МЕЙОЗ - РАЗМНОЖЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМОВ - РАЗМНОЖЕНИЕ И РАЗВИТИЕ

Задачи. Сформировать знания об особенностях образования половых клеток с гаплоидным набором хромосом, об уникальности гамет и механизмах перекомбинации генетического материала во время мейоза, о сходстве и отличиях мейоза и митоза, о необходимости охраны природной среды от загрязнения мутагенами.

Оборудование. Демонстрационный материал: таблицы по общей биологии, диафильм «Деление клетки», кодограмма.

Ход урока:

Повторение. Письменная работа с карточками на 10 мин.

1. Характеристика интерфазы.

2. Характеристика митоза.

3. Морфология хромосом.

Работа с карточкой у доски: приложение 2.

Компьютерное тестирование: приложение 3.

Устное повторение.

Изучение нового материала. Объяснение с помощью диафильма.

Первое деление мейоза. Мейоз — основной этап образования половых клеток. Во время мейоза происходит не одно, как при митозе, а два следующих друг за другом клеточных деления. Первому мейотическому делению предшествует интерфаза 1 — фаза подготовки клетки к делению, в это время происходят те же процессы, что и в интерфазе митоза.

Первое мейотическое деление называют редукционным, так как именно во время этого деления происходит уменьшение числа хромосом, образуются две клетки с гаплоидным набором хромосом, однако хромосомы остаются двухроматидными. Сразу же после первого деления мейоза совершается второе — по типу обычного митоза. Это деление называют эквационным, так как во время этого деления хромосомы становятся однохроматидными.

Биологическое значение мейоза: благодаря мейозу происходит редукция числа хромосом. Из одной диплоидной клетки образуется 4 гаплоидных. Благодаря мейозу образуются генетически различные гаметы, т. к. в процессе мейоза трижды происходит перекомбинация генетического материала: за счет кроесинговера; случайного и независимого расхождения гомологичных хромосом, а затем и хроматид. Благодаря мейозу поддерживается постоянство диплоидного набора хромосом в соматических клетках.

Первое и второе деление мейоза складываются из тех же фаз, что и митоз, но сущность изменений в наследственном аппарате другая.

Профаза 1. Самая продолжительная и сложная фаза мейоза. Состоит из ряда последовательных стадий. Гомологичные хромосомы начинают притягиваться друг к другу сходными участками и конъюгируют. Конъюгацией называют процесс тесного сближения гомологичных хромосом. Пару конъюгирующих хромосом называют бивалентом. Биваленты продолжают укорачиваться и утолщаться. Хромосомный набор можно обозначить как 2n4с. Каждый бивалент образован четырьмя хроматидами. Поэтому его называют тетрадой. Важнейшим событием является кроссинговер — обмен участками хромосом. Кроссинговер приводит к первой во время мейоза рекомбинации генов. В конце профазы 1 исчезают ядерная оболочка и ядрышко. Биваленты перемещаются в экваториальную плоскость. Центриоли, если они есть, перемещаются к полюсам клетки, и формируется веретено деления.

Метафаза 1 (2n; 4с). Заканчивается формирование веретена деления. Спирализация хромосом максимальна. Биваленты располагаются в плоскости экватора. Причем центромеры гомологичных хромосом обращены к разным полюсам клетки. Расположение бивалентов в экваториальной плоскости равновероятное и случайное, то есть каждая из отцовских и материнских хромосом может быть повернута в сторону того или другого полюса. Это создает предпосылки для второй за время мейоза рекомбинации генов. Нити веретена прикрепляются к центромерам хромосом.

Анафаза 1 (2n; 4с). К полюсам расходятся целые хромосомы, а не хроматиды, как при митозе. У каждого полюса оказывается половина хромосомного набора. Причем пары хромосом расходятся так, как они располагались в плоскости экватора во время метафазы. В результате возникают самые разнообразные сочетания отцовских и материнских хромосом, происходит вторая рекомбинация генетического материала.

Телофаза 1 (1n; 2с). У животных и некоторых растений хроматиды деспирализуются, вокруг них формируется ядерная оболочка. Затем происходит деление цитоплазмы (у животных) или образуется разделяющая клеточная стенка (у растений). У многих растений клетка из анафазы 1 сразу же переходит в профазу 2.

Второе деление мейоза. Интерфаза 2 (1n; 2с). Характерна только для животных клеток. Репликация ДНК не происходит.

Вторая стадия мейоза включает также профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Она протекает так же, как обычный митоз.

Профаза 2 (1n; 2с). Хромосомы спирализуются, ядерная мембрана и ядрышки разрушаются, центриоли, если они есть, перемещаются к полюсам клетки, формируется веретено деления.

Метафаза 2 (1n; 2с). Формируются метафазная пластинка и веретено деления, нити веретена деления прикрепляются к центромерам.

Анафаза 2 (2n; 2с). Центромеры хромосом делятся, хроматиды становятся самостоятельными хромосомами, и нити веретена деления растягивают их к полюсам клетки. Число хромосом в клетке становится диплоидным, но на каждом полюсе формируется гаплоидный набор. Поскольку в метафазе 2 хроматиды хромосом располагаются в плоскости экватора случайно, в анафазе происходит третья рекомбинация генетического материала клетки.

Телофаза 2 (1n; 1с). Нити веретена деления исчезают, хромосомы деспирализуются, вокруг них восстанавливается ядерная оболочка, делится цитоплазма.

Таким образом, в результате двух последовательных делений мейоза диплоидная клетка дает начало четырем дочерним, генетически различным клеткам с гаплоидным набором хромосом.

Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.

Задание на дом. Изучить текст параграфа, ответить на вопросы.

Приложение 1 . Кодограмма к уроку

Тема: Деление клетки. Мейоз. § 19

Значение и стадии мейоза

Мейоз?

1-е деление — редукционное,

2-е деление — эквационное. Значение мейоза?

Первое деление мейоза:

Профаза 1. Кроме обычных процессов, происходит конъюгация (?) с образованием бивалентов (тетрад) и кроссинговер (обмен участками гомологичных хромосом, перекомбинация). 2n4с.

Биологам. В профазе 1: лептотена, зиготена, пахитена, диплотена, диакинез.

Метафаза 1. Образуется метафазная пластинка из бивалентов. 2n4с.

Анафаза 1. Гомологичные хромосомы расходятся к разным полюсам клетки, разделяются на 2 гаплоидных набора. Происходит перекомбинация хромосом. 2n4с.

Телофаза 1. Происходит, как при митозе. n2с.

Интерфаза 2. Короткая, нет S-периода, n2с.

Второе, эквационное деление мейоза происходит идентично митозу: Профаза 2 — n2с; метафаза 2 — n2с; анафаза 2 — 2n2с (перекомбинация); телофаза 2 — nс.

Когда происходит перекомбинация генетического материала (3)? Отличия от митоза — дома!

Приложение 2. Карточка для работы у доски

Запишите номера вопросов, против них — правильные ответы.

1. Как называется набор хромосом, характерный для вида?

2. Как называется хромосомный набор, полученный от родителей?

3. Как называется набор хромосом гаметы?

4. Как называются структуры на концах хромосом?

5. Сколько хроматид в хромосоме перед митозом? После митоза?

6. Сколько хромосом и ДНК в различные периоды интерфазы?

7. Сколько хромосом и ДНК в профазу митоза?

8. Сколько хромосом и ДНК в метафазу митоза?

9. Сколько хромосом и ДНК в анафазу митоза?

10. Сколько хромосом и ДНК в телофазу митоза?

Записав ответы, садитесь на место.

Приложение 3. Компьютерное тестирование

Задание 14. «Митоз»

Тест 1. В какой период митотического цикла удваивается количество ДНК?

1. В пресинтетический период.

2. В синтетический период.

3. В постсинтетический период.

4. В метафазу.

Тест 2. В какой период происходит активный рост клетки?

1. В пресинтетический период.

2. В синтетический период.

3. В постсинтетический период.

4. В метафазу.

Тест 3. В какой период жизненного цикла клетка имеет набор хромосом и ДНК 2n4с и готовится к делению?

1. В пресинтетический период.

2. В синтетический период.

3. В постсинтетический период.

4. В метафазу.

Тест 4. В какой период митоза начинается спирализация хромосом, растворяется ядерная оболочка?

1. В анафазу.

2. В профазу.

3. В телофазу.

4. В метафазу.

Тест 5. В какой период митоза хромосомы выстраиваются по экватору клетки?

1. В профазу.

2. В метафазу.

3. В анафазу.

4. В телофазу.

Тест 6. В какой период митоза хроматиды отходят друг от друга и становятся самостоятельными хромосомами?

1. В профазу.

2. В метафазу.

3. В анафазу.

4. В телофазу.

**Тест 7. В какие периоды митоза количество хромосом и ДНК равно 2n4с?

1. В профазу.

2. В метафазу.

3. В анафазу.

4. В телофазу.

Тест 8. В какой период митоза количество хромосом и ДНК равно 4n4с?

1. В профазу.

2. В метафазу.

3. В анафазу.

4. В телофазу.

Тест 9. Как называется неактивная часть ДНК в клетке?

1. Хроматин.

2. Эухроматин.

3. Гетерохроматин.

4. Вся ДНК в клетке активна.

**Тест 10. В какие периоды клеточного цикла количество хромосом и ДНК в клетке равно 2n4с?

1. В пресинтетический период.

2. В конце синтетического периода.

3. В постсинтетический период.

4. В профазу.

5. В метафазу.

6. В анафазу.

7. В телофазу.