I. Изучение нового материала

ПЛАН УРОКА

Задачи.

Урок

Тема: «Клеточный цикл»

Цель: Изучить клеточный цикл и его биологическое значение

Образовательные:

- выяснить знания учащихся о клеточном цикле;

- обеспечить усвоение основных понятий темы: жизненный цикл клетки, митотический цикл клетки, постмитотический, синтетический, премитотический периоды, митоз, репликация;

- подготовить основу для фундаментальных знаний о клеточном цикле, и далее вообще о делении клеток.

Развивающие:

- развить умения и навыки делать выводы с помощью логического мышления на основе сравнения жизненного и митотического циклов;

- развить научное мировоззрение путем изучения общебиологических понятий: организм, воспроизведение, развитие;

- развивать способности к сравнению, анализу, классификации информации, а на их основе формирование мировоззрения и диалектических взглядов;

Воспитательные:

- воспитать культуру общения и умения работать в учебном коллективе;

Здравствуйте ребята! Сегодня мы с вами переходим к изучению новой главы: «Воспроизведение клетки» и темой нашего сегодняшнего урока является «Клеточный цикл». Как вы думаете, что такое клеточный цикл? Да, вы правы, сведя воедино все ваши высказывания можно сказать, что клеточный цикл – это период существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клети до собственного деления или смерти.

Как вам известно, организмы состоят из клеток, поэтому в основе воспроизведения сложного организма лежит – воспроизведение клетки.

Биологическое значение деления клеток. Новые клетки возникают врезультате деления надвое уже существующих. Если делится одноклеточный организм, то из него образуются два новых. Многоклеточный организм также начинает свое развитие чаще всего с одной-единственной клетки. Путем многократных делений образуется огромное количество клеток, которые и составляют организм, т.е. деление клеток обеспечивает непрерывность жизни.

Прочитайте вслух то, что выделено мелким шрифтом.

В многоклеточных организмах не все клетки способны к делению. Животные в связи с высоким уровнем специализации имеют разную продолжи­тельность жизни. Например, нервные, мышечные клетки после завершения эм­брионального периода развития организ­ма перестают делиться и функциониру­ют на протяжении всей последующей жизни организма. Многие специализиро­ванные клетки не размножаются в обыч­ных условиях, но при повреждении ор­ганов и тканей, в состав которых они входят, их способность к делению вос­станавливается. К таким клеткам отно­сятся клетки печени, эндокринных же­лез и других органов. Другие клетки, в частности клетки костного мозга, эпите­лия тонкого кишечника, эпидермиса, в процессе выполнения своей специфичес­кой функции погибают, поэтому на сме­ну им приходят новые, образованные путем деления.

Постоянное деление клеток верхушечной и боковых меристем растений (камбий, пробковый камбий) обеспечива­ет длительный рост побегов и корней в длину и толщину.

Вновь образованные клетки при­обретают способность к делению после некоторого периода роста. Кроме того, делению предшествует удвоение клеточных структур: хлоропластов, митохондрий, центриолей и др.

Перед началом клеточного деле­ния должна реплицироваться ДНК. Если бы дочерние клетки не полу­чали точных копий ДНК материн­ской клетки, они перестали бы быть похожими друг на друга. Это в ко­нечном итоге привело бы к невоз­можности существования организмов разных видов. Чтобы этого случилось, ДНК должна идеально реплицироваться и каждая дочерняя клетка при клеточном делению должна получать ее копию.

Понятие о жизненном цикле клетки. Совокупность последовательных и взаимосвязанных процессов, происходящих в клетке в период подготовки ее к делению и в период деления, называется митотическим циклом (от названия основного типа деления — митоза).

Как мы уже говорили период существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клети до собственного деления или смерти называется клеточным циклом, или жизненным циклом клетки. У одноклеточных организмов клеточный цикл совпадает с жизнью особи. В непрерывно размножающихся тканевых клетках клеточный цикл совпадает с митотическим циклом и состоит из четырех периодов, со строгой последовательностью сменяющих друг друга

постмитотического (G₁ — от гл. grow — расти, увеличиваться,

синтетического (S — от англ. synthesis — синтез),

премитотическог о (G₂) и

митоза (М) (рис. 3.1).

Первые три периода составляют интерфазу— большую по продолжительности часть митотического цикла клетки.

В период G₁клетка растет, в ней усиленно синтезируются РНК и бел­ки, в первую очередь ферменты, которые будут катализировать об­разование ДНК, РНК и строительных белков.

В S-периоде происходит репликация ДНК (синтез на материнской I ДНК новых — дочерних цепочек; отсюда и название периода — синтетический).

Репликация — это процесс самоудвоения молекул ДНК, осуществляемый под контролем ферментов. Репликация осуществляется перед каждым клеточным делением. Начинается она с того, что спираль ДНК временно раскручивается под действием фермента ДНК-полимеразы. На каждой из цепей, образовавшихся после разрыва водородных связей, синтезируется по принципу комплементарности дочерняя цепь ДНК (рис. 3.2). Материалом для синтеза служат свободные нуклеотиды, которые есть в клетке.

Таким образом, каждая полинуклеотидная цепь выполняет роль матрицы для новой комплементар­ной цепи. В итоге получаются две молекулы ДНК, у каждой из кото­рых одна цепь остается от родитель­скоймолекулы, а другая является вновь синтезированной. В резуль­тате репликации две новые моле­кулы ДНК представляют собой точ­ную копию исходной молекулы.

Биологический смысл реплика­ции заключается в точной переда­че наследственной информации от материнской клетки к дочерним, что и происходит при делении со­матических клеток.

В результате удвоения молекул ДНК в каждой хромосоме оказыва­ется вдвое больше ДНК, чем было до S-периода. Однако количество хромосом не изменяется, потому что образовавшиеся дочерние хро­мосомы (хромотиды) теснопере­плетены между собой и составля­ют единую хромосому.

В S-периоде, кроме репликации ДНК, осуществляется синтез белков РНК, в том числе рРНК, которые используются в следующем перио­де для синтеза белков, обеспечива­ющих митоз; осуществляется удво­ение центриолей.

Время от окончания синтеза ДНК и до начала митоза называет­ся G₂-периодом. В этот период за­вершается подготовка клетки к ми­тозу, активно синтезируются иРНК, различные белки, в том числе и те, из которых образуются микротру­бочки нитей веретена деления, а также иРНК и белки для осуществ­ления G1-периода после митоза. Да­лее наступает деление клетки.

ВЫВОД

Период существования клетки от одного деления до другого называется клеточным циклом или жизненным циклом клетки. Унепрерывно размножающихся клеток тканей многоклеточных организмов клеточный цикл состоит из четырех периодов: постмитотического, синтетического, премитотического и митоза. В каждом периоде в клетке осуществляются строго определенные процессы, которые обеспечивают протекание последующих периодов.