Тест по биологии «Клетка – генетическая единица живого»

Хромосома состоит из ДНК и белка. Комплекс белков, связанных с ДНК, образует хроматин. Белки играют важную роль в упаковке молекул ДНК в ядре. Перед делением клетки ДНК плотно скручивается, образуя хромосомы, а ядерные белки — гистоны — необходимы для правильной укладки ДНК, в результате которой её объём во много раз уменьшается. Каждая хромосома образована одной молекулой ДНК.

Размножение — одно из важнейших свойств живых организмов. Размножение, или самовоспроизведение себе подобных, свойство всех живых организмов, обеспечивающее непрерывность и преемственность жизни. К размножению способны все живые существа без исключения. Способы размножения у различных организмов могут сильно отличаться друг от друга, но в основе любого типа размножения лежит деление клетки. Деление клеток, происходит не только при размножении организмов, как это происходит у одноклеточных существ — бактерий и простейших. Развитие многоклеточного организма из одной-единственной клетки включает в себя миллиарды клеточных делений. Кроме того, продолжительность жизни многоклеточного организма превышает время жизни большинства составляющих его клеток. Поэтому почти все клетки многоклеточных существ должны делиться, чтобы заменять гибнущие клетки. Интенсивное деление клеток необходимо при ранениях организма, когда нужно восстановить повреждённые органы и ткани.

В хромосомах человека содержатся гены (46 единиц), образующие 23 пары. Одна пара этого набора определяет пол человека. Набор хромосом женщины содержит две Х хромосомы, мужчины — одну Х и одну У. Во всех остальных клетках организма человека содержится вдвое больше, чем в сперматозоидах и яйцеклетки.

Во время репликации (удвоение) часть молекулы «материнской» ДНК расплетается на две нити с помощью специального фермента. Далее к каждому нуклеотиду разорвавшихся нитей ДНК подстраивается комплементарный ему нуклеотид. Таким образом, образуются две двуцепочные молекулы ДНК, (4 нити) в состав каждой из которых входят одна цепочка «материнской» молекулы и одна новосинтезированная («дочерняя») цепочка. Эти две молекулы ДНК абсолютно идентичны.

Биологический смысл удвоения хромосом заключается в передаче наследственной информации следующему поколению. Эта функция осуществляется благодаря способности ДНК к удвоению (редупликации). В точности процесса редупликации заключается глубокий биологический смысл: нарушение копирования привело бы клетки к искажению наследственной информации и, как следствие, к нарушению функционирования дочерних клеток и всего организма в целом. Если бы удвоения ДНК не происходило, то при каждом делении клетка.

Количество хромосом уменьшалось бы вдвое и довольно скоро в каждой клетке совсем не осталось бы хромосом. Однако нам известно, что во всех клетках тела многоклеточного организма количество хромосом одинаково и из поколения в поколение не изменяется. Это постоянство достигается благодаря митотическому делению клеток.

В анафазе (4) сестринские хроматиды разъединяются под действием веретена: сначала в области центромеры, а затем и по всей длине. С этого момента они становятся самостоятельными хромосомами. Нити веретена растягивают их к разным полюсам. Таким образом, за счёт идентичности дочерних хроматид у двух полюсов клетки оказывается одинаковый генетический материал: такой же, какой был в клетке до начала митоза.

Способ деления, при котором каждая из дочерних клеток получает точную копию генетического материала родительской клетки, называется митозом. Его главная задача — обеспечить обе клетки одинаковым и полным набором хромосом.

В ядре, в стадии профазы(2), происходит спирализация ДНК. Ядрышки исчезают. Центриоли расходятся к полюсам клетки. Отходящие от них микротрубочки начинают образовывать веретено деления. Ядерная оболочка разрушается.

Каждая хромосома до её удвоения имеет по одной хроматиде. В стадии интерфазы хромосома расщепляется на две хроматиды.

Прямое деление клеток, или амитоз, встречается относительно редко. При амитозе ядро начинает делиться без видимых предварительных изменений. При этом не обеспечивается равномерное распределение ДНК между двумя дочерними клетками, так как при амитозе ДНК не спирализуются и хромосомы не образуются. Иногда при амитозе не происходит цитокинеза. В этом случае образуется двуядерная клетка. Если же деление цитоплазмы всё-таки произошло, то велика вероятность, что обе дочерние клетки будут неполноценными. Амитоз часто встречается в отмирающих тканях, а также в клетках опухолей.

Интерфаза — период между двумя делениями (1). В этот период клетка готовится к делению. Удваивается количество ДНК в хромосомах. Удваивается количество других органоидов, синтезируются белки, причём наиболее активно те из них, которые образуют веретено деления, происходит рост клетки.

Деятельность клеток проявляется в изменении их величины. Все клетки в той или иной степени способны к росту. Однако их рост ограничен определенными рамками. Некоторые клетки, например яйцевые, благодаря накоплению в них желтка, могут достигать огромной величины. Обычно клеточный рост сопровождается преимущественным увеличением объема цитоплазмы, тогда как величина ядра изменяется в меньшей степени. Клеточное деление лежит в основе роста, развития, регенерации тканей и многоклеточного организма, а именно митоза. Митоз лежит в основе процессов заживления повреждений и бесполого размножения.

В основе всех трех этих процессов лежит митоз. Митотическое деление обеспечивает рост многоклеточных эукариот за счёт увеличения популяций клеток тканей. Дробление оплодотворённого яйца и рост большинства тканей у животных также происходит путём митотических делений.

Некоторые организмы способны регенерировать утраченные части тела. В этих случаях образование новых клеток также идёт путём митоза.

Биологический смысл митоза заключается в воспроизведении клеток с количественно и качественно одинаковой генетической информацией. Это обеспечивается тем, что при репликации ДНК возникают два одинаковых набора хромосом, которые в процессе митоза равномерно распределяются по дочерним клеткам. Митоз необходим для нормального развития и роста многоклеточного организма.