ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Клеточный цикл охватывает промежуток времени от одного деления клеток до другого деления с образованием двух новых клеток. В митотическом цикле выделяют две главные стадии: интерфазу и митоз (рис. 15).

Митоз — способ клеточного деления. Он обеспечивает точную передачу генетической информации от материн­ской клетки к дочерним. Сначала происходит закономерное удвоение числа хромосом в исходной клетке. Затем хромосомы равномерно распределяются в клет­ках-потомках.

Интерфаза — промежуток между двумя митозами. Она объединяет три периода: пресинтетический G₁, синтетиче­ский S и постсинтетический G₂.

Пресинтетический период состоит из процессов, которые подготавливают синтез ДНК. Это увеличение содержания РНК и белка. Период продолжается от нескольких часов до нескольких суток.

Синтетический период включает ряд процессов, в которых происходит синтез ДНК и редупликация хромосом. в результате содержание ДНК в ядре удваивается. Оно становится равным 4 с.

Постсинтетический период — это стадия непосредственной подготовки к митозу. в клетке накапливается энер­гия (АТФ). Она необходима для кинетики внутриклеточных процессов. Эти процессы приводят к равномерному распределению наследственного материала в клетках-потомках. Длится 3-4 часа.

Митотический аппарат клетки - это совокупность внутриклеточных структур, которые с началом митоза образуются из центросомы.

Митоз - короткий период клеточного цикла. Сущность его заключается в конденсации содержимого ядра и выявлении в нем хромосом, состоящих из двух хроматид. Хроматиды равномерно распределяются между двумя дочерними клетками.

в митозе выделяют четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу .

Профаза. Сначалацентросома раздваивается на две центриоли. Они расходятся в противоположные стороны и фор­мируют два полюса клетки. Между ними образуется ахроматиновое веретено. Оно состоит из тонких белковых нитей. формируется митотический аппарат клетки. Он состоит из микротрубочек и связанных с ними белков. Ядро клетки несколько увеличивается в размерах. В нем выявляются хромосомы в виде тонких нитевидных структур. Вся группа хромосом выглядит в виде клубка. Ядрышки уменьшаются в размерах и исчезают. В конце профазы ядерная оболочка растворяется, а хромосомы максимально укора­чиваются и отделяются друг от друга.

Метафаэа. Хромосомы расположены по экватору клетки. Каждая хромосома состоит из двух тесно связанных хроматид. Такие двойные хромосомы прикрепляются к веретену деления с помощью кинетохор. их свободные концы обращены к периферии. Образуется фигура, которая называется «материнской звездой» или метафазной пластинкой.

Анафаза. Все хромосомы синхронно разделяются на сестринские хроматиды. Они начинают движе­ние к противоположным полюсам. Основное правило анафазы: хро­матиды от одной хромосомы расходятся в разные стороны. Движение связано с укорочением микротрубочек кинетохора. В анафазе хрома­тиды называют дочерними хромосомами. В конце анафазы дочерние хромосомы сближаются у противоположных полюсов. Здесь они образуют две «дочерние звезды».

Телофаза – заключительная стадия митоза. В эту фазу ядро восстанавливается. Хромосомы деспирализуются. Они не различаются как отдельные морфологические структуры. Ахроматиновое веретено растворяется. формируются ядерные мембраны.

Затем начинается цитокинез. Это деление цитоплазмы. В животных клетках оно происходит путем образования перетяжки между ядрами.

В растительных клетках, имеющих относительно твердую оболочку, такой механизм деления цитоплазмы невозможен. Здесь строится новая клеточная стенка. Она имеет вид пластинки из плотных гранул и волоконец, расположенной строго по экватору. В результате клетка делится на две симметричные половинки.

Биологическое значение митоза. Митоз обеспечивает одинаковое разделение хромосом между дочерними клетками и определяет рост организма.

Амитоз — пря­мое деление ядра клетки. При амитозе сохраняется интерфазное состояние ядра. хорошо видны ядрышко и ядерная мембрана. хромосомы не выявляются. Хромосомы распределяются неравномерно в дочерних клетках. Иногда образуется двуядерная клетка. амитоз происходит, например, в скелетной мускулатуре, клетках кож­ного эпителия, соединительной ткани и некоторых других. также он происходит в патоло­гических клетках.

Эндомитоз (гр. endon — внут­ри). При эндомитозе после репродук­ции хромосом деления клетки не про­исходит. Это приводит к увеличению числа хромосом иногда в десятки раз по сравнению с диплоидным набором. Образуются полиплоидные клетки. Эндомитоз встре­чается, на­пример, в клетках печени.

Мейоз — биологический процесс в период созревания половых клеток. диплоидные яйцеклетки делятся непрямым путем. в результате образуются гаметы с гаплоидным набором хромосом.

Мейоз включает первое и второе мейотическое деление.

Первое мейотическое деление (редукционное). Первому делению предшествует интерфаза. в ней происходит синтез ДНК. Однако профаза I мейотического деления отличается от профазы митоза. Она состоит из пяти стадий: лептотена, зиготена, пахитена, диплотена и диакинез. Поэтому профаза первого деления является наиболее сложным и длительным эта­пом мейоза.

В метафазе первого деления хромосомы, соединенные в бивалентах, располагаются по экватору.

В анафазе I про­исходит расхождение к полюсам клетки гомологичных хромосом из каждой пары, а не хроматид. В этом принципиальное отличие от аналогичной стадии митоза.

Телофаза I. Происходит формирование двух клеток с гаплоидным набором хромосом (например, у человека – 23 хромосомы). однако количество ДНК сохраня­ется равным диплоидному набору.

Второе мейотическое деление (эквационное). Сначала идет ко­роткая интерфаза. в ней синтез ДНК отсутствует. Затем следуют профаза II и метафаза II. В анафазе II расходятся не гомологичные хромосомы, а только их хроматиды. Поэтому дочерние клетки остаются гаплоидным. ДНК в гаметах - вдвое меньше, чем в соматических клетках.

Биологическое значение мейоза состоит в следующем:

1. Образуются гаметы с гаплоидным набором хромосом. Это обеспечивает постоянство хромосом.

2. Возни­кают новые различные комбинации негомологических хро­мосом.

3. Идет рекомбинация генетического материала гомологических хромосом.

При оплодотворении происходит объединение мужской и женской половых клеток. образуется зигота. Она содержит диплоидный набор хромосом. В результате случайного сочетания гамет обеспечивается возможность комбиниро­вания отцовского и материнского наследственного матери­ала в самых различных вариантах.

1.4.ОРГАНИЗАЦИОННАЯ СТРУКТУРА ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

1.4.1. ПРОВЕРКА ИСХОДНОГО УРОВНЯ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ

Организация клеток во времени. Клеточный цикл. Способы деления клетки: амитоз, митоз. Эндомитоз , политения. Изменение клеток и их структур во время митотического (клеточного) цикла (интерфазы и митоза). Рост клеток . Факторы роста. Митотическая активность тканей. Изменения митоза соматические мутации. Мейоз его биологическое значение. Жизнь клеток вне организма. Клонирование клеток.

1.4.2. ПРОВЕРКА ИСХОДНОГО УРОВНЯ ЗНАНИЙ ПО ТЕСТАМ ИСХОДНОГО КОНТРОЛЯ

1. Какие организмы или клетки относятся к прокариотам:

а) бактерии, б) фаги, в) вирусы, г) сине-зеленые водоросли, д) мышечные клетки, е) эритроциты ?

2. Какие организмы относятся к одноклеточным ядерным: а) бактерии, б) вирусы, в) инфузория - туфелька, г) амеба, д) сине-зеленые водоросли ?

3. Какой тип деления не сопровождается уменьшением на­бора хромосом:

а) амитоз, б) мейоз, в) митоз, г) политения, д) эндомитоз ?

4. Какой набор хромосом получается при митотическом де­лении?

а) тетраплоидный, б) диплоидный, в) триплоидный, г) гаплоидный.

5. Сколько клеток образуется в результате митоза:

а) 4, б) 2, в) 3, г) 6, д) 8 ?

6. Какой способ деления у соматических клеток:

a) амитоз, б) митоз, в) мейоз, г) шизогония , д) почкование?

7. Выбрать гаплоидный набор хромосом человека:

а) 18, б) 46, в) 40, г) 23, д) 36.

8. При каком способе размножения образуются гаметы:

а) вегетативном, б) бесполом, в) половом, г) партеногенезе, д) шизогонии?

КРОК 1

1.4.3. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ

1. Зарисовать схему этапов клеточного цикла. Выделить 3 периода интерфазы.

2. Зарисовать схемы 4-х фаз митоза.

3. Рассмотреть под микроскопом при малом и большом увеличении и зарисовать:

а) микропрепарат клеток корешка кончика лука. Отметить на рисунке фазы митоза;

б) микропрепарат поперечного среза матки аскариды. Используя большое увеличение микроскопа найти на препарате и обозначить на рисунке различные фазы ми­тоза;

в) микропрепарат - амитотические клетки в эпителии мочевого пузыря лягушки (амитоз).

1.4.4. ПРОВЕДЕНИЕ ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЛГО ТЕСТОВОГО КОНТРОЛЯ

1. При каком виде деления клеток происходит неравномер­ное распределение наследственной информации: а) при митозе, б) мейозе, в) амитозе, г) эндомитозе, д) фагоцитозе ?

2.Сколько основных стадий в митотическом цикле:

а) 2, б) 3, в) 5, г) 4, д) 6 ?

3. Какое основное вещество синтезируется в S-период ин­терфазы:

а) липазы, б) пептиды, в) углеводы, г) хромосомы, д) ДНК?

4. Перечислить структурные основные компоненты клеточ­ного центра:

а) веретено деления, б) центродесмоза, в) центриоли, г) центросфера, д) ядрышко ?

5. Сколько выделяют основных фаз митоза:

а) 2, б) 3, в) 4, г) 5, д) 6 ?

6. Где располагаются хромосомы в клетке в метафазу:

а) в ядре, б) по полюсам клетки, в) по экватору клет­ки ?

7. Где располагаются хромосомы в клетке в анафазу:

а) в ядре, б) по экватору, в) в центросоме, г) по по­люсам клетки ?

8. В какой фазе исчезает ахроматиновое веретено деления: а) в метафазе, б) в профазе, в) в анафазе, г) в телофазе?

9. Что такое цитокинез:

а) деление ядра, б) деление хромосом, в) одна из 2 фаз митоза, г) деление цитоплазмы, д) период интерфазы ?

10. Что образуется при митозе из центросомы:

а) центриоль, б) микротрубочки, в) фибриллы, г) центродесмоэа, д) ахроматиновое веретено деления ?

КРОК 1

1.4.2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ, которые необходимо усво­ить для достижения целей занятия :

а) виды деления клеток,

б) этапы клеточного цикла,

в) сущность интерфазы,

г) фазы митоза,

д) значение митоза.

1.5. ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ ЗАНЯТИЯ преподавателем и про­верка правильности выполнения работ каждым студентом.

1.6. МЕСТО И ВРЕМЯ ЗАНЯТИЯ: учебная комната, 2 академи­ческих часа.

1.7. ОСНАЩЕНИЕ ЗАНЯТИЯ: микроскопы, микропрепараты, таблицы, схемы.

ЛИТЕРАТУРА: основная (1), дополнительная (2).

1.1. В.П. Пишак Биология медицинская. Винница, 2004

1.2. Королев В.А., Кривошеина Г.Н., Полякова Э.Г. Руко­водство к лабораторным занятиям по биологии. - Киев: Вища школа, 1986.

1.3. Королев В.А. Лекции по медицинской биологии. - Ки­ев: Вища школа, 1993.

1.4. Слюсарев А.А., Жукова Н.В. Биология. – Киев: Вища школа, 1987.

1.5. Пехов А.П. Биология с общей генетикой. – М.: Медицина, 1993.

2.1. Королев В.А., Ромашова М.Ф. Биология живой клетки. – Симферополь, 1999.

2.2. Лазарев К. Л. Клетка и биология развития. Симферополь, 2000.

2.3. Реймерс Н.Ф. Популярный биологический словарь. М.,1991.

Итоговое ЗАНЯТИЕ 9

«Молекулярно-клеточный уровень организации жизни»

1.1. Значение темы.

1.2. Цель занятия. Общая: Сформировать знания и умения о Молекулярно-клеточном уровне организации жизни

1.3. Конкретные цели занятия:

1.3.1. Знать морфологию клетки и биологию генетического аппарата эукариотической клетки

1.3.2. Уметь пользоваться микроскопом и находить на микропрепаратах структуры клеток

1.4. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ СТРУКТУРА ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ИТОГОВОМУ ЗАНЯТИЮ

МОДУЛЯ 1: «Молекулярно-клеточный уровень организации жизни»

1. Определение биологии как науки. Место и задачи биологии в подготовке врача.

2. Определение понятия жизни на современном уровне развития биологической науки. Формы и основные свойства живого.

3. Структурные уровни организации жизни, их значение для медицины.

4. Клетка – элементарная структурно-функциональная единица живого. Про- и эукарио­тические клетки.

5. Клеточная теория, ее современное состояние и значение для медицины.

6. Морфофизиология клетки. Цитоплазма и органоиды

7. Клеточные мембраны. Химический состав. Пространственная организация и значение.

8. Ядро клетки в интерфазе. Хроматин: уровни организации (упаковки) наследственного материала (эухроматин, гетерохроматин).

9. Хромосомный и геномный уровни организации наследственного материала во время митотического деления клетки.

10. Химический состав, особенности морфологии хромосом. Динамика их структуры в клеточном цикле (интерфазные и метафазные хромосомы).

11. Кариотип человека. Морфофункциональная характеристика и классификация хромосом человека. Значение изучения кариотипа в медицине.

12. Молекулярный уровень организации наследственной информации. Нуклеиновые кислоты, их значение.

13. Строение гена. Гены структурные, регуляторные, синтеза тРНК и рРНК.

14. Репликация ДНК, ее значение. Самокоррекция и репарация ДНК.

15. Генетический код, его свойства.

16. Основные этапы биосинтеза белка в клетке.

17. Трансляция: инициация, элонгация, терминация. Посттрансляционная модификация белков – основа их функционирования.

18. Особенности реализации генетической информации у эукариотов. Экзонно-интронная организа­ция генов у эукариотов, процессинг, сплайсинг.

19. Особенности регуляции работы генов у про- и эукариотов.

20. Генная инженерия и биотехнология.

21. Временная организация клетки. Клеточный цикл, его возможные направления и периодиза­ция.

22. Деление клетки. Понятие митотической активности. Нарушения митоза.

23. Жизнь клетки вне организма. Клонирование клеток. Значение метода культуры тканей для медицины.

СПИСОК МИКРОПРЕПАРАТОВ

1. Клетки кожицы лука

2. Кровь лягушки

3. Митоз в яйце аскариды

4. Кариокинез в клетках корешка лука

5. Политенные хромосомы дрозофилы

6. Жировые включения

7. Пигментные включения

8. Митохондрии

9. Кровь человека

10. Амитоз в эпителии стенки мочевого пузыря лягушки

Алгоритм проведения занятия (МОДУЛЬ № 1)

На итоговом модуле студент должен выполнить следующие задания:

1) ответить на 30 тестов;

2) ответить в письменном виде на 2 теоретических вопроса;

3) определить микропрепарат.

Хронометраж:

1) ответы на тесты - 30 минут.

2) ответы на письменные вопросы - 20 минут

3) определение микропрепарата - 5 минут

I. Максимальное количество баллов за тесты - 30

из них оценка

«5» - 27-30 правильных ответов и 27-30 баллов

«4» - 21-26 правильных ответов 21 - 26 баллов

«3» - 17-20 правильных ответов 17-20 баллов

«2» - 16 правильных ответов и ниже- 0 баллов

II. Максимальное количество баллов за 2 теоретических вопроса - 40, за один теоретический вопрос - 20 баллов.

«5» - 20- 19 баллов

«4» - 18 -16 баллов

«3» - 12-15 баллов

«2» - 0 баллов

Второй теоретический вопрос оценивается аналогично.

III. Максимальное количество баллов за микропрепарат - 10;

10 баллов - студент правильно определил микропрепарат и описал его;

5 баллов - ответ правильный, но описания микропрепарата нет;

0 баллов - студент не смог определить и описать микропрепарат.

IV. Подведение итогов:

Максимальное колличество баллов - 80;

Минимальное — 50 (если 49 и ниже результат не защитывается).

V. Организационная структура занятия:

VI. Заключительная часть:

Подведение итогов и задание к следующему занятию - 25 минут.

1.5. ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ ЗАНЯТИЯ преподавателем и про­верка правильности выполнения работ каждым студентом.

1.6. МЕСТО И ВРЕМЯ ЗАНЯТИЯ: учебная комната, 2 академи­ческих часа.

1.7. ОСНАЩЕНИЕ ЗАНЯТИЯ: бланки контрольных работ, микропрепараты.

ЛИТЕРАТУРА: основная (1), дополнительная (2).

1.1. В.П. Пишак Биология медицинская Винница 2004

1.2. Королев В.А., Кривошеина Г.Н., Полякова Э.Г. Руко­водство к лабораторным занятиям по биологии. - Киев: Вища школа, 1986.

1.3. Королев В.А. Лекции по медицинской биологии. - Ки­ев: Вища школа, 1993.

1.4. Слюсарев А.А., Жукова Н.В. Биология. – Киев: Вища школа, 1987.

1.5. Пехов А.П. Биология с общей генетикой. – М.: Медицина, 1993.

2.1. Королев В.А., Ромашова М.Ф. Биология живой клетки. – Симферополь, 1999.

2.2. Лазарев К. Л. Клетка и биология развития. Симферополь, 2000.

2.3. Реймерс Н.Ф. Популярный биологический словарь. М.,1991.

О Т В Е Т Ы

к задачам и тестам

о г л а в л е н и е

Дата добавления: 2014-11-06; просмотров: 622; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!