (преимущественно молекулы ДНК) расположено в цитоплазме и не отграничено от нее оболочкой. Отсутствие у большинства бактерий многих органоидов, например митохондрий, хлоропластов. Особенности прочной оболочки, которая придает бактериям разную форму: шаровидную (кокки), палочковидную (бацилла), спиралевидную (вибрион) и др. Определение принадлежности бактерий к той или иной систематической группе по форме тела. 2. Жизнедеятельность бактерий. По способу питания большинство бактерий гетеротрофы, использующие для питания готовые органические вещества, но бывают и автотрофы (образующие сами для себя органические вещества). Различают бактерии: сапротрофы, паразиты и симбионты. Питание сапротрофов органическими веществами отмерших остатков растений и животных, разлагающимися органическими веществами. Симбиоз бактерий с другими организмами, например с бобовыми растениями: использование при этом клубеньковыми бактериями-симбионтами органических веществ бобового растения и в то же время обеспечение его соединениями азота. Поселение бактерий-паразитов на других организмах и использование при этом для питания их органических веществ. Активное передвижение многих бактерий благодаря форме тела и наличию одного или нескольких жгутиков. Образование бактериями спор, служащих не для размножения, а в качестве приспособления для переживания неблагоприятных условий. Сохранение бактериями в состоянии споры жизнеспособности в течение десятков лет. Размножение путем деления, в процессе которого из одной материнской клетки возникают две сходные с ней дочерние клетки. Высокая скорость размножения (способность дочерних клеток делиться уже через 30 минут). Быстрое увеличение численности бактерий, способствующее формированию приспособления их к жизни в изменившихся условиях среды. 3. Роль бактерий в природе и в жизни человека. Большинство бактерий — разрушители органических веществ до неорганических. Их участие в образовании гумуса, повышении плодородия почвы, круговороте веществ в природе. Улучшение некоторыми бактериями азотного питания растений. Использование человеком бактерий для получения кефира, сметаны, столового уксуса, для квашения капусты и засолки огурцов. Существование многих болезнетворных бактерий, вызывающих заболевания растений, животных и человека, например туберкулез, дизентерию, тиф и др. Порча продуктов питания бактериями гниения.

Среди гербарных экземпляров выберите растения семейства (крестоцветных, розоцветных, мотыльковых, пасленовых и др.), наиболее распространенного в вашем регионе. Дайте их систематическую характеристику.

Определить принадлежность к отделу покрытосеменных можно по наличию у растения цветка и семян внутри плода.
№3. Определить принадлежность растения к тому или иному семейству можно по особенностям строения цветка и плода. У крестоцветных (капустных) цветок четырехчленного типа , плод стручок или стручочек. У розоцветных цветок пятичленного типа плод яблоко, орешек, ягода. У мотыльковых (бобовых) цветок напоминает сидящего мотылька и состоит из пяти лепестков: парус, лодочка (два сросшихся) и 2 весла, тычинок 9 сросшихся и 1 свободная, пестик — 1, плод — боб. У лилейных: простой околоцветник из 6 лепестков, расположенных в 2 ряда (Л3 + 3). тычинок 6, пестик — 1, плод — ягода, коробочка. Определить принадлежность к классу можно по особенностям жилкования листьев (у двудольных — сетчатое жилкование, у однодольных — параллельное или дуговое жилкование) и по строению корневой системы (у двудольных — стержневая корневая система, а у однодольных — мочковатая).

№1.Деление клетки — основа размножения и роста организмов.

Видеоурок способствует формированию представлений о процессах, происходящих в клетке, о дыхании, питании (фотосинтезе) как о процессах, в ходе которых клетки получают энергию для жизнедеятельности. Учащиеся рассмотрят схему взаимосвязи обмена веществ и превращения энергии в организме, обобщат представления о процессах деления и развития клеток.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "Жизнедеятельность клетки. Деление и рост клетки"

Вы уже знаете, что всё пространство клетки заполнено бесцветным вязким веществом – цитоплазмой. Она находится в постоянном движении. Движение цитоплазмы способствует перемещению в клетках питательных веществ и воздуха. Чем активнее жизнедеятельность клетки, тем больше скорость движения цитоплазмы. Если клетку сильно нагреть или заморозить, то цитоплазма разрушается, и клетка погибает.

Цитоплазма одной живой клетки обычно не изолирована от цитоплазмы других живых клеток, расположенных рядом. Нити цитоплазмы (плазмодесмы) соединяют соседние клетки, проходя через клеточные стенки.

Растения имеют клеточное строение, так как их органы состоят из клеток. А каждая клетка – это микроскопически малая составная часть растения.

Каждая живая клетка дышит, питается, выделяет ненужные ей вещества, реагирует на воздействие внешней среды, в течение определённого времени растёт и размножается.

Клетки в процессе жизни потребляют различные вещества – воду, кислород, углекислый газ, органические и неорганические соединения. Они поступают в клетку в виде растворов и необходимы клетке для питания, дыхания и роста. А само растение получает необходимые вещества из воздуха и почвы.

Поступление веществ в клетку и их переработка называется питанием. В клетке из поступивших простых неорганических веществ образуются сложные вещества (белки, жиры и углеводы). Эти вещества идут на образование ядра, цитоплазмы и других частей клетки.

По типу питания все живые организмы делятся на две группы: гетеротрофы и автотрофы. Вспомним, что гетеротрофы получают готовые органические вещества из окружающей среды (это животные, грибы, многие виды бактерий). Автотрофы самостоятельно синтезируют органические вещества из неорганических в результате фотосинтеза (это растения и цианобактерии).

Фотосинтез – это сложный процесс, который происходит только в хлоропластах клеток растений только на свету. Более подробно мы рассмотрим этапы фотосинтеза при изучении отдельной темы. А сейчас запишем уравнение фотосинтеза – это процесс образования из двух неорганических веществ (углекислого газа и воды) органического вещества глюкозы. В результате фотосинтеза происходит выделение в окружающую среду кислорода. Фотосинтез происходит только на свету.

Часть образованных питательных веществ идёт на построение клетки, а другая часть расходуется на получение энергии.

Дыхание происходит в живых клетках в течение всей их жизни. Растения – аэробные организмы (аэробы) – они используют для клеточного дыхания кислород.

Внутри клетки кислород вступает в реакции с органическими веществами. При этом происходят химические реакции, в результате которых сложные органические вещества превращаются в неорганические (воду и углекислый газ) и выделяется энергия. Такой процесс называется дыханием. Высвобождаемая энергия запасается в молекулах АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты) – сложного химического соединения. Энергия нужна для обеспечения процессов жизнедеятельности – движения цитоплазмы, превращения одних веществ в другие.

Заполним таблицу, в которой сравним процессы клеточного дыхания и фотосинтеза, используя следующие показатели: время суток, в которое происходит процесс; вещества, служащие исходным материалом; образующиеся вещества; тип используемой энергии. Клеточное дыхание происходит всегда, фотосинтез – только днём. Для клеточного дыхания необходимы органические вещества и кислород, для фотосинтеза – углекислый газ и вода. В результате дыхания образуются углекислый газ и вода, а в результате фотосинтеза – глюкоза и кислород. Для дыхания используется энергия химических связей, а при фотосинтезе – световая энергия.

В течение жизни в клетке образуются ненужные вещества (избыток воды и солей, конечные продукты обмена). Все они выделяются в окружающую среду. Процесс освобождения организма от данных веществ называется выделением или экскрецией.

Одно из главных свойств живых систем – постоянный обмен веществ и энергии с окружающей средой. В клетках непрерывно идут процессы синтеза (пластический обмен, ассимиляция), то есть из простых неорганических соединений (углекислого газа, воды, минеральных солей) образуются сложные органические вещества (белки, жиры и углеводы). Все процессы синтеза идут с затратами энергии.

Примерно с такой же скоростью идёт энергетический обмен (диссимиляция). Это процесс расщепления сложных органических веществ до более простых соединений, сопровождающийся выделением энергии. Конечные продукты энергетического обмена: углекислый газ, вода и аммиак.

Совокупность реакций пластического и энергетического обмена, лежащих в основе жизнедеятельности и обуславливающих связь организма с окружающей средой, называется обменом веществ (или метаболизмом).

Заполним схему взаимосвязи обмена веществ и превращения энергии в организме. В ходе энергетического обмена сложные органические вещества расщепляются до конечных продуктов обмена и высвобождается энергия.

В результате пластического обмена происходит образование сложных органических веществ. При этом происходит поглощение энергии, которая образована в результате реакций энергетического обмена. Часть энергии расходуется на процессы жизнедеятельности.

Получается, что пластический и энергетический обмены неразрывно связаны. Они являются противоположными сторонами единого процесса обмена веществ.

Вещества, которые образуются в ходе энергетического обмена, могут использоваться в пластическом обмене для образования сложных органических соединений. И наоборот.

В молодых клетках преобладает процесс пластического обмена, в результате чего обеспечивается накопление веществ, рост и развитие. В старых клетках преобладает процесс энергетического обмена.

Жизнь клетки с момента её образования в процессе деления материнской клетки до собственного деления (включая это деление) или гибели называется клеточным циклом. В течении этого цикла каждая клетка растёт и развивается таким образом, чтобы успешно выполнять свои функции в организме. В процессе жизни клетки растут и увеличиваются в размерах. Молодые растительные клетки содержат много мелких вакуолей, которые растут и в результате сливаются, заполняя практически весь объем клетки.

У разных видов живых организмов клеточный цикл, во время которого клетка выполняет свои функции, занимает разное время: например, у бактерий он длится около 20 минут, у инфузории-туфельки – от 10 до 20 часов. Клетки многоклеточных организмов на ранних стадиях развития делятся часто, а затем клеточные циклы удлиняются.

Жизнь клетки включает два периода: деление, в результате которого образуются две дочерние клетки, – митоз; период между двумя делениями, который носит название интерфазы. Рассмотрим поближе данные периоды.

Интерфаза – промежуток клеточного цикла между двумя делениями. Вспомним, что в ядре находятся тельца цилиндрической формы – хромосомы. Они передают наследственные признаки от клетки к клетке. В течение всей интерфазы хромосомы деспирализованы (раскручены), они находятся в ядре клетки в виде нитей. В этот период клетка растёт и выполняет свои функции. Происходит обмен веществ, синтез белков и АТФ. Происходит удвоение числа хромосом, соответственно и генетического материала в клетке. При этом образуются два набора хромосом, несущие одинаковую информацию о жизненных процессах.

Размножение клеток – это увеличение их количества. Новые клетки возникают в результате деления уже существующих клеток. Размножение является одним из обязательных свойств живого.

Для эукариотических клеток характерен митоз, в результате которого из одной материнской клетки образуются две дочерние с таким же набором хромосом. Сейчас мы с вами рассмотрим последовательные фазы митоза. Их четыре: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

В профазе в клетке увеличивается объём ядра, начинают спирализоваться нити, в результате чего формируются хромосомы. Каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединённых в области центромеры. Постепенно растворяются ядрышко и ядерная оболочка. Хромосомы оказываются в цитоплазме и располагаются в ней беспорядочно. На полюсах клетки формируется веретено деления. Часть нитей веретена деления идёт от полюса к полюсу, другие нити прикрепляются к центромерам и способствуют их перемещению в экваториальную плоскость клетки.

В метафазе завершается формирования веретена деления. Хромосомы располагаются упорядоченно в экваториальной плоскости клетки. Образуется метафазная пластинка. В эту фазу можно легко посчитать количество хромосом в клетке и изучить их строение.

В анафазе нити веретена деления укорачиваются, в результате чего хроматиды каждой хромосомы отделяются друг от друга и расходятся к противоположным полюсам клетки.

В телофазе хромосомы оказываются у полюсов клетки и деспирализуются (раскручиваются). Вокруг ядерного материала каждого полюса формируются ядерные оболочки. В двух образовавшихся ядрах образуются ядрышки. Нити веретена деления разрушаются.

На этом деление ядра заканчивается, и начинается деление клетки надвое. В экваториальной плоскости клеток растений из содержимого пузырьков комплекса Гольджи образуется срединная пластинка, которая разделяет две дочерние клетки, являющиеся копиями друг друга и исходной материнской клетки. С момента разделения дочерних клеток каждая из них вступает в интерфазу нового клеточного цикла.

Биологическое значение митоза заключается в том, что он обеспечивает передачу наследственных признаков и свойств от клетки к клетке, что необходимо для нормального развития многоклеточного организма. Митоз обуславливает важнейшие процессы жизнедеятельности – рост, развитие, восстановление повреждённых частей растения. Митотическое деление лежит в основе бесполого размножения многих живых организмов.

Клеточная гибель бывает двух видов: некроз и апоптоз. Рассмотрим, в чём же их отличия.

Некроз – отмирание клеток, которое вызвано действием повреждающих факторов (низкие или высокие температуры, химические вещества, ионизирующие излучения). В повреждённых клетках нарушается проницаемость мембран, прекращается образование белков и другие процессы обмена веществ, происходит разрушение ядра, органоидов и, наконец, всей клетки.

Апоптоз – запрограммированная гибель клеток, которая регулируется организмом. От своего образования в результате деления до апоптоза клетки проходят определённое количество клеточных циклов.

Размножение и рост клеток. Как деление клеток связано с ростом организмов?

Благодаря делению клеток увеличивается их количество во всех органах живого организма, и таким образом происходит рост организма в целом.

Ещё по теме

Класс Однодольные. Семейства Лилейные и Злаки. Чем можно объяснить, что среди растений семейства лилейных часто встречаются первоцветы?

Рост и развитие растений. Каково строение цветка растения?

Способы размножения растений. Что такое спора?

Передвижение воды и питательных веществ в растении. Какой опыт доказывает, что вода с минеральными веществами передвигается по сосудам древесины?

Класс Двудольные Семейства Паслёновые, Мотыльковые (Бобовые) и Сложноцветные (Астровые). Какие культурные растения и по каким признакам относят к семейству бобовых?

Растения. Ландыш относится к цветковым растениям. На основании чего его относят именно к этой группе? Обоснуйте свой ответ.

Жизнедеятельность клеток. Что называется обменом веществ? Как вы это понимаете?

Бесполое размножение. Какие виды бесполого размножения вы знаете? Что общего во всех формах бесполого размножения?

Охрана живой природы. Перечислите основные пути сохранения многообразия живых организмов.

Если материал понравился Вам и оказался для Вас полезным, поделитесь им со своими друзьями!

О сайте

На нашем сайте вы найдете множество полезных калькуляторов, конвертеров, таблиц, а также справочных материалов по основным дисциплинам.

Самый простой способ сделать расчеты в сети — это использовать подходящие онлайн инструменты. Воспользуйтесь поиском, чтобы найти подходящий инструмент на нашем сайте.

На сайте используется технология LaTeX.
Поэтому для корректного отображения формул и выражений
пожалуйста дождитесь полной загрузки страницы.

Читайте также: