Тема: Життєвий цикл клітини. Поділ клітин.

I. Актуальність теми. Знання про шляхи утворення клітин (соматичних та статевих) дають можливість уявити на організмовому рівні взаємозв’язок формування клітин в нормі та патології для розуміння механізмів виникнення природжених вад розвитку, а також соматичних, онкологічних хвороб людини. Порушення, що виникають внаслідок зміни клітин та їх структур під час життєвого циклу (мітозу та мейозу) мають фундаментальне значення біологічне значення в формувані патологічних станів. Передумовою виникнення онкологічних, спадкових хвороб у людини є порушення поділу клітин (соматичних та статевих), наслідки яких проявляються протягом всього життя.

II. Цілі навчання

Загальна ціль – уміти:

1. Визначати прояви дії загальнобіологічних законів щодо поділу клітин у ході онтогенезу людини у життєдіяльності людського організму для розуміння патогенезу спадкових, соматичних, онкологічних хвороб людини

2. Пояснювати закономірності проявів життєдіяльності людського організму на молекулярно-біологічному та клітинному рівнях.

3. Трактувати біологічну сутність і механізми розвитку хвороб людини, що обумовлені порушенням поділу клітин, яки проявляються на організмовому рівні.

4. Пояснювати особливості репродукції людини у зв”язку з ії біосоціальною суттю

Конкретні цілі - уміти:

1. Аналізувати зміни клітин та їх структур під час життєвого циклу та значення порушення мітозу.

2. Пояснити механізми перебігу мейозу, його біологічне значення.

3. Трактувати значення сучасного методу культури клітин для біології та медицини.

4. Пояснити значення та порушення процесів поділу соматичних та статевих клітин, що відбуваються, для розуміння механізмів виникнення природжених вад розвитку, а також соматичних, інфекційних й інших хвороб людини.

III. Забезпечення вихідного рівня знань-умінь

А. Література:

Основна:

1. Медична біологія / За ред. проф. В. П. Пішака, проф. Ю. І. Бажори. Підручник. - Вінниця: Нова книга, 2004, С. 119 - 127, 131 – 132, 136 - 141.

2. Биология. В 2-х кн. Кн. 1: Учеб. для медиц. спец. вузов / В. Н. Ярыгин, В. И. Васильева, И. Н. Волков, В. В. Синельщикова; Под. ред. В.Н. Ярыгина. - 6-е изд., стер. -М.: Высш. шк., 2004.- С. 55 -60, 145 – 154, 192 – 208, 212 - 220

3. Слюсарєв А. О., Жукова С. В. Біологія: Підручник / Пер. з рос. В. О. Мотузний.- К.: Вища шк., 1992, С. 41 – 46, 53 - 56.

4. Методичні вказівки для студентів до практичних занять з медичної біології, генетики і паразитології / Під заг. ред. Р.П.Піскун, Вінниця, 1994. С.11 - 14.

5. Збірник завдань для підготовки до ліцензійного тестового екзамену з природничо-наукових дисциплін «Крок-1. Загальна лікарська підготовка»\ Кол. авт.; За ред. проф. В. Ф. Москаленка, проф. О. П. Волосовця, проф. І. Є.Булах, проф. О. П. Яворського, проф. О. В. Романенка, доц. Л. І. Остапюк. К.: Медицина, 2004.-368 с.; С.-9-41.

Додаткова:

1. Конспекти лекцій

2. В. П. Пішак, О. І. Захарчук Навчальний посібник з медичної біології, паразитології та генетики. Практикум. За ред.. члена-кор. АПН України, проф.. В. П. Пішака Чернівці. Мед академія. 2004. – 579 с.

3. Тейлор Д., Грин Н., Стаут У. Биология. В 3-х томах. – М.: Мир, 2002.

4. Медична біологія. Посібник з практичних занять. За ред. проф. О. В. Романенко. Київ «Здоров’я», 2005. – 372с. з іл.

 

Б. Тести для перевірки вихідного рівня знань

 

Завдання 1.

Експериментально порушили деспіралізацію молекули ДНК. Які процеси не будуть відбуватись в клітині в першу чергу?

а) транскрипція

б) анафаза мітозу

в) анафаза мейозу

г) трансляція

д) синтез ліпідів

 

Завдання 2.

На якому етапі життєвого циклу клітини відбувається максимальна спіралізація хромосом?

а) метафаза

б) інтерфаза

в) анафаза

г) телофаза

д) профаза

 

Завдання 3.

Який поділ клітини призводить до утворення диплоїдного набору хромосом?

а) мітоз

б) мейоз

в) амітоз

г) шизогонія

д) ендомітоз

 

Завдання 4.

При мейозі у профазі 1 відбудеться перехрест хромосом (кросинговер), що призводить до перекомбінації генетичного матеріалу. На якій стадії профази і відбувається кросинговер?

а) лептонема

б) діакінез

в) пахінема

г) диплонема

д) зигонема

Завдання 5.

При поділу клітини досліднику вдалося спостерігати, фазу при якій була відсутня мембрана, ядра та ядерця, центриолі знаходились на полюсах клітини. Хромосоми мали вигляд клубка ниток, які вільно розташовані у цитоплазмі. Для якої фази це характерно?

а) профази

б) метафази

в) анафази

г) інтерфази

д) телофази

 

Завдання 6.

У інтенсивно функціонуючих клітинах (наприклад печінки) часто спостерігається збільшення числа хромосом. Які зміни на рівні ядра відбуваються у клітині?

а) ендомітоз

б) політенія

в) амітоз

г) мітоз

д) мейоз

 

Завдання 7.

Відомо, що клітинний цикл складається з деяких послідовних перетворень в клітині. На одному з етапів відбуваються процеси, які передують синтезу ДНК із білка (збільшення кількості РНК та білка).В який період клітинного циклу це відбувається?

а) пресинтетичний

б) синтетичний

в) цитокинезу

г) транскрипції

д) постсинтетичний

 

Завдання 8.

На клітини під час мітозу подіяли колхіцином – речовиною, яка блокує скорочення ниток веретена поділу. На якій фазі мітозу буде зупинений мітоз?

а) метафаза

б) інтерфаза

в) профаза

г) телофаза

д) анафаза

 

Завдання 9.

Соматична диплоїдна клітина вступила у мітоз, нормальний хід якого був перерваний колхіцином. На якому етапі буде перервано нормальний процес мітозу і який хромосомний набір буде мати утворене ядро?

а) анафаза, 4n

б) метафаза, 2n

в) метафаза, 4n

г) анафаза, 2n

д) телофаза, 2n

 

Завдання 10.

Періоди інтерфази:

а) мітоз

б) синтетичний

в) пресинтетичний

г) постсинтетичний

д) вірно В+С+Д. Вірно

IV. Зміст навчання

№ пп	Інформаційні блоки	Головні елементи блоків
1.	Організація клітини в часі.	1) інтерфаза; 2) мітоз; 3) значення для медицини
2.	Клітинний цикл	1) визначення; 2) пресинтетичний період; 3) синтетичний період; 4) посинтетичний період; 5) мітоз
3.	Способи поділу соматичних клітини	1) мітоз, фази: · профаза · метафаза · анафаза · телофаза · цитокінез 2) амітоз
4.	Мітотична активність тканин	1) ріст клітин; 2) фактори росту
5.	Порушення мітозу	1) анеуплоїдії 1) політенія; 2) поліплоїдія; 3) значення для медицини
6.	Життя клітин поза організмом	1) клонування клітин; 2) клон; 3) культура тканин; 4) значення методу культури тканин для біології та медицини
7.	Мейоз	1) визначеня 2) фази мейозу I (редукційний поділ) 3) фази мейозу II (екваційний поділ),; 4) біологічне значеня мейозу

 

Структурно-логічна схема

	КЛІТИННИЙ ЦИКЛ

	ІНТЕРФАЗА		МІТОЗ

Пресинте-тичний період-G1

Пост синтетичний період-G2

Профаза

Мета-фаза

Ана-фаза

Тело-фаза

Cинтетичний період-S

V. Орієнтовна основа дії

Для досягнення цілей заняття необхідно засвоїти теоретичні питання по даній темі і виконати самостійну навчально-дослідницьку роботу

а) Теоретичні питання для позаурочного самостійного вивчення та обговорення на занятті.

1. Організація клітини в часі. Клітинний цикл.

2. Способи поділу клітини: амітоз, мітоз. Ендомітоз, політенія.

3. Зміни клітин та їхніх структур під час мітотичного (клітинного) циклу (інтерфази і мітозу).

4. Ріст клітин. Фактори росту. Мітотична активність тканин. Порушення мітозу.

5. Життя клітин поза організмом. Клонування клітин.

6. Мейоз, його біологічне значення.

б) Алгоритм самостійної навчально-дослідницької роботи:

1. Розглянути при малому та великому збільшенні світлового мікроскопа постійний препарат мітозу в клітинах рослинного та тваринного походження (на прикладі корінців цибулі та заплідненого яйця аскариди).

 

2. Замалювати клітини в інтерфазі та на різних стадіях мітозу.

 

3. Користуючись таблицями розглянути, вивчити та замалювати стадії мейозу. Позначити стадії мейозу.

 

4. Порівняти мітоз з мейозом і заповнити таблицю 1.

 

5. Оформити протокол практичної роботи

 

в) Інструкції до самостійної навчально-дослідницької роботи:

1. Розглянути при малому та великому збільшенні світлового мікроскопа постійний мікропрепарат «Мітоз в клітинах корінця цибулі» та «Мітоз в клітинах яйця аскариди».

 

2. Замалювати клітини на різних стадіях мітозу і в інтерфазі. На малюнках позначити органоїди на кожної з цих стадій

а) інтерфазу (ядро, цитоплазму, хроматин);

б) профазу (хромосоми);

в) метафазу (материнську зірку);

г) анафазу (дочірні зірки);

д) телофазу (ядра дочірніх клітин)

 

3. Розглянути, вивчити, користуючись таблицями, та замалювати стадії мейозу. Позначити та відмітити кількість спадкової інформації (_n_c) на кожної з цих стадій:

Мейоз I

а) профазу I (стадія лептонеми, зигонеми, пахінеми, диплонеми, діакінезу);

б) метафазу I (материнську зірку);

в) анафазу I (дочірні зірки);

г) телофазу I (ядра дочірніх клітин).

Мейоз II

а) профазу II

б) метафазу II

в) анафазу II (дочірні зірки);

г) телофазу II (ядра дочірніх клітин)

 

4. Порівняти мітоз з мейозом і заповнити таблицю 1.

 

Таблиця № 1 Порівняльна характеристика мітозу і мейозу

 

Ознака	Мітоз	Мейоз
Перший поділ	Другий поділ
Особливості профази
Особливості метафази
Особливості анафази
Особливості телофази
Для яких клітин властивий
Кількість клітин, які утворюються з однієї материнської клітини

 

5. В кінці заняття необхідно оформити протокол.

VI. Система навчаючих завдань

А. Тести

Завдання 1(I рівень складності)

1. Взаємне притягування хромосом має назву кон’югація або синапсис. Кон’югація відбувається дуже точно, з’єднуються кінці хромосом або цілі хромосоми по всій довжині. На якій стадії першої профази мейозу відбувається кон’югація?

а) лептонема

б) діакінез

в) пахінема

г) диплонема

д) зигонема

Еталон відповіді: 1 - д

 

Завдання 2 (II рівень складності)

2. У клітину введено хімічну речовину, що блокує роботу ферментів, які беруть участь у деспіралізації ДНК. Які процеси і в який період мітотичного циклу клітини порушуються?

а) реплікація ДНК у метафазі

б) поділ ділянки центромери на окремі хроматиди в анафазі

в) реплікація ДНК у синтетичному періоді

г) дочірні хромосоми не досягають полюсів клітини в анафазі

д) порушується деспіралізація хромосом, формування ядерної оболонки в телофазі

Еталон відповіді: 2 – а

Завдання 3(III рівень складності)

3. Виберіть, які процеси відбуваються в мейозі і відсутні у мітозі у:

а) профазі -

б) метафазі -

в) анафазі -

г) телофазі -

д) інтерфазі -

 

1. Утворюються тетради хроматид.

2. Молекули ДНК не подвоюються.

3. Гомологічні хромосоми лежать по обидва боки від екваторіальної пластинки.

4. Відбувається кон’югація гомологічних хромосом.

5. Центромери не розділяються, кожна хромосома складається з двох хроматид.

6. Хроматиди не розділяються.

7. Біля полюсів клітини збираються половинні набори хромосом.

Еталон відповіді: а) – 1, 4, б) – 5, 6, в) – 3, 5, г) – 7, д) - 2

Б. Задачі

Задача 1.

Підберіть вірні відповіді до питань:

а) де розміщуються хромосоми під час метафази мітозу, мейозу?

б) які процеси відбуваються в мейозі і відсутні у мітозі?

в) з яких частин складається кожна хромосома?

г) що не відбувається в період між першим і другим поділами мейозу?

д) назвіть набір хромосом, який є у статевих клітинах.

1. синтез ДНК

2. кон’югація гомологічних хромосом

3. гаплоїдний

4. у площині екватора

5. обмін ділянками хромосом

6. з двох хроматид

7. розходження до полюсів цілих хромосом, а не їх половинок (хроматид)

8. половинний

Еталон відповіді: а) – 4, б) – 2, 5, в) – 6, г) – 1, д) – 3, 8

 

Задача 2.

У клітинах А і В виникло по одному мутантному гену. У клітині А мутація відбулася в пресинтетичний період, а в клітині В – у постсинтетичний період. Обидві клітини нормально поділилися. Скільки дочірніх клітин одержали мутантні гени в цих випадках?

 

Еталон відповіді: оскільки мутація у клітині А відбулася в пресинтетичний період G_1, дві дочірні клітини отримають мутантні гени. В клітині В тільки одна дочірня клітина отримає мутантний ген, тому що мутація відбулася після подвоєння реплікації ДНК в постсинтетичному періоді G₂.

 

Задача 3.

Нервові клітини ембріона після кількох мітотичних циклів втрачають здатність розмножуватись, диференціюватися. Назвіть той період життєвого циклу цих клітин, у якому зрілі високо спеціалізовані клітини функціонують. Чим може завершитися життєвий цикл цих клітин?

Еталон відповіді: нервові клітини знаходяться в с пресинтетичному періоді G₁. Життєвий цикл цих клітин завершується в подальшому смертю

VII. Короткі методичні вказівки до роботи студентів на

Практичному занятті.

а) Методика проведення заняття

Заняття починається з перевірки вихідного рівня знань. Далі розглядаються теоретичні питання даної теми, в обговоренні яких беруть участь всі студенти під керівництвом викладача, після чого необхідно виконати самостійну навчально-дослідницьку роботу і оформити протокол заняття.

В кінці заняття проводиться перевірка та аналіз результатів роботи студентів з виставленням відповідної оцінки і балів.

б) Організаційна структура заняття

№ п\п	Основні етапи заняття	Час в хвилинах	Матеріали методичного забезпечення
I	Підготовчій етап
1.	Організаційна частина Перевірка вихідного рівня знань		Тести вихідного рівня
2.	Обговорення теоретичних питань		Таблиці, підручники, посібники
II	Основний етап
3.	Виконання самостійної навчально-дослідницької роботи Оформлення протоколу		Таблиці, світлові мікроскопи, необхідне обладнання, мікропрепарати Методичні рекомендації
III	Заключний етап
4.	Контроль кінцевого рівня знань		Тести кінцевого рівня знань
5.	Аналіз, підведення підсумків заняття. Домашнє завдання

в) Зразки тестових завдань для перевірки кінцевого рівня знань

Завдання 1.

Завдяки мейозу гамети (статеві клітини) отримують гаплоїдний набір хромосом. Яка фаза профази і мейозу може вважатися ключовою у виникненні гаплоїдного набору в гаметах?

а) лептонема (спіралізації хромосом)

б) діакінез (відштовхування гомологічних хромосом)

в) пахінема (кросинговер)

г) диплонема (початок відштовхування гомологічних хромосом)

д) зигонема (злиття гомологічних хромосом)

 

Завдання 2.

При мейозі у профазі 1 відбудеться перехрест хромосом (кросинговер), що призводить до перекомбінації генетичного матеріалу. На якій стадії профази і відбувається кросинговер?

а) лептонема

б) діакінез

в) пахінема

г) диплонема

д) зигонема

 

Завдання 3.

В анафазі мітозу до полюсів розходяться однохроматидні хромосоми. Скільки хромосом і молекул ДНК має клітина людини в анафазі мітозу?

а) 92 хромосоми 92 молекули ДНК

б) 46 хромосом 92 молекули ДНК

в) 46 хромосом 92 молекули ДНК

г) 23 хромосоми 23 молекули ДНК

д) 46 хромосом 46 молекул ДНК

Завдання 4.

Розходження однохроматидних хромосом до протилежних полюсів клітини, що редукційно ділиться, відбувається в:

а) анафазі першого мейотичного поділу

б) анафазі другого мейотичного поділу

в) профазі першого мейотичного поділу

г) метафазі першого мейотичного поділу

д) профазі другого мейотичного поділу

 

Завдання 5.

Гаплоїдна кількість двохроматидних хромосом знаходиться в екваторіальній площині клітини в:

а) анафазі першого мейотичного поділу

б) метафазі другого мейотичного поділу

в) телофазі першого мейотичного поділу

г) телофазі другого мейотичного поділу

д) інртерфазі першого мейотичного поділу

 

Завдання 6.

Пахінема - це стадія профази І мейозу, під час якої:

а) хромосоми слабко спіралізовані, мають вигляд довгих тонких ниток, на них є потовщення - хромомери;

б) гомологічні хромосоми попарно сполучені між собою (відбувається кон’югація);

в) хромосоми сполучені в біваленти й мають вигляд товстих ниток (відбувається кросинговер);

г) гомологічні хромосоми, які були сполучені в біваленти, починають відштовхуватись одна від одної.

д) гомологічні хромосоми розходяться до полюсів дочірніми хроматидами

 

Завдання 7.

У інтенсивно функціонуючих клітинах (наприклад печінки) часто спостерігається збільшення числа хромосом. Яки зміни на рівні ядра відбуваються у клітині?

а) ендомітоз

б) політенія

в) амітоз

г) мітоз

д) мейоз

 

Завдання 8.

Відомо, що клітинний цикл включає декілька послідовних перетворень в клітині. На одному з етапів відбуваються процеси, що призводять до підготовки до синтезу ДНК в клітині. У який період життя клітини це відбувається?

а) синтетичний

б) власне мітоз

в) пресинтетичний

г) премітотичний

д) постсинтетичний

 

Завдання 9.

Соматична диплоїдна клітина вступила у мітоз, нормальний хід якого був перерваний колхіцином. На якому етапі буде перервано нормальний процес мітозу і який хромосомний набір буде мати утворене ядро?

а) метафаза, 2n

б) метафаза, 4n

в) анафаза, 2n

г) телофаза, 2n

д) анафаза, 4n

 

Завдання 10.

Для лабораторних досліджень шпателем узятий зкрібок клітин слизової оболонки ротової порожнини. Проаналізуйте вірогідний стан цих клітин:

а) діляться тільки мітотично

б) тільки збільшуються в розмірах

в) діляться мітотично і шляхом амітозу

г) діляться шляхом мейозу і амітозу

д) діляться мітотично і спостерігається політенія

 

Заняття №9

Тема: Контроль засвоєння змістового модуля 1 „Біологічніособливості життєдіяльності людини”.