Учебно-методический комплекс обсужден на заседании кафедры 06. 2009 г., протокол № Заведующий кафедрой: проф. А. П. Анисимов Составитель (ли): проф. А. П. Анисимов содержание учебно-методического комплекса дисциплины (умкд) «цитология (биология клетки)»
Скачать 1.3 Mb.
|
| Тема 1. Предмет и методы клеточной биологии. § 1. Биология клетки – ее задачи и место среди других наук. 1.1. Биология клетки (cell biology) = Цитология (cytology) = Наука о клетке. 1.2. Современные проблемы и задачи клеточной биологии. 1.3. Отношение к другим наукам. § 2. Методы изучения клетки. 2.1. Методики – технологические приемы исследования клеток, их органелл и молекул (приборы, прописи, протоколы). 2.2. Метод как методология - общий подход, принцип, логика исследования. Тема 2. Клетка – элементарная живая система. § 1. Клетка как открытая метаболическая система. 1.1. Физико-химическая сущность живой материи. 1.2. Направления и формы метаболизма. § 2. Клетки имеют общий химический состав. 2.1. Углеводы. 2.2. Липиды. 2.3. Белки, или протеины. 2.4. Нуклеиновые кислоты (РНК и ДНК). § 3. Клетка как информационная самовоспроизводящаяся система. 3.1. Центральная догма молекулярной биологии. 3.2. Генетический код. 3.3. Самовоспроизведение генетической информации. § 4. Клетка – сенсорно-реактивная саморегулирующаяся система. § 5. Клетка – упорядоченная структурированная система. 5.1. Биомембраны – основа компартментации клетки. 5.2. Прокариотные и эукариотные клетки. Тема 3. Генетический аппарат клетки (интерфазное ядро). § 1. Общая характеристика (строение и функции клеточного ядра). 1.1. Что такое генетический аппарат клетки? 1.2. Общая морфология ядра эукариотной клетки. 1.3. Клеточный геном. § 2. Структурная организация хроматина. 2.1. Структура нуклеоида прокариот. 2.2. Структура хроматина (хромосом) эукариот. §3. Хромосомный набор (кариотип). §4. Транскрипционная активность хроматина.
§ 5. Структура и функции ядрышка. § 6. Ядерная оболочка, матрикс и ядерно-цитоплазматические отношения. Тема 4. Организация пластического метаболизма. § 1. Общая характеристика. § 2. Рибосомы и шероховатый эндоплазматический ретикулум. § 3. Гладкий эндоплазматический ретикулум и его производные. § 4. Аппарат Гольджи. § 5. Лизосомы. Тема 5. Организация энергетического метаболизма (митохондрии и пластиды). § 1. Биохимия энергетического метаболизма (АТФ, фотосинтез, гликолиз, дыхание). § 2. Структура и функции митохондрий. 2.1. Общая морфологическая характеристика митохондрий. 2.2. Механизм синтеза АТФ в митохондриях. 2.3. Митохондрии – полуавтономные органоиды. § 3. Структура и функции пластид. § 4. Симбиогенез эукариотных клеток. Тема 6. Опорно-двигательная система (цитоскелет). § 1. Общая характеристика опорно-двигательной системы клетки. § 2. Промежуточные филаменты. § 3. Микрофиламенты. Актин-миозиновые двигательные структуры. § 4. Микротрубочки и киноцилии. § 5. Двигательный аппарат бактерий. Тема 7. Поверхностный аппарат (плазматическая мембрана). § 1. Состав и общая характеристика. 1.1. Плазмалемма. 1.2. Гликокаликс (надмембранный комплекс). 1.3. Кортикальный (субмембранный) цитоскелет. 1.4. Обновление и рост плазматической мембраны. § 2. Барьерно-транспортная функция. 2.1. Трансмембранный транспорт. 2.2. Везикулярный транспорт. § 3. Рецепторно-сигнальная функция. 3.1. Рецепция. 3.2. Каналообразующие рецепторы. 3.3. Каталитические рецепторы. 3.4. Рецепция в реакциях распознавания и иммунитета. § 4. Адгезия и межклеточные контакты. 4.1. Адгезия. 4.2. Постоянные межклеточные контакты. Тема 8. Репродукция клеток. § 1. Митотический (клеточный) цикл и его регуляция. § 2. Закономерности репликации ДНК. 2.1. Характеристика ДНК. 2.2. Полуконсервативный механизм репликации ДНК. 2.3. Репликонная организация хромосом. 2.4. Синхронность и асинхронность репликации ДНК. 2.5. Репаративный синтез ДНК. 2.6. Специфика репликации теломерной ДНК. § 3. Кинетические механизмы митоза. 3.1. Митотическое веретено и кариокинез. 3.2. Различные механизмы цитокинеза. § 4. Организация митотических хромосом. § 5. Модификации митотического цикла. § 6. Сравнительная цитология митоза. Тема 9. Дифференцировка клеток. § 1. Дифференцировка клеток в гистогенезах - общая характеристика. 1.1. Основные понятия. 1.2. Стволовые клетки – их свойства и значение для организмов. 1.3. Типы клеточных популяций. § 2. Теория дифференциальной экспрессии генов. § 3. Индукторы и регуляторы дифференцировки. 3.1. Эмбриональная детерминация развития. 3.2. Эмбриональная индукция развития. 3.3. Гуморальная, нервная и иммунная системы регуляции дифференцировки. § 4. Механизмы дифференциальной экспрессии генов. 4.1. Основной механизм дифференциальной экспрессии генов. 4.2. Комбинаторика генов путем альтернативного сплайсинга. 4.3. Структурные перестройки генома с помощью мобильных генетических элементов. 4.4. Изменение дозы генов на основе амплификации и диминуции хроматина. Тема 10. Патология и смерть клеток. § 1. Реактивность (раздражимость) клеток. § 2. Клеточное повреждение от неспецифических раздражителей (факторов общего действия). § 3. Клеточное повреждение от специфических раздражителей. § 4. Обратимость реакции повреждения и клеточные адаптации. § 5. Смерть и бессмертие клеток. Заключение: Клеточная теория. ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный государственный университет» (ДВГУ) АкАдемия экологии, морской биологии и биотехнологии МАТЕРИАЛЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ по дисциплине «Цитология (Биология клетки)» Специальность – 020201.65 «Биология» г. Владивосток 2011 ТЕМАТИКА И СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ Лабораторные работы по курсу ««Цитология»» являются органическим дополнением лекционного курса по данной дисциплине и призваны облегчить понимание сложных вопросов теории. Кроме того, некоторые не совсем сложные теоретические вопросы выносятся за рамки лекционного курса и целиком осваиваются во время практических занятий. Такие параграфы внутри темы выделены знаком «*». Программа практических занятий предполагает также просмотр и анализ микропрепаратов. Для каждого препарата приводится его название, номер внутри данной темы, а также его номер в стандартных коллекциях препаратов кафедры Клеточной биологии и генетики ДВФУ. При обозначении каждой конкретной коллекции используются следующие сокращения: «Общая Цитология» (далее по тексту ОЦ), «Общая Гистология» (далее по тексту ОГ), «Частная гистология» (далее по тексту ЧГ). Кроме того, для каждого препарата обязательно указывается используемая окраска и рекомендуемое увеличение объектива при просмотре препарата. Практически каждое занятие внутри курса подразумевает не только просмотр микропрепаратов в обычный световой микроскоп, но и знакомство с электронномикроскопическими фотографиями, отражающими особенности ультраструктуры того или иного клеточного компонента. В тексте пособия обозначены рекомендации по использованию при анализе ультраструктуры простых готовых фотографий (далее по тексту КФ), а также фотографий из «Атласа по Биологии Клетки» (далее по тексту АБК) и из «Атласа по гистологии и эмбриологии» (новое и старое издание). Под атласом по гистологии в старой редакции понимается «В.Г. Елисеев, Ю.И. Афанасьев, Е.Ф. Котовский. Атлас микроскопического и ультрамикроскопического строения клеток, тканей и органов. М.: Медицина, 1970. 400 с.», а под атласом в новой редакции – «И.В. Алмазов, Л.С. Сутулов. Атлас по гистологии и эмбриологии. М.: Медицина, 1978. 544 с.». ТЕМА 1. Световая микроскопия. Общая морфология клетки *§1. Светомикроскопическая техника. – схема приготовления препаратов для светомикроскопических исследований. Процесс приготовления гистологического препарата подразумевает наличие следующих обязательных стадий: 1). Фиксация: химическая (10% формалин, СПУК 3:1 и др.) или физическая (высушивание, вакуум, заморозка); 2). Заливка органов в парафин, целлоидин, смолы (любую твердую среду для получения срезов); 3).Приготовление срезов. Осуществляется с помощью специальных приборов, микротомов. При этом получаются срезы разной толщины: срезы толщиной 0,5 - 5 – 100 мкм исследуются в световой микроскоп, а срезы толщиной 0,1 - 0,05 мкм – в электронный микроскоп; 4). Окраска срезов. Чтобы окрасить срезы, как правило, необходимо удалить среду, в которую заливали ткань. Для этого используются специальные «батареи» растворителей. Существует огромное количество красителей, но всего два основных подхода к окраске препаратов: 4.1). Обычная морфологическая окраска - позволяет окрасить практически все структуры ткани, поэтому способна дать исчерпывающую информацию о морфологии ткани. Самая распространенная морфологическая окраска – это окраска гематоксилином с эозином. Ниже приводятся характеристики этих красителей:
4.2). Гистохимическая окраска
5). Заключение срезов в бальзам, смолы. 6). Работа с микроскопом. Очень важно понимать разницу в возможностях лупы (обычной и бинокулярной) и микроскопа. При использовании лупы мы рассматриваем объект в отраженном свете, поэтому видим только поверхность объекта, а микроскоп работает с проходящим светом, поэтому способен передавать тонкие внутренние структуры тканей (см. схему, приведенную ниже). Правила настройки и ухода (самостоятельно). Лупа (отраженный свет) Микроскоп (проходящий свет)   §2. Общая морфология растительной клетки. Препарат № 1. Кожица лука (пленочный препарат). [ОЦ № 1а] Окраска: гематоксилин-эозин. Увеличение: х40. Рассмотреть клетки кожицы лука, сделать обозначения основных частей клетки: клеточная стенка (оболочка), цитоплазма, ядро, ядрышко, хроматин, вакуоль (тонопласт). §3. Общая морфология животной клетки. Препарат № 2. Общая морфология клетки. Печень аксолотля. [ОЦ № 1] Окраска: гематоксилин-эозин. Увеличение: х40. Рассмотреть клетки паренхимы печени (гепатоциты), отметить основные части клетки: клеточная «оболочка» (поверхностный аппарат), цитоплазма, ядро, ядрышко, хроматин. §4. Гистохимические окраски. Препарат № 3. Жировые включения в клетках печени аксолотля. [ОЦ № 12] Окраска и фиксация: осмиевая кислота + сафранин. Увеличение: Х40. Особенностью осмиевой кислоты является способность ее цитохимически выявлять липиды за счет восстановления Os из OsO4- (специфика липидов). Рассмотреть препарат, сделать рисунок и следующие обозначения: ядро, капли липидов (черные). Препарат № 4. Включения гликогена в клетках печени аксолотля. [ОЦ № 13] Окраска: кармин Беста + гематоксилин. Увеличение: Х40. Цитохимическое выявление гликогена. На препаратах можно наблюдать поляризацию гликогена в цитоплазме. Это так называемый артефакт – факт, которого на самом деле нет ("бегство гликогена от спирта”). Необходимо обязательно отразить это на своем рисунке. Рассмотреть препарат, сделать рисунок и следующие обозначения: ядро, ядрышко, цитоплазма, гликоген, капли липидов (негативно). §5. Экскурсия по кафедре. Рассказ с демонстрацией деталей, касающихся первой теоретической части: ткань, фиксированная разными фиксаторами, залитые блоки в формочках, блоки на колодках для резки, стекла с парафиновыми срезами, батарея растворителей (спирты, ксилолы), депарафинированные и окрашенные срезы, красители – гематоксилин с эозином, микротомы (ручные санные и ротационные, автоматический ротационный), бальзам, покровные стекла, микроскоп, компьютерный анализатор изображений. ТЕМА 2. Электронная микроскопия. Ультраструктура клетки §1. Методики приготовления препаратов для электронного микроскопа. Необходимо кратко законспектировать основные методики приготовления препаратов для электронного микроскопа (АБК стр. 112 - 113). В конспекте должны присутствовать краткие описания следующих методов: 1). Негативное контрастирование, 2). Оттенение (напыление), 3). Фиксация, заливка, резка на ультракате, 4). Замораживание, скалывание. §2. Виды электронных микроскопов. Ознакомьтесь с видами электронных микроскопов по атласу (АБК стр. 116 - 118): 1). Просвечивающий (трансмиссионный) электронный микроскоп, 2). Сканирующий электронный микроскоп, 3). Высоковольтный электронный микроскоп. §3. Принципиальная схема устройства и работы увеличительных приборов для электронной микроскопии. Зарисовать в альбом принципиальную схему просвечивающего и сканирующего электронного микроскопа (КФ 1). Попытайтесь провести аналогии со световыми оптическими системами. Основные отличия состоят в следующем: линзы - электромагниты, вместо света - пучок электронов. Схемы по типу "микроскопа" и "лупы". §4. Просмотр фотографий: 1). КФ 3, 4, 4а, 5, 6, 9 - проанализировать. Сделать выводы. 2). Просмотр фотографий из АБК (стр. 7 - 17): разное увеличение (разрешающая способность светового - 0,5 мкм и электронного микроскопа - 0,1-0,5 нм и их увеличение - световой-х1000 и электронный-х1000000); ультраструктура клетки; сравнение животной и растительной клетки; сравнение фотографии с просвечивающего и сканирующего микроскопа. §5. Ультраструктура клетки. Зарисовать ультраструктуру клетки с КФ 7. Обозначить основные органоиды: ядро, ядрышко, ядерную оболочку, ядерные поры, хроматин, шероховатый и гладкий эндоплазматический ретикулюм, рибосомы, полисомы, митохондрии, плазматическую мембрану. §6. Единицы измерения и масштаб в микроскопии. Необходимо разобраться с масштабом в микроскопии, единицами измерения, и никогда не путаться с тем, что мы можем увидеть только в электронный микроскоп, а что – только в световой (КФ 10). 1 мкм, мк, μ = 10-6м, 10-3мм 1 нм = 10-9м, 10-3мкм 5 - 10 мкм - клеточное ядро; 0,2 х 1 мкм (200х1000 нм) - митохондрии; 30 нм - рибосома; 10 нм - плазматическая мембрана; 2 нм - нить ДНК. §7. Экскурсия с демонстрацией электронного микроскопа. Проводится экскурсия в лабораторию с электронным микроскопом. Демонстрируются все основные части микроскопа, рассмотренные в параграфах 2 и 3. ТЕМА 3. Структура хроматина и хромосом §1. Общая морфология ядра. Препарат № 1. Нейроны и нейроглиальные клетки спинального ганглия собаки. [ЧГ № 51] Окраска: гематоксилин – эозин. Увеличение: х40. Сравнить морфологию ядер двух клеточных типов: нейронов и глиальных клеток. Объяснить морфологические различия функциональными свойствами. Рассмотреть препарат и сделать следующие обозначения: нейрон, нейроглия (вспомогательные клетки), ядерная оболочка, ядрышко (РНП), кариоплазма (ядерный сок), хроматин (ДНП), ядро нейрона (крупное, рыхлое, преобладает эухроматин, мощное ядрышко = функциональная (транскрипционная) активность высокая), ядро глиальной клетки (мелкое, плотное, преобладает гетерохроматин, ядрышко почти не выражено = функциональная (транскрипционная) активность низкая). §2. Ультраструктура ядра. КФ 11, 12, 13 - Просмотреть фотографии по ядерной оболочке с порами и ее связью с ЭПС. Обратить внимание на эу- и гетерохроматин, связь гетерохроматина с ядерной оболочкой и ядерной оболочки с эндоплазматической сетью. АБК: стр. 72 - 75. Отметить соотношение эу- и гетерохроматина в клетках разной дифференцировки. Отметить организацию хроматина в виде хромомеров в составе хромонемы. Сделать комбинированный рисунок: ядро, связь с ШЭР, состав ядерной оболочки (наружная и внутренняя ядерные мембраны, перинуклеарное пространство, ламина или плотная белковая пластинка), ядерной поры (с выносом крупно), хроматин (с выносом 3-мерной структуры хромонемы). На рисунке необходимо сделать следующие обозначения: наружная ядерная мембрана, внутренняя ядерная мембрана, перинуклеарное пространство, ламина (плотная белковая пластинка), ядерная пора, эухроматин, глыбки гетерохроматина. На вынесенном рисунке ядерной поры обязательно надо указать ее «белковую формулу» - [8x2+1]. На вынесенном рисунке хромонемы (интерфазной фибриллы хроматина) необходимо сделать следующие обозначения: хромомеры (гетерохроматин), петельные домены (эухроматин). §3. Хромосомный цикл в мейозе. Препарат № 2. Семенник саранчи (давленый препарат). [б/н] Окраска: по Гимзе. Увеличение: Х40. Рассмотреть различные состояния хроматина (хромосом) на разных стадиях развития мужских половых клеток. Зарисовать три состояния: Интерфаза - Хроматин дисперсно-глыбчатый. Это могут быть как половые клетки (сперматогонии), так и соматические (стенка семенника) (возможен эндомитоз); Профаза мейоза - (Стадии: пахитена и диплотена). Видно гаплоидное (n) число хромонемных комплексов (по 4). На хромонемах - хромомеры. Если есть петли, то это стадия "ламповых щеток"; Диакинез, метафаза - Полная компактизация хромосом. Гаплоидное число (n) хромосом (от 9 до 12). ТЕМА 4. Интерфазное ядро. Транскрипция Вопросы для закрепления теоретического лекционного курса и введения в тему практического занятия: Транскрипция - проявление функции ядра, синтез мРНК, рРНК, тРНК. Транскрипция разных типов РНК может быть идентифицирована цитологически: рРНК - в ядрышках; мРНК – в виде петель на хромосомах в районах эухроматина, или с помощью авторадиографии. Для выявления синтеза тРНК нужны биохимические подходы. Модели изучения транскрипции: 1). Политенные хромосомы (дрозофила); 2). Ооциты: хромосомы типа ламповых щеток (мРНК), ядрышки - рРНК. §1. Общая морфология ядрышка. Препарат № 1. Ядрышко в полиплоидных ядрах слюнной железы улитки янтарки. [б/н] Окраска: Нитрат серебра + метиловый зеленый. Увеличение: Х40. Суть данной окраски состоит в следующем: нитрат серебра связывается с потенциально активными участками хроматина в ядрышке, т.е. является показателем транскрипции. В ядрышке гистоны заменены нуклеолинами, с которыми нитрат серебра и связывается. Чем активнее транскрипция, тем интенсивней окраска. Необходимо рассмотреть препарат и сделать следующие обозначения: цитоплазма, ядро, ядрышко, хроматин. §2. Синтез и процессинг рРНК. Ультраструктура ядрышка. Изучить материал атласа АБК: стр. 76 - 79 (рис. 8.7 - 8.10). Особое внимание обратить на "елочки" и их смысл. Учесть, что на рис. 8.9 - 8.10 плотный фибриллярный компонент ядрышка выглядит гомогенной черной массой из-за большой плотности, но если этот материал выделить и сделать мазок ("спрэд"), то увидим "елочки" (рис. 8.12). Сделать комбинированный рисунок ядрышка, домыслив петлю ядрышкового организатора, со следующими обозначениями: петля ядрышкового организатора (ДНК) = фибриллярный центр (ФЦ), фибриллярный компонент (рРНК + ДНК петель), гранулярный компонент (частицы РНП - субчастицы рибосом), околоядрышковый гетерохроматин (участок ядрышкообразующей хромосомы). |
Похожие:
 | Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры... Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального... | | Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры... Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего... |
| Учебно-методический комплекс обсужден на заседании кафедры Электроники... Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального... |  | Учебно-методический комплекс обсужден на заседании кафедры графического... Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального... |
| Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры... Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального... | | Учебно-методический комплекс одобрен на заседании кафедры общественных... При разработке учебно-методического комплекса учебной дисциплины в основу положены |
| Учебно-методический комплекс учебной дисциплины «русский язык и культура речи» Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден и утвержден на заседании кафедры прикладной лингвистики и образовательных технологий... | | Учебно-методический комплекс одобрен на заседании кафедры общественных... При разработке учебно-методического комплекса учебной дисциплины в основу положены |
| Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры... Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального... | | Учебно-методический комплекс одобрен на заседании кафедры общественных... При разработке учебно-методического комплекса учебной дисциплины в основу положены |
| Учебно-методический комплекс по дисциплине «электронный бизнес» ... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «таможенное дело» Учебно-методический комплекс обсужден и утвержден на заседании кафедры мировой экономики (протокол №16 от 18 мая 2009 г.) |
| Учебно-методический комплекс по дисциплине «семьеведение» Учебно-методический комплекс обсужден и утвержден на заседании кафедры социологии и социальной работы (протокол №1 от 31 августа... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «коммерческая логистика» Учебно-методический комплекс обсужден и утвержден на заседании кафедры логистики и коммерции (протокол №8 от 23 марта 2009 г.) |
| Учебно-методический комплекс по дисциплине «Налоги и налогообложение» ... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «инфорМационные технологии в бизнес-планировании» ... |
