Деление клетки – митоз
классный час на тему

Тема  урока: «Деление  клетки – митоз»

Цель урока: изучить схему митоза, установить его значение

Задачи:

 -развивать знания о митозе как универсальном способе, сохраняющем постоянство числа хромосом в клетке;

-рассмотреть механизмы, обеспечивающие генетическую идентичность дочерних клеток по сравнению с материнскими;

-развивать умение устанавливать причинно – следственные связи, делать выводы;

 - развивать навыки самостоятельной работы с текстом  учебника, умения анализировать известный и новый материал, составляь обобщающие таблицы;

- способствовать сохранению здоровья студентов, используя создание благоприятного психологического климата, создание ситуации успеха, чередование видов деятельности;

-показать необходимость защиты природной среды от загрязнения мутагенами.

Оборудование: терминологические карточки, микроскопы, микропрепарат «Митоз в клетках корешка лука», мультимедиа.

Тип урока: урок  изучения  нового материала

                                                  План урока

1.Организационный момент.

2. Этап целеполагания

3.Этап актуализации знаний.

4. Этап первичного восприятия и усвоения нового теоретического учебного материала

5. Этап овладения новыми умениями в ходе выполнения лабораторной работы на          тему: « Митоз в клетках корешка лука».

6 Контроль за процессом и результатом учебной деятельности студентов. (дифференцированные задания для студентов)

7. Рефлексия деятельности.

Ход урока

1. Организационный момент.
2. Этап целеполагания.

Объявление темы, цели и задач. Клетки одноклеточных и многоклеточных организмов размножаются делением. Формы размножения делением разнообразны, но в основе всех форм бесполого и полового размножения лежит деление клетки.

 Мы приступили к изучению большой и важной темы «Размножение и развитие организмов». Изучение ее отдельных тем невозможно без детального и последовательного рассмотрения темы сегодняшнего урока. «Деление клетки –митоз»

3.Этап актуализации знаний. (беседа по вопросам)

-что вы знаете о делении клетки? (деление – это  жизненное свойство клетки)

-что такое клеточный центр?  (органоид, содержащий две центриоли в виде микротрубочек);

 -что такое ДНК? (хранитель наследственной информации);

-что такое редупликация ДНК? (удвоение  молекул ДНК);

-что такое хромосомы? (органоиды – носители наследственной информации

-что такое диплоидный набор хромосом? (двойной набор, характерный для соматических клеток);

-что такое гаплоидный набор хромосом? (одинарный, характерный для половых клеток);                                      - какое строение имеет хромосома (ДНК, белки-гистоны, центромера)

-какой набор хромосом в соматических клетках? В половых?

4.Этап первичного восприятия и усвоения нового теоретического учебного материала

Объясните, почему клетку называют структурной и функциональной единицей  живого?

Постановка проблемного вопроса: Какой этап в жизни клетки подтверждает истинность утверждения о том, что клетка не только структурная, функциональная, но и генетическая единица живого на Земле?

Учение о размножении клеток исторически возникло в качестве одного из разделов клеточной теории.

Размножение составляет одну из важнейших характеристик сущности жизни.

К размножению способны все без исключения живые организмы, от бактерий до млекопитающих.

 Существование каждого вида животных и растений, преемственность между родительскими особями и потомством поддерживаются только благодаря размножению.

 Размножение на уровне молекул – репликация ДНК; размножение на уровне органоидов – деление митохондрий, хлоропластов; размножение на уровне клеток – деление клеток. Лежит в основе передачи наследственной информации, размножения, роста, развития, регенерации

Способы деления клеток: амитоз – прямое деление; митоз – непрямое деление; мейоз – деление, характерное для фазы созревания половых клеток.(слайд)

Мы подробно рассмотрим митоз.  Начиная с 1873 года многими исследователями были описаны разнообразные картины непрямого деления (митоза) растительных и животных клеток. В 1875 году Э. Страсбургер, О.Бючли и В.Майзель независимо друг от друга сообщали довольно точные сведения о митотическом делении клеток, наиболее подробное и правильное изложение стадий этого процесса было сделано в 1879 году одновременно В.Шлейхером, П.И. Перемежко, В. Флемингом. С этого времени и по сегодняшний день наблюдается все более возрастающий интерес ученых к митотическому делению клеток, имеющему исключительно большое значение для таких важных биологических явлений, как наследственность, эмбриональное развитие, рост, регенерация и т.д. В 1883 году В.Ру дал биологическую трактовку митозу как процессу, обеспечивающему правильное и равномерное разделение ядра на две равные и идентичные половины, что было затем подтверждено экспериментально. Такова история открытия этого важного сегодня процесса. Как же он осуществляется?

Сегодня, изучив строение клетки по последним данным, подробно изучив строение и функции ДНК и РНК, мы изучаем митоз- сложный процесс, во время которого происходят значительные изменения различных структур и органоидов клетки. Приступаем непосредственно к изучению последовательности этапов митоза. Перед вами слайд, на котором изображен весь клеточный цикл. А теперь рассмотрим ход самого процесса.

. Период существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клетки (включая само деление) до собственного деления или смерти называют жизненным (клеточным) циклом.( определение в тетради)
Продолжительность жизненного цикла различных клеток многоклеточного организма различна. Так, клетки нервной ткани после завершения эмбрионального периода перестают делиться и функционируют на протяжении всей жизни организма, а затем погибают.  Клетки стабильных тканей дифференцируются в эмбриональном и постэмбриональном и функционируют в течении всей жизни организма. Клетки же зародыша на стадии дробления, завершив одно деление, сразу приступают к следующему, минуя все остальные фазы.(Обновляющие ткани) (слайд  )

 Митотический цикл состоит из интерфазы и митоза. Длительность митотического цикла у разных организмов сильно варьирует. Непосредственно на деление клетки уходит обычно 1–3 ч, то есть основную часть жизни клетка находится в интерфазе.

Митоз – непрямое деление соматических клеток, в результате которого сначала происходит удвоение, а затем равномерное распределение наследственного материала между дочерними клетками.(определение в тетради).

Объяснение учителя с одновременным заполнением таблицы в тетради)

Интерфазой называют промежуток между двумя клеточными делениями. Продолжительность интерфазы, как правило, составляет до 90% всего клеточного цикла. Интерфаза состоит из трех периодов: пресинтетический, или G1; синтетический, или S; постсинтетический, или G2.(Слайд )

Начальный отрезок интерфазы – пресинтетический период (2n2с, где n – количество хромосом, с – количество ДНК), период роста, начинающийся непосредственно после митоза.

 Синтетический период по продолжительности очень различен: от нескольких минут у бактерий до 6–12 ч в клетках млекопитающих. Во время синтетического периода происходит самое главное событие интерфазы – удвоение молекул ДНК. Каждая хромосома становится двухроматидной, а число хромосом не изменяется (2n4с).( Слайд) Носителями наследственной информации являются хромосомы. Морфология хромосом: хроматиды, центромера, плечи хромосом и теломеры, вторичная перетяжка. Биохимический состав – 60% белки, 40% – ДНК.     Хромосомный набор, характерный для вида, – кариотип; хромосомный набор, полученный от родителей, – генотип, хромосомный набор гаметы – геном. Диплоидный набор хромосом – двойной (2п), гаплоидный набор – одинарный(1п).

Постсинтетический период. Обеспечивает подготовку клетки к делению и также характеризуется интенсивными процессами синтеза белков, входящих в состав хромосом; синтезируются ферменты и энергетические вещества, необходимые для обеспечения процесса деления клетки.

Итак в интерфазу:  1.Удваиваются ДНК 2. Увеличивается число органоидов цитоплазмы; 3. Синтезируется АТФ; 4. Идет синтез белков, особенно тех, которые     связаны с хромосомами и клеточным центром.                                                                                      Теперь клетка приступает к делению. Сам митоз включает 4 фазы: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.( самостоятельная работа с учебником и заполнение таблицы)

  Профаза. (слайд)

Это начальный этап митоза, в котором ядро увеличивается в обьеме, так как в нем в результате спирализации становятся видимыми  хромосомы. Остановимся на строении хромосом

Хромосомы сильно утолщаются и становятся видимыми в световой микроскоп. Хромосома  состоит из удлиненного плотного тельца, состоящего из двух «сестринских» хроматид, соединненых центромерой- это первичная перетяжка. Хроматиды окружены белком. Посмотрите, как это выглядит на слайде.

 В профазе клеточный центр разделяется на центриоли. Тонкие нити, образующиеся между ними, получили название ахроматинового веретена деления. Центриоли вместе с ахроматиновым веретеном деления расходятся к противоположным полюсам. Ядерная оболочка растворяется. Хромосомы свободно располагаются в цитоплазме.

Итак, в профазе:

1. Спирализация хромосом;2. Образование хроматинового веретена деления;3. Растворение ядерной оболочки;4.Хромосомы в цитоплазме.

Метафаза.(слайд)

Следующий этап- метафаза , начинается метакинезом – процесс движения хромосом из их положений в конце профазы в экваториальную область клетки. Обратите внимание: предыдущая стадия как бы дает основу, старт ходу следующей. Хромосомы располагаются в одной плоскости. Теперь к центромерам каждой хромосомы прикрепляется нить ахроматинового веретена. Степень спирализации хромосом достигает максимума. При метафазе клетка легко уязвима для различных воздействий, так как это самый ответственный период жизни клетки: 1.Резко снижается синтез РНК и белков;

 2.Значительно нарушение в структуре ЭПС;3.Хромосомный материал непосредственно контактирует с цитоплазмой (клетка без ядра).

Заканчивается метафаза разрывом центромер хромосом и разъединение их на две хроматиды. Итак, в метафазе:1.Процесс метакинеза;2.Максимальная степень спирализации;3.Прикрепление хромосом и разделение их на две хроматиды.(слайд)

Анафаза.(слайд)

В анафазе: хроматиды расходятся к противоположным полюсам клетки. Их можно назвать дочерними хромосомами. Движение их осуществляется за счет нитей ахроматинового веретена. При этом используется энергия АТФ! В анафазе начинает возобновляться  процесс синтеза РНК и белков.

Итак, в анафазе:1. Расхождение хромосом;2. Здесь используется АТФ;3. Синтез РНК и белков.

Телофаза.(слайд)

Последняя фаза митоза – телофаза. Обратите внимание  на название фазы.

Да, здесь как бы должны образовываться два тела – две новые клетки! – цитокинез – разделение тела клетки.

Начинается телофаза с того момента, как хромосомы достигли полюсов клетки. (слайд)

а) начинается деспирализация (раскручивание )   хромосом. Они возвращаются к состоянию, в котором были в неделящейся клетке б) появляются ядрышки и ядерная мембрана;в) цитоплазма делится и дочерние клетки  отделяются друг от друга.

Подводя итог описанию митоза ,  обратите внимание на наиболее существенные процессы, происходящие при типичном делении клеток:

1. Цикл спирализации и деспирализации хромосом;
2. Изменение ядра в профазе;
3. Формирование митотического аппарата;
4. Преобразование мембран клетки;
5. Разделение хромосом на хроматиды;
6. Закономерное перемещение хромосом;
7. Реконструкция ядер в телофазе;
8. Цитокинез.

Очень важно понять, что если при нарушении этой закономерности хромосомы четко не распределяются между дочерними клетками, то нарушается закон передачи наследственных признаков от материнской клетки дочерним. Следовательно, нарушится митоз, клетки утратят способность к упорядоченному, четкому делению. Один из результатов – образование опухолевых тканей.

 Итак, в чем же суть митоза?

В результате митоза каждая дочерняя клетка получает такие же хромосомы, как  имела материнская клетка. Число хромосом в обеих дочерних клетках равно числу хромосом  материнской клетки.

 Следовательно , биологическое значение митоза заключается в строго равномерном распределении хромосом между ядрами двух дочерних клеток.

-Дочерние клетки генетически идентичны родительской.

 -Число клеток в организме увеличивается, что представляет собой один из главных механизмов роста.

- Многие виды растений и животных размножаются бесполым путем при помощи одного лишь митотического деления клеток, таким образом, митоз лежит в основе размножения.

- Митоз обеспечивает регенерацию утраченных частей и замещение клеток, происходящее в той или иной степени у всех многоклеточных организмов(слайд)

Митоз обеспечивает точную передачу всей наследственной информации каждому из дочерних ядер.

Вопрос :Как вы думаете, что длится дольше: интерфаза или митоз?

Регуляция митоза. В организме митоз контролируются системой нейрогуморальной регуляции, которая осуществляется нервной системой, гормонами надпочечников, гипофиза, щитовидной и половых желёз, а также местными факторами (продукты тканевого распада, функциональная активность клеток). Взаимодействие различных регуляторных механизмов обеспечивает как общие, так и местные изменения митотической активности. Митоз опухолевых клеток выходят из-под контроля нейрогуморальной регуляции. Выражением регуляции митоза в связи с взаимодействием организма и среды служит суточный ритм деления клеток. В большинстве органов ночных животных максимум митоз отмечается утром, а минимум — в ночное время. У дневных животных и человека отмечается обратная динамика суточного ритма. Суточный ритм митоза — следствие цепной реакции, в которую вовлекаются ритмические изменения внешней среды (освещённость, температура, режим питания и др.), ритм функциональной активности клеток и изменения процессов обмена веществ

Нарушения митоза. При различных патологических процессах нормальное течение М. нарушается. Выделяют 3 основных вида патологии М. 1) Повреждения хромосом (набухание, склеивание, фрагментация, образование мостов, повреждения центромеров, отставание отдельных хромосом при движении, нарушение их спирализации и деспирализации, раннее разъединение хроматид, образование микроядер. 2) Повреждения митотического аппарата (задержка М. в метафазе, многополюсный, моноцентрический и асимметричный М., трёхгрупповая и полая метафазы). Особое значение в этой группе патологии М. имеет колхициновый М., или К-митоз, который вызывается алкалоидом колхицином (отсюда название), а также колцемидом, винбластином, винкристином, аценафтеном и др. т. н. статмокинетическими ядами, используемыми в качестве мутагенов. К-митозы возникают и самопроизвольно в культуре ткани и опухолях. При К-митозе нарушаются расхождение центриолей и поляризация ими веретена деления, подвергается дезорганизации митотический аппарат, не происходит разъединения хроматид (К-пары). 3) Нарушения цитотомии. Патологические М. возникают после воздействия митотических ядов, токсинов, экстремальных факторов (ионизирующее излучение, аноксия, гипотермия), при вирусной инфекции и в опухоли. Резкое увеличение числа патологических М. типично для злокачественных опухолей.

 Амитоз, или прямое деление, – способ деления ядра соматических клеток пополам путем перетяжки без образования хромосом. Если при амитозе не происходит деление цитоплазмы, то возникают дву- и многоядерные клетки. Данный способ деления характерен для некоторых простейших, специализированных клеток или для патологически измененных клеток. Распределение ядерного материала оказывается случайным и неравномерным. Возникшие дочерние клетки наследственно неполноценны.(слайд).В природе наиболее распространен митоз, амитоз встречается довольно редко.

5.Этап овладения новыми умениями

Лабораторная работа по теме: « Митоз в клетках корешка лука» =

Цель: На готовом микропрепарате корешка лука убедиться в наличии фаз митотического деления. Во время изучения препарата подтвердить свои знания об этом процессе.

Оборудование: микроскоп, готовые микропрепараты, таблица схемы митоза.

Ход работы.

1. Установите препарат под микроскопом и внимательно рассмотрите клетки.

2. Найдите делящиеся клетки на разных стадиях митоза.

3. Крупно нарисуйте контуры клеток и затем расположите в них наблюдаемые структуры.

Интерфаза. Ядро в клетке округлое, с четкими границами. В нем видны одно или два ядрышка. Хроматин в виде глыбок заполняет кариоплазму.

        Профаза. Ядро заметно увеличивается, в нем исчезают ядрышки. В кариоплазме наблюдается как бы клубок, составленный из тонких нитей. Это хромосомы. В конце профазы оболочка ядра разрушается, и хромосомы выходят в цитоплазму.

        Метафаза. Хромосомы заметно укорачиваются и утолщаются, приобретают вид сильно изогнутых палочковидных структур. Постарайтесь найти клетку, в которой хромосомы лежат в экваториальной плоскости, образуя звезду.

        Анафаза. Сестринские хромосомы перемещаются к полюсам, поэтому в клетке можно увидеть фигуры, напоминающие две звезды. Обратите внимание, что хромосомы имеют вид шпильки. Центромеры направлены к полюсам, а плечи расходятся под углом друг к другу.

        Телофаза. У противоположных полюсов клетки видны рыхлые клубки из частично деспирализованных хромосом. В центре клетки начинает формироваться перегородка, которая постепенно делит материнскую клетку на две дочерних.

1. Зарисуйте клетки на различных стадиях митоза и в интерфазе. На рисунке должны быть обозначены:

1) интерфаза (ядро, цитоплазма, хроматин);      

2) профаза (хромосомы);  

3) метафаза (материнская звезда);  

4) анафаза (дочерние звезды);  

5) телофаза (ядра дочерних клеток).

Обсудите в группе результаты лабораторной работы. Сравните сделанные с препаратов рисунки со схемой митоза.

6.Контроль за процессом и результатом учебной деятельности студентов

Уровень А

Цель: определить качество знаний по изученной теме.

 1. Тест . Выберите правильный ответ.

1.Клеточным циклом  называется:

а) Период жизни клетки в течение интерфазы. б) Период от профазы до телофазы.
в) Период от деления до деления. г) Период от появления клетки до ее смерти.

2.Какой из процессов предшествует митозу?

а) Исчезновение ядерной оболочки. б) Удвоение хромосом.
в) Образование веретена деления. г) Расхождение хромосом к полюсам клетки.

3.Сколько хроматид содержит пара гомологичных хромосом в метафазе митоза?

а) Четыре. б) Две. в)  Одна  г) Восемь.

4.Наиболее продолжительна:

а) Метафаза.б) Профаза.г) Интерфаза.д) Телофаза.

5.Какой из процессов предшествует митозу:

А) Исчесзновение ядерной оболочки, б)Удвоение хромосом, в)Образование веретена деления, г) Расхождение хромосом