Постійний препарат вивчений на малому. “Красноярський державний медичний університет. Настроювання мікроскопа для роботи при великому збільшенні
Біологія
Збірник ситуаційних завдань із еталонами відповідей
Для студентів 1 курсу,
учнів за фахом
060301-Фармація
Красноярськ
Б
Біологія:збірник ситуаційних завдань з зразками відповідей для студентів 1 курсу, які навчаються за спец. 060301-Фармація/упоряд. Т.Я. Орлянська, Т.І. Устінова, Н.М. Дегерменджі та ін. - Красноярськ: тип. КрасДМУ, 2012. - с.
Укладачі: д.б.н., доцент Орлянська Т.Я., ст.викладач Устинова Т.І., доцент Дегерменджі Н.М., ст.викладач Гаєвська Г.П., асистент Кротова С.В., асистент Борисенко Ю.Г., помічник Афанаскіна Л.Н.
Ситуаційні завдання з еталонами відповідей повністю відповідають вимогам Державного освітнього стандарту (2000) вищої професійної освіти зі спеціальностей 060301-Фармація; адаптовані до освітніх технологій з урахуванням специфіки навчання за цими спеціальностями.
Рецензенти:
Затверджено до друку ЦКМС КрасДМУ (протокол №__від__.__.__ р.)
ЕТАЛОНИ ВІДПОВІДЕЙ
Заняття №1 Мікроскоп, його влаштування та правила роботи з ним. рівні організації живого. Про- та еукаріотичні клітини…………………………6
Заняття №2 Біологія еукаріотичної клітини. Структурні компоненти цитоплазми………………………………………………………………………18
Структурно-функціональна організація ядра. Розмноження клітин……………………………………………………………………………..25
Заняття №4 Розмноження організмів………………………………………....31
Заняття №5 Індивідуальний розвиток організмів ………………………….37
Заняття №7 Закони Менделя. Взаємодії генів………………………...45
Заняття №8 Хромосомна теорія спадковості. Зчеплене успадкування. Успадкування статі ……………………………………………..53
Заняття №10 Філогенез кровоносної та сечостатевої систем хребетних тварин. …………………………………………………………………..........62
Заняття №11 Філогенез нервової системи хребетних тварин…………66
Заняття №12 Основи еволюційної теорії. Мікроеволюція та макроеволюція. …………………………………………………………………70
Заняття №14 Медичне значення найпростіших із класів Споровики та Інфузорії ……………………………………………………………….............81
Заняття №16 Тип Круглі черви. Аскарида людська, гостриця дитяча, власоглав, трихінелла…………………………………………………………..91
Заняття №17 Членистоногі – переносники та збудники захворювань людини …………………………………………………………………………96
Заняття №19 Людина та біосфера …………………………………………….102
Заняття №20 Залікове заняття з курсу «Біологія»………………………..105
Заняття № 1. МІКРОСКОП, ЙОГО ПРИСТРІЙ І ПРАВИЛА РОБОТИ З НИМ. РІВНІ ОРГАНІЗАЦІЇ ЖИВОГО. ПРО- І ЕУКАРІОТИЧНІ КЛІТИНИ
Завдання №1
Для вивчення запропоновано два мікропрепарати: 1) шкірка цибулі та 2) крило комара.
При роботі з яким із цих препаратів буде використано лупу?
При вивченні якого з цих двох об'єктів буде використовуватися мікроскоп?
Завдання №2
Для виконання практичної роботи запропоновано тимчасовий та постійний препарати.
Як ви відрізняєте тимчасовий препарат від постійного?
Чому для вивчення деяких об'єктів краще використовувати тимчасовий мікропрепарат?
Завдання №3
У полі зору при вивченні препарату «Перехрест волосся» (волосся містить велику кількість пігменту – темно-коричневого кольору) видно при малому збільшенні наступні утворення: товсті смужки темно-коричневого кольору, розташовані хрест-навхрест, бульбашки різного діаметра темного кольору, довгі ниткоподібні утворення з чіткими краями, але безбарвні.
Де у полі зору представлені артефакти?
Що на цьому препараті є об'єктом дослідження?
Завдання №4
Розглядаються три види клітин: клітини шкірки цибулі, клітини бактерії та клітини епітелію шкіри жаби.
Які з перелічених клітин можна чітко розглянути зі збільшенням мікроскопа (7х8)?
Які клітини можна побачити лише при збільшенні (7х40) та при імерсії?
Завдання №5
Виходячи із запропонованого вірша:
«З цибулі зняли шкірку-
Тонку, безбарвну,
Поклали шкірку
На скло предметне,
Мікроскоп поставили,
Препарат – на столик…»
Про приготування якого препарату йдеться (тимчасового чи постійного)?
Яких важливих моментів у приготуванні препарату тут не відзначено?
Завдання №6
Постійний препарат вивчений на малому збільшенні, проте при переведенні на велике збільшення об'єкт не видно, навіть при корекції макро- та мікрометричним гвинтами та достатньому освітленні.
З чим це може бути пов'язано?
Як виправити цю помилку?
Завдання №7
Препарат поміщений на предметний столик мікроскопа, що має в основі лапки штатива дзеркало. В аудиторії слабке штучне світло. Об'єкт добре видно на малому збільшенні, проте при спробі його розглянути при збільшенні об'єктиву х40, у полі зору об'єкт не проглядається, видно темну пляму.
З чим може бути пов'язана поява темної плями?
Як виправити помилку?
Завдання №8
Досліджуваний препарат виявився пошкодженим: розбите предметне та покривне скло.
Як це могло статися?
Яких правил треба дотримуватись при мікроскопуванні?
Завдання №9
Загальне збільшення мікроскопа становить під час роботи у разі - 280, а іншому - 900.
Які використані об'єктиви та окуляри у першому та у другому випадках?
Які об'єкти дозволяють вивчати?
Заняття №2. БІОЛОГІЯ ЕУКАРІОТИЧНОЇ КЛІТИНИ. СТРУКТУРНІ КОМПОНЕНТИ ЦИТОПЛАЗМИ
Завдання №1
Відомо, що у хребетних тварин кров червона, а в деяких безхребетних (головоногих молюсків) блакитна.
Наявність яких мікроелементів визначає червоний колір крові у тварин?
З чим пов'язаний блакитний колір крові у молюсків?
Завдання №2
Зерна пшениці та насіння соняшника багаті на органічні речовини.
Чому якість борошна пов'язана із вмістом у ній клейковини?
Які органічні речовини перебувають у насінні соняшнику?
Завдання №3
Восковидні ліпофусцинози нейронів можуть виявлятися в різному віці (дитячому, юнацькому, зрілом), відносяться до справжніх хвороб накопичення, пов'язаних з порушенням функцій органоїдів мембранної будови, що містять велику кількість гідролітичних ферментів. Симптоматика включає ознаки уражень центральної нервової системи з атрофією головного мозку, приєднуються судомні напади. Діагноз ставиться при електронній мікроскопії – у цих органоїдах клітин багатьох тканин виявляються патологічні включення.
Чи функціонування якого органоїду нейрона порушено?
За якими ознаками ви це виявили?
Завдання №4
У хворого виявлено рідкісну хворобу накопичення глікопротеїнів, пов'язану з недостатністю гідролаз, що розщеплюють полісахаридні зв'язки. Це аномалії характеризуються неврологічними порушеннями та різноманітними соматичними проявами. Фукозідоз і маннозидоз найчастіше призводять до смерті в дитячому віці, тоді як аспартилглюкозамінурія проявляється як хвороба накопичення з пізнім початком, вираженою психічною відсталістю і більш тривалим перебігом.
Функціонування якого органоїду клітин порушено?
За якими ознаками можна виявити?
Завдання №5
При патологічних процесах зазвичай у клітинах збільшується кількість лізосом. На підставі цього виникло уявлення, що лізосоми можуть відігравати активну роль загибелі клітин. Однак відомо, що при розриві мембрани лізосом, гідролази, що входять, втрачають свою активність, т.к. у цитоплазмі слаболужне середовище.
Яку роль відіграють лізосоми в даному випадку, виходячи з функціональної ролі органіду в клітині?
Який органоїд клітини виконує функцію синтезу лізосом?
Завдання №6
Виявлено спадкове захворювання, пов'язане з дефектами функціонування органоїду клітини, що призводить до порушень енергетичних функцій у клітинах – порушення тканинного дихання, синтезу специфічних білків. Дане захворювання передається тільки по материнській лінії до дітей обох статей.
У якому органоїді відбулися зміни?
Чому це захворювання передається тільки по материнській лінії?
Завдання №7
Зазвичай, якщо клітинна патологія пов'язана з відсутністю у клітинах печінки та нирок пероксисом, то організм із таким захворюванням нежиттєздатний.
Як пояснити цей факт, виходячи з функціональної ролі цього органоїду у клітині?
З чим пов'язана нежиттєздатність організму у разі?
Завдання №8
У зимових сплячих бабаків і летючих мишей, що зимують, число мітохондрій у клітинах серцевого м'яза різко знижено.
З чим пов'язане це явище?
Для яких тварин характерне таке явище?
Заняття №3. ЯДРО, ЙОГО СТРУКТУРНІ КОМПОНЕНТИ. РОЗМНАЖЕННЯ КЛІТИН
Завдання №1
Ядро яйцеклітини та ядро сперматозоїда має рівну кількість хромосом, але у яйцеклітини обсяг цитоплазми та кількість цитоплазматичних органоїдів більша, ніж у сперматозоїда.
Чи однаковий вміст у цих клітинах ДНК?
Чи збільшиться кількість органоїдів після злиття яйцеклітини зі сперматозоїдом?
Завдання №2
Гени, які повинні були включитися в роботу в період G 2, залишилися неактивними.
Які зміни в клітині це призведе?
Чи позначиться це під час мітозу?
Завдання №3
У мітоз вступила двоядерна клітина з диплоїдними ядрами (2n=46).
Яка кількість спадкового матеріалу матиме клітина у метафазі для формування єдиного веретена поділу?
Яка кількість спадкового матеріалу матимуть дочірні ядра після закінчення мітозу?
Завдання №4
Після запліднення утворилася зигота 46ХХ, з якої має сформуватися жіночий організм. Однак у ході першого мітотичного поділу (дроблення) цієї зиготи на два бластомери сестринські хроматиди однієї з Х-хромосом, відокремившись один від одного, не розійшлися по 2-х полюсах, а обидві відійшли до одного полюса. Розбіжність хроматид іншої Х-хромосоми відбулося нормально. Усі наступні мітотичні поділки клітин під час ембріогенезу протікали без порушень механізму мітозу.
Які можуть бути фенотипічні особливості цього організму?
Завдання №5
Після запліднення утворилася зигота 46ХY, з якої має сформуватися чоловічий організм. Однак у ході першого мітотичного поділу (дроблення) цієї зиготи на два бластомери сестринські хроматиди Y-хромосоми не розділилися і вся ця самоподвоєна (реплікована) метафазна хромосома відійшла до одного з полюсів дочірніх клітин (бластомерів). Розбіжність хроматид Х-хромосоми відбулося нормально. Усі наступні мітотичні поділки клітин під час ембріогенезу протікали без порушень механізму мітозу.
Яким буде хромосомний набір клітин індивіда, що розвинувся із цієї зиготи?
Який фенотип може мати цей індивід?
Дія яких чинників могла призвести до цієї мутації?
Завдання №6
При розподілі клітини мітозом в одній з двох нових клітин, що утворилися, не виявилося ядерця.
Яку будову має ядерце?
До чого може призвести це явище?
Завдання №7
Число ядерних пір постійно змінюється.
Яку будову має ядерна пора?
З чим пов'язана зміна кількості пір в ядерній оболонці?
Заняття №4. РОЗМНАЖЕННЯ ОРГАНІЗМІВ
Завдання №1
Яйцеклітина містить велику кількість жовтка зосередженого в центрі яйцеклітини, активна зона цитоплазми та ядро розташовані по поверхні. Така яйцеклітина є у комах.
Який тип яйцеклітини описано?
Які ще типи яйцеклітин вам знайомі?
Завдання №2
У дев'ятипоясного броненосця тату завжди народжується парна кількість однакових дитинчат.
Як ви вважаєте, що відбувається у цієї тварини при заплідненні?
Як називається цей тип розмноження?
Завдання №3
Одноклітинні організми дріжджові гриби та багатоклітинні організми кишковопорожнинні мають подібності та відмінності.
У чому подібність способів розмноження в цих тварин?
Які переваги дає цей спосіб розмноження?
Завдання №4
Сперматозоїди в насінній рідині розвивають швидкість 5 см\год, що стосовно їх розмірів, приблизно в 1,5 рази швидше, ніж швидкість плавця-олімпійця.
Які особливості їхньої організації зумовлюють таку швидкість пересування?
Яка будова сперматозоїда?
Завдання №5
Для яйцеклітин характерне незвичайне відношення об'єму ядра до об'єму цитоплазми: у яйцеклітин воно знижене, а у сперматозоїдів, навпаки, ядерно-цитоплазматичне відношення дуже високе.
Зв'яжіть показники ядерно-цитоплазмових відносин із функціональною роллю статевих клітин.
Охарактеризуйте будову яйцеклітини ссавців.
1. Постійний препарат вивчений на малому збільшенні, проте при переведенні на велике збільшення об'єкт не видно, навіть при корекції макро- та мікрометричним гвинтами та достатньому освітленні. Чи потрібно визначити, з чим це може бути пов'язано?
2. Препарат поміщений на предметний столик мікроскопа, що має в основі лапки штатива дзеркало. В аудиторії слабке штучне світло. Об'єкт добре видно на малому збільшенні, проте при спробі його розглянути при збільшенні об'єктиву х40, у полі зору об'єкт не проглядається, видно темну пляму. Чи потрібно визначити, з чим це може бути пов'язано?
3. Досліджуваний препарат виявився пошкодженим: розбите предметне та покривне скло. Поясніть, як це могло статися?
4. Загальне збільшення мікроскопа становить при роботі в одному випадку - 280, а в іншому - 900. Поясніть, які використані об'єктиви та окуляри в першому та другому випадках і які об'єкти вони дозволяють вивчати?
5. Вам видано постійний препарат для дослідження об'єкта при великому збільшенні мікроскопа. Як треба розташувати препарат, щоб побачити об'єкт за великого збільшення? Поясніть, чому неправильні маніпуляції з препаратом можна знайти лише при великому збільшенні.
6. Поясніть, які перспективи можуть очікувати на клітину епітеліальної тканини, яка не має центріолей?
7. У диплоїдній клітині відбулася 7-кратна ендоредуплікація.
Яку кількість спадкового матеріалу вона має?
8. Одним із фундаментальних початкових висновків класичної генетики є уявлення про рівність чоловічої та жіночої статі у передачі потомству спадкової інформації. Чи підтверджується цей висновок при порівняльному аналізі всього обсягу спадкової інформації, що вноситься в зиготу сперматозоїдом та яйцеклітиною?
9. Після виходу клітини з мітозу відбулася мутація гена, який несе програму для синтезу ферменту гелікази.
Як ця подія вплине на мітотичний цикл клітини?
10. Після запліднення утворилася зигота 46 ХХ, з якої повинен сформуватися жіночий організм. Однак у ході першого мітотичного поділу (дроблення) цієї зиготи на два бластомери одна з двох Х-хромосом не розділилася на дві хроматиди і в анафазі повністю відійшла до полюса. Поведінка другої Х-хромосоми пройшла без відхилень від норми. Усі наступні мітотичні поділки клітин у ході ембріогенезу протікали також без порушень механізму мітозу.
Яким буде хромосомний набір клітин індивіда, що розвинувся з цієї зиготи та (імовірно) фенотипічні особливості цього організму?
11. Загальновідомо, що однояйцеві (монозиготні) близнюки є генетично ідентичними. За фенотипом вони, при нормальному ході цитологічних процесів їх формування та розвитку в тих самих умовах середовища, схожі один на одного «як дві краплі води».
Чи можуть монозиготні близнюки бути різної статі – хлопчиком та дівчинкою? Якщо не можуть, то чому? А якщо можуть, то в результаті, яких порушень у мітотичному циклі зиготи, що ділиться?
2. Ситуаційні завдання на тему «Молекулярні основи спадковості та мінливості»
Геном – загальні питання
1. Поясніть причину ситуації, коли ген еукаріотичної клітини, що займає ділянку ДНК розміром 2400 пар нуклеотидів, кодує поліпептид, що складається з 180 амінокислотних залишків.
Відповідь: Для кодування 180 амінокислотних залишків достатньо 540 нуклеотидів (180 триплетів) матричного ланцюга ДНК. Плюс стільки ж - ланцюг, що кодує. Разом – 1080 нуклеотидів чи 540 пар нуклеотидів.
2. При аналізі нуклеотидного складу ДНК бактеріофага М 13 було виявлено наступне кількісне співвідношення азотистих основ: А-23%, Р-21%, Т-36%, Ц-20%. Як можна пояснити причину того, що в цьому випадку не дотримується принципу еквівалентності, встановлений Чаргаффом?
Відповідь: Причина в тому, що бактеріофаг М13 (як і більшість фагів) містить одноланцюжкову ДНК.
Розвивається макрогамнт більший за шизонт, має округлу форму і одне ядро, розташоване в центрі клітини. У цитоплазмі цієї стадії знаходяться гранули з тіноутворювальної речовини. Розташування гранул по-різному у макрогамонтів різного віку: у молодших вони розташовані рівномірно по всій цитоплазмі, у пізніших розташовані кільцем навколо ядра. Макрогамета відрізняється від макрогамонту овальною формою та периферичним розташуванням гранул. Сформована ооциста характеризується овальною формою та наявністю захисної оболонки жовтого чи коричневого кольору.
Інструкція до рисунку 5.4.5.Для кров'яних споровиків характерна наявність у життєвому циклі двох господарів - комарів, що кровососуть, і теплокровних хребетних. В організмі комарів відбувається статевий процес та спорогонія, в організмі хребетних – безстатевий процес. Агамне розмноження в організмі хребетного включає два етапи: екзоеритроцитарна шизогонія та ендоеритроцитарна шизогонія. Об'єктом вивчення є ендоеритроцитарні стадії життєвого циклу кров'яних споровиків. Для вивчення студенту надається мазок крові людини, зараженої малярією. У зв'язку з ліквідацією малирії як масового захворювання, всі наявні на кафедрі зоології ПФУ препарати є старими, і кількість їх обмежена, внаслідок цього знайомство з препаратами проводиться на демонстраційному мікроскопі (використовується велике збільшення). В еритроцитах можна виявити різні стадії трофозоїтів та шизонтів. Найбільш молоді стадії мають дуже типову форму кільця, кільце має діаметр, що дорівнює приблизно 1/3 діаметра ерироциту (від ¼ до ½). У стіні кільця є єдине ядро. На пізніших стадіях розмір плазмодія збільшується, а форма його стає неправильною, за рахунок формування пседоподій (у цей період плазмодій активно рухається всередині еритроциту). Пізніше у цитоплазмі шизонту накопичуються гранули коричневого пігменту, а цитоплазмі ураженого еритроциту з'являються дрібні червоні гранули. Ще пізніше шизонт набуває правильної округлої форми, ядро його ділиться, утворюючи від 12 до 24 ядер.
Теоретичні завдання до заняття 5.4:
1. Дати визначення поняттям спорозоїт, шизонт, мерозоїт, гамонт.
2. Дати визначення поняття спорогонія.
3. Розташувати послідовно, у потрібному порядку стадії життєвого циклу споровиків: гамета, спорозоїт, шизонт, мерозоїт, зигота, гамонт, ці стадії з'єднати стрілками, над якими написати назву процесу, що призводить до формування наступної стадії.
4. Визначити значення у життєвому циклі спорозоїтів та мерозоїтів.
У керівництві І.Х.Шарової надзагони інфузорій не наводяться, загін Гіменостомат вважається таким, що відноситься до підкласу Рівноресничних інфузорій Holotricha.
Анотація до завдання 7.5 вивчення інфузорій.Інфузорії є найбільш високо організованих найпростіших, для яких характерні численні апоморфні ознаки: наявність вій, наявність кортексу, ядерний дуалізм, кон'югація та інші. Головним об'єктом вивчення є класичний об'єкт – інфузорія-туфелька. Вивчення інфузорій ведеться під малим та великим збільшенням мікроскопа, деякі деталі будови демонструються на демонстраційному мікроскопі. Інфузорії-туфельки порівняно великі найпростіші, їхня довжина становить 180-280 мкм.
Крім вивчення зовнішнього вигляду, інфузорії цьому занятті піддаються впливу різних реактивів виявлення різних клітинних структур. Виконання кожного такого досвіду завершується малюнком контуру тіла інфузорії, який вмальовується виявлена структура, тобто. кожен малюнок забезпечується тільки одним позначенням (наприклад, при виявленні вій позначаються тільки вії і т.п.).
Для вивчення інфузорій готується тимчасовий препарат, навіщо на предметне скло наноситься крапелька культуральної рідини з инфузориями. Крапельку накривають покривним склом, при цьому покривне скло спочатку підносять до краю краплі, тримаючи його в похилому положенні, чекають, поки крапля не розтече по краю покривного скла, а потім відпускають. Такий порядок роботи забезпечує відсутність на препараті бульбашок повітря.
Розглядають виготовлений тимчасовий препарат при малому збільшенні мікроскопа. Пливуча інфузорія обертається навколо поздовжньої осі, тому повертається до спостерігача різними сторонами. По одній із сторін тіла, що умовно називається вентральною (черевною), лежить широка борозна - перистом . На дні перистома розташований цитостом (клітинний рот). Слід зазначити, що цитостом (як і описаний раніше ультрацитостом споровиків) не є отвором - у цій зоні покривні елементи представлені тільки плазмалемою, так що тільки в цій зоні можливе вп'ячування поверхневої мембрани вглиб цитоплазми, тобто формування травної вакуолі. Робота завершується малюнком, що зображує кілька інфузорій у різних положеннях.
Для вивчення інших особливостей організації інфузорії слід зупинити. Для цього до двох протилежних країв покривного скла прикладаються дві смужки фільтрувального паперу. Вода при цьому відсмоктується з-під скла, кількість рідини між предметним та покривним склом зменшується, і інфузорії виявляються притиснутими до скла, але живими. Примітка: якщо буде видалено надто велику кількість води, інфузорії будуть роздавлені, у цьому випадку роботу необхідно повторити. Навіть при вдалому проведенні досвіду кількість води під покривним склом внаслідок випаровування поступово зменшується, так що інфузорії зрештою все одно гинуть, ознакою пошкодження інфузорії є поява бульбашок по краях її тіла.
На знерухомленій інфузорії слід розглянути положення та пристрій скорочувальних вакуолей, визначити час проміжку між двома пульсаціями вакуолі. Слід також детальніше розглянути будову тіла інфузорій. Для оптимізації роботи нижче наводиться докладніший опис будови тіла парамецій.
Інфузорія-туфелька має витягнуте асиметричне тіло. Передній кінець загалом вужчий і плавно закруглений. У напрямку до заднього кінця тіло розширюється, максимальна ширина тіла – у задній третині. Сама задня ділянка тіла різко звужується, так що задній кінець здається загостреним. Можливо, не зайвим буде помітити, що контури тіла інфузорії справді подібні з жіночим туфельком, точніше, зі слідом туфлі, але переднім кінцем інфузорії є "п'ята туфлі", а заднім - відповідно "шкарпетка туфлі". Тіло зовні одягнене пелікулою (будова пелікули та кортексу більш докладно описано у відповідних статтях "глосарія"), яку спостерігач зазначає як зовнішню межу клітини.
Вся поверхня тіла рівномірно покрита віями. Без спеціальних прийомів мікроскопування або фарбування вії невиразні, крім довшого пучка вій на самому задньому кінці тіла (caudatum означає "хвостата"). За контуром клітини, однак, можна розглянути рух води, викликаний биттям вій.
Як і інших найпростіших, цитоплазмаінфузорій поділяється на ектоплазму та ендоплазму. . Раніше згадані трихоцисти перебувають у ектоплазмі. На інтактній інфузорії окремі трихоцисти не видно, але помітна легка смугастість ектоплазми, викликана присутністю трихоцистів.
В ендоплазмі міститься велика кількість різноманітних включень, за рахунок чого вона здається зернистою. В ендоплазмі розташовуються і основні органоїди.
Власне цитостом на живих клітинах не видно, іноді вдається спостерігати процес формування травної вакуолі. Травні вакуолі у великій кількості знаходяться в ендоплазмі. Вони добре помітні у знерухомлених інфузорій. Уявлення про травні вакуолі доповнюється розглядом постійного препарату (див. нижче). Травні вакуолі проходять по ендоплазмі шлях по певній траєкторії і зрештою спорожняються через цитопрокт. Цей органоїд розглянути на тимчасових препаратах не вдається.
Для інфузорії-туфельки характерна наявність двох скорочувальних вакуолей. , розташованих у передній та задній частині клітини. Комплекс кожної вакуолі включає резервуар скорочувальної вакуолії. , їх кількість – 5-7. На зупинених інфузоріях вдається спостерігати роботу скорочувальної вакуолі: спочатку заповнюються канали, потім рідина надходить у резервуар, у своїй канали спадаються. Потім слід спорожнення резервуара, і цикл розпочнеться спочатку. Передня та задня скорочувальні вакуолі працюють у протифазі. Цю особливість слід відобразити на малюнку.
Як вже усувалася, ядерний апарат інфузорій представлений макро-і мікронуклеусом. На інтактній інфузорії ядра не видно, як світліша плямка може просвічуватися місце розташування макронуклеуса. Результатом вивчення знерухомленої інфузорії є малюнок, на якому будуть намальовані та позначені всі виявлені органоїди.
Для виявлення вій на інфузорій впливають йодною настойкою. Для цього на предметне скло міститься крапля настою з інфузоріями. Потім до цієї краплі додається невелика крапля йодної настойки. Суміш накривається покривним склом та мікроскопується. Під дією йодної настойки інфузорії гинуть, їхня цитоплазма забарвлюється в бурий колір, а на краю тіла виявляються короткі вії.
Трихоцисти у інтактної інфузорії не видно. Ці органоїди виявляються, якщо інфузорію впливати хімічними агентами. Технологія впливу не відрізняється від роботи, описаної для виявлення вій. Для на інфузорій можна використовувати розчин оцтової кислоти, розчин пікринової кислоти, рідина Гелея. У будь-якому разі інфузорії викидають трихоцисти. При цьому трихоцисти розвертаються у довгі пружні нитки. Зазвичай, такі нитки добре видно на передньому і задньому кінці тіла, але можуть бути виявлені і в інших зонах.
Для виявлення ядра на інфузорії (за вже описаною технологією) впливають слабким розчином оцтової кислоти, до якого додана фарба (метиленова синь або метилинова зелень). Іноді ядро виявляється при впливі фіксатора Гелея. Як правило, після дії тим чи іншим реактивом вдається виявити лише макронуклеус, який лежить у середній частині ендоплазми. У дуже поодиноких випадках поруч із макронуклеусом виявляється і мікронуклеус.
Травні вакуолі найбільш чітко виявляються на постійному препараті, в якому укладені інфузорії, попередньо нагодовані барвником конго-рот. В ендоплазмі кожної інфузорії виявляється близько півтора десятка яскраво-червоних травних вакуолей. Цей препарат виставляється демонстраційному мікроскопі. Результати вивчення цього препарату можуть бути відображені в окремому малюнку або травні вакуолі можуть бути вписані у зображення знерухомленої інфузорії.
З інфузоріями легко проводиться досвід виявлення негативного хемотаксису, тобто реакції уникнення тих чи інших речовин. Для цього на предметне скло поміщають крапельку настою з інфузоріями і неподалік неї (5-10 мм) - крапельку чистої води. Дві краплі з'єднують вузькою водною протокою, але не покривають покривним склом. Виготовлена система проглядається під мікроскопом, при цьому виявляється, що інфузорії знаходяться лише у краплі рідного настою. На наступному етапі краю краплі настою поміщають кристалик кухонної солі і знову переглядають під мікроскопом. Виявляється, що під впливом солі інфузорії в масі (крім загиблих) прямують водною протокою в сусідню краплю. Результати роботи відображаються двома напівсхематичними малюнками, на першому всі інфузорії (яких можна зобразити у вигляді невеликих паличок) знаходяться в краплі настою, на другому - до краплі настою примальовується кристал солі, а інфузорії зображуються у водній протоці та в іншій краплі (загиблих інфузор) зображати).
При роботі з цієї теми в краплі води, крім інфузорій-туфельок, можуть бути виявлені інші види інфузорій. Найчастіше можуть бути зустрінуті стилоніхії (Stylonichia) та сувойки (Vorticella). Стилонихії за довжиною дуже близькі до інфузорій-туфельок, але тіло їх ширше. Стилонихії більшу частину часу проводять на поверхні субстрату. Вії на "черевній" стороні тіла склеєні в пучки - цирри, і стилоніхії при пересуванні спираються на ці пучки. Сувойки ведуть прикріплений спосіб життя. Їхнє тіло схоже на дзвіночок, що сидить на довгому стеблинку. Цим стеблинком сувойки прикріплюються до субстрату. Стебло скоротимо: під мікроскопом легко спостерігати, як при скороченні стеблинки (він при цьому скручується штопором) тіло сувойки притискається до субстрату, а потім повільно розпрямляється. Вії біля сувій розташовуються тільки на вершині дзвоноподібного тіла, по периферії оточуючи перистом. При виявленні цих (чи інших) видів інфузорій слід спостерігати їх, відзначивши перелічені вище характерні особливості. Зображення не виконуються.
Теоретичне завдання до заняття 5.5:
Скласти таблицю, у якій у порівняльному аспекті характеризуються ознаки кон'югації та копуляції.
Порівняльна характеристика кон'югації та копуляції
| ознаки | копуляція | кон'югація |
| Кількість особин, що беруть участь у процесі (гамет, кон'югантів) | ||
| Кількість особин після завершення процесу (зигот, екскон'югантів) | ||
| Кількість хромосом на початку процесу у гаметі ядрі кон'юганту | ||
| До початку процесу одна гамета (кон'югант) несла 8 "синіх" хромосом, а інша - 8 "червоних" хромосом. Визначте кількість та "колір" хромосом в а) зиготі; б) екскон'юганті | ||
| Коли відбувається мейоз | ||
| У ході цього процесу відбувається злиття цитоплазми гамет (кон'югантів) | ||
| У ході цього процесу відбувається формування нового комплексу хромосом. |
Інструкція до рисунку 5.6.1.Губки є дуже примітивними багатоклітинними тваринами, що ведуть тільки прикріплений спосіб життя. Клітини губок диференційовані, але не утворюють справжніх тканин. Ці тварини не мають м'язової та нервової систем. Дуже характерною ознакою губок є наявність кістяка. Більшість губок (близько 90%) належить до класу Прості губи, представники якого і розглядаються на лабораторному занятті. Представники цього у дорослому стані мають лейконоидный тип організації. Скелет представлений крем'яними одновісними або чотиривісними спікулами. У ряду видів спикулярний скелет поєднується зі спонгіновим, а в деяких представлений тільки органічним спонгіном. Мезохіл розвинений добре. Знайомство з губками починається з вивчення зовнішнього вигляду трьох представників, що належать до різних життєвих форм: одиночна губка, колоніальна губа кущиста, колоніальна губка, що має форму наросту. Зазначимо, що для вивчення надаються висушені екземпляри, які зберегли лише кістяк. Як уже зазначалося, одиночні губки має форму келиха з єдиним отвором, зверненим у товщу води - оскулюмом . Пропонований студентам для вивчення екземпляр (Rossela sp.) має форму зрізаного конуса заввишки близько 35 см. З основи цієї губки стирчать численні голкоподібні спікули. Ці спікули в природних умовах занурені в мул (губка живе на глибинах кілька сотень метрів) та забезпечують закріплення тварини на субстраті. Примітка: як голкоподібні спікули, так і спікули власне тіла - гострі, губку Rossela sp. не рекомендується торкатися руками. Для забезпечення цілісності прикріплювальних голкоподібних спікул губка зберігається в перевернутому положенні, проте на малюнку слід зобразити її в природному положенні. Губка Lubomirskia baikalensis є колоніальною. Колонія має кущисту форму, окремі гілки відповідають окремим особинам. На поверхні цієї губки добре видно пори . Оскулюми цих губок погано помітні. Колоніальні губки можуть мати форму наростів, що розташовуються на різних підводних предметах. З-поміж таких губок студентам демонструється губка Euspongia officinalis, у цієї губки оскулюми помітні добре.
Інструкція до рисунку 5.6.2.Вивчення спікул проводиться на постійних препаратах під малим збільшенням мікроскопа. Студентам надаються препарати одновісних та чотиривісних спікул. Одновісні спікули мають вигляд паличок, найчастіше веретеноподібних, що звужуються до обох кінців. Чотирьохосні спікули містять три промені, що лежать в одній площині і сходяться в одній точці, при цьому промені звужуються до кінців. Четвертий промінь розташований перпендикулярно до трьох інших і виходить із тієї ж центральної точки. Якщо дивитися на спікулу зверху, то цей четвертий промінь видно лише як крапка (і тоді спікула виглядає як фірмовий знак автомобілів марки "мерседес"), за всіх інших положень можна розглянути всі чотири промені. Спікули, як уже зазначалося, складаються з кремнезему, вони сильно заломлюють світло і під мікроскопом виглядають як зроблені зі скла.
Інструкція до рисунку 5.6.3.Студентам надається постійний препарат, на якому розміщений тонкий зріз губки Geodia. Вивчення ведеться під мінімальним збільшенням МІКРОСКОПА. На поверхні губок цього виду розміщується сукупність спікул різних типів. Таким чином вивчення цього зрізу демонструє можливість існування в одному організмі різноякісних спікул. Зовнішню частину кіркового шару утворюють численні одновісні спікули, що мають вигляд коротких загострених паличок. Глибше за них розташовується кірковий шар, що складається з сферичних спікул - сферастерів. Під кірковим шаром залягають чотиривісні спікули (тетраксони). Тетракосни Geodia мають три короткі промені. Ці промені щільно належать до кіркового шару. Четвертий промінь у 8 – 10 разів довший від інших і розташований перпендикулярно до поверхні губки, в мезохілі. У мезохілі можуть бути виявлені невеликі зірчасті мікросклери. Нерідко на препараті тетраксони виявляються поламаними, малюнку, природно, рекомендується показати їх цілими.
Інструкція до рисунку 5.6.4.У частини представників класу Звичайних губок, як зазначалося раніше, мінеральний скелет доповнюється органічним скелетом, що з специфічного речовини - спонгина. Спонгін виділяється сукупністю клітин спонгіобластів, причому нитки спонгіна виділяються з тіла клітин, формуючи єдину для всього організму мережу. Деякі представники цього класу взагалі втратили мінеральні спікули, тому їх скелет представлений тільки мережею волокон спонгіна (саме ці губки здавна використовувалися людиною для миття тіла).
Для вивчення студенту представляється постійний препарат, на якому розміщено фрагмент спонгінового скелета Euspongia officinalis. Вивчення проводиться під мінімальним збільшенням МІКРОСКОПА. При виконанні цього малюнка студент повинен домагатися подібності зображення з реальною ділянкою скелета, що має вигляд мережі з неправильними осередками.
Анотація до малюнків 5.6.5 та 5.6.6.Для багатьох видів прісноводних губок, що мешкають у помірних широтах, характерне внутрішнє брунькування, або геммулогенез. Цей процес відбувається восени та забезпечує переживання губками несприятливих умов. Суть геммулогенезу у тому, що у мезохиле материнської особини утворюється скупчення археоцитів (амебоцитів). Археоцити (амебоцити), які розташовані всередині геммули, несуть запас поживних речовин. Археоцити (амебоцити) зовнішнього шару запасу речовин не несуть, вони утворюють внутрішню частину стінки геммули. Потім у стінку вбудовуються склеробласти, що несуть амфідиски, причому склеробласти швидко гинуть. Амфідиски є особливими спікулами, що мають форму стрижня, на обох кінцях якого є дископодібні пластинки з неправильно порізаними краями (ізольований амфідиск, що лежить на боці, найбільше схожий на котушку). Амфідиски армують стінку геммули. Під мікроскопом під час розгляду збоку вони видно як сукупність стриженьків, розташованих усередині стінки геммули, перпендикулярно її поверхні; при розгляді згори виявляється звідчасті диски. Археоцити (амебоцити) потім виділяють ще середній та зовнішній шари стінки геммули. На одному полюсі стінка геммули залишається одношаровою, ця ділянка носить назву порового отвору або мікропиле.
Студентам для роботи надається 2 постійні препарати:
1) геммула прісноводних бадяг; 2) амфідіски геммул. Перший із препаратів вивчається під малим збільшенням МІКРОСКОПА, другий – під малим та великим збільшенням. У результаті вивчення першого препарату студент зображує характерну форму геммул, поровий отвір і шар амфідисків всередині подвійної оболонки. Результатом вивчення другого препарату є зображення ізольованого амфідиску, який слід зобразити у двох проекціях – вид зверху та вид збоку.
Теоретичні завдання до заняття 5.6:
1. Скласти таблицю, в лівому стовпці якої наводиться назва клітинних елементів тіла губок, в середньому стовпці - назва клітинного шару, якому вони розташовані, (тут же можна навести зображення цього типу клітин), у правому стовпці - наводяться відомості про функції клітин цього типу .
2. Навести схему (малюнок), що зображує процес запліднення у губок. Дати визначення цього типу запліднення.
3. Визначити значення геммул у житті губок. Визначити роль амфідисків у структурі геммули.
У керівництві І.Х.Шарової латинська термінологія повністю збігається з наведеною, але підклас Hydroidea отримує російську назву Гідроїди, а загін Hydrida - Гідри.
Інструкція до рисунку 5.7.1.Кишковопорожнинні є водними тваринами, більшість із них веде сидячий спосіб життя. Будова їх тіла характеризується радіальною симетрією. У складі тіла виділяються два клітинні пласти. Життєві форма кишковопорожнинних представлені або поліпами або медузами. За особливостями організації виділяють три класи кишковопорожнинних. Вивчення цієї групи тварин починається з класу Гідрозої, а саме з пресановодної гідри. Студентам демонструють зовнішній вигляд гідри (на живому об'єкті або на постійному препараті), вивчення проводиться під БІНОКУЛЯРОМ, краще з об'єктивом х2. Наполегливо не рекомендується перевіряти здатність гідр до скорочення тіла, торкаючи її пальцем, олівцем, або іншим предметом, цей "досвід" може зашкодити гідрі.
Гідра є одиночним поліпом, розмір її становить 1.0 – 1.5 сантиметрів, крім довжини щупалець. Кількість щупалець не фіксовано строго, найчастіше їх 5 - 6, але зустрічаються гідри і з великою кількістю щупалець. На аборальному полюсі знаходиться підошва, якою тварина прикріплюється до субстрату. На оральному полюсі знаходиться віночок щупалець, цей віночок оточує так званий гіпостом, тобто. конусоподібну верхню частину тіла. На вершині гіпостому знаходиться рот. Вважається, що рот у гідри при кожному прийомі їжі проривається заново, після їжі краю рота замикаються, і клітини навіть з'єднуються десмосомами, так що розглянути рот не вдається. Решта тіла гідри називається стеблинком. Якщо є виражене розширення тіла (і гастральної порожнини) у верхній частині тіла, воно називається шлунком.
імені професора В.Ф. Війно-Ясенецького
Міністерства охорони здоров'я
та соціального розвитку Російської Федерації»
ГОУ ВПО КрасГМУ
ім. проф.Війно-Ясенецького
Факультет ФМВ
Кафедра біології з екологією та курсом фармакогнозії
Ситуаційні завдання
з дисципліни «Біологія з екологією»
для самопідготовки студентів першого курсу
спеціальність 060101 – Лікувальна справа
спеціальність 060103 – Педіатрія
спеціальність 060105 - Стоматологія
Красноярськ 2009
поличковий індекс
Ситуаційні задачі з дисципліни «Біологія з екологією»: методичні розробки до позааудиторної роботи для студентів 1 курсу учнів на факультеті ФМО за спеціальностями: 060101-Лікувальна справа, 060103 - Педіатрія, 060105 .-2009.- 35с.
Упорядники: зав. каф., доц., д.б.н. Т.Я.Орлянська, доц., к.б.н. М.М.Максимова, доц., к.б.н. доц., к.б.н. В.А.Чіненко, доц. к.б.н. Л.С. Смирнова, ас. Г.П. Гаєвська, ас. Н.М. Дегерменджі, ас. Т.С.Підгрушна, ас. В.С.Крупкіна, ас. Т.І.Устінова, ас. С.В. Чижова.
За редакцією д-ра біол. наук. Т.Я. Орлянській.
Методичний посібник з предмету «Біологія з екологією» для студентів першого курсу містить набір ситуаційних завдань з основних розділів дисципліни, які орієнтують тих, хто навчається на контроль знань програмного матеріалу в процесі самопідготовки.
1. Ситуаційні завдання на тему «Біологія клітини»
1. Постійний препарат вивчений на малому збільшенні, проте при переведенні на велике збільшення об'єкт не видно, навіть при корекції макро- та мікрометричним гвинтами та достатньому освітленні. Чи потрібно визначити, з чим це може бути пов'язано?
Відповідь : Причина може бути пов'язана з тим, що препарат поміщений на предметний столик неправильно: покривним склом вниз, а при роботі на великому збільшенні товщина предметного скла не дозволяє досягти точного наведення на фокус.
2. Препарат поміщений на предметний столик мікроскопа, що має в основі лапки штатива дзеркало. В аудиторії слабке штучне світло. Об'єкт добре видно на малому збільшенні, проте при спробі його розглянути при збільшенні об'єктиву х40, у полі зору об'єкт не проглядається, видно темну пляму. Чи потрібно визначити, з чим це може бути пов'язано?
Відповідь : Причин може бути кілька: 1 – для дослідження використана плоска сторона дзеркала, а кімната недостатньо яскраво освітлена, тому об'єкт при великому збільшенні недостатньо освітлений та не видно у полі зору; 2 – можливо, рух револьвера було недостатнім, не доведено до клацання, тому об'єктив немає проти об'єкта дослідження; 3 – подивитися, як поміщений на предметний столик препарат, можливо, він поміщений покривним склом вниз.
3. Досліджуваний препарат виявився пошкодженим: розбите предметне та покривне скло. Поясніть, як це могло статися?
Відповідь : Причина - неправильне поводження з макрометричним гвинтом Він опускає об'єктив до препарату. Працюючи з ним необхідно дивитися над окуляр, а збоку, контролюючи відстань від об'єктиву до препарату, що становить середньому 0,5см.
4. Загальне збільшення мікроскопа становить при роботі в одному випадку - 280, а в іншому - 900. Поясніть, які використані об'єктиви та окуляри в першому та другому випадках і які об'єкти вони дозволяють вивчати?
Відповідь: У першому випадку використовується окуляр х7, а об'єктив х40 при даному збільшенні можна розглянути великі мікрооб'єкти (н-р, клітини шкірки цибулі, клітини крові жаби, перехрест волосся); у другому випадку використовується окуляр х10, а об'єктив х90, при цьому збільшенні можна розглянути найдрібніші мікрооб'єкти, використовуючи при цьому імерсійну олію (органоїди клітин, колонії бактерій, дрібні клітини найпростіших, клітини крові людини).
5. Як треба розмістити препарат, щоб побачити об'єкт у потрібному вигляді?
Відповідь: Препарат необхідно розташувати на предметний столик покривним склом нагору, об'єкт повинен розташовуватися в центрі отвору предметного столика, з урахуванням того, що зображення в мікроскопі отримуємо зворотне.
6. При ряді вроджених лізосомних «хвороб накопичення» в клітинах накопичується значна кількість вакуолей, що містять нерозщеплені речовини. Наприклад, при хворобі Помпі відбувається накопичення глікогену у лізосомах. Поясніть із чим пов'язане це явище, виходячи з функціональної ролі даного органоїду клітин.
Відповідь: Лізосоми в клітині беруть участь у процесах внутрішньоклітинного перетравлення, вони містять близько 40 гідролітичних ферментів: протеази, нуклеази, глікозидази, фосфорилази та ін.
7. При патологічних процесах зазвичай у клітинах значно збільшується кількість лізосом. На підставі цього виникло уявлення, що лізосоми можуть відігравати активну роль загибелі клітин. Однак відомо, що при розриві мембрани лізосом, гідролази, що виходять, втрачають свою активність, так як в цитоплазмі слабколужне середовище. Поясніть, яку роль грають лізосоми в даному випадку, виходячи з функціональної ролі органіду в клітині.
Відповідь: Однією з функцій лізос є автоліз або аутофагія. В даний час схильні вважати, що аутофагоцитоз пов'язаний з відбором і знищенням змінених, «зламаних» клітинних компонентів. У разі лізосоми виконують роль внутрішньоклітинних чистильників, контролюючих дефектні структури. У конкретному випадку накопичення лізосом пов'язане з виконанням ферментами цієї функції - автоліз загиблих клітин.
8. Поясніть, які наслідки можуть очікувати тваринну клітину, у якої в клітинному центрі відсутні одна центріоль і промениста сфера (астросфера).
Центросоми обов'язкові для клітин тварин, вони беруть участь у формуванні веретена поділу і розташовуються на полюсах, в клітинах, що не діляться, визначають полярність клітин. За відсутності цього органоїду така клітина не здатна до проліферації.
9. Зазвичай, якщо клітинна патологія пов'язана з відсутністю у клітинах печінки та нирок пероксисом, то організм із таким захворюванням нежиттєздатний. Дайте пояснення цьому факту, з функціональної ролі цього органоїду в клітині.
Відповідь: Мікротельця або пероксисоми відіграють важливу роль у метаболізмі перекису водню, яка є найсильнішою внутрішньоклітинною отрутою та руйнує клітинні мембрани. У пероксисомах печінки фермент каталаза становить до 40% всіх білків та виконує захисну функцію. Ймовірно, відсутність даних ферментів призводить до незворотних змін на рівні функціонування клітин, тканин та органів.
10. Поясніть, чому у зимових сплячих бабаків і зимуючих кажанів число мітохондрій у клітинах серцевого м'яза різко знижено.
Відповідь: Кількість мітохондрій у клітинах серцевого м'яза залежить від функціонального навантаження на серце та витрати енергії, що виробляється та накопичується в макроергічних зв'язках АТВ у «енергетичних станціях» клітин, якими є мітохондрії. У період сплячки в організмі тварин процеси метаболізму уповільнені і навантаження на серце мінімальне.
11. Відомо, що у хребетних тварин кров червона, а в деяких безхребетних (головоногих молюсків) блакитна. Поясніть з присутністю яких мікроелементів пов'язаний певний колір крові у цих тварин?
Відповідь: Кров цих тварин блакитна т.к. до її складу входить гемоціанін, що містить мідь (Сі).
12.Зерна пшениці та насіння соняшника багаті на органічні речовини. Поясніть, чому якість борошна пов'язана із вмістом клейковини в ній, які органічні речовини знаходяться в клейковині борошна пшеничного. Які органічні речовини перебувають у насінні соняшнику?
Відповідь: Клейковина - це та частина борошна, в якій міститься білковий компонент, завдяки якому якість борошна цінується вище. У насінні соняшнику поряд з білками та вуглеводами у значній кількості знаходяться рослинні жири.
13. Воскоподібні ліпофусцинози нейронів можуть виявлятися в різному віці (дитячому, юнацькому та зрілом), відносяться до справжніх хвороб накопичення, пов'язаних з порушенням функцій органоїдів мембранної будови, що містять велику кількість гідролітичних ферментів. Симптоматика містить ознаки ураження центральної нервової системи з атрофією головного мозку, приєднуються судомні напади. Діагноз ставиться при електронній мікроскопії - у цих органоїдах клітин багатьох тканин виявляються патологічні включення. Поясніть, у якому органоїді у клітинах порушено функцію?
Відповідь: у людей з цією патологією порушена функція лізосом, можливо, якісь ферменти відсутні або не включаються, тому в лізосомах виявляються недорозщеплені структури.
14. У хворого виявлено рідкісну хворобу накопичення глікопротеїнів, пов'язану з недостатністю гідролаз, що розщеплюють полісахаридні зв'язки. Ці аномалії характеризуються неврологічними порушеннями та різноманітними соматичними проявами. Фукозідоз і маннозидоз найчастіше призводять до смерті в дитячому віці, тоді як аспартилглюкозамінурія проявляється як хвороба накопичення з пізнім початком, вираженою психічною відсталістю і більш тривалим перебігом.
Поясніть, у якому органоїді у клітинах порушено функцію?
Відповідь: у людей з цією патологією порушена функція лізосом, відсутні ферменти, що розщеплюють глікопротеїни, тому в лізосомах виявляються недорозщеплені структури.
15. Виявлено спадкове захворювання, пов'язане з дефектами у функціонуванні органоїду клітини, що призводить до порушень енергетичних функцій у клітинах – порушення тканинного дихання, синтезу специфічних білків. Це захворювання передається тільки по материнській лінії до дітей обох статей. Поясніть, у якому органоїді відбулися зміни. Відповідь обґрунтуйте.
Відповідь: стався дефект мітохондріальної ДНК, йде неправильне зчитування інформації, порушується синтез специфічних білків, виявляються дефекти у різних ланкахциклу Кребса, вдихального ланцюгащо призвело до розвитку рідкісного мітохондріального захворювання.
16.Ядро яйцеклітини та ядро сперматозоїда має рівну кількість хромосом, але у яйцеклітини обсяг цитоплазми та кількість цитоплазматичних органоїдів більше, ніж у сперматозоїда. Чи однаковий вміст у цих клітинах ДНК?
Відповідь: У яйцеклітини вміст ДНК більший, за рахунок наявності мітохондріальної ДНК.
17. Гени, які повинні були включитися в роботу в період G 2 залишилися неактивними. Чи позначиться це під час мітозу?
Відповідь: В періодG 2 синтезуються білки, необхідні освіти ниток веретена поділу. За їх відсутності розбіжність хроматид в анафазу мітозу порушиться або взагалі не станеться.
18. У мітоз вступила двоядерна клітина з диплоїдними ядрами (2n=46). Яка кількість спадкового матеріалу матиме клітина у метафазі при формуванні єдиного веретена поділу, а також дочірні ядра після закінчення мітозу?
Відповідь: У кожному з двох ядер, що вступили в мітоз, хромосоми диплоїдного набору містять подвоєну кількість генетичного матеріалу. Обсяг генетичної інформації у кожному ядрі - 2n4с. У метафазі при формуванні єдиного веретена поділу ці набори об'єднаються, і обсяг генетичної інформації становитиме, отже - 4n8с (тетраплоїдний набір самоподвоєних або реплікованих хромосом).
В анафазі мітозу цієї клітини до полюсів дочірніх клітин розійдуться хроматиди. Після закінчення мітозу ядра дочірніх клітин міститимуть обсяг генетичної інформації = 4n4с.
19. Після запліднення утворилася зигота 46, ХХ, з якої має сформуватися жіночий організм. Однак у ході першого мітотичного поділу (дроблення) цієї зиготи на два бластомери сестринські хроматиди однієї з Х-хромосом, відокремившись один від одного, не розійшлися по 2-х полюсах, а обидві відійшли до одного полюса.
Розбіжність хроматид іншої Х-хромосоми відбулося нормально. Усі наступні мітотичні поділки клітин під час ембріогенезу протікали без порушень механізму мітозу, не вносячи додаткових змін, а й виправляючи змінені набори хромосом.
Яким буде хромосомний набір клітин індивіда, що розвинувся із цієї зиготи? Припустіть, які можуть бути фенотипічні особливості цього організму?
Відповідь:Набір нестатевих хромосом (аутосом) в обох бластомерах буде нормальним і представлений диплоїдним числом = 44 несамоподвоєних (нереплікованих) хромосом – колишніх метафазних хроматид хромосом зиготи.
В результаті клітини організму, що розвинувся з цієї зиготи, матимуть різний набір хромосом, тобто буде місце мозаїцизм каріотипу: 45,Х / 47,ХХХ приблизно в рівних пропорціях.
Фенотипово це жінки, у яких спостерігаються ознаки синдрому Шерешевського-Тернера з неяскравим клінічним проявом.
20. Після запліднення утворилася зигота 46, ХY, з якої повинен сформуватися чоловічий організм. Однак у ході першого мітотичного поділу (дроблення) цієї зиготи на два бластомери сестринські хроматиди Y-хромосоми не розділилися і вся ця самоподвоєна (реплікована) метафазна хромосома відійшла до одного з полюсів дочірніх клітин (бластомерів).
Розбіжність хроматид Х-хромосоми відбулося нормально. Усі наступні мітотичні поділки клітин під час ембріогенезу протікали без порушень механізму мітозу, не вносячи додаткових змін, а й виправляючи змінені набори хромосом.
Яким буде хромосомний набір клітин індивіда, що розвинувся із цієї зиготи? Припустіть, який фенотип може мати цей індивід?
Відповідь: Мозаїцизм каріотипу: 45, Х/46, ХY(скорочено – Х0/ХY) приблизно у рівних пропорціях. Фенотипові варіанти при цьому типі мозаїцизму - 45,Х/46,ХYрізноманітні. Такий індивід зовні може бути як чоловічої, так і жіночої статі. Описані випадки гермафродитизму в осіб із мозаїцизмом 45,Х/46,ХY, коли зовні організм був жіночої статі, але з правого боку виявлялося яєчко (насінник), над піхвою – статевий член та уретральний отвір.
Завдання для самоконтролю
1. Постійний препарат вивчений на малому збільшенні, проте при переведенні на велике збільшення об'єкт не видно, навіть при корекції макро- та мікрометричним гвинтами та достатньому освітленні. Чи потрібно визначити, з чим це може бути пов'язано?
2. Препарат поміщений на предметний столик мікроскопа, що має в основі лапки штатива дзеркало. В аудиторії слабке штучне світло. Об'єкт добре видно на малому збільшенні, проте при спробі його розглянути при збільшенні об'єктиву х40, у полі зору об'єкт не проглядається, видно темну пляму. Чи потрібно визначити, з чим це може бути пов'язано?
3. Досліджуваний препарат виявився пошкодженим: розбите предметне та покривне скло. Поясніть, як це могло статися?
4. Загальне збільшення мікроскопа становить при роботі в одному випадку - 280, а в іншому - 900. Поясніть, які використані об'єктиви та окуляри в першому та другому випадках і які об'єкти вони дозволяють вивчати?
5. Вам видано постійний препарат для дослідження об'єкта при великому збільшенні мікроскопа. Як треба розташувати препарат, щоб побачити об'єкт за великого збільшення? Поясніть, чому неправильні маніпуляції з препаратом можна знайти лише при великому збільшенні.
6. Поясніть, які перспективи можуть очікувати на клітину епітеліальної тканини, яка не має центріолей?
7. У диплоїдній клітині відбулася 7-кратна ендоредуплікація.
Яку кількість спадкового матеріалу вона має?
8. Одним із фундаментальних початкових висновків класичної генетики є уявлення про рівність чоловічої та жіночої статі у передачі потомству спадкової інформації. Чи підтверджується цей висновок при порівняльному аналізі всього обсягу спадкової інформації, що вноситься в зиготу сперматозоїдом та яйцеклітиною?
9. Після виходу клітини з мітозу відбулася мутація гена, який несе програму для синтезу ферменту гелікази.
Як ця подія вплине на мітотичний цикл клітини?
1 0. Після запліднення утворилася зигота 46 ХХ, з якої повинен сформуватися жіночий організм. Однак у ході першого мітотичного поділу (дроблення) цієї зиготи на два бластомери одна з двох Х-хромосом не розділилася на дві хроматиди і в анафазі повністю відійшла до полюса. Поведінка другої Х-хромосоми пройшла без відхилень від норми. Усі наступні мітотичні поділки клітин у ході ембріогенезу протікали також без порушень механізму мітозу.
Яким буде хромосомний набір клітин індивіда, що розвинувся з цієї зиготи та (імовірно) фенотипічні особливості цього організму?
11. Загальновідомо, що однояйцеві (монозиготні) близнюки є генетично ідентичними. За фенотипом вони, при нормальному ході цитологічних процесів їх формування та розвитку в тих самих умовах середовища, схожі один на одного «як дві краплі води».
Чи можуть монозиготні близнюки бути різної статі – хлопчиком та дівчинкою? Якщо не можуть, то чому? А якщо можуть, то в результаті, яких порушень у мітотичному циклі зиготи, що ділиться?
М: Агропромиздат, 1988. - 271 c.
ISBN 5-10-000614-5
завантажити(пряме посилання) :
praktiumpocitologii1988.djvu Попередня 1 .. 57 > .. >> Наступна
Постійний мікротомний препарат із поздовжніми зрізами коренів спочатку розглядають при малому збільшенні мікроскопа. На кінчику кореня добре помітний чохлик, що оберігає конус наростання від пошкоджень під час зростання
у ґрунті. Далі слідує конус наростання кореня, або зона поділу клітин (близько 2 мм). За конусом наростання розташована зона розтягування, де клітини витягуються у довжину, та був зона всмоктування з кореневими волосками. Мітоз вивчають на меристематичних клітинах конуса наростання кореня, де є багато клітин, що діляться. Мерістема складається з рядів клітин прямокутної форми. Кожна низка клітин веде своє походження від однієї клітини.
Після ознайомлення з коренем при малому збільшенні слід розглядати з об'єктивом 40X.
Інтерфаза. На постійних постійних препаратах інтерфазний стан ядра характеризується ніжною структурою хроматину. Хромосоми тим часом сильно деспіралізовані і виявляються. Ядра мають округлу форму та гомогенну зернисту структуру. З інших компонентів ядра добре видно ядерця. При використанні деяких ядерних фіксаторів, наприклад Бродського, та фарбуванні препаратів гематоксиліном можна побачити з імерсією під мікроскопом (об'єктив 90Х) в ядрі рослинної клітини хроматинову мережу та великі хроматини зерна, що утворюють хромоцентри.
Після завершення інтерфази клітини вступають у мітоз. Розподіл клітин зазвичай починається з перетворень в ядрі.
У профазі (рис. 47) ядро збільшується, і в ньому стають чітко видно хромосомні нитки, які в цьому
Мал. 47. Мітоз у клітинах кореня цибулі Allium сірка (мікро-томний препарат):
1 профаза; 2 - метафаза; Я - анафаза; 4 - тіло фаза; 5 - інтерфаза.
час уже спіралізований. Кожна хромосома після подвоєння в інтерфазі складається із двох сестринських хроматид, з'єднаних однією центромірою. Наприкінці профази зазвичай зникають ядерна оболонка" і ядерця. На препаратах завжди можна знайти ранню і пізню профази і порівняти їх між собою. Хромосомні нитки чіткіше видно в пізній профазі, і нерідко можна помітити, що вони подвоєні.
Метафаза Після того, як зникне ядерна оболонка, видно, що хромосоми досягли максимальної конденсації, стали коротшими і переміщаються до екватора клітини, розташовуючись в одній площині. Цей період у мітозі називається метафазою. Клітина вже має мітотичне (ахроматинове) веретено, що складається з опорних ниток, що тягнуть. Перші з них протягнуті від одного полюса до іншого, а другі пов'язують центроміри хромосом із полюсами.
На препаратах, забарвлених гематоксиліном, нитки мітотичного веретена не завжди видно, оскільки цей ядерний барвник. Однак у навчальному фільмі та на інших препаратах добре видно, що кожна хромосома, будучи прикріпленою до мітотичного веретена, складається з двох паралельно розташованих хроматид.
Подвоєна хромосома в метафазі зазвичай розташовується перпендикулярно до ниток мітотичного веретена і на рівній відстані від полюсів. Центромери всіх хромосом знаходяться в одній екваторіальній площині, що дуже зручно для підрахунку хромосом та вивчення їхньої морфології. "
Мікротомні препарати для підрахунку хромосом зазвичай роблять із поперечних зрізів коренів, щоб метафаза була видна з полюса. У такому положенні добре видно, що хромосоми розташовуються на певній відстані один від одного. У цей час їх можна замалювати та підрахувати.
Анафаза починається з моменту поділу центроміру, а потім відбувається роз'єднання хроматид. Сестринські хроматиди кожної хромосоми розходяться до різних полюсів. Так відбувається точний розподіл генетичного матеріалу, і кожному полюсі виявляється таку ж число хромосом, яке було в вихідної клітини до їх подвоєння. Наприклад, у жита у соматичних клітинах 14 хромосом. У метафазі у неї
14 подвоєних (дихроматидних) хромосом. В анафазі після розходження сестринських хроматид на полюсах виявляється знову по 14 хромосом.
Після поділу центроміри кожна хроматида набуває функцій самостійної хромосоми.
Переміщення хроматид до полюсів відбувається внаслідок скорочення ниток, що тягнуть, і подовження опорних ниток мітотичного веретена. При перегляді навчального фільму видно, що цей процес відбувається дуже швидко в порівнянні з іншими
ними фазами та його важче вловити. Тому на препаратах анафаза трапляється рідше, ніж профаза.
У телофазі хромосоми на кожному полюсі зазнають деконденсації, тобто процес, протилежний тому, що відбувається в профазі. Контури хромосом втрачають свою чіткість, мітотичне веретено руйнується, відновлюється ядерна оболонка і з'являються ядерця. Таким чином, після різних структурних перетворень відбувся поділ нехідного ядра на два дочірні. Під час телофази з фраг-мопласту формується клітинна стінка, яка поділяє весь вміст цитоплазми на дві рівні частини, – відбувається цитокінез. Так закінчується мітоз.
Про тривалість окремих фаз мітозу можна судити з прижиттєвих спостережень. Встановлено, що в ендоспермі гороху профаза триває 40 хв, метафаза - 20, анафаза-12, телофаза-1.10 хв, тобто найбільш тривалі виявляються перша та остання фази мітозу. Весь мітоз триває близько 3 год. Тривалість мітотичного циклу - у кілька разів більша. Так, у кінських бобів (Vicia fab а) весь мітотичний цикл триває 30 год, причому мітоз становить 4 год, а інтерфаза - 26 год, з яких період G - 12 год, S - 6 год, С2 - 8 год. зелений найкоротший мітотичний цикл у деяких клітинах триває 8 год, а більшість клітин проходить його за 10-12 год. З трьох періодів інтерфази найбільш варіабельний за тривалістю Gi-період. Кінетика мітозу залежить від різних внутрішніх та зовнішніх факторів, рівня ілоїдності, pH середовища, гормональної активності, температури, режиму освітлення та ін.
