link1924 link1925 link1926 link1927 link1928 link1929 link1930 link1931 link1932 link1933 link1934 link1935 link1936 link1937 link1938 link1939 link1940 link1941 link1942 link1943 link1944 link1945 link1946 link1947 link1948 link1949 link1950 link1951 link1952 link1953 link1954 link1955 link1956 link1957 link1958 link1959 link1960 link1961 link1962 link1963 link1964 link1965 link1966 link1967 link1968 link1969 link1970 link1971 link1972 link1973 link1974 link1975 link1976 link1977 link1978 link1979 link1980 link1981 link1982 link1983 link1984 link1985 link1986 link1987 link1988 link1989 link1990 link1991 link1992 link1993 link1994 link1995 link1996 link1997 link1998 link1999 link2000 link2001 link2002 link2003 link2004 link2005 link2006 link2007 link2008 link2009 link2010 link2011 link2012 link2013 link2014 link2015 link2016 link2017 link2018 link2019 link2020 link2021 link2022 link2023 link2024 link2025 link2026 link2027 link2028 link2029 link2030 link2031 link2032 link2033 link2034 link2035 link2036 link2037 link2038 link2039 link2040 link2041 link2042 link2043 link2044 link2045 link2046 link2047 link2048 link2049 link2050 link2051 link2052 link2053 link2054 link2055 link2056 link2057 link2058 link2059 link2060 link2061 link2062 link2063 link2064 link2065 link2066 link2067 link2068 link2069 link2070 link2071

Строение растительной клетки — Деление клетки

Деление клетки

Возникновение новых ядер происходит за счет деления уже существующих. При этом ядро в норме никогда не делится простой перетяжкой пополам, поскольку такой способ не может обеспечить совершенно одинакового распределения наследственного материала между двумя дочерними клетками. Это достигается с помощью сложного процесса деления ядра, называемого митозом.

Митоз –это универсальная форма деления ядра, сходная у растений и животных. В нем различают четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу (рис. 2.7 ). Период между двумя митотическими делениями называется интерфаза.

В профазе в ядре начинают выявляться хромосомы. Сначала они имеют вид клубка из перепутанных нитей. Затем хромосомы укорачиваются, утолщаются и располагаются упорядоченно. В конце профазы исчезает ядрышко, а ядерная оболочка фрагментируется на отдельные короткие цистерны, неотличимые от элементов эндоплазматической сети, кариоплазма смешивается с гиалоплазмой. На двух полюсах ядра появляются скопления микротрубочек, из которых впоследствии образуются нити митотического веретена.

В метафазе хромосомы окончательно обособляются и собираются в одной плоскости посередине между полюсами ядра, образуя метафазную пластинку. Хромосомы образованы двумя сложенными по длине одинаковыми хроматидами, каждая из которых содержит одну молекулу ДНК. Хромосомы имеют перетяжку — центромеру, которая делит их на два равных или неравных плеча. В метафазе хроматиды каждой хромосомы начинают отделяться друг от друга, связь между ними сохраняется только в области центромеры. К центромерам прикрепляются нити митотического веретена. Они состоят из параллельно расположенных групп микротрубочек. Митотическое веретено — это аппарат специфической ориентации хромосом в метафазной пластинке и распределения хромосом по полюсам клетки.

В анафазе каждая хромосома окончательно разделяется на две хроматиды, которые становятся сестринскими хромосомами. Затем с помощью нитей веретена одна из пары сестринских хромосом начинает двигаться к одному полюсу ядра, вторая — к другому.

Телофаза наступает, когда сестринские хромосомы достигают полюсов клетки. Веретено исчезает, группирующиеся по полюсам хромосомы деконденсируются и удлиняются — они переходят в интерфазный хроматин. Появляются ядрышки, вокруг каждого из дочерних ядер собирается оболочка. Каждая дочерняя хромосома состоит всего из одной хроматиды. Достройка второй половины, осуществляемая путем редупликации ДНК, происходит уже в интерфазном ядре.

clip_image012

Рис. 2.7. Схема митоза и цитокинеза клетки с числом хромосом 2 n=4: 1 — интерфаза; 2,3 — профаза; 4 — метафаза; 5 — анафаза; 6 — телофаза и образование клеточной пластинки; 7 — завершение цитокинеза (переход к интерфазе); В — митотическое веретено; КП — формирующаяся клеточная пластинка; Ф — волокна фрагмопласта; Хм — хромосома; Яд — ядрышко; ЯО — ядерная оболочка.

Продолжительность митоза колеблется от 1 до 24 часов. В результате митоза и последующей интерфазы клетки получают одинаковую наследственную информацию и содержат идентичные по числу, размеру и форме с материнскими клетками хромосомы.

В телофазе начинается деление клетки — цитокинез. Сначала между двумя дочерними ядрами появляются многочисленные волокна, совокупность этих волокон имеет форму цилиндра и называется фрагмопласт (рис. 2.7 ). Как и нити веретена, волокна фрагмопласта образованы группами микротрубочек. В центре фрагмопласта, в экваториальной плоскости между дочерними ядрами, скапливаются пузырьки Гольджи, содержащие пектиновые вещества. Они сливаются друг с другом и дают начало клеточной пластинке, а ограничивающая их мембрана становится частью плазмалеммы.

Клеточная пластинка имеет форму диска и растет центробежно по направлению к стенкам материнской клетки. Волокна фрагмопласта контролируют направление движения пузырьков Гольджи и рост клеточной пластинки. Когда клеточная пластинка достигает стенок материнской клетки, образование перегородки и обособление двух дочерних клеток заканчиваются, фрагмопласт исчезает. После завершения цитокинеза обе клетки приступают к росту, достигают размера материнской клетки и затем могут снова делиться или переходят к дифференциации.

Мейоз (редукционное деление ядра) — особый способ деления, при котором в отличие от митоза происходит редукция (уменьшение) числа хромосом и переход клеток из диплоидного состояния в гаплоидное. У животных мейоз — основное звено гаметогенеза (процесса образования гамет), а у растений — спорогенеза (процесса образования спор). Если бы не было мейоза, число хромосом при слиянии клеток во время полового процесса должно было бы удваиваться до бесконечности.

Мейоз состоит из двух последовательных делений, в каждом из которых можно выделить те же четыре стадии, что и в обычном митозе (рис.2.8 ).

В профазе первого деления, как и в профазе митоза, хроматин ядра переходит в конденсированное состояние — образуются типичные для данного вида растения хромосомы, ядерная оболочка и ядрышко исчезают. Однако при мейозе гомологичные хромосомы располагаются не в беспорядке, а попарно, контактируя друг с другом по всей их длине. При этом спаренные хромосомы могут обмениваться между собой отдельными участками хроматид. В метафазе первого деления гомологичные хромосомы образуют не однослойную, а двухслойную метафазную пластинку. В анафазе первого деления гомологичные хромосомы каждой пары расходятся по полюсам веретена деления без продольного разъединения их на изолированные хроматиды. В результате в телофазе у каждого из полюсов деления оказывается уменьшенное вдвое, гаплоидное число хромосом, состоящих не из одной, а из двух хроматид. Распределение гомологичных хромосом по дочерним ядрам носит случайный характер.

Сразу после телофазы первого деления начинается второй этап мейоза — обычный митоз с разделением хромосом на хроматиды. В результате этих двух делений и следующего за ними цитокинеза образуются четыре гаплоидные дочерние клетки — тетрада. При этом между первым и вторым ядерными делениями интерфаза, а, значит, и редупликация ДНК, отсутствуют. При оплодотворении диплоидный набор хромосом восстанавливается.

clip_image014

Рис. 2.8. Схема мейоза при числе хромосом 2 n=4: 1 — метафаза I (гомологичные хромосомы собраны попарно в метафазной пластинке); 2 — анафаза I (гомологичные хромосомы отдаляются друг от друга к полюсам веретена без расщепления на хроматиды); 3 — метафаза II (хромосомы располагаются в метафазной пластинке в один ряд, их число уменьшено вдвое); 4 — анафаза II (после расщепления дочерние хромосомы отдаляются друг от друга); 5 — телофаза II (образуется тетрада клеток); В — митотическое веретено; Хм1 — хромосома из одной хроматиды; Хм2 – хромосома из двух хроматид.

Значение мейоза состоит не только в обеспечении постоянства числа хромосом у организмов из поколения в поколение. Благодаря случайному распределению гомологичных хромосом и обмену их отдельными участками, образующиеся в мейозе половые клетки содержат разнообразнейшие сочетания хромосом. Это обеспечивает разнообразие хромосомных наборов, повышает изменчивость признаков у последующих поколений и, таким образом, дает материал для эволюции организмов.

Вы здесь: Главная Биология Ботаника Строение растительной клетки