Воспроизведение на клеточном уровне. Жизненный цикл клетки
Цель занятия: Знать
Характеристику основных периодов жизненного цикла клетки.
Динамику структуры и функции хромосом в жизненном цикле клетки.
Биологическое значение митоза.
Уметь определять на микропрепаратах фазы митоза. Ознакомиться с основными механизмами регуляции митоза и его патологией.
Внеаудиторная работа
Задание 1. Жизненный цикл клетки
Жизненный цикл клетки (ЖЦК) - период существования клетки от ее образования путем деления материнской клетки до собственного деления или смерти.
Жизненный цикл пролиферирующих клеток (способных к делению) складывается из гетерокаталитической интерфазы и
митотического цикла. В митотическом цикле выделяют период подготовки клетки к делению (автокаталитическая интерфаза) и само деление - митоз. Автокаталитическая интерфаза подразделяется на периоды: G1 (пресинтетический), S (синтетический), G2 (постсинтетический).
В многоклеточном организме есть клетки, которые после своего рождения вступают в период покоя (G0): они представлены клетками, выполняющими специфические функции в составе той или иной ткани; клетками, выходящими из митотического цикла; небольшим числом стволовых клеток (недифференцированные клетки с широкими потенциями). Все эти клетки рассеяны среди пролиферирующих клеток и практически неотличимы от них по морфологическим признакам.
Ответьте на вопросы:
Какие клетки человека очень быстро обновляются? Как складывается их жизненный цикл?
Приведите примеры высокодифференцированных клеток человека, не способных к делению. Каковы особенности их жизненного цикла?
Способны ли к делению стволовые клетки?
На какие периоды подразделяется подготовка клетки к делению? Чем характеризуется G1, S, G2 периоды подготовки клетки к делению?
Задание 2. Типы деления клеток
Выделяют три типа деления клеток: митоз - непрямое деление; амитоз - прямое деление (встречается в основном в обреченных на гибель клетках); мейоз (лежит в основе гаметогенеза - образования половых клеток).
Пользуясь материалом учебника и лекций,
ответьте на вопросы:
За счет какого типа деления клеток происходит дробление оплодотворенной клетки, развитие эмбриона, рост организма, регенерация тканей и органов?
Дочерние клетки, образовавшиеся в ходе митоза, генетически идентичны между собой и материнской клеткой?
В каких органах человека происходит мейоз?
Как называются клетки, возникшие в результате мейоза?
Аудиторная работа
Задание 3. Митотический цикл клеток
Изучите материал табл. 8 «Митотический цикл». Обратите внимание, что в период S количество генетического материала удваивается за счет репликации ДНК. Репликация ДНК приводит, как правило, к появлению идентичных молекул ДНК, но иногда за счет возможного обмена участками сестринских хроматид (сестринский хроматидный обмен - СХО) идентичность молекул ДНК может немного нарушаться.
Ответьте на вопросы:
В каком состоянии (конденсированном или деконденсированном) находятся хромосомы в период подготовки клетки к делению?
Одинакова ли продолжительность автокаталитической интерфазы и митоза делящихся клеток: а) у разных организмов, б) разных органов одного организма?
В какой период митотического цикла клетки происходит репликация ДНК и авторепродукция хромосом?
Как называются дочерние хромосомы, образовавшиеся в S-периоде?
-27-
•Сколько
хроматид (1) и молекул ДНК (2) в одной
хромосоме в периоды митотического
цикла: a)
G0;
б) G1;
в) S;
г) G2?
Решите задачу:
Митотический цикл
Задание 4.Митоз в растительной клетке
Изучите на слайдах и постоянном микропрепарате фазы митоза в клетках кончика корешка лука. Зарисуйте клетки на разных фазах митоза.
Задание 5. Митоз в животной клетке
Изучите при малом и большом увеличениях микроскопа фазы митоза на препарате «Дробление оплодотворенных яиц аскариды». Зарисуйте бластомеры на стадии метафазы и анафазы.
Задание 6. Пролиферативная активность клеток в ходе восстановительных процессов (УИРС)
Клетки печени, почек, надпочечников и ряда других органов обновляются медленно. Однако в процессе восстановления
после повреждения (например, удаления части органа) происходит усиление клеточного деления.
Рассмотрите фотографии и постоянные микропрепараты среза печени крысы: а) в норме; б) через два дня после удаления 70% массы печени. Зарисуйте клетки на разных стадиях митоза. Сделайте вывод о состоянии пролиферации в клетках печени после частичной гепатэктомии. Какое значение имеет усиление пролиферации после удаления части органа?
Решите задачу:
В
клинику обратился больной с жалобой на
длительно незаживающую кожную рану.
Цитологический анализ отпечатков,
взятых с поврежденного участка кожи,
выявил отсутствие делящихся клеток.
Сделайте вывод о состоянии пролиферативных процессов поврежденного участка кожи.
Задание 7. Патология митоза
Ознакомьтесь с некоторыми нарушениями митоза:
нарушение процесса конденсации хромосом ведет к набуханию и слипанию хромосом;
повреждение веретена деления является причиной задержки митоза в метафазе и рассеиванию хромосом;
нарушение расхождения хроматид в анафазу митоза ведет к появлению клеток с различным количеством хромосом;
при отсутствии цитотомии в конце телофазы образуются двух- и многоядерные клетки.
Используя вышеизложенную информацию, решите задачу:
В эмбриогенезе человека на стадии двух бластомеров в одном из них в анафазе митоза не разошлись хроматиды одной из пары 21 аутосом. Какие хромосомные наборы будут в соматических клетках эмбриона?
-30-
Задание 8. Регуляция митотического цикла (УИРС)
У многоклеточных организмов регуляция митотической активности может быть внутри- и внеклеточной. Внутриклеточная регуляция проявляется в изменении соотношения объема ядра и цитоплазмы, в соотношении активности протоонкогенов (онкогенов) и антионкогенов; внеклеточная регуляция может осуществляться гуморально и под влиянием нервной системы.
Ознакомьтесь с генной регуляцией митотического цикла (табл. 9)
Таблица 9
