Занятие №1 Методы изучения клетки. Увеличительные приборы и их практическое применение. Общий план строения клетки. Работа №1



Скачать 371.49 Kb.
страница1/2
Дата23.05.2018
Размер371.49 Kb.
#24446
ТипЗанятие
  1   2

ЗАНЯТИЕ №1 Методы изучения клетки. Увеличительные приборы и их практическое применение. Общий план строения клетки.


Работа №1. Изучите устройство и назначение отдельных частей светового микроскопа (МБИ, Биолам, МБС-9) и препаровальной лупы. Запишите правила работы с микроскопом.

Работа №2. Изучите по таблицам ход лучей в световом микроскопе.

Работа №3. Отработайте навыки микроскопирования на световом микроскопе, изготовив временные микропрепараты:

а) фрагмент газетного листа площадью 1 см2 положите в каплю воды на предметное стекло, рассмотрите с помощью объектива малого увеличения (×8);

б) несколько волокон ваты поместите в каплю воды на предметное стекло (можно добавить каплю красителя метиленового синего), накройте покровным стеклом. Рассмотрите вначале с помощью объектива малого увеличения (×8), затем – большого увеличения (×40).

Работа №4. Изготовьте, микроскопируйте и зарисуйте временный микропрепарат «Клетки кожицы лука»:

С внутренней поверхности толстой, мясистой луковой чешуи пинцетом или скальпелем отпрепарируйте тонкую прозрачную кожицу (площадью 0,5-1 см2), поместите её в каплю воды на предметное стекло, расправьте препаровальной иглой, пипеткой добавьте каплю красителя метиленового синего, накройте покровным стеклом. Рассмотрите вначале с помощью объектива малого увеличения (×8), затем – большого увеличения (×40). Зарисуйте в альбоме 3-4 клетки, обозначив следующие структуры: 1 – цитолемма, 2 – клеточная стенка, 3 – цитоплазма, 4 – вакуоль клеточного сока, 5 – ядро, 6 – ядрышко.



Работа №5. Зарисуйте в альбомах схему строения эукариотической животной клетки по данным электронной микроскопии.

Решение задач

Задача №1. Рассчитайте разрешающую способность светового микроскопа по формуле

где λ – длина волны применяемого света, nкоэффициент преломления среды между линзой объектива и объектом, α – угол отклонения лучей от оптической оси; – численная апертура объектива, характеризующая светособирающую способность линз.

Для обычных («сухих») объективов апертура не превышает 1, а для иммерсионных может достигать 1,4. Величина λ лежит в пределах 0,4 (фиолетовая часть спектра) – 0,7 (темно-красная часть спектра) мкм: а) при использовании обычного объектива и длине волны 0,6 мкм (600 нм); б) при использовании иммерсионного объектива и длине волны 0,4 мкм (400 нм).

Задача №2. Рассчитайте общее увеличение светового микроскопа, оснащённого

а) окуляром ×7, объективом ×8;

б) окуляром ×15, объективом ×40;

в) окуляром ×10, объективом ×90. Удастся ли выявить новые детали изображения, если применить окуляр ×15? Объясните.



Задача №3. Рассчитайте разрешающую способность электронного микроскопа по формуле, приведённой в задаче №1, при длине волны 0,05 Ǻ (0,005 нм) и апертуре объектива 0,001525.

ЗАНЯТИЕ №1

Клеточный уровень организации живого.

Структурно-функциональная характеристика ядра и органелл.
Вопросы по теме занятия

  1. Клетка – элементарная биологическая система, основная форма организации живой материи. Основные положения клеточной теории.

  2. Прокариотические и эукариотические клетки: структурно-функциональные и эволюционные отличия. Гипотезы происхождения эукариот.

  3. Общий план строения эукариотической клетки.

  4. Классификации и характеристика органелл.

  5. Цитозоль. Принцип компартментализации клеточного объёма.

  6. Структурные компоненты ядра.

  7. Роль ядра в жизнедеятельности эукариотической клетки.

  8. Классификация клеточных включений.

  9. Химическая и молекулярная организация клетки: элементный состав протоплазмы: макроэлементы, микроэлементы и ультрамикроэлементы. Неорганические и органические компоненты клетки. Вода и ионы в жизни клетки.

  10. Болезни клеточных органелл.


Ключевые слова и понятия

Клеточная теория, прокариотическая клетка, эукариотическая клетка, протоплазма, цитолемма, цитоплазма, цитозоль, ядро, кариолемма, кариоплазма, ядрышко, хроматин, ядерно-цитоплазматическое отношение, органелла, компартментализация, митохондрия, лизосома, пероксисома, аппарат Гольджи (пластинчатый комплекс), эндоплазматическая (цитоплазматическая) сеть гранулярная и агранулярная, рибосома, цитоскелет, микротрубочки, промежуточные филаменты, микрофиламенты, клеточный центр, включения, макро-, микро- и ультрамикроэлементы, протеины и протеиды, простые и сложные липиды, моно-, ди-, полисахариды, сложные углеводы.
Аудиторная работа

Работа №1. Изучите электроннограммы различных клеток по альбому-атласу. Сопоставьте со схемой электроннограммы клетки, зарисованной в Вашем альбоме.

Работа №2. Рассмотрите на малом и большом увеличении демонстрационные постоянные микропрепараты «Общая морфология клетки: печень аксолотля», «Мазок крови человека», «Клетки кожицы лука». Зарисуйте. Сделайте вывод о сходстве и различиях клеток на светооптическом уровне.

Работа № 3. Рассмотрите на малом, затем на большом увеличении постоянный микропрепарат «Пигментные включения в клетках кожи головастика» (препарат не окрашен). Коричневый цвет клеток обусловлен наличием пигмента меланина.

Работа №4. Рассмотрите на малом, затем на большом увеличении постоянный микропрепарат «Ядрышковый организатор в клетках печени крыс» (окраска азотнокислым серебром). Найдите полигональной формы гепатоциты; отметьте, что граница клеток видна плохо, т.к. краситель окрашивает преимущественно структуры ядра. Обратите внимание, что ядрышки окрашены по-разному. Найдите следующие варианты: компактное (диффузно окрашенное, тёмное), нуклеолонемное (светлое), кольцевидное, микроядрышко. Нередко в нуклеоплазме и в самом ядрышке имеются гранулы. Как вы считаете, чему соответствует этот морфологический эквивалент? Зарисуйте, соблюдая цветовую гамму, различные формы ядрышкового организатора.

Работа №5. «Включения крахмала в растительных клетках». Изготовьте и рассмотрите под микроскопом временный микропрепарат «Клетки клубня картофеля»: кусочки картофельного клубня безопасной бритвой нарежьте на сколь возможно тонкие пластинки. Полученные срезы с помощью препаровальной иглы перенесите в каплю воды на предметное стекло, накройте покровным стеклом. Рассмотрите препарат на малом, затем на большом увеличении: всю цитоплазму клеток заполняют овальной формы крахмальные зерна, имеющие чётко выраженное слоистое строение. Нанесите сбоку покровного стекла раствор йода.

Изготовьте временный микропрепарат «Клетки кожицы лука»: с внутренней поверхности толстой, мясистой луковой чешуи пинцетом или скальпелем отпрепарируйте тонкую прозрачную кожицу (площадью 0,5-1 см2), поместите её в каплю воды на предметное стекло, расправьте препаровальной иглой, пипеткой добавьте каплю воды и каплю раствора йода, накройте покровным стеклом.

Изготовьте временный микропрепарат «Клетки мякоти томата»: на предметное стекло в каплю воды поместите немного мякоти томата, препаровальной иглой разрыхлите и распределите тонким слоем, окрасьте раствором йода, накройте покровным стеклом.

Результаты внесите в таблицу:



Объект

Результат окрашивания раствором йода

(схема)

Клетки клубня картофеля




Клетки кожицы лука




Клетки мякоти томата




Вывод





ВНЕНАУДИТОРНАЯ САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

Работа № 6. Заполните в альбоме таблицу «Химические элементы клетки»:

Группа элементов

Примеры

Процентное содержание в клетке

Биологическая роль






































Работа № 7. Заполните в альбоме таблицу «Органические вещества клетки»:

Класс органических веществ

Химическая
организация


Примеры

Биологическая роль

Белки










Жиры










Углеводы










Нуклеиновые кислоты











Решение задач

Задача №1. Представьте, что всю внутриклеточную воду заменили жидкостью, не имеющей дипольного строения. Какие последствия могло бы это иметь для молекулярной организации клетки? Обоснуйте ответ с физико-химических позиций.

Задача №2. Вам поручили выделить внутриклеточные белки так, чтобы минимально повредить их структуру. Какие условия необходимо соблюсти при выделении белков? Обоснуйте их с позиций знаний о структуре и свойствах белка. Подойдут ли условия, оптимальные для белков, для выделения липидов? А для углеводов?

Задача №3. Два студента заспорили. Один утверждает, что ультрамикроэлементы не нужны клетке. Их обнаружение в протоплазме – случайность. Второй настаивает на важной биологической роли этих элементов. Приведите аргументы с обеих точек зрения. Спланируйте эксперимент, который позволит разрешить спор.

Задача №4. При подготовке гистологического препарата студент обнаружил, что клетки, содержащие много жиров, не окрасились и вообще выглядят как пустоты. Используя знания о химических свойствах жиров и принципах подготовки и окраски препаратов, объясните результат. Какова роль жиров в клетке?

Задача №5. В некоторых органах (например, в щитовидной железе) встречаются клетки, объём ядра которых в 2-4 раза увеличен по сравнению с обычными клетками данной ткани; ядерно-цитоплазматическое отношение при этом практически не изменяется. Объясните описанное явление.

Задача №6 В двух клеточных популяциях, полученных в культуре, обнаружены значительные отличия в количестве ядрышек (приблизительно в 2 раза). В одной из популяций клеток увеличено не только количество, но и размер ядрышек. С чем это может быть связано?

Задача №7. Количество ядерных пор зависит от функционального состояния клетки. Предложите варианты клеточной нормы (или патологии), при которых число ядерных пор увеличивается либо уменьшается.

Задача №8. У мужчины, многие годы курящего трубку, обнаружили опухолевидное образование на верхней губе. При гистологическом исследовании найдены клетки с увеличенными полиморфными ядрами, контуры ядерной мембраны изрезаны, структура ядра изменена, увеличено относительное содержание гетерохроматина (неактивная ДНК), выявляются разнообразные включения. Отмечено также увеличение размеров ядрышек и их количества, уменьшение числа пор в ядерной мембране. Как вы считаете, положительный или отрицательный прогноз в отношении малигнизации опухоли можно ожидать?

Задача №9. Ваш коллега утверждает, что элементарной единицей живого является не клетка, а ДНК т.к. она способна к самовоспроизведению (репликация), самовосстановлению (репарация)… Кроме того, молекула-репликатор явно древнее, чем клетка. Что вы можете возразить? А, быть может, стоит с ним согласиться?

Задача №10. Один из студентов утверждает: «Нет смысла вводить понятие «компартмент» т.к. оно совпадает с понятием «органелла». Для чего лишний термин?». А каково ваше мнение? Приведите аргументы «за» и «против».
ЗАНЯТИЕ №2

БИОМЕМБРАНЫ.

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОВЕРХНОСТНОГО АППАРАТА КЛЕТКИ.
Вопросы по теме занятия

  1. Химический состав, биологические свойства и функции биомембран.

  2. Жидкостно-мозаичная модель строения мембраны.

  3. Структурно-биохимическая организация поверхностного аппарата клетки:

а) цитолемма (плазмалемма, плазматическая мембрана);

б) надмембранный комплекс;

в) субмембранный комплекс.

4. Трансмембранный перенос веществ:

а) пассивный транспорт;

б) активный транспорт;

в) транспорт в мембранной упаковке.

5. Межклеточные контакты: виды, значение, примеры.

6. Молекулы клеточной адгезии.

7.Молекулы межклеточного матрикса (коллаген, эластин, ламинин, фибронектин).



Ключевые слова и понятия

Биомембрана, цитолемма (плазмалемма, плазматическая мембрана), надмембранный комплекс, субмембранный комплекс, гликокаликс, жидкостно-мозаичная модель биомембраны, избирательная проницаемость, активный транспорт, пассивный транспорт, транспорт в мембранной упаковке, конститутивный фагоцитоз, рецептор-опосредованный фагоцитоз, эндоцитоз, экзоцитоз, трансцитозис, плотный контакт, щелевидный контакт, десмосома, нексус, промежуточный контакт, синапс, кадгерины, интегрины, иммуноглобулины, селектины.



АУДИТОРНАЯ РАБОТА

Работа №1. «Движение цитоплазмы (циклоз)»

Лист элодеи поместите на предметное стекло в каплю дистиллированной воды, накройте покровным стеклом. При большом увеличении вы увидите, что хлоропласты перемещаются, увлекаемые движущейся цитоплазмой. Зарисуйте 2-3 клетки; обозначьте ядро, цитоплазму, хлоропласты; стрелками укажите направление циклоза.



Работа №2. «Плазмолиз в растительных клетках»

Используйте препарат, изготовленный в предыдущей работе. Нанесите 2-3 капли гипертонического раствора поваренной соли или одномолярного раствора сахарозы сбоку покровного стекла, с другой стороны покровного стекла фильтровальной бумагой отсосите дистиллированную воду. Вы увидите, что протопласт сократился в объёме, отойдя от клеточных стенок, т.к. часть воды диффундировала из клетки в направлении большей концентрации осмотически активного вещества (в данном опыте – поваренной соли или сахарозы). Таким образом, плазмолиз – это уменьшение объёма протоплазмы в результате потери воды клеткой, помещённой в гипертонический раствор. Деплазмолиз – обратное явление.



Работа №3. «Влияние гипотонического и гипертонического растворов на животную клетку»

Поместите на предметное стекло каплю крови в каплю физиологического раствора, накройте покровным стеклом. Рассмотрите при большом увеличении. Нанесите несколько капель дистиллированной воды сбоку покровного стекла, а с другой стороны покровного стекла фильтровальной бумагой отсосите физраствор. Пронаблюдайте за изменением формы эритроцитов. Вскоре содержимое в поле зрения окрасится в однородный красноватый цвет, т.к. эритроциты разрушатся вследствие проникновения в протоплазму дистиллированной воды, и гемоглобин выйдет из них. Этот процесс называется «гемолиз».

Поместите на предметное стекло каплю крови в 1,5%-й (гипертонический) раствор поваренной соли. Эритроциты уменьшатся в объёме, т.к. часть воды диффундирует из клетки в направлении большей концентрации осмотически активного вещества (в данном случае – поваренной соли).

Работа №4. «Избирательная проницаемость клеточной мембраны»

1) Возьмите два предметных стекла, нанесите на них по 1-2 капли суспензии дрожжей, один из препаратов нагрейте над пламенем спиртовки (высокая температура нарушает нормальную структуру клеточной мембраны, и она становится неспособной к выполнению своих основных функций, в частности, избирательной проницаемости), добавьте по капле красителя конго красного, накройте покровными стеклами. Микроскопируйте препараты при большом увеличении. Есть ли разница в окрашивании дрожжевых клеток в норме и после нагревания?

2) Возьмите два предметных стекла, нанесите на них по 1-2 капли суспензии дрожжей, один из препаратов нагрейте над пламенем спиртовки, добавьте по капле красителя метиленового синего (являющегося витальным красителем), накройте покровными стеклами. Микроскопируйте препараты при большом увеличении. Есть ли разница в окрашивании?

3) Стерильным стеклянным шпателем сделайте соскоб со слизистой оболочки внутренней поверхности щеки, нанесите полученную массу на два предметных стекла. Один из препаратов нагрейте над пламенем спиртовки, добавьте по капле красителя конго красного, накройте покровными стеклами. Микроскопируйте препараты при большом увеличении. Есть ли разница в окрашивании эпителиальных клеток в норме и после нагревания?

4) Стерильным стеклянным шпателем сделайте соскоб со слизистой оболочки внутренней поверхности щеки, нанесите полученную массу на два предметных стекла. Один из препаратов нагрейте над пламенем спиртовки, добавьте по капле красителя метиленового синего, накройте покровными стеклами. Микроскопируйте препараты при большом увеличении. Есть ли разница в окрашивании эпителиальных клеток?

Заполните таблицу в альбоме. Сделайте выводы.



Объект

Краситель



Дрожжевые клетки

Эпителиальные клетки

Норма

После
нагревания

Норма

После
нагревания

Конго красный













Метиленовый
синий













Решение задач

Задача №1. Макрофаг при фагоцитозе поглощает почти 100% своей цитолеммы за 30 минут. При этом площадь его поверхности остаётся практически неизменной. Объясните, за счёт чего происходит восстановление мембраны.

Задача №2. Процессы жизнедеятельности клетки регулируются гормонами. Однако многие гормоны внутрь клетки не проникают. Каким же образом они изменяют скорость и направление биохимических реакций в протоплазме?

Задача №3. При дифференциальном центрифугировании фракцию эндоплазматической сети удаётся получить в виде микросом – мельчайших вакуолей, хотя в клетке ЭПС представляет собой систему канальцев и цистерн. Объясните.

Задача №4. Одна из линий мутантных клеток не способна синтезировать тимидинтрифосфат (ТТФ), который необходим для репликации ДНК. При совместном культивировании с нормальными клетками в цитозоле клеток-мутантов обнаружили ТТФ и отметили нормальную репликацию ДНК. Какие межклеточные соединения могли помочь восстановлению способности мутантных клеток к репликации? Как это можно доказать? Можно ли культивировать мутантную линию без нормальных клеток?

Задача №5. С нарушением функции десмосом связаны тяжёлые кожные болезни, объединённые под общим названием «pemphigus» - пузырчатка. Например, при пузырчатке обыкновенной образуются антитела против десмоглеина-3 (белка, входящего в состав десмосом). Как вы думаете, чем объясняется симптоматика заболевания – формирование кожных пузырей?

ЗАНЯТИЕ №3

КАНАЛЬЦЕВО-ВАКУОЛЯРНАЯ СИСТЕМА. ЦИТОСКЕЛЕТ. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АППАРАТ КЛЕТКИ.
Вопросы по теме занятия

  1. Компартментализация.

  2. Эндоплазматическая (цитоплазматическая) сеть: структурная характеристика.

  3. Особенности биосинтеза белков на ЭПС.

  4. Аппарат Гольджи (пластинчатый комплекс) как система сортировки и модификации белков.

  5. Молекулярная организация лизосом.

  6. Строение и функции пероксисом.

  7. Поток вещества в клетке.

  8. Микротрубочки: молекулярная организация и функции в клетке.

  9. Промежуточные филаменты: молекулярная организация и функции в клетке.

  10. Микрофиламенты: молекулярная организация и функции в клетке.

  11. Моторные белки: примеры и функции.

  12. ЦОМ: центр организации микрорубочек.

  13. Клетка как открытая система.Этапы преобразования энергии в клетке.

  14. Структуры, участвующие в энергетическом обмене клетки.Строение и свойства митохондрий.Функции митохондрий.

  15. Митохондриальные болезни.


Ключевые слова и понятия

Лизосома, пероксисома, аппарат Гольджи (пластинчатый комплекс), диктиосома, эндоплазматическая (цитоплазматическая) сеть гранулярная и агранулярная, канальцево-вакуолярная система, поток вещества, цитоскелет, микротрубочки, промежуточные филаменты, микрофиламенты, клеточный центр, жгутики, реснички, динеин, кинезин, нинеин, гамма-тубулин, митохондрия, хондриосома, хондриом, кристы, митохондриальный матрикс, макроэргические соединения, гликолиз, гидролиз, окислительное фосфорилирование.



АУДИТОРНАЯ РАБОТА

Работа №1. Изучите электроннограммы различных клеток по альбому-атласу. Сопоставьте со схемой электроннограммы клетки, зарисованной в Вашем альбоме.

Работа №2. Рассмотрите на малом, затем на большом увеличении постоянный микропрепарат «Аппарат Гольджи в нервных клетках спинального ганглия» (импрегнация осмием). Зарисуйте 2-3 нейрона в альбоме, соблюдая цветовую гамму. В нейронах обозначьте ядро, аппарат Гольджи. Также изобразите в альбоме схему электронно-микроскопического строения пластинчатого комплекса.

Работа №3. Рассмотрите на малом, затем на большом увеличении постоянные микропрепараты:

1) «Включения гликогена в клетках печени аксолотля» (окраска кармином-гематоксилином). Зарисуйте 2-3 гепатоцита (клетки печени) в альбоме, соблюдая цветовую гамму. Обозначьте ядро (фиолетовое), цитоплазму, гранулы гликогена (розовые);



2) «Жировые включения в клетках печени аксолотля» (окраска осмиевой кислотой и сафранином). Зарисуйте 2-3 гепатоцита в альбоме. Обозначьте ядро (красное), цитоплазму, капли жира (черные).

Работа № 4. Рассмотрите на малом, затем на большом увеличении постоянный микропрепарат «Секреторные включения в клетках кожи аксолотля» (окраска гематоксилином-эозином). Зарисуйте одну из клеток, содержащих включения. Сделайте вывод о функциональном значении этого типа клеток в коже амфибий.

Работа №5. Рассмотрите на малом, затем на большом увеличении постоянный микропрепарат «Центросомы и ахроматиновое веретено митоза яйцеклетки лошадиной аскариды» (окраска железным гематоксилином). Среди множества дробящихся яйцеклеток найдите клетку на стадии метафазы. Зарисуйте её в альбоме, соблюдая цветовую гамму. Обозначьте хромосомы, центриоли, нити веретена деления.

Работа №6. Изучите схемы и электроннограммы элементов цитоскелета; зарисуйте в альбоме схему клеточного центра.

Работа №7. Заполните в альбоме таблицу «Элементы цитоскелета» по предлагаемой схеме:




Диаметр

Белки, формирующие структуру

Функции в клетке

Микротрубочки










Промежуточные
филаменты










Микрофиламенты










Работа №8. Рассмотрите на малом, затем на большом увеличении постоянный микропрепарат «Мерцательный эпителий кишечника беззубки» (окраска железным гематоксилином). При малом увеличении найдите срез кишки, выстланной эпителиоцитами. При большом увеличении видно, что ядра клеток располагаются в несколько рядов и находятся ближе к базальной мембране. Реснички, покрывающие апикальную поверхность клеток, образуют тонкую непрерывную полоску, окрашенную светлее цитоплазмы. Зарисуйте несколько клеток в альбоме, соблюдая цветовую гамму. Какова функция этих клеток?

Работа №9. Заполните в альбоме таблицу «Межклеточные контакты» по предлагаемой схеме:


Скачать 371.49 Kb.

Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2




База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница