ТЕМА: Методи вивчення клітини.

Міністерство освіти і науки України

Херсонський державний університет

Кафедра фізіології людини і тварин

МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ ДО ПРОВЕДЕННЯ ЛАБОРАТОРНИХ ЗАНЯТЬ І ОРГАНІЗАЦІЇ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ З КУРСУ „ЦИТОЛОГІЯ” для студентів спеціальності „ПМСО Біологія" стаціонарної форми навчання.

Херсон - 2004

Методичні рекомендації до проведення лабораторних занять і організації самостійної роботи з курсу „ЦИТОЛОГІЯ” для студентів спеціальності „ПМСО Біологія" стаціонарної форми навчання. / За ред. М.М. Сидорович – Херсон, 2004.

Укладачі: СИДОРОВИЧ М.М., доцент кафедри фізіології людини і тварин, завідувач лабораторії методики загальної біології ХДУ, кандидат біологічних наук, доцент.

МЕЛЬНИК М.В., аспірант кафедри фізіології людини і тварин.

Рецензент: КОШЕЛЕВА В.Д., завідувач кафедри фізіології людини і тварин, кандидат біологічних наук, доцент.

ВИШНЕВСЬКА Л.В., зам. директора інституту природознавства ХДУ, кандидат педагогічних наук, доцент.

Методичні рекомендації Схвалено науково-методичною

обговорені на засіданні радою Херсонського державного

кафедри фізіології людини університету

і тварин протокол № 3 протокол № 2 від 10.12. 2003 р.

від 13.10.2003 р.

Рекомендовано до видання Вченою радою Херсонського державного університету (протокол № 3 від 05.01. 2004 р.).

Дані методичні розробки призначені для активізації самостійної роботи студентів під час лабораторних занять і у позаудиторний час. Тому виклад кожної теми відповідає основній задачі - організації самостійної діяльності студентів стаціонарної форми навчання.

Навчальна програма

"ЦИТОЛОГІЯ"

Рекомендовано Міністерством освіти і науки України для біологічних спеціальностей вищих навчальних закладів 12 лютого 1998 року.

Укладач: Сидорович Марина Михайлівна

кандидат біологічних наук, доцент

Рецензенти:

Оніщенко Г.Є., д-р біологічних наук, професор Московського державного університету

Хоменко Б.Г, д-р біологічних наук, професор Національного педагогічного університету ім. М.П. Драгоманова.

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

Цитологія (Клітинна біологія) - наука про клітину, про загальні закономірності, які характерні для клітинного рівня організації живої матерії. Клітина (сеllulа) являє собою унікальну структуру живої ма­терії, яка є не тільки одиницею структури та функції живого, але і відокремлює його від неживого. Між іншим, хоч вона і являється основою розвитку та життєдіяльності живих істот, все ще зали­шається мікрокосмосом, внутрішнє життя якого у повному об'ємі -таємниця.

Сучасні уявлення про клітину дозволяють розглядати курс "Цитології" ("Клітинної біології") не тільки як одну з основних дисци­плін, але і як фундамент всієї біологічної освіти майбутніх вчителів біології. Це обумовлено тим, що він, по-перше, надає студентам знання про клітинно-молекулярні основи життя, по-друге, разом з генетикою та еволюційним вченням сприяє формуванню професій­ного світогляду майбутнього вчителя-біолога.

Сучасний рівень розвитку цитології розглядає клітину, як сис­тему систем, частини якої щільно взаємопов'язані І впливають одна на одну. Все це і робить клітину структурно-функціональною оди­ницею життя. Тому мета програми показати не тільки морфологію та функцію компонентів клітини. Про це деякі знання студенти ­вузу одержують на різноманітних ботанічних, зоологічних та гісто­логічних курсах. Основна задача даного курсу - показати внутріш­ню будову та життєдіяльність клітини в усій її складності. Тому час­тини та розділи програми вперше розглядають будову та функції клітини не по окремих органелах, а по функціональних клітинних системах: (спадковий апарат, білоксинтезуюча система, мембран­на система клітини та інші). У кожній системі розглядаються її ком­поненти, їх функції, особливості взаємодії частин функціональної системи та взаємодія цілісної системи з Іншими. В останній частині програми розглядаються чотири основні способи клітинної репро­дукції: мітоз, мейоз, амітоз та ендорепродукція. Вперше у курсі ”Ци­тології" ("Клітинна біологія") для вузів представлений невеликий об'єм інформації з основ молекулярної біології. Це дуже необхідно, бо не один навчальний курс не дає майбутньому вчителю біології цілісних елементарних знань про один з найсучас­ніших розділів біології, не пов'язує молекулярні події з конкретними клітинними структурами. Завершується програма розглядом про­цесів клітинної диференціації, дедиференціації та патології.

Лабораторні заняття побудовані відповідно лекційним курсам та можливостям І умовам їх виконання в вузі. Для цього у прог­рамі пропонується набір препаратів клітин рослин, тварин, клітин різних тканин та органів багатоклітинних організмів У лаборатор­ному практикумі пропонується використати нескладні методики (приготування мазка крові, давленого препарату, препарату одно­клітинних організмів тощо), які можуть легко самостійно відтворю­ватися студентами. Це сприяє набуванню практичних знань та вмінь, необхідних майбутньому вчителю біології.

Вивчення препаратів за допомогою світлового мікроскопа не­обхідно супроводжувати та доповнювати вивченням ультраструк­тури клітини на рівні електронного мікроскопа. З цією метою на за­няттях рекомендується обов'язково використовувати електронно-мікроскопічні фотографії клітинних структур.

На кожному лабораторному занятті з "Цитології" ("Клітинної біології") рекомендується виконувати завдання, які б дозволили студентам проявити свої аналітичні здібності. Так, їм можна за­пропонувати, наприклад, порівняти зроблені на занятті малюнки між собою, щоб сформувати висновки про особливості функціону­вання окремих клітинних компонентів, їх ролі у житті клітини в ці­лому.

Перелік робіт, препаратів, мікрофотографій та завдань можна змінити з розсуду викладача у зв'язку з конкретними умовами за­нять.

У робочих планах вузів доцільно надати курсу "Цитологія" (клітинна біологія) статус самостійної навчальної дисципліни у зв'язку з його фундаментальним положенням в сучасній біології.

ЧАСТИНА І.

ВСТУП. ІСТОРІЯ ЦИТОЛОГІЇ (КЛІТИННОЇ БІОЛОГІЇ). МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ

ВСТУП. Предмет та завдання курсу цитології. Цитологія - нау­ка про будову, функції, процеси обміну речовин, взаємовідношення з навколишнім середовищем, розвиток та знаходження клітини. Мі­сце цитології у системі біологічних дисциплін: зв'язок з зоологією, ембріологією, фізіологією, біохімією, біофізикою, генетикою та ін­шими науками.

Використання результатів цитологічних досліджень в медици­ні, сільському господарстві, ветеринарії, значення у викладанні біо­логії в середній школі.

Роль клітинної біології у формуванні професійного світогляду майбутнього вчителя біології.

1.1. СТИСЛІ ВІДОМОСТІ ПРО ІСТОРІЮ РОЗВИТКУ ЦИТОЛО­ ГИ (КЛІТИННОЇ БІОЛОГИ). Винахід мікроскопу та розвиток мікро­скопічних досліджень будови тварин і рослин в XVII та XVIII с.с. Розвиток цитології у XIX столітті. Клітинна теорія (Шванн, Шлейден,1936). Подальший розвиток клітинної теорії (Вольф, Вірхов, Бер та ін.). Роль вітчизняних вчених у розвитку вчення про клітину. Сучас­ні положення клітинної теорії. Перетворення цитології в науку про життєдіяльність клітини - клітинну біологію. Основні напрямки су­часної науки про клітину.

1.2. МЕТОДИ ЦИТОЛОГІЧНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ. Світловий, фазово-контрастний, інтерференційний, поляризаційний мікроско­пи. Прижиттєве вивчення клітини: прижиттєве фарбування, методи мікрохірургії, флуоресцентна мікроскопія. Вивчення фіксованих клі­тин. Ультрафіолетова мікроскопія. Цитофотометрія. Авторадіографія. Електронна мікроскопія. Деякі біохімічні та біофізичні методи. Сучасні методи дослідження: генна інженерія, метод іп уііго в куль­турі тканин тварин, рослин та ін.

1.3. КЛІТИНА - ЕЛЕМЕНТАРНА ОДИНИЦЯ ЖИВОГО. Одини­ця структури, функції розвитку організмів. Основні відомості про хі­мічну будову клітини. Форма та розмір клітини, зв'язок морфологіч­них особливостей з функцією. Одноклітинні організми. Автотрофні та гетеротрофні клітини і організми. Клітини тварин і рослин. Про­каріоти і еукаріоти. Віруси.

Загальний план будови клітини. Основні структурні компонен­ти клітини: клітинна оболонка, ядро, гіалоплазма, органели і включення. Гіалоплазма (цитозоль) - внутрішнє середовище клітини. Фізико-хімічні властивості гіалоплазми, її структура та функції. Трабекулярна сіт­ка. Клітинні включення. Хімічний склад і різновиди вклю­чень. Значення цитоплазматичних включень в метаболізмі клітин і організму. Основні функціональні частини клітини: органели та включення; органели загального і спеціального визначення, мемб­ранні та немембранні органели, органели катаболітичної та анаболітичної систем клітини; енергоутворююча система клітини; опорно-рухова система; спадковий апарат; мембранна система; білоксинтезуюча система клітини. Клітинні компартменти. Ієрархічність ор­ганізації клітини.

ЧАСТИНА II. ФУНКЦІОНАЛЬНІ КЛІТИННІ СИСТЕМИ.

2.1. СПАДКОВИЙ АПАРАТ КЛІТИНИ. Складові частини спад­кового апарату клітини. Ядро інтерфазної клітини. Розташування ядер у клітині, їх розміри, форма, кореляція з розмірами та формою клітини. Хімічний склад ядра: нуклеїнові кислоти (ДНК та РНК), структурні білки ядра і ферменти. Значення ядра в життєдіяльності клітини. Роль ядра в метаболітичній діяльності клітини, у передачі генетичної інформації. Діяльність ядра як єдиної комплексної інтег­рованої системи клітини.

Цитоплазматична спадковість, клітинні структури, пов'язані з нею. Хімічні властивості ДНК мітохондрій і пластид.

Особливості будови спадкового апарату у прокаріот. Бактері­альна хромосома. Плазміди, епісоми - автономні фрагменти спад­кового апарату прокаріот, їх хімічний склад та функції. Клітинний цикл: характеристика клітинного циклу, тривалість його у одноклі­тинних і багатоклітинних організмів, різниця у проліферативній ак­тивності клітин різних тканин багатоклітинного організму. Залеж­ність часу клітинного циклу від умов навколишнього середовища. Періоди клітинного циклу в інтерфазі: пресинтетичний, синтетич­ний, постсинтетичний, мітотичний; характеристика цих періодів.

Основні структурно-функціональні компоненти ядра: поверх­невий апарат ядра, ядерний матрикс, хромосоми (хроматин), ядер­це.

Поверхневий апарат ядра: зовнішня і внутрішня мембрани; перенуклеарний простір; комплекс пор, їх будова, розміри, функці­ональна активність; ламіна. Функції поверхневого апарату: обмін речовин між ядром і цитоплазмою, бар'єр, який відокремлює ядро від цитоплазми, фіксація хромосом, функціональний зв'язок з мембранами ендоплазматичного ретикулума; роль ядерної оболонки в процесі поділу клітин одноклітинних та багатоклітинних організмів.

Хроматин і хромосоми - дві форми існування спадкової ін­формації у ядрі еукаріот. Теорія безперервності хромосом у клітин­ному циклі. Контакт деконденсованих хромосом з мембраною яде­рної оболонки, просторова орієнтація деконденсованих хромосом в ядрі упорядкованість їх розташування.

Основні хімічні елементи хроматину і хромосом: ДНК, білки (гістони та кислі білки), їх хімічна і функціональна характеристика. Ос­новна структурна одиниця хроматину і хромосом - фібрила ДНП, її нуклеосомна організація.

Хромосоми. Розмір і кількість мітотичних хромосом. Будова мітотичних хромосом: первинна перетяжка, кінетохор або центроміра, вторинна перетяжка, плече, теломіра, хроматиди. Різновиди мітотичних хромосом: метацентричні, субметацентричні, акроцентричні хромосоми. Поняття про каріотип. Ультраструктура мітотич­них хромосом. Рівні компактизації (пакування) фібрил ДНП. Дифе­ренціальне забарвлені мітотичні хромосоми. Матрикс мітотичних хромосом і його функції. Хромосомні відхилення. Мейотичні хро­мосоми типу лампових щіток, особливості їх будови і функціону­вання.

Хроматин: гетерохроматин і еухроматин. Структурна і функці­ональна різниця форм хроматину. Умови взаємоперетворення од­нієї форми в іншу. Особливі форми інтерфазних хромосом. Стате­вий хроматин. Гігантські (політенні) хромосоми личинок двокрилих, особливості їх будови і функціонування.

Нехроматинові елементи ядра: ядерний матрикс і ядерце. Ядерний матрикс і внутрішнє середовище ядра. Хімічний склад ядерного матрикса, його функції.

Ядерце. Розмір, форма, кількість ядерець у ядрі, залежність кількості та розміру ядерець від функціональної активності клітини. Ультраструктурна організація ядерця. Хімічний склад: ДНК, РНК, білок. Ядерцевий організатор. Процесінг у ядерці, формування субодиниць рибосом в ядерці, вихід їх у цитоплазму. Властивості рибосомальних генів: р-РНК, їх поліцистронніть та ампліфікація. Доля ядерця у мітозі, його взаємозв'язок з матриксом мітотичних хромосом.

Особливості цитофізіології спадкового апарату клітини. Клі­тинний спокій та клітинна проліферація. Положення клітин у клітин­ному циклі, які не діляться і які проліферують. Регулювання проліферативної активності клітин.

Репродукція спадкового матеріалу клітини. Синтез ДНК в інтерфазі. Механізм і етапи редуплікації молекули ДНК в клітинах прокаріот і еукаріот. Риси схожості та відміни. Основні ферментні системи, які приймають участь у реплікації ДНК Асинхронність процесів реплікації ДНК у еукаріот.

Репарація спадкового апарату. Репараційна система - перший бар'єр захисту клітини і цілого організму від впливу пагубної дії фа­кторів навколишнього середовища. Причини та механізми репара­ції ДНК. Рекомбінація спадкової інформації. Основні ферментні си­стеми, які беруть участь у репарації ДНК.

Значення реплікації, репарації і рекомбінації ДНК як основних молекулярно-біологічних подій в геномі, іх місце в клітинному циклі, взаємозв'язок реплікації та репарації з синтезами ДНК, РНК і білку в клітинному циклі. Локалізація у клітині процесів реплікації, ре­парації і рекомбінації, їх зв'язок з певними клітинними структурами.

Молекулярно-біологічна організація спадкового апарату кліти­ни. Геном еукаріотичної та прокаріотичної клітин. Загальний план будови генома. Основні відміни геномів еукаріот і прокаріот: надмі­рність ДНК, її функціональне значення, екзонно-інтронна організа­ція, її значення для життєдіяльності клітини, наявність генів, "які мовчать", більш різноманітний набір генів, відсутність оперонів, особливості регуляторних елементів.

Екзонно-інтронна організація геному еукаріот, як головна від­міна від прокаріот. Функції екзонів та інтронів в геномі клітини.

Особливості молекулярно-біологічної організації плазмід і епісом. як фрагментів генома прокаріот.

Геном мітохондрій І пластид.

Функціональні особливості геному вірусів. Функціональна оди­ниця геному прокаріот - оперон. Ген - функціональна одиниця ге­ному еукаріот. Його функціональні складові частини: промотор лі­дер, кодуюча послідовність нуклеотидів (цистрон), трейлер. Функції кожної з них.

Центральна догма молекулярної біології як основа молекулярно-біологічної схеми життя клітини і організму в цілому. Транскри­пція і трансляція - два головних процеси декодування генетичної інформації, які складають основу життя.

Транскрипція - процес, пов'язаний із спадковим апаратом клі­тини. Коротка характеристика основних властивостей генетичного коду, який визначає первинну структуру білка: триплетність, неперекриття, універсальність, виродженість. Сучасні уявлення про властивості генетичного коду, молекулярно-біологічні механізми збільшення його обсягу.

Загальні риси транскрипції у про- та еукаріот, особливості її у вірусів. Етапи синтезу і дозрівання м-РНК, характеристика пром- РНК, можливі механізми її синтезу. Явище сплайсінга при дозріванні м-РНК еукаріот. Молекулярні події та ферменти кожного етапу транскрипції. Відміна транскрипції у про- та еукаріот Ядерна обо­лонка простіших еукаріот і транскрипція. Особливості транскрипції на політенних хромосомах еукаріот. Політенні хромосоми і диференційно забарвлені мітотичні хромосоми, як наочний приклад функціонування клітинного геному

2.2. БІЛОКСИНТЕЗУЮЧА СИСТЕМА КЛІТИНИ. Складові час­тини білоксинтезуючої системи. Основні компоненти білоксинтезуючої системи - рибосоми. Будова рибосом, їх хімічна організація. Утворення субодиниць рибосом у ядерці, вихід їх у цитоплазму, процес і умови збірки рибосом у цитоплазмі. Характеристика рибо­сом прокаріот і еукаріот. Різновиди рибосом у клітині еукаріот. Ос­новна функція рибосом - синтез поліпептиду (первинного білку) або здійснення процесу трансляції.

Ядерце, процеси транскрипції і трансляції Розмірні параметри ядерця і інтенсивність трансляції. Ядерцевий організатор - один з перших генів, який має електронно-мікроскопічну ілюстрацію робо­ти Умови складання полірибоссм в цитоплазмі, роль гіалоплазми в цьому процесі.

Загальна характеристика трансляції, її основних етапів: ініціа­ції, активації, елонгації, термінації. Пристосування окремих етапів трансляції до різноманітних компонентів білоксинтєзуючої системи. Енергозабезпеченість роботи білоксинтезуючого механізму у клі­тині, роль клітинної енергозабезпечувальної системи в цьому про­цесі Роль мембран порожнин гранулярного ендоплазматичного ретикулума у модифікації синтезованого поліпептиду після транс­ляції, у перетворенні його на зрілий білок, клітинні молекулярно-біологічні процеси, пов'язані з синтезом білка "на себе" і "на екс­порт". Особливості трансляції у прокаріот.

Загальний структурно-функціональних компонентів, які здій­снюють перенесення спадкової інформації з геному (гена) на білок (повний білоксинтезуючий комплекс еукаріотичної клітини): хроматин, ядерце, порові комплекси, полі рибосоми, гіалоплазма, гранулярний ендоплазматичний ретикулум. Особливості їх функціону­вання разом.

Регуляція роботи геному Рівні регуляції: геномний, транскрип­ційний, трансляційний, функціональний. Особливості структурного упакування ДНК в хроматин і хромосому у про- та еукаріот, регуля­ція генної активності. Регулювання генної активності на рівні хро­матину (еухроматин і гетерохроматин). Роль гістонів та кислих білків в цих процесах.

Загальна схема повної регуляції роботи гена у прокаріот. Мо­дель оперону. Гіпотетичні моделі повної регуляції роботи гена у еу­каріот (Бриттена, Девідсона та ін.).

2.3. МЕМБРАННА СИСТЕМА КЛІТИНИ: органели анаболітичного і катаболітичного обміну.

Мембрани клітини. Структура клітинних мембран за даними електронної мікроскопії, їх хімічний склад. Моделі будови: двоша­рова, тришарова, рідинно-мозаїчна (динамічна). Біосинтез мемб­ран.

Клітинна поверхня. Різниця у структурі зовнішніх і внутрішніх мембран клітини. Глікокалікс клітин, його хімічний склад, функції, особливості будови. Плазматична мембрана, її роль у створенні капсул бактерій, клітинної стінки рослин, хімічний склад, будова і функції клітинної стінки. Функції плазматичної мембрани: бар'єрна, рецепторна, транспортна (пасивний та активний транспорт речо­вин, ендоцитоз, екзоцитоз), синтетична і катаболічна. Ріст плазма­тичної мембрани. Міжклітинні контакти, їх типи у багатоклітинному організмі. Надмембранні структури поверхневого апарату клітини.

Речовини, які транспортуються крізь плазмолему. попадають у катаболітичну систему клітини (лізосоми). Морфологія лізосом, їх хімічна організація. Первинна, вторинна лізосоми, аутофагосоми, телолізосоми (залишкове тільце). "Лізосомний простір" клітини. Гетерофагічний і аутофагічний цикли лізосом. Функції лізосом: участь їх у загальному клітинному обміні, у внутрішньоклітинному трав­ленні (зв'язок з процесом ендоцитозу), участь в ізолюванні та виді­ленні з клітини загиблих структур, роль у процесах автолізу клітин та інші. Утворення лізосом у клітині.

Ендоплазматичний ретикулум і комплекс Гольджі - мембранні органели анаболітичної системи, в яких використовуються речови­ни з системи внутрішньоклітинного травлення (лізосом).

Ендоплазматичний ретикулум. Загальна характеристика органела. місце її локалізації у клітині. Гранулярний ендоплазматичний ретикулум, його будова і функції. Гладенький ендоплазматичний ретикулум, його будова і функції в клітині. Вакуолярний апарат клі­тин рослин: центральна вакуоль, тонопласт, зв'язок з ендоплазма­тичним ретикулумом. Функції вакуолей у клітинах рослин. Інші фун­кції ендоплазматичного ретикулуму. Ендоплазматичний ретикулум як компартмент.

Комплекс Гольджі (пластинчатий комплекс, діктіосома). Форма і місце органели у клітинах рослин і тварин. Ультраструктура діктіосом. Функції. Особливості будови і функціонування комплексу Гольджі порівняно з іншими органелами клітини. Апарат Гольджі як компартмент.

Структурний і функціональний взаємозв'язок плазмолеми, по­верхневого апарату ядра з основними мембранними органелами анаболітичної і катаболітичної системи клітини. Функціонування їх, як єдиного цілого вакуолі.

2.4. ЕНЕРГОУТВОРЮЮЧА КЛІТИННА СИСТЕМА - складова частина катаболітичної системи клітини. Мітохондрії та пластиди - основні компоненти системи енергоутворення клітини.

Мітохондрії. Морфологічна характеристика мітохондрій: розмі­ри, кількість, локалізація у клітині. Ультраструктурна організація: зовнішня та внутрішня мембрани, кристи, будова крист. Матрикс мітохондрій: ДНК, РНК, рибосоми. Основна схема енергетичної фун­кції мітохондрій. Структури, які сопрягають синтез АТФ з окислен­ням в мітохондріях. Молекулярно-біологічні уявлення про енерге­тичну функцію мітохондрій (гіпотеза Мітчела). Інші функції мітохон­дрій. Мітохондріальний компартмент клітини. Біогенез мітохондрій

Пластиди клітини рослин. Загальна характеристика будови і функції цих органел.

Напівавтономність існування в клітині - властивість тільки мі­тохондрій і пластид. Наявність власного спадкового апарату і білоксинтезуючої системи зумовлюють напівавтономність. Роль міто­хондрій і пластид у цитоплазматичній спадковості. Гіпотези похо­дження мітохондрій і пластид.

Зв'язок енергоутворюючої системи з іншими функціональними системами клітини.

2.5. ОПОРНО-РУХОВА СИСТЕМА КЛІТИНИ, її основні компо­ненти. Основні функції. Клітинний цитоскелет.

Органели руху клітини. Мікротрубочки: різновиди, будова, хі­мічний склад (білок тубулін), особливості біогенезу. Функції мікро-трубочок: скелетна, утворення мітотичного веретена, основний структурний компонент центріолей, війок і джгутиків. Клітинний центр. Будова клітинного центру. ЦентріолІ, їх ультратонка органі­зація, локалізація у клітині. Центріолі та рослинна клітина. Біогенез (дуплікація) центріолей. Участь у створенні мітотичного апарату, зв'язок з кінетосомами війок і джгутиків. Війки і джгутики клітин еукаріот: ультратонка організація, механізм і енергетика руху, біоге­нез. Базальне тільце (кінетосома) війок і джгутиків, їх будова та функції. Онтогенетичний взаємозв'язок центріолей, війок та джгути­ків.

Мікрофіламенти та мікрофібрили цитоплазми клітин рослин І тварин, зв'язок опорно-рухової системи з іншими функціональними системами клітини, її поверхневим апаратом.

ЧАСТИНА III.

КЛІТИННА РЕПРОДУКЦІЯ. ДИФЕРЕНЦІАЦІЯ. ПАТОЛОГІЯ

КЛІТИНИ.

З.І Основні способи клітинної репродукції: мітоз, мейоз, амітоз, ендорепродукція.

Бінарний поділ клітин прокаріот.

Мітоз - основний спосіб поділу клітин еукаріот. Фази мітозу, їх характеристика, тривалість. Зміни морфології клітини підчас мітозу: хімічний склад і ультраструктура мітотичного апарату. Можливі ме­ханізми руху мітотичних хромосом. Цитокінез і його особливості у клітинах тварин і рослин. Фізіологія мітозу. Біологічне значення мі­тозу. Патологія мітозу.

Мейоз. Основні відміни мейозу від мітозу. Фази мейозу, їх ха­рактеристика. Перший поділ, кон'югація, кросинговер, редукція чи­сла хромосом, синтетичні процеси, формування гаплоїдних клітин. Роль кросинговеру в індивідуальній мінливості організмів. Процес розвитку статевих клітин у рослин і тварин: загальна характеристи­ка.

Ендорепродукція - процес багаторазового збільшення кілько­сті ДНК на ядро. Основні види ендорепродукції: поліплоїдія та політенія. їх принципова відміна. Порушення в проходженні клітинного циклу, які приводять до появи політенних і поліплоїдних клітин. Ви­користання поліплоїдії у сільському господарстві.

Амітоз - прямий поділ клітин. Способи поділу клітин підчас амітозу. Різновиди амітозу. Доля клітин після амітозу.

3.2. КЛІТИННА ДИФЕРЕНЦІАЦІЯ (спеціалізація). Основні морфо­логічні особливості, клітинна геронтологія. Молекулярно-біологічні основи диференціації та геронтології клітини. Приклади систем ба­гатоклітинного організму, у яких йде диференціація клітин: черво­ний кістковий мозок, ворсинка кишки, багатошаровий епітелій шкі­ри. Роль вибіркової активності генів і цитоплазматичних факторів в диференціації клітин. Фактори диференціації клітин в ембріогенезі та у дорослому організмі еукаріот. Особливості функціонування спеціалізованих клітин. Клітинні основи імунітету, нейрофізіології, ендокринології та інші. Теорії клітинної геронтології.

Дедиференціація клітин тварин і рослин. Основні морфологіч­ні та функціональні ознаки процесу дедиференціації. Особливості біології пухлинної клітини.

Патологія клітини.

Правила робот з мікроскопом „Біолам”

1. Перевірити наявність усіх основних частин мікроскопа: окуляра, тубуса, об'єктивів (необхідно мати об'єктиви зі збільшенням 8^х -10^х і 40^х), дзеркальця, мікрогвинта (або диску), макрогвинта. (Для успішної роботи з мікроскопом лабораторні столи мають бути обладнані спеціальною системою освітлення).

2. Поставити об'єктив 8 ^х для роботи під малим збільшенням.

3. Досягти за допомогою дзеркальця максимального освітлення поля зору (контролювати в окуляр).

4. Об'єктив слід встановити на відстані біля 1 см від препарату. Використовуючи будь-який мікропрепарат (краще інтенсивно забарвлений), макрогвинтом (великий гвинт для грубого наведення різкості) добитися чіткої видимості гістозрізу (контролювати в окуляр).

5. Робота з великим збільшенням (об'єктив 40^х) можлива лише після виконання п.п.1-4. В іншому випадку виникає реальна загроза роздавити покривне скло і зіпсувати препарат.

6. Поворотом барабана, що утримує об'єктиви, встановити об'єктив 40^х і тільки після цього мікрогвинтом або диском на станині мікроскопу (не плутати мікрогвинт з гвинтом конденсора під предметним столиком) добитися максимальної різкості препарату в окуляр.

МЕТОДИЧНІ РОЗРОБКИ ЛАБОРАТОРНИХ ЗАНЯТЬ ДЛЯ СТУДЕНТІВ ЗАОЧНОГО ВІДДІЛЕННЯ

КЛІТИНА - ЕЛЕМЕНТАРНА ОДИНИЦЯ ЖИВОГО

ЛАБОРАТОРНЕ ЗАНЯТТЯ № 1

ТЕМА: Методи вивчення клітини.

І. МОТИВАЦІЯ ЦІЛІ: Цитологія є наукою, яка виникла як гілка мікроанатомії, проте останнім часом з чисто морфологічної дисципліни вона перетворилася у морфофункциональну. Одним з доказів тому є арсенал методів, які використовують для вивчення клітини.

ІІ. ЛІТЕРАТУРА ДЛЯ ПІДГОТОВКИ ДО ЗАНЯТТЯ:

ОБОВ'ЯЗКОВА

1. Лекційний матеріал.

2. Ченцов Ю.С. Общая цитология. – М.: Наука, 1978. – С. 9, 15-28

3. Заварзин А.А. Основы общей цитологии. – Л.: Изд-во ЛГУ, 1982

4. Сидорович М.М. Клетка – система систем разного уровня сложности. – Херсон, Айланнт, 2003. – С.7-8.

ДОДАТКОВА

1. Робертис Э.Д. Биология клетки. – М.: Мир, 1973. – С. 26-29, 94 – 134

2. Свэнсон К. Клетка. – М.: Мир, 1980. – С. 7-13.

3. Быков В.Л. Цитология и общая гистология (функциональная морфология клеток и тканей человека). – СПб.: СОТИС, 1998. – С.9-12.

ІІІ. ПИТАННЯ ДЛЯ САМОПІДГОТОВКИ І КОНТРОЛЮ

1. Назвіть відмінності методів світлової і електронної мікроскопій.

2. Вкажіть чесноти і недоліки методу скануючої електронної мікроскопії.

3. Назвіть особливості методу цитофотометрії.

4. Вкажіть особливості авторадіографічного методу дослідження.

5. Перерахуйте особливості методу культури тканини, вкажіть його чесноти і недоліки.

6. Назвіть область застосування методу мікрохірургії.

7. Вкажіть відмінності темнопольової мікроскопії від світлової.

8. Назвіть відмінності методу фазово-контрастної мікроскопії від світлової.

9. Вкажіть відмінність методу інтерференційної мікроскопії від фазово-контрастної.

10.Перерахуйте принципи гістохімії.

11.Назвіть основні етапи приготування постійних цитологічних препаратів.

12.Перерахуйте види гістологічних фарбників.

13.Вкажіть особливості методу диференціального центрифугування і область його застосування.

14.Перерахуйте види мікротомів.

15.Вкажіть особливості роботи на заморожуючому мікротомі.

16.Вкажіть відмінність методу люмінісцентної мікроскопії від світлової.

17.Перерахуйте біохімічні методи дослідження клітини.

18.Перерахуйте види тимчасових цитологічних препаратів, їх відмінності

від постійних.

ІV. САМОСТІЙНА РОБОТА НА ЗАНЯТТІ

ЗАВДАННЯ І. Ознайомитися з методикою приготування тимчасових цитологічних препаратів.

1. Приготування мазка крові.

Кожний студент виготовляє мазок за наступною методикою:

1 палець швидко проколоти пір'їнкою;

2 краплю крові нанести на край предметного скла (1);

3 краєм 2-го предметного скла (з шліфованим краєм) під кутом 45⁰ розтягнути краплю крові з одного кінця предметного скла (1) до іншого;

4 мазок зафіксувати в спирті або підсушити на повітрі;

5 пофарбувати мазок за методикою Романовського азур - ІІ + еозином протягом 5 хвилин (або гематоксилін + еозином);

6 промити мазок водою;

7 підсушити і розглянути під мікроскопом.

РЕЗУЛЬТАТ: Ядра - синьо-фіолетові, цитоплазма - рожева.

2.Виготовлення відбитка.

Кожний із студентів виготовляє відбиток за наступною методикою:

1 тварину (жабу) знерухоміти шляхом механічного руйнування спинного мозку;

2 витягнути необхідний орган (печінку, селезінку) в чашку Петрі;

3 промокнути орган фільтрувальним папером для видалення надлишку крові з його поверхні;

4 лезом на предметного склі відрізати від органу ділянку завтовшки 3-5 мм;

5 раневою поверхнею відрізаної ділянки органу 1-2 рази торкнутися до фільтрувального паперу, а потім 3-5 разів до чистого предметного скла;

6 відбиток зафіксувати в спирті;

7 відбиток підсушити на повітрі;

8 пофарбувати відбиток гематоксиліном - 3 хв..;

9 дофарбувати відбиток еозином - 1-3 хв.

РЕЗУЛЬТАТ: Ядра синьо-фіолетового кольору, цитоплазма - рожева.

ЗАВДАННЯ ІІ. Ознайомитися з роботою окуляр-мікрометра і з його допомогою виміряти клітини на препаратах № 1 Кров жаби. і №3 Яйцеклітина (жаби).

Вимірювання кліток проводити під малим збільшенням (починати з препарату №3 після пояснення викладачем послідовності роботи з обладнанням):

1 вибрати візуально середню по розмірах клітину;

2 визначити в ній величини великого і малого діаметрів (Малий діаметр повинен розташовуватися посередині великого і бути перпендикулярним йому);

3 Отримані дані підставити у формулу: S = , де

Д_б. - великий діаметр клітини;

Д_м. - малий діаметр клітини;

π - 3,14

4. Визначити площу яйцеклітини на зрізі в умов. од. шкали окуляр - мікрометра.

5. Визначити площу еритроцита жаби на мазанні в умов. од. шкали окуляр - мікрометра.

6. Визначити у скільки разів за площиною клітини відрізняються одна від одної.

7. Користуючись даними п. п. 4 і 5 зробити висновок про розміри клітин різних тканин одного організму і пояснити їх різницю.

Дата добавления: 2015-10-28