биология. Навчально-методичний посібник 2022-2023 (1). Навчальнометодичний посібник для студентів фармацевтичних факультетів спеціальності Фармація, промислова фармація
 Скачать 2.45 Mb.
|
|
Міністерство охорони здоров’я України Запорізький державний медичний університет БІОЛОГІЯ З ОСНОВАМИ ГЕНЕТИКИ НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНИЙ ПОСІБНИК для студентів фармацевтичних факультетів спеціальності – «Фармація, промислова фармація» спеціалізація – «Фармація», «Технології парфумерно-косметичних засобів» Запоріжжя – 2022 2 УДК 57:61(075.8) Затверджено на засіданні Центральної методичної Ради ЗДМУ та рекомендовано для використання в освітньому процесі (протокол № ___ від «___» ______2022 р.) Рецензенти: К. В. Александрова – професор, доктор хімічних наук, завідувач кафедри біохімії і лабораторної діагностики ЗДМУ О. М. Камишний – професор, доктор медичних наук, завідувач кафедри мікробіології, вірусології та імунології ЗДМУ Колектив авторів: О. Б. Приходько –д.б.н., доцент, завідувач кафедри медичної біології, паразитології та генетики ЗДМУ. Т. І. Ємець – к.фарм.н., доцент кафедри природничих дисциплін для іноземних студентів та токсикологічної хімії ЗДМУ. А. П. Попович – к.б.н., доцент кафедримедичної біології, паразитології та генетики ЗДМУ Н. Г. Васильчук – к.б.н., старший викладач кафедри медичної біології, паразитології та генетики ЗДМУ Г. Ю. Малєєва – старший викладач кафедри медичної біології, паразитології та генетики ЗДМУ К. В. Гавриленко – старший викладач кафедри медичної біології, паразитології та генетики ЗДМУ М42 Біологія з основами генетики : навч.-метод. посіб. / О. Б. Приходько., Т.І. Ємець, А.П. Попович, Н.Г. Васильчук, Г.Ю. Малєєва, К.В. Гавриленко – Запоріжжя : ЗДМУ, 2022. - 126 с. В посібнику викладено основи сучасних знань з медичної біології. Для аудиторної та позааудиторної роботи студентів І курсу фармацевтичних факультетів, галузі знань 22 – «Охорона здоров’я», спеціальності – 226 «Фармація, промислова фармація», спеціалізація – «Фармація», «Технології парфумерно-косметичних засобів » склали: УДК 57:61(075.8) © Колектив авторів, 2022 ©Запорізький державний медичний університет 2022. 3 Передмова Навчально-методичний посібник «Біологія з основами генетики» підготований колективом викладачів кафедри медичної біології, паразитології та генетики і кафедри природничих дисциплін для іноземних студентів та токсикологічної хімії Запорізького державного медичного університету, які тривалий час займаються викладанням біології вітчизняним та іноземним студентам фармацевтичних факультетів. Актуальність видання посібника зумовлена відсутністю адаптованого підручника для студентів-фармацевтів, який би відтворював останні досягнення у вивченні окремих питань з молекулярної біології, цитології, генетики, протозоології, гельмінтології, арахноентомології та відповідав би вимогам сучасної навчально-методичної літератури. У посібнику автори намагалися сконцентрувати весь комплекс теоретичних знань з предмету, що необхідні студентам-фармацевтам при вивченні біохімії, ботаніки, мікробіології, фізіології, фармакогнозії та інших дисциплін, а також засвоєнні практичних навичок з молекулярної біології, генетики та паразитології. Посібник включає методичні розробки 13-ти практичних занять, заключних занять змістових розділів 1 і 2 та заключного заняття розділу 1. У кожній темі заняття вказується її актуальність та доцільність вивчення, звертається особлива увага на формування у студентів навичок і вмінь при засвоєнні матеріалу теми. Після теоретичного матеріалу наведено тести для самоконтролю студентів, а для закріплення вивченого матеріалу та практичних навичок у кінці кожного заняття представлені питання для обговорення і терміни для запам’ятовування. 4 План практичних занять № п/п ТЕМА Кількість годин ЗМІСТОВИЙ РОЗДІЛ 1 Молекулярно – клітинний рівень організації життя Розмноження 12 1. Оптичні системи в біологічних дослідженнях 2 2. Морфологія клітин про- та еукаріот 2 3. Молекулярно-генетичний рівень організації життя. Організація потоку речовин, енергії. Нуклеїнові кислоти. Біосинтез білка 2 4. Розмноження на клітинному рівні. Життєвий цикл клітини. Мітоз 2 5. Розмноження – універсальна властивість живого. Біологічні особливості репродукції людини. Гаметогенез 2 6. Заключне заняття змістового розділу 1 2 ЗМІСТОВИЙ РОЗДІЛ 2 Організмовий рівень організації життя Основи генетики людини 10 7. Закономірності успадкування ознак. Менделюючі ознаки людини. Взаємодія генів. Явище плейотропії. Множинний алелізм. Генетика груп крові 2 8. Генетика статі. Зчеплене успадкування. Хромосомна теорія спадковості 2 9. Методи вивчення спадковості людини: генеалогічний, близнюковий, біохімічний, ДНК-аналіз. Молекулярні хвороби 2 10. Основи генетики людини. Методи генетики людини: цитогенетичний та популяційно-статистичний. Спадкові хвороби. Медико-генетичне консультування 2 11. Заключне заняття змістового розділу 2 2 ЗМІСТОВИЙ РОЗДІЛ 3 Популяційно-видовий, біогеоценотичний і біосферний рівні організації життя 12 12. Введення в медичну паразитологію. Медична протозоологія 2 13. Плоскі черви – паразити людини 2 14. Круглі черви – паразити людини 2 15. Медична арахноентомологія 1 2 16. Медична арахноентомологія 2 2 17. Заключне заняття розділу 1 2 5 ПРАВИЛА ОФОРМЛЕННЯ ПРОТОКОЛІВ ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТЬ ➢ Всі рисунки та схеми треба робити олівцем ➢ При рисуванні об'єкта дослідження треба дотримувати його форму, колір, співвідношення розмірів його частин ➢ Позначення на рисунках, які вказані у роботі, потрібно робити цифрами, а потім розшифровувати їх ➢ Заповнювати таблиці, робити підписи під рисунками і схемами треба ручкою ➢ Наприкінці заняття протоколи підписуються викладачем ➢ Заняття зараховується у тому разі, якщо протокол оформлений своєчасно та за ВСІМА ПРАВИЛАМИ! 6 ЗМІСТОВИЙ РОЗДІЛ 1 Молекулярно – клітинний рівень організації життя ЗАНЯТТЯ №1. 1. ТЕМА: ОПТИЧНІ СИСТЕМИ В БІОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕННЯХ 2. Актуальність теми. Мікроскопічна техніка широко використовується для вивчення різних біологічних об’єктів, які становлять інтерес для медицини, зокрема в лабораторній діагностиці. 3. Мета заняття. Навчитися користуватися мікроскопом при вивченні мікроскопічних об’єктів, виготовляти тимчасові препарати. 4. Завдання для самостійної роботи під час підготовки та проведення заняття. Протокол практичного заняття Дата___________ Робота №1. Вивчення будови мікроскопа і роботи з ним. Прочитайте та запам’ятайте! Основні системи мікроскопа та їх призначення Системи Що входить Призначення Механічна система штатив предметний столик тубус револьвер макрогвинт мікрогвинт гвинт конденсора опора для мікроскопу розміщення препарату розташування окуляру місце розташування об'єктивів орієнтовне наведення на фокус точне наведення на фокус регулювання освітлення Оптична система окуляри об’єктиви збільшення об’єкту збільшення об’єкту Освітлювальна система дзеркало конденсор діафрагма спрямування світлових променів концентрування світлових променів регулювання ширини пучка світлових променів Для закріплення знань будови мікроскопа та правил роботи з ним, виконайте наступне завдання: на рисунку цифрами позначено частини мікроскопа. Запишіть назви цих частин. 7 Рис.1. Світловий мікроскоп 1. ______________________________ 2. ______________________________ 3. ______________________________ 4. ______________________________ 5. ______________________________ 6. ______________________________ 7. ______________________________ 8. ______________________________ 9. ______________________________ 10. ______________________________ 11. ______________________________ 12. ______________________________ 7 8 9 10 12 1 2 3 11 4 5 6 8 Правила користування мікроскопом 1. Встановити мікроскоп до лівого плеча з тим, щоб правою рукою робити рисунки у зошиті для протоколів. Центруйте об’єктив малого збільшення шляхом оберту револьверу доки не почуєте клацання. 2. Дивлячись в окуляр лівим оком (праве відкрите), повертайте дзеркало у напрямку променів світла до максимально яскравого та рівномірного освітлення поля зору. 3. Покладіть препарат на предметний столик мікроскопа накривним склом наверх. Об’єкт, який ви будете розглядати, мусить знаходитись точно під об’єктивом малого збільшення. 4. Дивлячись збоку на препарат, опустіть тубус за допомогою макрогвинта так, щоби відстань між фронтальною лінзою об'єктиву та накривним склом препарату була близько 0,5 см. Потім, дивлячись в окуляр, за допомогою макрогвинта підіймайте тубус до появи чіткого зображення. Встановіть оптимальне освітлення за допомогою конденсора. Для переведення на велике збільшення, об’єкт, що вивчається встановіть у центр поля бачення. Дивлячись збоку на препарат, обертом револьвера встановіть об’єктив великого збільшення. Для точного фокусування повертайте мікрогвинт не більше, ніж на півоберта. Якщо об’єктив спирається на накривне скло, підіймайте тубус за допомогою макрогвинта так, щоб відстань між фронтальною лінзою об’єктива та препаратом була менше 1 мм. Дивлячись в окуляр, повільно підіймайте тубус до появи зображення. Щоб не зіпсувати препарат, опускаючи тубус, слідкуйте за відстанню між фронтальною лінзою та накривним склом. Закінчивши роботу, переведіть мікроскоп на мале збільшення, зніміть препарат, а потім – у неробочий стан. Робота №2. Виготовлення тимчасових препаратів A) Перехрест волоконець шерсті. Піпеткою наберіть води зі склянки і капніть у центр предметного скла. Візьміть декілька волоконець шерсті і покладіть їх у краплю води. Потім візьміть за бічні грані накривне скло і покладіть його на волоконця шерсті. Покладіть виготовлений препарат на предметний столик мікроскопу і роздивіться об’єкт на малому та великому збільшенні. Зарисуйте перехрест волоконець шерсті. 9 B) Клітини плівки цибулі. Зніміть пінцетом тонку плівку зі шматочка цибулі і покладіть її на предметне скло. Додайте краплю розчину Люголя і накрийте накривним склом. Роздивіться препарат на малому і великому збільшенні. Зарисуйте 2-3 клітини. На рисунку позначте ядро, оболонку, цитоплазму. Дата і підпис викладача____________________________________________ Терміни для запам’ятовування: Штатив, предметний столик, тубус, револьвер, макрогвинт, мікрогвинт, гвинт конденсора, окуляр, об’єктив, дзеркало, конденсор, діафрагма. ЗАНЯТТЯ №2. 1. Тема: Морфологія клітин про- та еукаріот. 2. Актуальність теми. У середині ХХ ст. в біології склалось уявлення про рівні організації життя. Вивчаючи цю тему студенти знайомляться з проявом основних властивостей живого на цих рівнях. В даній темі вони вивчають клітинний рівень. Знання будови та функцій клітин є фундаментом для подальшого вивчення медико- біологічних дисциплін (анатомії, ботаніки, мікробіології, фізіології). 3. Мета заняття. Вивчити будову клітини як елементарної одиниці життя; встановити взаємозв’язки будови та функцій органоїдів. 4. Завдання для самостійної роботи під час підготовки та проведення заняття. 4.1. Теоретичні питання до заняття: 1. Будова мікроскопу і робота з ним. 2. Характеристика основних рівнів організації життя. 3. Основні етапи розвитку клітинної теорії та її сучасні положення. 4. Прокаріоти. Особливості будови. 5. Еукаріоти. Структура і функція компонентів еукаріотичної клітини. Рівні організації живого Завдяки розвитку біологічних наук у ХХ ст. з’явилося вчення про 10 рівні організації органічного світу, які характеризують одну із основних властивостей живого – упорядкованість. Рівень організації живого – це відносно однорідний біологічний комплекс, об'єднаний просторовими та часовими параметрами. Кожний рівень характеризується елементарною структурною одиницею та елементарним біологічним явищем. Виділяють наступні рівні організації біологічних систем: 1. Молекулярно-генетичний – найнижчий рівень організації живого. Елементарна одиниця цього рівня – ген. Саме на цьому рівні здійснюється передача спадкової інформації за рахунок редуплікації ДНК (виняток становлять лише РНК-вмісні віруси). Порушення редуплікації ДНК призводять до змін спадкової інформації (мутацій), що забезпечує еволюційні процеси. Крім нуклеїнових кислот, важливими органічними сполуками живої матерії також є молекули білків, вуглеводів та ліпідів. У всіх організмів біологічна енергія запасається у молекулах аденозинфосфорних кислот (АТФ, АДФ, АМФ). 2. Субклітинний. Певні молекули утворюють сталі за будовою та функціями компоненти клітини: ядра, мембрани, органоїди. Продуктом життєдіяльності клітин є включення: крапельки жиру, гранули крохмалю, глікогену, білка та інше. 3. Клітинний. Більшість організмів нашої планети мають клітинну структуру. Клітина – це єдина елементарна система, в якій проявляються основні закономірності живого (самооновлення, самовідтворення, саморегуляція). Це одиниця будови, функції, розмноження, розвитку та патології організму. Розрізняють прокаріотичні та еукаріотичні клітини. 4. Тканинний. З появою багатоклітинних тварин та рослин виник тканинний рівень. Тканина – це сукупність клітин та міжклітинної речовини однакових за походженням, будовою та функціями. У багатоклітинних організмів тварин органи утворені 4 типами тканин, а в багатоклітинних рослин – 5 типами. 5. Організмовий. Елементарна одиниця цього рівня – організм, елементарне явище – процес онтогенезу, коли відбувається реалізація генотипу у фенотип. Це найбільш різноманітний рівень. 6. Популяційно-видовий. Елементарною одиницею цього рівня є популяція – сукупність особин одного виду, яка відносно ізольована. У популяції відбувається процес мікроеволюції (утворення нових видів на основі природного добору). Таким чином, популяція – одиниця еволюції. 7. Біосферно-біогеоценотичний – це найвищий рівень організації живої природи. Елементарна структура – біогеоценоз. Елементарне явище – кругообіг речовин, енергії та інформації, обумовлений життєдіяльністю 11 організмів. Весь комплекс біогеоценозів утворює живу оболонку Землі – біосферу. Таким чином, ієрархічна структура є ознакою високої упорядкованості біологічних систем. Будову та життєдіяльність клітини вивчає наука цитологія. Народження та розвиток цієї науки пов'язані з винаходом мікроскопу. У 1665 році англійський дослідник Роберт Гук вивчив зріз пробки під мікроскопом. Він відкрив клітинну будову рослинних тканин. Роберт Гук запропонував термін «клітина» (лат. cellula), але він бачив під мікроскопом не живі клітини, а оболонки мертвих клітин. Голландець Антоні ван Левенгук відкрив та описав одноклітинних тварин, бактерії, еритроцити і сперматозоїди хребетних тварин. У 1839 році німецький зоолог Теодор Шванн та німецький ботанік Маттіас Шлейден сформулювали основні положення клітинної теорії: • всі організми складаються з клітин; • клітини тварин і рослин подібні за будовою; Німецький вчений Рудольф Вірхов у 1858 році видав книгу «Целюлярна патологія», яка забезпечила подальший розвиток клітинної теорії. Він стверджував, що: 1) нові клітини утворюються з материнської клітини шляхом поділу; 2) поза клітинами нема життя. Подальші біологічні дослідження підтвердили справедливість цих положень, але ця книга має значення і для розвитку медицини. Вірхов пояснював, що всі патологічні зміни організму є наслідками змін у будові клітин. Таким чином, він започаткував нову науку патологію – основу теоретичної та клінічної медицини. Сучасні положення клітинної теорії: 1) клітина – елементарна одиниця будови та розвитку всіх живих організмів; 2) клітини всіх організмів подібні за хімічним складом та основними процесами життєдіяльності; 3) кожна нова клітина утворюється з материнської клітини шляхом поділу; 4) у багатоклітинних організмів клітини спеціалізуються і утворюють тканини. З тканин утворюються органи, які зв'язані між собою і підпорядковуються нервовій, гуморальній та імунній регуляції. 5) Клітини багатоклітинних організмів тотипотентні - будь-яка клітина багатоклітинного організму володіє однаковим повним генетичним матеріалом цього організму та відрізняються за рівнем експресії окремих генів, що призводить до їх диференціювання. Організми поділяють на прокаріоти та еукаріоти. Клітини прокаріот мають просту будову. Вони не мають типового ядра та 12 мембранних органоїдів. Зверху клітина вкрита клітинною стінкою. Під нею знаходиться плазматична мембрана. В цитоплазмі прокаріот знаходяться рибосоми, включення, нуклеоїд. Нуклеоїд – це кільцева молекула ДНК, яка. прикріплюється до внутрішньої поверхні плазматичної мембрани. ДНК – спадковий матеріал клітини. Рис.2. Будова клітини прокаріот Прокаріоти – це бактерії та ціанобактерії. Це одноклітинні та колоніальні організми. Вони живуть у воді, ґрунті, в організмах рослин, тварин, людини. Бактерії мають різну форму клітин: кулясту (коки), паличкоподібну (бацили) та інші. Деякі бактерії мають органоїди руху – джгутики. Живлення: автотрофне та гетеротрофне. Дихання: аеробне та анаеробне. Розмноження: безстатеве та статеве (кон'югація). При несприятливих умовах деякі прокаріоти здатні утворювати спори. Еукаріоти – це організми, клітини яких мають ядро. Це 3 царства: Рослини, Гриби, Тварини. Еукаріоти – одноклітинні, колоніальні та багатоклітинні організми. Основні компоненти клітин – це: поверхневий апарат, цитоплазма та ядро. Поверхневий апарат. До його складу входять: плазматична мембрана, надмембранні та підмембранні структури. Функції: захищає клітину від несприятливих впливів довкілля, забезпечує обмін речовин, енергії та інформації між клітинами та середовищем, що її оточує. Клітини еукаріот обмежені плазматичною мембраною. Це напівпроникний ліпідний бішар з вбудованими білками. Структура плазматичної мембрани рідинно-мозаїчна. До складу мембран входять ліпіди, білки та вуглеводи. Фосфоліпіди – сполучення жирних кислот та гліцерину, які мають 13 фосфатну групу. Молекули фосфоліпідів мають полярну (гідрофільну) голівку і два неполярних (гідрофобних) хвоста. Вони утворюють бішар мембрани, де всередині знаходиться гідрофобна зона. Вона забезпечує напівпроникність мембрани. Гліколіпіди – сполучення ліпідів та вуглеводів, які забезпечують рецепторну функцію та приймають участь в утворенні глікокаліксу. Холестерин – стероїдний жир, кількість якого забезпечує ступінь рідинності мембрани. Білки, які входять до складу мембран, не утворюють суцільного шару, а розташовані у вигляді мозаїки з глобул. При цьому одні знаходяться тільки на поверхні, а інші частково або повністю занурюються у бішар ліпідів. Рис.3 Будова плазматичної мембрани Компартментація – це просторовий розділ клітини внутрішніми мембранами на ділянки (відсіки), у яких одночасно проходять різні хімічні реакції. Наприклад: розпад речовин у лізосомах, синтез АТФ у мітохондріях. Рецептори – це сигнальні білкові молекули, які розташовані на плазматичних мембранах. Їх функція – забезпечити відповідну реакцію клітини на зміни середовища. Рецептори представлені трансмембранними білками, які мають спеціальну ділянку для з’єднання з активними молекулами (гормонами, ферментами та ін.). Функції мембрани: • обмежує цитоплазму клітини та захищає клітину від несприятливих умов навколишнього середовища; • підтримує осмотичний тиск; 14 • поділяє клітину на компартменти; • приймає участь у процесах обміну речовин з навколишнім середовищем; • сигнальна функція; • на мембрані відбувається синтез деяких органічних речовин. Над плазматичною мембраною клітин рослин і грибів знаходиться клітинна стінка, до складу якої входять целюлоза (рослини) і хітин (гриби). Функції: опорна, захисна, транспортна. Над плазматичною мембраною тваринних клітин знаходиться глікокалікс, який складається зі сполук білків та ліпідів з вуглеводами. Функції: зв'язок клітин між собою та з навколишнім середовищем, вибірковий транспорт речовин, примембранне травлення. Підмембранні структури. Мікротрубочки та мікрофіламенти складаються із скоротливих білків та утворюють цитоскелет клітин. Мікротрубочки – порожнисті циліндри. Вони формують веретено поділу, приймають участь у внутрішньоклітинному транспорті речовин, утворюють джгутики, війки, центріолі. Мікрофіламенти утворюють цитоскелет клітин, розташовані під плазматичною мембраною. Забезпечують скорочення м'язових волокон, зміну форми клітин, організацію контактів з іншими клітинами, формування пучків підтримки мікровосинок, амебоїдні рухи клітин, екзо- та ендоцитоз. Цитоплазма – внутрішнє середовище клітини. До її складу входять органічні та неорганічні сполуки, органели, включення та цитоскелет. Органоїди клітини – диференційовані ділянки цитоплазми, які виконують певну функцію. Їх ділять за структурою на мембранні та немембранні, за функціями – на органоїди загального й спеціального призначення (джгутики, війки, скоротлива і травна вакуолі, акросома та ін.). Мембранні органоїди а) Одномембранні органоїди: Ендоплазматична сітка – це система мікроскопічних каналів та порожнин, які обмежені мембраною. Вона поділяє клітину на ділянки, в яких протікають різні фізіологічні процеси. ЕПС транспортує та накопичує речовини у клітині. Мембрана ЕПС з'єднується з мембраною ядра та зовнішньою мембраною. Розрізняють два види ЕПС: гранулярну та агранулярну. На мембранах гранулярної ЕПС є рибосоми. На них відбувається синтез білка. На мембранах агранулярної ЕПС проходить синтез вуглеводів та ліпідів. Комплекс Гольджі знаходиться біля ядра. У тваринній клітині – це система порожнин, яка обмежена мембраною. На кінцях порожнин знаходяться крупні та дрібні пухирці. 15 Функції: • концентрація речовин, зневоднення; • накопичення, хімічні зміни, формування глобулярних білків, активація ферментів, пакування в пухирці; • виведення секреторних продуктів; • утворення лізосом, пероксисом, вакуолей. Лізосоми – це пухирці вкриті щільною мембраною. В середині лізосом знаходяться ферменти, які розщеплюють білки, жири, вуглеводи, нуклеїнові кислоти. Ферменти лізосом руйнують: • частки, які потрапляють у клітину шляхом фагоцитозу, мікроорганізми; • деякі компоненти клітини, цілі клітини чи групи клітин. Дисфункція лізосом може призводити до розвитку хвороб нагромадження. Наприклад: хвороба Тея-Сакса – ідіотія, викликана тим, що в клітинах цілком відсутній фермент гексозоамінідази А. Пероксисоми – дрібні сферичні тільця, вкриті мембраною. Утворюються в комплексі Гольджі, містять в основному ферменти які руйнують перекис водню, що утворюється при окисленні деяких органічних речовин і є дуже шкідливим для клітин. Пероксисоми беруть участь в β- окисленні жирних кислот з утворенням двох вуглеводневих фрагментів, які використовуються в якості будівельного матеріалу в інших відділах клітини. У людини найбільш розвинені пероксисоми клітин печінки і нирок, де відбуваються реакції детоксикації шкідливих речовин. Наприклад, в клітинах печінки пероксисоми знешкоджують поглинений алкоголь, перетворюючи його в оцтовий альдегід. У пероксисомах жири можуть перетворюватися у вуглеводи, відбувається дезамінування амінокислот, здійснюється метаболізм пуринових азотистих основ і протікає безліч інших реакцій. Вакуолі – це порожнини в цитоплазмі, які оточені мембраною і заповнені рідиною. Вакуолі рослинних клітин заповнені клітинним соком. Утворюються пухирцями ЕПС. Функції: підтримання тургору, запас поживних речовин, продуктів обміну, пігментів. У тваринних клітинах (прісноводні одноклітинні) наявні скоротливі й травні вакуолі, що утворюються у комплексі Гольджі. Скоротливі вакуолі регулюють внутрішньоклітинний тиск, виводячи назовні зайву рідину разом із продуктами обміну. У травних вакуолях перетравлюються поживні речовини та мікроорганізми, що надходять у клітину. б) Двомембранні органоїди: Мітохондрії мають вид гранул, паличок, ниток. Вони обмежені двома мембранами – зовнішньою та внутрішньою. Зовнішня мембрана 16 гладенька. Внутрішня мембрана утворює численні складки – кристи. В середині мітохондрій знаходиться напіврідка речовина – матрикс. Тут містяться молекули ДНК, і-РНК, т-РНК, рибосоми. В матриксі синтезуються мітохондріальні білки. Основна функція мітохондрій – синтез АТФ (на кристах). Розмножуються мітохондрії поділом. Пластиди – це органоїди клітин рослин. Розрізняють три типи пластид: хлоропласти; хромопласти; лейкопласти. Хлоропласти – зелені пластиди, які містять хлорофіл. Вони знаходяться у листі, молодих пагонах, недозрілих плодах. Хлоропласти оточені двома мембранами – зовнішньою та внутрішньою. Зовнішня мембрана гладенька. Внутрішня мембрана утворює численні складки, які утворюють грани. В гранах містяться хлорофіл. У матриксі хлоропластів знаходяться молекули ДНК, і-РНК, т-РНК, рибосоми, зерна крохмалю. У ньому йде синтез АТФ, вуглеводів, ліпідів, білків, ферментів. Основна функція хлоропластів – фотосинтез. Розмножуються хлоропласти поділом. Хромопласти – пластиди жовтого, червоного таоранжевого кольору. Знаходяться у квітах, плодах, стеблах, листках. Виконують функцію забарвлення органів. Лейкопласти – знебарвлені пластиди. Вони знаходяться в стеблах, коренях, бульбах. Функція – запас поживних речовин. Пластиди одного виду можуть перетворюватися в пластиди іншого виду (крім хромопластів). В еукаріотичних клітинах весь генетичний матеріал знаходиться у ядрі. Інтерфазне ядро складається з ядерної оболонки, каріоплазми, хроматину та ядерця. Ядерна оболонка складається з двох мембран, між якими знаходиться перинуклеарний простір. Перинуклеарний простір через канали ЕПС зв’язує каріоплазму і цитоплазму. Оболонка ядра пронизана багаточисельними порами, які можуть змінювати свій розмір. Каріоплазма містить воду, хроматин, білки-ферменти, р-РНК, т-РНК, і-РНК, ядерні білки. Ядерце містить велику кількість р-РНК, білки. Тут утворюються субодиниці рибосом. Ядерця утворюються на вторинних перетяжках акроцентричних хромосом (ядерцеві організатори). Функції ядра: 1. Збереження спадкової інформації в молекулах ДНК. 2. Реалізація спадкової інформації шляхом синтезу білків, що забезпечують підтримання всіх життєвих процесів клітини. 17 3. Передача спадкової інформації шляхом реплікації ДНК, утворення хромосом та їх ділення. Процеси, які відбуваються в ядрі: реплікація, транскрипція всіх видів РНК, процесинг, репарація, утворення рибосом. Генетичний матеріал в інтерфазному ядрі знаходиться у вигляді хроматину (комплекс ДНК та білків у співвідношенні 1:1). До складу хроматину входять гістонові та негістонові білки. Гістонові білки (основні, їх всього 5 видів) виконують структурну функцію. Негістонові білки- ферменти (кислі, їх більше 100 видів) беруть участь у процесах, які відбуваються на ДНК (реплікація, транскрипція, репарація). Під час поділу клітин з хроматинових ниток формуються хромосоми, які відіграють головну роль у цьому процесі, тому що вони забезпечують передачу спадкової інформації від одного покоління до другого і беруть участь в регуляції клітинного метаболізму. До складу хромосом еукаріотичних клітин входять ДНК, білки, невелика кількість РНК та іони Mg 2+ i Ca 2+ . Хромосоми можуть знаходитися у 2-х структурно- функціональних станах: 1) Деспіралізованому – в клітині, яка не ділиться хромосом не видно, виявляються лише грудочки та гранули хроматину. 2) Спіралізованому – на час поділу клітини хроматин конденсується і при мітозі хромосоми добре помітні. На різних ділянках хромосоми спіралізація хроматину неоднакова. З цим пов'язана різна інтенсивність забарвлення окремих ділянок хромосоми. Більш спіралізовані та інтенсивно забарвлені ділянки (гетерохроматин) виконують структурну функцію. Менш спіралізовані та слабо забарвлені ділянки (еухроматин) виконують інформативну функцію. Немембранні органоїди Рибосоми – це мікроскопічні, округлі тільця, які виявлені в клітинах усіх організмів. Вони складаються з двох субодиниць: великої та малої. Рибосоми знаходяться на мембранах гранулярної ЕПС, мітохондріях, пластидах чи вільно розташовані в цитоплазмі. До складу рибосом входять білки та р-РНК. Функція рибосом – це синтез білка. Рибосоми утворюються в ядерцях. Клітинний центр – це органоїд клітин тварин, який знаходиться біля ядра та відіграє важливу роль під час поділу клітини. Клітинний центр складається з 2 центріолей, від яких радіально розходяться мікротрубочки. Центріолі мають вигляд порожнього циліндра, який складається з дев’яти комплексів мікротрубочок, по три в кожному. Під час поділу клітини центріолі розходяться до полюсів, а з мікротрубочок формується веретено 18 поділу. 4.2 Матеріали для самоконтролю: 1. На якому рівні спостерігається найбільша різноманітність форм життя? A. Молекулярно – генетичному B. Онтогенетичному C. Клітинному D. Біогеоценотичному E. Популяційно-видовому 2. До немембранних органоїдів клітини відносять: A. Органели вакуолярної системи B. Гранулярну ЕПС C. Рибосоми D. Комплекс Гольджі E. Агранулярну ЕПС 3. Яке із зазначених положень, що доповнило клітинну теорію, належить Р. Вірхову? A. Ядро – обов’язкова структура клітини B. Кожна клітина обмежена оболонкою C. Кожна клітина – з клітини D. Цитоплазма – головна структура клітини E. Оболонка клітини – її основна структура 4. Під світловим мікроскопом у клітинах синьо-зеленої водорості не було виявлено структурно оформленого ядра. До якого типу організації клітин їх можна віднести? A. Прокаріоти B. Еукаріоти C. Віруси D. Бактерії E. Бактеріофаги 5. Револьвер слугує для переключення: A. Об’єктивів B. Окулярів C. Просвіту ірисової діафрагми D. Висоти тубусу над предметним столиком E. Положення дзеркала 6. Назвіть авторів клітинної теорії: A. Р.Гук B. Г.Харді та В.Вайнберг C. М.Шлейден та Т.Шванн D. А.Левенгук E. Д.Уотсон та Ф.Крик 7. Агранулярна ЕПС виконує наступні функції: A. Хемосинтез B. Синтез білків C. Синтез нуклеїнових кислот D. Синтез вуглеводів E. Синтез рибосом 8. Назвіть особливості будови мітохондрій: A. Обмежені однією мембраною B. Мають грани C. Мають вирости – тилакоїди D. Мають вирости – кристи E. Мають вирости – ламели 9. Клітини прокаріот: A. Мають типове ядро B. Не мають рибосом C. Мають лізосоми D. Не мають типового ядра 19 E. Мають пластиди 10. Одномембранні органоїди – це: A. ЕПС, апарат Гольджі B. ЕПС, рибосоми C. Мітохондрії, лізосоми D. Пластиди, рибосоми E. Клітинний центр, рибосоми Протокол практичного заняття Дата_________ Робота № 1. Будова рослинної та тваринної клітин. Розгляньте рисунок рослинної та тваринної клітин. Зверніть увагу на форму клітин. Порівняйте їх будову та знайдіть відмінності. Запишіть назви органоїдів. Зробіть висновок щодо форми та будови клітин. 1__________________________ 2__________________________ 3__________________________ 4__________________________ 5__________________________ 6__________________________ 7__________________________ 8__________________________ 9__________________________ 10_________________________ 11_________________________ 12_________________________ 13_________________________ 14_________________________ 15_________________________ Висновок:_________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 20 Робота № 2. Органоїди клітини та їх функції. Заповніть таблицю. Назва органоїду Кількість мембран Функції Мітохондрії 2 синтез АТФ Пластиди Ендоплазматична сітка Комплекс Гольджі Лізосоми Пероксисоми Вакуолі Рибосоми Клітинний центр Мікротрубочки Мікрофіламенти Дата і підпис викладача__________________________________________ 21 Питання для обговорення: 1. Якщо ви починаєте вивчення препарату зразу на великому збільшенні (ок.10х об. 40), то ви не зможете його побачити. Чому? Як досягнути мети? 2. Відомо, що старіючі епітеліальні клітини шкіри злущуються. Куди діваються старіючі клітини у внутрішніх органах? Які органоїди клітини причетні до їх видалення? 3. Які особливості є у структурі рослинної клітини? Терміни для запам’ятовування: Клітина, тканина, прокаріоти, еукаріоти, нуклеоїд, плазматична мембрана, клітинна мембрана, компартменти, цитоплазматичний матрикс, ЕПС, Комплекс Гольджі, лізосоми, пероксисоми, мітохондрії, ядро, ядерця, еухроматин, гетерохроматин, рибосоми, клітинний центр, мікротрубочки, мікрофіламентин. ЗАНЯТТЯ №3. 1. |