Рабочая учебная программа по цитологии (стр. 3 )

к рейтинговому контролю знаний студентов

по дисциплине - Цитология

специальность - Биология

преподаватель - ст. преп. каф. общей биологии и физиологии

Дисциплина «Цитология» изучается студентами 1 курса очной формы обучения направления 020400.62 «Биология». Курс состоит из лекционного материала и лабораторных занятий. Изучение данной дисциплины осуществляется во 2-м семестре.

Текущий контроль начинается с учета посещаемости лекций и лабораторных занятий и регулярного проведения экспресс-опросов и коллоквиумов по теоретическому и лабораторному материалу по мере прочтения лекций и проведенных лабораторных занятий. В течение семестра студент за каждую лабораторную работу получает по одному баллу (полностью оформлена и защищена.).

С целью оптимизации учебного процесса рекомендуется равномерное распределение сроков контрольных точек рейтинга:

1-я контрольная точка – 8 неделя семестра

2-я контрольная точка – 12 неделя семестра

3-я контрольная точка – 17 неделя семестра

Курс заканчивается сдачей экзамена. При контроле знаний в семестре студент должен набрать минимально 40 баллов, если набирает менее 40 баллов, то в ведомости проставляется «не допущен». При получении на экзамене оценки ниже 21 балла выставляется «неудовлетворительно» и требуется повторная сдача. Если студент в течение семестра по контрольным точкам смог набрать 55-60 баллов он получает экзамен без его сдачи с применением коэффициента 1,6.

Шкала перевода итоговой оценки: 100 – 90 – «отлично», 89-76 – «хорошо», 75-61 – «удовлетворительно».

Приложение 6
к рабочей программе дисциплины
«Цитология»

Календарный график всех видов контроля, включая самостоятельную работу студентов

№	Название темы	Форма контроля	Число часов по неделям и формам контроля
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
1.	Клеточная теория.	Опрос. тесты	2	2	2	3
2.	Мембраны клетки.	Опрос. тесты					2	2	4	2
3.	Цитоплазма и ее структурные компоненты.	Опрос. тесты									4	2	4	2										1
4.	Опорно-двигательная система.	Опрос. тесты													2	2	2	2
5.	Ядро. Деление клетки.	Опрос. тесты																	4	2
	Итого																			45

Приложение 7
к рабочей программе дисциплины
«Цитология»

Конспект лекций (тезисы)

Тема 1.

Цитология (от греч. kytos – ячейка, клетка) – наука о клетке, в современном звучании - биологии клетки – наука довольно молодая. Из среды других биологических наук она выделилась почти сто лет назад. Впервые обобщенные сведения о строении клеток были собраны в книге Ж-Б. Карнау «Биология клетки», вышедшей в 1884 г.

Цитология – наука о клетке, о строении, функционировании, метаболизме, происхождении, размножение, взаимоотношениях с окружающей средой и развитие. История развития изучения клетки связана с микроскопической техникой и привела к формированию теоретического обобщения, имеющего общебиологическое значение – клеточной теории. Клеточная теория – это обобщенные представления о строении клетки, как единиц живого об их размножении и роли формирования многоклеточных организмов.

История цитологии

1665- Р. Гук применил название” клетка” А. Ван Левенгук-открыл одноклеточные организмы 1825-Я. Пуркине ввел понятие протоплазмы 1831-Р. Браун обнаружил ядро Шлейден и Шванн - “клеточная теория” 1858-Р. Вирхов-доказал, что новая клетка образуется путем деления материнской клетки К. Бэр открыл яйцеклетку млекопитающих и установил, что все многоклеточные организмы развиваются из одной клетки

Тема 2.

1 метод Световая микроскопия

Для изготовления препарата объект необходимо подвергать длительной обработки состоящей их нескольких этапов:

v  фиксация

v  уплотнение

v  обезвоживание

v  заливка

v  изготовление срезов

v  окраска срезов

v  заключение срезов.

2.  фазово-контрастная микроскопия

3.  интерференционная

4.  поляризационная

5.  флуоресцентная

6.  электронная

7.  высоковольтная

8.  сканирующая электронная

9.  цитофотометрии

10.  авторадиографии

11.  Электронная микроскопия

12.  Ультрамикротомия

13.  замораживания–скалывания

Тема. 3.

СОВРЕМЕННОЕ ПОЛОЖЕНИЕ В КЛЕТОЧНОЙ ТЕОРИИ

Клетка – элементарная единица живого Клетки разных организмов гомологичны по строению Размножение клетки происходит путем деления исходной клетки Многоклеточные организмы это сложные ансамбли клеток, объединенные в целостные интегрированные системы ткани и органов соподчиненные и связанные между собой межклеточными, нервными и гуморальными формами регуляции.

Системность в организации клетки.

Как гласит первый постулат клеточной теории клетка – наименьшая единица живого, но клетка имеет сложное строение, содержит в себе множества типов внутриклеточных структур, выполняющих разнообразные функции. При этом каждый компонент специализирован на выполнение определенной функции, являющейся обязательной для существования клетки (это подобно многоклеточному организму). Рассматривая клетки, как целостную неделимую систему, можно выделить следующие структурные функциональные системы:

1.  Система сохранения, воспроизведения и регуляции генетической информации – ЯДРО

2.  система промежуточного обмена – ГИАЛОПЛАЗМА

3.  рецепторно-барьерно-транспортная система – ПЛАЗМОЛЕММА

4.  система синтеза, созревания и внутриклеточного транспорта биополимеров – ВАКУОЛЯРНАЯ СИСТЕМА (аппарат Гольджи, ШЕР, ГЕР, лизосомы, вакуоли)

5.  каркасно-двигательная система цитоскелета – МИКРОФИЛАМЕНТЫ, МИКРОТРУБОЧКИ, ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ФИЛАМЕНТЫ

6.  система энергообеспечения – МИТОХОНДРИИ

7.  система фотосинтеза у растительных клеток – ПЛАСТИДЫ

Тема 4

Плазматическая мембрана, или плазмолемма - это поверхностная периферическая структура, ограничивающая клетку снаружи и выполняющая роль барьера между цитоплазмой и окружающей средой клетки. Кроме того, плазмолемма обеспечивает ограниченный поток низко - и высокомолекулярных веществ и выполняет рецептирующую (узнавание) роль.

Эндоцитоз

Экзоцитоз

поглощение клеткой макромолекул (белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, липопротеидов) путем образования плазмалеммой выростов, обволакивающих молекулы затем путем впячивания, образования вакуолей – эндосомы. Делится на фагоцитоз и пиноцитоз Фагоцитоз - захват несвойственных клетке безразличных веществ Пиноцитоз - поглощение веществ для которых на плазматической мембране есть специфические рецепторы. После образования эндосомы, к ней подходит лизосома образуется комплекс – эндолизосома, где происходит расщепление биополимеров

- выведение веществ из клетки через плазмалемму путем слияния плазматической мембраны с мембраной вакуоли с внутриклеточными продуктами, подошедшие к плазмалемме и выхода продуктов наружу. По типу экзоцитоза происходит выделение различных секретов, ферментов, элементов гликокаликса и т. д.

Общие свойства биологических мембран

Все клеточные мембраны построены одинаково. Они состоят из липопротеидных пленок, представляющих собой двойной слой липидных молекул с включенными в него молекулы белка. Липиды составляют 25-60% от общего веса мембран, белки 40-75%. В состав мембран входят углеводы 2-10%.

Тема 5.

Цитоплазма - компонент клетки, который остается, если исключить ядро. Структуру цитоплазмы подразделяют на три части:

1.  органеллы,

2.  включения,

3.  гиалоплазма (основная плазма, цитозоль).

ОРГАНОИДЫ
Мембранные	Немембранные
Одномембранные	Двумембранные	рибосомы, клеточный центр
органеллы вакуолярной системы - эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы, пероксисомы и другие специализированные вакуоли, а также плазматическая мембрана	митохондрии и пластиды, а также клеточное ядро.

Тема 6.

Само понятие о цитоскелете или скелетных компонентах цитоплазмы разных клеток было высказано , выдающимся русским цитологом еще в начале ХХ века. К сожалению, они были забыты и только уже в конце 50-х годов с помощью электронного микроскопа эта скелетная система было переоткрыта.

Цитоскелетные компоненты представлены нитевидными, неветвящимися белковыми комплексами или филаментами (тонкими нитями).

Существуют три системы филаментов, различающихся как по химическому составу, так и по своей ультраструктуре, так и по функциональным свойствам. Самые тонкие нити – это микрофиламенты; их диаметр составляет около 8 нм и состоят они в основном из белка актина. Другую группу нитчатых структур составляют микротрубочки, которые имеют диаметр 25 нм и состоят в основном из белка тубулина, и, наконец, промежуточные филаменты с диметром около 10 нм (промежуточный по сравнению с 6 нм и 25 нм), образующиеся из разных, но родственных белков

Одним из обязательных компонентов цитоскелета эукариот являются микротрубочки . Это нитчатые неветвящиеся структуры, толщиной 25 нм, состоящие из белков-тубулинов и ассоциированных с ними белков. Тубулины микротрубочек при полимеризации образуют полые трубки, откуда и их название. Длина их может достигать нескольких мкм; самые длинные микротрубочки встречаются в составе аксонемы хвостов спермиев.

Промежуточные филаменты (ПФ) строятся из фибриллярных мономеров. Поэтому основная конструкция промежуточных филаментов напоминает канат, имеющий толщину около 8-10 нм.

Тема. 7.

Морфология ядерных структур

Функции ядра

1) хранение генетической информации

2) обеспечение синтеза белка.

Строение прокариотического ядра

У прокариот нет обособленного ядра, но у них есть его аналог нуклеоид или нуклеоплазма. Его можно отнести к ядерным структурам т. к. он содержит ДНК. Зона нуклеоида достаточно четко выявляется и представляет более светлый участок по сравнению с окружающей цитоплазмой, заполненной рибосомами, гранулами и мембранами. Нуклеоиды состоят из ДНК (90%), различных белков и РНК (10%).

Строение эукариотического ядра

Сам термин «ядро» впервые был применен Брауном в 1833 г. Для обозначения шаровидных постоянных структур в клетках растений. Позднее такую же структуру описали во всех клетках высших организмов.

Ядро эукариот состоит из ядерной оболочки, отделяющей его от цитоплазмы, хроматина, ядрышка и других продуктов синтетической активности, ядерного белкового матрикса и кариоплазмы (или ядерного сока).

Хроматин интерфазных ядер представляет собой хромосомы (состоящие из ДНК), которые теряют в это время свою компактную форму, разрыхляются, деконденсируются.

Тема 8

У клеток, вступивших в цикл деления, фаза собственно митоза, непрямого деления, занимает относительно короткое время, всего около 0,1 времени клеточного цикла. Так, у делящихся клеток меристемы корней интерфаза может составлять 16-30 ч, а митоз занимать всего 1-3 ч. Цикл эпителиальных клеток кишечника мыши длится около 20-22ч, на митоз же приходится всего 1 ч. При дроблении яйцеклеток весь клеточный период, включая митоз, может быть меньше часа.

Процесс митотического деления клеток принято подразделять на несколько основных фаз: профаза, прометафаза, метафаза, анафаза, телофаза Границы между этими фазами установить точно очень трудно, потому что сам митоз представляет собой непрерывный процесс и смена фаз происходит очень постепенно: одна их них незаметно переходит в другую. Единственная фаза, которая имеет реальное начало, это анафаза - начало движения хромосом к полюсам. Длительность отдельных фаз митоза различна, наиболее короткая по времени анафаза.

Мейоз (от греч. meiosis – уменьшение) – особый способ деления клеток, деление созревания, в результате которого происходит редукция (уменьшение) числа хромосом и переход клеток их диплоидного состояния в гаплоидное. Мейоз – это особый тип дифференцировки, специализации клеток, который приводит к образованию половых клеток. Этот процесс занимает два клеточных цикла при отсутствии синтеза ДНК во втором мейотическом делении. Необходимо отметить, что мейоз представляет собой универсальное явление, характерное для всех эукариотических организмов. При мейозе происходит не только редукция числа хромосом до гаплоидного их числа, но происходит чрезвычайно важный генетический процесс – обмен участками между гомологичными хромосомами, процесс, получивший название кроссинговера.

Приложение 8

к рабочей программе дисциплины

«Цитология»

Глоссарий

Автотрофы – это организмы, у которых хотя бы часть клеток способна ассимилировать (усваивать) углекислый газ.

Агранулярный эндоплазматический ретикулум – см. Гладкая эндоплазматическая сеть.

Аксонема – система параллельно ориентированных микротрубочек, образующая осевую часть главного стержня жгутика или реснички. Типичная аксонема представлена цилиндром, стенки которого образованы девятью дублетами микротрубочек; вдоль оси аксонемы тянутся две одиночные микротрубочки.

Актин – один из основных белков цитоскелета (составляет до 10...15% от всех белков клетки). Обнаруживается в двух формах: глобулярной и фибриллярной. Глобулярный G–актин существует в виде отдельных молекул в форме коллоидного раствора (золь). Но в присутствии АТФ и некоторых белковых факторов образуется нитчатая структура из последовательностей глобул актина (фибриллярный F–актин) в студневидной форме (гель). Фибриллярный актин образует устойчивый комплекс с белком миозином.

Актин-миозиновый комплекс – комплекс основных белков цитоскелета: актина и миозина. Способен к сокращению за счет скольжения актиновых и миозиновых микрофиламентов относительно друг друга (при этом затрачивается энергия за счет гидролиза АТФ на определенных участках молекул миозина).

Амилопласты – это лейкопласты, запасающие крахмал.

Аппарат Гольджи (комплекс Гольджи, пластинчатый комплекс) – это одномембранный органоид, в основе которого лежит система диктиосом. Диктиосома – это стопка уплощенных одномембранных цистерн. Количество диктиосом в клетке может достигать 20. Если диктиосомы расположены независимо друг от друга, то такая структура аппарата Гольджи называется диффузной. Если диктиосомы связаны между собой каналами в единую трехмерную систему, то такая структура называется сетчатой. Функции аппарата Гольджи: накопление разнообразных веществ, их модификация и сортировка, упаковка конечных продуктов в одномембранные пузырьки, выведение секреторных вакуолей за пределы клетки и формирование первичных лизосом.

Биологическая мембрана – это тонкая плёнка (перепонка), образованная фосфолипидным бислоем. Мембрана представляет собой непрерывную поверхность: у неё нет краев, она замыкается сама на себя или переходит в другую мембрану.

Вакуоли – это заполненные жидкостью крупные одномембранные полости. Настоящие вакуоли имеются только у растений. Мембрана крупных вакуолей имеет собственное название – тонопласт. Содержимое вакуолей называется клеточным соком. Функции вакуолей: регуляция водно-солевого режима, накопление пигментов (например, антоциана), накопление алкалоидов, таннидов, латекса, минеральных солей, некоторых отходов жизнедеятельности.

Вакуолярная система – см. Одномембранные органоиды.

Включения – это цитоплазматические структуры, которые не являются обязательными компонентами цитоплазмы. Включения разнообразны по химическому составу, происхождению и функциям. Эргастические включения содержат энергию для жизнедеятельности клетки. Неэргастические включения не служат источниками энергии.

Включения неэргастические – это включения, которые не служат источниками энергии. К ним относятся: некоторые пигменты (меланин, антоциан), эфирные масла, кристаллы оксалата кальция.

Включения эргастические – это включения, которые содержат энергию для жизнедеятельности клетки. К ним относятся: жировые капли, гранулы гликогена и крахмальные зерна, гранулы белка и алейроновые зерна.

Гель – см. Коллоидный раствор.

Гетеротрофы – это организмы, все клетки которых нуждаются в готовых органических веществах. Гетеротрофы не способны ассимилировать углекислый газ.

Гиалоплазма – см. Цитоплазматический матрикс.

Гистоны – это специфические белки хроматина (хромосом), образующие устойчивые нуклеопротеиновые комплексы с ДНК.

Гладкая эндоплазматическая сеть (ЭПС), или агранулярный эндоплазматический ретикулум (ЭПР) – это часть ЭПС, образованная системой разветвленных трубочек. В полости агранулярного ЭПР происходит биосинтез липидов и полисахаридов. В агранулярном ретикулуме сократимых клеток происходит накопление ионов кальция, а в агранулярном ретикулуме печени происходит детоксикация ядовитых веществ.

Гликокаликс – это комплекс биополимеров на внешней поверхности плазмалеммы, характерный для животных. В состав гликокаликса входят гликопротеины и гликолипиды. Гликокаликс обеспечивает информационный обмен между клеткой и внеклеточной средой. В организме высших позвоночных гликокаликс приобретает антигенные свойства, то есть способен регулировать синтез антител.

Гранулярный эндоплазматический ретикулум – см. Шероховатая эндоплазматическая сеть.

Граны – стопки тилакоидов в хлоропластах.

Двумембранные органоиды (органеллы) – это органоиды, образованные двумя мембранами: внешней и внутренней. Эти органоиды называются полуавтономными, поскольку они содержат собственные ДНК, все типы РНК, рибосомы и способны синтезировать некоторые белки. Двумембранные органоиды способны к самовоспроизведению и никогда не образуются из других компонентов клетки; вне клеток они существовать не могут. К двумембранным органоидам относятся митохондрии и пластиды.

Диктиосома – см. Аппарат Гольджи.

Диплосома – пара центриолей.

Жгутики – См. Органоиды движения.

Золь – см. Коллоидный раствор.

Кариоплазма – см. Ядерный матрикс.

Клеточные оболочки (клеточные стенки) – это надмембранные защитно-механические структуры, состоящие из полисахаридов (например, целлюлозы).

Клеточные стенки – см. Клеточные оболочки.

Клеточный сок – это содержимое крупных вакуолей растений. В состав клеточного сока входят неорганические соли, пигменты, растворимые углеводы, органические кислоты, некоторые белки.

Клеточный центр (центросома) – это органоид, контролирующий образование микротрубочек цитоскелета, органоидов движения, веретена деления. Клеточный центр почти всегда обнаруживается в клетках многоклеточных животных. У прокариот клеточный центр всегда отсутствует. У низших эукариот (у водорослей, грибов, одноклеточных животных) клеточный центр обнаруживается не всегда, а в клетках высших растений практически всегда отсутствует (за редким исключением). При отсутствии клеточного центра его функции у эукариот выполняет центр образования микротрубочек. Основу клеточного центра составляют центриоли. Обычно центриоли располагаются парами: одна центриоль – материнская, а другая – дочерняя. Такая пара центриолей называется диплосома. Перед началом деления клетки происходит удвоение центриолей: материнская и дочерняя центриоли расходятся, и от каждой центриоли отпочковывается новая центриоль. В результате образуется две диплосомы на клетку.

Клетчатка – см. Целлюлоза. 

Коллоидный раствор – это раствор макромолекул и молекулярных комплексов. Коллоидные растворы существуют в виде геля (вязкая жидкость) и золя (студневидное состояние). При определенных условиях гель переходит в золь, а золь переходит в гель.

Комплекс Гольджи – см. Аппарат Гольджи.

Кристы – это гребневидные впячивания внутренней мембраны митохондрий.

Ламеллы (фреты) – это одиночные тилакоиды хлоропластов. Отдельные ламеллы связаны между собой и образуют трехмерную структуру.

Лейкопласты – это бесцветные пластиды. Лейкопласты в своем развитии превращаются или в хлоропласты, или в запасающие пластиды: амилопласты содержат крахмал; липидопласты накапливают липиды; протеинопласты накапливают белки и становятся их хранилищем.

Лизосомы – это одномембранные органоиды в виде пузырьков диаметром 0,1...0,5 мкм, содержащие гидролитические ферменты (расщепляющие сложные органические вещества). Первичные лизосомы образуются при отшнуровывании от периферической части аппарата Гольджи. Затем эти первичные лизосомы сливаются с фагосомами (фагоцитарными вакуолями), образуя вторичные лизосомы (пищеварительные вакуоли). Вторичные лизосомы могут сливаться между собой. Вещества, поглощенные клеткой, подвергаются гидролизу, продукты которого через мембрану вторичной лизосомы поступают в цитоплазматический матрикс. Лизосома, содержащая непереваренные вещества, превращается в остаточное тельце. Остаточные тельца выводятся из клетки путем экзоцитоза или остаются в ее составе вплоть до гибели клетки.