- •Брянский государственный университет
- •Содержание
- •Глава I
- •Глава II
- •Тема 1. Предмет биология клетки……………………………………………….…..11
- •Глава III
- •Содержание курса Лекционный курс
- •1. История учения о клетке
- •2. Современный этап в развитии цитологии
- •3. Генетический аппарат клетки
- •4. Воспроизведение клеток
- •5. Биологические мембраны
- •6. Обмен веществ в клетках
- •7. Биосинтез белков
- •Содержание лабораторно-практических занятий
- •Глава II занятие 1 введение в дисциплину
- •Иерархические уровни строения организма
- •Этапы изготовления гистопрепаратов и техника микроскопирования
- •Гистохимическое выявление разных веществ
- •Правила обращения с микроскопом
- •Правила работы с микроскопом
- •Практическая часть Задания
- •Контрольные вопросы.
- •Задания для аудиторной работы
- •Задания для внеаудиторной работы
- •Теоретическая часть
- •Одномембранные органоиды
- •Немембранные органоиды
- •Специальные органеллы
- •Включения
- •Препарат 1. Общая морфология клетки. «Печень аксолотля».
- •Препарат Сперматозоиды петуха.
- •Контрольные вопросы:
- •Задания для аудиторной работы
- •Задания для внеаудиторной работы
- •Теоретическая часть
- •Структурные компоненты клетки
- •Структурные компоненты клетки
- •Признаки прокариотов и эукариотов
- •Контрольные вопросы:
- •Заполните таблицу «Функции структурных компонентов ядра эукариотической клетки».
- •Практическая часть Задания Изучите препараты.Опишите общую морфологию ядра на разных препаратах. Найдите и назовите структурные компоненты ядра.
- •Препарат: Кровь лягушки.
- •Препарат: Кровь человека.
- •Контрольные вопросы:
- •Экзон–кодирующая последовательность нуклеотидов, определяющая последовательность аминокислот в белке.
- •Экспрессия гена – протекает по схеме :
- •Этапы считывания генетической информации
- •Рибонуклеиновая (р н к)
- •Транскрипция и процессинг
- •Хроматин
- •Тельце Барра
- •Хромосома
- •Состав хромосом
- •Ядерная оболочка
- •Ядрышко
- •2. Синтез белка
- •3. Образование субъединиц рибосом
- •Нуклеоплазма
- •Ядерные частицы:
- •Препарат: Яйцеклетка беззубки - анодонты ( яйцеклетка моллюска).
- •Препарат: Яйцеклетка лягушки.
- •Препарат: Яйцеклетка кошки.
- •Препарат : Политенные (гигантские) хромосомы в слюне двукрылых.
- •Контрольные вопросы:
- •Практическая часть препарат № 2 – Митоз в корешке лука.
- •Препарат № 3Митоз животной клетки, краевая зона печени аксолотля.
- •Задания
- •Сравнительная характеристика митоза и мейоза
- •Практическая часть
- •Практическая часть препарат № 5 Амитоз в клетках мочевого пузыря мыши.
- •Задания
- •Контрольные вопросы:
- •Занятие 3 Тема 3.Плазматическая мембрана (плазмалемма)
- •Задания для аудиторной работы
- •Задания для внеаудиторной работы
- •Теоретическая часть
- •Основные типы клеточных оболочек:
- •Межклеточные контакты и многоядерные структуры
- •Практическая часть
- •Пример синцития
- •Состав липидов клеточных мембран эукариот и прокариот
- •Поверхностный комплекс
- •Практическая часть Пример симпласта препарат 15 (гист.) Поперечно-полосатое (исчерченное) мышечное волокно
- •Препарат 4 (гист.) Язык кролика. Язык, листовидные сосочки.
- •Задание
- •Практическая часть
- •Виды промежуточных филаментов (по б. Албертсу и соавт.)
- •Организация и функции цитоскелета
- •Практическая часть
- •Задания
- •Препарат № 2 – митоз в корешке лука.
- •Препарат № 12 – Липидные (жировые) включения в клетках печени аксолотля.
- •Препарат № 13 – Включения гликогена в клетках печени аксолотля.
- •Препарат № 14 – Пигментные включения в хроматофорах кожи головастика
- •Препарат № 15 –Желточные включения в бластомерах
- •Контрольные вопросы
- •Типы рибосом
- •Клеточный центр
- •Органоиды движения
- •Практическая часть препарат № 4 Центросомы и ахроматиновое веретено митоза яйцеклетки лошадиной аскариды
- •Препарат № 16 Реснички эпителиальных клеток кишечника беззубки
- •Задания
- •Немембранные органоиды эукариотической клетки
- •Контрольные вопросы
- •Занятие 6 Тема 6.Одномембранные органоиды
- •Задания для аудиторной работы
- •Задания для внеаудиторной работы
- •Теоретическая часть
- •Эндоплазматическая сеть
- •Аппарат Гольджи
- •Лизосомы
- •Секреторные вакуоли
- •Пероксисомы
- •Сферосомы
- •Вакуоли и их производные
- •Функции одномембранных органоидов клетки
- •Практическая часть препарат № 9Аппарат Гольджи в нервных клетках спинального ганглия котенка
- •Препарат № 10Гранула зимогена
- •Препарат № 11 Секреторные гранулы в клетках Лейдинга кожи аксолотля
- •Задания
- •Контрольные вопросы
- •Занятие 7
- •Пластиды
- •Задания
- •Практическая часть
- •Сравнительная характеристика митохондрий и хлоропластов
- •Препарат №6 Хондриососмы в клетках печени амфибии
- •Препарат №7 Хондриососмы (митохондрии) в эпителиальных клетках. Кишечник аскариды
- •Препарат №8 Хондриососмы в клетках канальцев почки
- •Контрольные вопросы
- •Глава III темы для самостоятельного изучения
- •Тема 8: основные реакции тканевого обмена
- •Теоретическая часть
- •Тема 9. Жизненный путь клеток теоретическая часть
- •Клеточный цикл
- •Тема 10.Определение пола и половые различия клеток теоретическая часть
- •Глава IV
- •Тесты к лабораторно-практическим занятиям по дисциплине
- •Тема 1. Структурные компоненты эукариотической клетки
- •Тестовые задания
- •Тема 2. Ядро Тестовые задания
- •Тема 3. Плазматическая мембрана (плазмалемма) Тестовые задания
- •Тема 4. Цитоплазма. Цитоплазматический матрикс. Цитоскелет Тестовые задания
- •Тема 5. Немембранные органоиды Тестовые задания
- •Тема 6. Одномембранные органоиды Тестовые задания
- •Тема 7. Двумембранные органоиды Тестовые задания
- •Ключ ответов:
- •Глава V
- •1. Клетка есть единица структуры. Все живое состоит из клеток и их производных. Клетки всех организмов гомологичны.
- •2. Клетка есть единица функции. Функции целостного организма распределены по его клеткам. Совокупная деятельность организма есть сумма жизнедеятельности отдельных клеток.
- •3. Клетка есть единица развития. «Имеется всеобщий принцип развития для всех организмов, и этот принцип развития есть образование клеток».
- •История развития клеточной теории
- •Школа Пуркинье
- •Школа Мюллера и работа Шванна
- •Развитие клеточной теории во второй половине XIX века
- •Современная клеточная теория
- •Заключение
- •2. Свойства и признаки жизни
- •1. Обмен веществ. Любая биологическая система является открытой системой. Это означает, что она не может существовать без обмена с внешней средой химическим веществом, энергией и информацией.
- •2. Самовоспроизведение с изменением. Любая биологическая система способна воспроизводить себе подобную.
- •Краткая характеристика уровней жизни
- •3. Современная цитология: объект, предмет, методы.
- •Список литературы
- •Лекция 2. Морфология клетки
- •1. Общие принципы организации клетки. Морфологические типы клеток
- •Метаболический аппарат клетки
- •2. Структурные компоненты эукариотической клетки.
- •Лекция 3. Генетический аппарат клетки
- •1. Генетический аппарат прокариот
- •Генетический аппарат кишечной палочки
- •Разнообразие типов генетического аппарата прокариот
- •2. Генетический аппарат эукариот
- •Структура метафазных хромосом
- •3. Генетический аппарат полуавтономных органоидов
- •4. Системы репарации генетического аппарата
- •Лекция 4. Поверхностный аппарат клеток
- •1. Общая характеристика поверхностного аппарата
- •2. Рецепторы мембран
- •3. Транспорт веществ через мембраны
- •4. Межклеточные контакты
- •Лекция 5. Обмен веществ
- •1. Общая характеристика обмена веществ
- •Значение атф в обмене веществ
- •Основные типы пластического обмена
- •2. Электрон-транспортные цепи
- •Формирование электрохимического градиента
- •3. Энергетический обмен (дыхание)
- •Гликолиз
- •Цикл Кребса
- •Терминальное окисление
- •4. Пластический обмен (фотосинтез)
- •Световые реакции
- •Темновые реакции
- •Лекция 6. Биосинтез белков
- •1. Основные этапы биосинтеза белков. Генетический код
- •Генетический код. Ген и его роль в биосинтезе белков
- •2. Регуляция экспрессии генов
- •Регуляция экспрессии генов у прокариот
- •Регуляция экспрессии генов у эукариот
- •Лекция 7. Вирусы
- •3. Сопоставление прокариотической и эукариотической клеток.
- •4. Что такое вирусы?
- •1.Особенности строения клеток прокариот и эукариот
- •2. Клетки эукариот. Строение и функции
- •3. Сопоставление прокариотической и эукариотической клеток
- •Сравнение строения клеток бактерий, растений и животных
- •Автотрофные (аутотрофные) и гетеротрофные организмы
- •4. Что такое вирусы?
- •Эволюционное происхождение вирусов
- •Общий химический состав вирусов
- •Вирусная днк
- •Вирусная рнк
- •Углеводы
- •Другие компоненты вирионов
- •Строение и свойства вирусов
- •Размножение вирусов
- •Список используемой литературы
- •Лекция 8. Химический состав клеток
- •Химический состав клетки Атомный состав клетки
- •Молекулярный состав клетки
- •2. Вода
- •Органические вещества
- •Углеводы
- •Неорганические вещества клетки
- •Глава VI Аттестационно-педагогические измерительные материалы по дисциплине «Цитология»
- •Эталоны ответов
- •Глава VII цитологические и цитогенетические термины
- •Глава VIII
- •К экзамену по дисциплине «цитология»
- •Вопросы к гак по дисциплине «Цитология»
- •Список литературы
- •Основная литератуцра
- •Дополнительная литература
Признаки прокариотов и эукариотов
Признаки |
Прокариоты |
Эукариоты |
Размер клеток |
1-10 мкм |
10-100 мкм |
Вид метаболизма |
Анаэробный или аэробный |
Аэробный |
ДНК |
Кольцевая в цитоплазме |
Не кольцевая, очень длинная, окружена ядерной оболочкой |
Синтез РНК и белка |
И то, и другое – в цитоплазме |
Синтез в процессинг РНК – в ядре, белка – цитоплазме |
Органеллы |
Нет или мало |
Многочисленны и разнообразны |
Цитоскелет |
Нет |
Есть |
Эндо- и экзоцитоз |
Нет |
Есть |
Митохондрии |
Нет |
Есть |
Эндопалзматическая сеть |
Нет |
Есть |
Комплекс Гольджи |
Нет |
Есть |
Рибосомы |
Есть: 70 S |
Есть: 70 Sв митохондриях, 80Sв цитоплазме |
Лизосомы |
Нет |
Есть |
Внутриклеточное переваривание |
Нет |
Есть |
Деление клеток |
Бинарное |
Митоз (у половых клеток – мейоз) |
Контрольные вопросы:
Какой вклад внесли Р. Гук и А.- Ван – Левенгук в формирование представлений о клетке?
2.Перечислите основные положения клеточной теории Шванна-Шлейдена.
3.Какой вклад в развитие клеточной теории внес Р. Вирхов?
4. 11очему современное определение клетки состоит из двух частей?
5.В чем заключается наиболее существенное отличие эукариотической клетки от остальных типов клеток ?
ЗАНЯТИЕ 2
Тема 2. ЯДРО
Содержание. Общая характеристика ядра. Одноядерные, многоядерные, безъядерные, мезокариотические и прокариотические клетки. Структурные компоненты ядра. Ядерная оболочка, хроматин, ядрышко, ядерный матрикс. Особенности химического состава, строения и функционирования.
Средства наглядности. Таблицы с изображением клеток с разной морфологией ядра, с изображением политенных хромосом
Оборудование и материалы.Препараты: мазок крови, печень аксолотля, политенные хромосом дрозофилы и хирономуса
Задания для аудиторной работы
1. Изучите теоретическую часть занятия по Рабочей тетради. Обратите внимание на термины, выделенные курсивом.
2. Ответьте на контрольные вопросы.
3. Заполните таблицу «Функции структурных компонентов ядра эукариотической клетки».
Задания для внеаудиторной работы
Начните изучение основных классов органических соединений клетки. Обратите внимание на структуру и функции нуклеиновых кислот и белков в клетке.
Теоретическая часть
Ядро клетки – место хранения, воспроизведения и частичной реализации генетической (то есть наследственной) информации. Ядро обязательная составная часть полноценной клетки, содержит геном, продуцирует макромолекулы контролирующие синтезирующие процессы цитоплазмы.
Впервые ядро клетки зарисовал Феликс Фонтана(1781), затемЯн Пуркинье(1825), но толькоРоберт Браун(1831-1833) дал ему названиеnucleusи доказал, что ядро имеется во всех растительных и животных клетках. М. Шультце (1861) считал наличие ядра главным признаком клетки:клетка – комочек протоплазмы, внутри которого лежит ядро.
Ядро эукариотической клетки содержит линейные хромосомы, в состав которых входят белки–гистоны. Ядро может иметь различную форму: округлую, эллипсоидальную, продолговатую; в некоторых клетках ядро сегментированное (например, в нейтрофилах).
Форма ядер и размеры ядер разнообразны. У плоских, кубических, округлых, отросчатых нервных клеток форма ядра шарообразная. У шарообразных клеток ядра сегментиронные. Клетки печени, костного мозга, некоторые нейроны могут иметь два и более ядер.
Размеры ядра – от 1 мкм (у некоторых одноклеточных) до 1 мм (в яйцах некоторых рыб и земноводных).
Некоторые специализированные клетки лишены ядра (например, зрелые эритроциты млекопитающих). В клетках прокариот (эубактерии, цианобактерии, архебактерии) оформленного ядра нет, его функции выполняет нуклеоид. В клетках мезокариот (ночесветки, динофлагелляты) хромосомы не содержат гистонов; ядро у этих организмов называется динокарион. Известны многоядерные клетки: инфузории-туфельки имеют два ядра (макро- и микронуклеус), в клетках многих грибов и в клетках поперечно-полосатой мышечной ткани – десятки ядер, в клетках многих простейших – сотни ядер.
Ядро состоит из ядерной оболочки, хроматина, ядрышка и матрикса.
Ядерная оболочкасостоит из двойной ядерной мембраны, связанной с другими внутриклеточными мембранами (с эндоплазматической сетью, с митохондриями, с аппаратом Гольджи, с хроматофорами у некоторых водорослей). Ядерная оболочка отграничивает содержимое ядра от цитоплазмы, обеспечивает его целостность и, в то же время, связывает ядро с другими частями клетки.
Область между двумя мембранами ядерной оболочки называется перинуклеарным пространством (его ширина – 20-60 нм). Перинуклеарное пространство связывает ядро с полостями других органоидов, в первую очередь, с эндоплазматической сетью.
Структура мембран ядерной оболочки морфологически не отличается от структуры остальных внутриклеточных мембран, ее толщина – около 7 нм. Однако существуют химические и физиологические различия. Ядерная оболочка пронизана порами – отверстиями, через которые могут проходить крупные молекулы и молекулярные комплексы. В состав каждой поры входят сложные белковые структуры – поровые комплексы. Поровые комплексы стабилизируют структуру поры и регулируют прохождение крупных молекул.
Хроматин– совокупность интерфазных хромосом. Это основной компонент ядра. В состав хроматина входят: ДНК, белки и РНК в соотношении 1 : 1,3 : 0,2, а также неорганические ионы. Структура хроматина изменчива и зависит от состояния клетки.
Хроматин, который в интерфазных клетках образует плотно окрашенные структуры, называется гетерохроматин.Эухроматин, или диффузный хроматин – это хроматин, который не всегда виден в интерфазе, но хорошо выявляется при делении клетки. В неактивных клетках почти весь хроматин находится в виде гетерохроматина (конденсированное состояние), но в физиологически активных клетках возрастает доля эухроматина. Таким образом, в области гетерохроматина генетическая информация лишь хранится, а в области эухроматина происходит ее реализация.
Различают конститутивный и факультативный гетерохроматин. Конститутивный гетерохроматин постоянно обнаруживается в определенных участках хромосом, а факультативный наблюдается только в определенные периоды жизни клетки.
В некоторых интерфазных ядрах хроматин наблюдается в виде хромосом (например, у дрожжей). В специализированных тканях (например, в слюнных железах личинок двукрылых) в интерфазных ядрах наблюдаются политенные (гигантские) хромосомы.
Ядрышко(нуклеола) – компактная структура, основой которой являются определенные участки хромосом (вторичные перетяжки, или ядрышковые организаторы). Число ядрышек в ядре зависит от видовой и тканевой принадлежности клеток и от их физиологического состояния; обычно видно 1 ядрышко, реже 2 или несколько.
В ядрышке выделяются две области: фибриллярнаяигранулярная. Фибриллярная область содержит внутриядрышковый хроматин (состоит из ДНК ядрышковых организаторов хромосом) и незрелые молекулы рРНК. Гранулярная область представлена предшественниками больших и малых субъединиц рибосом. В фибриллярной области происходит синтез рРНК, а в гранулярной – первичная сборка рибосом. Окончательная сборка рибосом происходит в цитоплазме.
При делении клетки ядрышко обычно разрушается, а затем формируется заново.
.Ядерный сок(ядерный матрикс, кариоплазма, нуклеоплазма) – основа внутреннего содержимого ядра. Ядерный сок беструктурное вещество ядра. Содержит различные белки, нуклеопротеиды, гликопротеиды, ферменты, соединения участвующие в процессе синтеза нуклиеновых кислот и белков, гликолитические ферменты и их субстракты.В ядерном соке происходит синтез расщепления свободных нуклеидов и их компрнентов. Он включает водорастворимую фазу, а также фибриллярные структуры и гранулы, представленные белками–матриксинами. Водорастворимая фаза создает внутреннюю среду ядра. Фибриллярные структуры создают каркас ядра.
Кроме поддержания структуры интерфазного ядра матриксины участвуют в поддержании структуры митотических хромосом.
Таблица 5