Mitoza to jeden proces podziału komórek, który wytwarza dwie genetycznie identyczne komórki potomne z jednej komórki macierzystej. Jest to najczęstszy sposób podziału komórek. W tym ćwiczeniu uczniowie utworzą scenorys, który modeluje etapy mitozy od początku do końca. Studenci powinni upewnić się, że podają opis tego, co dzieje się na każdym etapie, wraz z przedstawieniem wizualnym. Aby wykonać alternatywną czynność, wydrukuj przykładową scenorys, wytnij komórki i poproś uczniów, aby ułożyli kroki w odpowiedniej kolejności.
(Te instrukcje są w pełni konfigurowalne. Po kliknięciu „Kopiuj działanie”, zaktualizuj instrukcje na karcie Edytuj zadania.)
Utwórz storyboard przedstawiający proces mitozy.
Rozpocznij lekcję wprowadzeniem do zaburzeń genetycznych, podkreślając, w jaki sposób mogą one wynikać z błędów podczas mejozy. Omów powszechne zaburzenia, takie jak zespół Downa, zespół Turnera i zespół Klinefeltera, wyjaśniając ich podłoże chromosomalne. Przedstaw etapy mejozy, podkreślając, gdzie i jak mogą wystąpić błędy, takie jak brak dysjunkcji lub translokacje.
Poinstruuj uczniów, aby zbadali konkretne zaburzenia genetyczne będące wynikiem błędów mejotycznych. Udostępnij zasoby, takie jak podręczniki, artykuły naukowe i wiarygodne źródła internetowe. Zachęć je do zbadania przyczyn, objawów i skutków tych zaburzeń. Na tym etapie uczniowie powinni zebrać informacje, które później zilustrują w swoich scenorysach.
Uczniowie zaczynają tworzyć scenorysy ilustrujące, w jaki sposób błędy mejotyczne prowadzą do badanych przez nich zaburzeń genetycznych. Zachęć ich, aby załączyli szczegółowe ilustracje etapów mejozy, wskazując, gdzie występują błędy i w jaki sposób powodują one określone nieprawidłowości chromosomalne związane z wybranym przez nich zaburzeniem. Zapewnij materiały artystyczne do tradycyjnych scenorysów lub dostęp do narzędzi cyfrowych do wersji elektronicznych.
Poproś uczniów, aby przedstawili klasie swoje scenorysy, wyjaśniając proces mejozy, konkretny błąd, na którym się skupili, oraz sposób, w jaki prowadzi on do zaburzenia genetycznego. Po każdej prezentacji przeprowadź dyskusję w klasie, umożliwiając zadawanie pytań i wyjaśnień. To nie tylko wzmacnia materiał, ale także poprawia zrozumienie poprzez wzajemne uczenie się.
Mitoza dzieli się na odrębne fazy, każda z określonymi zdarzeniami komórkowymi. W profazie chromosomy ulegają kondensacji i stają się widoczne, otoczka jądrowa rozpada się i zaczyna tworzyć się aparat wrzecionowy. Podczas prometafazy otoczka jądrowa ulega całkowitemu rozpuszczeniu, a włókna wrzeciona przyłączają się do chromosomów. Metafaza charakteryzuje się ułożeniem chromosomów wzdłuż płytki metafazowej na równiku komórki, przygotowując je do równej segregacji. W Anaphase chromatydy siostrzane są rozdzielane przez włókna wrzeciona i przemieszczają się w kierunku przeciwnych biegunów komórki, obecnie uważanych za oddzielne chromosomy. Wreszcie telofaza obejmuje reformację otoczki jądrowej wokół każdego zestawu chromosomów na biegunach, chromosomy zaczynają się dekondensować, a aparat wrzecionowy ulega demontażowi. Fazy te zapewniają, że każda komórka potomna otrzyma identyczny zestaw chromosomów, co ma kluczowe znaczenie dla utrzymania stabilności genetycznej przez pokolenia komórek.
Błędy podczas mitozy mogą prowadzić do poważnych konsekwencji. Jeśli chromosomy nie segregują jednakowo do komórek potomnych, powoduje to aneuploidię, w której komórki mają nieprawidłową liczbę chromosomów. Może to powodować zaburzenia genetyczne i często występuje w komórkach nowotworowych, gdzie często występuje nieprawidłowa liczba i struktura chromosomów. Błędy w tworzeniu lub przyłączaniu wrzeciona mogą również prowadzić do niewłaściwej segregacji chromosomów. Na etapach rozwojowych błędy mitotyczne mogą prowadzić do poronień lub wad wrodzonych. Na poziomie komórkowym takie błędy mogą wywołać śmierć lub starzenie się komórki (stan trwałego zatrzymania cyklu komórkowego), działając jako zabezpieczenie zapobiegające proliferacji komórek nieprawidłowych genetycznie.
Mitoza zachodzi w komórkach eukariotycznych, które obejmują szeroką gamę typów komórek w organizmach wielokomórkowych, takich jak zwierzęta, rośliny i grzyby. Jednak nie wszystkie komórki przechodzą mitozę. Na przykład dojrzałe komórki nerwowe i komórki mięśniowe u ludzi często wchodzą w stan zwany fazą G0, w którym nie dzielą się dalej. Z drugiej strony komórki w tkankach, takich jak skóra lub wyściółka jelit, stale dzielą się w wyniku mitozy. Natomiast komórki prokariotyczne, takie jak bakterie, nie przechodzą mitozy; zamiast tego replikują się w procesie zwanym rozszczepieniem binarnym, który jest prostszy, ale służy podobnemu celowi, jakim jest dystrybucja materiału genetycznego do komórek potomnych. Zatem chociaż mitoza jest szeroko rozpowszechniona w wielu typach komórek organizmów wielokomórkowych, jej występowanie jest specyficzne dla potrzeb i typu organizmu.