ГДЗ до підручника «Біологія і екологія» В.І. Соболь. 10 клас

§ 56. Репродукція клітин

Пригадайте!

Що таке репродукція?

Репродукція — це процес, за допомогою якого організми створюють більше організмів, схожих на себе [1]. Це біологічний процес, який передбачає створення нащадків, генетично подібних до батьківського організму. Розмноження відбувається двома основними формами: статевим і нестатевим. При статевому розмноженні два організми поєднують свій генетичний матеріал, щоб утворити новий організм, тоді як при безстатевому розмноженні один організм може виробляти потомство без потреби в іншому організмі. Відтворення має важливе значення для подальшого існування виду, оскільки воно дозволяє організмам передавати свої генетичні ознаки наступному поколінню.

Поміркуйте!

Організм людини, за оцінками науковців, складається зі 100 000 (1014) млрд клітин. І більшість із цієї кількості клітин тіла замінюються новими кожні 7–10 років. Процес оновлення клітин відбувається по-різному в різних частинах тіла, але повне омолодження «з ніг до голови» триває близько 10 років. Завдяки чому відбувається «омолодження» організму людини?

«Омолодження» організму людини відбувається в першу чергу за рахунок процесу заміщення клітин, або обміну клітин. Цей процес відбувається в усіх частинах тіла, при цьому різні клітини мають різну швидкість обороту. Загалом клітини шкіри, кишківника та крові замінюються швидко, тоді як клітини мозку, серця та м’язів замінюються повільніше. Цей процес оновлення клітин необхідний для належного функціонування організму та підтримки його здоров’я, оскільки він допомагає підтримувати оптимальне функціонування організму та дозволяє йому відновлюватися та самовідновлюватися, коли це необхідно. Крім того, процес оновлення клітин допомагає підтримувати зовнішній вигляд тіла, оскільки допомагає зберегти молодість шкіри та її бадьорість.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Розгляньте схему амітозу. Порівняйте цей поділ соматичних клітин із мітозом. Заповніть у робочому зошиті таблицю «Порівняльна характеристика мітозу й амітозу» та сформулюйте висновок про їхню подібність й відмінності.

Мітоз і амітоз є типами поділу соматичних клітин, але вони відрізняються кількома ключовими ознаками. Мітоз — це тип поділу клітин, який призводить до утворення двох ідентичних дочірніх клітин, тоді як амітоз — це тип поділу клітин, який не виробляє двох ідентичних дочірніх клітин. Мітоз включає утворення мітотичного веретена поділу та рух хромосом уздовж веретена поділу, тоді як амітоз не передбачає утворення веретена поділу або переміщення хромосом. Крім того, мітоз включає утворення борозни розщеплення та поділ цитоплазми, тоді як амітоз не включає жодного з цих етапів. Підсумовуючи, хоча мітоз і амітоз є типами поділу соматичних клітин, вони відрізняються кількома ключовими ознаками.

Розв’язування вправ. Мітоз

Вправа 1. Обчисліть, скільки клітин утвориться внаслідок 8 послідовних мітозів 4 соматичних клітин в організмі людини. Скільки хромосом буде в кожній з них, якщо в материнських клітинах їх міститься по 23 пари?

Після 8 послідовних мітозів 4 соматичних клітин в організмі людини утвориться 32 клітини. Кожна клітина матиме 23 пари хромосом, оскільки мітоз — це тип поділу клітини, в результаті якого утворюються дві ідентичні дочірні клітини з такою ж кількістю хромосом, як і в батьківській клітині.

Вправа 2. В ядрі соматичної клітини на стадії профази мітозу міститься 13,68 · 10−9 мг ДНК. Яка кількість ДНК буде в ядрі соматичної клітини одразу після завершення мітозу?

Після завершення мітозу ядро соматичної клітини міститиме 13,68 х 10-9 мг ДНК, оскільки мітоз — це тип поділу клітини, в результаті якого утворюються дві ідентичні дочірні клітини з такою ж кількістю ДНК, що й у батьківській клітині.

СТАВЛЕННЯ

Л. Гартвелл, Р. Гант і П. Нерс отримали Нобелівську премію в галузі фізіології і медицини 2001 р. за відкриття ключових регуляторів клітинного циклу. Вони віднайшли ключові молекули – цикліни і циклін-залежні ферменти, що регулюють клітинний цикл в еукаріотів. Яке значення має відкриття регуляторних молекул клітинного циклу?

Відкриття ключових регуляторних молекул клітинного циклу було значущим, оскільки воно забезпечило краще розуміння того, як клітини діляться та ростуть. До цього відкриття вчені не могли пояснити, чому клітини діляться і ростуть контрольованим чином. З відкриттям циклінів і циклін-залежних ферментів вчені змогли пояснити складну регуляцію клітинного циклу, яка необхідна для підтримки генетичної інформації та виробництва нових клітин. Це відкриття було особливо важливим для дослідження раку, оскільки допомогло вченим краще зрозуміти, як ракові клітини ростуть і неконтрольовано діляться. Це також має значення для розуміння старіння, оскільки клітинний цикл пов’язаний із процесом старіння.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке репродукція клітин?

Розмноження клітин - це процес, за допомогою якого клітини діляться та генерують нові клітини. Це важлива частина життєвого циклу всіх живих організмів, оскільки вона відповідає за ріст, розвиток, відновлення та виробництво нових клітин. Під час розмноження клітин генетична інформація батьківської клітини передається новим клітинам, гарантуючи, що нові клітини генетично подібні до батьківської клітини. Розмноження клітини відбувається через процес, відомий як мітоз, який включає подвоєння хромосом батьківської клітини та подальший поділ клітини на дві ідентичні дочірні клітини. У деяких організмів можливе також статеве розмноження, яке передбачає злиття генетичного матеріалу двох батьківських клітин для утворення нової клітини.

2. Назвіть основні типи репродукції клітин.

Двома основними типами розмноження клітин є мітоз і мейоз. Мітоз - це процес, за допомогою якого одна батьківська клітина ділиться на дві ідентичні дочірні клітини, тоді як мейоз - це процес, за допомогою якого одна батьківська клітина ділиться на чотири неідентичні дочірні клітини. Під час мітозу генетична інформація батьківської клітини передається дочірнім клітинам, гарантуючи, що ці клітини генетично подібні до батьківської клітини. Під час мейозу генетична інформація батьківської клітини перемішується та рекомбінується, що призводить до чотирьох дочірніх клітин, які генетично відрізняються від батьківської клітини.

3. Що таке мітоз?

Мітоз - це процес, за допомогою якого одна батьківська клітина ділиться на дві генетично ідентичні дочірні клітини. Під час мітозу генетична інформація батьківської клітини копіюється та передається дочірнім клітинам, гарантуючи, що дочірні клітини генетично подібні до батьківської клітини. Під час мітозу батьківська клітина проходить ряд етапів, включаючи реплікацію генетичного матеріалу, конденсацію та сегрегацію хромосом і, нарешті, поділ клітини на дві генетично ідентичні дочірні клітини. Мітоз необхідний для росту та розвитку всіх живих організмів, оскільки він відповідає за виробництво нових клітин.

4. Що таке амітоз?

Амітоз - це форма поділу клітин, яка не зустрічається в еукаріотичних організмах, таких як тварини та рослини. Він міститься в деяких бактеріях і найпростіших і вважається примітивною формою поділу клітин. При амітозі батьківська клітина не реплікує свій генетичний матеріал і не проходить складний процес мітозу. Замість цього клітина ділиться безпосередньо на дві нові дочірні клітини, які генетично ідентичні батьківській клітині. Вважається, що амітоз менш ефективний, ніж мітоз, і не використовується для виробництва нових клітин у більшості організмів.

5. Наведіть приклади зовнішніх чинників регуляції мітозу.

Зовнішні фактори, які можуть регулювати мітоз, включають гормони, фактори росту та екологічні сигнали. Наприклад, такі гормони, як естроген, можуть регулювати процес мітозу в клітинах, оскільки вони можуть сприяти або гальмувати поділ клітин. Фактори росту, такі як епідермальний фактор росту та тромбоцитарний фактор росту, також можуть регулювати мітоз, оскільки вони можуть сприяти поділу клітин або гальмувати його. Фактори навколишнього середовища, такі як температура, pH і доступність поживних речовин, також можуть регулювати мітоз, сприяючи або пригнічуючи поділ клітин.

6. Назвіть приклади внутрішніх чинників регуляції мітозу.

Внутрішні фактори, які можуть регулювати мітоз, включають білки, ферменти та контрольні точки клітинного циклу. Такі білки, як цикліни та циклін-залежні кінази, є важливими регуляторами мітозу, оскільки вони беруть участь у регуляції клітинного циклу та ініціації мітозу. Такі ферменти, як кінази та фосфатази, також можуть регулювати мітоз, оскільки вони можуть сприяти або гальмувати поділ клітин. Нарешті, контрольні точки клітинного циклу відіграють важливу роль у мітозі, оскільки вони відповідають за регуляцію клітинного циклу та виявлення будь-яких потенційних помилок у процесі поділу клітини.

7. Яке значення репродукції клітин?

Відтворення клітин має важливе значення для росту, розвитку та підтримки всіх живих організмів. Він відповідає за виробництво нових клітин, які потрібні організму для виконання його щоденних функцій. Відтворення клітин також має важливе значення для розмноження видів, оскільки воно відповідає за виробництво гамет, які є клітинами, відповідальними за статеве розмноження. Крім того, відтворення клітин важливо для відновлення та заміни пошкоджених клітин, а також для виробництва спеціалізованих клітин, таких як м’язові клітини, нервові клітини та імунні клітини.

8. Чим мітоз відрізняється від амітозу?

Мітоз - це форма поділу клітин, яка зустрічається в еукаріотичних організмах, таких як тварини та рослини, тоді як амітоз - це форма поділу клітин, яка не зустрічається в еукаріотичних організмах. Під час мітозу генетичний матеріал батьківської клітини реплікується, конденсується та розділяється на дві генетично ідентичні дочірні клітини. З іншого боку, під час амітозу батьківська клітина не реплікує свій генетичний матеріал і не проходить складний процес мітозу. Замість цього клітина ділиться безпосередньо на дві дочірні клітини, які генетично ідентичні батьківській клітині.

9. Які чинники впливають на мітоз?

Кілька факторів можуть впливати на процес мітозу, включаючи гормони, фактори росту, сигнали навколишнього середовища, білки, ферменти та контрольні точки клітинного циклу. Гормони, такі як естроген, можуть сприяти або гальмувати поділ клітин, тоді як фактори росту, такі як епідермальний фактор росту та тромбоцитарний фактор росту, також можуть регулювати мітоз. Такі фактори навколишнього середовища, як температура, pH і доступність поживних речовин, також можуть впливати на мітоз, сприяючи або пригнічуючи поділ клітин. Такі білки, як цикліни та циклін-залежні кінази, є важливими регуляторами мітозу, оскільки вони беруть участь у регуляції клітинного циклу та ініціації мітозу. Нарешті, контрольні точки клітинного циклу відіграють важливу роль у мітозі, оскільки вони відповідають за регуляцію клітинного циклу та виявлення будь-яких потенційних помилок у процесі поділу клітини.

10. Яке значення має відкриття регуляторних молекул клітинного циклу?

Відкриття регуляторних молекул клітинного циклу є важливим, оскільки воно допомагає пояснити, як клітини переходять між різними фазами клітинного циклу. Розуміння механізмів регуляції клітинного циклу допомагає пояснити складний процес поділу клітин і те, як він регулюється. Це також допомагає пояснити, як можна запобігти входженню клітин у певні фази або як їх можна стимулювати до переходу в інші фази. Ці знання можуть бути використані для розробки методів лікування або зміни клітинного циклу з метою лікування захворювань або маніпулювання клітинами для інших цілей.