С. И. Георгиевского кафедра медицинской биологии К. Л. Лазарев, М. Ф. Ромашова, Н. С. Прохорова Молекулярно-клеточный уровень организации жизни Методические разработки
жүктеу/скачать 0.77 Mb.
|
|
Решить задачи: Задача 1. Взрослый человек не растет. Обязательно он должен получать с пищей белки, или их можно заменить равноценным по калорийности количеством углеводов и жиров? Задача 2. Молекула нуклеиновой кислоты вируса табачной мозаики (ВТМ) состоит из 6600 нуклеотидов. Известно, что одна белковая молекула ВТМ имеет 200 аминокислотных остатков. Сколько белковых молекул аналогичного состава может быть закодировано в геноме ВТМ? Задача 3. Молекула про – и – РНК состоит из 900 нуклеотидов, причем в интронном участке имеется 300 нуклеотидов. Какое количество аминокислотных остатков имеет кодированный и-РНК полипептид? Задача 4. Молекула про – и– РНК состоит из 1800 нуклеотидов, причем на интронные приходится 600 нуклеотидов. Какое количество аминокислотных остатков имеет полипептид? 1.4.5. Проведение заключительного тестового контроля 1. Что такое информосомы ? а) комплексы, участвующие в трансляции; б) частицы, состоящие из и-РНК и белков; в) часть молекулы т-РНК. 2. Что такое нуклеосомы ? а) шаровидные тельца, состоящие из отрезка ДНК и 8 гистоновых молекул; б) участок молекулы ДНК, состоящий из 100 нуклеотидов; в) участок и-РНК, состоящий из 50 нуклеотидов. 3. Что такое мутон ? а) способность гена изменяться; б) наименьший участок ДНК, изменение которого ведет к мутации; в) участие гена в мутации. 4. Дайте правильное определение оперона: а) система записи наследственной информации; б) единица считывания генетической информации, как совокупность расположенных в линейной последовательности структурных генов и гена-оператора; в) единица считывания генетической информации, участвующая в трансляции. 5. Что такое процессинг ? а) совокупность реакций, ведущих к посттранскрипционным изменениям структуры про-и-РНК; б) совокупность реакций, приводящих к обратной транскрипции; в) совокупность реакций, ведущих к синтезу молекулы т-РНК. 6. Сплайсинг — это: а) процесс образования про-и-РНК; б) посттранскрипционные изменения молекулы про-и-РНК, при этом происходит удаление экзонов; в) посттранскрипционные изменения молекулы про-и-РНК, при этом удаляются интроны и соединяются экзоны. 7. Какие основные этапы транскрипции: а) процессинг, сплайсинг. б) инициация, элонгация, терминация. с) элонгация, редупликация. д) терминация, элонгация, инициация.
1.5. Подведение итогов занятия преподавателем и проверка правильности выполнения работы каждым студентом 1.6. Место и время занятия: учебная комната, 2 академических часа. 1.7. Оснащение занятия: таблицы, схемы. Литература основная (I) и дополнительная (II): 1. Медицинская биология (под. ред Пишака В.П.) , Винница 2004 , с. 96 – 100, 104 –107. (I) 2. Биология (под ред. Ярыгина В.Н.), М., Медицина, 2004. 3.Слюсарев А.А., Жукова С.Н. Биология, Вища школа, 1987, с. 85-97. 4. Пехов А.П. Биология с общей генетикой. Медицина, 1993, (II) 5. Альюин В. Гены, Мир, 1987. 6. Георгиев Г. П. Гены высших организмов и их экспрессия, Мир, 1987. 7. Инге-Вечтамов A.B., Введение в молекулярную генетику, 1987. 8. Щипков В.П. Кривошеина Г.Н. «Общая медицинская генетика». Москва, 2003. ЗАНЯТИЕ 8 ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ КЛЕТКИ. ДЕЛЕНИЕ КЛЕТОК 1.1. Значение темы. Благодаря делению клеток идет poст и размножение организмов. Деление клеток обеспечивает непрерывность жизни организмов. Поэтому врачу любой специальности необходимо знание общих закономерностей и этапов клеточного цикла для понимания изменений, которые происходят в клетках при заболеваниях человека. 1.2. Цели занятия. Общая: Сформировать знания о клеточном цикле периодизации. 1.3. Конкретные цели занятия: 1.3.1. Знать виды деления клеток. 1.3.2. Изучить митоз как необходимый этап жизни клетки. 1.3.3. Уметь находить на микропрепаратах митотические клетки и определять фазы митоза. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯКлеточный 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). М  итоз — 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. Рис. 15. Схема клеточного цикла 1 - интерфаза, 2 - 3 - профаза, 4 - метафаза, 5 - анафаза, 6 - телофаза. А - центромера, Б - ядрышко, В - центриоль, Г - хромосома, Д - ядерная оболочка, Е - ахроматиновое веретено деления 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. Сначала центросома 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.
1.4.1. 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. 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 ?
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.
1.3.1. Знать морфологию клетки и биологию генетического аппарата эукариотической клетки 1.3.2. Уметь пользоваться микроскопом и находить на микропрепаратах структуры клеток
жүктеу/скачать 0.77 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|