занятие 1
методы изучения клетки. увеличительные приборы и их практическое применение
Вопросы по теме занятия
1. Современные методы микроскопии.
2. Назначение и возможности оптических и электронных увеличительных приборов.
3. Устройство светового микроскопа и препаровальной лупы.
4. Основные характеристики увеличительных приборов – разрешающая способность, общее увеличение.
5. Правила работы со световым микроскопом.
6. Основные принципы гистологической техники (изготовление временных и постоянных микропрепаратов).
Ключевые слова и понятия
Световая микроскопия, электронная микроскопия, микроскоп, препаровальная лупа, объектив, окуляр, разрешающая способность, общее увеличение, микропрепарат.
Вопросы для самоконтроля
1. Использование увеличительных приборов в биологии и медицине.
2. Специальные методы микроскопии: люминесцентная, темнопольная, конфокальная, атомно-силовая, туннельная, сканирующая и др.
3. Основные системы оптических увеличительных приборов, их составные части.
4. Как определяется общее увеличение микроскопа?
5. Что такое разрешающая способность микроскопа?
6. Отличия временного микропрепарата от постоянного.
7. Уровни организации живых систем.
8. Характеристики и свойства живого.
Аудиторная работа
Лабораторные работы
Работа №1. Изучите устройство и назначение отдельных частей светового микроскопа (МБИ, Биолам, МБС-9) и препаровальной лупы. Запишите правила работы с микроскопом.
Работа №2. Изучите по таблицам ход лучей в световом микроскопе.
Работа №3. Отработайте навыки микроскопирования на световом микроскопе, изготовив временные микропрепараты:
а) фрагмент газетного листа площадью 1 см2 положите в каплю воды на предметное стекло, рассмотрите с помощью объектива малого увеличения (×8);
б) несколько волокон ваты поместите в каплю воды на предметное стекло (можно добавить каплю красителя метиленового синего), накройте покровным стеклом. Рассмотрите вначале с помощью объектива малого увеличения (×8), затем – большого увеличения (×40).
Работа №4. Изготовьте, микроскопируйте и зарисуйте временный микропрепарат «Клетки кожицы лука»:
С внутренней поверхности толстой, мясистой луковой чешуи пинцетом или скальпелем отпрепарируйте тонкую прозрачную кожицу (площадью 0,5-1 см2), поместите её в каплю воды на предметное стекло, расправьте препаровальной иглой, пипеткой добавьте каплю красителя метиленового синего, накройте покровным стеклом. Рассмотрите вначале с помощью объектива малого увеличения (×8), затем – большого увеличения (×40). Зарисуйте в альбоме 3-4 клетки, обозначив следующие структуры: 1 – цитолемма, 2 – клеточная стенка, 3 – цитоплазма, 4 – вакуоль клеточного сока, 5 – ядро, 6 – ядрышко.
Работа №5. Зарисуйте в альбомах схему строения эукариотической животной клетки по данным электронной микроскопии.
занятие 2
Общий план строения клетки. Структурно-функциональная характеристика ЯДРА и органелл
Вопросы по теме занятия
1. Клетка – элементарная биологическая система, основная форма организации живой материи.
2. Основные положения клеточной теории.
3. Прокариотические и эукариотические клетки: структурно-функциональные и эволюционные отличия. Гипотезы происхождения эукариот.
4. Общий план строения эукариотической клетки.
5. Классификации и характеристика органелл.
6. Цитозоль. Принцип компартментализации клеточного объёма.
7. Структурные компоненты ядра.
Роль ядра в жизнедеятельности эукариотической клетки.
9. Классификация клеточных включений.
Ключевые слова и понятия
Клеточная теория, прокариотическая клетка, эукариотическая клетка, протоплазма, цитолемма, цитоплазма, цитозоль, ядро, кариолемма, кариоплазма, ядрышко, хроматин, ядерно-цитоплазматическое отношение, органелла, компартментализация, митохондрия, лизосома, пероксисома, аппарат Гольджи (пластинчатый комплекс), эндоплазматическая (цитоплазматическая) сеть гранулярная и агранулярная, рибосома, цитоскелет, микротрубочки, промежуточные филаменты, микрофиламенты, клеточный центр, включения.
Вопросы для самоконтроля
Почему именно клетка является элементарной структурно-функциональной единицей живых систем?
Докажите эволюционную взаимосвязь растительной и животной клеток.
Дайте определение понятиям «органеллы» и «включения». В чём заключаются их принципиальные отличия?
Классификации органелл (мембранные и немембранные; общего и специального назначения). Примеры.
5. Строение, функции, размеры органелл общего назначения эукариотической клетки: митохондрий, лизосом, пероксисом, аппарата Гольджи, цитоплазматической сети, рибосом, компонентов цитоскелета, клеточного центра.
6. Какие органеллы выявляются только электронно-микроскопическими методами?
7. Классификация включений. Значение их для клетки и организма в целом.
8. Компоненты ядра: кариолемма, кариоплазма, ядрышко, хроматин.
9. Ядерно-цитоплазматическое отношение.
10. Заполните в альбомах таблицу по предлагаемой схеме:
Название органеллы
|
Строение
|
Функции
|
|
|
|
Лабораторные работы
Работа №1. Изучите электроннограммы различных клеток по альбому-атласу. Сопоставьте со схемой электроннограммы клетки, зарисованной в Вашем альбоме.
Работа №2. Рассмотрите на малом и большом увеличении демонстрационные постоянные микропрепараты «Общая морфология клетки: печень аксолотля», «Мазок крови человека», «Клетки кожицы лука». Зарисуйте. Сделайте вывод о сходстве и различиях клеток на светооптическом уровне.
Работа № 3. Рассмотрите на малом, затем на большом увеличении постоянный микропрепарат «Пигментные включения в клетках кожи головастика» (препарат не окрашен). Коричневый цвет клеток обусловлен наличием пигмента меланина.
занятие 3
Деление клеток. Митоз. Мейоз
Вопросы по теме занятия
Жизненный цикл клеток эукариот.
Митотический цикл клетки:
а) интерфаза;
б) митоз.
Мейоз: цитогенетическая характеристика стадий.
Дифференцировка клеток.
Пролиферация клеток: виды, значение в филогенезе и онтогенезе, роль в поддержании гомеостаза организма.
Ключевые слова и понятия
Пролиферация, клеточный цикл (жизненный цикл клетки), митотический (пролиферативный) цикл клетки, интерфаза, митоз, профаза, метафаза, анафаза, телофаза, амитоз, эндомитоз, политения, гамета, гаметогенез, мейоз, редукционное деление, эквационное деление, конъюгация (синапсис) хромосом, биваленты (тетрады), кроссинговер.
Вопросы для самоконтроля
Этапы митотического (пролиферативного) цикла.
Стадии интерфазы.
Фазы митоза.
Митотическая активность. Митотический индекс.
Этапы жизненного цикла клетки. Могут ли совпадать жизненный и митотический циклы?
Амитоз: виды; отличия от митоза.
Эндомитоз и политения: сходство, отличия, функциональное значение.
Сходство и отличия митоза и мейоза.
9. Почему первое деление мейоза называют редукционным, а второе – эквационным?
10. Стадии первой профазы мейоза. На какой стадии происходит конъюгация (синапсис) хромосом? Кроссинговер? Значение кроссинговера.
11. Что такое биваленты (тетрады)?
12. Пролиферация. Проблемы пролиферации и регенерации в биологии и медицине.
Лабораторные работы
Работа №1. Изучите таблицы, схемы и микрофотографии по теме.
Работа №2. Рассмотрите на малом, затем на большом увеличении постоянный микропрепарат «Центросомы и ахроматиновое веретено митоза яйцеклетки лошадиной аскариды» (окраска железным гематоксилином). Найдите клетки на всех стадиях митоза и интерфазы. Зарисуйте их в альбоме, сопоставив с таблицей «Фазы митоза», в определённой последовательности (интерфаза, профаза, метафаза, анафаза, телофаза). Обозначьте хромосомы (хроматин), центриоли, нити веретена деления, миксоплазму, цитотомию.
Работа №3. Рассмотрите на малом, затем на большом увеличении постоянный микропрепарат «Митоз в клетках корешка лука» (окраска железным гематоксилином). Найдите клетки на всех стадиях митоза и интерфазы. Рассчитайте митотический индекс.
Работа №4. Рассмотрите на большом увеличении демонстрационные микропрепараты «Кариотип человека», «Политенные хромосомы в слюнных железах дрозофилы».
Работа №5. Рассмотрите на малом, затем на большом увеличении постоянный микропрепарат «Амитоз в клетках эпителия мочевого пузыря» (окраска гематоксилином-эозином). Найдите клетки на разных этапах амитотического деления. Зарисуйте в альбоме схему амитоза, сделайте обозначения: материнская клетка, делящаяся клетка, кариотомия, двуядерная клетка, цитотомия (плазмотомия), дочерние клетки.
Работа №6. Разберите с помощью таблиц и микрофотографий, а затем зарисуйте схему мейоза. В редукционном и эквационном делениях обозначьте стадии (интерфаза, профаза, метафаза, анафаза, телофаза), подробно опишите профазу-I. Обозначьте хромосомы (хроматин), хроматиды, биваленты, центриоли, нити веретена деления, цитотомию. Для каждой стадии укажите набор хромосом (n) и хроматид (с).
РАЗДЕЛ 2. Молекулярная биология клетки
занятие 1
Химическая и молекулярная организация клетки
Вопросы по теме занятия
1. Элементный состав протоплазмы: макроэлементы, микроэлементы и ультрамикроэлементы.
2. Неорганические компоненты клетки. Вода и ионы в жизни клетки.
3. Основные классы органических веществ: белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты, витамины. Их роль в структурной организации и жизнедеятельности клетки.
4. Цитозоль как биоколлоид.
5. Метаболизм: анаболизм (ассимиляция); катаболизм (диссимиляция).
6. Примеры анаболических процессов в клетке. Их значение.
7. Примеры катаболических процессов в клетке. Их значение.
Ключевые слова и понятия
Протоплазма, цитозоль, макроэлементы, микроэлементы, ультрамикроэлементы, метаболизм, анаболизм (ассимиляция), катаболизм (диссимиляция), аэробы, анаэробы, автотрофы, гетеротрофы.
Вопросы для самоконтроля
1. Приведите примеры макро-, микро- и ультрамикроэлементов. В состав каких веществ они входят?
2. От чего зависит содержание воды и ионов в клетке? Какие внутренние и внешние (по отношению к клетке) факторы влияют на содержание воды?
3. Что означают понятия «простые белки», «сложные белки»? Какие классы сложных белков вам известны? В чём их биологическая роль?
4. Приведите примеры полисахаридов. Какова их роль в жизни клетки?
5. Что означает термин «жирорастворимые витамины»? Какие витамины относятся к этой группе? Какова их роль в клетке?
6. Проиллюстрируйте конкретными примерами единство катаболических и анаболических процессов в клетке.
7. Какие группы организмов выделяют по характеру ассимиляции? Диссимиляции?
8. Физико-химические свойства протоплазмы. Истинные и коллоидные растворы. Протоплазма как биоколлоид.
Лабораторные работы
Работа №1. «Включения крахмала в растительных клетках». Изготовьте и рассмотрите под микроскопом временный микропрепарат «Клетки клубня картофеля»: кусочки картофельного клубня безопасной бритвой нарежьте на сколь возможно тонкие пластинки. Полученные срезы с помощью препаровальной иглы перенесите в каплю воды на предметное стекло, накройте покровным стеклом. Рассмотрите препарат на малом, затем на большом увеличении: всю цитоплазму клеток заполняют овальной формы крахмальные зерна, имеющие чётко выраженное слоистое строение. Нанесите сбоку покровного стекла раствор йода.
Изготовьте временный микропрепарат «Клетки кожицы лука»: с внутренней поверхности толстой, мясистой луковой чешуи пинцетом или скальпелем отпрепарируйте тонкую прозрачную кожицу (площадью 0,5-1 см2), поместите её в каплю воды на предметное стекло, расправьте препаровальной иглой, пипеткой добавьте каплю воды и каплю раствора йода, накройте покровным стеклом.
Изготовьте временный микропрепарат «Клетки мякоти томата»: на предметное стекло в каплю воды поместите немного мякоти томата, препаровальной иглой разрыхлите и распределите тонким слоем, окрасьте раствором йода, накройте покровным стеклом.
Результаты внесите в таблицу:
Объект
|
Результат окрашивания раствором йода
(схема)
|
Клетки клубня картофеля
|
|
Клетки кожицы лука
|
|
Клетки мякоти томата
|
|
Вывод
|
|
Работа № 2. Заполните в альбоме таблицу «Химические элементы клетки»:
Группа элементов
|
Примеры
|
Процентное содержание в клетке
|
Биологическая роль
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Работа № 3. Заполните в альбоме таблицу «Органические вещества клетки»:
Класс органических веществ
|
Химическая
организация
|
Примеры
|
Биологическая роль
|
Белки
|
|
|
|
Жиры
|
|
|
|
Углеводы
|
|
|
|
Нуклеиновые кислоты
|
|
|
|
занятие 2
Нуклеиновые кислоты
|
