Задания и методические указания к их выполнению

Кафедра медицинской биологии и генетики

УЧЕБНОЕ ЗАДАНИЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВ

Специальность: 31.05.01 – лечебное дело

Уровень высшего образования: специалитет

Квалификация: врач-лечебник

Занятие №3

 

1. Тема занятия: Структурные компоненты ядра. Хромосомы. Классификация хромосом человека. Политенные хромосомы.

2. Цель занятия: Познакомиться со структурой, функциями ядра и его компонентов для понимания механизмов хранения, передачи и реализации наследственной информации в онтогенезе.

3. Задачи занятия:

3.1. Знать структурные компоненты ядра.

3.2. Изучить функции ядра и его структурных компонентов.

3.3. Изучить типы хромосом.

3.4. Знать принципы Денверской и Парижской классификации хромосом.

3.5. Освоить метод приготовления временного микропрепарата политенных хромосом.

 

Продолжительность занятия 3 часа

 

5. Контрольные вопросы по теме:

Для успешной работы на практическом занятии необходимо знать теоретический материал:

Тема: Структурные компоненты ядра. Хромосомы. Классификация хромосом человека. Политенные хромосомы.

5.1. Указать структурные компоненты ядра эукариотической клетки, их назначение.

5.2. Морфология и типы хромосом.

5.3. Химический состав хроматина (хромосом).

5.4. Структура и функции интерфазных хромосом.

5.5. Что представляет собой эухроматин и гетерохроматин?

5.6. Политенные хромосомы и их значение.

5.7. Какие принципы положены в основу Денверской и Парижской классификации хромосом человека?

5.8. Понятие об идиограмме хромосом человека.

 

Задания и методические указания к их выполнению.

На занятии студенту необходимо:

6.1. Выполнить самостоятельную работу:

Работа №1. Метод получения метафазной пластинки.

Изучить метафазную пластинку человека и фотографии кариотипов здоровых людей (мужчины и женщины). Обратить внимание на то, что при окраске метафазных хромосом основными красителями (реактив Фёллинга, орсеин и др.), хромосомы окрашиваются однотонно. В кариотипе человека имеются метацентрические, субметацентрические, акроцентрические хромосомы.

Записать: в основу Денверской классификации хромосом человека, принятой в 1960г. на конгрессе генетиков в г. Денвере, США, штат Колорадо, положено два морфологических признака – размеры (длина) хромосом и положение центромеры. 7 групп хромосом в системе аутосом (гр. А, В, С, D, Е, F, G). В группу А вошли самые крупные пары гомологичных хромосом, а в группу G - самые мелкие. Половые хромосомы в классификацию не входят.

Зарисовать и выучить схему Денверской классификации хромосом человека.

Работа № 2. Парижская классификация хромосом человека.

Изучить фотографии хромосом человека, окрашенных краской Гимза. Обратить внимание на то, что при окраске метафазных хромосом краской Гимза, после предварительной обработки их ферментом или флуоресцентными красителями в каждой негомологичной хромосоме обнаруживается неспецифический характер расположения светлых и темных дисков.

Записать: в основу Парижской классификации хромосом человека, принятой в 1971 г. на IV Международной конференции по стандартизации и цитогенетике человека в Париже, положен метод дифференциальной окраски хромосом, позволяющий идентифицировать каждую пару гомологичных хромосом, построить цитологические карты групп сцепления генов, выявить нарушения в плечах, прицентромерных и теломерных участках хромосом. Простым карандашом зарисовать по одной хромосоме: А-1, В, 5, Е, 18, X и Y со схематичным расположением дисков Гимза.

Работа № 3. Политенные хромосомы в клетках слюнных желез личинки мотыля (Chironomus).

Изготовить временный микропрепарат политенных хромосом:

1. Определить головной конец личинки мотыля (головной конец представляет собой округлое образование черного цвета, хвостовой конец раздвоен и окрашен в цвет члеников).

2. Закрепить головной конец препаровальной иглой, пинцетом потянуть тело мотыля для освобождения слюнных желез.

3. Слюнные железы положить на предметное стекло и нанести каплю красителя (ацетолакмоид), накрыть покровным стеклом.

Рассмотреть препарат при малом и большом увеличении микроскопа. Обратить внимание на крупные клетки с крупными ядрами, окрашенные в красный цвет, на наличие в ядрах политенных хромосом с исчерченностью, обусловленной чередованием светлых и темных дисков.

Записать: политенные (гигантские) хромосомы впервые обнаружил итальянский ученый Бальбиани в 1881г. в интерфазных клетках слюнных желез личинки мотыля рода Chironomus, в дальнейшем такие хромосомы были обнаружены у двукрылых в клетках кишечника, мальпигиевых сосудах, слюнных железах, в синергидах растений и у простейших.

Политенные хромосомы образуются в результате многократной репликации ДНК с образованием хроматид и их соматической конъюгации, без последующего расхождения. Это явление называется эндорепродукцией, приводящей к политенизации, в результате которой образующиеся политенные хромосомы имеют вид пучка хромонемных нитей, состоящего из более чем 1000 хромонем. Политенные хромосомы позволяют изучить структуру интерфазных хромосом. На хромосоме видны светлые – эухроматиновые и темные – гетерохроматиновые участки. Разновидностью политенных хромосом являются хромосомы типа «ламповых щеток», имеющие боковые выросты. Они встречаются в ооцитах амфибий, рыб, млекопитающих. Политенные хромосомы бедны гетерохроматином, физиологически высоко активны, обеспечивают запас м-РНК в эмбриогенезе для последующих стадий развития особи.

В альбом зарисовать клетку слюнных желез. Размер рисунка 5x6 см.

На рисунке отметить: 1. Клетка. 2. Ядро. 3. Политенные хромосомы. 4. Эухроматин. 5. Гетерохроматин.

6.2. Ответить на контрольные вопросы.

 

7. Вопросы к контролям по данной теме:

7.1. Вопросы к текущим компьютерным контролям:

1. Что представляет собой ядерная оболочка?

а двухмембранная пористая;

б сплошная;

в одномембранная;

г шероховатая цитоплазматическая мембрана;

д ни один из вышеназванных ответов.

2. Химические компоненты хроматина эукариотических клеток:

а ДНК, белки, РНК, ионы металлов, липиды;

б ДНК, полисахариды, липиды;

в ДНК, РНК, белки;

г ДНК, липиды, ионы металлов;

д ДНК, белки, РНК, липиды.

3. Ядрышко выполняет функции:

а гетерохроматина;

б синтеза белков;

в синтеза м-РНК;

г синтеза р-РНК;

д редупликации ДНК.

4. К какому типу относится У-хромосома?

а мелкая акроцентрическая (2-4 мкм);

б мелкая субметацентрическая (2-4 мкм);

в средняя акроцентрическая (4-7 мкм);

г средняя субметацентрическая (4-7 мкм);

д крупная субметацентрическая (8-11 мкм);

5. Перечислить структурные компоненты ядра.

а ядерная оболочка, нуклеоплазма, матрикс, ядрышко, хроматин;

б ядерная оболочка, матрикс, рибосомы, ядрышко;

в хроматин, нуклеоплазма, ЭПС, матрикс;

г кариоплазма, лизосомы, белки, ядрышко;

д ядерная мембрана, ядрышко, хроматин.

6. В основу Денверской классификации были положены:

а общее количество хромосом;

б методы дифференциальной покраски хромосом;

в величина хромосомы и положение центромеры;

г положение вторичной перетяжки;

д наличие теломерных участков.

7.2. Вопросы, включенные в билеты к курсовому экзамену:

1. Ядро. Структурные компоненты ядра (ядерная оболочка, нуклеоплазма, внутриядерный белковый матрикс, ядрышко и хроматин).

2. Хроматин и хромосомы (химический состав).

3. Уровни компактизации хромосом (нуклеосомный, нуклеомерный, петлевой уровни, метафазные хромосомы).

4. Строение хромосом (первичная и вторичная перетяжки, зона ядрышкового организатора, плечи хромосом, типы хромосом, спутничные хромосомы).

5. Политенные хромосомы, механизм образования, значение.

6. Кариотип и идиограмма хромосом человека. Денверская классификация хромосом человека (методы окрашивания и характеристика хромосом по группам), недостатки Денверской классификации. Парижская классификация (методы дифференциальной окраски хромосом).

 

8. Литература для подготовки к занятию:

8.1. Основная:

8.1.1. Биология: учебник в 2-х т. / Под. ред Ярыгина В.Н. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012.

8.2. Дополнительная:

8.2.1. Основы цитологии и молекулярной биологии. Учебное пособие для студентов. / О.Г. Макеев, О.И. Кабонина, В.А. Буханцев. Екатеринбург, 2016.

8.2.2. Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Н. Молекулярная биология: Учебное пособие для вузов. М.: Медицинское информационное агентство, 2003.

8.2.3. Пехов А.П. Биология с основами экологии. Серия «Учебники для вузов. Специальная литература» - СПб.: Издательство «Лань», 2000.

8.2.4. Фаллер Д.М., Шилдс Д. Молекулярная биология клетки. Руководство для врачей. Пер. с англ. – М.: БИНОМ-Пресс, 2003.