А.Г.Золотарев, И.В.Дармов, Н.С.Мокрушина
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА БИОЛОГИИ
А.Г.Золотарев, И.В.Дармов, Н.С.Мокрушина
ПРАКТИКУМ
ПО ЦИТОЛОГИИ
Рекомендовано
Ученым советом
ВятГУ
В качестве учебного
Пособия
Киров, 2005
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Вятского государственного университета
УДК 576.3 (07)
З-802
Рецензент: начальник научного отдела НИИМ МО РФ,
доктор медицинских наук, профессор Б.А. Шабалин
Золотарев А.Г. Практикум по цитологии: учебное пособие / А.Г. Золотарев, И.В. Дармов, Н.С. Мокрушина. - Киров: Изд-во ВятГУ, 2005. - 79 с.
Методические указания к лабораторным работам по цитологии предназначены для студентов, обучающихся по специальности 012400 «Микробиология». Курс лабораторных работ по цитологии состоит, в основном, в самостоятельном изучении микроскопический препаратов и электронограмм с обязательной зарисовкой. Только внимательный и вдумчивый разбор препаратов и электронограмм позволяет понять сложность строения клеток, усвоить и запомнить тот богатый материал, который накопила современная цитология, составляющая вместе с гистологией, эмбриологией и генетикой фундамент специального теоретического образования микробиолога.
Редактор Е.Г. Козвонина
Подписано в печать Усл.печ.л.
Бумага офсетная Печать матричная
Заказ № Тираж 53 Бесплатно
Текст напечатан с оригинала - макета, представленного автором
610000, г. Киров, ул. Московская, 36
Оформление обложки, изготовление - ПРИП ВятГУ
Ó А.Г. Золотарев, 2005
Ó Вятский государственный университет, 2005
Введение
Методические указания к лабораторным работам по цитологии предназначены для студентов, обучающихся по специальности 012400 «Микробиология».
Целью преподавания дисциплины является изучение общих и специфических особенностей строения эукариотических и прокариотических клеток, закономерностей их функционирования как элементарных живых систем, а также структуры и функции отдельных клеточных компонентов. Задачей лабораторных занятий является обучение студентов методам цитологических исследований и закрепление знаний, полученных из лекционного курса и в процессе самостоятельной работы.
Курс лабораторных работ по цитологии состоит, в основном, в самостоятельном изучении микроскопический препаратов и электронограмм с обязательной зарисовкой. Только внимательный и вдумчивый разбор препаратов и электронограмм позволяет понять сложность строения клеток, усвоить и запомнить тот богатый материал, который накопила современная цитология, составляющая вместе с гистологией, эмбриологией и генетикой фундамент специального теоретического образования микробиолога.
Изучение курса предполагает самостоятельную подготовку студентов к каждому занятию. Вопросы для самоподготовки приведены в начале соответствующей темы. Контроль знаний студентов осуществляется путем письменного выполнения контрольных работ и устного собеседования с преподавателем по каждой теме.
Для подготовки к экзамену по дисциплине «Цитология» в приложении 1 даны вопросы, включенные в экзаменационные билеты, а в приложении 2 и 3 приведены перечни препаратов и электронограмм, которые будут предложены студентам во время экзамена для оценки их знаний и умения идентифицировать клетки и клеточные структуры на микроскопическом и субмикроскопическом уровнях.
Правила оформления отчетов по лабораторным работам
Лабораторные работы следует оформлять в альбоме форматом 30×21 см. В верхней части страницы необходимо указать номер и название темы, дату проведения занятия, цель занятия, далее представить все материалы, которые перечислены в задании (рисунки, схемы, таблицы и т.п.).
Правила выполнения зарисовок
1. Для рисования следует употреблять остро заточенные простой и несколько цветных карандашей. Цветные карандаши должны соответствовать действительным цветам препарата. Нельзя употреблять для зарисовки чернила.
2. Рисовать следует только на одной стороне листа, так как рисунки, сделанные на обеих сторонах, накладываются друг на друга и со временем портятся.
3. Необходимо выбирать правильный масштаб рисунка, чтобы показать все нужные детали и достоверно отобразить соотношение размеров отдельных частей и целого объекта. С этой целью рекомендуется сначала нанести общий контур объекта, затем обозначить на рисунке контуры его отдельных частей и лишь после этого приступить к изображению мелких деталей.
Правильное отображение соотношения частей объекта позволяет зарисовать не абстрактную, а конкретную клетку и развивает у будущего специалиста способности к наблюдательности.
4. Рисунок должен быть достаточно крупным, чтобы хорошо различать изучаемые детали. На одной странице целесообразно помещать не более 2 - 3 несложных рисунков. Если изучаемый объект крупный и сложный, то делают только один рисунок на странице.
5. Каждый рисунок должен быть снабжен обозначениями его отдельных частей в соответствии с заданием. Надписи выполняются авторучкой следующим способом: напротив отдельных частей объекта надо поставить стрелки и рядом с каждой написать название. Все надписи должны быть расположены параллельно друг другу. Под рисунком должно быть написано название препарата, а также указаны способы его приготовления и увеличение микроскопа, использованное для его изучения.
Порядок проведения занятий
1. Введение – 5 минут.
2. Письменный контроль исходного уровня занятий – 15 минут.
3. Собеседование по вопросам самоподготовки и коррекция знаний – 45 минут.
4. Самостоятельная работа – 65 минут.
5. Подведение итогов занятия – 3 минуты.
6. Сбор альбомов для проверки преподавателем – 2 минуты.
Техника безопасности
При выполнении лабораторных работ необходимо неукоснительно соблюдать правила безопасного обращения с кислотами, щелочами, легковоспламеняющимися жидкостями (спиртами, эфиром), лабораторной стеклянной посудой (предметными и покровными стёклами, пробирками, пипетками), колющими и режущими инструментами.
При работе с микроскопом с осветителем следует соблюдать меры безопасности, соответствующие мерам, принимаемым при эксплуатации электроустановок с напряжением до 1000 В.
ВНИМАНИЕ! Замену лампы в осветителе микроскопа производить при отключённом от сети источнике питания или микроскопе. Во избежание ожога кожи рук о колбу лампы или контактные пластины патрона замену лампы следует производить через 15 – 20 мин после перегорания лампы.
Замену плавкой вставки (предохранителя) в осветителе следует производить при отключённом от сети микроскопе.
При замене плавкой вставки устанавливать только ту плавкую вставку, которая указана в паспорте микроскопа.
После окончания работы микроскопа с осветителем, необходимо отключить источник питания или микроскоп от сети.
Не рекомендуется оставлять без присмотра включённый в сеть источник питания или микроскоп.
Тема 1
Микроскопическая техника.
Цели занятия
· Изучить устройство и принципы работы основных видов световых и электронных микроскопов.
· Выработать представление о сущности и содержании основных этапов приготовления гистологических и электронно-микроскопических препаратов.
· Освоить настройку светового микроскопа и методику микроскопирования препаратов.
Вопросы и задания для самоподготовки
· Основные виды световых и электронных микроскопов, используемых при цитологических исследованиях.
· Основные части световых амплитудного, фазово-контрастного и люминесцентного микроскопов, их назначение, устройство и принципы работы.
· Общие принципы работы трансмиссионного и сканирующего электронных микроскопов.
· Порядок настройки светового микроскопа «МИКМЕД-1».
· Техника микроскопирования гистологических препаратов.
· Основные этапы приготовления гистологических препаратов.
· Основные этапы приготовления ультратонких срезов.
· Характеристика красителей, применяемых в цитологии.
· Характеристика цитохимических красителей.
· Основные этапы приготовления авторадиографических препаратов.
· Основные этапы приготовления иммуноцитохимических препаратов.
· Основные этапы приготовления реплик с биологических структур.
Оборудование и материалы
· Микроскопы «МИКМЕД-1».
· Схемы приготовления цитологических препаратов для светооптических и электронно-микроскопических исследований.
· Наборы красителей.
· Демонстрационные микропрепараты: мазок крови человека, окрашенный по Романовскому-Гимза; срез жировой ткани, окрашенным суданом III-гематоксилином.
Лабораторная работа 1.1
Задание
Ознакомиться с устройством микроскопа «МИКМЕД-1».
Указать и назвать его основные части.
Дать определение разрешающей способности микроскопа.
Заполнить табл. 1.1, отметив в ней основные виды микроскопии, разновидности микроскопов; кратко сформулировать области их использования.
Таблица 1.1
Обобщённая характеристика основных разновидностей микроскопов и областей их применения в цитологии
| Вид микроскопии | Разновидность микроскопов | Область использования |
| Световая | ||
| Электронная |
Лабораторная работа 1.2
Техники микроскопирования
Микроскопы «МИКМЕД-1» предназначены для наблюдения и морфологических исследований препаратов в проходящем свете по методу светлого поля и могут быть использованы в различных областях биологии, микробиологии и медицины.
Микроскопы «МИКМЕД-1» выпускаются в различных вариантах комплектации. В настоящей работе рассматривается устройство микроскопов, которыми располагает кафедра биологии университета. Они оснащены бинокулярными насадками. В основание встроен осветитель. В случае его отсутствия для освещения используют зеркало.
Устройство микроскопа
Общий вид микроскопов с различными осветителями и визуальными насадками представлен на рис. 1.1, 1.2.
Рис. 1.1. Микроскоп с бинокулярной насадкой и зеркалом в качестве осветителя:
1 – окуляры; 2 – бинокулярная насадка; 3 – револьверное устройство; 4 – объектив; 5 – предметный столик; 6 – конденсор; 7 – зеркало; 8 – рукоятка перемещения кронштейна конденсора; 9 – рукоятка тонкой фокусировки; 10 – рукоятка грубой фокусировки; 11 – тубусодержатель; 12 – винт для крепления насадки
Рис. 1.2. Микроскоп с монокулярной насадкой и встроенным в основание осветителем с галогенной лампой 6 В, 6 Вт или 6 В, 10 Вт и совмещенным с сетевой вилкой источником питания:
1 – окуляры; 2 – бинокулярная насадка; 3 – револьверное устройство; 4 – объектив; 5 – предметный столик; 6 – конденсор; 7 – корпус коллекторной линзы; 8 – патрон с лампой; 9 – шарнир; 10 – рукоятка перемещения кронштейна конденсора; 11 – рукоятка тонкой фокусировки; 12 – рукоятка грубой фокусировки; 13 – тубусодержатель; 14 – рукоятка крепления монокуляра; 15 – источник электропитания
Бинокулярная насадка
Общий вид бинокулярной насадки показан на рис. 1.3.
Установка расстояния между осями окулярных тубусов 1 в соответствии с глазной базой наблюдателя осуществляется разворотом корпусов с окулярными тубусами в диапазоне от 54 до 72 мм.
В левом окулярном тубусе насадки (см. рис. 1.3) или в обоих окулярных тубусах насадки 2 расположен диоптрийный механизм, который с помощью вращения кольца 2 (см. рис. 1.3) позволяет компенсировать ошибку глаза наблюдателя в диапазоне от 5 до минус 5.
Наклон окулярных тубусов – 45 градусов.
Увеличение бинокулярной насадки – 1,5.
При работе с поляфильтрами на резьбу оправы 4 (см. рис. 1.3) наворачивается поляфильтр-анализатор.
Рис. 1.3. Бинокулярная насадка:
1 – окулярные тубусы; 2 – кольцо диоптрийного механизма; 3 – окуляры; 4 – оправа с резьбой для установки поляфильтра-анализатора
Окуляры
В комплект микроскопа входят компенсационные окуляры, характеристики которых указаны в табл. 1.2. Окуляры называются компенсационными потому, что их хроматическая ошибка обратна остаточному хроматизму объектива и компенсирует её.
Таблица 1.2
| Код окуляра | Увеличение | Диаметр поля зрения, мм |
| К 5× | ||
| К 7× | ||
| К 10× | ||
| К 10×/18 | ||
| К 15× | ||
| К 20× |
Объективы
Объективы рассчитаны на механическую длину тубуса 160 мм, линейное поле в плоскости изображения 18 мм и толщину покровного стекла 0,17 мм. Характеристики объективов указаны в табл. 1.3.
Таблица 1.3
| Объективы (увеличение, числовая апертура) | Рабочее расстояние, мм |
| Планахроматы: 3,5 х 0,10 4 х 0,10 9 х 0,20 10 х 0,20 | 23,40 23,40 13,13 13,13 |
| Ахроматы: 8 х 0,20 20 х 0,40 40 х 0,65 40 х 0,75 (водная иммерсия) 85 х 1,0 (водная иммерсия) 90 х 1,25 (масляная иммерсия) 100 х 1,25 (масляная иммерсия) | 8,53 1,70 0,41 1,64 0,18 0,10 0,10 |
| Апохроматы: 10 х 0,30 20 х 0,65 60 х 1,0 – 0,7 (масляная иммерсия) 90 х 1,30 (масляная иммерсия) 100 х 1,30 (масляная иммерсия) | 4,80 0,67 0,22 0,12 0,12 |
Объективы увеличением 40, 60, 90 и 100 имеют пружинящую оправу для предохранения от механического повреждения фронтальной линзы объектива и объекта. Объектив увеличением 60 имеет ирисовую диафрагму для изменения числовой апертуры от 0,7 до 1,0. Объектив увеличением 85 имеет коррекционную оправу, предназначенную для внесения поправки на отклонение толщины покровного стекла от значения 0,17 мм.
Маркировка объективов показана на рис. 1.4.
Рис. 1.4. Маркировка объективов:
1 – увеличение; 2 – тип оптической коррекции (ПЛАН – объективы - ахроматы с плоским полем, АПО – объективы - апохроматы); 3 – числовая апертура; 4 – иммерсионная среда (МИ – масляная иммерсия, ВИ – водная иммерсия); 5 – цветовая маркировка иммерсионных объективов (черное кольцо – масляная иммерсия, белое кольцо – водная иммерсия)
Револьверное устройство
Револьверное устройство 4 (рис. 1.5) обеспечивает установку четырёх объективов. Смена объективов производится вращением револьверного устройства за конусную поверхность 3 до фиксированного положения.
Револьверное устройство устанавливается на головку тубусодержателя с помощью направляющей типа «ласточкин хвост». Правильное положение револьверного устройства относительно оси тубуса обеспечено при юстировке микроскопа с помощью винта 2. Винт служит упором и должен упираться в тубусодержатель 1.
ВНИМАНИЕ! Нельзя менять положение винта 2 (ввинчивать или вывинчивать его), так как при этом нарушается центрировка револьвера.
Объективы вворачиваются в револьверное устройство в порядке возрастания увеличения по часовой стрелке при наблюдении по направлению А. Объектив меньшего увеличения вворачивается в гнездо, около которого имеется красная точка. Гнёзда объективов могут быть отмечены цветными точками в следующей последовательности: красная, жёлтая, синяя и чёрная.
Рис. 1.5. Револьверное устройство:
1 – тубусодержатель; 2 – винт; 3 – конусная поверхность; 4 – револьверное устройство
Конденсорное устройство
Конденсорное устройство состоит из кронштейна и конденсора.
Диапазон перемещения кронштейна конденсора от упора до упора – 22 мм.
Регулирование хода кронштейна от лёгкого до тугого производится поворотом гайки со шлицом с помощью ключа из комплекта микроскопа.
Конденсор
Двухлинзовый конденсор с апертурой 1,2 и с дополнительной откидной линзой обеспечивает освещение полей на объекте при работе с объективами увеличением от 3,5 до 100. Общий вид конденсора показан на рис. 1.7. Установка его в кронштейн показана на рис. 1.6.
Откидная линза вводится в ход лучей при работе с объективом увеличением 10 и менее.
Рис. 1.6. Установка конденсора:
1 – кронштейн; 2 – винт крепления конденсора; 3 – конденсор; 4 – рукоятка перемещения кронштейна с конденсором
Рис. 1.7. Конденсор:
1 – упор; 2 – рукоятка для раскрытия ирисовой апертурной диафрагмы; 3 – откидная рамка для матового стекла, светофильтра или поляфильтра; 4 – откидная линза для работы с объективами увеличением 10 и менее
Фокусировочный механизм
Фокусирование на объект осуществляется перемещением тубусодержателя. Грубая фокусировка производится вращением рукояток 10, расположенных по обеим сторонам тубусодержателя (рис. 1.1). Диапазон грубой фокусировки микроскопа – 40 мм. Поворотом рукояток 2 навстречу друг другу можно регулировать ход механизма от легкого до тугого. Тонкая фокусировка производится вращением рукоятки 9, выполненной в виде диска с накаткой (рис. 1.1). Один оборот диска соответствует перемещению тубусодержателя на 0,5 мм. Перемещение тубусодержателя при вращении диска от упора до упора – не менее 2 мм.
ВНИМАНИЕ! Перед началом работы необходимо установить рукоятку тонкой фокусировки приблизительно в среднее положение, повернув диск на два полных оборота от любого упора.
Осветительное устройство
В микроскопе освещение может осуществляться с помощью зеркала или осветителя, встроенного в основание микроскопа.
Зеркало
Зеркало имеет две отражающие поверхности: плоскую и вогнутую. Вогнутая поверхность используется при освещении объекта дневным светом, когда необходимо повысить освещенность. Плоскую поверхность используют при работе с осветителями.
Встроенный осветитель
Встроенный в основание микроскопа осветитель включает галогенную лампу, коллекторную линзу, вблизи фокуса которой располагается нить лампы.
Конструкция осветителя состоит из корпуса коллекторной линзы 7 (см. рис. 1.2), который ввинчивается в отверстие основания микроскопа, и патрона 8 с установленной в него лампой. Патрон с лампой 6 В, 6 Вт вставляется в шарнир 9 в корпусе основания микроскопа так, чтобы нить лампы располагалась горизонтально.
Установка патрона с лампой 6 В, 10 Вт или 6 В, 20 Вт в шарнир в корпусе основания микроскопа показана на рис. 8. Патрон с лампой 6 В, 10Вт или 6В, 20Вт устанавливается в шарнир 1 (см. рис. 1.8) в корпусе основания микроскопа так, чтобы нить лампы 2 и контактные пластины 3 располагались горизонтально, а выступ 4 на патроне был направлен вниз и вошёл при установке паз шарнира 1.
При настройке освещения патрон с лампой за рукоятку можно перемещать вдоль оси и разворачивать вместе с шарниром в горизонтальной плоскости.
Яркость горения лампы осветителя в микроскопах можно изменять с помощью рукоятки регулирования яркости горения лампы, расположенной на корпусе источника питания или на основании микроскопа.
В микроскопе со встроенным осветителем с галогенной лампой 6 В, 6 Вт или 6 В, 10 Вт освещенность объекта можно уменьшить, установив в корпус коллектора 7 (см. рис. 1.2) нейтральный светофильтр.
Рис. 1.8. Установка патрона с лампой 6 В, 10 Вт или 6 В, 20 Вт в шарнир в основании микроскопа:
1 – шарнир; 2 – галогенная лампа 6 В, 10 Вт, цоколь G 4 или 6 В, 20 Вт, цоколь G 4; 3 – контактные пластины; 4 – выступ; 5 – рукоятка
Установка микроскопа
Установите микроскоп у края стола в удобное для наблюдения положение. Установите рукоятку тонкой фокусировки в среднее положение (см. «Фокусировочный механизм»). Проверьте револьвер микроскопа. Он должен быть замкнут на засечку слабого объектива 10× и менее. Введите в ход лучей откидную линзу конденсора.
Размещение препарата
Положите препарат на предметный столик микроскопа так, чтобы объект приходился над отверстием столика. При этом надо обязательно проверить положение препарата покровным стеклом вверх. Установите освещение. Настройку освещения следует производить до начала работы на микроскопе как можно тщательнее, так как она влияет на качество изображения объекта. Настройка освещения у микроскопов с зеркалом и у микроскопов с осветителем, встроенным в основание, производиться по-разному.
Фокусировка микроскопа
Движением кремальеры найдите фокус слабого увеличения, при котором препарат вполне ясно будет виден в поле зрения (рабочее расстояние между стеклом препарата и фронтальной линзой объектива при этом будет около 1 см).
Рассмотрите препарат при слабом увеличении. Сориентировавшись в препарате, найдите место, подходящее для изучения при сильном увеличении, поставьте его в центр поля зрения (передвигая препарат по столику при помощи препаратоводителя).
Не меняя положения тубуса, поверните плавным движением револьвер на сильный объектив (40× или 90×), проследив за замыканием засечки револьвера.
Очень осторожным движением рукоятки грубой фокусировки установите фокус сильного увеличения (при объективе 40× обычно нужно слегка опустить тубус до рабочего расстояния, равного 0,41 мм) и микрометрическими винтом отфокусируйте объект. При объективе 90× или 100× свободное расстояние будет меньше половины миллиметра (точнее 0,10 мм), поэтому при неосторожном движении можно легко раздавить препарат и повредить объектив.
При работе с объективом 90× или 100× нанесите на препарат стеклянной палочкой каплю иммерсионного масла. Наблюдая сбоку за просветом между объективом и препаратом, вращением рукоятки грубой фокусировки очень осторожно опустите тубус до соприкосновения объектива с каплей иммерсии. Добейтесь резкого изображения объекта с помощью тонкой фокусировки.
Исследование препарата
Изучите препарат при слабом или сильном увеличении, а затем приступите к зарисовке. Если нужное место оказалось недостаточно точно центрированным, можно улучшить центрировку небольшим движением винтов препаратоводителя (ими нужно пользоваться для окончательной центрировки препарата при сильном увеличении). При отыскивании нужного места не следует передвигать препарат по столику микроскопа пальцами.
Завершение работы
После окончания работы снимите чистой тряпочкой слой иммерсионного масла с объектива. Поверхность линз объектива протрите тряпочкой, слегка смоченной смесью спирта и бензина (калоша) в соотношении 1:1 или эфиром. Зачехлите микроскоп.
Задание
1. Освойтеправила работы на микроскопе «МИКМЕД-1» путём микроскопирования окрашенного мазка крови человека с использованием объективов 9×, 90× или 100×.
Демонстрационный препарат крови человека, окрашенный по Романовскому-Гимза, рассмотрите под микроскопом сначала с объективом 9×. Основную массу клеток в поле зрения составляют эритроциты – красные кровяные тельца, окрашенные эозином в розовый цвет. В значительно меньшем количестве встречаются более крупные клетки, окрашенные в фиолетовый и розово-фиолетовый цвет. Это белые кровяные клетки – лейкоциты, лимфоциты и моноциты. Зарисуйте несколько эритроцитов и белых кровяных клеток.
Подпись под рисунком: Клетки крови человека. Демонстрационный препарат. Окраска: азур-эозин по Романовскому-Гимза. ×135.
На рисунке должны быть обозначены эритроциты и белые кровяные клетки.
Рассмотрите этот же препарат с объективом 90×. Он позволяет выявить более тонкие детали строения клеток. Обратите внимание, что у эритроцитов отсутствуют ядра, а в их центре обнаруживается небольшое просветление, что указывает на двояковогнутое строение этих форменных элементов крови.
Белые кровяные клетки отличаются наличием округлого, бобовидного, подковообразного или сегментированного ядра. Их цитоплазма базофильная, окрашена азуром в различные цвета от светло-голубого до фиолетового и может содержать гранулы. Лимфоциты отличаются наличием узкого ободка цитоплазмы, который удается различить только при некотором навыке работы. По этой причине создается впечатление, что данные клетки состоят только из ядра.
Зарисуйте несколько красных и белых кровяных клеток.
Подпись под рисунком: Клетки крови человека. Демонстрационный препарат. Окраска: азур-эозин по Романовскому-Гимза. ×1350.
На рисунке должны быть обозначены эритроциты, просветления в их центре; белые кровяные клетки, их цитоплазма и ядра различной формы.
2. Запишите в альбоме следующие требования, нарушать которые при работе с микроскопом категорически запрещается:
- вращать микровинт на малом увеличении и за пределы упора ограничителя;
- располагать препарат покровным стеклом вниз;
- пользоваться загрязненными препаратами, окулярами и другими оптическими частями;
- переводить микроскоп на большое увеличение, не добившись резкого изображения на малом;
- вынимать препараты из-под объектива большего увеличения;
- работать при слабом и неправильном освещении объекта.
Тема 2
Цели занятия
· Усвоить основные положения клеточной теории.
· Ознакомиться со строением клеток прокариот и эукариот.
· Изучить разнообразие форм эукариотических клеток многоклеточного организма.
Вопросы и задания для самоподготовки
· Перечислите основные признаки, присущие живым организмам.
· Раскройте содержание клеточной теории.
· Сформулируйте основные постулаты современной клеточной теории.
· Дайте определение понятию «клетка».
· Раскройте содержание понятий «клетка – элементарная единица всего живого», «гомологичность клеток», «всякая клетка от клетки», «многоклеточные организмы – это сложные ансамбли клеток, объединенные в сложные системы».
· Назовите имена ученых, которые являются основоположниками клеточной теории.
· Перечислите признаки, присущие живым клеткам.
· Назовите отличия живых клеток от производных клеток.
· Дайте определение симпластов и синцитий.
· Раскройте содержание понятия «межклеточное вещество».
· Приведите примеры дифференцировки эукариотических клеток.
· Уточните, каким образом специализация клеток влияет на их ультраструктурную организацию.
Оборудование и материалы
· Схемы строения эукариотических и прокариотических клеток.
· Микроскопы «МИКМЕД-1».
· Демонстрационные микропрепараты: фиксированные и окрашенные мазки крови лягушки, гистологические срезы нервных клеток симпатического ганглия, клеток канальцев почки, клеток печени, поперечно-полосатой мышечной ткани.
Лабораторная работа 2.1
Лабораторная работа 2.2
Изучение разнообразия формы клеток
Многоклеточного организма
Термин «гомологичность» клеток означает их сходство по коренным свойствам и отличие по второстепенным. Разные клетки организмов растительного и животного происхождения сходны, гомологичны.Такое сходство клеток определяется гомологичностью общеклеточных функций (синтез нуклеиновых кислот и белков, биоэнергетика и т.д.), связанных с поддержанием жизни клетки как элементарной единицы живого. Вместе с тем хорошо известно разнообразие клеток, как микроорганизмов так и высших микроорганизмов.
Разнообразие прокариотических клеток – это результат эволюционной приспособленности бактериальных одноклеточных организмов к условиям среды обитания. Разнообразие клеток многоклеточных организмов объясняется их функциональной специализацией. Она возникает в процессе индивидуального развития от одной клетки до многоклеточного зрелого организма и является результатом последовательного, избирательного вовлечения в активность разных генных участков хромосом в различных клетках. Это приводит к появлению клеток со специфическими структурами и особыми функциями, к ихдифференцировке. Проявлением дифференцировки клеток является приобретение ими особой формы и структуры. Для изучения разнообразия формы и структуры клеток многоклеточного организма используют готовые демонстрационные препараты.
Задание
Микроскопия клеток печени
Для изучения строения многогранных клеток используется демонстрационный препарат – поперечный срез дольки печени, окрашенный гематоксилин-эозином.
Микропрепарат рассмотрите с объективами 9× и 40×. При малом увеличении найдите тесно прилегающие друг к другу печеночные клетки (гепатоциты) с хорошо выраженными границами. Они имеют многогранную форму и неодинаковые размеры. Их цитоплазма окрашена в светло-розовый цвет, а ядра – сиренево-фиолетовые. В некоторых клетках может быть по 2 - 3 ядра. При большом увеличении рассмотрите форму гепатоцитов, их окраску, структуру цитоплазмы и ядра, в которых при таком способе наблюдения выявляются одно или несколько темных ядрышек.
Зарисуйте 3 - 4 гепатоцита. По материалам лекции подготовьте устный ответ на вопрос: в каких случаях клетки приобретают такую многогранную форму?
Подпись под рисунком: Клетки печени. Демонстрационный препарат. Окраска: гематоксилин-эозин. × 600.
На рисунке должны быть обозначены гепатоциты, их цитоплазма, ядра и ядрышки.
Лабораторная работа 2.3
Изучение строения межклеточного вещества
Межклеточное вещество относится к разновидности неклеточных структур и представляет собой совокупный продукт деятельности клеток данной ткани. Его относительное содержание, состав и свойства служат характерными признаками ткани. В некоторых тканях межклеточное вещество благодаря своим свойствам может играть функционально ведущую роль (в хрящевой и костной ткани оно обеспечивает механическую прочность). Однако межклеточное вещество не обладает свойствами живого и неизбежно разрушается при гибели клеток.
Для изучения структуры межклеточного вещества используют демонстрационный микропрепарат – срез эластического хряща ушной раковины, окрашенный орсеином.
Задание
Рассмотрите микропрепарат под микроскопом с объективами 9× и 40×. При малом увеличении найдите темную полоску хрящевой ткани, расположенную в глубине среза и заполненную крупными светлыми клетками. При большом увеличении рассмотрите одиночные и лежащие группами светлые с темными ядрами хрящевые клеткии межклеточное вещество между ними.
Найдите в межклеточном веществе эластические волокнав виде извитых нитей, окрашенных орсеином в темно-вишневый цвет, а также расположенное между ними более светлое аморфное вещество.
Зарисуйте участок хрящевой ткани с одиночными и лежащими группами хрящевыми клетками.
Подумайте и приготовьте устный ответ на вопрос: что и почему является основой строения всего живого: клетки или внеклеточные структуры?
Подпись под рисунком: Межклеточное вещество (эластический хрящ). Демонстрационный микропрепарат. Окраска: орсеин. ×600.
На рисунке должны быть обозначены хрящевые клетки, эластические волокна, межклеточное вещество.
Лабораторная работа 2.4
Изучение строения симпласта
Симпласты (от греч. «syn» - вместе и «plastos» - образованный) – сложные структуры, образованные в результате слиянияклеток с утратой их границ и формированием цитоплазматической массы, в которой находятся многочисленные ядра.
Для изучения структуры симпласта используют демонстрационный микропрепарат – гистологический срез поперечно-полосатых мышечных волокон, окрашенный железным гематоксилином.
Задание
Рассмотрите микропрепарат под объективами 9× и 40×. При малом увеличении выберите группу продольно срезанных мышечных волокон. Каждое волокно имеет форму вытянутого цилиндра и организовано по типу симпласта – многоядерного образования. При большом увеличении в отдельном мышечном волокне найдите клеточные элементы: оболочку (сарколемму), цитоплазму (саркоплазму), многочисленные ядра овальной формы, расположенные на периферии волокна под оболочкой. Мышечные волокна обнаруживают характерную исчерченность.
Зарисуйте 3 - 4 мышечных волокна с сарколеммой, ядрами и саркоплазмой, содержащей светлые и темные перегородки, что придает волокнам поперечную исчерченность.
Подпись под рисунком: Симпласт (продольный срез поперечно-полосатой мышечной ткани). Демонстрационный микропрепарат. Окраска: железный гематоксилин. ×600.
На рисунке должны быть обозначены волокна, сарколемма, саркоплазма, ядра, поперечная исчерченность.
Тема 3
Цели занятия
· Усвоить особенности химического состава и тонкого строения плазмолеммы.
· Изучить функциональное значение плазмолеммы.
Вопросы и задания для самоподготовки
· Охарактеризуйте особенности строения плазмолеммы.
· Перечислите функции плазмолеммы.
· Перечислите виды мембранного транспорта.
· Дайте определение эндоцитозу, пиноцитозу, фагоцитозу, рецепторно – опосредованному эндоцитозу, экзоцитозу, трансцитозу.
· Ответьте, что такое «мембранный конвейер» и как называется белок, покрывающий окаймленные ямки.
· Приведите примеры облегченной диффузии и активного транспорта.
· На примере (К+ + Na+) - насоса раскройте механизм активного транспорта.
· Уточните, требуются ли затраты энергии и в каком количестве для облегченной диффузии и пассивного транспорта.
· Приведите примеры участия плазмолеммы в межклеточных взаимодействиях.
· Раскройте механизмы межклеточных взаимодействий в рамках концепции «сигнал – ответ».
· Назовите особенности строения и раскройте функциональное значение гликокаликса.
· Охарактеризуйте значение гликокаликса для пристеночного пищеварения.
Оборудование и материалы
· Схемы строения и электронограммы плазмолеммы.
· Схема транспорта через плазмолемму.
· Схема участия плазмолеммы в межклеточных контактах.
· Схема работы (К+ + Na+) - насоса.
· Микроскоп «МИКМЕД-1».
Лабораторная работа 3.1
Задание
1. Изучите схему строения плазмолеммы (рис. 3.1), зарисуйте в альбом схему.
Подпись под рисунком: Схематическое строение плазматической мембраны.
На рисунке должны быть обозначены фосфолипиды с головками и хвостами; белки – интегральные и пери<