Литература:

Основная:

1. Биология. В 2 кн.: Учеб. для медиц. спец.вузов /под ред. В. Ярыгина. М., Высшая школа, 2007, 2001; Кн.1, разд.- 2.4; 3.5.

2. Биология. В 2 кн. Кн.1: Учеб .для медиц. спец.вузов /под ред. В. Ярыгина. М., Высшая школа, 1997.

3. Руководство к практическим занятиям по биологии под ред. Ю.К. Богоявленского, М., Медицина, 1988.

4. Лекции по биологии.

Дополнительная:

1. А.А. Слюсарев "Биология с общей генетикой", 1987.

2. Биология / Под ред. В.Н. Ярыгина. –М.: Медицина, 1984.

Тема 4: Принцип временной организации клетки.

Клеточный цикл.

Цель: Изучить биологическое значение клеточного и митотического циклов как универсальных механизмов жизнедеятельности и воспроизведения клеточной организации эукариотического типа.

В результате изучения материала студенты должны:

Знать:

1. Характеристику клеточного и митотического циклов.

2. Сущность митоза как универсального способа репродукции клеток.

3. Особенности организации наследственного материала эукариот в различные периоды клеточного цикла.

4. Организацию и классификацию метафазных хромосом.

Уметь:

1. Определять на микропрепаратах разные стадии митоза.

2. Идентифицировать структурные компоненты хромосом и различные формы хромосом по фотографиям кариотипа человека.

Вопросы для обсуждения:

1. Химический состав и уровни структурной организации хромосом.

2. Организация интерфазного хроматина ( гетеро- эухроматин): взаимосвязь структуры и функциональной активности.

3. Строение и классификация метафазных хромосом.

4. Жизненный и митотический циклы клетки.

5. Характеристика интерфазы. Механизмы, регулирующие временную организацию клетки.

6. Характеристика фаз митоза и его биологическое значение.

Самостоятельная работа

Работа 1. Изучить нормальный кариотип человека, Денверскую и Парижскую классификации хромосом.

По фотографиям познакомьтесь с методами классификации и индивидуализации хромосом. На фотографии 1 и 2 представлены хромосомные наборы мужчин и женщин согласно Денверской классификации 1960 г. Согласно Денверской классификации все хромосомы располагаются в определенном порядке и составляют семь групп: А, В, С, D, E, F,G. Кроме того, выделены половые хромосомы ХY и ХХ. Недостатком Денверской классификации является трудность идентификации гомологичных пар.

С помощью дифференциальных окрасок выявлена неоднородность линейной структуры хромосом (фото 3, 4, 5, 6). В связи с этим предложена новая номенклатура хромосом человека - Парижская. (Paris conferens, 1971), и на основе избирательной окраски разработаны карты линейной дифференцированности хромосом человека (фото 7, 8). Обозначение линейной структуры хромосом строится на следующих принципах: каждая хромосома рассматривается как непрерывная совокупность сегментов независимо от их окраски; хромосомные плечи, обозначаемые латинскими буквами р (короткое плечо) и q (длинное плечо), подразделяются на районы (region), границами которых служат регулярно наблюдаемые четкие морфологически маркеры (landmarks), а районы в свою очередь - на сегменты (lands) - участки хромосом, четко отличающиеся от соседних по интенсивности окраски. Районы и сегменты нумеруются арабскими цифрами, от центромеры к теломере, отдельно для каждого плеча. По этой системе обозначение индивидуального сегмента включает информацию о хромосоме, плече и районе, в котором он находится. Так, символ 1р22 означает второй сегмент в районе 2 короткого плеча аутосомы 1. С помощью методов дифференциального окрашивания в настоящее время в кариотипе человека определена локализация многих онкогенов (фото 9).

Работа 2. Митоз в клетках корешка лука. При большом увеличении микроскопа рассмотреть и зарисовать интерфазную клетку и клетки, находящиеся на разных стадиях деления: профаза, метафаза, анафаза и телофаза (см. Руководство к лабораторным занятиям с. 26, раб 3.9; 3.10; ).

Работа 3. Модификации митотического цикла. Строение политенных хромосом из слюнных желез личинок насекомых (Chironomeus tentans). Одной из модификаций митотического цикла является политения – повторная (многократная) репликация молекул ДНК, приводящая к увеличению их числа в хромосомах более чем в 2 раза. При этом не происходит деления ядра и цитоплазмы, а число хромосом сохраняется диплоидным.

Для изучения политенных хромосом используйте готовый микропрепарат или приготовьте временный препарат из слюнной железы мотыля (личинка Chironomeus tentans).. Для этого необходимо поместить личинку на предметное стекло, придерживая одной препаровальной иглой, отделить головку. Выделить стекловидное тельце железы, окрасить ацет-орсеином (1 капля) и рассмотреть на малом и большом увеличении микроскопа. На микропрепарате можно увидеть гигантскую многонитчатую (политенную) хромосому в виде длинной ленты. По длине хромосомы отчетливо видны поперечные чередующиеся светлые и темные диски (хромомеры) разной толщины, что создает впечатление поперечной исчерченности. Препарат зарисовать.

Работа 4. Митотический индекс в клетках опухолевой культуры Hep-2 (саркома гортани).

1. На микропрепарате при увеличении микроскопа 10 х 40 подсчитать среднее число клеток в 3-х полях зрения (N).

2. Рассчитать число полей зрения (N), необходимое для вычисления митотического индекса (МИ): 4000 : М = N.

3. Подсчитать количество митотически делящихся клеток в полях зрения (а).

4. По количеству митозов (а) вычислить МИ (количество митотически делящихся клеток на 1000 клеток) по формуле:

; где а – число митозов в полях зрения.

5. По результатам составить таблицу:

Число полей зрения	Число митозов	Расчет
10 20 30 40 50 и т.д.		МИ = 1000 клеток; а = 4000 клеток (%)
Всего:	А

Задание для внеаудиторной работы студентов по теме

«Принцип временной организации клеток. Клеточный цикл».

Вопросы для самоподготовки:

1. Морфологическая и химическая структура хромосом.

2. Виды хромосом в зависимости от расположения центромеры.

3. Понятие о кариотипе и методы его исследования.

4. Классификация хромосом (Денверская, Парижская).

5. Правила хромосом.

6. Клеточный цикл.

7. Митотический цикл.

8. Генетический смысл митоза.