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Divisione Cellulare

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Piani di Lezione di Divisione Cellulare


Il DNA fornisce istruzioni per produrre molti diversi tipi di proteine necessarie per costruire strutture all'interno degli esseri viventi. La divisione cellulare è il processo attraverso il quale le cellule possono produrre più cellule. La divisione cellulare non solo consente agli organismi di diventare più complessi, ma consente anche agli organismi di sostituire le cellule e riparare i tessuti.

Attività degli studenti per Divisione Cellulare includono:



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Informazioni sullo sfondo della divisione cellulare

Una delle cose più affascinanti delle cellule è la loro capacità di fare più di se stessi. La divisione cellulare è un processo in cui una cellula madre si divide in due (o più) cellule figlie. Gli eucarioti sono un gruppo di organismi le cui cellule hanno un nucleo e altri organelli racchiusi nelle membrane. Il nucleo della cellula eucariotica contiene informazioni genetiche. Questa informazione genetica è trasportata da molecole di acido desossiribonucleico (DNA). Ad eccezione dei gemelli identici, il DNA di tutti è diverso. Le molecole di DNA si formano in grossi fili noti come cromosomi. Il corpo umano ha 46 cromosomi, che formano 23 coppie. I geni sono brevi sezioni di DNA e sono codici per particolari proteine dando istruzioni per l'ordine in cui gli aminoacidi sono uniti.


Mitosi

La mitosi è un processo mediante il quale una cellula madre si divide per produrre due cellule figlie geneticamente identiche. La maggior parte della divisione cellulare che si verifica nel corpo coinvolge la mitosi. La divisione cellulare mitotica si traduce in un aumento del numero di cellule. Questo aumento del numero di cellule può consentire a un organismo di crescere e ingrandirsi. Un bambino piccolo ha meno cellule di un adulto, questo aumento è venuto dalla mitosi. La mitosi può anche produrre cellule che possono essere utilizzate per sostituire le cellule morte, permettendo agli esseri viventi di mantenersi per lunghi periodi di tempo.

Il processo inizia con una cella genitore. La cellula prima produce copie del suo DNA e le copie sono collegate. Queste copie collegate sono note come cromatidi fratelli. Nelle cellule animali, la cellula dovrà anche creare una copia di un organello coinvolto nella mitosi nota come centrosoma.

Ci sono diverse fasi di divisione cellulare. Durante la profase , i cromosomi si condensano. Le fibre del fuso iniziano a formarsi e saranno utilizzate per spostare e organizzare i cromosomi durante la divisione cellulare. Il prossimo stadio è noto come prometaphase . In questa fase, l'involucro nucleare inizia a crollare. I cromosomi finiscono di condensare e ora sono imballati molto strettamente. Alcune fibre del fuso iniziano ad attaccarsi ai cromosomi. Quando le fibre del fuso hanno catturato i cromosomi, i cromosomi sono allineati nel mezzo della cellula in un punto noto come piastra metafase. Questa fase è conosciuta come metafase .

Dopo la metafase, la cellula si sposta in anafase . In questa fase, i cromatidi fratelli vengono separati l'uno dall'altro per raggiungere le estremità opposte, allungando la cellula. Di seguito è la telofase , in cui la cellula è quasi finita dividendo. Le fibre del fuso si rompono e si formano due nuovi nuclei. I cromosomi iniziano a ritornare alla loro forma incondizionata. Lo stadio finale della divisione cellulare, noto come citochinesi, può sovrapporsi con l'anafase o la telofase. Qui, il citoplasma si divide per formare due nuove cellule. Il centro della cella è stretto insieme. La rientranza della superficie della cellula in cui si verifica il pizzicamento è nota come solco di taglio. Queste nuove cellule possono quindi continuare a dividersi, creando ancora più celle.


Meiosi

La mitosi produce cellule che ci permettono di crescere e sostituire vecchie cellule logore. La meiosi, d'altra parte, è il processo mediante il quale i gameti (cellule sessuali) sono fatti. La meiosi produce cellule figlie che non sono geneticamente identiche alla cellula madre.

Prima che si verifichi la meiosi, i cromosomi fanno copie di se stessi. Nella profase I , i cromosomi iniziano a condensarsi. A differenza della profase nella mitosi, i cromosomi si associano al loro partner omologo. I cromosomi omologhi si scambiano quindi parti durante uno stadio noto come crossing over. Questo crea nuovi cromosomi con alleli unici. Alla fine della prima fase, l'involucro nucleare inizia a rompersi. Lo stadio successivo della meiosi è la metafase I , in cui le coppie cromosomiche si allineano alla piastra metafase. Sono spostati in posizione dalle fibre del fuso.

Quindi, durante l' anafase I , le coppie omologhe vengono separate dalle diverse estremità delle cellule dalle fibre del fuso. I cromatidi fratelli rimangono uniti, il che è diverso dalla anafase mitotica. Dopo l'anafase I è Telophase I. Le due cellule appena formate sono aploidi, il che significa che contengono metà dei cromosomi della cellula madre. I nuclei iniziano a riformarsi. Si verifica la citocinesi e le due cellule si dividono e si separano. Le cellule si spostano quindi nella seconda parte della meiosi. Le due cellule figlie hanno un cromosoma da ciascuna coppia omologa. Puoi pensare alla seconda parte della meiosi come mitosi di una cellula aploide.

In fase II , i cromosomi si condensano e le fibre del fuso iniziano a formarsi. Durante la metafase II , le fibre del fuso si attaccano ai cromosomi. I cromosomi sono allineati lungo il centro della cellula in un punto noto come piastra metafase. Quindi, durante l' anafase II , i cromatidi fratelli vengono separati dalle estremità opposte della cellula e la cellula si allunga. Nella membrana II di Telofase II si formano e i cromosomi si impacchettano meno strettamente. Un processo noto come citochinesi separa quindi le cellule. Questo processo crea quattro celle figlia aploidi da una cella genitore.

Quando una cellula dello spermatozoo e una cellula uovo incontrano insieme la miccia, questa è chiamata fecondazione. Le due cellule formano uno zigote, che ha 46 cromosomi (23 coppie), 23 cromosomi provengono dalla cellula spermatica e 23 provengono dalla cellula uovo. Uno zigote ha lo stesso numero di cromosomi delle altre cellule del corpo.

Gli standard scientifici di prossima generazione spingono l'importanza di far sviluppare agli studenti e utilizzare modelli per comprendere i fenomeni. Nel mondo reale, gli scienziati realizzeranno modelli per aiutare la loro comprensione di un sistema o di una parte di un sistema. I modelli sono usati nella scienza per fare previsioni e comunicare idee o dati ad altre persone. Ci sono attività qui che si concentrano su quella particolare abilità. Gli studenti saranno facilmente in grado di creare i propri modelli che descrivono come le cellule si dividono. Questo ti dà una grande opportunità per discutere i limiti dell'uso di modelli, dando agli studenti l'opportunità di valutarli e perfezionarli.


Domande essenziali per la divisione cellulare

  1. Come si dividono le cellule?
  2. Come è fatta la nuova vita?
  3. In che modo le cellule figlie sono diverse dalle cellule madri?

Altre idee per le attività di divisione cellulare

  1. Gli studenti creano una T-Chart per confrontare mitosi e meiosi.
  2. Gli studenti ricercano e producono un poster su come la divisione cellulare nelle cellule vegetali è diversa dalle cellule animali.

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