Единство и разнообразие клеточных типов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тобольская государственная социально-педагогическая академия им. Д.И.Менделеева»
Биолого-химический факультет
Кафедра Биологии, экологии и МПЕ
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
Клюсова В.В.
______________ ____________
подпись
ФИО
«___» __________ 2012 г.
Рабочая программа учебной дисциплины
ЕДИНСТВО И РАЗНООБРАЗИЕ КЛЕТОЧНЫХ ТИПОВ
Код и направление подготовки
020400.62 – «Биология»
Профиль подготовки
«Биоэкология»
Квалификация (степень) выпускника
«Бакалавр»
Тобольск
2012
1
1. Цели и задачи освоения дисциплины
Цели освоения дисциплины (модуля): формирование у студентов целостного представления о структурной организации клеток, о единстве и разнообразие клеточных типов, формирование основ для изучения профессиональных дисциплин.
Задачи: знакомство с уровнями организации биологических систем; получение представления о единстве клеточной организации живой материи и различиях клеточного строения таксонов высшего ранга; изучение обобщенных характеристик строения организмов разных царств живой природы; ознакомление с достижениями современной биологии для решения социальных проблем.
2 Место дисциплины в структуре ООП ВПО
Дисциплина «Единство и разнообразие клеточных типов» относится к вариативной части цикла математических и естественнонаучных дисциплин.
Изучение данной дисциплины базируется на знании дисциплин профессионального
блока - «Ботаника», «Методы биологического эксперимента», «Цитология и гистология», «Общая биология». Освоение данной дисциплины является основой для последующего изучения
дисциплин базовой и вариативной части профессионального цикла: «Микробиология», «Генетика и эволюция», «Биология человека» а также для последующего прохождения практик,
подготовки к итоговой государственной аттестации.
3. Требования к результатам освоения дисциплины
3.1. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
В результате освоения ОП выпускник должен обладать следующими компетенциями:
ОПК- 5 - способностью применять знание принципов клеточной организации биологических объектов, биофизических и биохимических основ, мембранных процессов и молекулярных
механизмов жизнедеятельности
3.2. В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
знать: критерии живого, основные закономерности существования живого; основные
положения клеточной теории, типы клеточной организации, особенности организации неклеточных форм жизни, принципов клеточной организации биологических объектов, биофизических и биохимических основ, мембранных процессов и молекулярных механизмов жизнедеятельности, принципы координации и регуляции работы многоклеточных организмов, значение биоразнообразия для устойчивости биосферы.
Уметь: выделить общие и отличительные характеристики разных уровней организации
живой материи; перечислить принципиальные черты царств живой природы, особенности их
эволюции; объяснять с научной точки зрения наблюдаемые природные явления; использовать базовые знания в области биологии в жизненных ситуациях; прогнозировать последствия своей профессиональной деятельности
Владеть: биологической терминологией; навыками анализа разных уровней организации
живой материи; логикой биологического осмысления и анализа эколого-социальных проблем;
методикой микроскопического изучения гистологических объектов.
4. Структура и содержание дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц (144 часа)
2
4.1. Структура дисциплины
Таблица 1
Наименование раздела
дисциплины
№
Семестр
Принципы структурной организации клеток и регуляция
метаболизма.
Морфологические типы клеток
Организм растений и высших
животных.
1
2
3
Виды учебной работы
(в академических часах)
аудиторные занятия
ЛК
КСР
ПЗ
ЛЗ
4
4
14
6
СР
26
6
6
4
6
28
6
4
6
8
34
14
14
28
88
Итого
4.2. Содержание дисциплины
Таблица 2
№
Наименование
раздела дисциплины
Содержание раздела
(дидактические единицы)
1
Принципы структурной организации клеток и регуляция метаболизма.
Необходимые и избыточные функции клеток; принципы восприятия,
хранения и передачи информации; осуществление целостной реакции,
регуляция жизненных функций.
Клеточная теория как теоретическая основа цитологии.
2
Морфологические
типы клеток
Основные типы клеток: прокариотная - бактериальная, и эукариотные растительная и животная. Механизмы осуществления основных функций,
динамическое состояние растительной и животной клетки. Современные
методы изучения клеток. Морфологические типы клеток, различающиеся
по
организации
генетического
аппарата: эукариотическая и прокариотическая.
3
Организм растений и высших животных.
Дифференциация и интеграция функций в организмах растений и
животных. Системная организация. Обеспечение целостности и гомеостаза у растений и животных. Способность к самообучению и экстраполяции. Многообразие организмов.
5. Образовательные технологии
Таблица 3
№
№
занятия раздела
1
2
Тема занятия
Виды образовательных технологий
Кол-во
часов
3
4
5
1
1
Понятие о дифференцировке. Образование
постклеточных и надклеточных структур
2
1
Стволовая клетка и дифферон
3
1
Межклеточное вещество
3
Информационная
лекция
Лекция визуализация
Лекция визуализация
2
2
2
4
организация Лабораторная работа
1
2
4-5
1
6
1
7
1
8
1
9
1
10
1
Взаимосвязь между строением и функциони- Практическое занятие
рованием клетки
2
11
1
Сравнительное строение растительной и жи- Лекция-дискуссия
вотной клеток
2
12
2
Сравнительное строение растительной и жи- Практическое занятие
вотной клеток
2
13
2
14
2
15-16
Структурно-функциональная
клетки
Форма клеток и их ядер
Лабораторная работа
Общий принцип организации животных клеток
Общий принцип организации растительных
клеток
Лабораторная работа
Лабораторная работа
Клетка как целостный организм простейшего
Лабораторная работа
Форма клеток и их ядер
Механизмы осуществления основных функций, динамическое состояние растительной и
животной клетки.
Основные типы клеток: прокариотная - бактериальная, и эукариотные - растительная и
животная.
2
2
2
2
2
2
4
Принципы структурной организации клеток
и регуляция метаболизма. Структура и функция мембран.
Современные методы изучения клеток.
Лабораторная работа
2
Практическое занятие
2
Фотосинтез, дыхание, хемосинтез.
Практическое занятие
Лекция-дискуссия
2
18
2
19
2
20
3
21
3
Опухолевая трансформация клеток
22
3
Бесполое размножение. Типы бесполого размножения у разных представителей животных и растений.
3
4
Лабораторная работа
17
23
Лекция визуализация
Проблемная лекция
5
Апоптоз и некроз.
Представление о регенерации как о эволюционно закрепленном морфопроцессе. Регенерация. Виды регенерации.
4
Лекция визуализация
Лабораторная работа
2
2
2
Лабораторная работа
2
4
Лабораторная работа
1
2
24
3
Дифференциация и интеграция функций
обеспечения целостности и гомеостаза у растений и животных, системная организация.
25
3
Молекулярные механизмы межклеточных
взаимодействий. Дифференциация клеток.
Лабораторная работа
2
26-27
3
Современные представления о геноме. Генетическая программа организма.
Практическое занятие
4
Практическое занятие
3
Языки и пути восприятия, хранения и передачи информации в организмах животных и
растений.
28
5
2
2
6. Самостоятельная работа студентов
Таблица 4
№
1
2
3
Наименование раздела дисциплины
Вид самостоятельной работы
Принципы структурной организации клеток и регуляция метаболизма.
Морфологические типы клеток
Организм растений и высших животных.
Трудоемкость
(в академических
часах)
Конспектирование текста; составление таблиц для систематизации учебного материала
Ответы на контрольные вопросы;
изучение дополнительных тем занятий; работа с конспектом лекции (обработка текста)
Использование аудио- и видеозаписей, компьютерной техники и Интернета; составление таблиц для систематизации учебного материала
26
28
32
7. Компетентностно-ориентированные оценочные средства
7.1. Оценочные средства диагностирующего контроля
В качестве входящего контроля проводится опрос по теме «Клетка»
7.2. Оценочные средства текущего контроля: модульно-рейтинговая технология
оценивания работы студентов
7.2.1. Распределение рейтинговых баллов по модулям и видам работ
Таблица 5
Виды работ
Модуль 1
Аудиторные занятия
Лекции
Лабораторные занятия
Самостоятельная работа
Итого за работу в семестре
Обобщающий контроль
Итого
Максимальное количество баллов
Модуль 2
Модуль 3
11
3
8
14
25
10
4
6
15
25
5
12
2
10
18
30
Итого
33
9
24
47
80
20
100
7.2.2. Оценивание аудиторной работы студентов
Таблица 6
№
1
2
3
1
2
3
Наименование раздела дисциплины
Формы оцениваемой работы
Максимальное
количество
баллов
Работа на лекциях
Принципы структурной ор- Посещение лекций
3
ганизации клеток и регуляция метаболизма.
Морфологические типы
Посещение лекций
4
клеток
Защита реферата
Организм растений и высПосещение лекций
2
ших животных.
Работа на практических (семинарских, лабораторных) занятиях
Принципы структурной ор- Посещение занятий
8
ганизации клеток и регуля- Выполнение учебного индиция метаболизма.
видуального задания
Морфологические типы
Посещение занятий
6
клеток
Выполнение учебного индивидуального задания
Организм растений и высПосещение занятий
10
ших животных.
Выполнение учебного группового задания
Выполнение аудиторной контрольной работы
Защита реферата.
Модуль (аттестация)
1
2
3
1
2
3
7.2.3. Оценивание самостоятельной работы студентов
Таблица 7
№
1
2
3
Наименование
раздела (темы)
дисциплины
Принципы структурной организации клеток и регуляция метаболизма.
Морфологические
типы клеток
Организм растений и высших животных.
Формы оцениваемой работы
Составление таблицы «Типы жизненных
циклов»
Составление аннотаций нескольких научно-популярных биологических изданий
Составление аннотированных списков
информационных ресурсов по ботанике
Составление таблицы «Этапы онтогенеза
человека».
Выполнение домашней контрольной
работы
Составление тематического глоссария
«Клетка»
Подготовка презентации «Экологическая
биология развития»
Написание реферата.
Максимальное
количество
баллов
8
1
7
6
2
4
5
5
8
5
7.2.4. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости
1.
2.
Темы рефератов
Основные утверждения клеточной теории.
Постклеточные структуры
6
Модуль (аттестация)
3
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
Характеристика структурных компонентов межклеточного вещества
Дать определение дифференцировки клеток
Форма клеток и их ядер
Клетки вегетативных органов растений
Клетки генеративных органов растений
Клетки ороговевающего эпителия
Клетки неороговевающего эпителия
Многообразие секреторных клеток
Клетки иммунной системы
Клетки крови
Клетки соединительной ткани
Клетки-предшественники половых клеток
Клетки органов чувств и клетки-рецепторы
7.3 Оценочные средства промежуточной аттестации
7.3.1. Рубежные баллы рейтинговой системы оценки успеваемости студентов
Таблица 8
Вид аттестации
Допуск к
аттестации
Зачёт
40 баллов
61 балл
Экзамен (соответствие рейтинговых баллов и академических оценок)
Удовл.
Хорошо
Отлично
61-72 баллов
73-86 баллов
87-100 баллов
7.3.2. Оценочные средства для промежуточной аттестации
Вопросы для зачета, 6 семестр
1. Клетка как единица строения, функционирования, развития, патологических изменений организма.
2. Клетки прокариотические и эукариотические. Гомологичность в строении клеток.
3. Дифференциация как процесс образования специализированных клеток.
2. Основные различия между клетками животных и растений.
3. Ядро-система сохранения, воспроизведения и реализации генетической информации.
1. Основные утверждения клеточной теории.
2. Постклеточные структуры
3. Характеристика структурных компонентов межклеточного вещества
4. Дать определение дифференцировки клеток
5. Форма клеток и их ядер
6. Клетки вегетативных органов растений
7. Клетки генеративных органов растений
8. Клетки ороговевающего эпителия
9. Клетки неороговевающего эпителия
10. Многообразие секреторных клеток
11. Клетки иммунной системы
12. Клетки крови
13. Клетки соединительной ткани
14. Клетки-предшественники половых клеток
15. Клетки органов чувств и клетки-рецепторы
16. Развитие и происхождение вакуолярной системы, ее функциональное значение.
17. Генетический аппарат бактерий.
18. Особенности деления прокариотических клеток.
7
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) основная литература:
1. Васильев, Ю. Г. Цитология. Гистология. Эмбриология : учеб. для студентов высш. с.х. учеб. заведений, обуч. по спец. 111201 "Ветеринария" / Ю. Г. Васильев, Е. И. Трошин, В. В.
Яглов. - Санкт-Петербург: Лань, 2009. - 576 с.
2. Верещагина, В.А. Основы общей цитологии : учеб. пособие для студ. вузов учеб. заведений / В. А. Верещагина. - 2-е изд., перераб. - М.: Академия, 2007. - 176 с. - (Высшее профессиональное образование)
3. Фрешни, Р.Я. Культура животных клеток: практическое руководство; пер. с 5-го
англ. изд.-М.:БИНОМ. Лаборат. Знаний,2010.-691с.:ил., 24с. цв.вкл.-(Методы в биологии)
Б) Дополнительная
1. Гистология, цитология и эмбриология [Электронный ресурс]: учебное пособие / Т.
М. Студеникина и др.; Ред. Т.М.Студеникина. - М.: НИЦ ИНФРА-М; Мн.: Нов. знание, 2013. 574с.: http://znanium.com/catalog.php?bookinfo=406745 (дата обращения 02.09.2014)
2. Ерёмина, И.З. Конспект лекций по общей гистологии [Электронный ресурс]: учебное пособие/ И.З. Ерёмина, Т.И.Лебедева, О.Б.Саврова. – М.: РУДН, 2013. – 135 с.
http://biblioclub.ru/index.php?page=book_view&book_id=226463 (дата обращения 02.03.2015)
3. Клетки / под ред. Б. Льюина. - М. : БИНОМ. Лаборат. Знаний, 2011. - 951 с. : цв. ил. (Лучший зарубежный учебник)
4. Самусев, Р.П. Общая и частная гистология [Электронный ресурс] / Р.П.Самусев,
М.Ю.Капитонова; Под ред. С.Л.Кузнецова. – М.: Издательство «Мир и Образование», 2010. –
336 с. http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=98412 (дата обращения 02.09.2014)
5. Ченцов, Ю.С. Введение в клеточную биологию: Учеб. для вузов.- 4-е изд., перераб. и
доп.- М.: Академкнига, 2005.
в) периодические издания:
Журналы:
1. Ботанический журнал
2. Вестник МГУ. Серия №16. Биология
3. Журнал общей биологии
4. Успехи современной биологии
д) Интернет-ресурсы:
1. http://www.bio.pu.ru/index.php Санкт-Петербургский государственный университет, биологический факультет.
2. http://www.soil.msu.ru/ Московской государственный университет им. М.В. Ломоносова,
факультет биологии.
3. http://ru.wikipedia.org/ электронная энциклопедия.
4. http://www.mgul.ac.ru/info/flh/soil/ Московский государственный университет.
5. http://www.bio.vsu.ru/soil/ Воронежский государственный университет.
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Лекционная мультимедийная аудитория: компьютер «Pentium - 4», плазменный телевизор, документ-камера «AVerVision 300», имеется возможность дополнительного подключения
аудиовизуальных средств.
Лаборатория цифровой микроскопии: компьютеры «Core 2 Duo E 4400» - 6шт., электронные микроскопы «Motic DM-52» - 5 шт., цифровой стереоскопический микроскоп «Motic DM39» - 1 шт., биологический микроскоп со встроенной камерой «Motic DMBA300» - 1 шт., документ-камера «AVerVision 300».
10. Паспорт рабочей программы дисциплины
Разработчик(и) : Мирюгина Т.А., к.с-х.н, доцент кафедры биологии, экологии и МПЕ
8
Приложение 1.
Лекционный курс
Тема 1 «Понятие о дифференцировке. Образование постклеточных и надклеточных
структур»
1. Специализация каждого типа клеток достигается в процессе дифференцировки. В этот
процесс вступают стволовые клетки, способные делиться. В ходе дифференцировки клетки постепенно приобретают структуры (отростки, органеллы, включения и т. д.), необходимые для
выполнения определенных функций; клетки теряют какие-то другие, ненужные уже структуры;
и, наконец, клетки нередко утрачивают также способность к делению.
В ряде случаев при дифференцировке утрачивается и классическое клеточное строение:
клетки преобразуются в постклеточные или надклеточные структуры.
2. Постклеточные структуры — это окруженные плазмолеммой структуры, которые происходят из обычных по строению клеток, но лишены ядра (а часто — и почти всех органелл) и тем не менее приспособлены для выполнения определенных функций. Последнее замечание отличает постклеточные структуры от обычных фрагментов разрушающихся клеток.
К постклеточным структурам у человека относятся роговые чешуйки (корнеоциты) эпидермиса, волос и ногтей,эритроциты и тромбоциты. Вместе с тем корнеоциты и эритроциты часто рассматривают как безъядерные клетки.
Иллюстрация — эритроциты . На приведенном снимке видно, что эритроциты не только
лишены ядра, но еще имеют вместо него в центре небольшое просветление. Это связано с тем,
что по форме эритроциты — двояковогнутыедиски, отчего они в центре оказываются тоньше,
чем на периферии.
3. К надклеточным структурам относятся симпласты и синцитии.
а) Симпласты — это окруженные плазмолеммой структуры, которые содержат несколько
или много ядер в едином цитоплазматическом пространстве и образуются путем слияния иного
количества клеток.
Примеры симпластов — мышечные волокна скелетных мышц, наружный
слой трофоблиста плаценты, содержащиеся в костях остеокласты.
б) Синцитий — это совокупность клеток, связанных цитоплазматическими мостиками.
Синцитий образуется в результате не вполне завершенных делений — таких, когда делятся и ядра, и почти вся цитоплазма, но между дочерними клетками остается цитоплазматический
мостик. Если число подобных делений достаточно велико, синцитий может объединять по несколько тысяч клеток.
У человека в виде синцития развиваются предшественники половых клеток — оогонии у
женских эмбрионов и сперматогенные клетки у половозрелых мужчин.
Прежде синцитиальное строение приписывалось также ретикулярной, сердечной мышечной и нервной тканям. Но оказалось, что это не так: между ретикулярными клетками, равно как
между кардиомиоцитами и между нейронами, цитоплазматических мостиков нет.
Тема 2 «Стволовая клетка и дифферон»
К числу перспективных направлений биологии XXI века относится изучение стволовых
клеток. Сегодня исследования стволовых клеток по значимости сопоставимо с исследованиями
по клонированию организмов. По мнению ученых применение стволовых клеток в медицине
позволит лечить многие "проблемные" заболевания человечества (бесплодие, многие формы
рака, диабет, рассеянный склероз, болезнь Паркинсона и др.).
Стволовая клетка – это незрелая клетка, способная к самообновлению и развитию в специализированные клетки организма.
Стволовые клетки подразделяют на эмбриональные стволовые клетки (их выделяют из
эмбрионов на стадии бластоцисты) и региональные стволовые клетки (их выделяют из органов
взрослых особей или из органов эмбрионов более поздних стадий). Во взрослом организме
стволовые клетки находятся, в основном, в костном мозге и, в очень небольших количествах, во
9
всех органах и тканях.
Свойства стволовых клеток. Стволовые клетки самоподдерживаются, т.е. после деления
стволовой клетки одна клетка остается в стволовой линии, а вторая дифференцируются в специализированную. Такое деление называется несимметричным.
Функции стволовых клеток. Функция эмбриональных стволовых клеток заключается в
передаче наследственной информации и образовании новых клеток. Основная задача региональных стволовых клеток - восстановление потерь специализированных клеток после естественной возрастной или физиологической гибели, а также в аварийных ситуациях.
Дифферон – это последовательный ряд клеток, образовавшийся из общего предшественника. Включает стволовые, полустволовые и зрелые клетки.
Например, стволовая клетка, нейробласт, нейрон или стволовая клетка, хондробласт,
хондроцит и т. д.
Нейробласт - малодифференцированная клетка нервной трубки, превращающаяся в
дальнейшем в зрелый нейрон .
Нейрон - клетка, являющаяся структурной и функциональной единицей нервной системы.
Хондробласт - малодифференцированная клетка хрящевой ткани, превращающаяся в
хондроцит (зрелая клетка хрящевой ткани).
Тема 3 «Межклеточное вещество»
а) Структурные компоненты межклеточного вещества. Между клетками могут находиться волокна (одного или нескольких видов) и основное аморфное вещество. Иногда эти компоненты образуют более сложные структуры: например,базальные мембраны под нижним слоем
всякого покровного эпителия, эластические мембраны в стенке артерий, костные пластинки в костях.
б) Происхождение. Химические соединения (по крайней мере, органической природы), из
которых строятся компоненты межклеточного вещества, синтезируются в клетках. Затем эти
соединения выделяются во внеклеточное пространство, где и объединяются в конечные структуры.
Таким образом, клеточную теорию можно дополнить еще одним тезисом: не только «каждая клетка — из клетки», но и«межклеточное вещество — тоже из клетки».
в) Количество межклеточного вещества в разных тканях неодинаково. В частности, в соединительных тканях его много (и даже значительно больше по объему, чем клеток), а в эпителиальных и нервной тканях оно практически отсутствует.
Тема 4 «Форма клеток и их ядер»
1. Разнообразие формы. По своей форме клетки человека весьма разнообразны. В зависимости от своего типа, они могут быть шаровидными, овальными, полигональными, веретеновидными, отростчатыми, звездчатыми и т.д.
В отношении клеток эпителия часто используются также следующие термины: «плоские клетки» — если их высота меньше ширины; «кубические клетки» — если указанные размеры почти одинаковы; «цилиндрические» (или «призматические», в цитологии это
синонимы) клетки — если их высота заметно больше ширины.
а) Кубические клетки были представлены на ри: почечные канальцы образованы клетками такой формы. Ядра же этих клеток - округлые.
б) Цилиндрические и плоские клетки— другой тип почечных канальцев. Клетки, составляющие их стенку, — узкие и длинные, т.е. должны быть отнесены
к цилиндрическим (призматическим). Ядра вновь имеют округлую форму, но при этом смещены к базальной части клеток (удаленной от просвета канальцев).
в) Клетки в форме двояковогнутых дисков. Как отмечалось ранее, такую форму имеют
безъядерные клетки —эритроциты.
10
г) Клетка с сегментированным ядром — нейтрофильный лейкоцит. В отличие от эритроцитов, эта клетка является сферической (шаровидной). Необычно ее ядро: оно разделено на
несколько сегментов, связанных узкими перемычками.
Другая особенность данной клетки — наличие в ее цитоплазме зернистости розоватофиолетового цвета.
д) Отростчатая клетка — нейрон. Данная клетка, в отличие от предыдущих, имеет многочисленные отростки, многие из которых ветвятся. В центре тела клетки — ядро округлой
формы.
Тема 5 «Сравнительное строение растительной и животной клеток»
В строении и жизнедеятельности растительной и животной клеток много общего. И растительные, и животные клетки питаются, дышат, делятся. И растительные, и животные клетки
имеют наружную клеточную мембрану, ядро, цитоплазму, эндоплазматическую сеть, митохондрии, рибосомы, аппарат Гольджи, клеточные включения. Однако, между клетками растений и
животных имеется целый ряд отличий.
У растительной клетки способ питания автотрофный. В процессе фотосинтеза идет образование органических веществ (углеводов), которые используются клеткой как пластический
материал и как источник энергии для процессов жизнедеятельности. Одним из отличительных
признаков растительных клеток является наличие достаточно жесткой клеточной оболочки
(клеточной стенки), которая отделена от цитоплазмы элементарной плазматической мембраной.
Для растительной клетки характерны цитоплазматические вакуоли – полости, заполненные клеточным соком. Для растительной клетки характерно наличие пластид – органов, содержащих
пигменты. Клетки голосеменных и покрытосеменных растений лишены центриолей. В животной клетке пластиды отсутствуют, синтез АТФ происходит в митохондриях, целлюлозная клеточная стенка отсутствует; вакуоли мелкие, клеточный центр есть у всех клеток.
Общими чертами являются:
1. Принципиальное единство строения.
2. Сходство в протекании многих химических процессов в цитоплазме и ядре (биосинтез белка, кислородное расщепление некоторых органических веществ, репликация ДНК).
3. Единство принципа передачи наследственной информации при делении клетки.
4. Сходное строение мембран.
5. Единство химического состава.
Черты сходства, имеющиеся у клеток, указывают на близость их происхождения. Признаки различия говорят о том, что клетки вместе с их владельцами прошли длительный путь исторического развития, сопровождавшийся процессом дивергенции.
По строению различные эукариотические клетки сходны. Но наряду со сходством между
клетками организмов различных царств живой природы имеются заметные отличия. Они касаются как структурных, так и биохимических особенностей. В клетках высших растений, помимо отмеченных выше особенностей – в клеточном центре отсутствует центриоль, встречающаяся только у водорослей, резервным питательным углеводом в клетках растений является крахмал.
В клетках представителей царства грибов клеточная стенка обычно состоит из хитина –
вещества, из которого устроен наружный скелет членистоногих животных. Имеется центральная вакуоль, отсутствуют пластиды. Только у некоторых грибов в клеточном центре встречается центриоль. Запасным углеводом в клетках грибов является гликоген.
В клетках животных отсутствует плотная клеточная стенка, нет пластид. Нет в животной
клетке и центральной вакуоли. Центриоль характерна для клеточного центра животных клеток.
Тема 6 «Апоптоз и некроз»
Апоптоз (с греч. - опадание листьев) - это генетически запрограммированная форма гибели клетки, необходимая в развитии многоклеточного организма и участвующая в поддержании
11
тканевого гомеостаза. Апоптоз проявляется в уменьшении размера клетки, конденсации и
фрагментации хроматина, уплотнении плазматической мембраны без выхода содержимого
клетки в окружающую среду. Апоптоз обычно противопоставляется другой форме гибели клеток — некрозу, который развивается при воздействии внешних по отношению к клетке повреждающих агентов и неадекватных условий среды (гипоосмия, крайние значения рН, гипертермия, механические воздействия, действие агентов, повреждающих мембрану). Некроз проявляется набуханием клетки и разрывом мембраны вследствие повышения ее проницаемости с выходом содержимого клетки в среду. Первые морфологические признаки апоптоза (конденсация
хроматина) регистрируются в ядре. Позже появляются вдавления ядерной мембраны и происходит фрагментация ядра. Отшнуровавшиеся фрагменты ядра, ограниченные мембраной, обнаруживаются вне клетки, их называют апоптотическими тельцами. В цитоплазме происходят
расширение эндоплазматической сети, конденсация и сморщивание гранул. Важнейшим признаком апоптоза является снижение трансмембранного потенциала митохондрий. Клеточная
мембрана утрачивает ворсинчатость, образует пузыревидные вздутия. Клетки округляются и
отделяются от субстрата. Проницаемость мембраны повышается лишь в отношении небольших
молекул, причем это происходит позже изменений в ядре. Одной из наиболее характерных особенностей апоптоза является уменьшение объема клетки в противоположность ее набуханию
при некрозе. Апоптоз поражает индивидуальные клетки и практически не отражается на их
окружении. В результате фагоцитоза, которому клетки подвергаются уже в процессе развития
апоптоза, их содержимое не выделяется в межклеточное пространство. Напротив, при некрозе
вокруг гибнущих клеток скапливаются их активные внутриклеточные компоненты, закисляется
среда. В свою очередь это способствует гибели других клеток и развитию очага воспаления.
Тема 7 «Опухолевая трансформация клеток»
Опухолью называют избыточные патологические разрастания тканей, состоящих из качественно изменившихся, утративших дифференцировку клеток организма.
Трансформация - процесс превращение нормальной клетки в опухолевую.
В возникновении опухолей определяющим являются два фактора: возникновение измененной клетки (трансформация) и наличие условий для ее беспрепятственного роста и размножения в организме.
Канцерогенными факторами называются факторы внешней и внутренней среды, которые
могут быть причинами возникновения и развития опухолей.
К факторам внутренней среды условия местонахождения клетки, генетическую предрасположенность организма. Так в чем более неблагоприятных условиях находится клетка, тем
больше вероятность возникновения ошибок при ее делении. Травматизация кожи, слизистых
оболочек или других тканей организма любыми механическими или химическими раздражителями ведет к увеличению риска возникновения опухоли в этом месте. Именно это определяет
повышенный риск возникновения рака тех органов, слизистая которых подвергается наиболее
интенсивной естественной нагрузке: рака легких, желудка, толстого кишечника и др. Постоянно травмируемые родинки или рубцы, длительно не заживающие изъязвления так же ведут к
интенсивному клеточному делению в неблагоприятных условиях и повышению этого риска. В
развитии некоторых опухолей важное значение имеют генетические факторы. У животных роль
генетической предрасположенности экспериментально потверждена на примере высоко- и низкораковых линий мышей.
Внешние канцерогенные факторы условно можно разделить на три основные группы:
физические, химические и биологические.
К физическим факторам относится ионизирующее излучение – радиация. В последние
десятилетия возникло и достигло больших масштабов загрязнение Земли радионуклидами в результате хозяйственной деятельности человека. Выброс радионуклидов происходит в результате аварий на атомных электростанциях и атомных подводных лодках, сброса в атмосферу слабоактивных отходов с ядерных реакторов и пр. К химическим факторам относятся различные
химические вещества (компоненты табачного дыма, бензпирен, нафтиламин, некоторые герби12
циды и инсектициды, асбест и др.). Источником большинства химических канцерогенов в
окружающей среде являются выбросы промышленного производства. К биологическим факторам относятся вирусы (вирус гепатита В, аденовирус и некоторые другие).
По характеру и темпам роста принято различать доброкачественные и злокачественные
опухоли.
Доброкачественные опухоли растут относительно медленно и могут существовать годами. Они окружены собственной оболочкой. При росте, увеличиваясь, опухоль отодвигает
окружающие ткани, не разрушая их. Клетки доброкачественной опухоли незначительно отличаются от нормальных клеток, из которых опухоль развивалась. Поэтому доброкачественные
опухоли носят названия тканей, из которых они развились, с добавлением суффикса "ома" от
греческого термина "онкома" (опухоль). Например, опухоль из жировой ткани называется липома, из соединительной - фиброма, из мышечной - миома и т. д. Удаление доброкачественной
опухоли с ее оболочкой ведет к полному излечению больного.
Злокачественные опухоли растут значительно быстрее и не имеют собственной оболочки. Опухолевые клетки и тяжи их проникают в окружающие ткани и повреждают их. Прорастая
в лимфатический или кровеносный сосуд, они током крови или лимфы могут переноситься в
лимфатические узлы или отдаленные органы с образованием там вторичного очага опухолевого
роста - метастаза. Клетки злокачественной опухоли значительно отличаются от клеток, из которой они развились. Клетки злокачественной опухоли атипичны, у них изменена клеточная мембрана и цитоскелет, из-за чего они имеют более или менее округлую форму. Опухолевые клетки могут содержать несколько ядер, не типичных по форме и размерам. Характерным признаком опухолевой клетки является утрата дифференцировки и вследствие этого потеря специфической функции.
Приложение 2.
Лабораторный практикум
2.1.Задания к лабораторному практикуму
Лабораторная работа 1-2 «Общий принцип организации растительных и животных
клеток»
Рассмотрите препарат под микроскопом.
Работа 1. Изготовить и изучить временные микропрепараты растительных клеток.
1.1. Клетки пленки лука Зарисуйте 3-4 клетки пленки лука.
1.2. Пластиды в клетках листа элодеи Зарисуйте 3-4 клетки листа элодеи.
1.3. Плазмолиз в клетках листа элодеи
1.4. Клетки клубня картофеля Зарисуйте 3-4 клетки.
Работа 2. Изучить постоянные микропрепараты животных клеток:
2.1. Клетки эпителия кожи лягушки Зарисуйте 2-3 клетки эпителия.
2.2. Клетки крови лягушки Зарисуйте эритроциты.
2.3. Клетки крови человека (постоянный микропрепарат, окрашенный по РомановскомуГимза)
Рассмотреть препарат на малом и большом увеличении. Определить эритроциты (красные
кровяные тельца) и лейкоциты (белые кровяные тельца). Обратите внимание на отсутствие ядра
в эритроците. Ядерные клетки - лейкоциты - различной формы и величины, некоторые из них
имеют зернистость в цитоплазме. Зарисовать эритроциты и различные типы лейкоцитов (лимфоциты, нейтрофилы).
Работа 3. Изучить постоянные микропрепараты прокариотических (бактериальных) клеток:
3.1. Кишечной палочки (Esherichia coli). На микропрепарате на большом увеличении микроскопа рассмотрите бактерии. Обратите внимание на палочковидную форму клеток. Зарисуйте
отдельные бактерии.
13
3.2. Золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus). На микропрепарате на большом
увеличении микроскопа рассмотрите бактерии шаровидной формы, расположенные как отдельно, так и группами. Зарисуйте несколько клеток.
Работа 4. На демонстрации рассмотрите постоянные микропрепараты клеток разных тканей животных:
1.
нервные клетки спинного мозга лягушки;
2.
клетки поперечно-полосатой мышцы;
3.
эпителиальные клетки;
4.
соединительнотканные клетки: клетки хряща.
Отметьте функциональное значение морфологического многообразия клеток.
Лабораторная работа 3-4 «Клетка как целостный организм простейшего»
Цель: На примере свободноживущих форм простейших (инфузория туфелька, амеба,
эвглена, вольвокс) познакомить студентов с принципами структурно-функциональной организации эукариотической клетки как целостного организма.
Вопросы для обсуждения:
1.Типы клеточной организации, в чем заключается их единство и различие.
1.Особенности строения клеток простейших.
2.Органоиды специального значения у простейших, их строение и роль.
3.Типы ассимиляции, способы питания простейших.
4.Способы размножения простейших.
5.Эволюционное значение простейших.
Работа 1. Строение клеток простейших (постоянные микропрепараты):
1.1. Амеба обыкновенная
Тип Простейшие (Protozoa)
Класс Саркодовые (Sarcodina)
Вид Амеба протей (Amoeba proteus)
Препарат зарисовать
1.2. Эвглена зеленая
Тип Простейшие
Класс жгутиковые (Flagellata)
Вид
Эвглена зеленая (Euglena viridis)
Препарат зарисовать.
1.3. Вольвокс
Класс Жгутиковые
Вид Volvox globator
Препарат зарисовать.
1.4. Инфузория туфелька
Класс инфузории (Infusoria)
Вид Инфузория туфелька (Paramaecium caudatum)
Зарисовать одну туфельку.
Работа 2. Раздражимость у простейших.
На примере инфузории туфельки изучите явление раздражимости у простейших. С этой
целью пипеткой нанесите на предметное стекло на расстоянии около 1 см друг от друга две
капли чистой культуры инфузорий (покровным стеклом не закрывать!). Рассмотрите под лупой
содержимое обеих капель, обратите внимание на движение туфелек и распределение их в поле
зрения. Затем в одну каплю концом препаровальной иглы внесите 1-2 кристаллика NaCl.
Наблюдайте за движением туфелек. В другую каплю на кончике скальпеля нанесите небольшое
количество луковой кашицы. Наблюдайте за движением туфелек. Результаты опыта зарисуйте.
Сделайте выводы о форме раздражимости у простейших. На демонстрации рассмотрите
фиксированную амебу Машковцева.
14
Лабораторная работа 5-6 «Структурно-функциональная организация клетки»
Цель: Изучить строение эукариотических клеток на световом и ультрамикроскопическом
уровнях, органоиды клеток, их функциональное значение; организацию потоков информации,
вещества и энергии в клетке.
Вопросы для обсуждения:
1.
Типы клеточной организации, их единство и различие.
2.
Строение и функции поверхностного аппарата клетки.
3.
Строение и функции ядра.
4.
Микроскопическое и субмикроскопическое строение и функции основных органоидов эукариотической клетки.
5.
Роль нуклеиновых кислот в организации потоков энергии, вещества и информации в клетке.
6.
Клеточная теория и ее биологическое значение.
Работа 1. Строение животной клетки (постоянные микропрепараты):
1.1. Аппарат Гольджи в нервных клетках спинального ганглия.
На микропрепарате под большим увеличением микроскопа найдите нервные клетки
(крупные клетки с ядром). В цитоплазме клетки видны темные пластинчатые образования комплекса Гольджи. Зарисуйте препарат. Обозначьте ядро, комплекс Гольджи.
1.2. Митохондрии в извитых канальцах почки млекопитающего.
На микропрепарате под большим увеличением рассмотрите почечный каналец. В клетках
канальцевого эпителия видны серые или коричневые гранулы, расположенные больше в апикальной области клетки. Зарисуйте участок почечного канальца (2-3 клетки). Обозначьте митохондрии.
1.3. Включения гликогена в клетках печени аксолотля.
На микропрепарате при большом увеличении видны крупные печеночные клетки. В центре клетки лежит крупное, окрашенное в синий цвет ядро. Цитоплазма клетки почти полностью
занята ярко-красными гранулами гликогена. Зарисуйте клетку печени. Обозначьте ядро и
включения гликогена.
1.4. Жировые включения в клетках печени аксолотля.
На большом увеличении микроскопа видны многочисленные клетки неправильной формы
с тонкой цитоплазматической мембраной, ядром розового цвета. В цитоплазме имеются многочисленные различного размера черные капли жира. Зарисуйте одну клетку. Обозначьте ядро,
капли жира.
1.5. Пигментные включения в хроматофорах кожи головастика.
На большом увеличении микроскопа в препарате видны многочисленные пигментные
клетки звездчатой формы. В клетках видны темно-коричневые гранулы пигмента меланина.
Рассмотрите микропрепарат, зарисуйте одну клетку.
1.6. Секреторные гранулы (белковые включения) в клетках кожи аксолотля. Большое увеличение. На микропрепарате среза эпидермиса кожи с многочисленными одноклеточными железами овальной формы, имеющими хорошо различимые ядра лилового цвета и белковые
включения в виде зернистости розового цвета. Между железами видны ядра эпителиальных
клеток. Рассмотрите железу, найдите ядро, гранулы белковых включений.
1.7. Реснички эпителиальных клеток кишечника беззубки. Большое увеличение.
На микропрепарате найдите внутренний эпителиальный слой кишечника, клетки которого
окрашены в синий цвет. Клетки имеют столбчатый вид, тесно прилегают друг к другу. В базальной части клеток располагаются темно-синие ядра. На апикальном полюсе клетки рассмотрите мелкие реснички, покрывающие клетку в виде бахромки.
Работа 2. Изучение электронограммы животной клетки (схема).
На схеме электронограммы найдите основные структурные компоненты клетки, изучите
их субмикроскопическое строение, выделив мембранные и немембранные структуры, органоиды общего и специального значения, включения.
15
К мембранным органоидам относятся: эндоплазматическая сеть; митохондрии; лизосомы;
пластинчатый комплекс Гольджи.
К немембранным: рибосомы; центриоли; микротрубочки и микрофиламенты.
При изучении ядра отметьте двухконтурную ядерную мембрану с порами в ней, гетерохроматин, располагающийся обычно по периферии ядра и имеющий более плотную структуру,
и светлый эухроматин. Найдите ядрышки.
Эндоплазматическая сеть (ЭПС). Представляет собой сеть почти параллельных канальцев,
пронизывающих всю цитоплазму клетки. Если на мембранах ЭПС располагаются рибосомы, то
она называется шероховатой (гранулярной), если же мембраны свободны от рибосом, то ЭПС
называется гладкой.
Митохондрии - это округлые или продолговатые тельца, ограниченные двухконтурной
мембраной, причем внутренняя мембрана образует перегородки (кристы). Пространство между
кристами называется матриксом.
Научитесь отличать от митохондрий лизосомы - это округлые тельца, окруженные одноконтурной мембраной.
Пластинчатый комплекс Гольджи располагается обычно возле ядра и представляет собой
стопку цистерн с микропузырьками и вакуолями.
Лабораторная работа 7 - 8 «Принцип временной организации клетки. Клеточный
цикл»
Цель: Изучить биологическое значение клеточного и митотического циклов как универсальных механизмов жизнедеятельности и воспроизведения клеточной организации эукариотического типа.
Вопросы для обсуждения:
1.Химический состав и уровни структурной организации хромосом.
2.Организация интерфазного хроматина ( гетеро- эухроматин): взаимосвязь структуры и
функциональной активности.
3.Строение и классификация метафазных хромосом.
4.Жизненный и митотический циклы клетки.
5.Характеристика интерфазы. Механизмы, регулирующие временную организацию клетки.
6.Характеристика фаз митоза и его биологическое значение.
Работа 1. Изучить нормальный кариотип человека, Денверскую и Парижскую классификации хромосом.
По фотографиям познакомьтесь с методами классификации и индивидуализации хромосом. На фотографии 1 и 2 представлены хромосомные наборы мужчин и женщин согласно Денверской классификации 1960 г. Согласно Денверской классификации все хромосомы располагаются в определенном порядке и составляют семь групп: А, В, С, D, E, F,G. Кроме того, выделены половые хромосомы ХY и ХХ. Недостатком Денверской классификации является трудность идентификации гомологичных пар.
С помощью дифференциальных окрасок выявлена неоднородность линейной структуры
хромосом (фото 3, 4, 5, 6). В связи с этим предложена новая номенклатура хромосом человека Парижская. (Paris conferens, 1971), и на основе избирательной окраски разработаны карты линейной дифференцированности хромосом человека (фото 7, 8). Обозначение линейной структуры хромосом строится на следующих принципах: каждая хромосома рассматривается как непрерывная совокупность сегментов независимо от их окраски; хромосомные плечи, обозначаемые латинскими буквами р (короткое плечо) и q (длинное плечо), подразделяются на районы
(region), границами которых служат регулярно наблюдаемые четкие морфологически маркеры
(landmarks), а районы в свою очередь - на сегменты (lands) - участки хромосом, четко отличающиеся от соседних по интенсивности окраски. Районы и сегменты нумеруются арабскими цифрами, от центромеры к теломере, отдельно для каждого плеча. По этой системе обозначение
индивидуального сегмента включает информацию о хромосоме, плече и районе, в котором он
16
находится. Так, символ 1р22 означает второй сегмент в районе 2 короткого плеча аутосомы 1. С
помощью методов дифференциального окрашивания в настоящее время в кариотипе человека
определена локализация многих онкогенов (фото 9).
Работа 2. Митоз в клетках корешка лука. При большом увеличении микроскопа рассмотреть и зарисовать интерфазную клетку и клетки, находящиеся на разных стадиях деления: профаза, метафаза, анафаза и телофаза
Работа 3. Модификации митотического цикла. Строение политенных хромосом из слюнных желез личинок насекомых (Chironomeus tentans). Одной из модификаций митотического
цикла является политения – повторная (многократная) репликация молекул ДНК, приводящая к
увеличению их числа в хромосомах более чем в 2 раза. При этом не происходит деления ядра и
цитоплазмы, а число хромосом сохраняется диплоидным.
Для изучения политенных хромосом используйте готовый микропрепарат или приготовьте
временный препарат из слюнной железы мотыля (личинка Chironomeus tentans).. Для этого
необходимо поместить личинку на предметное стекло, придерживая одной препаровальной иглой, отделить головку. Выделить стекловидное тельце железы, окрасить ацет-орсеином (1 капля) и рассмотреть на малом и большом увеличении микроскопа. На микропрепарате можно
увидеть гигантскую многонитчатую (политенную) хромосому в виде длинной ленты. По длине
хромосомы отчетливо видны поперечные чередующиеся светлые и темные диски (хромомеры)
разной толщины, что создает впечатление поперечной исчерченности. Препарат зарисовать.
Работа 4. Митотический индекс в клетках опухолевой культуры Hep-2 (саркома гортани).
1.
На микропрепарате при увеличении микроскопа 10 х 40 подсчитать среднее число
клеток в 3-х полях зрения (N).
2.
Рассчитать число полей зрения (N), необходимое для вычисления митотического
индекса (МИ): 4000 : М = N.
3.
Подсчитать количество митотически делящихся клеток в полях зрения (а).
4.
По количеству митозов (а) вычислить МИ (количество митотически делящихся
клеток на 1000 клеток) по формуле:
1000 * а
МИ 
; где а – число митозов в полях зрения.
4000
5.
По результатам составить таблицу:
Число полей
Число митозов
Расчет
зрения
10
МИ = 1000 клеток;
20
а = 4000 клеток
30
а *1000
МИ 
(%)
40
4000
50 и т.д.
Всего:
А
Лабораторная работа 9 – 10 «Принцип временной организации клеток. Клеточный
цикл».
Вопросы для самоподготовки:
1.
Морфологическая и химическая структура хромосом.
2.
Виды хромосом в зависимости от расположения центромеры.
3.
Понятие о кариотипе и методы его исследования.
4.
Классификация хромосом (Денверская, Парижская).
5.
Правила хромосом.
6.
Клеточный цикл.
7.
Митотический цикл.
8.
Генетический смысл митоза.
17
Лабораторная работа 11 – 12 «Ультраструктура интерфазных ядер»
Задание 1. Рассмотреть микрофотографии интерфазных ядер и зарисовать. Обозначить
на рисунке ядерную оболочку, ядрышко, нуклеоплазму, диффузный хроматин.
Задание 2. Рассмотреть микрофотографию животной клетки в период дифференциации и
зарисовать. Обозначить на рисунке клеточную мембрану, ядро, ядерную оболочку, ядрышко,
нуклеоплазму, хроматин, ядерные поры.
Задание 3. Рассмотреть микрофотографии ядерной мембраны и зарисовать. Обозначить
на рисунке ядро, цитоплазму, внутреннюю ядерную мембрану, наружную ядерную мембрану,
перинуклеарное пространство, ядерные поры, хроматин, рибосомы.
Задание 4. Рассмотреть микрофотографии растительного ядра. Приготовить временный
препарат кожицы лука. Рассмотреть при малом и большом увеличении микроскопа. Зарисовать
и описать препарат. Сделать подписи к рисункам.
Задание 5. Рассмотреть препарат, найти и зарисовать клетки корешка лука со стадиями
митоза соответственно схеме митоза. Обозначить на рисунке стадии митоза, ядро, хроматин,
хромосомы, веретено деления, цитокинез.
Задание 6. Рассмотреть при иммерсионном увеличении микроскопа препарат спермогонии речного рака. Найти и зарисовать стадии митоза животной клетки. Отметить отличия цитокинеза растительной и животной клетки.
Задание 7. Рассмотреть амитоз в клетках эпителия слизистой оболочки мочевого пузыря.
Зарисовать и описать все стадии.
Лабораторная работа 13 – 14 «Способы размножения организмов. Гаметогенез. Мейоз. Биологическая сущность и цитологические основы полового размножения»
Цель: Изучить способы размножения организмов, научиться различать этапы созревания
половых клеток. Добиться четкого понимания генетического смысла мейоза.
Вопросы для обсуждения:
1.Сравнительная характеристика способов размножения организмов.
2.Этапы гаметогенеза.
3.Период созревания. Характеристика мейоза и его генетическое значение.
4.Развитие и строение мужских и женских половых клеток.
Работа 1. Строение и развитие половых клеток:
1.1. Срез яичника и яйцеклетки млекопитающего (кошки). При малом увеличении микроскопа рассмотреть и зарисовать зрелый фолликул (Граафов пузырек). На рисунке отметить
стенку фолликула, состоящую из нескольких рядов фолликулярных клеток; полость, заполненную жидкостью, яйценосный бугорок и овоцит первого порядка
1.2. Срез семенника млекопитающего (крысы).
На микропрепарате сначала на малом, затем на большом увеличении микроскопа изучите
строение семенника млекопитающего. Семенной каналец выстлан сперматогенным эпителием.
На препарате найдите последовательные стадии развития сперматозоидов. Наружный слой эпителиальной стенки семенного канальца составляют сперматогонии – зона размножения. Следующие за ними внутрь канальца клетки - сперматоциты 1-го порядка составляют зону роста. Далее идет зона созревания, которую составляют сперматоциты 2-го порядка и сперматиды. Внутри семенного канальца видны сперматозоиды. Препарат зарисуйте.
На демонстрационном микропрепарате рассмотрите семенник лягушки.
1.3. Половые клетки самца крысы. При большом увеличении микроскопа рассмотреть и
зарисовать препарат.
1.4. Сперматозоиды человека. На демонстрационном микропрепарате изучите строение
сперматозоида человека.
Работа 2. Самостоятельно выполните следующие упражнения:
1. Особь имеет генотип АаВв. Проследите образование сперматозоидов по периодам гаметогенеза и фазам мейоза, указав число хромосом и нитей ДНК на стадии сперматогонии, интерфазы-I, пахинемы профазы-I, метафазы-I, анафазы-I, интерфазы-II и зрелого сперматозоида.
18
2. Сколько разных типов гамет возникает у особи с генотипом:
а) ААВВ; б) ААВВСС; в) ААВвСс; г) АаВвСс?
3. Напишите формулу для расчета количества разных типов гамет.
4. Запишите и запомните следующие положения:
а) в гамете находится половинное число хромосом и генов;
б) в гамете из каждой пары хромосом содержится по одному гомологу;
в) хромосомы из разных пар комбинируют равновероятно.
Сделайте выводы:
а) в чем состоит генетический смысл митоза?
б) в чем состоит генетический смысл мейоза?
2.2.Методические указания к лабораторному практикуму
Успешное освоение студентами курса данной дисциплины, зависит, прежде всего, от систематической подготовки к лабораторным занятиям, вдумчивого отношения к их выполнению.
Перед лабораторным занятием необходимо ознакомиться с теоретическими вопросами,
относящимися к рассматриваемой теме. Для этого используется материал учебников, учебных
пособий, конспектов лекций.
К каждому занятию представлены контрольные вопросы, на которые надо обратить
внимание при подготовке. По этим вопросам будет проводиться собеседование, тестирование и
другие формы контроля. Эти вопросы могут быть использованы преподавателем при отчете
студента за лабораторное занятие.
На лабораторном занятии студент должен внимательно прочитать содержание занятия и
методику выполнения лабораторной работы. При необходимости нужно уточнить у преподавателя объект и вариант исследования, просмотреть оборудование на своем и общем столах, затем
приступить к выполнению работы.
Лабораторные работы оформляются в рабочей тетради: указывается название работы,
задания, ход работы. Делаются необходимые рисунки, каждый из них должен иметь нумерацию, название, обозначаются и подписываются все элементы. После получения результатов
формулируются выводы.
Отчет по лабораторной работе может быть принят преподавателем на этом же занятии
либо на следующем.
Общие методические указания
На практических занятиях в течение семестра студент изучает материал на микроскопических препаратах или в живом виде под непосредственным контролем преподавателя. Однако
можно рекомендовать студенту вести наблюдение за развитием некоторых животных самостоятельно, используя для этой цели живой материал из природы. Особенно полезно на живом материале познакомиться с кладками и развитием разных животных (амфибии, рыбы и т.д.).
Изучение препарата следует начинать со слабого увеличения микроскопа. При этом
необходимо тщательно рассмотреть весь препарат и выбрать наиболее типичные и удобные для
дальнейшего изучения участки. Только после этого можно переходить к рассмотрению препарата с сильным увеличением микроскопа.
Изучение препаратов должно сопровождаться их обязательной зарисовкой в альбом или
тетрадь. Каждый рисунок должен иметь название и обозначения. Надо помнить, что изготовление рисунка с препарата – не самоцель. Зарисовка дает возможность студенту лучше понять и
запомнить препарат и обеспечивает более глубокое восприятие фактического материала.
В течение практических занятий студент обязан научиться на любом препарате определять изученные им зародышевые образования, знать их расположение, строение и функции.
Эти знания проверяются на зачетном занятии, на котором студент, получив от преподавателя
препарат без названия, должен его определить и разобраться во всех деталях его строения.
Приложение 3.
Самостоятельная работа студентов
19
1.1 Задания для самостоятельной работы
«Клетка как целостный организм простейшего»:
Заполните следующую таблицу:
Представители типа про- Органоиды Типы ассимистейших
движения
ляции и способы питания
Органоиды выделения, осморегуляции, дыхания
Амеба протей
(Amoeba proteus)
Эвглена зеленая
(Euglena viridis)
Вольвокс
(Volvox globator)
Инфузория
туфелька
(Paramaecium caudatum)
Заполнить таблицу: Структурно-функциональная организация клеток
Органоиды и структурные
Функция
ПрокариоЭукариоты
компоненты клеток
ты
1. Клеточная стенка
2.Цитоплазматическая
мембрана
3. Гликокаликс
4.Ядро
а) ядерно-плазматическое
отношение
б) расположение
5. Цитоплазма
а) гиалоплазма (матрикс)
б) цитоскелет
- микротрубочки
- микрофиламенты
в) органоиды общего значения:
- митохондрии
- ЭПС гранулярная
- ЭПС гладкая
- комплекс Гольджи
- лизосомы
- пероксисомы
- рибосомы
- клеточный центр
г) органоиды специального значения:
- псевдоподии
- жгутики
органоиды движения
- реснички
- микроворсинки
пищеварительные ва20
Способы размножения
куоли
д) включения
е) вакуоли с клеточным
соком
ж) пластиды
Заполнить таблицу: Сравнительная характеристика митоза и мейоза.
Сравнительные показатели
Митоз
1. При образовании каких клеток происходит
2. Сколько раз удваивается ДНК
3. Сколько происходит делений
4. Имеется ли синаптонемальный комплекс
5. Происходит ли конъюгация
6. Что расположено на экваторе в метафазе
7. Что отходит к полюсам клетки в анафазу
8. В образовавшихся клетках сколько имеется
а) хромосом из пары гомологичных хромосом
б) генов из пары аллельных генов
Мейоз
1.2 Методические указания к выполнению самостоятельной работы
Самостоятельная учебная работа студентов – это усвоение содержания образования и
формирование профессиональных умений и навыков во внеаудиторное время по темам или
разделам тем, определенным рабочей программой учебной дисциплины для самостоятельного
изучения.
Цель самостоятельной учебной работы студентов – освоение знаний и навыков профессиональной деятельности по соответствующей специальности.

При преподавании дисциплины предусмотрено как СРС без участия преподавателей, так и под контролем преподавателя.
Основными видами самостоятельной работы студентов без участия преподавателей являются:

формирование и усвоение содержания конспекта лекций на базе рекомендованной
лектором учебной литературы, включая информационные образовательные ресурсы (электронные учебники, электронные библиотеки и др.);

написание рефератов;

подготовка к лабораторным работам, их оформление;

составление аннотированного списка статей из соответствующих биологических
журналов;

выполнение микроисследований;

подготовка практических разработок;

компьютерный текущий самоконтроль и контроль успеваемости на базе электронных обучающих и аттестующих тестов.
Основными видами самостоятельной работы студентов с участием преподавателей являются:

текущие консультации;

коллоквиум как форма контроля освоения теоретического содержания дисциплин;

прием и защита лабораторных работ (во время проведения л/р);

выполнение учебно-исследовательской работы (руководство, консультирование и
защита УИРС).
Пакет заданий для самостоятельной работы следует выдавать в начале семестра, определив предельные сроки их выполнения и сдачи. Каждый этап самостоятельной работы студента
оценивается в баллах.
21
При проведении аттестации студентов важно всегда помнить, что систематичность, объективность, аргументированность – главные принципы, на которых основаны контроль и оценка знаний студентов. Проверка, контроль и оценка знаний студента, требуют учета его индивидуального стиля в осуществлении учебной деятельности. Знание критериев оценки знаний обязательно для преподавателя и студента. Количество баллов по рейтинговой оценке знаний студента по каждому вопросу преподаватель должен довести до сведения студента на первом занятии по данной дисциплине.
Рекомендации по написанию реферата
При написании реферата, сообщения или иной письменной работы оценивается не только
содержание, актуальность темы и глубине ее научной разработки, но и методическая культура
выполнения, одним из показателей которой является правильная композиция материала.
Работу следует начинать с введения именно потому, что ход восприятия постороннего, не
знающего темы исследования или смотрящего на него отстраненно, человека требует постепенного вхождения в курс дела.
Введение начинается с обоснования актуальности выбранной темы. Достаточно в объеме
1 - 1,5 страниц кратко обрисовать сущность сложившейся в современной науке ситуации в связи с вашей темой.
Переходя к описанию степени разработанности темы в современной научной литературе,
вы должны продемонстрировать достаточно глубокое знакомство с имеющимися источниками,
способность к критическому мышлению и объективной оценке сделанного вашими предшественниками в освоении этой темы. Задача этого раздела в том и состоит, чтобы показать читателю, что в исследовании темы уже сделано, а что не сделано, что является относительным "белым пятном". Этот раздел логически предшествует формулировке цели вашего исследования.
Цель вытекает из наличия чего-то неисследованного в теме.
Формулировка цели должна быть максимально четкой и краткой, а также полной и логически корректной.
Сформулированная общая цель исследования составляет его стратегию, и потому требует
постановки конкретных тактических задач.
В отличие от цели, которая одна, задач должно быть несколько. В совокупности они образуют общую тактику реализации поставленной цели, а по отдельности представляют собой последовательные шаги продвижения к ней.
Фактически основная часть текста - это постепенное решение поставленных во введении
задач. Поэтому часто формулировки задач совпадают или почти совпадают с названиями глав и
параграфов основной части. Задачи подаются во введении в форме перечисления.
Основными методологическими понятиями научного произведения являются объект и
предмет исследования.
Объект исследования - это явление или процесс объективной реальности, на который
направлен научный поиск автора работы.
Предмет исследования представляет собой фрагмент объекта, подвергающийся непосредственному изучению.
Обязательным требованием к тексту введения является указание методов, которыми пользовался автор. Такие методы могут быть различными: как общенаучными, так и конкретнонаучными, как аналитическими, так и дескриптивными (описательными). Кроме того, любой
исследователь работает в рамках какой-то философской методологии, например, диалектической или феноменологической, что также нужно указать. В любой работе найдет себе место
сравнительно-исторический метод, а также традиционные логические методы мышления, такие,
как дедукция и индукция.
В конце введения обычно характеризуется общая структура работы, то есть просто перечисляются по порядку ее элементы.
Содержание основной части работы диктуется требованиями темы. Принципиально важно
соблюдать субординацию общей темы работы, названий глав и параграфов. Названия парагра22
фов должны быть сформулированы так, чтобы не выходить за пределы, очерченные названием
объединяющей их главы.
Заключение, как структурный элемент работы, выполняет важнейшую функцию. Текст
заключения должен быть написан так, чтобы выводы соотносились с поставленными во введении целью и задачами исследования.
Рекомендации по оформлению презентаций
1) Использовать шрифт Arial. Практически идеален, минимум лишних деталей, проще
воспринимается, чем шрифты типа Times. Размер шрифта заголовков слайдов 24 – минимум
(если очень длинный, лучше 28-30).
 Используйте не более двух шрифтов (один для заголовков, один для текста).
 Не используйте для заголовков и текста похожие шрифты.
 Тени уменьшают четкость без увеличения информативности. Не используйте тени
только потому, что это выглядит «красивей».
2) Каждый слайд должен иметь заголовок. Рисунки должны быть снабжены подписями,
а диаграммы и графики обязательно иметь подписи осей.
3) Видовое название организма следует писать курсивом, например Escherihia coli.
4) Фон презентации имеет важное значение, например, черный, темно-синий, красный,
желтый цвет фона раздражает и напрягает. Фон, имеющий цвет салатовый, белый, слабо розовый, слабо голубой – наиболее предпочтителен. Картинки в качестве фона лучше не использовать.
5) На каждом слайде нужно ставить номер страницы и общее количество страниц, чтобы
знать, сколько осталось до конца, например 6/16 (6 страница, всего 16 страниц).
6) Все элементы оформления на абсолютно всех слайдах должны быть выдержаны в одном стиле и быть достаточно крупными. В смысле – гарнитура и кегль, начертание, цвет, даже
расположение однотипных надписей.
7) В отличие от статей в журналах – никаких цифр на рисунках! Всё должно быть обозначено буквами. Используйте цветовое кодирование. Вместо, к примеру, «линия, обозначенная
на правом рисунке цифрой один…» можно будет просто сказать «красная линия…».
8) Число слайдов не должно быть большим. Минута на простой слайд (типа названия),
две на сложный (типа выводов).
9) Избегайте сплошного текста. Лучше используйте нумерованные и маркированные
списки. Используйте краткие предложения или фразы. Не переносите слова.
10) Будьте осторожны в использовании светлых цветов на белом
фоне, особенно зеленого цвета. То, что хорошо выглядит на мониторе, плохо выглядит при докладе, поскольку мониторы, проекторы и принтеры по-разному представляют цвета. Используйте темные, насыщенные цвета, если у вас светлый фон. Это же касается тонких линий.
11) Помещайте картинки левее текста: мы читаем слева-направо, так что смотрим вначале на левую сторону слайда.
23
Приложение 4.
Контролирующие и оценочно-диагностические материалы по дисциплине
4.2. Тестовые задания для текущего контроля знаний по дисциплине
3.13. Ядро в клетке можно распознать по
1) наличию в ней хромосом
2) наличию в нем эндоплазматической сети
3) расположению на его мембранах рибосом
4) наличию хроматина
3.14. Положения, справедливые как для хлоропластов, так и для митохондрий
1) содержат белки
2) содержат коэнзимы окислительно-восстановительных реакций
3) не содержат ДНК
4) могут синтезировать АТФ
3.15. Система расположенных группами полостей, заканчивающихся крупными и мелкими пузырьками на концах - это
1) вакуоль
2) эндоплазматическая сеть
3) матрикс цитоплазмы
4)комплекс Гольджи
4.3. Тестовые задания для итогового контроля знаний по дисциплине
1.1 . Объектом изучения цитологии является……………………………………..
1.2. Клеточную теорию впервые сформулировал
1) Т. Шванн
3) И. Д. Чистяков
2) Р. Броун
4) А. Левенгук
1.3. Выделить клеточные структуры в чистом виде для изучения позволяет метод
1) ультрацентрифугирования
3) окрашивания
2) электронного микроскопирования
4) культивирования клеток
2.4. Впервые термин «клетка» был введен
1) Янсеном
3) Гуком
2) Левенгуком
4)Шлейденом
2.5. О единстве органического мира свидетельствует
1) наличие ядра в клетках всех живых организмов
2) клеточное строение организмов всех царств
3) объединение организмов всех царств в систематические группы
4) универсальность генетического года
4.4. Вопросы к зачету
1. Клетка как единица строения, функционирования, развития, патологических изменений организма.
2. Клетки прокариотические и эукариотические. Гомологичность в строении клеток.
3. Дифференциация как процесс образования специализированных клеток.
4. Основные различия между клетками животных и растений.
5. Ядро-система сохранения, воспроизведения и реализации генетической информации.
19.
Основные утверждения клеточной теории.
20.
Постклеточные структуры
21.
Характеристика структурных компонентов межклеточного вещества
22.
Дать определение дифференцировки клеток
24
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
Форма клеток и их ядер
Клетки вегетативных органов растений
Клетки генеративных органов растений
Клетки ороговевающего эпителия
Клетки неороговевающего эпителия
Многообразие секреторных клеток
Клетки иммунной системы
Клетки крови
Клетки соединительной ткани
Клетки-предшественники половых клеток
Клетки органов чувств и клетки-рецепторы
Развитие и происхождение вакуолярной системы, ее функциональное значение.
Генетический аппарат бактерий.
Особенности деления прокариотических клеток.
Лист согласования
25