Контрольные задания по предмету «Концепции современного естествознания» (КЕИ-00)

НОУ ВПО «Русский институт Управления им. В.П.Чернова»

Контрольные задания

по предмету «Концепции современного естествознания» (КЕИ-00)

2013 год

Контрольные задания

по предмету «Концепции современного естествознания» (КЕИ-00)

Задание 1.Изложить этапы истории естествознания.

Ответ:

 Современное естествознание состоит из большого количества дисциплин, причем некоторые естественно-научные дисциплины появились в античности или даже еще раньше (например, астрономия и география), другие возникли в Новое время (классическая механика), а третьи - уже в XIX в. (статистическая физика, электродинамика, физическая химия); наконец, часть дисциплин сформировалась совсем недавно (кибернетика, молекулярная генетика и т.д.). В современной литературе ведется спор о времени возникновения науки . Вероятно, было бы полезно говорить не о том или ином рубеже, на котором возникла «настоящая» наука, а об этапах изменения функций науки в структуре общественной культуры. Можно говорить о пяти основных этапах изменения характеранауки.  
          На первом этапе наука была связана с опытом практической и познавательной деятельности. Возникновение науки, вероятно, следует отнести к каменному веку, т.е. к той эпохе, когда человек в процессе непосредственной жизнедеятельности начинает накапливать и передавать другим знания о мире, и в первую очередь это касается естествознания. Так, один из основателей науковедения, английский физик XX в. Дж. Бернал, опираясь на тезис о том, что естествознание имеет дело с действенными манипуляциями и преобразованиями материи, полагает, что главный поток науки вытекает из практических технических приемов первобытного человека, следовательно, современная сложная цивилизация, основанная на механизации и науке, развилась из ремесел и обычаев наших предков. Кульминационным пунктом этого этапа стала наука ДревнегоЕгиптаиВавилона.  
          Второй этап начался примерно в V в. до н.э. в Древней Греции; в это время мифологическое мышление сменяют первые программы исследования природы и не только появляются образцы исследовательской деятельности, но и осознаются некоторые фундаментальные принципы познания природы. Науку стали понимать как сознательное, целенаправленное исследование природы, осмысливались сами способы обоснования полученного знания, а также принципы познавательной деятельности. Известно, что только в Древней Греции начали доказывать теоремы; Аристотель проанализировал процесс доказательства и создал теорию доказательств - логику. В античное время возникают первые законченные системы теоретического знания (геометрия Евклида), происходит становление натурфилософии, формируются учение о первоначалах, атомистика, развиваются математика и механика, астрономия; в то же время появились описания окружающего мира, систематизирующие природные явления (географические работыСтрабона). 
         Третий этап, ознаменованный развитием схоластики (занятой обсуждением вопроса отношения знания к вере и отношения общего к единичному), длился до второй половины XV в. В это время большое значение придавалось вненаучным видам знания (астрология, алхимия, магия, кабалистика и т.п.). Развивались математика, астрономия и медицина, а центр естественно-научных исследований в начале этого этапа переместился в Азию. Поворот в естествознании в Западной Европе в XII-XIV вв. связан с переосмыслением роли опытного знания. Наука в этом понимании формируется в первую очередь в Англии и связана с работами естествоиспытателей, математиков и одновременно деятелей церкви — епископа Р. Гроссетеста, монаха Р. Бэкона, теолога Т. Брадвардина и др. Эти ученые полагают, что следует опираться на опыт, наблюдение и эксперимент, а не на авторитет предания или философской традиции (безусловно, это и сейчас считается важнейшей чертой научного мышления), шире применять математические методы в естествознании; так, по мнению Бэкона, математика является вратами и ключом к прочим наукам.  
        Четвертый этап — вторая половина XV—XVIII в. -отмечен возникновением науки в том смысле, что наука — не что иное, как естествознание, умеющее строить математические модели изучаемых явлений, сравнивать их с опытным материалом, проводить рассуждения посредством мысленного эксперимента. Начало этого этапа отмечено созданием гелиоцентрической системы (Н. Коперник) и учением о множественности миров и бесконечности Вселенной (Дж. Бруно). В XVII в. происходит признание социального статуса науки, рождение ее как особого социального института. Это выразилось, в частности, в том, что во второй половине XVII в. возникают Лондонское Королевское общество и Парижская академия наук. В это время появляются работы И. Кеплера, X. Гюйгенса, Г. Галилея, И. Ньютона. С их именами связано рождение основ современной физики и необходимого для нее математического аппарата, формулирование основных идей классической механики (три основных закона движения, закон всемирного тяготения и т.п.), экспериментального естествознания. Кроме того, это эпоха Великих географических открытий (В. да Гама, Ф. Магеллан и др.).  
        Пятый этап относят к первой половине XIX в., начало которого характеризуется совмещением исследовательской деятельности и высшего образования. Первыми реформаторами стали ученые Германии, прежде всего Берлинского университета. Суть реформ состояла в оформлении науки в особую профессию. Во главе реформ стоял известный исследователь того времени В. Гумбольдт. Наиболее полно идеи реформирования высшего образования в данном направлении были реализованы в лаборатории известного химика Ю. Либиха, который привлекал студентов к исследованиям, имеющим прикладное значение. С середины XIX в. проводятся исследования с целью разработки технологий производства удобрений, ядохимикатов, взрывчатых веществ, электротехнических товаров, затребованных мировым рынком. Процесс превращения науки в профессию завершает ее становление как современной науки. Научная деятельность становится важной, устойчивой социокультурной традицией, закрепленной множеством осознанных норм, а государство берет на себя некоторые обязательства по поддержанию этой профессии. Данный этап можно назвать этапом эволюционных идей в естествознании. В это время появляются космогоническая гипотеза Канта-Лапласа, теория катастроф, теория геологического и биологического эволюционизма, формулировка Периодической системы химических элементов, начала клеточной теории, закон сохранения и превращения энергии.  
          В конце XIX - начале XX в. разрабатывается классическая электродинамика, обнаруживается и изучается явление радиоактивности, открыты электрон и атомное ядро, формулируются квантовая гипотеза и квантовая теория атома, а также специальная теория относительности, а в первой половине XX в. - общая теория относительности. Важными событиями развития естествознания XX в. являются создание модели расширяющейся Вселенной, квантовой механики, кибернетики, открытие расщепления ядра урана и структуры генетического кода и т.д.

Задание 2.Изложить развитие физической картины мира в хронологической последовательности.

Ответ:

 Один из важных итогов развития древнегреческой культуры – разработка первой естественно-научной картины мира.  Огромное ветвистое дерево естествознания медленно произрастало из натурфилософии – философии природы, представляющей собой умозрительное истолкование природных явлений и процессов. В ее недрах зарождалась и физика – наука о природе, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие свойства материального мира.  Физика составляет основы естествознания.

Смена физических картин мира:

1.XVI –XVII века – утверждается механистическая картина мира.  В формирование классической механики и утверждении нового мировоззрения велика заслуга Галилея и Ньютона. Формируется убеждение, что предметом естественно- научного познания являются природные явления, полностью подчиняющиеся механическим закономерностям. Природа при этом предстает как своеобразная громадная машина,  взаимодействие между частями которой осуществляется на основе причинно-следственных связей.  Задача естествознания становится определение лишь количественно измеримых параметров природных явлений и установление между ними функциональных зависимостей, которые могут и должны быть выражены строгим математическим языком. В этих условиях механика выхолит на первое место среди естественных наук.

2.XIX век – становление термодинамической картины мира.  Она основана на молекулярно-кинетической  концепции и вероятностно – статистических законах.  Быстро развиваются все разделы физики, но особенно оптика, а также учение об электричестве и магнетизме, возникает новый, быстро развивающейся раздел – учение об электромагнетизме. В этот период складываются основы волновой оптики, теории дифракции, интерференции и поляризации.

3. XX век – развитие релятивистской и квантовомеханической картин мира. Характерная особенность этапа современной физики заключается в том, что наряду с классическими развиваются квантовые представления. На основании квантовой механики объясняются многие микропроцессы, происходящие в пределах атома, ядра и элементарных частиц – появились новые отрасли современной физики: квантовая электродинамика, квантовая теория твердого тела, квантовая оптика и многие другие. 

Задание 3.Описать уровни организации живой природы.

Ответ:

 Жизнь на Земле зарождалась на протяжении долгого времени. Она возникла под влиянием различных сложных факторов, которые с течением времени привели не только к появлению жизни, но и проявлению ее в разных формах. Так, сложность условий формирования привела к тому, что живая природа устроена из различных систем, которые, сочетаясь и соподчиняясь друг другу, образуют собой многоуровневую целостную структуру, которая немыслима без одного из звеньев.

Чтобы правильно понять эту систему, нужно усвоить, что предложенные структуры иерархически соподчинены. Каждую из них можно рассматривать  как отдельную систему или  подсистему, однако целостное восприятие уровней жизни с биологической  точки зрения является очень важным в освоении этого материала.

Прежде чем перейти к описанию, хочется отметить, что универсального списка биосистем не существует, здесь представлены 8 уровней организации.

Уровни организации живой природы: молекулярный и клеточный 

Молекулярный. Это архаичный уровень, который является границей между  живой и не живой природой. Элементарными  единицами здесь выступают химические вещества: белки, углеводы, нуклеиновые  кислоты, липиды и др. Именно здесь  происходит передача генетической информации, происходит биосинтез и превращение  энергии. Кодировка информации –  основная задача молекулярного уровня, который, в свою очередь, имеет два  компонента: молекулы органических и  неорганических соединений, а также  комплексы химических соединений.

Клеточный. Здесь элементами выступают  клеточные объединения – органеллы. Он отвечает за воспроизводительную  функцию, участвует в регуляции  химических реакций, а также здесь  происходит потребление энергии. Он состоит из одного компонента –  комплекса молекул химических соединений. На этом уровне происходит биосинтез, деление клеток и фотосинтез.

Уровни организации живой природы: тканевый и органный

Тканевый. Он представлен тканями, которые объединяют различные клетки, имеющие идентичное строение. У многоклеточных организмов ткани создаются в  процессе онтогенеза из-за деления  клеток на разные группы. У животных и растений они различаются, что  обусловлено специализацией клеток.

Органный. В этой системе элементами являются органы организмов. В ряде случаев можно наблюдать целые  системы органов (у более совершенных  организмов), а у простейших передвижение, дыхание, пищеварение и др., осуществляется за счет отдельных органелл.

Уровни организации живой природы: организменный и популяционно-видовой

Организменный. Этот уровень организации  жизни характерен для одноклеточных и многоклеточных. Здесь обеспечивается возможность различных способов питания, обнаруживается различное строение (животные, птицы, грибы, бактерии). Здесь же обнаруживается связь организма со средой обитания, которая также участвует в формировании особенностей строения. Основным компонентом является клетка.

Популяционно-видовой. Представлен родственной связью, которая формирует популяции, и их, в свою очередь, в виды. Основными функциями этого уровня являются рождаемость и смертность, численность, плотность. Здесь устанавливается прочная связь вида со средой обитания.

Уровни организации живой природы: биогеоценотический и биосферный

Биогеоценотический. Этот уровень  также именуется как «экосистемный». Здесь мы видим организацию жизни с точки зрения популяции: это широкий охват однотипных (схожих) существ. Экосистемный уровень имеет множество свойств: структуру популяции, типы биотических связей, количественный и видовой ее состав. Основными компонентами являются: особенности среды и пищевые системы.

Биосферный. Это высшая форма организации  экосистем. Основными элементами являются: экосистемы и их окружающая среда, под  которой понимают почву, атмосферу, гидросферу и др. глобальные параметры. Здесь происходит взаимодействие живого и неживого, а также круговорот веществ.

Задание 4.Изложить принципы эволюции живых систем.

Ответ:

Первые идеи о непрерывном и постепенном  изменении всех видов животных и  растений были высказаны задолго  до Ч. Дарвина. Еще Ж.-Б. Ламарк говорил  о том, что эволюция живых организмов происходит под направляющим влиянием окружающей среды. Результатом этого  влияния является приобретение организмами  благоприятных для жизни свойств, передающихся по наследству. Но именно Ч. Дарвин, опираясь на огромный фактический  материал, сформулировал основные принципы эволюционной теории.

Основные принципы этой теории гласят:

1. Изменчивость  является неотъемлемым свойством  живого.

Нельзя обнаружить в природе два абсолютно тождественных организма. При обычных условиях различия не оказывают заметного влияния на развитие организма, но в неблагоприятных условиях мельчайшее изменение может стать определяющим в вопросе выживаемости организма.

Ч. Дарвин выделяет два типа изменчивости: 1) индивидуальный, или неопределенный, который передается по наследству, 2) определенный, или  групповой тип изменчивости, которому подвержены организмы под воздействием окружающей среды.

В дальнейшем неопределенные изменения стали  называть мутациями, а определенные – модификациями.

2. Все организмы  размножаются в геометрической  прогрессии, но выживает и достигает  зрелости лишь небольшая часть  потомства.

Этот принцип  раскрывает внутреннее противоречие в  развитии живой природы. Борьба за существование  характеризует различные отношения  между организмами, начиная от сотрудничества против неблагоприятных условий  внешней среды до конкуренции  в добывании пищи, лидерстве в  группе и т.п. Борьба различается  на внутривидовую и межвидовую.

3. Принцип естественного  отбора.

Этот принцип  объясняет, почему из громадного числа  появившегося потомства выживает лишь небольшое количество особей. Именно для объяснения этого феномена Ч. Дарвин выдвинул гипотезу о существовании  особого механизма отбора, который  избирательно уничтожает не приспособившихся к окружающей среде, оставляя наиболее сильных.

Естественный  отбор, по мысли Дарвина, является механизмом, который отбрасывает дурные и  сохраняет хорошие изменения. Естественный отбор работает над усовершенствованием  органического существа.

Эти представления  о наследственности оказались самым  слабым звеном в теории Дарвина, т.к. не объясняли, каким образом случайные  полезные изменения могут являться основой эволюции, передаваясь и  усиливаясь при наследственной передаче. Ведь было установлено, что в результате скрещивания полезные признаки переходят  к потомству в ослабленном  виде, а затем могут и вовсе  исчезнуть.

Пытаясь выйти  из этого противоречия, Ч. Дарвин все  более сходил на точку зрения Ламарка  о влиянии внешней среды на ход эволюции.

В дальнейшем были выявлены и многие другие недостатки теории Дарвина. Новые достижения науки  показали необходимость доработки  этой теории.

Современная теория органической эволюции внесла некоторые  изменения в теорию эволюции Чарльза  Дарвина. Во-первых, была выделена элементарная структура начала эволюции. Такой  структурой считается популяция, а  не отдельная особь. Во-вторых, элементарным явлением эволюции в этой теории считается  изменение генотипа популяции. В-третьих, были выделены основные и не основные факторы, движущие силы эволюции.

Так, к основным факторам, выделенным Ч. Дарвиным – наследственности, изменчивости, естественному отбору, были добавлены и многие другие. Да и основные факторы Ч. Дарвина понимаются несколько иначе.

Первый основной фактор эволюции составляют различные формы мутаций, т.е. изменения наследственных свойств организмов, возникающие естественным путем или вызываемые искусственными средствами. Мутации возникают случайно, но случайное изменение становится необходимым, если помогает организму выжить в борьбе за существование.

Мутации – главные  поставщики эволюционного материала. Но они являются случайными изменениями, подчиняющимися вероятностным законам  и в силу этого не могут быть основой направленного процесса эволюции.

Вторым основным фактором эволюции являются популяционные волны, или «волны жизни», определяющие количественные флуктуации (отклонения) от среднего значения численности организмов в популяции, а также области ее расположения. Было установлено, что наиболее благоприятной средой для эволюционных процессов является популяция средних размеров;

Третьим основным фактором эволюции является обособленность группы организмов. Обособленность группы организмов необходима, чтобы она не могла скрещиваться с другими видами, передавать и получать от них генетическую информацию.

Тем не менее все вышеперечисленные факторы не объясняют механизма эволюции и его движущие силы. Движущей силой эволюции следует признать естественный отбор, который выступает в форме единства и борьбы внутри популяции, что ведет сначала к формированию разновидностей одного вида, а потом и к созданию нового вида.

Современная теория эволюции выделяет некоторые типы механизмов естественного отбора:

-стабилизирующий отбор, устраняющий отклонения от некоторой средней нормы. В этом случае новых видов не возникает;

-ведущий (движущий) отбор, который подхватывает малейшие изменения, способствующие улучшению приспособленности живых систем;

-дезруптивный отбор, при котором, в случае резкого изменения условий существования, группа особей среднего типа, попадая в неблагоприятные условия, погибает;

-балансированный отбор, при котором происходит смена адаптированных, или приспособленных форм;

-отбор с повышенной изменчивостью, когда выживают популяции, обладающие наибольшим многообразием.

Перечисленные типы редко встречаются в чистом виде. В живой природе в основном действуют их сложные сочетания.

Изменения и  дополнения эволюционной теории Ч. Дарвина  привели к созданию современной  теории эволюции, которая в свою очередь была дополнена и уточнена. В итоге возникла новая синтетическая  теория эволюции, представляющая собой  синтез эволюционных идей Ч. Дарвина  и результаты новейших биологических  исследований в области наследственности и изменчивости.

Синтетическая теория эволюции исходит из того, что:

1. элементарной единицей эволюции является популяция;
2. при исследовании живых организмов следует разграничивать макроэволюцию и микроэволюцию.

Термины «макроэволюция» и «микроэволюция» были введены русским генетиком Ю.А. Филипченко в 1927 г., а затем уточнены другим русским генетиком Н.В. Тимофеевым-Ресовским.

Микроэволюция – это эволюционные изменения, произошедшие за длительный период времени, результатом которых явилось возникновение надвидовых форм организации живого. Изменения в рамках микроэволюции доступны наблюдению, тогда как изменения в рамках макроэволюции, в силу их большой протяженности во времени могут быть только реконструированы задним числом.

К настоящему времени  сформулировано несколько правил макроэволюции  крупных групп организмов:

-эволюция не всегда идет от простого к сложному;

-исчезновение целых групп живых организмов в ходе эволюции обусловлено естественным отбором других групп, более приспособленных;

-у каждой группы организмов есть определенный средний темп эволюции;

-чем значительнее изменения в организмах высшего порядка, тем настоятельнее адаптации к условиям среды организмов низшего порядка;

-крупная группа организмов, выше уровня вида, возникает как результат приобретения в ходе эволюции качественно новых особенностей, дающих преимущество в борьбе за существование.

Эволюционная теория Дарвина явилась не только большим шагом в развитии биологии как науки, но она внесла значительный вклад в общее понимание законов развития живых систем. Она дала научное объяснение явлениям целесообразности развития живой природы, а также дала возможность выяснить соотношение случайности и необходимости в этом развитии, показав относительный характер целесообразности. То, что в одних условиях является целесообразным, в других становится вредным.

Необходимо  заметить, что теория Дарвина так  и не ответила на вопрос: что можно  считать прогрессом в органическом мире.

Задание 5.Какие существуют концептуальные подходы к изучению биосферы?

Ответ:

В учении о биосфере выделяют следующие  основные подходы:

 -энергетический, освещающий связь биосферно-планетарных явлений с космическими излучениями (в основном солнечными) и радиоактивными процессами в земных недрах; биогеохимический, отражающий роль живого вещества в распределении и поведении атомов (точнее их изотопов) в биосфере и её структурах;

-информационный, изучающий принципы организации и управления, осуществляемые в живой природе в связи с исследованием влияния живого вещества на структуру и состав биосферы; пространственно-временной, освещающий формирование и эволюцию различных структур биосферы в геологическом времени в связи с особенностями пространственно-временной организованности живого вещества в биосфере (проблемы симметрии и др.);

-ноосферный, изучающий глобальные эффекты воздействия человечества на структуру и химию биосферы: разработка полезных ископаемых, получение новых, отсутствовавших до того в биосфере веществ (например, чистые алюминий, железо и другие металлы), преобразование биогеоценотических структур биосферы (сведение лесов, осушение болот, распашка целинных земель, создание водохранилищ, загрязнение вод, почв и атмосферы продуктами хозяйственной деятельности, внесение удобрений, эрозия почв, лесонасаждение, строительство городов, плотин, промысловое хозяйство и т.д.)

Задание 6.Провести анализ состава вещества и химическим системам.

Ответ:

Для определения свойств вещества необходимо установить состав вещества, т.е. из каких элементов оно состоит. Свойства простых веществ и химических соединений зависят от их носителей, которые называют элементами. В современном представлении химические элементы представляют собой разновидности изотопов, т.е. атомов, обладающих одинаковым зарядом ядра и отличающимися по массе. Здесь мы видим аналогию с концепцией атомизма, когда свойства вещества зависят от его мельчайших составных частей — атомов. Но это первый концептуальный уровень исследования химических свойств веществ. Второй уровень связан с изучением структуры вещества, т.е. взаимодействия элементов. (Например, химический элемент углерод может существовать как алмаз и как графит.) Третий уровень исследований химических веществ — исследование внутренних условий протекания химических процессов (температура, давление, скорость реакции и т.д.).

Великая заслуга Менделеева состоит в  том, что открыв периодический закон, он заложил фундамент для научных химических знаний. Он показал, что химические свойства находятся в периодической зависимости от атомного веса. Дальнейшее развитие науки позволило уточнить эту зависимость от атомного номера, определяемого зарядом ядра. Наука позволила определить различие между химической смесью и химическим соединением, которое должно обладать постоянным составом, в отличие от смеси. Наименьшей частицей, обладающей свойствами какого-либо вещества являются молекулы. Например молекула простого вещества кислорода О₂  образована из двух атомов и имеет все свойства кислорода как химического вещества (атомы кислорода имеют несколько другие свойства). Каким бы путем любое вещество не было получено, оно имеет постоянные свойства. Долгое время закон постоянства химического состава казался истиной, но потом были открыты химические соединения переменного состава в форме растворов и сплавов. Это и соединения полученные в разных условиях. Это связано с характером связей атомов в молекулах. К молекулам можно отнести различные квантово-механические системы (ионные, атомные монокристаллы, полимеры и др. макромолекулы) Таким образом химическое соединение — это не только сложное вещество, состоящее из нескольких элементов, но оно может состоять и из одного элемента.

Рассматривая  химические системы необходимо знать, что ее свойства зависят не только от состава и строения элементов, но и от их взаимодействия. Поэтому при изучении химических систем ученым приходиться изучать и их структуру. Например, в такой химической системе, как молекула, именно характер взаимодействия составляющих ее атомов определяет свойства молекулы.

С другой стороны часто свойства химической системы зависят от условий получения. Условия могут оказать влияние на характер и результат химических реакций. Это и термодинамические факторы (температура, давление) и использование катализаторов.

Задание 7.Описать и привести примеры методов деления растительной и животной клеток.

Ответ:

Хотя  все клетки появляются путем деления  предшествующей клетки, не все они  продолжают делиться. Например, нервные  клетки мозга, однажды возникнув, уже  не делятся. Их количество постепенно уменьшается; поврежденные ткани мозга  не способны восстанавливаться путем  регенерации. Если же клетки продолжают делиться, то им свойствен клеточный  цикл, состоящий из двух основных стадий: интерфазы и митоза. Сама интерфаза  состоит из трех фаз: G1, S и G2. Ниже указана  их продолжительность, типичная для  растительных и животных клеток. G1 (4-8 ч). Это фаза начинается сразу после  рождения клетки. На протяжении фазы G1 клетка, за исключением хромосом (которые  не изменяются), увеличивает свою массу. Если клетка в дальнейшем не делится, то остается в этой фазе. S (6-9 ч). Масса  клетки продолжает увеличиваться, и  происходит удвоение (дупликация) хромосомной  ДНК. Тем не менее хромосомы остаются одинарными по структуре, хотя и удвоенными по массе, так как две копии каждой хромосомы (хроматиды) все еще соединены друг с другом по всей длине. G2. Масса клетки продолжает увеличиваться до тех пор, пока она приблизительно вдвое не превысит начальную, а затем наступает митоз.

                                                            МИТОЗ

 
После того как хромосомы удвоились, каждая из дочерних клеток должна получить полный набор хромосом. Простое деление  клетки не может этого обеспечить - такой результат достигается  посредством процесса, называемого  митозом. Если не вдаваться в детали, то началом этого процесса следует  считать выстраивание хромосом в  экваториальной плоскости клетки. Затем  каждая хромосома продольно расщепляется на две хроматиды, которые начинают расходиться в противоположных  направлениях, становясь самостоятельными хромосомами. В итоге на двух концах клетки располагается по полному  набору хромосом. Далее клетка делится  на две, и каждая дочерняя клетка получает полный набор хромосом. Ниже приводится описание митоза в типичной животной клетке. Его принято разделять  на четыре стадии.

I. Профаза. Особая клеточная структура  - центриоль - удваивается (иногда  это удвоение происходит в  S-периоде интерфазы), и две центриоли  начинают расходиться к противоположным  полюсам ядра. Ядерная мембрана  разрушается; одновременно специальные  белки объединяются (агрегируют), формируя  микротрубочки в виде нитей.  Центриоли, расположенные теперь  на противоположных полюсах клетки, оказывают организующее воздействие  на микротрубочки, которые в  результате выстраиваются радиально,  образуя структуру, напоминающую  по внешнему виду цветок астры  («звезда»). Другие нити из микротрубочек протягиваются от одной центриоли к другой, образуя т.н. веретено деления. В это время хромосомы находятся в спирализованном состоянии, напоминая пружину. Они хорошо видны в световом микроскопе, особенно после окрашивания. В профазе хромосомы расщепляются, но хроматиды все еще остаются скрепленными попарно в зоне центромеры - хромосомной органеллы, сходной по функциям с центриолью. Центромеры тоже оказывают организующее воздействие на нити веретена, которые теперь тянутся от центриоли к центромере и от нее к другой центриоли.

II. Метафаза. Хромосомы, до этого  момента расположенные беспорядочно, начинают двигаться, как бы  влекомые нитями веретена, прикрепленными к их центромерам, и постепенно выстраиваются в одной плоскости в определенном положении и на равном расстоянии от обоих полюсов. Лежащие в одной плоскости центромеры вместе с хромосомами образуют т.н. экваториальную пластинку. Центромеры, соединяющие пары хроматид, делятся, после чего сестринские хромосомы полностью разъединяются.

III. Анафаза. Хромосомы каждой пары  движутся в противоположных направлениях  к полюсам, их как бы тащат  нити веретена. При этом образуются  нити и между центромерами парных хромосом.

IV. Телофаза. Как только хромосомы  приближаются к противоположным  полюсам, сама клетка начинает  делиться вдоль плоскости, в  которой находилась экваториальная  пластинка. В итоге образуются  две клетки. Нити веретена разрушаются,  хромосомы раскручиваются и становятся  невидимыми, вокруг них формируется  ядерная мембрана. Клетки возвращаются  в фазу G1 интерфазы. Весь процесс  митоза занимает около часа. Детали  митоза несколько варьируют в  разных типах клеток. В типичной  растительной клетке образуется  веретено, но отсутствуют центриоли.  У грибов митоз происходит  внутри ядра, без предшествующего  распада ядерной мембраны. Деление  самой клетки, называемое цитокинезом,  не имеет жесткой связи с  митозом. Иногда один или несколько  митозов проходят без клеточного  деления; в результате образуются  многоядерные клетки, часто встречающиеся  у водорослей. Если из яйцеклетки  морского ежа удалить путем  микроманипуляций ядро, то веретено после этого продолжает формироваться и яйцеклетка продолжает делиться. Это показывает, что наличие хромосом не является необходимым условием для деления клетки. Размножение с помощью митоза называют бесполым размножением, вегетативным размножением или клонированием. Его наиболее важный аспект - генетический: при таком размножении не происходит расхождения наследственных факторов у потомства. Образующиеся дочерние клетки генетически в точности такие же, как и материнская. Митоз - это единственный способ самовоспроизведения у видов, не имеющих полового размножения, например у многих одноклеточных. Тем не менее даже у видов с половым размножением клетки тела делятся посредством митоза и происходят от одной клетки - оплодотворенного яйца, а потому все они генетически идентичны. Высшие растения могут размножаться бесполым путем (с помощью митоза) саженцами и усами (известный пример - клубника).