1 МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОГО

1
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ ПО ТЕМЕ:
«ЦИТОЛОГИЯ»
Для медико-педагогического и
стоматологического факультетов
(ЗАНЯТИЕ № 2)
2
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
к практическому занятию № 2
Тема: «Ядро клетки. Деление клеток» - 3 часа
1. Место проведения занятия
– кафедра гистологии и медицинской биологии;
Оснащение
- гистологические препараты, микроскопы, компьютер, атласы, слайды.
2. Продолжительность изучения темы – 3 часа.
3. Цель занятия:
- знать строение интерфазного клеточного ядра и его роль в передаче
наследственной информации;
- знать периоды интерфазы и морфологические изменения в
делящейся клетке в различные фазы митоза, научиться
идентифицировать фазы митоза на препарате;
- получить представление о клеточной дифференцировке и ее
морфологических проявлениях;
- иметь представление об амитозе, мейозе, эндомитозе, полиплоидии;
- знать разновидности включений и отличать их на гистологических
препаратах и электроннограммах.
Задачи
Студент должен знать:
1. Строение ядра в интерфазе.
2. Митотическое деление клеток, фазы митоза.
3. Амитоз.
4. Мейоз.
5. Клеточный цикл.
6. Внутриклеточные включения.
Студент должен уметь:
Выполнить практические навыки: определить на препаратах углеводные,
жировые и пигментные включения; Определить все фазы митоза на
препарате в клетках печени. Найти клетку в состоянии амитоза. На
электроннограммах найти структурные компоненты ядра, углеводные и
жировые включения.
4. Мотивация
Курс практических занятий по гистологии и эмбриологии состоит, в
основном, в изучении микроскопических препаратов, углубляющим и
закрепляющим занятия, полученные из лекционного курса и в процессе
самостоятельной работы над книгой. Изучение гистологических препаратов,
структурных особенностей тканей и клеток должно сопровождаться их
зарисовкой, дающей возможность лучше понять препарат. Клетки и их
производные являются основой строения и функционирования всех органов.
Различные внешние и внутренние факторы могут вызвать морфологические
3
изменения в клетках, а следовательно, и в органах. Гистологическое изучение
клеток в биопсийном или аутопсийном материалах (анализ крови, пунктат
костного мозга, селезенки, печени, почек и других органов) позволяет
уточнить диагноз, разобраться в патогенезе различных заболеваний. В связи
с этим, врачам любых специальностей необходимо иметь представление и
морфологии клеток и межклеточного вещества.
5. Межпредметные и внутрипредметные связи.
Полученные знания по теме «Цитология» будут использованы на всех
занятиях по общей и частной гистологии, при изучении нормальной и
патологической анатомии, нормальной и патологической физиологии,
микробиологии и различных клинических дисциплин.
6. Содержание занятия
Теоретическая часть
Рассматриваемые вопросы:
1. Ядро. Обеспечивает хранение и передачу наследственной генетической
информации, синтез белка. В ядре происходят репликация ДНК,
транскрипция и-РНК, т-РНК, р-РНК, образование субъединиц рибосом.
2. Строение ядра.
2.1. Хроматин – ДНК в комплексе с белком;
Эухроматин – зона полной деконденсации хромосом в интерфазном
ядре;
Гетерохроматин – конденсированный хроматин.
В составе хроматина ДНК:белок:РНК в соотношении 1:1,3:0,2.
Белки хроматина – гистоны и негистоновые. Гистоны
располагаются по длине ДНК в виде блоков, в одном блоке 8
гистонов (нуклеосома), негистоновые белки образуют ядерный
матрикс.
Перихроматиновые фибриллы, трихроматиновые и
интерхроматиновые гранулы в ядре – это и-РНК, связанные с
белками – рибонуклепротеиды.
2.2. Ядрышко – самая плотная структура – место образования р-РНК и
рибосом для синтеза полипептидных цепей в цитоплазме.
Ядрышко образуется в области вторичных перетяжек хромосом, в
ядрышклвых организаторах; вокруг ядрышка зона
конденсированного хроматина.
Синтез цитоплазматических белков: на ДНК ядрышкового
организатора образуется предшественник р-РНК, окружается
белком – это сборка субъединиц рибосомы, которые выходят из
ядрышка в цитоплазму и участвуют в синтезе белка.
В электронном микроскопе в ядрышке различают: в центре
фибриллярный компонент (тяжи предшественников рибосом), а по
6.1.
4
периферии – гранулярный компонент (созревающие субъединицы
рибосом).
2.3. Ядерная оболочка. Наружная и внутренняя мембраны, содержит
ядерные поры;
Наружная мембрана связана с гранулярной ЭПС, имеет рибосомы;
внутренняя мембрана связана с хромосомами.
Ядерная пора – отверстие с тремя рядами гранул, по 8 в каждом; от
периферических гранул отходят фибриллы к центру и образуют диафрагму.
3. Клеточный цикл – время существования клетки от одного деления до
другого.
Состоит из 4 частей: митоз (М), пресинтетический (G1), синтетический
(S), постсинтетический (G2).
G1 - накопление белков, увеличение РНК, рост клетки;
S – удвоение ДНК, возрастание синтеза РНК;
G2 – синтез иРНК, синтез белков тубулинов для веретена деления.
4. Митоз, 4 фазы:
Профаза – спирализация хромосом, исчезновение ядрышек,
разрушение ядерной оболочки, уменьшение гранул ЭПС, уменьшение
числа рибосом и полисом, образование веретена деления, расхождение
центриолей.
Метафаза – заканчивается формирование веретена деления, хромосомы
в экваториальной зоне веретена (материнская звезда), обособление
хроматид.
Анафаза – разделение хроматид и расхождение хромосом к полюсам
клетки.
Телофаза – реконструкция новых ядер, образование ядерной оболочки
и двух дочерних клеток (цитотомия).
5. Эндорепродукция – образование клеток с увеличением содержания
ДНК в результате незавершенного митоза (полиплоидия). Блокада
митоза возможна как после G2 – периода, так и в профазе, метафазе
митоза, нарушении цитотомии.
Например, клетки печени (4n, 8n), эпителия мочевого пузыря,
ациноциты слюнных желез, поджелудочной железы, мегакариоциты.
6. Мейоз – деление созревания половых клеток.
6.1. Сперматогенез – образование из одной клетки сперматогонии
четырех клеток с гаплоидным набором хромосом. Первая профаза
мейоза состоит из пяти стадий:
- лептотена – хромосомы видны в виде тонких нитей;
- зиготена – коньюгация хромосом, образование бивалентов,
кроссинговер (обмен генами);
- пахитена – укорочение и утолщение пар коньюгирующих
хромосом;
- диплотена – образование тетрад из двух коньюгирующих
хромосом;
- диакинез – утолщение хромосом.
5
Метафаза – расположение бивалентов хромосом в области экватора.
Анафаза – расхождение гомологичных хромосом из бивалентов по
полюсам (гаплоидный набор).
Второе деление мейоза – без репликации ДНК. В анафазе диады
разделяются на монады.
6.2. Овогенез – из одной клетки овогонии образуется одна яйцеклетка и
три редукционных тельца.
7. Амитоз – прямое деление.
6.2. Аналитическая часть.
Решение ситуационных задач
1. В клетке видны фигуры двух дочерних звезд. Какая это стадия митоза?
Сколько хромосом в каждой звезде?
2. При митотическом делении соматической клетки человека образовались
дочерние клетки. Сколько в них хромосом? Объясните механизм сохранения постоянного числа хромосом?
3. Клетка делится путем митоза. Происходит ли в ней в это время синтез
белка?
4. Количественным методом определили, что в ядре интерфазной клетки,
имеющем нормальные размеры, содоержится удвоенное количество ДНК.
В каком периоде клеточного цикле находится клетка?
5. В препарате видны две клетки. Ядро одной из них содержит много интенсивно окрашенных глыбок хроматина. В другой клетке ядро светлое, хроматин распределен диффузно. Какой тип хроматина преобладает в той и
другой клетках и чем они отличаются функционально?
6. В препарате видны расположенные в центре хромосомы, образующие
фигуру звезды. Какая стадия митоза?
7. В профазе митоза исчезает ядрышко. Каков механизм этого явления и
какую роль при этом играет состояние участка хромосомы, называемого
ядрышковым организатором?
8. Введением химического вещества временно блокированы синтетические
процессы в премитотическом периоде клеточного цикла. В какой период
клеточного цикла клетка вступит с опозданием?
9. Клетки обработали препаратом, блокирующим функцию ядрышка. Как это
отразится на жизнедеятельности клеток?
10. На препаратах наблюдали уменьшение размеров клеточных ядер. Их
уплотнение, сморщивание, более интенсивное окрашивание хроматина, чем
в неизмененных ядрах. Как называется это явление? Что можно сказать о
функциональном состоянии клетки?
6.3 Практическая часть.
Изучение микропрепаратов внутриклеточных включений и
митотического деления клеток.
6
Препарат № 1. Включения гликогена в клетках печени. Окраска
кармином по Бесту.
При малом увеличении найти ярко окрашенный участок печени с
красными гранулами в цитоплазме клеток. При большом увеличении найти
клетку печени угловатой формы, ядро – одно или два, окрашенные в
фиолетовый цвет. В цитоплазме видны неравномерно распределенные
глыбки гликогена ярко красного цвета.
Зарисовать препарат при большом увеличении и обозначить: 1) гепатоцит,
2) ядро гепатоцита, 3) гранулы гликогена, 4) синусоидный капилляр.
(См. рисунок 1 и в атласе Алмазова И.В., Сутулова Л.С., рис.33).
Препарат № 2. Жировые включения в клетках печени.
Окраска: сафранин- осмиевая кислота.
При малом увеличении найти многоугольные клетки печени. При
большом увеличении в них нужно увидеть ядро красного цвета, жировые
капли черного цвета, неравномерно расположенные в цитоплазме и имеющие
разные размеры.
Зарисовать клетки печени и обозначить: 1) гепатоцит, 2) ядро, 3) жировые
включения.
(См. рисунок 2 и в атласе Алмазова И.В., Сутулова Л.С., рис.35).
Препарат № 3. Пигментные включения в клетках кожи. Препарат не
окрашен.
Найти при малом увеличении отростчатые коричневые клетки –
меланоциты. При большом увеличении увидеть цитоплазму с зернами
пигмента меланина, которые имеют естественную коричневую окраску.
Зарисовать пигментные клетки и обозначить: 1) гранулы меланина, 2)
отростки.
(См. рисунок 3 и в атласе Алмазова И.В., Сутулова Л.С., рис. 36).
Препарат № 4. Митоз животной клетки. Печень аксолотля. Окраска
железным гематоксилином.
При малом увеличении найти слой делящихся клеток, расположенный на
периферии среза. При большом увеличении определить различные фазы
митоза: профазу, метафазу, анафазу и телофазу.
Зарисовать делящиеся клетки, обозначить: 1) профаза, 2) метафаза,
3) анафаза, 4) телофаза.
(См. рисунок 4 и в атласе Алмазова И.В., Сутулова Л.С. рис. 41).
Изучение схем и электронных микрофотографий.
1) Проанализировать схему строения ядра: создать представление об упаковке ДНК в интерфазном и митотически делящемся ядре.
Изучить структуры ядра.
7
Найти: молекулу ДНК, молекулу гистонов, нуклеосомы, изучить I, II, III
степени спирализации ДНК (4). См. схему 1,2.
2) Идентифицировать структуры ядра на электронных микрофотографиях.
Найти: 1.Наружную ядерную мембрану. 2.Внутреннюю ядерную мембрану.
3. Поры. 4. Конденсированный и диффузный хроматин
Возможные ориентиры: см. рис.5, 6; атлас, рис.8.
3) Проанализировать схему клеточного цикла
Найти: 1. Периоды жизни клетки, периоды ее репродукции. См. схему 3.
4) Проанализировать схему стадий митоза. Каждая стадия имеет характерные
фигуры хромосом. См. схему 4.
7. Формы контроля знаний, навыков и умений
- устный,
- письменный,
- решение ситуационных задач
- проверка работы с гистологическими препаратами (контроль усвоения
практических навыков)
- проверка правильности зарисовки препаратов в альбоме.
8. Критерии оценки текущего контроля
№
Успевае
мость в
%
и
баллах
I
9 6100
Оценка
Уровень знаний студента
1. Ответ полный, логичный, со знаниями, выходящими за
пределы программы. Практические навыки освоены
полностью, способен творчески мыслить, оказать
помощь другим.
__________________________________
2. Ответ полный, с привлечением данных различных
учебных пособий, практические навыки освоены в
полном объеме. Может подробно ответить на
дополнительные вопросы, отстаивает свою точку
зрения. __________________________________________________
3. Ответ полный, богат дополнительными данными из других
источников, обоснованный. Полностью освоил практические навыки,
создал мультимедийный вариант занятия, активен.
8
Отлично
«5»
II
91-95
2. Ответ полный, частично использованы дополнительные
источники, имеются некоторые ошибки и неточности. Практические
навыки освоены полностью.
III
8690
IV
81-85
Хорошо
«4»
V
76-80
1. Ответ полный, логичный, но в пределах программы,
материал знает, рассказывает уверенно. Практические
навыки освоены в полном объеме, способен разъяснить. __________
2. Ответ полный, с данными из различных учебных
пособий, но личного мнения по ним не имеет.
Практические навыки освоены в полном объеме,
способен разъяснить_____________________________
3. Ответ в объеме рекомендуемых учебных пособий,
практические навыки освоены в полном объеме. На
дополнительные вопросы полного ответа не дает, свое
мнение отстоять не может.
1.Ответ полный, логичный, в объеме программы.
Практические навыки освоены в полном объеме. На
дополнительные вопросы полного ответа нет. ___________________
3. Ответ полный, практические навыки освоены. На
дополнительные вопросы ответы неполные, кругозор
недостаточно широкий.
1. Ответ в объеме программы, практические навыки
освоены не полностью. Ответы на дополнительные
вопросы с ошибками.______________________________
2. Ответ в объеме программы, практические навыки
выполнены полностью. Ответы на дополнительные
вопросы не полные, но с ошибками.
3. Ответ в объеме программы, практические навыки
выполнены полностью. Ответы на дополнительные
вопросы отсутствуют. ______________________________________
1. Ответ в пределах программы, практические навыки
выполнены частично с недостатками. Ответ на дополнительные вопросы фрагментарный, с ошибками.________
2. Ответ полный, практические навыки выполнены
частично, с недостатками. Ответы на дополнительные
вопросы фрагментарные, с ошибками._________________________
3. Ответ правильный, но не полный. Практические
навыки выполнены полностью. На дополнительные
вопросы ответы не полные. _________________________________
9
VI
71-75
VII
66-70
VIII
IX
X
61-65
Удовлетвори
тельно
«3»
55-60
54 и
ниже
Неудовлетворительно
«2»
1. Ответ недостаточно полный, практические навыки в
недостаточном объеме. Ответы на дополнительные
вопросы с ошибками. _______________________________________
2. Ответ в объеме программы, практические навыки с
ошибками. Ответы на дополнительные вопросы
фрагментарные с ошибками. _________________________________
3. Ответы в пределах программы, фрагментарные.
Практические навыки не в полном объеме, с ошибками.
На дополнительные вопросы ответов почти нет. _________________
1. Ответ полный, практические навыки выполнены
частично, на дополнительные вопросы не может
ответить, кругозор узкий____________________________
2. Ответ составляет 70% от объема программы,
практические навыки выполнены не полностью. На дополнительные вопросы ответа почти нет, с ошибками____
3. Ответ составляет 60% от программы, практические
навыки выполнены в полном объеме. На
дополнительные вопросы отвечает фрагментарно,
умеренно активен,
1. Ответ составляет 60% от программы, практические
навыки освоены. На дополнительные вопросы ответа
нет.____________________________________________
2.Ответ составляет 60% от программы, практические
навыки освоены . частично, с ошибками. На дополнительные вопросы отвечает с ошибками.______________
3. Ответ составляет 50% от программы, практические
навыки выполнены не полностью. Ответов на
дополнительные вопросы почти нет
1. Ответ составляет 50% от программы, практические
навыки освоены на 50%, с ошибками. На
дополнительные вопросы ответа почти нет,___________
2. Ответ составляет 50% от программы, практические
навыки выполнены на 50%. Ответов на дополнительные
вопросы нет, активность умеренная._____________________
3. Ответ составляет 40% от программы. Практические
навыки выполнены в объеме 80%. На дополнительные
вопросы ответов нет.
1. Ответ составляет 20-30% от программы, не
имеет точного представления по теоретическим
ваопросам, практические навыки выполнены
частично. На дополнительные вопросы ответов нет.___
2. Ответа по теме нет, практические навыки освоены. На
дополнительные вопросы ответа нет.
10
9. Хронологическая карта занятия
№
Этапы занятия
Формы занятия
Продолжительность в мин.
135
1
Вводное слово преподавателя
5
2
Обсуждение темы практического Опрос, объяснение
занятия, оценка исходных знаний
студентов
Подведение итогов обсуждения
30
Предоставление студентам препаратов, электроннограмм, схем,
рисунков и дача пояснений к ним
Самостоятельная работа студентов по усвоению практических
навыков
Выяснение степени достижения
цели занятия на основании
освоенных теоретических знаний
и по результатам практической
работы , оценка деятельности
группы.
Заключение преподавателя по
данному занятию. Оценка знаний
студентов по 100 балльной
системе и ее оглашение. Дача
задания на следующее занятие
20
3.
4.
5.
6
7.
5
Изучение микропрепаратов, электроннограмм, схем
Проверка
результатов
практической
работы.
55
Информация,
вопросы
для
самостоятельной
подготовки
10
10. Контрольные вопросы:
1. Химический состав и ультраструктура хромосом.
2. Что такое эухроматин и гетерохроматин?
3. Строение и функции ядрышка.
4. Состав и функция кариоплазмы.
5. Организация ядерной мембраны.
6. Понятие о ядерных порах, их значение.
7. Периоды жизненного цикла клетки.
8. Что происходит в разных фазах митоза?
9. Что такое полиплоидия и эндомитоз?
10. Стадии мейотического деления.
11. Дать сравнительную характеристику митоза и мейоза.
12. Особенности амитоза.
13. Включения, их классификация, способы выявления.
10
11
14. Цитокинез.
15. Что происходит с органеллами при митозе?
16. Что такое ген? Современное представление об опероне.
11. Рекомендуемая литература
Основная
1. Гистология /под ред.Ю.И.Афанасьева, Н.А.Юриной. М., Медицина,
1989..
2. Афанасьев Ю.И., Юрина Н.А. Гистология, М., 1989, 2004.
3. Зуфаров К.А. Гистология (узб.), Ташкент, 1991.
4. Zufarov K.A. Gistologiya. Toshkent. 2005.
5. Зуфаров К.А. и др. Гистологиядан амалий кулланма. Т., Медицина,
1976.
6. Алмазов И.В., Сутулов Л.С. Атлас по гистологии и эмбриологии. М.,
1978.
7. Елисеев В.Г. и др. Атлас микроскопического и ультрамикроскопического строения клеток, тканей и органов. М., Медицина, 1970.
8. Практикум по гистологии, цитологии и эмбриологии. Под ред.
Н.А.Юриной, А.И.Радостиной. М., 1989.
Дополнительная
1. Атлас-учебник по гистологии. Компьютерная программа под
ред.С.Л.Кузнецова и др. М.. 1999.
2. Гистология (введение в патологию) под ред.Улумбекова Э.Г.,
Челышева Ю.А. М., 1997.
3. Гистология, цитология и эмбриология. Атлас (под ред.О.В.Волковой,
Ю.К.Елецкого).
4. Елецкий Ю.К., Дубовая Т.К. Цитология. М., Медицина, 1980.
5. Руководство по гистологии. Под ред. Р.К.Данилова, И.Л.Быкова и
И.А.Одинцова. Т.1 и 2. С.-Петербург, 2001.
6. Хэм А., Кормак Д. Гистология в 5 томах. Перевод с англ. М., 19821983.
7. Ченцов Ю.С. Общая цитология. М., 1984.
8. Fawcett D.W. The Cell. – Philadelphia. 1981.
9. Johnson K.E. Histology and Cell Biology. Baltimore, 1991.
10.Образовательные ресурсы по гистологии в Интернете:
www.histol chuvashia. com.; don hist.from ru.com.; medmir.ru;
histology
narod.ru; www.rezko.ru.
12
Рис.1 Углеводные включения в клетках печени. Окраска кармином по
Бесту.
1 - гепатоцит
2 - ядро
3 – гранулы гликогена
4 – синусоидный
капилляр
Рис.2. Жировые включения в клетках печени. Окраска: осмиевая
кислота-сафранин.
2
1
3
1 – гепатоцит
2 – ядро
3 - липидные капли в
цитоплазме
13
Рис.3. Пигментные включения в клетках кожи.
1 – меланоцит
2 – отростки
14
Рис.4. Митоз животной клетки. Печень аксолотля. Окраска железным
гематоксилином.
1 – неделящиеся клетки, 2 – профаза 1, 3 – профаза 2, 4 – метафаза,
5 – анафаза.
15
Рис.5. Ультраструктура ядра ацинарной клетки поджелудочной железы.
ТЭМ.
Ядрышко
16
Рис.6. Ядро.
В – комплекс поры (схема).
Г – ядерная оболочка (ТЭМ)
Д – тангенциальный срез ядерной оболочки (ТЭМ)
1 – ядерная оболочка, 2 – пора, 3 – конденсированный хроматин, 4 – диффузный хроматин
5 – ядрышко, 6 – наружная мембрана ядерной оболочки, 7 – внутренняя мембрана ядерной
оболочки, 8 – перинуклеарное пространство, 9 – рибосомы, 10 – плотная пластинка, 11 –
гранулярная ЭС, 12 – цитоплазма, а – ряды глобул, б – центральная глобула
17
СХЕМА 1. УЛЬТРАМИКРОСКОПИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ЯДРА
А – ядро, 1- эухроматин, 2- гетерохроматин, 3- ядрышко, 4- ядерная
оболочка, 5- поры.
Б – схема упаковки ДНК в ядре. 1- нуклеосомы, 2- спираль ДНК, 3- группа из
8 молекул гистонов, 4 – молекула гистона, 5- более плотная упаковка нити
ДНК с гистонами, 6- нить хроматина. В – схема упаковки ДНК 1.2.3 порядка.
Г – схема строения метафазной хромосомы. 1- хромонема, 2- центромера, 3теломера.
Д – схема синтеза белка. 1- ядро, 2- ядерная оболочка, 3- рибосомы, 4мембрана зернистой эндоплазматической сети, 5- молекула ДНК, 6- мРНК, 7молекула синтезируемого белка.
18
Схема 2. Ядро.
А - ультрамикроскопическое строение.1 – диффузный хроматин, 2 – конденсированный хроматин, 3 – ядрышко, 4 – ядерная оболочка, 5 – пора, 6 –
рибонуклеопротеины.
Б – упаковка ДНК в интерфазном ядре: I – неактивная часть гена
(суперспираль), II – уме-ренно активная часть гена, III – активная часть гена.
Схема 3. Клеточный цикл.
D1, D2 – этапы дифференцировки, F – функционирование дифференцированных клеток, G0 - выход из цикла, G1 и G2 – постмитотический и премитотический периоды, M – митоз, S – синтетический период.
19
Схема 4. Митоз животной клетки.
I – профаза: 1 – клеточный центр, 2 – ядро, 3 – хромосома;
II – ранняя метафаза: 1- ахроматиновые нити веретена, 2 – хромосомные нити
III – метафаза; IV – анафаза; V - ранняя телофаза; VI – поздняя телофаза.