एक कोशिका का जीवन चक्र: इंटरफेज़ (विभाजन के लिए कोशिका की तैयारी की अवधि) और माइटोसिस (विभाजन)। कोशिका चक्र। विभाजन के लिए प्रकोष्ठ की तैयारी। प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष कोशिका विभाजन। मिटोसिस, जैविक सार और समसूत्रण का महत्व

लक्ष्य:छात्रों के लिए व्यक्तिगत महत्व को अद्यतन करने के लिए अध्ययन के तहत विषय के मुद्दों के छात्रों के लिए महत्व, समसूत्रण और अर्धसूत्रीविभाजन के जैविक महत्व को दर्शाता है

कार्य:

लक्ष्य प्राप्त करने में दृढ़ता को बढ़ावा देने के लिए संगठनात्मक स्थितियां बनाएं;

छोटे समूहों में काम करके संचार कौशल विकसित करें।

उपकरण: एक पाठ्यपुस्तक, एक कंप्यूटर (इंटरनेट एक्सेस के साथ), एक मल्टीमीडिया प्रोजेक्टर, एक ओपन बायोलॉजी सीडी, जीव विज्ञान पर संदर्भ साहित्य।

कक्षाओं के दौरान:

1. पाठ के विषय का निर्धारण।

ज्ञान अद्यतन

छात्रों को एक कार्य के साथ कार्ड दिए गए: बाएं कॉलम में इंगित प्रत्येक शब्द के लिए, दाएं कॉलम में दी गई संबंधित परिभाषा का चयन करें।

उत्तर: 1 - डी, जी; 2 - बी; 3 - बी; 4 - ए; 5 - ई

3. नई सामग्री सीखना

3.1 समसूत्री विभाजन के बारे में शिक्षक की कहानी (आप समसूत्री विभाजन के मॉडल का उपयोग कर सकते हैं, जो डिस्क "ओपन बायोलॉजी" पर उपलब्ध है)।

3.2 स्वतंत्र कामछात्र।

सूचना के किसी भी स्रोत (पाठ्यपुस्तक, संदर्भ साहित्य, इंटरनेट) का उपयोग करके अर्धसूत्रीविभाजन के बारे में एक कहानी तैयार करें। जैसे ही आप काम करते हैं, याद रखें! प्राचीन रोमन वक्ता सिसरो का मानना ​​था कि सही ढंग से व्यक्त भाषण में सात प्रश्नों के उत्तर होते हैं: क्या? कहाँ, कैसे?, कब (किस परिस्थितियों में), क्या?, क्यों?, क्यों? बेशक, एल्गोरिथम के सभी प्रश्नों का उत्तर खोजना हमेशा संभव नहीं होता है, लेकिन हमें अपेक्षाकृत संबंधित पाठ प्राप्त करने का प्रयास करते हुए अधिकांश प्रश्नों के उत्तर देने का प्रयास करना चाहिए (छात्र समूहों में काम करते हैं, क्योंकि कंप्यूटर की संख्या कक्षा में सीमित है)।

सूचना के संभावित स्रोत:

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"ओपन बायोलॉजी"

3.3 कार्यों की पारस्परिक जाँच।

4. परावर्तन

छात्रों को कार्ड दिए गए। तालिका 1 भरें

कार्य के परिणामों का उपयोग करते हुए, समसूत्रण और अर्धसूत्रीविभाजन की तुलना करें

इस बारे में सोचें कि क्या पर्यावरण की स्थिति माइटोसिस और अर्धसूत्रीविभाजन की प्रक्रियाओं को प्रभावित कर सकती है? इससे शरीर पर क्या परिणाम हो सकते हैं?

पाठ्यपुस्तक संघीय राज्य शैक्षिक मानक माध्यमिक (पूर्ण) का अनुपालन करती है सामान्य शिक्षा, रूसी संघ के शिक्षा और विज्ञान मंत्रालय द्वारा अनुशंसित और इसमें शामिल है संघीय सूचीपाठ्यपुस्तकें।

पाठ्यपुस्तक कक्षा 10 में छात्रों को संबोधित है और प्रति सप्ताह 1 या 2 घंटे विषय को पढ़ाने के लिए डिज़ाइन की गई है।

आधुनिक डिजाइन, बहु-स्तरीय प्रश्न और कार्य, अतिरिक्त जानकारीऔर इलेक्ट्रॉनिक एप्लिकेशन के साथ समानांतर कार्य की संभावना शैक्षिक सामग्री के प्रभावी आत्मसात करने में योगदान करती है।

याद है!

कोशिका सिद्धांत के अनुसार, कोशिकाओं की संख्या में वृद्धि कैसे होती है?

क्या आपको लगता है कि एक बहुकोशिकीय जीव में विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं का जीवनकाल समान होता है? अपने मत का औचित्य सिद्ध कीजिए।

जन्म के समय, एक बच्चे का वजन औसतन 3-3.5 किलोग्राम होता है और वह लगभग 50 सेंटीमीटर लंबा होता है, एक भूरा भालू शावक जिसके माता-पिता का वजन 200 किलोग्राम या उससे अधिक होता है, उसका वजन 500 ग्राम से अधिक नहीं होता है, और एक छोटे कंगारू का वजन कम होता है। 1 ग्राम से अधिक एक सुंदर हंस एक घोंसले से बड़ा होता है, एक फुर्तीला टैडपोल एक शांत मेंढक में बदल जाता है, और एक विशाल ओक का पेड़ घर के पास लगाए गए एक बलूत से उगता है, जो सौ वर्षों के बाद लोगों की नई पीढ़ियों को प्रसन्न करता है। सुंदरता। ये सभी परिवर्तन जीवों के बढ़ने और विकसित होने की क्षमता के कारण संभव हैं। पेड़ बीज में नहीं बदलेगा, मछली अंडे में वापस नहीं आएगी - वृद्धि और विकास की प्रक्रियाएं अपरिवर्तनीय हैं। जीवित पदार्थ के ये दो गुण एक दूसरे के साथ अटूट रूप से जुड़े हुए हैं, और वे कोशिका को विभाजित करने और विशेषज्ञ बनाने की क्षमता पर आधारित हैं।

सिलिअट्स या अमीबा की वृद्धि जैवसंश्लेषण प्रक्रियाओं के कारण एक व्यक्तिगत कोशिका की संरचना के आकार और जटिलता में वृद्धि है। लेकिन एक बहुकोशिकीय जीव की वृद्धि न केवल कोशिकाओं के आकार में वृद्धि है, बल्कि उनका सक्रिय विभाजन भी है - संख्या में वृद्धि। विकास दर, विकासात्मक विशेषताएं, आकार जिससे एक निश्चित व्यक्ति बढ़ सकता है - यह सब पर्यावरण के प्रभाव सहित कई कारकों पर निर्भर करता है। लेकिन इन सभी प्रक्रियाओं में मुख्य, निर्धारण कारक वंशानुगत जानकारी है, जो प्रत्येक कोशिका के नाभिक में गुणसूत्रों के रूप में संग्रहीत होती है। एक बहुकोशिकीय जीव की सभी कोशिकाएँ एक ही निषेचित अंडे से उत्पन्न होती हैं। विकास की प्रक्रिया में, प्रत्येक नवगठित कोशिका को आनुवंशिक सामग्री की एक सटीक प्रति प्राप्त करनी चाहिए, ताकि जीव का एक सामान्य वंशानुगत कार्यक्रम हो, विशेषज्ञ हो और, अपने विशिष्ट कार्य को पूरा करने के लिए, संपूर्ण का एक अभिन्न अंग हो।

विभेदन के संबंध में, अर्थात, में विभाजन अलग - अलग प्रकारएक बहुकोशिकीय जीव की कोशिकाओं का जीवन काल असमान होता है। उदाहरण के लिए, तंत्रिका कोशिकाएंएक ही समय में विभाजित करना बंद करो जन्म के पूर्व का विकास, और जीव के जीवन के दौरान, उनकी संख्या केवल घट सकती है। एक बार पैदा होने के बाद, वे विभाजित नहीं होते और तब तक जीवित रहते हैं जब तक कि ऊतक या अंग जिसका वे हिस्सा होते हैं, कोशिकाएं जो धारीदार होती हैं मांसपेशी ऊतकजानवरों में और पौधों में भंडारण ऊतकों में। लाल कोशिकाएं लगातार विभाजित हो रही हैं अस्थि मज्जा, रक्त कोशिकाओं का निर्माण, जिसका जीवनकाल सीमित है। अपने कार्यों को करने की प्रक्रिया में, त्वचा के उपकला की कोशिकाएं जल्दी से मर जाती हैं, इसलिए, एपिडर्मिस के विकास क्षेत्र में, कोशिकाएं बहुत तीव्रता से विभाजित होती हैं। पौधों में कैम्बियल कोशिकाएँ और वृद्धि शंकु कोशिकाएँ सक्रिय रूप से विभाजित हो रही हैं। कोशिकाओं की विशेषज्ञता जितनी अधिक होगी, उनकी पुनरुत्पादन की क्षमता उतनी ही कम होगी।

मानव शरीर में लगभग 10 14 कोशिकाएं होती हैं। हर दिन लगभग 70 अरब कोशिकाएं मर जाती हैं आंतों का उपकलाऔर 2 अरब लाल रक्त कोशिकाएं। सबसे कम जीवित कोशिकाएं आंतों के उपकला हैं, जिनकी उम्र केवल 1-2 दिन है।

एक कोशिका का जीवन चक्र।

कोशिका के जीवन की अवधि विभाजन की प्रक्रिया में उसके प्रकट होने के क्षण से मृत्यु तक या बाद के विभाजन के अंत तकबुलाया जीवन चक्र . कोशिका मातृ कोशिका के विभाजन की प्रक्रिया में उत्पन्न होती है और अपने विभाजन या मृत्यु के दौरान गायब हो जाती है। विभिन्न कोशिकाओं में जीवन चक्र की अवधि बहुत भिन्न होती है और कोशिकाओं के प्रकार और पर्यावरण की स्थिति (तापमान, ऑक्सीजन की उपस्थिति और) पर निर्भर करती है। पोषक तत्व) उदाहरण के लिए, जीवन चक्रअमीबा 36 घंटे का होता है, जबकि बैक्टीरिया हर 20 मिनट में विभाजित हो सकते हैं।

किसी भी कोशिका का जीवन चक्र उन घटनाओं का एक समूह है जो कोशिका में विभाजन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होने के क्षण से और मृत्यु या उसके बाद की मृत्यु तक होती है। पिंजरे का बँटवारा. जीवन चक्र में एक समसूत्री चक्र शामिल हो सकता है जिसमें समसूत्री विभाजन की तैयारी शामिल है - अंतरावस्थाऔर विभाजन ही, साथ ही विशेषज्ञता का चरण - विभेदन, जिसके दौरान कोशिका अपने विशिष्ट कार्य करती है। इंटरफेज़ की अवधि हमेशा विभाजन से ही लंबी होती है। कृन्तकों के आंतों के उपकला की कोशिकाओं में, इंटरफेज़ औसतन 15 घंटे तक रहता है, और विभाजन 0.5-1 घंटे में होता है। इंटरफेज़ के दौरान, कोशिका में जैवसंश्लेषण प्रक्रियाएं सक्रिय रूप से चल रही हैं, कोशिका बढ़ती है, अंग बनाती है और अगले विभाजन की तैयारी करती है। लेकिन, निस्संदेह, विभाजन की तैयारी में इंटरफेज़ के दौरान होने वाली सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रिया डीएनए दोहराव () है।

डीएनए अणु के दो हेलिकॉप्टर अलग हो जाते हैं और उनमें से प्रत्येक पर एक नई पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला संश्लेषित होती है। डीएनए का दोहराव उच्चतम सटीकता के साथ होता है, जो पूरकता के सिद्धांत द्वारा सुनिश्चित किया जाता है। नए डीएनए अणु मूल की बिल्कुल समान प्रतियां हैं, और दोहराव की प्रक्रिया पूरी होने के बाद, वे सेंट्रोमियर क्षेत्र में जुड़े रहते हैं। डीएनए अणु जो बनाते हैं गुणसूत्रोंदोहराव के बाद कहा जाता है क्रोमेटिडों.

दोहराव की प्रक्रिया की सटीकता में एक गहरा निहित है जैविक भावना: नकल के उल्लंघन से वंशानुगत जानकारी का विरूपण होगा और परिणामस्वरूप, बेटी कोशिकाओं और पूरे जीव के कामकाज में व्यवधान उत्पन्न होगा।

यदि डीएनए दोहरीकरण नहीं होता है, तो प्रत्येक कोशिका विभाजन के साथ, गुणसूत्रों की संख्या आधी हो जाएगी और बहुत जल्द प्रत्येक कोशिका में कोई गुणसूत्र नहीं बचेगा। हालांकि, हम जानते हैं कि एक बहुकोशिकीय जीव के शरीर की सभी कोशिकाओं में गुणसूत्रों की संख्या समान होती है और पीढ़ी दर पीढ़ी नहीं बदलती है। यह स्थिरता माइटोटिक कोशिका विभाजन के माध्यम से प्राप्त की जाती है।

समसूत्रीविभाजन। विभाजन, जिसके दौरान बेटी कोशिकाओं के बीच बिल्कुल कॉपी किए गए गुणसूत्रों का कड़ाई से समान वितरण होता है, जो आनुवंशिक रूप से समान - समान - कोशिकाओं के गठन को सुनिश्चित करता है, कहलाता है पिंजरे का बँटवारा.

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चावल। 57. समसूत्रीविभाजन के चरण

समसूत्री विभाजन की पूरी प्रक्रिया को सशर्त रूप से चार चरणों में विभाजित किया गया है अलग अवधि: प्रोफ़ेज़, मेटाफ़ेज़, एनाफ़ेज़ और टेलोफ़ेज़ (चित्र। 57)।

पर प्रोफेज़ गुणसूत्रोंसक्रिय रूप से सर्पिल करना शुरू करें - मोड़ें और एक कॉम्पैक्ट आकार प्राप्त करें। ऐसी पैकेजिंग के परिणामस्वरूप, डीएनए से जानकारी पढ़ना असंभव हो जाता है और आरएनए संश्लेषण बंद हो जाता है। क्रोमोसोम स्पाइरलाइजेशन है शर्तबेटी कोशिकाओं के बीच आनुवंशिक सामग्री का सफल पृथक्करण। किसी छोटे से कमरे की कल्पना करें, जिसका पूरा आयतन 46 धागों से भरा हो, कुल लंबाईजो इस कमरे के आकार से सैकड़ों हजार गुना बड़े हैं। यह कोर है मानव कोशिका. दोहराव की प्रक्रिया में, प्रत्येक गुणसूत्र दोगुना हो जाता है, और हमारे पास पहले से ही समान मात्रा में 92 उलझे हुए तार होते हैं। भ्रमित हुए बिना और बिना फाड़े उन्हें समान रूप से विभाजित करना लगभग असंभव है। लेकिन इन धागों को गेंदों में घुमाएं, और आप उन्हें आसानी से दो समान समूहों में वितरित कर सकते हैं - प्रत्येक में 46 गेंदें। कुछ ऐसा ही समसूत्री विभाजन के दौरान होता है।

प्रोफ़ेज़ के अंत तक, परमाणु झिल्ली टूट जाती है, और धुरी के तंतु कोशिका के ध्रुवों के बीच खिंच जाते हैं - एक ऐसा उपकरण जो गुणसूत्रों के समान वितरण को सुनिश्चित करता है।

पर मेटाफ़ेज़गुणसूत्रों का सर्पिलीकरण अधिकतम हो जाता है, और कॉम्पैक्ट गुणसूत्र कोशिका के भूमध्यरेखीय तल में स्थित होते हैं। इस स्तर पर, यह स्पष्ट रूप से देखा जाता है कि प्रत्येक गुणसूत्र में दो बहन क्रोमैटिड होते हैं जो सेंट्रोमियर से जुड़े होते हैं। स्पिंडल फाइबर सेंट्रोमियर से जुड़े होते हैं।

एनाफ़ेज़बहुत जल्दी बहता है। सेंट्रोमियर दो में विभाजित हो जाते हैं, और उसी क्षण से बहन क्रोमैटिड स्वतंत्र गुणसूत्र बन जाते हैं। सेंट्रोमियर से जुड़े स्पिंडल तंतु गुणसूत्रों को कोशिका के ध्रुवों तक खींचते हैं।

मंच पर टीलोफ़ेज़बेटी गुणसूत्र, कोशिका के ध्रुवों पर एकत्रित होते हैं, आराम करते हैं और खिंचाव करते हैं। वे फिर से क्रोमैटिन में बदल जाते हैं और एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी में खराब रूप से अलग हो जाते हैं। कोशिका के दोनों ध्रुवों पर गुणसूत्रों के चारों ओर नई नाभिकीय झिल्लियाँ बनती हैं। गुणसूत्रों के समान द्विगुणित सेट वाले दो नाभिक बनते हैं।

चावल। 58. जंतु (A) और पादप (B) कोशिकाओं में कोशिका द्रव्य का विभाजन

साइटोप्लाज्म के विभाजन के साथ माइटोसिस समाप्त होता है। इसके साथ ही गुणसूत्रों के विचलन के साथ, कोशिका के अंग लगभग दो ध्रुवों के साथ समान रूप से वितरित होते हैं। जंतु कोशिकाओं में कोशिका झिल्लीअंदर की ओर उभारना शुरू हो जाता है, और कोशिका कसना (चित्र 58) से विभाजित हो जाती है। पादप कोशिकाओं में, झिल्ली भूमध्यरेखीय तल में कोशिका के अंदर बनती है और परिधि तक फैलते हुए कोशिका को दो बराबर भागों में विभाजित करती है।

माइटोसिस का अर्थ.समसूत्री विभाजन के परिणामस्वरूप, दो संतति कोशिकाएँ उत्पन्न होती हैं, जिनमें गुणसूत्रों की संख्या उतनी ही होती है जितनी मातृ कोशिका के केंद्रक में होती है, अर्थात मूल कोशिका के समान कोशिकाएँ बनती हैं। पर सामान्य स्थितिमाइटोसिस के दौरान आनुवंशिक जानकारी में कोई परिवर्तन नहीं होता है, इसलिए समसूत्री विभाजनका समर्थन करता है आनुवंशिक स्थिरताकोशिकाएं। मिटोसिस बहुकोशिकीय जीवों की वृद्धि, विकास और वानस्पतिक प्रजनन का आधार है। माइटोसिस के लिए धन्यवाद, मरने वाली कोशिकाओं के पुनर्जनन और प्रतिस्थापन की प्रक्रियाएं की जाती हैं (चित्र। 59)। एककोशिकीय यूकेरियोट्स में, समसूत्रण अलैंगिक प्रजनन सुनिश्चित करता है।

चावल। 59. समसूत्रीविभाजन का महत्व: ए - विकास (रूट टिप); बी - वानस्पतिक प्रसार (खमीर का नवोदित); बी - पुनर्जनन (छिपकली पूंछ)

प्रश्नों और असाइनमेंट की समीक्षा करें

1. कोशिका जीवन चक्र क्या है?

2. माइटोटिक चक्र में डीएनए दोहराव कैसे होता है? बताएं कि इस प्रक्रिया का जैविक अर्थ क्या है।

3. समसूत्री विभाजन के लिए कोशिका की तैयारी क्या है?

4. समसूत्री विभाजन के चरणों का क्रमिक रूप से वर्णन कीजिए।

5. समसूत्री विभाजन के जैविक महत्व को दर्शाने वाला चित्र बनाइए।

सोचना! निष्पादित!

1. बताएं कि माइटोसिस का पूरा होना - साइटोप्लाज्म का विभाजन - जानवरों और पौधों की कोशिकाओं में अलग-अलग क्यों होता है।

2. किस पौधे के ऊतकों की कोशिकाएं सक्रिय रूप से विभाजित होती हैं और अन्य सभी पौधों के ऊतकों को जन्म देती हैं?

कंप्यूटर के साथ काम करें

इलेक्ट्रॉनिक एप्लिकेशन का संदर्भ लें। सामग्री का अध्ययन करें और असाइनमेंट पूरा करें।

इंटरफेज़। वह चरण जिसमें कोशिका विभाजन के लिए तैयार होती है, कहलाती है अंतरावस्था इसे कई अवधियों में विभाजित किया गया है।

प्रीसिंथेटिक अवधि(G1) कोशिका विभाजन (माइटोसिस) के बाद कोशिका चक्र की सबसे लंबी अवधि है। गुणसूत्रों और डीएनए सामग्री की संख्या - 2 एन 2साथ. पर अलग - अलग प्रकारकोशिकाओं, G1 की अवधि कई घंटों से लेकर कई दिनों तक रह सकती है। इस अवधि के दौरान, प्रोटीन, न्यूक्लियोटाइड और सभी प्रकार के आरएनए कोशिका में सक्रिय रूप से संश्लेषित होते हैं, माइटोकॉन्ड्रिया और प्रोप्लास्टिड (पौधों में) विभाजित होते हैं, राइबोसोम और सभी एकल-झिल्ली वाले अंग बनते हैं, कोशिका की मात्रा बढ़ जाती है, ऊर्जा जमा होती है, तैयारी चल रही है डीएनए दोहराव के लिए।

सिंथेटिक अवधि(एस) एक कोशिका के जीवन में सबसे महत्वपूर्ण अवधि है, जिसके दौरान डीएनए दोहराव (पुनरावृत्ति) होता है। एस-अवधि की अवधि 6 से 10 घंटे तक होती है। इसी समय, हिस्टोन प्रोटीन का एक सक्रिय संश्लेषण होता है जो गुणसूत्र बनाते हैं, और उनका नाभिक में प्रवास होता है। अवधि के अंत तक, प्रत्येक गुणसूत्र में दो बहन क्रोमैटिड होते हैं जो सेंट्रोमियर पर एक दूसरे से जुड़े होते हैं। इस प्रकार, गुणसूत्रों की संख्या नहीं बदलती (2 .) एन), और डीएनए की मात्रा दोगुनी हो जाती है (4 .) साथ).

पोस्टसिंथेटिक अवधि(G2) गुणसूत्र दोहराव के पूरा होने के बाद होता है। यह विभाजन के लिए कोशिका की तैयारी की अवधि है। यह 2-6 घंटे तक रहता है। इस समय, आगामी विभाजन के लिए ऊर्जा सक्रिय रूप से जमा होती है, सूक्ष्मनलिका प्रोटीन (ट्यूबुलिन) और नियामक प्रोटीन जो माइटोसिस को ट्रिगर करते हैं, संश्लेषित होते हैं।

माइटोसिस के रूप।प्रकृति में, समसूत्री कोशिका विभाजन के कई रूप हैं।

सममितीय समसूत्रीविभाजन। प्रकृति में समसूत्रण का सबसे सामान्य रूप, जिसके परिणामस्वरूप दो समान कोशिकाएं होती हैं।

असममित समसूत्रण। मिटोसिस, जिसमें बेटी कोशिकाओं के बीच साइटोप्लाज्म का असमान वितरण या विशेष प्रोटीन का असमान वितरण होता है - विभेदन कारक जो निर्धारित करते हैं आगे भाग्यविभाजन के बाद कोशिकाएं।

बंद समसूत्रीविभाजन . कुछ सिलिअट्स, शैवाल और कवक में, माइटोसिस परमाणु लिफाफे को नष्ट किए बिना आगे बढ़ता है। इस मामले में, विखंडन तकला एक विशेष चैनल के अंदर स्थित हो सकता है जो नाभिक में बनता है। बंद माइटोसिस के आणविक तंत्र अभी भी अच्छी तरह से समझ में नहीं आए हैं।

अमिटोसिस। अमिटोसिस, या प्रत्यक्ष विभाजन, - विभाजन धुरी के गठन के बिना कोशिका विभाजन।इंटरफेज़ न्यूक्लियस को कसना द्वारा दो भागों में विभाजित किया जाता है। इस मामले में, दो बेटी कोशिकाओं के बीच आनुवंशिक सामग्री का कोई समान वितरण नहीं है। अक्सर, अमिटोसिस अत्यधिक विशिष्ट ऊतकों की कोशिकाओं में होता है जिन्हें अब उम्र बढ़ने, ऊतक अध: पतन और घातक ट्यूमर कोशिकाओं में विभाजित करने की आवश्यकता नहीं होती है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि वर्तमान में, अधिकांश वैज्ञानिक मानते हैं कि अमिटोसिस के कारण होने वाली सभी घटनाएं निश्चित का विवरण हैं रोग प्रक्रियाया खराब रूप से तैयार की गई सूक्ष्म तैयारी की गलत व्याख्या का परिणाम है। हालाँकि, यूकेरियोटिक कोशिकाओं में परमाणु विभाजन के कुछ प्रकारों को माइटोसिस या अर्धसूत्रीविभाजन के लिए जिम्मेदार नहीं ठहराया जा सकता है। इस तरह, उदाहरण के लिए, कई सिलिअट्स के मैक्रोन्यूक्लि का विभाजन है, जो एक विखंडन धुरी के गठन के बिना होता है।

पौधे

शैक्षिक कपड़े।विशिष्ट पौधों के ऊतकों (पूर्णांक, यांत्रिक, प्रवाहकीय) की कोशिकाएं विभाजन में सक्षम नहीं हैं। इसलिए, पौधे में ऐसे ऊतक होने चाहिए जिनका कार्य केवल नई कोशिकाओं का निर्माण करना है। केवल उन पर पौधे के बढ़ने की संभावना निर्भर करती है। ये शैक्षिक ऊतक हैं, या मेरिस्टेम (ग्रीक से। मेरिस्टोस- विभाज्य)।

शैक्षिक ऊतक, या मेरिस्टेम, छोटी पतली दीवार वाली बड़ी-परमाणु कोशिकाओं से युक्त होते हैं जिनमें प्रोप्लास्टिड, माइटोकॉन्ड्रिया और छोटे रिक्तिकाएं होती हैं जो एक प्रकाश माइक्रोस्कोप के तहत व्यावहारिक रूप से अप्रभेद्य होते हैं। मेरिस्टेम पौधे की वृद्धि और अन्य सभी प्रकार के ऊतकों का निर्माण प्रदान करते हैं। उनकी कोशिकाएँ समसूत्री विभाजन द्वारा विभाजित होती हैं। प्रत्येक विभाजन के बाद, बहन कोशिकाओं में से एक मातृ कोशिका के गुणों को बरकरार रखती है, जबकि दूसरी जल्द ही विभाजित होना बंद कर देती है और भेदभाव के प्रारंभिक चरणों में आगे बढ़ती है, बाद में एक निश्चित ऊतक की कोशिकाओं का निर्माण करती है।

पादप शरीर में शैक्षिक ऊतक स्थित होते हैं विभिन्न स्थानों, जिसके संबंध में वे कई समूहों में विभाजित हैं।

शिखर-संबंधी (शिखर-संबंधी) विभज्योतकवे अक्षीय अंगों के शीर्ष पर स्थित हैं - तना और जड़, लंबाई में इन अंगों की वृद्धि सुनिश्चित करते हैं। जैसे ही ब्रांचिंग होती है, प्रत्येक नया लेटरल शूट या रूट अपने स्वयं के एपिकल मेरिस्टेम विकसित करता है।

पक्ष (पार्श्व) विभज्योतकअक्षीय अंगों का मोटा होना प्रदान करें। यह कैंबियम है, जिम्नोस्पर्म और डाइकोटाइलडोनस पौधों की विशेषता है, और फेलोजेन, जो पूर्णांक ऊतक - कॉर्क, या फेलिमा बनाता है।

प्रविष्टि (इंटरकैलेरी) विभज्योतकवे अनाज के तने के इंटर्नोड के निचले हिस्से में और युवा पत्तियों के आधार पर स्थित होते हैं, जिससे इन अंगों की वृद्धि होती है। जैसे-जैसे पत्ती या तना खंड की वृद्धि समाप्त होती है, अंतरकोशिकीय विभज्योतक स्थायी ऊतकों में बदल जाता है।

में से एक महत्वपूर्ण प्रक्रियाएंमें व्यक्तिगत विकासजीवित जीव समसूत्रीविभाजन है। इस लेख में, हम संक्षेप में और स्पष्ट रूप से यह समझाने की कोशिश करेंगे कि कोशिका विभाजन के दौरान क्या प्रक्रियाएं होती हैं, हम बात करेंगे जैविक महत्वसमसूत्रीविभाजन

अवधारणा परिभाषा

कक्षा 10 के लिए जीव विज्ञान की पाठ्यपुस्तकों से, हम जानते हैं कि समसूत्रण कोशिका विभाजन है, जिसके परिणामस्वरूप एक मातृ कोशिका से गुणसूत्रों के एक ही सेट के साथ दो बेटी कोशिकाएं बनती हैं।

प्राचीन ग्रीक भाषा से अनुवादित, शब्द "माइटोसिस" का अर्थ है "धागा"। यह पुरानी और नई कोशिकाओं के बीच एक कड़ी की तरह है, जिसमें आनुवंशिक कोड संग्रहीत होता है।

समग्र रूप से विभाजन की प्रक्रिया नाभिक से शुरू होती है और साइटोप्लाज्म पर समाप्त होती है। इसे माइटोटिक चक्र के रूप में जाना जाता है, जिसमें माइटोसिस और इंटरफेज़ के चरण होते हैं। द्विगुणित विभाजन के परिणामस्वरूप दैहिक कोशिकादो संतति कोशिकाएँ बनती हैं। इस प्रक्रिया के कारण ऊतक कोशिकाओं की संख्या में वृद्धि होती है।

समसूत्रण के चरण

आधारित रूपात्मक विशेषताएं, विभाजन प्रक्रिया को निम्नलिखित चरणों में विभाजित किया गया है:

• प्रोफेज़ ;

पर यह अवस्थानाभिक मोटा हो जाता है, क्रोमैटिन इसके अंदर संघनित हो जाता है, जो एक सर्पिल में मुड़ जाता है, गुणसूत्रों को एक माइक्रोस्कोप के नीचे देखा जाता है।

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एंजाइमों के प्रभाव में, नाभिक और उनकी झिल्ली भंग हो जाती है, इस अवधि में गुणसूत्र कोशिका द्रव्य में बेतरतीब ढंग से व्यवस्थित होते हैं। बाद में, सेंट्रीओल्स का ध्रुवों से पृथक्करण होता है, कोशिका विभाजन का एक धुरी बनता है, जिसके धागे ध्रुवों और गुणसूत्रों से जुड़े होते हैं।

इस चरण में डीएनए दोहरीकरण की विशेषता है, लेकिन गुणसूत्रों के जोड़े अभी भी एक-दूसरे से जुड़े हुए हैं।

प्रोफ़ेज़ चरण से पहले पौधा कोशाणुएक प्रारंभिक चरण है - प्रीप्रोफ़ेज़। समसूत्रण के लिए कोशिका की तैयारी क्या है, इस स्तर पर समझा जा सकता है। यह एक प्रीप्रोफ़ेज़ रिंग, फ़्रैग्मोसोम और न्यूक्लियस के चारों ओर सूक्ष्मनलिकाएं के न्यूक्लियेशन के गठन की विशेषता है।

• प्रोमेटाफेज ;

इस स्तर पर, गुणसूत्र गति करने लगते हैं और निकटतम ध्रुव की ओर बढ़ते हैं।

कई मे शिक्षण में मददगार सामग्रीप्रीप्रोफ़ेज़ और प्रोमेटोफ़ेज़ को प्रोफ़ेज़ के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

• मेटाफ़ेज़ ;

पर आरंभिक चरणगुणसूत्र धुरी के भूमध्यरेखीय भाग में स्थित होते हैं, जिससे ध्रुवों का दबाव उन पर समान रूप से कार्य करता है। इस चरण के दौरान, धुरी सूक्ष्मनलिकाएं की संख्या लगातार बढ़ रही है और नवीनीकृत हो रही है।

गुणसूत्र एक सख्त क्रम में धुरी के भूमध्य रेखा के साथ एक सर्पिल में जोड़े में पंक्तिबद्ध होते हैं। क्रोमैटिड धीरे-धीरे अलग हो जाते हैं, लेकिन फिर भी धुरी के धागों को पकड़ते हैं।

• एनाफ़ेज़ ;

इस स्तर पर, क्रोमैटिड्स का विस्तार होता है, जो धीरे-धीरे ध्रुवों की ओर मुड़ जाता है, क्योंकि स्पिंडल थ्रेड्स सिकुड़ जाते हैं। बेटी गुणसूत्र बनते हैं।

समय की दृष्टि से यह सबसे छोटा चरण है। बहन क्रोमैटिड अचानक अलग हो जाते हैं और अलग-अलग ध्रुवों पर चले जाते हैं।

• टीलोफ़ेज़ ;

यह विभाजन का अंतिम चरण है जब गुणसूत्र लंबे हो जाते हैं और प्रत्येक ध्रुव के पास एक नया परमाणु लिफाफा बनता है। धुरी से बने धागे पूरी तरह से नष्ट हो गए हैं। इस चरण के दौरान, साइटोप्लाज्म विभाजित होता है।

समापन अंतिम चरणमातृ कोशिका के विभाजन के साथ मेल खाता है, जिसे साइटोकाइनेसिस कहा जाता है। यह इस प्रक्रिया के पारित होने पर निर्भर करता है कि विभाजन के दौरान कितनी कोशिकाएँ बनती हैं, दो या अधिक हो सकती हैं।

चावल। 1. समसूत्रीविभाजन के चरण

मिटोसिस का अर्थ

कोशिका विभाजन की प्रक्रिया का जैविक महत्व निर्विवाद है।

• यह उनके लिए धन्यवाद है कि गुणसूत्रों के निरंतर सेट को बनाए रखना संभव है।
• समसूत्री विभाजन द्वारा ही एक समान कोशिका का जनन संभव है। इस तरह, त्वचा कोशिकाओं, आंतों के उपकला, लाल रक्त कोशिकाओं, जिनका जीवन चक्र केवल 4 महीने का होता है, को बदल दिया जाता है।
• नकल, और इसलिए आनुवंशिक जानकारी का संरक्षण।
• कोशिकाओं के विकास और वृद्धि को सुनिश्चित करना, जिसके कारण एकल-कोशिका वाले युग्मनज से एक बहुकोशिकीय जीव का निर्माण होता है।
• इस प्रकार के विभाजन की सहायता से कुछ जीवों में शरीर के अंगों का पुनर्जनन संभव होता है। उदाहरण के लिए, एक तारामछली की किरणें बहाल हो जाती हैं।

चावल। 2. स्टारफिश पुनर्जनन

• सुरक्षा अलैंगिक प्रजनन. उदाहरण के लिए, हाइड्रा नवोदित, साथ ही पौधों का वानस्पतिक प्रसार।

चावल। 3. हाइड्रा बडिंग

हमने क्या सीखा?

कोशिका विभाजन को समसूत्री विभाजन कहते हैं। उसके लिए धन्यवाद, कोशिका की आनुवंशिक जानकारी की प्रतिलिपि बनाई और संग्रहीत की जाती है। प्रक्रिया कई चरणों में होती है: प्रारंभिक चरण, प्रोफ़ेज़, मेटाफ़ेज़, एनाफ़ेज़, टेलोफ़ेज़। नतीजतन, दो बेटी कोशिकाएं बनती हैं, जो पूरी तरह से मूल मातृ कोशिका के समान होती हैं। प्रकृति में, समसूत्रीविभाजन का महत्व बहुत बड़ा है, क्योंकि यह एककोशिकीय और बहुकोशिकीय जीवों के विकास और विकास, शरीर के कुछ हिस्सों के पुनर्जनन और अलैंगिक प्रजनन को संभव बनाता है।

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कोशिका जीवन चक्र

समय में कोशिका अस्तित्व के पैटर्न

एक कोशिका की पुनरुत्पादन की क्षमता जीवित चीजों के मूलभूत गुणों में से एक है। कोशिका विभाजन भ्रूणजनन और पुनर्जनन को रेखांकित करता है।

समय के साथ कोशिका की संरचनात्मक और कार्यात्मक विशेषताओं में नियमित परिवर्तन सामग्री का निर्माण करते हैं कोशिका जीवन चक्र (कोशिका चक्र)।कोशिका चक्र एक कोशिका के अस्तित्व की अवधि है, जो उसके गठन के क्षण से मातृ कोशिका को अपने विभाजन या मृत्यु में विभाजित करके होती है।

एक महत्वपूर्ण घटककोशिका चक्र है माइटोटिक (प्रोलिफेरेटिव) चक्र- विभाजन के लिए और विभाजन के दौरान ही एक सेल तैयार करने की प्रक्रिया में होने वाली समय की घटनाओं में परस्पर और समन्वित का एक परिसर। इसके अलावा, जीवन चक्र में शामिल हैं सेल निष्पादन अवधिबहुकोशिकीय जीव विशिष्ट कार्यसाथ ही सुप्त अवधि। आराम की अवधि के दौरान, कोशिका का तत्काल भाग्य निर्धारित नहीं होता है: यह या तो समसूत्रण की तैयारी शुरू कर सकता है, या एक निश्चित कार्यात्मक दिशा में विशेषज्ञता शुरू कर सकता है।

अधिकांश कोशिकाओं के लिए माइटोटिक चक्र की अवधि 10 से 50 घंटे तक होती है। इसका मूल्य काफी भिन्न होता है: बैक्टीरिया के लिए यह 20-30 मिनट है, दिन में 1-2 बार एक जूते के लिए, अमीबा के लिए लगभग 1.5 दिन। चक्र की अवधि को उसकी सभी अवधियों की अवधि को बदलकर नियंत्रित किया जाता है। बहुकोशिकीय कोशिकाओं में भी होता है अलग क्षमताविभाजन के लिए। प्रारंभिक भ्रूणजनन में, वे अक्सर और वयस्क जीवों में विभाजित होते हैं अधिकाँश समय के लिएइस क्षमता को खो देते हैं क्योंकि वे विशिष्ट हो जाते हैं। लेकिन एक जीव में भी जो पहुंच गया है पूर्ण विकास, कई कोशिकाओं को घिसी-पिटी कोशिकाओं को बदलने के लिए विभाजित करना पड़ता है जो लगातार गिर रही हैं और अंत में, घावों को ठीक करने के लिए नई कोशिकाओं की आवश्यकता होती है।

इसलिए, कोशिकाओं की कुछ आबादी में, जीवन भर विभाजन होना चाहिए। इसे देखते हुए, सभी कोशिकाओं को विभाजित किया जा सकता है तीन श्रेणियां:

1. उच्च कशेरुकियों के शरीर में, सभी कोशिकाएं लगातार विभाजित नहीं होती हैं। ऐसी विशेष कोशिकाएं हैं जो विभाजित करने की क्षमता खो चुकी हैं (न्यूट्रोफिल, बेसोफिल, ईोसिनोफिल, तंत्रिका कोशिकाएं)। बच्चे के जन्म के समय तक, तंत्रिका कोशिकाएं अत्यधिक विशिष्ट अवस्था में पहुंच जाती हैं, विभाजित करने की क्षमता खो देती हैं। ओण्टोजेनेसिस की प्रक्रिया में, उनकी संख्या लगातार घटती जाती है। इस परिस्थिति में एक अच्छी बाजू; यदि तंत्रिका कोशिकाएं विभाजित हो रही थीं, तो उच्चतर तंत्रिका कार्य(स्मृति, सोच) का उल्लंघन होगा।

2. कोशिकाओं की एक अन्य श्रेणी भी अत्यधिक विशिष्ट है, लेकिन उनके निरंतर विलुप्त होने के कारण, उन्हें नए लोगों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, और यह कार्य उसी पंक्ति की कोशिकाओं द्वारा किया जाता है, लेकिन अभी तक विशिष्ट नहीं है और विभाजित करने की क्षमता नहीं खोई है। इन कोशिकाओं को नवीनीकरण कहा जाता है। एक उदाहरण आंतों के उपकला, हेमटोपोइएटिक कोशिकाओं की लगातार नवीनीकृत कोशिकाएं हैं। यहां तक ​​कि कोशिकाएं हड्डी का ऊतकगैर-विशिष्ट से बनने में सक्षम (यह पुनरावर्ती उत्थान के दौरान देखा जा सकता है अस्थि भंग) गैर-विशिष्ट कोशिकाओं की आबादी जो विभाजित करने की क्षमता को बनाए रखती है, आमतौर पर स्टेम सेल कहलाती है।

3. कोशिकाओं की तीसरी श्रेणी एक अपवाद है जब अत्यधिक विशिष्ट कोशिकाएं कुछ शर्तेंसमसूत्री चक्र में प्रवेश कर सकते हैं। इसके बारे मेंउन कोशिकाओं के बारे में जिनका जीवनकाल लंबा होता है और जहां, पूर्ण वृद्धि के बाद, कोशिका विभाजन शायद ही कभी होता है। एक उदाहरण हेपेटोसाइट्स है। लेकिन अगर किसी प्रायोगिक जानवर के लीवर का 2/3 भाग निकाल दिया जाए, तो दो सप्ताह से भी कम समय में यह अपने पिछले आकार में वापस आ जाता है। इसी तरह ग्रंथियों की कोशिकाएं हैं जो हार्मोन उत्पन्न करती हैं: सामान्य परिस्थितियों में, उनमें से केवल कुछ ही पुन: उत्पन्न करने में सक्षम होते हैं, और बदली हुई परिस्थितियों में, उनमें से अधिकतर विभाजित करना शुरू कर सकते हैं।

समसूत्री चक्र की दो मुख्य घटनाओं के अनुसार इसे प्रतिष्ठित किया जाता है प्रजननतथा भाग देनेवालाचरण संगत अंतरावस्थातथा पिंजरे का बँटवाराशास्त्रीय कोशिका विज्ञान।

इंटरफेज़ के प्रारंभिक खंड में (यूकेरियोट्स में 8-10 घंटे) (पोस्टमायोटिक, प्रीसिंथेटिक, या जी 1 अवधि)इंटरपेज़ सेल के संगठन की विशेषताओं को बहाल किया जाता है, न्यूक्लियोलस का गठन, जो टेलोफ़ेज़ में शुरू हुआ, पूरा हो गया है। प्रोटीन की एक महत्वपूर्ण (90% तक) मात्रा कोशिका द्रव्य से नाभिक में प्रवेश करती है। साइटोप्लाज्म में, अल्ट्रास्ट्रक्चर के पुनर्गठन के समानांतर, प्रोटीन संश्लेषण तेज होता है। यह कोशिका द्रव्यमान के विकास में योगदान देता है। यदि एक डॉटर सेलअगले माइटोटिक चक्र में प्रवेश करने के लिए, संश्लेषण एक निर्देशित चरित्र प्राप्त करते हैं: डीएनए के रासायनिक अग्रदूत बनते हैं, एंजाइम जो डीएनए पुनर्विकास की प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करते हैं, एक प्रोटीन संश्लेषित होता है जो इस प्रतिक्रिया को शुरू करता है। इस प्रकार, इंटरफेज़ की अगली अवधि तैयार करने की प्रक्रिया - सिंथेटिक एक - की जाती है। कोशिकाओं में है द्विगुणित समुच्चयगुणसूत्रों 2एन और 2सीआनुवंशिक सामग्री डीएनए (कोशिका का आनुवंशिक सूत्र)।

पर कृत्रिमया एस-अवधि (6-10 घंटे)कोशिका में वंशानुगत पदार्थ की मात्रा दुगुनी हो जाती है। कुछ अपवादों के साथ दोहराव(कभी-कभी डीएनए दोहराव को शब्द द्वारा संदर्भित किया जाता है प्रतिकृति,पद छोड़ना दोहरावगुणसूत्रों के दोहरीकरण को निरूपित करने के लिए।) डीएनए अर्ध-रूढ़िवादी तरीके से किया जाता है। इसमें डीएनए हेलिक्स का दो श्रृंखलाओं में विचलन होता है, इसके बाद उनमें से प्रत्येक के पास एक पूरक श्रृंखला का संश्लेषण होता है। परिणाम दो समान कॉइल है। डीएनए अणु जो मातृ के पूरक हैं, गुणसूत्र की लंबाई के साथ अलग-अलग टुकड़ों में बनते हैं, इसके अलावा, एक ही गुणसूत्र के विभिन्न भागों में, साथ ही साथ विभिन्न गुणसूत्रों में गैर-एक साथ (अतुल्यकालिक रूप से)। फिर पार्सल (प्रतिकृति इकाइयाँ - प्रतिकृतियां) नवगठित डीएनए के एक मैक्रोमोलेक्यूल में "क्रॉसलिंक" होते हैं। मानव कोशिका में 50,000 से अधिक प्रतिकृतियां होती हैं। उनमें से प्रत्येक की लंबाई लगभग 30 माइक्रोन है। उनकी संख्या ओटोजेनी में बदल जाती है। प्रतिकृतियों द्वारा डीएनए प्रतिकृति का अर्थ निम्नलिखित तुलनाओं से स्पष्ट हो जाता है। डीएनए संश्लेषण की दर 0.5 µm/मिनट है। इस मामले में, लगभग 7 सेमी लंबे एक मानव गुणसूत्र के डीएनए स्ट्रैंड के दोहराव में लगभग तीन महीने लगेंगे। गुणसूत्रों के वे क्षेत्र जहाँ संश्लेषण शुरू होता है, कहलाते हैं दीक्षा बिंदु. शायद वे परमाणु लिफाफे की आंतरिक झिल्ली के लिए इंटरफेज़ गुणसूत्रों के लगाव के स्थल हैं। यह सोचा जा सकता है कि अलग-अलग अंशों का डीएनए, जिसके बारे में हम बात करेंगेनीचे, एस-अवधि के कड़ाई से परिभाषित चरण में कम किया गया है। इस प्रकार, अधिकांश आरआरएनए जीन अवधि की शुरुआत में डीएनए को दोगुना कर देते हैं। साइटोप्लाज्म से नाभिक में प्रवेश करने वाले एक संकेत द्वारा दोहराव शुरू हो जाता है, जिसकी प्रकृति स्पष्ट नहीं है। प्रतिकृति में डीएनए संश्लेषण आरएनए संश्लेषण से पहले होता है। एक पिंजरे में, पिछले एस-अवधिइंटरफेज़, गुणसूत्रों में आनुवंशिक सामग्री की मात्रा दोगुनी होती है। डीएनए के साथ, आरएनए और प्रोटीन सिंथेटिक अवधि में गहन रूप से बनते हैं, और हिस्टोन की संख्या सख्ती से दोगुनी हो जाती है।

एक जंतु कोशिका के डीएनए का लगभग 1% माइटोकॉन्ड्रिया में स्थित होता है। माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए का एक नगण्य हिस्सा सिंथेटिक अवधि में दोहराया जाता है, जबकि मुख्य भाग इंटरफेज़ के पोस्टसिंथेटिक अवधि में दोहराया जाता है। इसी समय, यह ज्ञात है कि यकृत कोशिकाओं में माइटोकॉन्ड्रिया का जीवनकाल, उदाहरण के लिए, 10 दिन है। इसे ध्यान में रखते हुए सामान्य स्थितिचूंकि हेपेटोसाइट्स शायद ही कभी विभाजित होते हैं, इसलिए यह माना जाना चाहिए कि माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए रिडुप्लिकेशन माइटोटिक चक्र के चरणों की परवाह किए बिना हो सकता है। प्रत्येक गुणसूत्र दो बहन क्रोमैटिड से बना होता है ( 2एन), डीएनए शामिल है 4सी.

सिंथेटिक अवधि के अंत से माइटोसिस की शुरुआत तक का समय अंतराल लेता है पोस्टसिंथेटिक (प्री-माइटोटिक),या जी 2 - अवधिइंटरफेज़ ( 2एन और 4सी) (3-6 घंटे)।यह आरएनए और विशेष रूप से प्रोटीन के गहन संश्लेषण की विशेषता है। इंटरफेज़ की शुरुआत की तुलना में साइटोप्लाज्म के द्रव्यमान का दोहरीकरण पूरा हो गया है। कोशिका के समसूत्रण में प्रवेश करने के लिए यह आवश्यक है। गठित प्रोटीन (ट्यूबुलिन) का एक हिस्सा बाद में धुरी सूक्ष्मनलिकाएं बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। सिंथेटिक और पोस्टसिंथेटिक अवधि सीधे माइटोसिस से संबंधित हैं। यह आपको इंटरफेज़ की एक विशेष अवधि में उन्हें उजागर करने की अनुमति देता है - पूर्वप्रावस्था.

अस्तित्व तीन प्रकार के कोशिका विभाजन: समसूत्रण, अमिटोसिस, अर्धसूत्रीविभाजन।