Методические указания для практического занятия

Методические указания для практического занятия
для студентов 1-го курса медицинского факультета
ЗАНЯТИЕ № 1
Темы. УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОГО. ОПТИЧЕСКИЕ
СИСТЕМЫ В БИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ.
МОРФОЛОГИЯ КЛЕТКИ. СТРУКТУРНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ЦИТОПЛАЗМЫ И ЯДРА.
КЛЕТОЧНЫЕ МЕМБРАНЫ. ТРАНСПОРТ ВЕЩЕСТВ ЧЕРЕЗ ПЛАЗМОЛЕМУ.
Количество часов: 2+2+2
Цель. Выучить строение светового микроскопа и правила работы с ним. Выучить
структуру и функции компонентов эукариотической клетки и уметь различать их на
микропрепаратах. Знать морфологические отличия между растительными и животными
клетками; пути поступления веществ в клетку и из клетки и мембранный принцип
организации клетки. Выучить мембранный принцип организации эукариотической клетки,
взаимосвязь процессов ассимиляции и диссимиляции в клетке, механизм транспорта веществ
через плазмалему в клетку и из клетки и мембранный принцип организации клетки. Научиться
решать ситуационные задачи на энергетический обмен.
Профессиональная ориентация студентов. Биология – наука о жизни. Она
изучает закономерности жизненных процессов на всех структурных уровнях организации
живого – молекулярно-генетическом, субклеточном, клеточном, тканевом, на уровне
целого
организма,
популяционно-видовом,
биоценотическом,
биосферном.
Фундаментальные свойства живого – самообновление, самовоспроизведение,
саморегуляция. Объектом медицинской биологии является человек.
Зная строение клетки, ее ультраструктурную организацию, можно познать и понять
закономерности процессов, которые обеспечивают жизнедеятельность отдельной клетки и
многоклеточного организма в норме и при патологических процессах.
За современными представлениями, мембраны составляют основу структурной
организации клетки. Мембраны не только окружают клетку, но и находятся в ее середине.
Поэтому деятельность мембран большой мерой будет определять физиологическое или
патологическое состояние самой клетки. Зная ультраструктуру мембран клетки и понимая
закономерности ее деятельности можно влиять на патологические процессы для
поддержания жизнедеятельности целостного многоклеточного организма.
Методика выполнения практической работы.
Работа 1. Строение светлового микроскопа МБР-1 (Биолам)
1.1.
Изучить строение светового микроскопа (рис. 1).
1.2.
Нарисовать в альбоме строение микроскопа.
Механическая часть:
1-ножка штатива; 2-колонка штатива; 3-тубус;
4-предметный столик; 5-отверстие предметного
cтолика; 6-винты предметного столика; 8-револьвер;
10-макровинт; 11-микровинт.
Оптическая часть:
7-окуляр; 9-объективы.
Осветительная часть:
12-конденсор; 13-винт коденсора;14-диафрагма;
15-зеркало.
1
Рис. 1
Работа 2. Правила работы с микроскопом
1. Поставьте микроскоп штативом к себе, предметным столиком от себя.
2. Поставьте в рабочее положение объектив малого увеличения ( 8).
3. Поднимите макровинтом объектив над предметным столиком на 0,5 см.
4. Осветите поле зрения микроскопа.
5. Поместите на предметный столик приготовленный препарат.
6. Глядя сбоку, опустите объектив макровинтом так, чтобы расстояние между препаратом
и объективом равнялось 2-3 мм.
7. Cмотря в окуляр (левым глазом), поднимайте макровинтом тубус до появления
объекта.
8. Отцентровать препарат.
9. Поставьте в рабочее положение объектив большого увеличения ( 40).
10. Глядя сбоку, опустите объектив на 0,5 мм над препаратом.
11. Cмотря в окуляр, приподнимайте тубус макровинтом до появления объекта, затем
поворотами микровинта ( не более 12 оборота) получите контрастное изображение
объекта.
Работа 3. Перекрест волосин
4. 1. Приготовить временный препарат двох волосин.
4.2. Рассмотреть препарат сначала на малом, а потом при большом увеличении микроскопа и
зарисовать.
Работа 4. Прямое и обратное изображение буквы
5. 1. Рассмотреть печатную букву под лупой и под микроскопом(7x8).
5.2. Зарисовать эту букву и указать что лупа дает прямое, а микроскоп - обратное
изображення.
ІІ. МОРФОЛОГИЯ КЛЕТКИ. СТРУКТУРНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ЦИТОПЛАЗМЫ И
ЯДРА.
Работа 1. Клетки пленки лука
1.1. Приготовить и рассмотреть микропрепарат клеток пленки лука под
микроскопом. Сначала снимите пинцетом пленку из внутренней стороны сочной чешуйки
лука. Отрежьте ножницами 3-4 мм пленки, приготовьте временный микропрепарат, как
это было описано выше. Рассмотрите под микроскопом (7x8, 7x40). Вы увидите
2
удлиненные клетки, которые имеют форму более или менее правильного прямоугольника.
Главными частями живой клетки есть ядро, цитоплазма и цитоплазматическая мембрана.
На временном препарате вы не увидите цитоплазматическую мембрану; но четко увидите
в каждой клетке двухконтурную оболочку, которая лежит наружу от мембраны. Прорубь
характерная для растительной клетки. Овальное или округлое ядро с одним или двумя
ядрышками, размещенное или в центре клетки, или возле оболочки.
1.2. Зарисовать и обозначить оболочку, цитоплазму, ядро, ядрышка, вакуоли.
Работа 2. Ультраструктура животной клетки (схема)
2.1. Ознакомиться с строением животной клетки по данным электронной
микроскопии (рис. 2.).
Рис.2. Схема ультраструктуры животной клетки.
Работа 3. Безъядерные и одноядерные клетки
3.1. Рассмотреть под микроскопом (7x40) препарат мазка крови человека,
окрашенного за методом Романовского-Гимза.
3.2. Зарисовать и обозначить эритроциты (безъядерные клетки) и лейкоциты
(одноядерные клетки).
Работа 4. Многоядерные клетки
4.1. Рассмотреть под микроскопом (7x40) препарат продольносмугастой
мышечной ткани.
4.2. Зарисовать несколько волокон и обозначить: оболочку (сарколему) волокна,
саркоплазму, продольную смугастость, ядра.
3
ІІІ. КЛЕТОЧНЫЕ МЕМБРАНЫ. ТРАНСПОРТ ВЕЩЕСТВ ЧЕРЕЗ ПЛАЗМОЛЕМУ.
Работа 1. Строение клеточной мембраны.
1.1.
Рассмотреть на таблице схему строения клеточной мембраны.
Соответственно жидкостно-мозаичной модели строения, клеточные мембраны – это
полупроницаемый липидный пласт с встроенными у него белками. Мембранные
липиды в представленные фосфолипидами, холестерином и гликолипидами, от
соотношения которых зависит эластичность мембраны и ее способность к экзо- и
эндоцитозу. Белки мембран могут выполнять функцию рецепторов, формировать
скелет мембраны, образовывать группы (кластеры), которые обеспечивают
транспорт электронов в дыхательной цепи. На поверхности цитоплазматических
мембран есть гликолипиды и гликопротеиды с разветвленными углеводными
цепями. Они переплетаются между собою, а также с белками и образовывают
гликокаликс. Из внутренней стороны плазматическая мембрана часто образовывает
великое множество пальцеобразных выступлений – микроворсинок, которая
увеличивает всасывательную поверхность, облегчает перенесение веществ через
внешнюю мембрану и их прикрепление к субстрату.
1.2.
Зарисовать строение клеточной мембраны. Обозначить: цитоплазма,
липидный бишар, гликопротеин, гликолипид, белки, гликокаликс, микро ворсинки.
Рис. 3. Строение клеточной мембраны: 1. цитоплазма; 2. липидный бишар:
З. гликопротеин; 4. гликолипид; 5. протеины.
Работа 2 . Решите ситуационные задачи, которые моделируют этапы
энергетического обмена:
Задача 1. В процессе диссимиляции в мышцах человека произошло расщепление
2 моль глюкозы, из которых полного кислородного расщепления испытала
л и ш ь половина. Определите: 1) сколько граммов молочной кислоты
на к о п и л ос ь в мышцах человека; 2) сколько всего выделилось энергии в
кДж?
Решение
1. По условию задачи, в организме глюкоза испытала и полное, и
безокислительное расщепление. Определим, сколько гра мм ов молочной
кислоты и молей АТФ образовалось при ана эробном распаде глюкозы:
4
ферменты
С6Н12О6→2С 3 Н 6 0 3 +2АТФ
1 моль
2моль
2моль
180г
2x90=180 г 2x40-80 кДж
2.
Рассчитаем количество энергии, накопленной в в и д е АТФ, в
случае полного расщепления глюкозы:
Митохондрии
С6Н12О6 +6 0 2 + 38АДФ + 38Н3Р04 → 6СО2 + 4 4 Н 2 О + 38АТФ
1 моль
38 моль
180 г
1520 кДж:
3. Энергия, аккумулированная в АТФ при анаэробном и полном распаде
глюкозы, будет составлять:
80 кДж + 1520 кДж = 1600 кДж (Э АТФ)
Ответ: 180 г молочной кислоты
Задача 2. В процессе диссимиляции в тканях человека состоялся расщепление 6 моль
глюкозы, из которых полного расщепления испытала лишь половина. Сколько граммов
углекислого газа образовалось в организме человека?
Задача 3. В процессе диссимиляции в тканях человека состоялся расщепление 8 моль
глюкозы, из которых полного расщепления испытала лишь половина. Определите
сколько молей АТФ образовалось в тканях человека ?
Задача 4. В процессе диссимиляции в тканях человека состоялось расщепление 10 моль
глюкозы, из которых полного расщепления испытала лишь половина. Определите,
сколько энергии аккумулировано в макроэргических связях АТФ ?
Программа самоподготовки студентов
І. 1. Современный этап развития медицинской биологии. Место биологии в системе
медицинской науки.
2. Место человека в системе органического мира. Соотношение физико-химических,
биологических та социальных явлений в жизнедеятельности человека.
3. Оптические системы в биологических исследованиях. Строение светового микроскопа и
правила работы с ним. Технология приготовления временных микропрепаратов.
ІІ. 1. Клеточная теория и ее современное состояние. Значение для медицины.
2. Клеточный уровень организации жизнь: прокариотические и эукариотические клетки
3. Компоненты клетки, их структура и функции: цитоплазма, ядро, цитоплазматическая
мембрана.
4. Ядро: ядерная оболочка, ядерный сок, ядрышко, хромосомы.
5. Включение: трофические, секреторные, специальные.
ІІІ. 1. Клетка как открытая система. Ассимиляция и диссимиляция.
2. Клеточные мембраны, их структура и функции. Принцип компартментации.
3. Рецепторы клеток.
4.Транспорт веществ через плазмалему.
5. Организация потоков вещества и энергии в клетке. Этапы энергетического обмена.
Семинарское обсуждение теоретических вопросов.
Тестовые задания и ситуационные задачи
1. Какую главную функцию выполняют клетки, если в н и х хорошо развитые
гранулярная эндоплазматическая сеть (а) и аппарат Гольджи (б)?
2. Под электронным микроскопом в клетках обнаружена деструкция митохондрий.
Какие процессы в клетках затронутые?
5
3. Клетку в эксперименте обработали веществами, которые нарушили целостность
мембран лизосом. Какие изменения состоятся в клетке?
4. Вследствие действия ионизирующей радиации в некоторых клетках разрушены
отдельные органеллы. Каким образом будут утилизироватся клеткой их остатки?
5. Какие вещества наибольшей мерой определяют жидкостно-мозаичное строение
мембран клеток эукариот ?
6. Какие органические соединения
мембран определяют его рецепторную
функцию?
7. Как называется транспорт веществ в клетку и из нее ?
8. Что состоится с клеткой, если разрушить мембрану лизосомы?
9. Какие органеллы клетки животные не содержат мембран ?
10. Что синтезируется на мембранах гранулярной ЭПС ?
11. Какая основная функция гликокаликса?
12. Что состоится с эритроцитами при помещенные их в: А) гипертонический
раствор; Б) гипотонический раствор
Ответы: 1. А) синтеза веществ; б) секреторную функцию. 2. Кислородный этап
энергетического обмена. 3. Аутолиз. 4. Лизосомы. 5) липиды и белки; 6) белки; 7)
ендоцитоз и екзоцитоз; 8) погибнет; 9) клеточный центр, рибосомы; 10) белки; 11)
обеспечение межклеточного взаимодействия; 12. А) зморщення, Б) набухают.
Итоговый уровень знаний проверяется путем писменного тестирования решением
ситуационных задач.
Студент должен знать
1. Морфологические отличия между растительными и животными клетками.
2. Пути поступления веществ в клетку и из клетки (эндоцитоз, экзоцитоз).
3. Мембранный принцип организации клетки на основе знаний молекулярного
строения мембран.
4. Мембранный принцип организации клетки на основе знаний молекулярного
строения мембран.
5. Пути поступления веществ в клетку и из клетки (эндоцитоз, экзоцитоз).
6. Этапы энергетического обмена.
Студент должен уметь
1. Находить и различать на препаратах основные компоненты клетки, соотносить
структуру и функцию органелл клетки.
2. Проводить опыт о влиянии на клетки гипотонического и гипертонического
растворов с последующим объяснением полученных результатов.
3. Проводить опыт о влиянии на клетки гипотонического и гипертонического
растворов с следующим объяснением полученных результатов.
4. Решать ситуационные задачи, которые моделируют этапы энергетического
обмена.
Источники информации
1. Биология: Учебник для студентов медицинских специальностей Вузов. В 2-х книгах
/Кол. авт.; Под ред. проф. Ярыгина В. Н. - М: Высшая школа, 2001 (1997). - 432 (448) с.
(книга I): 334 (340) с. (книга II); ил.
2. Биология. Слюсарев А.А., Жукова С.В. – К.: Высшая школа, 1987. – 415 с.
3. Биология / Под ред. В.Н. Ярыгина. – Г.: Медицина, 1984. – 560 с.
Автор: ас. Недошитко К. Ю.
Утвержден на заседании кафедры
________200 г., протокол №______
Пересмотрен на заседании кафедры
________200 г., протокол №______
6