Контрольные вопросы по теме занятия
Понятие размножения и его значение
Основные типы деления клеток и их характеристика.
Понятие жизненного цикла клетки, характеристика его периодов
Варианты жизненного цикла клетки.
Митотический цикл клетки и его деление на фазы
Интерфаза митотического цикла, ее значение.
Фазы собственно митоза, поведение хромосом.
Отличие митоза и мейоза.
Регуляция митоза, понятие контрольных точек митотического цикла.
Методические указания к выполнению практической работы
1. Изучите готовые микропрепараты
а) Кариокинез в клетках корня лука (ок. 7, об. 40).
Рассмотрите под большим увеличением микроскопа микропрепарат корня лука на его кончике. Найдите клетки в состоянии интерфазы и на различных стадиях митоза. В интерфазе клетки имеют ядро, в котором хорошо различимы хроматин и одно-два ядрышка. В профазе в центре клетки в цитоплазме видны хромосомы в виде нитевидных структур, образующих рыхлый клубок. В метафазе центромеры хромосом находятся по экватору клетки, а плечи образуют «материнскую звезду». В анафазе на каждом полюсе образуются «дочерние звезды». В телофазе у противоположных полюсов клетки видны рыхлые клубки хромосом.
б) Эндомитоз в клетках печени (ок. 7, об. 40).
Найдите двуядерные клетки печени, представляющие результат эндомитоза.
в) Политенные хромосомы двукрылых (ок. 7, об. 40).
Рассмотрите препарат сначала на малом, а затем на большом увеличении микроскопа. Найдите в клетках слюнной железы гигантские хромосомы, представляющие собой результат многократной репликации ДНК. По длине хромосомы отчетливо видны чередующиеся светлые и темные диски различной величины и формы. Обратите внимание на наличие более широких участков по длине хромосомы – пуффов, соответствующих области активных генов. Найдите: 1) гетерохроматические участки хромосом (интенсивно окрашенные), 2) эухроматические участки хромосом (слабо окрашенные), 3) пуффы.
2. Определите митотический коэффициент
На микропрепаратах корня лука подсчитайте количество делящихся и неделящихся клеток в нескольких полях зрения (около 1000 клеток). Определите митотический коэффициент (МК) в промилле (‰) по формуле:
3. Решите ситуационные задачи
Пример задачи. Длина молекулы ДНК человека 174 см, но она свободно умещается в ядре клетки. В каких формах существует хроматин (хромосомы) в митотическом цикле? Каковы уровни компактизации хроматина? Что такое эухроматин и гетерохроматин? Каково строение метафазных хромосом? Что такое кариотип?
Эталон ответа. Хромосомы в зависимости от стадии клеточного цикла меняют свое строение. В интерфазе они не видны и представлены глыбками хроматина. На стадии метафазы митоза в результате спирализации приобретают хорошо видимую структуру. Поэтому различают интерфазную и метафазную форму существования хромосом. Выделяют несколько уровней компактизации хроматина: нуклеосомная нить, микрофибрилла, интерфазная хромонема, метафазная хроматида. Разные участки интерфазных хромосом имеют неодинаковую степень компактизации, что имеет очень важное функциональное значение. Различают эухроматин, имеющий меньшую плотность и большую генетическую активность, и гетерохроматин, характеризующийся большей компактизацией и генетической инертностью. Метафазные хромосомы в связи с суперспирализацией имеют разную форму и строение. В хромосомах различают плечи, перетяжки, спутники, теломеры. Кариотип представляет собой диплоидный набор хромосом соматических клеток определенного вида, характеризующийся определенным числом и строением.
Задачи для самостоятельного решения
Задача 1. Основным свойством наследственного материала, обеспечивающего непрерывность поколений, является способность к репликации. При удвоении молекул ДНК действует большой комплекс ферментов – репликативная машина. Назовите основные ферменты, участвующие в репликации ДНК. Каковы функции ферментов, участвующих в репликации? Почему образование дочерних цепей ДНК идет в разных направлениях? Что такое фрагменты оказаки и как они образуются? Каковы способы репликации ДНК? Какой из них является основным?
Задача 2. Размножение клеток (пролиферация) является основой для роста и восстановления органов. У больного после резекции печени, среди гепатоцитов обнаружены делящиеся клетки. Какими способами могут делиться гепатоциты? Назовите периоды митотического цикла и охарактеризуйте их. Какой набор хромосом и ДНК имеет клетка к началу деления и после выхода из него? Каков жизненный цикл гепатоцитов, как клеток медленно обновляющихся тканей? Назовите механизмы, основанные на митотическом цикле, приводящие к увеличению количества наследственного материала в отдельных клетках.
Задача 3. В интерфазных клетках ряда тканей двукрылых насекомых обнаруживают гигантские политенные хромосомы. Политенные хромосомы в клетках разного типа имеют вздутия (пуфы) в разных участках. В процессе развития пуфы исчезают в одних участках хромосом и появляются в других.
Объясните, что представляют собой политенные хромосомы и какое строение они имеют? Чем можно объяснить расположение пуфов в разных участках хромосом у клеток разного типа? Почему на разных этапах онтогенеза пуфы в одних участках хромосом исчезают, а в других возникают вновь? Объясните, как осуществляется генетическая регуляция индивидуального развития? Какие факты свидетельствуют о роли генетического контроля в развитии особи?