Тема занятия: Строение и функции интерфазного ядра. Размножение клеток. Митоз, его стадии. Мейоз и гаметогенез. Стадии и клеточные формы гаметогенеза.
2. Мотивация изучения темы: Роль цитологии очень велика, так как в ней рассматриваются базисные знания в системе подготовки провизора высшей школы. Знания клеточной биологии востребованы на таких дисциплинах, как физиология, биологическая химия, ботаника и другие. Морфофункциональное состояние клетки, понимание механизмов взаимодействия основных компартментов клетки – основа успешного лечения.
3.Цели занятия.
Общая цель: изучения темы направлено на формирование компетенций по ФГОС специальности ОК-1, ОК-5, ПК-47
Конкретные цели и задачи.
После изучения темы студент должен:
«Знать» - обучающиеся способны воспроизвести учебные материалы требуемой степенью точности: Проявления фундаментальных свойств живого на основных эволюционно-обусловленных уровнях организации; Химический состав клетки; роль отдельных химических элементов, воды и неорганических солей в жизнедеятельности клетки; строение и функции наиболее важных органических соединений: белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот; Основы клеточной теории; особенности строения клеток различных типов (прокариотической и эукариотической); строение эукариотической клетки (клеточная мембрана, виды транспорта через мембрану и их значение в поддержании гомеостаза клетки, строение и функции органоидов клетки); Пути реализации анаболических и катаболических реакций клетки; этапы гомеостаза клетки, строение и функции органоидов клетки; Основные формы и механизм размножения организмов (бесполый и половой); периодизацию клеточного цикла (механизмы кариокинеза по типу митоза и мейоза, их биологическое значение);
«Уметь» - предполагается способность выпускника применять полученные знания для решения типовых задач соответствующей сферы профессиональной деятельности с возможным использованием справочной литературы: Работать с микроскопом и бинокуляром, готовить временные микропрепараты; Выявлять главные факторы риска конкретной болезни для определения мер их профилактики или устранения; Базовыми технологиями преобразования информации: текстовые, табличные редактор; техникой работы в сети Интернет для профессиональной деятельности;
«Владеть» - предполагается обязательное наличие опыта (навыков) в проведении определенных практических действий: Базовыми технологиями преобразования информации: текстовые, табличные редактор; техникой работы в сети Интернет для профессиональной деятельности; Навыками работы с биологическими и поляризационными микроскопами; Навыками санитарно-просветительской работы.
Вопросы, изученные на предшествующих дисциплинах и необходимые для освоения темы.
1. Строение оптических приборов (курс школьной биологии).
2. Химический состав клетки (курс школьной биологии).
5. Задания для самостоятельной подготовки к практическому занятию:
5.1. Перечень контрольных вопросов для самоконтроля знаний.
Морфология и функции интерфазного и митотического ядра клетки.
Строение и функции ядерной оболочки (ядерные поры, связь кариолеммы с органеллами клетки), ядерного сока, ядрышка и хроматина.
Морфология и классификация хромосом, правила хромосом.
Понятие кариотипа и идиограммы. Эухроматин и гетерохроматин. Понятие полового хроматина (тельце Барра).
Политенные хромосомы, хромосомы типа ламповых щеток. Пуфы Бальбиани.
Митотический цикл клетки (стадии митоза, их характеристика)
Жизненный цикл клетки, понятие, отличия от митотического.
Амитоз, виды амитоза.
Цитогенетическая характеристика мейоза (стадии, их характеристика).
Характеристика профазы первого деления мейоза (лептонема, зигонема, пахинема, диплонема и диакинез).
Понятие бивалента, тетрады, синапсиса и хиазм.
Отличительные особенности интерфазы и интеркинеза.
Типы кроссинговера. Причины нерасхождения хромосом.
Биологический смысл мейоза.
Гаметогенез. Характеристика ово- и сперматогенеза человека. Строение половых клеток.
5.2. Задания для СРС во внеучебное время
Подготовка рефератов и кратких сообщений по темам: Процессы ассимиляции и диссимиляции на уровне клетки. Клеточная пролиферация. Фотосинтез и органеллы его регулирующие.
Подготовить тему: «Взаимодействие аллельных и неаллельных генов. Генетика пола. Сцепленное с полом наследование. Хромосомная теория наследования».
5.3. Задания для самоконтроля подготовки к практическому занятию (тесты) .
Вариант 1.
1. Назовите основные формы размножения. 2. Что происходит в метафазе митоза. 3. Сколько хромосом имеет дочерняя клетка, если митотически разделившаяся материнская клетка имела 14 хромосом. 4. В каком периоде сперматогенеза происходит мейоз. 5. Биологическое значение мейоза.
Вариант 2.
Митоз имеет важное биологическое значение потому, что: 2. Профаза редукционного деления отличается от профазы митоза тем, что: 3. В какой стадии профазы 1 происходит кроссинговер. 4. В какой стадии мейоза происходит расхождение к полюсам клетки хромосом. 5. Назовите отличия овогенеза от сперматогенеза.
6.Этапы проведения практического занятия.
№ п/п
|
Название этапа
|
Цель этапа
|
Время
|
1
|
2
|
3
|
4
|
Вводная часть занятия
|
5-10 %
|
1
|
Организация занятия
|
Мобилизовать внимание студентов на данное занятие
|
4 мин
|
2
|
Определение темы, мотивации, цели, задач занятия
|
Раскрыть практическую значимость занятия в системе подготовки к профессиональной деятельности, сформировать мотив и, как следствие, активизировать познавательную деятельность студентов
|
6 мин
|
Основная часть занятия
|
80-90%
|
1
|
2
|
3
|
4
|
3
|
Контроль исходных знаний, умений и навыков
|
Проверка готовности студентов к занятию, выявление исходного уровня знаний, умений и навыков
|
60 мин
|
4
|
Общие и индивидуальные задания на СРС в учебное время
|
Дифференцированное ориентирование студентов к предстоящей самостоятельной их работе
|
5 мин
|
5
|
Демонстрация методики
|
Показать ориентировочную основу действия (ООД)
|
5 мин
|
6
|
Управляемая СРС в учебное время
|
Овладение необходимыми общекультурными, профессиональными компетенциями, исходя из конкретных целей занятия
|
60 мин
|
7
|
Реализация планируемой формы занятия (клинический разбор случая болезни, семинар, конференция и др.)
|
Контроль результатов обучения и оценка с помощью дескрипторов
|
10 мин
|
8
|
Итоговый контроль
|
Оценивание индивидуальных достижений студента, выявление индивидуальных и типичных ошибок и их корректировка
|
10 мин
|
Заключительная часть занятия
|
5-10 %
|
9
|
Подведение итогов занятия
|
Оценка деятельности студентов, определение достижения цели занятия
|
4 мин
|
10
|
Общие и индивидуальные задания на СРС во внеучебное время
|
Указание на самоподготовку студентов, ее содержание и характер
|
6 мин
|
Ориентировочная основа действия (ООД) для проведения самостоятельной работы студентов в учебное время.
Изучить стадии митотического цикла на микропрепарате: стадии митоза в корешке лука, пост. пр., м/б ув. На препарате видны клетки, находящиеся в разных стадиях митотического цикла. Ядро округлой формы, с четкими границами, в кариоплазме – глыбки хроматина и ядрышко – интерфаза. В профазе размеры ядра увеличиваются, ядрышки растворяются, заметны хромосомы в виде тонких нитей, образующие рыхлый клубок. В метафазе хорошо видны спирализованные хромосомы в плоскости экватора. В анафазе хроматиды перемещаются к полюсам в виде звезды. В телофазе на полюсах клетки видны рыхлые клубки деспирализованных хромосом и в центре клетки начинает формироваться перегородка.
Изучить виды амитоза на микропрепарате: амитоз в слизистой мочевого пузыря, п. пр., м./б ув. Зарисовать ядра амитотически делящихся клеток разной формы.
Найти особенности строения политенных хромосом на микропрепарате: политенные хромосомы двукрылых, п. пр., м/б ув. На препарате хорошо видны чередующиеся светлые и темные диски (хромомеры) различной величины и формы. Отметить гетерохроматиновые (темные) и эухроматиновые (светлые) участки и пуффы Бальбиани.
Изучить стадии оплодотворения на микропрепарате: стадия двух пронуклеусов и синкариона у лошадиной аскариды, пост. пр., м/б ув. Отметить стадии оплодотворения: два ядра в клетке (два пронуклеуса) и слияние ядер (синкарион).
Изучить микропрепараты: яичник и семенник млекопитающего, пост. пр., м. ув. В яичнике найти структуру – фолликул, в котором есть фолликулярные клетки образующие этот пузырек, полость фолликула, заполненная фолликулярной жидкостью, яйценосный бугорок и яйцеклетку. В семеннике обратить внимание на семенные канальцы и их структуру: по переферии – слой мелких клеток – зона размножения (сперматогонии), далее внутрь канальца – слой более крупных клеток – зона роста (сперматоциты I порядка), третий слой клеток – зона созревания (сперматоциты II порядка и сперматиды) и четвертый слой в центре канальца – зона формирования и клетки – сперматозоиды. На препарате - сперматозоиды человека, морской свинки, пост. пр., м/б ув. Рассмотреть строение сперматозоидов, отметить головку, шейку и жгутик.
Составить таблицу: Эволюция форм полового размножения
7.Решить задачи.
Задания для контроля уровня сформированности компетенций в учебное время.
Во время метафазы митоза в культуре ткани человека произошла элиминация (исчезновение) двух хромосом. Сколько хромосом, хроматид и ДНК будет в каждой образовавшейся клетке?
Предмитотическую клетку человека обработали колхицином (вещество, разрушающее веретено деления, но не влияющее на редупликацию хромосом). Сколько хромосом, хроматид и ДНК будут иметь дочерние клетки, образовавшиеся в результате митоза?
В культуре ткани человека произошло нарушение митоза, 21-я акроцентрическая хромосома переместилась к одному полюсу клетки. Какое количество хромосом оказалось в дочерних клетках после митоза?
В клетке имеется три пары хромосом: пара метацентрических с генами Аа, пара субметацентрических с генами Вв и пара акроцентрических с генами Сс. Сколько и каких хромосом получат дочерние клетки, образовавшиеся после митоза?
Соматические клетки кошки имеют 2n = 38 хромосом. Во время митоза произошло нерасхождение хроматид в трех парах хромосом. Сколько хромосом и хроматид будут иметь клетки, образовавшиеся после митоза?
Общая масса всех молекул ДНК 28 метафазных хромосом одной соматической клетки окуня равна 4х10-12 г (4С). Определить чему будет равна масса ДНК всех хромосом одной дочерней клетки и двух дочерних клеток, образовавшихся после митоза?
Сколько хромосом, хроматид и ДНК будут иметь дочерние клетки, образовавшиеся после митоза, если материнская клетка имеет 18 пар хромосом?
Сколько хромосом, хроматид и ДНК будут иметь дочерние клетки, образовавшиеся после митоза, если материнская клетка имеет 19 пар хромосом?
В процессе сперматогенеза, во время редукционного деления произошло нерасхождение 21-ой пары хромосом. Сколько хромосом и хроматид будут иметь в этом случае сперматозоиды человека? Нарисовать схему мейоза.
Сколько хромосом, хроматид и ДНК будет иметь яйцеклетка мыши, если ее соматическая клетка имеет 40 хромосом? Расписать стадии овогенеза и названия клеток на разных стадиях.
При нарушении мейоза произошло нерасхождение двух хромосом на хроматиды. Сколько хромосом, хроматид будет иметь яйцеклетка собаки, если ее соматические клетки имеют 39 пар хромосом? Расписать стадии овогенеза и названия клеток на разных стадиях.
Под действием радиации произошло нарушение расхождения хромосом в периоде размножения сперматогенеза у кролика (2n=44 хромосомы). Одна пара хромосом не разошлась на хроматиды. Сколько хромосом и хроматид будут иметь клетки, образовавшиеся в результате сперматогенеза?
5. Расписать стадии сперматогенеза человека. Как называются клетки на каждой стадии и какой набор хромосом, хроматид и ДНК они будут иметь?
Под действием радиации у женщины нарушился период созревания овогенеза. Произошло нерасхождение бивалента 15-ой пары хромосом в I мейотическом делении. Сколько хромосом и хроматид будет иметь яйцеклетка женщины?
Во время нарушения мейоза у хомяка (2n = 44 хромосомы) одна пара гомологичных хромосом не разошлась к разным полюсам клетки. Сколько хромосом и хроматид будут иметь дочерние клетки? Изобразить схематически.
При нарушении мейоза произошло нерасхождение двух хромосом на хроматиды. Сколько хромосом, хроматид будет иметь яйцеклетка кошки, если ее соматические клетки имеют 36 хромосом? Расписать стадии овогенеза и названия клеток на разных стадиях.
Если самка, имеющая три пары хромосом, продуцирует 400 яйцеклеток, то сколько сортов их будет и сколько гамет каждого сорта может быть образовано?
В клетке имеется три пары хромосом: пара метацентрических с генами Аа, пара субметацентрических с генами Вв и пара акроцентрических с генами Сс. Сколько и каких хромосом получат дочерние клетки, образовавшиеся после мейоза?
Общая масса всех молекул ДНК в 46 предмитотических хромосомах одной соматической клетки человека равна 12 · 10 -12 г (4с). Определить, чему будет равна масса всех хромосом в одной дочерней клетке и в четырех дочерних клетках, образовавшихся после мейоза?
Учебно-материальное обеспечение:
9.1. Литература:
а) обязательная
Чебышев Н.В., Гринева Г.Г., Козарь М.В., Гуленков С.И. Биология. М.: ВУНМЦ, 2011 г.
Руководство к лабораторным занятиям по биологии / Под ред. Н.В. Чебышева. М.: 2011 г.
б) дополнительная
Цитология. Учебное пособие. Каредина В.С., Зенкина В.Г., Солодкова О.А., Веревкина Л.В., Масленникова Л.А., Божко Г.Г. Владивосток, 2012
Биология. Пехов А.П. М.: Российский университет дружбы народов, 2010.
Тейлор Д., Грин Н., Стаут У. Биология. В 3-х томах, Мир, 2005 г.
10. Материальное обеспечение:
а)Таблицы: схема строения эукариотической клетки, строение органелл, классификация включений, эволюция форм полового размножения.
б)Световые микроскопы
в)Микропрепараты: митоз в корешке лука, амитоз в слизистой мочевого пузыря, политенные хромосомы двукрылых, стадии оплодотворения, яичник и семенник млекопитающего.
Приложение 1. Пример решения ситуационных задач.
1. Во время метафазы митоза в культуре ткани человека произошла элиминация (исчезновение) двух хромосом. Сколько хромосом, хроматид и ДНК будет в каждой образовавшейся клетке?
2n4c 46 хромосом, 92 хроматиды, 4с ДНК
↙ ↘ ↙ ↘
2n2c 2n2c 44 хромосомы, 44 хромосомы,
44 хроматиды,<2с ДНК 44 хроматиды, <2с ДНК
При митозе в анафазе расходятся хроматиды, следовательно каждая из них представляет собой отдельную хромосому.
Сколько хромосом, хроматид и ДНК будет иметь яйцеклетка мыши, если ее соматическая клетка имеет 40 хромосом? Расписать стадии овогенеза и названия клеток на разных стадиях.
Период 2n4c 40 хромосом, 80 хроматиды, 4с ДНК
размножения å æ å æ
(митоз) 2n2c 2n2c 40 хр-м, 40 хр-д,2с 40 хр-м, 40 хр-д,2с
â â овогонии
Период роста 2n4c 40 хромосом, 80 хроматид, 4с ДНК
(интерфаза) å æ å овоцит 1 порядка æ
Период n2c n2c 20хр. 40 хр-д, 2сДНК 20хр. 40 хр-д, 2сДНК
созревания åæ åæ å æ овоцит 2 пор и ред. тельце å æ
(мейоз) nc nc nc nc 20 хр-м, 20 хр-м, 20 хр-м, 20 хр-м,
20 х-д,1с 20 х-д,1с 20 х-д,1с 20 х-д,1с
яйцеклетка и 3 редукционных тельца
Во время нарушения мейоза у человека одна пара гомологичных хромосом не разошлась к разным полюсам клетки. Сколько хромосом и хроматид будут иметь дочерние клетки? Изобразить схематически.
2n4c 46 хромосом, 92 хроматиды, 4с
редукционное å æ å æ
деление n2c n2c 22 хр, 44х-д, <2сДНК 24 хр, 48 хр-д, >2сДНК
å æ åæ å æ å æ
эквационное nc nc nc nc 22хр, 22хр, 24хр, 24хр,
деление 22х-д, <1с 22х-д, <1с 24х-д, >1с 24х-д, >1с
При мейозе во время редукционного деления в анафазе (1) расходятся хромосомы из пары, а во время эквационного деления в анафазе (2) – хроматиды. В данном случае одна пара хромосом не разошлась в анафазе редукционного деления, следовательно в одной клетке стало на одну хромосому меньше, а в другой на одну больше.
Занятие 3
|
