method2
.pdfПользуясь графом логической структуры, учебными таблицами,
зарисуйте в протоколах занятий:
а) строение нуклеосомы;
б) уровни упаковки хроматина.
В выводе укажите, какие уровни упаковки хроматина присутствуют в неделящейся клетке, а какие – характерны только для делящейся. Обозначьте,
во сколько раз происходит укорочение цепи ДНК на каждом из уровней упаковки.
Работа 2. Схема метафазной хромосомы и основные типы хромосом.
В митотических хромосомах различают две хроматиды. Их объединяет первичная перетяжка (центромера), она делит каждую хроматиду на два плеча:
верхнее (р) и нижнее (q).
Рис. 5. Строение метафазной хромосомы
|
ДНК |
|
P - плечо |
Спутник |
|
|
||
|
|
|
Центромера |
Вторичная перетяжка |
|
(первичная |
||
(ядрышковый организатор) |
||
перетяжка) |
|
|
|
|
Гетерохроматин
q- плечо
Эухроматин
Теломера
Спутничные
Две хроматиды хромосомы: 13, 14, 15, 21, 22
41
По положению центромеры выделяют: метацентрические
(равноплечие), субметацентрические (неравноплечие) и акроцентрические
хромосомы. У некоторых акроцентрических хромосом (13-15, 21-22) в верхнем плече на окрашивающейся тонкой нити располагается хроматическое тельце –
спутник. Нить спутника содержит важную структуру генома эукариот –
ядрышковый организатор. Плечи некоторых хромосом содержат перетяжки, их называют вторичными.
Пользуясь графом логической структуры, учебными таблицами,
микрофотографиями хромосом метафазных пластинок лейкоцитов человека,
зарисуйте в протоколах практических занятий:
1.Схему строения метафазной хромосомы. Обозначьте: центромеру,
плечи p и q, вторичную перетяжку, спутник, теломеры, хроматиды.
2.Основные типы хромосом (метацентрическую, субметацентрическую,
акроцентрическую, телоцентрическую).
Ввыводе укажите, какой тип хромосом в норме у человека не встречается.
Работа 3. Составление идиограммы человека.
Совокупность хромосом соматической клетки, характеризующая организм данного вида, называется кариотипом (определяется общим количеством хромосом, их формой и размерами).
Для классификации хромосом человека существует единая стандартная система (Денвер, 1960), согласно которой, 23 пары хромосом получили порядковые номера и были разделены на 7 групп (табл.1). Денверская классификация основана на величине хромосом (крупные, средние, мелкие),
расположении центромеры (мета-, субметаили акроцентрические), наличии вторичных перетяжек и спутников.
Парижская (1971) классификация позволяет четко различать хромосомы человека внутри каждой группы. В еѐ основе лежат методы дифференциальной окраски, при которой в каждой хромосоме выявляется специфичный только для
42
неѐ порядок расположения эухроматиновых и гетерохроматиновых сегментов
(поперечное чередование светлых и темных полос).
Таблица 1. Денверская классификация хромосом человека
Группы |
Порядковый |
|
|
номер |
Характеристика данной группы хромосом |
||
хромосом |
|||
хромосом |
|
||
|
|
||
А |
1,2,3 |
Большие метацентрические (1,3 пары) и |
|
большая субметацентрическая. |
|||
|
|
||
В |
4,5 |
Большие субметацентрические, центромера |
|
сильно смещена к концу. |
|||
|
|
||
С |
6,7,8,9,10,11,12 |
Средние субметацентрические. К этой группе |
|
относят и Х-хромосому. |
|||
|
|
||
D |
13,14,15 |
Большие акроцентрические, все три пары |
|
имеют спутники |
|||
|
|
||
E |
16,17,18 |
Короткие метацентрические или |
|
субметацентрические. |
|||
|
|
||
F |
19,20 |
Короткие метацентрические. |
|
|
|
|
|
G |
21,22 |
Короткие акроцентрические, имеют спутники. |
|
Сюда относят и Y-хромосому. |
|||
|
|
||
|
Х |
Средняя субметацентрическая (по размеру |
|
Половые |
близка к 6-й или 7-й парам). |
||
|
|||
хромосомы |
Y |
Мелкая акроцентрическая (по размеру близка к |
|
|
21 паре). |
||
|
|
Обратите внимание, что мужчина и женщина различаются по количеству хромосом в группах C и G. Это связано с тем, что к этой группе относятся половые хромосоммы. Запишите в протоколы занятий и заполните
таблицу:
|
|
Кариотип |
Общее количество |
Общее количество |
Пол |
|
|
хромосом в группе C |
хромосом в группе |
|
|
|
(А+Г) |
G (А+Г) |
♀ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
♂ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
таблице укажите, какое будет количество хромосом в |
соответствующих группах у мужчин и у женщин.
43
Диплоидный набор хромосом (кариотип) может быть представлен в виде идиограммы – ряда хромосом, расположенных по мере убывания их величины. Для составления идиограммы используйте упрощенную денверскую классификацию (табл.1), схему дифференциально окрашенных хромосом и инструкцию по составлению кариотипа человека.
ИНСТРУКЦИЯ ПО СОСТАВЛЕНИЮ ИДИОГРАММЫ
ХРОМОСОМ ЧЕЛОВЕКА
1.Рассмотрите помещенную в кляссере схему дифференциально окрашенных хромосом.
2.Выньте из кармана кляссера хромосомы, переверните их лицевой стороной вверх и пересчитайте.
3.Для составления идиограммы отдельные хромосомы вставляют в кляссер в соответствии с приведенной классификацией, используя следующий порядок работы:
-выделить и вставить в кляссер все самые мелкие акроцентрические хромосомы (группа G). В женском кариотипе их должно быть четыре, а в мужском – пять;
-отобрать все крупные акроцентрические хромосомы группы D;
-затем отобрать все хромосомы, занимающие по величине промежуточное положение между крупными и мелкими акроцентрическими: более крупные относятся к группе Е, более мелкие – к группе F;
-далее отобрать наиболее крупные хромосомы, они относятся к группе А и В;
-оставшиеся хромосомы относятся к группе С, среди которых находятся и половые хромосомы. Их следует расположить в одну линию по убывающим размерам.
4.После проверки работы преподавателем хромосомы сложить обратно в карман кляссера.
44
После составления идиограммы проанализируйте и запишите в выводе:
а) человеку, какого пола принадлежит данная метафазная пластинка;
б) нормален ли кариотип или нет;
в) какие имеет отклонения.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ДОСТИЖЕНИЯ КОНКРЕТНЫХ ЦЕЛЕЙ ОБУЧЕНИЯ
1. В интерфазном ядре различают |
2. Для |
составления |
идио- |
|
нити и глыбки хроматина, |
граммы хромосомы |
диффе- |
||
которые представляют собой: |
ренциально |
окрашивают и |
||
A. Молекулы ДНК; |
располагают: |
|
|
|
B. Молекулы белков; |
A. |
Попарно |
в |
порядке |
C. Эухроматин + гетерохроматин; |
|
увеличения; |
|
|
D. ДНК + гистоновые и негисто- |
B. |
По номерам; |
|
|
новые белки; |
C. |
По расположению |
|
|
E. Гистоновые и негистоновые |
|
центромеры; |
|
|
белки. |
D. |
По росту; |
|
|
|
E. |
Попарно |
в |
порядке |
|
убывающей величины. |
||
3. В состав хроматина входит 40% |
4. Исследования |
интерфазных |
|
гистоновых белков. К ним |
ядер показали |
наличие |
|
относятся: |
хромосом |
в |
виде |
A. Н2А, Н1, Н3Б и Н4; |
микроскопически |
тонких |
|
B. Н2, Н3, Н5, Н6, Н1; |
нитей. Уровень их упаковки: |
||
C. Н2А, Н2Б, НЗ, Н4 и Н1; |
A. Третичная структура ДНК; |
||
D. Н1, Н3А, Н2Б, НЗ, и Н4; |
B. Нуклеосомный; |
|
|
E. Н2А, Н2Б, НЗ, Н4 и Н1; |
C. Соленоидный; |
|
|
|
D. Петлевой; |
|
|
|
E. Метафазный. |
|
|
45
5. |
При |
болезни |
Дауна |
в |
6. |
Для |
анализа |
кариотипа |
||||
|
соматических |
клетках имеется |
|
используют |
|
метафазные |
||||||
|
три хромосомы 21-й пары. Их |
|
хромосомы. |
Уровень |
их |
|||||||
|
относят к: |
|
|
|
|
упаковки: |
|
|
|
|||
|
A. Метацентрическим; |
|
|
A. |
Соленоидный; |
|
||||||
|
B. Субметацентрическим; |
|
|
B. |
Петлевой; |
|
|
|||||
|
C. Акроцентрическим; |
|
|
C. |
Метафазный. |
|
|
|||||
|
D. Телоцентрическим; |
|
|
D. |
Нуклеосомный; |
|
||||||
|
E. |
Субтелоцентрическим. |
|
|
E. |
Октамерный. |
|
|
||||
7. |
Гетерохроматиновые |
участки |
8. |
Структурный |
гетерохро- |
|||||||
|
хромосом содержат: |
|
|
|
матин участвует в обра- |
|||||||
|
A. Много структурных генов; |
|
|
зовании |
ядрышек. |
Он |
||||||
|
B. Мало структурных генов; |
|
|
располагается в хромосомах: |
||||||||
|
C. Только функциональные гены; |
|
|
A. |
Метацентрических; |
|
||||||
|
D. Только структурные гены; |
|
|
B. |
Субметацентрических; |
|||||||
|
E. Мало функциональных генов. |
|
|
C. |
Акроцентрических; |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
D. |
Телоцентрических; |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
E. |
Мета- и телоцентрических. |
|||
9. Хромосомы 6-12-й пар похожие |
10.При изучении культуры лим- |
|||||||||||
|
по форме и размерам и входят в |
|
фоцитов человека выявлены |
|||||||||
|
группу С. Для их идентификации |
|
хромосомы |
разной формы, |
||||||||
|
обращают внимание на: |
|
|
которая определяется |
поло- |
|||||||
|
A. |
|
Первичную перетяжку; |
|
|
жением: |
|
|
|
|||
|
B. |
|
Вторичную перетяжку; |
|
|
A. |
Первичной перетяжки; |
|||||
|
C. |
|
Спутники; |
|
|
|
|
B. |
Вторичной перетяжки; |
|||
|
D. |
|
Эухроматиновые и гетерохро- |
|
C. |
Спутников; |
|
|
||||
|
|
|
матиновые полосы; |
|
|
D. |
Первичной |
и вторичной |
||||
|
E. |
|
Первичную |
и |
вторичную |
|
|
перетяжек; |
|
|
||
|
|
|
перетяжки. |
|
|
|
|
E. |
Наличием теломеров. |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
46 |
11.При анализе идиограммы в группе С оказалось 8 пар хромосом. Количество хромосом
вдругих группах соот-
ветствовало норме. Кариотип в данном случае следующий:
A.46,ХХ;
B.46,ХУ;
C.48,ХХ,6+;
D.48,ХУ,6+;
E.48,ХХ,7+.
Варианты тестовых заданий для итогового контроля Вы получите у преподавателя.
КРАТКИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ
на практическом занятии по теме «МОРФОЛОГИЯ ХРОМОСОМ.
КАРИОТИП ЧЕЛОВЕКА» Для эффективной работы на практическом занятии ознакомьтесь с его
основными этапами и методикой проведения занятия, изложенными ниже.
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЯ
1.Актуализация (мотивация) темы занятия.
2.Изучение графа логической структуры темы и инструкции по выполнению практических работ.
3.Самостоятельное выполнение практических работ и оформление протоколов под контролем и при консультативной помощи преподавателя.
4.Анализ выполненной работы и коррекция самостоятельной работы студента.
5.Коррекция протоколов занятий преподавателем и работа по устранению замечаний.
6.Итоговый тестовый контроль для проверки усвоения конечных целей обучения.
47
ЗАНЯТИЕ № 5
ТЕМА: ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ КЛЕТОК. ДЕЛЕНИЕ КЛЕТОК. МИТОЗ.
МЕЙОЗ
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
Клетки, лежащие в основе организации живого, как и всякие биологические системы, проходят свой путь индивидуального развития
(онтогенез). При этом образование любых новых клеток связано только с делением уже существующих, то есть их воспроизведением. Для одноклеточных организмов это совпадает с размножением на организменном уровне, для многоклеточных — деление клеток обеспечивает рост и развитие,
обновление и восстановление их отдельных частей, размножение. Изучение данных вопросов необходимо для понимания процессов возникновения хромосомных аномалий, а также формирования материалистических представлений при знакомстве с такими разделами курса биологии как:
фундаментальная и медицинская генетика, индивидуальное развитие организма, эволюционное учение и других дисциплин, изучаемых на кафедрах микробиологии, анатомии и физиологии.
ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ
ОБЩАЯ ЦЕЛЬ. Уметь:
оценить и охарактеризовать основные процессы жизненного цикла клеток и различные способы их деления как основы размножения и индивидуального развития организмов; составить цельное представление о строении и жизнедеятельности клеток.
КОНКРЕТНЫЕ ЦЕЛИ:
1.Характеризовать основные способы деления клеток.
2.Охарактеризовать основные направления жизненного цикла клеток.
48
3.Различать на препаратах различные виды деления клеток.
4.Характеризовать клетки на разных стадиях интерфазы и митоза.
5.Различать фазы митоза и мейоза.
6.Показать биологическое значение митоза и мейоза.
7.Делать выводы о значении размножения клеток для биологии человека и медицины.
СОДЕРЖАНИЕ ОБУЧЕНИЯ
Теоретические вопросы, на основании которых возможно выполнение
целевых видов профессиональной деятельности.
1.Каково биологическое и медицинское значение различных способов размножения клеток?
2.Что такое жизненный цикл клеток?
3.Как характеризуются жизненный и митотический цикл клеток, и их периодизация?
4.Дать характеристику фаз митоза.
5.Каково поведение хромосом в различные фазы митоза?
6.Что такое митотическая активность?
7.Какую митотическую активность имеют различные ткани организма?
8.Что такое эндомитоз, политения?
9.Чем характеризуется амитоз?
10.Как образуются половые клетки?
11.Какова роль мейоза в образовании гамет?
12.Чем отличаются митоз и мейоз?
13.Как устроены клеточные структуры в ходе митоза и мейоза, как они
функционируют?
Для усвоения теоретических вопросов Вам необходимо ознакомиться с графом логической структуры темы и информацией, заключенной в литературных источниках и конспекте лекций.
49
ГРАФ ЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ТЕМЫ «ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ КЛЕТОК. ДЕЛЕНИЕ КЛЕТОК. МИТОЗ.»
Основные |
|
|
направления |
|
Онтогенез стволовых |
онтогенеза |
|
|
|
клеток |
|
клеток |
|
|
|
|
|
|
|
|
Типы |
делеция |
|
||
соматических |
|
|||
клеток |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Периоды |
|
|
|
Интерфаза |
жизненного |
|
|
||
|
|
|||
|
||||
цикла |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Количество генетического материала
(n – количество хромосом; c – количество ДНК
Пресин- |
|
Синтети- |
|
Постсин- |
тетический |
|
ческий S |
|
тетический |
G1 |
|
|
|
G2 |
|
|
|
|
|
2n2c |
|
2n4c |
|
2n4c |
|
|
|
|
|
Основное |
|
Рост клеток, |
биологическое |
|
функционирование, |
значение |
|
подготовка к делению |
|
|
|
Онтогенез клеток
Онтогенез
дифференцированных
клеток
Митоз
Профаза
Метафаза Анафаза Телофаза
2n4c |
2n4c |
4n4c |
2n2c |
Увеличение количества клеток, равное распределение генетического материала между дочерними клетками, поддержание постоянства числа хромосом
Гибель
клеток
Амитоз
Обеспечение
быстрого
обновления
отдельных
частей
организма
50