«Красноярский государственный медицинский университет. Цитологические признаки, характерные для про- и эукариот Вопросы для самоподготовки

имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого

Министерства здравоохранения

и социального развития Российской Федерации»

ГОУ ВПО КрасГМУ

им. проф. Войно-Ясенецкого

Факультет ФМО

Кафедра биологии с экологией и курсом фармакогнозии

Ситуационные задачи

по дисциплине «Биология с экологией»

для самоподготовки студентов первого курса

специальность 060101– Лечебное дело

специальность 060103 – Педиатрия

специальность 060105 - Стоматология

Красноярск 2009

полочный индекс

Ситуационные задачи по дисциплине «Биология с экологией»: методические разработки к внеаудиторной работе для студентов 1 курса обучающихся на факультете ФМО по специальностям: 060101- «Лечебное дело», 060103 – «Педиатрия», 060105- «Стоматология»:- Красноярск, типография КрасГМУ.-2009.- 35с.

Составители: зав. каф., доц., д.б.н. Т.Я.Орлянская, доц., к.б.н. М.Н.Максимова, доц., к.б.н. доц., к.б.н. В.А.Чиненков, доц. к.б.н. Л.С. Смирнова, асс. Г.П. Гаевская, асс. Н.Н. Дегерменджи, асс. Т.С.Подгрушная, асс. В.С.Крупкина, асс. Т.И.Устинова, асс. С.В. Чижова.

Под редакцией д-ра биол. наук. Т.Я. Орлянской.

Методическое руководство по предмету «Биология с экологией» для студентов первого курса содержат набор ситуационных задач по основным разделам дисциплины, которые ориентируют обучающихся на контроль знаний программного материала в процессе самоподготовки.

1. Ситуационные задачи по теме «Биология клетки»

1. Постоянный препарат изучен на малом увеличении, однако при переводе на большое увеличение объект не виден, даже при коррекции макро- и микрометрическим винтами и достаточном освещении. Необходимо определить, с чем это может быть связано?

Ответ : Причина может быть связана с тем, что препарат помещен на предметный столик неправильно: покровным стеклом вниз, а при работе на большом увеличении толщина предметного стекла не позволяет добиться точной наводки на фокус.

2. Препарат помещен на предметный столик микроскопа, имеющего в основании лапки штатива зеркало. В аудитории слабый искусственный свет. Объект хорошо виден на малом увеличении, однако при попытке его рассмотреть при увеличении объектива х40, в поле зрения объект не просматривается, видно темное пятно. Необходимо определить, с чем это может быть связано?

Ответ : Причин может быть несколько: 1 – для исследования использована плоская сторона зеркала, а комната недостаточно ярко освещена, поэтому объект при большом увеличении недостаточно освещен и не виден в поле зрения; 2 – возможно, движение револьвера было недостаточным, не доведен до щелчка, поэтому объектив не находится против объекта исследования; 3 – посмотреть как помещен на предметный столик препарат, возможно, он помещен покровным стеклом вниз.

3. Исследуемый препарат оказался поврежден: разбито предметное и покровное стекла. Объясните, как это могло произойти?

Ответ : Причина - неправильное обращение с макрометрическим винтом. Он опускает объектив к препарату. При работе с ним необходимо смотреть не в окуляр, а сбоку, контролируя расстояние от объектива к препарату, которое составляет в среднем 0,5см.

4. Общее увеличение микроскопа составляет при работе в одном случае - 280, а в другом - 900. Объясните, какие использованы объективы и окуляры в первом и во втором случаях и, какие объекты они позволяют изучать?

Ответ: В первом случае используется окуляр х7, а объектив х40, при данном увеличении можно рассмотреть крупные микрообъекты (н-р, клетки кожицы лука, клетки крови лягушки, перекрест волос); во втором случае используется окуляр х10, а объектив х90, при данном увеличении можно рассмотреть самые мелкие микрообъекты, используя при этом иммерсионное масло (органоиды клеток, колонии бактерий, мелкие клетки простейших, клетки крови человека).

5. Как надо расположить препарат, чтобы увидеть объект в нужном виде?

Ответ: Препарат необходимо расположить на предметный столик покровным стеклом вверх, объект должен располагаться в центре отверстия предметного столика, с учетом того, что изображение в микроскопе получаем обратное.

6. При ряде врожденных лизосомных «болезнях накопления» в клетках накапливается значительное количество вакуолей, содержащих нерасщепленные вещества. Например, при болезни Помпе происходит накопление гликогена в лизосомах. Объясните с чем связано данное явление, исходя из функциональной роли данного органоида клеток.

Ответ: Лизосомы в клетке участвуют в процессах внутриклеточного переваривания, они содержат около 40 гидролитических ферментов: протеазы, нуклеазы, гликозидазы, фосфорилазы и др. В данном случае в наборе ферментов отсутствует фермент кислой а-гликозидазы, участвующий в функционировании лизосом.

7. При патологических процессах обычно в клетках значительно увеличивается количество лизосом. На основании этого возникло представление, что лизосомы могут играть активную роль при гибели клеток. Однако известно, что при разрыве мембраны лизосом, выходящие гидролазы теряют свою активность, так как в цитоплазме слабощелочная среда. Объясните, какую роль играют лизосомы в данном случае, исходя из функциональной роли этого органоида в клетке.

Ответ: Одной из функций лизосом является автолиз или аутофагия. В настоящее время склонны считать, что процесс аутофагоцитоза связан с отбором и уничтожением измененных, «сломанных» клеточных компонентов. В данном случае лизосомы выполняют роль внутриклеточных чистильщиков, контролирующих дефектные структуры. В конкретном случае накопление лизосом и связано с выполнением ферментами этой функции - автолиз погибших клеток.

8. Объясните какие последствия могут ожидать животную клетку, у которой в клеточном центре отсутствуют одна центриоль и лучистая сфера (астросфера).

Центросомы обязательны для клеток животных, они принимают участие в формировании веретена деления и располагаются на полюсах, в неделящихся клетках определяют полярность клеток. При отсутствии данного органоида такая клетка не способна к пролиферации.

9. Обычно, если клеточная патология связана с отсутствием в клетках печени и почек пероксисом, то организм с таким заболеванием нежизнеспособен. Дайте объяснение этому факту, исходя из функциональной роли этого органоида в клетке.

Ответ: Микротельца или пероксисомы играют важную роль в метаболизме перекиси водорода, которая является сильнейшим внутриклеточным ядом и разрушает клеточные мембраны. В пероксисомах печени фермент каталаза составляет до 40% всех белков и выполняет защитную функцию. Вероятно, отсутствие данных ферментов, приводит к необратимым изменениям на уровне функционирования клеток, тканей и органов.

10. Объясните, почему у зимних спящих сурков и зимующих летучих мышей число митохондрий в клетках сердечной мышцы резко снижено.

Ответ: Количество митохондрий в клетках сердечной мышцы зависит от функциональной нагрузки на сердце и расхода энергии, которая вырабатывается и накапливается в макроэргических связях АТВ в «энергетических станциях» клеток, которыми являются митохондрии. В период спячки в организме животных процессы метаболизма замедленны и нагрузка на сердце минимальная.

11. Известно, что у позвоночных животных кровь красная, а у некоторых беспозвоночных (головоногих моллюсков) голубая. Объясните с присутствием, каких микроэлементов связан определенный цвет крови у этих животных?

Ответ: Кровь этих животных голубая т.к. в ее состав входит гемоцианин, содержащий медь (Си).

12.Зерна пшеницы и семена подсолнечника богаты органическими веществами. Объясните, почему качество муки связано с содержанием клейковины в ней, какие органические вещества находятся в клейковине пшеничной муки. Какие органические вещества находятся в семенах подсолнечника?

Ответ: Клейковина – это та часть муки, в которой содержится белковый компонент, благодаря которому качество муки ценится выше. В семенах подсолнечника наряду с белками и углеводами в значительном количестве находятся растительные жиры.

13. Восковидные липофусцинозы нейронов могут проявляться в разном возрасте (детском, юношеском и зрелом), относятся к истинным болезням накопления, связанным с нарушением функций органоидов мембранного строения, содержащих большое количество гидролитических ферментов. Симптоматика включает признаки поражения центральной нервной системы с атрофией головного мозга, присоединяются судорожные припадки. Диагноз ставится при электронной микроскопии - в этих органоидах клеток очень многих тканей обнаруживаются патологические включения. Объясните, в каком органоиде в клетках нарушена функция?

Ответ: у людей с данной патологией нарушена функция лизосом, возможно, какие-то ферменты отсутствуют или не включаются, поэтому в лизосомах обнаруживаются недорасщепленные структуры.

14. У больного выявлена редкая болезни накопления гликопротеинов, связанная с недостаточностью гидролаз, расщепляющих полисахаридные связи эти аномалии характеризуются неврологическими нарушениями и разнообразными соматическими проявлениями. Фукозидоз и маннозидоз чаще всего приводят к смерти в детском возрасте, тогда как аспартилглюкозаминурия проявляется как болезнь накопления с поздним началом, выраженной психической отсталостью и более продолжительным течением.

Объясните, в каком органоиде в клетках нарушена функция?

Ответ: у людей с данной патологией нарушена функция лизосом, отсутствуют ферменты, расщепляющие гликопротеины, поэтому в лизосомах обнаруживаются недорасщепленные структуры.

15. Выявлено наследственное заболевание, связанное с дефектами в функционирования органоида клетки приводящее к нарушениям энергетических функций в клетках - нарушению тканевого дыхания, синтеза специфических белков. Данное заболевание передается только по материнской линии к детям обеих полов. Объясните, в каком органоиде произошли изменения. Ответ обоснуйте.

Ответ: произошел дефект митохондриальной ДНК, идет неправильное считывание информации, нарушается синтез специфических белков, проявляются дефекты в различных звеньях цикла Кребса , в дыхательной цепи , что привело к развитию редкого митохондриального заболевания.

16.Ядро яйцеклетки и ядро сперматозоида имеет равное количество хромосом, но у яйцеклетки объём цитоплазмы и количество цитоплазматических органоидов больше, чем у сперматозоида. Одинаково ли содержание в этих клетках ДНК?

Ответ: У яйцеклетки содержание ДНК больше, за счёт наличия митохондриальный ДНК.

17. Гены, которые должны были включиться в работу в периоде G 2 , остались неактивными. Отразится ли это на ходе митоза?

Ответ: В период G 2 синтезируются белки, необходимые для образования нитей веретена деления. При их отсутствии расхождение хроматид в анафазу митоза нарушится или вообще не произойдёт.

18. В митоз вступила двуядерная клетка с диплоидными ядрами (2n=46). Какое количество наследственного материала будет иметь клетка в метафазе при формировании единого веретена деления, а также дочерние ядра по окончании митоза?

Ответ: В каждом из двух ядер, вступивших в митоз, хромосомы диплоидного набора уже содержат удвоенное количество генетического материала. Объем генетической информации в каждом ядре - 2 n 4с. В метафазе при формировании единого веретена деления эти наборы объединятся, и объем генетической информации составит, следовательно - 4 n 8с (тетраплоидный набор самоудвоенных или реплицированных хромосом).

В анафазе митоза этой клетки к полюсам дочерних клеток разойдутся хроматиды. По окончании митоза ядра дочерних клеток будут содержать объем генетической информации = 4 n 4с.

19. После оплодотворения образовалась зигота 46,ХХ, из которой должен сформироваться женский организм. Однако в ходе первого митотического деления (дробления) этой зиготы на два бластомера сестринские хроматиды одной из Х-хромосом, отделившись друг от друга, не разошлись по 2-м полюсам, а обе отошли к одному полюсу.

Расхождение хроматид другой Х-хромосомы произошло нормально. Все последующие митотические деления клеток в ходе эмбриогенеза протекали без нарушений механизма митоза, не внося дополнительных изменений, но и не исправляя изменённые наборы хромосом.

Каким будет хромосомный набор клеток индивида, развившегося из этой зиготы? Предположите, какими могут быть фенотипические особенности этого организма?

Ответ: Набор неполовых хромосом (аутосом) в обоих бластомерах будет нормальным и представлен диплоидным числом = 44 несамоудвоенных (нереплицированных) хромосом – бывших хроматид метафазных хромосом зиготы.

В результате клетки организма, развившегося из этой зиготы, будут иметь разный набор хромосом, то есть будет иметь место мозаицизм кариотипа: 45,Х / 47,ХХХ примерно в равных пропорциях.

Фенотипически это женщины, у которых наблюдаются признаки синдрома Шерешевского-Тернера с неярким клиническим проявлением.

20. После оплодотворения образовалась зигота 46,ХY, из которой должен сформироваться мужской организм. Однако в ходе первого митотического деления (дробления) этой зиготы на два бластомера сестринские хроматиды Y-хромосомы не разделились и вся эта самоудвоенная (реплицированная) метафазная хромосома отошла к одному из полюсов дочерних клеток (бластомеров).

Расхождение хроматид Х-хромосомы произошло нормально. Все последующие митотические деления клеток в ходе эмбриогенеза протекали без нарушений механизма митоза, не внося дополнительных изменений, но и не исправляя изменённые наборы хромосом.

Каким будет хромосомный набор клеток индивида, развившегося из этой зиготы? Предположите, какой фенотип может иметь этот индивид?

Ответ: Мозаицизм кариотипа: 45,Х / 46,Х Y (сокращенно – Х0/Х Y ) примерно в равных пропорциях. Фенотипические варианты при этом типе мозаицизма - 45,Х / 46,Х Y разнообразны. Такой индивид внешне может быть как мужского, так и женского пола. Описаны случаи гермафродитизма у лиц с мозаицизмом 45,Х / 46,Х Y , когда внешне организм был женского пола, но с правой стороны обнаруживалось яичко (семенник), над влагалищем – половой член и уретральное отверстие.

Задачи для самоконтроля

5. Вам выдан постоянный препарат для исследования объекта при большом увеличении микроскопа. Как надо расположить препарат, чтобы увидеть объект при большом увеличении? Объясните, почему неправильные манипуляции с препаратом можно обнаружить только при большом увеличении.

6. Объясните, какие перспективы могут ожидать клетку эпителиальной ткани, у которой нет центриолей?

7. В диплоидной клетке произошла 7-кратная эндоредупликация.

Какое количество наследственного материала она имеет?

8. Одним из фундаментальных первоначальных выводов классической генетики является представление о равенстве мужского и женского пола в передаче потомству наследственной информации. Подтверждается ли этот вывод при сравнительном анализе всего объема наследственной информации, вносимого в зиготу сперматозоидом и яйцеклеткой?

9. После выхода клетки из митоза произошла мутация гена, несущего программу для синтеза фермента геликазы.

Как это событие отразится на митотическом цикле клетки?

1 0. После оплодотворения образовалась зигота 46,ХХ, из которой должен сформироваться женский организм. Однако в ходе первого митотического деления (дробления) этой зиготы на два бластомера одна из двух Х-хромосом не разделилась на две хроматиды и в анафазе целиком отошла к полюсу. Поведение второй Х-хромосомы прошло без отклонений от нормы. Все последующие митотические деления клеток в ходе эмбриогенеза протекали также без нарушений механизма митоза

Каким будет хромосомный набор клеток индивида, развившегося из этой зиготы и (предположительно) фенотипические особенности этого организма?

11. Общеизвестно, что однояйцовые (монозиготные) близнецы являются генетически идентичными. По фенотипу они, при нормальном ходе цитологических процессов их формирования и развития в одних и тех же условиях среды, похожи друг на друга «как две капли воды».

Могут ли монозиготные близнецы быть разного пола – мальчиком и девочкой? Если не могут, то почему? А если могут, то в результате, каких нарушений в митотическом цикле делящейся зиготы?

Развивающийся макрогамнт крупнее шизонта, имеет округлую форму и одно ядро, расположенное в центре клетки. В цитоплазме этой стадии находятся гранулы с тенкообразующего вещества. Расположение гранул различно у макрогамонтов разного возраста: у более молодых они расположены равномерно по всей цитоплазме, у более поздних расположены кольцом вокруг ядра. Макрогамета отличается от макрогамонта овальной формой и периферическим расположением гранул. Сформированная ооциста характеризуется овальной формой и наличием защитной оболочки желтого или коричневого цвета.

Аннотация к рисунку 5.4.5. Для кровяных споровиков характерно наличие в жизненном цикле двух хозяев - кровососущих комаров и теплокровных позвоночных. В организме комаров происходит половой процесс и спорогония, в организме позвоночных - бесполый процесс. Агамное размножение в организме позвоночного включает два этапа: экзоэритроцитарная шизогония и эндоэритроцитарная шизогония. Объектом изучения являются эндоэритроцитарные стадии жизненного цикла кровяных споровиков. Для изучения студенту предоставляетеся мазок крови человека, зараженного малярией. В связи с ликвидацией малирии как массового заболевания все имеющиеся на кафедре зоологии ЮФУ препараты являются старыми, и количество их ограничено, вследствие этого знакомство с препаратми производится на демонстрационном МИКРОСКОПЕ (используется большое увеличение). В эритроцитах можно обнаружить разные стадии трофозоитов и шизонтов. Наиболее молодые стадии имеют очень типичную форму кольца, кольцо имеет диаметр, равный приблизительно 1/3 диаметра эрироцита (от ¼ до ½). В стенке кольца находится единственное ядро. На более поздних стадиях размер плазмодия увеличивается, а форма его становится неправильной, за счет формирования пседоподий (в этот период плазмодий активно движется внутри эритроцита). Позднее в цитоплазме шизонта накапливаются гранулы коричневого пигмента, а в цитоплазме пораженного эритроцита появляются мелкие красные гранулы. Еще позднее шизонт принимает правильную округлую форму, ядро его делится, образуя от 12 до 24 ядер.

Теоретические задания к занятию 5.4:

1. Дать определения понятиям спорозоит, шизонт, мерозоит, гамонт.

2. Дать определение понятию спорогония.

3. Расположить последовательно, в нужном порядке стадии жизненного цикла споровиков: гамета, спорозоит, шизонт, мерозоит, зигота, гамонт, эти стадии соединить стрелками, над которыми написать название процесса, приводящего к формированию следующей стадии.

4. Определить значение в жизненном цикле спорозоитов и мерозоитов.

В руководстве И.Х.Шаровой надотряды инфузорий не приводятся, отряд Гименостомат считается относящимся к подклассу Равноресничных инфузорий Holotricha.

Аннотация к заданию 7.5 по изучению инфузорий. Инфузории представляют собой наиболее высоко организованных простейших, для которых характерны многочисленные апоморфные признаки: наличие ресничек, наличите кортекса, ядерный дуализм, конъюгация и другие. Главным объектом изучения является классический объект - инфузория-туфелька. Изучение инфузорий ведется под малым и большим увеличением МИКРОСКОПА, некоторые детали строения демонстрируются на демонстрационном микроскопе. Инфузории-туфельки сравнительно крупные простейшшие, их длина составляет 180-280 мкм.

Кроме изучения внешнего вида, инфузории на этом занятии подвергаются воздействию разных реактивов для выявления различных клеточных структур. Выполнение каждого такого опыта завершается рисунком контура тела инфузории, в который врисовывается обнаруженная структура, т.е. каждый рисунок снабжается только одним обозначением (например, при выявлении ресничек обозначаются только реснички и т.п.).

Для изучения инфузорий готовится временный препарат, для чего на предметное стекло наносится капелька культуральной жидкости с инфузориями. Капельку накрывают покровным стеклом, при этом покровное стекло сначала подносят к краю капли, держа его в наклонном положении, ждут, пока капля не растечется по краю покровного стекла, а затем отпускают. Такой порядок работы обеспечивает отсутствие на препарате пузырьков воздуза.

Рассматривиют изготовленный временный препарат при малом увеличении микроскопа. Плывущая инфузория вращается вокруг продольной оси, поэтому поворачивается к наблюдателю разными сторонами. По одной из сторон тела, условно называемой вентральной (брюшной), лежит широкая борозда - перистом. На дне перистома расположен цитостом (клеточный рот). Следует отметить, что цитостом (как и описанный ранее ультрацитостом споровиков) не является отверстием - в этой зоне покровные элементы представлены только плазмалеммой, так что только в этой зоне возможно впячивание поверхностной мембраны вглубь цитоплазмы, то есть формирование пищеварительной вакуоли. Работа завершается рисунком, изображающим несколько инфузорий в разных положениях.

Для изучения других особенностей организации инфузорий следует остановить. Для этого к двум противоположным краям покровного стекла прикладываются две полоски фильтровальной бумаги. Вода при этом отсасывается из-под стекла, количество жидкости между предметным и покровным стеклом уменьшается, и инфузории оказываются прижатыми к стеклу, но живыми. Примечание: если будет удалено слишком большое количество воды, инфузории будут раздавлены, в этом случае работу необходимо повторить. Даже при удачном проведении опыта количество воды под покровным стеклом вследстиве испарения постепенно убывает, так что инфузории в конце концов все равно гибнут, признаком повреждения инфузории является появление пузырей по краям ее тела.

На обездвиженной инфузории следует рассмотреть положение и устройство сократительных вакуолей, определить время промежутка между двумя пульсациями вакуоли. Следует также более детально рассмотреть строение тела инфузорий. Для оптимизации работы ниже приводится более подробное описание строения тела парамеций.

Инфузория-туфелька имеет вытянутое асимметричное тело. Передний конец в целом более узок и плавно закруглен. По направлению к заднему концу тело расширяется, максимальная ширина тела - в задней трети. Самый задний участок тела резко сужается, так что задний конец кажется заостренным. Может быть, не лишним будет заметить, что очертания тела инфузории действительно сходны с дамской туфелькой, точнее, со следом туфли, но передним концом инфузории является "пятка туфли", а задним - соответственно "носок туфли". Тело снаружи одето пелликулой (строение пелликулы и кортекса более подробно описано в соответствующих статьях "глоссария"), которую наблюдатель отмечает как наружную границу клетки.

Вся поверхность тела равномерно покрыта ресничками. Без специальных приемов микроскопирования или окрашивания реснички неразличимы, кроме более длинного пучка ресничек на самом заднем конце тела (caudatum означает "хвостатая"). По контуру клетки, однако, можно рассмотреть движение воды, вызванное биением ресничек.

Как и других простейших, цитоплазмаинфузорий подразделяется на эктоплазмуи эндоплазму. Ранее упомянутые трихоцистынаходятся в эктоплазме. На интактной инфузории отдельные трихоцисты не видны, но заметна легкая исчерченность эктоплазмы, вызванная присутствием трихоцистов.

В эндоплазме содержится большое количество разнообразных включений, за счет чего она кажется зернистой. В эндоплазме же располагаются и основные органоиды.

Собственно цитостом на живых клетках не виден, иногда удается наблюдать процесс формирования пищеварительной вакуоли. Пищеварительные вакуоли в большом числе находятся в эндоплазме. Они хорошо заметны у обездвиженных инфузорий. Представление о пищеварительных вакуолях дополняется рассмотрением постоянного препарата (см. ниже). Пищеварительные вакуоли проделывают по эндоплазме путь по определенной траектории и в конце концов опорожняются через цитопрокт. Этот органоид рассмотреть на временных препаратах не удается.

Для инфузории-туфельки характерно наличие двух сократительных вакуолей, расположенных в предней и задней части клетки. Комплекс каждой вакуоли включает резервуар сократительной вакуолии приводящие каналы, их количество - 5-7. На остановленных инфузориях удается наблюдать работу сократительной вакуоли: сначала заполняются каналы, затем жидкость поступает в резервуар, при этом каналы спадаются. Затем следует опорожненение резервуара, и цикл начнется сначала. Передняя и задняя сократительные вакуоли работают в противофазе. Эту особенность следует отразить в рисунке.

Как уже укасзывалось, ядерный аппарат инфузорий представлен макро- и микронуклеусом. На интактной инфузории ядра не видны, как более светлое пятнышко может просвечиваться место расположения макронуклеуса. Результатом изучения обездвиженной инфузории является рисунок, на котором будут нарисованы и обозначены все обнаруженные органоиды.

Для обнаружения ресничек на инфузорий воздействуют йодной настойкой. Для этого на предметное стекло помещается капля настоя с инфузориями. Затем к этой капле добавляется небольшая капля йодной настойки. Смесь накрывается покровным стеклом и микроскопируется. Под действием йодной настойки инфузории гибнут, их цитоплазма окрашиваеться в бурый цвет, а на краю тела обнаруживаются короткие реснички.

Трихоцисты у интактной инфузории не видны. Эти органоиды обнаруживаются, если на инфузорию воздействовать химическими агентами. Технология воздействия не отличается от работы, описанной для обнаружения ресничек. Для воздействия на инфузорий можно использовать раствор уксусной кислоты, раствор пикриновой кислоты, жидкость Гелея. В любом случае инфузории выбрасывают трихоцисты. При этом трихоцисты разворачиваются в длинные упругие нити. Обычно такие нити хорошо видны на переднем и заднем конце тела, но могут быть обнаружены и в других зонах.

Для обнаружения ядра на инфузорий (по уже описанной технологии) воздействуют слабым раствором уксусной кислоты, к которому добавлена краска (метиленовая синь или метилиновая зелень). Иногда ядро обнаруживается и при воздействии фиксатора Гелея. Как правило, после воздействия тем или иным реактивом удается обнаружить только макронуклеус, который лежит в средней части эндоплазмы. В очень редких случаях рядом с макронуклеусом обнаруживается и микронуклеус.

Пищеварительные вакуоли наиболее четко обнаруживаются на постоянном препарате, в котором заключены инфузории, предварительно накормленные красителем конго-рот. В эндоплазме каждой инфузории обнаружавается около полутора десятков ярко-красных пищеварительных вакуолей. Этот препарат выставляется на демонстрационном микроскопе. Результаты изучения этого препарата могут быть отражены в отдельном рисунке или пищеварительные вакуоли могут врисованы в изображение обездвиженной инфузории.

С инфузориями легко проводится опыт по обнаружению отрицательного хемотаксиса, то есть реакции избегания тех или иных веществ. Для этого на предметное стекло помещают капельку настоя с инфузориями и неподалеку от нее (5-10 мм) - капельку чистой воды. Две капли соединяют узким водным протоком, но не покрывают покровным стеклом. Изготовленная система просматривается под микроскопом, при этом обнаруживается, что инфузории находятся только в капле родного настоя. На следующем этапе на краю капли настоя помещают кристаллик поваренной соли и вновь просматривают под микроскопом. Обнаруживается, что под воздействием соли инфузории в массе (кроме погибших) устремляются по водному протоку в соседнюю каплю. Результаты работы отражаются двумя полусхематическими рисунками, на первом все инфузории (которых можно изобразить в виде небольших палочек) находятся в капле настоя, на втором - к капле настоя пририсовывается кристаллик соли, а инфузории изображаются в водном протоке и в другой капле (погибших инфузорий можно не изображать).

При работе по этой теме в капле воды, кроме инфузорий-туфелек, могут быть обнаружены и другие виды инфузорий. Чаще всего могут быть встречены стилонихии (Stylonichia) и сувойки (Vorticella). Стилонихии по длине очень близки к инфузориям-туфелькам, но тело их более широкое. Стилонихии большую часть времени проводят на поверхности субстрата. Реснички на "брюшной" стороне тела склеены в пучки - цирры, и стилонихии при передвижении опираются на эти пучки. Сувойки ведут прикрепленный образ жизни. Их тело похоже на колокольчик, сидящий на длинном стебельке. Этим стебельком сувойки прикрепляются к субстрату. Стебелек сократим: под микроскопом легко наблюдать, как при сокращении стебелька (он при этом скручивается штопором) тело сувойки прижимается к субстрату, а потом медленно распрямляется. Реснички у сувоек располагаются только на вершине колоколообразного тела, по периферии окружая перистом. При обнаружении этих (или других) видов инфузорий следует понаблюдать за ними, отметив перечисленные выше характерные особенности. Изображения их не выполняются.

Теоретическое задание к занятию 5.5:

Составить таблицу, в которой в сравнительном аспекте характеризуются признаки конъюгации и копуляции.

Сравнительная характеристика конъюгации и копуляции

признаки	копуляция	конъюгация
Количество особей, принимающих участие в процессе (гамет, конъюгантов)
Количество особей после завершения процесса (зигот, эксконъюгантов)
Количество хромосом в начале процесса в гамете ядре конъюганта
До начала процесса одна гамета (конъюгант) несла 8 "синих" хромосом, а другая - 8 "красных" хромосом. Определите количество и "цвет" хромосом в а) зиготе; б) эксконъюганте
Когда происходит мейоз
В ходе данного процесса происходит слияние цитоплазмы гамет (конъюгантов)
В ходе данного процесса происходит формирование нового комплекса хромосом

Аннотация к рисунку 5.6.1. Губки представляют собой очень примитивных многоклеточных животных, ведущих только прикрепленный образ жизни. Клетки губок дифференцированы, но не образуют настоящих тканей. Эти животные не имеют мышечной и нервной систем. Очень характерным признаком губок является наличие скелета. Большая часть губок (около 90%) относится к классу Обыкновенные губки, представители которого и рассматриваются на лабораторном занятии. Представители этого класса во взрослом состоянии имеют лейконоидный тип организации. Скелет представлен кремневыми одноосными или четырехосными спикулами. У ряда видов спикулярный скелет сочетается со спонгиновым, а у некоторых - представлен только органическим спонгином. Мезохил развит хорошо. Знакомство с губками начинается с изучения внешнего вида трех представителей, относящихся к различныям жизненным формам: одиночная губка, колониальная кустистая губка, колониальная губка, имеющая форму нароста. Отметим, что для изучения предоставляются высушенные экземпляры, сохранившие только скелет. Как уже указывалось, одиночные губки имеет форму бокала с единственным отверстием, обращенным в толщу воды - оскулюмом. Предлагаемый студентам для изучения экземпляр (Rossela sp.) имеет форму усеченного конуса высотой около 35 см. Из основания этой губки торчат многочисленные игловидные спикулы. Эти спикулы в естественных условиях погружены в ил (губка живет на глубинах несколько сотен метров) и обеспечивают закрепление животного на субстрате. Примечание: как игловидные спикулы, так и спикулы собственно тела, - острые, губку Rossela sp. не рекомендуется трогать руками. Для обеспечения целостности прикрепительных игловидных спикул губка сохраняется в перевернутом положении, однако на рисунке следует изобразить ее в естественном положении. Губка Lubomirskia baikalensis является колониальной. Колония имеет кустистую форму, отдельные ветви соотвествуют отдельным особям. На поверхности этой губки хорошо видны поры. Оскулюмы этих губок плохо различимы. Колониальные губки могут также иметь форму наростов, располагающихся на различных подводных предметах. Из числа таких губок студентам демонстрируется губка Euspongia officinalis, у этой губки оскулюмы различимы хорошо.

Аннотация к рисунку 5.6.2. Изучение спикул производится на постоянных препаратах, под малым увеличением МИКРОСКОПА. Студентам предоставляются препараты одноосных и четырехосных спикул. Одноосные спикулы имеют вид палочек, чаще всего веретеновидных, сужающихся к обоим концам. Четырехосные спикулы содержат три луча, лежащих в одной плоскости и сходящихся в одной точке, при этом лучи сужаются к концам. Четвертый луч расположен перпендикулярно к трем остальным и выходит из той же центральной точки. Если смотреть на спикулу сверху, то этот четвертый луч виден только как точка (и тогда спикула выглядит как фирменный знак автомобилей марки "мерседес"), при всех других положениях можно рассмотреть все четыре луча. Спикулы, как уже указывалось, состоят из кремнезема, они сильно преломляют свет и под микроскопом выглядят как сделанные из стекла.

Аннотация к рисунку 5.6.3. Студентам для изучения предоставляется постоянный препарат, на котором размещен тонкий срез губки Geodia. Изучение ведется под малым увеличением МИКРОСКОПА. На поверхности губок этого вида размещается совокупность спикул различных типов. Таким образом, изучение этого среза демонстрирует возможность существования в одном организме разнокачественных спикул. Самую наружную часть коркового слоя образуют многочисленные одноосные спикулы, имеющие вид коротких заостренных палочек. Глубже них располагаюется корковый слой, состоящий из сферических спикул - сферастеров. Под корковым слоем залегают четырехосные спикулы (тетраксоны). Тетракосны Geodia имеют три коротких луча. Эти лучи плотно прилежат к корковому слою. Четвертый луч в 8 – 10 раз длиннее остальных и расположен перпендикулярно к поверхности губки, в мезохиле. В мезохиле могут быть обнаружены небольшие звездчатые микросклеры. Нередко на препарате тетраксоны оказываются поломанными, на рисунке, естественно, рекомендуется показать их целыми.

Аннотация к рисунку 5.6.4. У части представителей класса Обыкновенных губок, как уже указывалось ранее, минеральный скелет дополняется органическим скелетом, состоящим из специфического вещества - спонгина. Спонгин выделяется совокупностью клеток спонгиобластов, причем нити спонгина выделяются из тела клеток, формируя единую для всего организма сеть. Некоторые представители этого класса вообще утратили минеральные спикулы, так что их скелет предстапвлен только сетью волокон спонгина (именно эти губки издавна использовались человеком для мытья тела).

Для изучения студенту представляется постоянный препарат, на котором помещен фрагмент спонгинового скелета Euspongia officinalis. Изучение проводится под малым увеличением МИКРОСКОПА. При выполнении этого рисунка студент должен добиваться сходства изображения с реальным участком скелета, который имеет вид сети с неправильными ячейками.

Аннотация к рисункам 5.6.5 и 5.6.6. Для многих видов пресноводных губок, обитающих в умеренных широтах, характерно внутреннее почкование, или геммулогенез. Этот процесс происходит осенью и обеспечивает переживание губками неблагоприятных условий. Суть геммулогенеза заключается в том, что в мезохиле материнской особи образуется скопление археоцитов (амебоцитов). Археоциты (амебоциты), расположенные внутри геммулы, несут запас питательных веществ. Археоциты (амебоциты) наружного слоя запаса веществ не несут, они формируют внутреннюю часть стенки геммулы. Затем в стенку встраиваются склеробласты, несущие амфидиски, причем склеробласты быстро погибают. Амфидиски представляют собой особые спикулы, имеющие форму стержня, на обоих концах которого имеются дисковидные пластинки с неправильно изрезанными краями (изолированный амфидиск, лежащий на боку, больше всего похож на катушку). Амфидиски армируют стенку геммулы.Под микроскопом при рассмотрении сбоку они видны как совокупность стерженьков, расположенных внутри стенки геммулы, перпендикулярно к ее поверхности; при рассммотрении сверху обнаруживается зведчатые диски. Археоциты (амебоциты) затем выделяют еще средний и наружный слои стенки геммулы. На одном полюсе стенка геммулы остается однослойной, этот участок носит название порового отверстия или микропиле.Весной на месте микропиле прорывается отверстие, через которое археоциты (амебоциты) выходят наружу, чтобы дать начало новой губке.

Студентам для работы предоставляется 2 постоянных препарата:

1) геммула пресноводных бадяг; 2) амфидиски геммул. Первый из препаратов изучается под малым увеличением МИКРОСКОПА, второй - под малым и большим увеличением. В результете изучения первого из препаратов студент изображает характерную форму геммул, поровое отверстие и слой амфидисков внутри двойной оболочки. Результатом изучения второго препарата является изображение изолированного амфидиска, который следует избразить в двух проекциях - вид сверху и вид сбоку.

Теоретические задания к занятию 5.6:

1. Составить таблицу, в левом столбце которой приводится название клеточных элементов тела губок, в среднем столбце - название клеточного слоя, котором они расположены, (здесь же можно привести изображение этого типа клеток), в правом столбце - приводятся сведения о функциях клеток этого типа.

2. Привести схему (рисунок), изображающую процесс оплодотворения у губок. Дать определение этому типу оплодотворения.

3. Определить значение геммул в жизни губок. Определить роль амфидисков в структуре геммулы.

В руководстве И.Х.Шаровой латинская терминология полностью совпадает с приведенной, но подкласс Hydroidea получает русское название Гидроиды, а отряд Hydrida - Гидры.

Аннотация к рисунку 5.7.1. Кишечнополостные являются водными животными, большинство из них ведет сидячий образ жизни. Строение их тела характеризуется радиальной симметрией. В составе тела выделяются два клеточных пласта. Жизненные форма кишечнополостных представлены либо полипами либо медузами. По особенностям организации выделяют три класса кишечнополостных. Изучение этой группы животных начинается с класса Гидрозои, а именно с пресановодной гидры.Студентам демонстрируют внешний вид гидры (на живом объекте или на постоянном препарате), изучение проводится под БИНОКУЛЯРОМ, лучше с объективом х2. Настоятельно не рекомендуется проверять способность гидр к сокращению тела, трогая ее пальцем, карандашом, или другим предметом, этот "опыт" может повредить гидре.

Гидра является одиночным полипом, размер ее составляет 1.0 - 1.5 сантиметров, не считая длины щупалец. Количество щупалец не фиксировано строго, чаще всего их 5 - 6, но встречаются гидры и с большим количеством щупалец. На аборальном полюсе находится подошва, которой животное прикрепляется к субстрату. На оральном полюсе находится венчик щупалец, этот венчик окружает так называемый гипостом, т.е. конусовидную верхнюю часть тела. На вершине гипостома находится рот. Считается, что рот у гидры при каждом приеме пищи прорывается заново, после приема пищи края рта смыкаются, и клетки даже соединяются десмосомами, так что рассмотреть рот не удается. Остальная часть тела гидры называется стебельком. Если имеется выраженное расширение тела (и гастральной полости) в верхней части тела, то оно именуется желудком.

6. Объясните, какие перспективы могут ожидать клетку эпителиальной ткани, у которой нет центриолей?

7. В диплоидной клетке произошла 7-кратная эндоредупликация.

Какое количество наследственного материала она имеет?

9. После выхода клетки из митоза произошла мутация гена, несущего программу для синтеза фермента геликазы.

Как это событие отразится на митотическом цикле клетки?

10. После оплодотворения образовалась зигота 46,ХХ, из которой должен сформироваться женский организм. Однако в ходе первого митотического деления (дробления) этой зиготы на два бластомера одна из двух Х-хромосом не разделилась на две хроматиды и в анафазе целиком отошла к полюсу. Поведение второй Х-хромосомы прошло без отклонений от нормы. Все последующие митотические деления клеток в ходе эмбриогенеза протекали также без нарушений механизма митоза

2. Ситуационные задачи по теме «Молекулярные основы наследственности и изменчивости»

Геном – общие вопросы

1. Объясните причину ситуации, при которой ген эукариотической клетки, занимающий участок ДНК размером в 2400 пар нуклеотидов, кодирует полипептид, состоящий из 180 аминокислотных остатков.

Ответ: Для кодирования 180 аминокислотных остатков достаточно 540 нуклеотидов (180 триплетов) матричной цепи ДНК. Плюс столько же – кодирующая цепь. Итого – 1080 нуклеотидов или 540 пар нуклеотидов.

2. При анализе нуклеотидного состава ДНК бактериофага М 13 было обнаружено следующее количественное соотношение азотистых оснований: А-23%, Г-21%, Т-36%, Ц-20%. Как можно объяснить причину того, что в этом случае не соблюдается принцип эквивалентности, установленный Чаргаффом?

Ответ: Причина в том, что бактериофаг М13 (как и большинство фагов) содержит одноцепочечную ДНК.

1. Установка микроскопа на рабочем месте является важным условием успешной работы. Микроскоп следует поставить, ориентируя его для наблюдения левым глазом, на расстоянии около 3 см от края стола.

2. Перед работой необходимо протереть все внешние части микроскопа, не вынимая окуляр.

3. Для обеспечения максимального движения предметного столика (и препарата) перед началом работы с микроскопом следует центрировать предметный столик, т.е. движением винтов привести его в положение,

при котором линза конденсора располагается точно посередине отверстия предметного столика. Центрировать предметный столик нужно и в процессе работы, и после ее окончания.

4. Освещение поля зрения проводится следующим образом. При изучении зоологических подвижных объектов лучше использовать вогнутое зеркало, предварительно подняв конденсор вверх до упора. Наилучшее освещение дает рассеянный дневной свет, но можно использовать и другие источники света. Следует помнить, что нежелательно слишком яркое и с бликами освещение поля зрения, беспокоящее живые объекты и опасное для зрения исследователя. Поле зрения должно быть освещено равномерно. При обнаружении в нем темных зон следует проверить положение револьвера и частей конденсора. При изучении прозрачных или бесцветных объектов поле зрения следует притенить, прикрыв диафрагму или опустив конденсор. При рассмотрении темных, интенсивно окрашенных объектов, диафрагму нужно открыть.

5. Фокусировка изображения. Используя постоянный или изготовив временный препарат, помещают его на предметный столик.

Начинать работу нужно с изучения объекта при малом увеличении, поэтому, приступая к работе и закончив ее, следует поставить микроскоп на малое увеличение. Понять необходимость выполнения этого требования можно, если наблюдать изменения расстояния между нижним концом объектива и препаратом при повороте револьвера и смене объектива малого увеличения (10 х или 15 х) на большое (40 х). Исходное положение объектива малого увеличения ~1 см от нижнего его края до препарата.

Исследуя объект, основную информацию о нем можно получить при малом его увеличении, при котором оптимальны освещенность и резкость. Переходя на большое увеличение, мы выигрываем в размерах объекта, но значительно проигрываем в четкости общей картины.

При малом увеличении фокусировка (наведение на резкость) осуществляется с помощью макровинта под постоянным контролем глаза, т.е. не отнимая глаза от окуляра. Добившись необходимой резкости (грубая наводка макровинтом), окончательную доводку фокусировки выполняют микровинтом. При хорошей грубой наводке движение микровинта в одну или другую сторону (от себя или к себе) не должно превышать двух полных оборотов. В противном случае следует снова использовать макровинт. Это особенно важно при работе с большим увеличением, когда расстояние от края объектива до препарата очень

18 Технические средства изучения микроскопических объектов

Микроскоп бинокулярный стереоскопический (МБС) 19

мало. При большом увеличении следует пользоваться только микровинтом, предварительно проведя грубую наводку при малом увеличении, а затем поворотом револьвера установив большое увеличение. Закончив изучение препарата при большом увеличении, микроскоп следует сразу перевести на малое увеличение.

При работе с объективами разного увеличения нужно помнить два важных обстоятельства.

Во-первых, микроскоп дает плоскостное изображение объекта. Поэтому при большом увеличении мы видим четко очень тонкую плоскость, все, что выше или ниже ее, видно неясно, и нужно постоянно работать микровинтом, чтобы рассмотреть все структуры. При объективе малого увеличения исследуемая плоскость толще и часто позволяет отчетливо видеть весь объект.

Вторая особенность работы при разных увеличениях связана с освещением. Маленькое входное отверстие и свойства линз объектива большого увеличения пропускают очень узкий пучок световых лучей, поэтому при переходе с малого на большое увеличение мы значительно теряем в интенсивности освещения объекта. Необходимо открыть диафрагму конденсора.

6. Перемещение препарата на предметном столике при малом увеличении осуществляется вручную. Определенную трудность представляет то, что оптическая система микроскопа дает обратное изображение. Нужна определенная сноровка, чтобы усвоить: все, что мы видим сверху, на самом деле расположено внизу, то, что справа, - находится слева, и наоборот.

При переходе на большое увеличение движение препарата должно быть очень точным и проводится винтами предметного столика. Переходя с малого на большое увеличение, объект или его часть, которую нужно изучить, необходимо предварительно движением препарата разместить в центре поля зрения малого увеличения и лишь после этого перевести на большое увеличение.

Микроскоп, как всякий точный прибор, требует бережного обращения. Протирать его, особенно линзы окуляра и объектива, изготовленные из мягкого, легко повреждаемого стекла, нужно осторожно, используя мягкие, много раз стиранные сухие полотняные салфетки. Нельзя использовать для очистки стекол спирт, т.к. это вызывает растворение специальных покрытий и помутнение оптики.

Нельзя самостоятельно развинчивать окуляры и объективы. Их повреждения может устранить только специалист.

Микроскоп бинокулярный стереоскопический (МБС)

Для изучения объемных организмов и наблюдения за движением, питанием и другими формами поведения достаточно крупных (не микроскопических) животных, а также для их препарирования используются бинокулярные стереоскопические микроскопы малого увеличения (МБС). Они дают прямое изображение, имеют большое поле зрения, широкий диапазон разрешающих увеличений (табл. 2). С помощью МБС можно изучать прозрачные водные объекты в проходящем световом потоке и непрозрачные, темные - в отраженном свете. В настоящее время используются модели МБС-9 и МБС-10 (рис. 3).

Таблица 2 Кратность увеличения объектов бинокулярным микроскопом при использовании разных объективов и окуляров

					Окуляры
Объективы		6"		8"	12,5 х	14"
0,6"	3,5		4,5			8,1
I х					12,5	14,3
2"						28,6
4 х						57,2
7 х

Оптический блок МБС включает оптическую головку и окулярную насадку.

В оптическую головку вмонтированы все оптические детали, включающие объектив микроскопа, выше которого установлен барабан с галилеевскими системами. Ось барабана заканчивается расположенными снаружи с двух сторон рукоятками, при вращении которых происходит переключение увеличений, значения которых нанесены на рукоятках (7 х, 4 х, 2 х, I х, 0,6 х).

Чтобы установить нужное увеличение, необходимо, вращая барабан, цифру на рукоятке совместить с точкой на подшипнике. При этом перефокусировку проводить не нужно. Положение барабана фиксируется щелчком. Фокусировка объектива оптической головки производится винтами на направляющей, с помощью которых поднимают или опускают головку относительно столика микроскопа.

20 Технические средства изучения микроскопических объектов

Окулярная насадка состоит из двух призм, заключенных в подвижные оправы, на которых укреплены окулярные трубки. Двигая оп-швы призм, можно менять расстояние между центрами линз окулярных tdv6ok адаптируя их положение к межзрачковому расстоянию глаз исследователя.

Предметный столик съемный, устанавливается и закрепляется винтом на специальном основании. На задней стенке основания столика имеется гнездо для осветителя. Внутри основания расположено зеркало с матовой и зеркальной поверхностями и рукояткой для его вращения при регулировании освещения поля зрения.

Осветительная система, помимо зеркала, включает специальный осветитель, состоящий из конденсора и лампы накаливания, объединенных общим корпусом.

Изучение объекта возможно в отраженном и проходящем свете. Чтобы использовать осветитель для работы в отраженном свете, его крепят на шарнирном кронштейне. Для наблюдения в проходящем свете осветитель переносится в гнездо основания предметного столика.

В зависимости от структурных особенностей объекта (его плотности, прозрачности, окраски) отверстие предметного столика может закрываться стеклянной или металлической пластинкой, одна сторона которой окрашена в белый, другая - в черный цвет.

Изготовление препаратов для микроскопирования

Для изучения под микроскопом используют заранее изготовленные постоянные препараты (их изготовление требует определенных навыков и времени) либо по ходу работы готовятся временные препараты. Материалом для них могут служить целые микроскопические или достаточно мелкие объекты (тотальные препараты) или части их тела.

При работе с микроскопом любой объект помещается на предметное стекло - стеклянную пластинку стандартного размера (76 х 26 мм). Очень немногие объекты рассматриваются сухими, чаще в капле воды или другой жидкости. Чтобы предохранить стекла объективов от увлажнения, помещенный на предметное стекло в капле жидкости материал покрывается покровным стеклом. Его обычный размер 18 х 18 мм. Оно изготавливается из высококачественного стекла, очень тонкое и хрупкое.

Технические средства изучения микроскопических объектов

Покрывать каплю жидкости с исследуемым материалом нужно так, чтобы на препарате не оставались пузырьки воздуха. Для этого, держа покровное стекло за два уголка, противоположную его грань ставят в каплю жидкости и постепенно опускают стекло (рис. 4). Оставшиеся пузырьки легко отличить: они имеют широкий темный ободок, а поверхность их отливает зеркальным блеском. Крупные пузырьки также имеют темное окаймление, а внутренняя их поверхность напоминает запотевшее стекло.

Покрывая подготовленный временный препарат покровным стеклом, необходимо учитывать объем изучаемого объекта, в противном случае он может быть деформирован или раздавлен тяжестью стекла. Во избежание этого на покровное стекло наносят восковые ножки. Обычный чистый пчелиный воск смешивается со скипидаром при подогреве (и тщательном соблюдении правил противопожарной безопасности!) в пропорции 2,5:1. Такая масса может длительное время храниться, лучше в стеклянном бюксе или коробке. Перед использованием воск слегка разминают пальцами, чтобы он стал пластичнее. Затем все четыре уголка покровного стекла, слегка царапая ими по комочку, снабжают восковыми ножками желаемой высоты и покрывают объект на препарате, ориентируя покровное стекло ножками вниз.

Подцарство Protozoa - простейшие Тип Sarcomastigophora - саркомастигофоры

Тип объединяет более 25 000 видов простейших. Знакомству с его представителями в лабораторном практикуме по зоологии беспозвоночных уделяется значительное внимание. В частности, предусматривается ознакомление студентов с простейшими, принадлежащими к трем наиболее значимым подтипам: саркодовых, жгутиконосцев и опалинат.

Подтип Sarcodina - саркодовые

Изучение животных традиционно начинается с одноклеточных, а среди последних - с саркодовых. Наиболее удобным объектом является группа пресноводных амеб. Они малоподвижны, имеют достаточно простое строение и легко культивируются в лабораторных условиях. Все это облегчает их изучение.

Представители подтипа в большинстве своем характеризуются амебоидным движением. Обитают в водной среде, почве, имеются паразитические формы.

Надкласс Rhizopoda - корненожки

Объединяет организмы с псевдоподиями, не имеющими высоко-дифференцированных внутренних скелетных образований.

Класс Lobosea

Амебоидные формы с лопастевидными псевдоподиями (лобопо-диями), для которых не характерно слияние в сетевидные структуры.

Биология
Сборник ситуационных задач с эталонами ответов

Для студентов 1 курса,

обучающихся по специальности

060301–Фармация

Красноярск

Б
Биология: сборник ситуационных задач с эталонами ответов для студентов 1 курса, обучающихся по спец. 060301–Фармация/сост. Т.Я. Орлянская, Т.И. Устинова, Н.Н. Дегерменджи и др. – Красноярск: тип. КрасГМУ, 2012.- с.

Составители: д.б.н., доцент Орлянская Т.Я., ст.преподаватель Устинова Т.И., доцент Дегерменджи Н.Н., ст.преподаватель Гаевская Г.П., ассистент Кротова С.В., ассистент Борисенко Ю.Г., ассистент Афанаскина Л.Н.
Ситуационные задачи с эталонами ответов полностью соответствуют требованиям Государственного образовательного стандарта (2000) высшего профессионального образования по специальностям 060301–Фармация; адаптированы к образовательным технологиям с учетом специфики обучения по данным специальностям.

Рецензенты:

Утверждено к печати ЦКМС КрасГМУ (протокол №__от__.__.__ г.)

ЭТАЛОНЫ ОТВЕТОВ

Занятие №1 Микроскоп, его устройство и правила работы с ним. Уровни организации живого. Про- и эукариотические клетки…………………………6

Занятие №2 Биология эукариотической клетки. Структурные компоненты цитоплазмы………………………………………………………………………18

Занятие №3 Структурно-функциональная организация ядра. Размножение клеток……………………………………………………………………………..25

Занятие №4 Размножение организмов………………………………………....31

Занятие №5 Индивидуальное развитие организмов ………………………….37

Занятие №7 Законы Менделя. Взаимодействия генов………………………...45

Занятие №8 Хромосомная теория наследственности. Сцепленное наследование. Наследование пола ……………………………………………..53

Занятие №10 Филогенез кровеносной и мочеполовой систем позвоночных животных. …………………………………………………………………..........62

Занятие №11 Филогенез нервной системы позвоночных животных...………66

Занятие №12 Основы эволюционной теории. Микроэволюция и макроэволюция. …………………………………………………………………70

Занятие №14 Медицинское значение простейших из классов Споровики и Инфузории ……………………………………………………………….............81

Занятие №16 Тип Круглые черви. Аскарида человеческая, острица детская, власоглав, трихинелла…………………………………………………………..91

Занятие №17 Членистоногие – переносчики и возбудители заболеваний человека …………………………………………………………………………96

Занятие №19 Человек и биосфера …………………………………………….102

Занятие №20 Зачетное занятие по курсу «Биология»………………………..105

Занятие № 1. МИКРОСКОП, ЕГО УСТРОЙСТВО И ПРАВИЛА РАБОТЫ С НИМ. УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОГО. ПРО- И ЭУКАРИОТИЧЕСКИЕ КЛЕТКИ
Задача №1

Для изучения предложены два микропрепарата: 1) кожица лука и 2) крыло комара.

При работе с каким из этих препаратов будет использована лупа?
При изучении какого из двух этих объектов будет использоваться микроскоп?

Задача №2

Для выполнения практической работы предложены временный и постоянный препараты.

Как вы отличите временный препарат от постоянного?
Почему для изучения некоторых объектов лучше использовать временный микропрепарат?

Задача №3

В поле зрения при изучении препарата «Перекрест волос» (волосы содержат большое количество пигмента – темно-коричневого цвета) видны при малом увеличении следующие образования: толстые полоски темно-коричневого цвета, расположенные крест-накрест, пузырьки разного диаметра темного цвета, длинные нитевидные образования с четкими краями, но бесцветные.

Где в поле зрения представлены артефакты?
Что на данном препарате является объектом исследования?

Задача №4

Рассматриваются три вида клеток: клетки кожицы лука, клетка бактерии и клетка эпителия кожи лягушки.

Какие из перечисленных клеток можно уже четко рассмотреть при увеличении микроскопа (7х8)?
Какие клетки можно увидеть только при увеличении (7х40) и при иммерсии?

Задача №5

Исходя из предложенного стихотворения:

«С лука сняли кожицу-

Тонкую, бесцветную,

Положили кожицу

На стекло предметное,

Микроскоп поставили,

Препарат – на столик…»

О приготовлении какого препарата идет речь (временного или постоянного)?
Какие важные моменты в приготовлении препарата здесь не отмечены?

Задача №6

Постоянный препарат изучен на малом увеличении, однако при переводе на большое увеличение объект не виден, даже при коррекции макро- и микрометрическим винтами и достаточном освещении.

С чем это может быть связано?
Как исправить данную ошибку?

Задача №7

Препарат помещен на предметный столик микроскопа, имеющего в основании лапки штатива зеркало. В аудитории слабый искусственный свет. Объект хорошо виден на малом увеличении, однако при попытке его рассмотреть при увеличении объектива х40, в поле зрения объект не просматривается, видно темное пятно.

С чем может быть связано появление темного пятна?
Как исправить ошибку?

Задача №8

Исследуемый препарат оказался поврежден: разбито предметное и покровное стекла.

Как это могло произойти?
Какие правила надо соблюдать при микроскопировании?

Задача №9

Общее увеличение микроскопа составляет при работе в одном случае - 280, а в другом - 900.

Какие использованы объективы и окуляры в первом и во втором случаях?
Какие объекты они позволяют изучать?

Занятие № 2. БИОЛОГИЯ ЭУКАРИОТИЧЕСКОЙ КЛЕТКИ. СТРУКТУРНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ЦИТОПЛАЗМЫ
Задача №1

Известно, что у позвоночных животных кровь красная, а у некоторых беспозвоночных (головоногих моллюсков) голубая.

Присутствие каких микроэлементов определяет красный цвет крови у животных?
С чем связан голубой цвет крови у моллюсков?

Задача №2

Зерна пшеницы и семена подсолнечника богаты органическими веществами.

Почему качество муки связано с содержанием в ней клейковины?
Какие органические вещества находятся в семенах подсолнечника?

Задача №3

Восковидные липофусцинозы нейронов могут проявляться в разном возрасте (детском, юношеском, зрелом), относятся к истинным болезням накопления, связанным с нарушением функций органоидов мембранного строения, содержащих большое количество гидролитических ферментов. Симптоматика включает признаки поражений центральной нервной системы с атрофией головного мозга, присоединяются судорожные припадки. Диагноз ставится при электронной микроскопии – в этих органоидах клеток очень многих тканей обнаруживаются патологические включения.

Функционирование какого органоида нейрона нарушено?
По каким признакам вы это выявили?

Задача №4

У больного выявлена редкая болезнь накопления гликопротеинов, связанная с недостаточностью гидролаз, расщепляющих полисахаридные связи. Это аномалии характеризуются неврологическими нарушениями и разнообразными соматическими проявлениями. Фукозидоз и маннозидоз чаще всего приводят к смерти в детском возрасте, тогда как аспартилглюкозаминурия проявляется как болезнь накопления с поздним началом, выраженной психической отсталостью и более продолжительным течением.

Функционирование какого органоида клеток нарушено?
По каким признакам это можно выявить?

Задача №5

При патологических процессахобычно в клетках увеличивается количество лизосом. На основании этого возникло представление, что лизосомы могут играть активную роль при гибели клеток. Однако известно, что при разрыве мембраны лизосом, входящие гидролазы теряют свою активность, т.к. в цитоплазме слабощелочная среда.

Какую роль играют лизосомы в данном случае, исходя из функциональной роли этого органоида в клетке?
Какой органоид клетки выполняет функцию синтеза лизосом?

Задача №6

Выявлено наследственное заболевание, связанное с дефектами функционирования органоида клетки, приводящее к нарушениям энергетических функций в клетках – нарушению тканевого дыхания, синтеза специфических белков. Данное заболевание передается только по материнской линии к детям обоих полов.

В каком органоиде произошли изменения?
Почему данное заболевание передается только по материнской линии?

Задача №7

Обычно, если клеточная патология связана с отсутствием в клетках печени и почек пероксисом, то организм с таким заболеванием нежизнеспособен.

Как объяснить этот факт, исходя из функциональной роли этого органоида в клетке?
С чем связана нежизнеспособность организма в данном случае?

Задача №8

У зимних спящих сурков и зимующих летучих мышей число митохондрий в клетках сердечной мышцы резко снижено.

С чем связано данное явление?
Для каких еще животных характерно такое явление?

Занятие №3. ЯДРО, ЕГО СТРУКТУРНЫЕ КОМПОНЕНТЫ. РАЗМНОЖЕНИЕ КЛЕТОК
Задача № 1

Ядро яйцеклетки и ядро сперматозоида имеет равное количество хромосом, но у яйцеклетки объём цитоплазмы и количество цитоплазматических органоидов больше, чем у сперматозоида.

Одинаково ли содержание в этих клетках ДНК?
Увеличится ли количество органоидов после слияния яйцеклетки со сперматозоидом?

Задача №2

Гены, которые должны были включиться в работу в периоде G 2 остались неактивными.

К каким изменениям в клетке это приведет?
Отразится ли это на ходе митоза?

Задача №3

В митоз вступила двуядерная клетка с диплоидными ядрами (2n=46).

Какое количество наследственного материала будет иметь клетка в метафазе при формировании единого веретена деления?
Какое количество наследственного материала будут иметь дочерние ядра по окончании митоза?

Задача №4

После оплодотворения образовалась зигота 46ХХ, из которой должен сформироваться женский организм. Однако в ходе первого митотического деления (дробления) этой зиготы на два бластомера сестринские хроматиды одной из Х-хромосом, отделившись друг от друга, не разошлись по 2-м полюсам, а обе отошли к одному полюсу. Расхождение хроматид другой Х-хромосомы произошло нормально. Все последующие митотические деления клеток в ходе эмбриогенеза протекали без нарушений механизма митоза.

Какими могут быть фенотипические особенности этого организма?

Задача №5

После оплодотворения образовалась зигота 46ХY, из которой должен сформироваться мужской организм. Однако в ходе первого митотического деления (дробления) этой зиготы на два бластомера сестринские хроматиды Y-хромосомы не разделились и вся эта самоудвоенная (реплицированная) метафазная хромосома отошла к одному из полюсов дочерних клеток (бластомеров). Расхождение хроматид Х-хромосомы произошло нормально. Все последующие митотические деления клеток в ходе эмбриогенеза протекали без нарушений механизма митоза.

Каким будет хромосомный набор клеток индивида, развившегося из этой зиготы?
Какой фенотип может иметь этот индивид?
Действие каких факторов могло привести к данной мутации?

Задача №6

При делении клетки митозом в одной из двух образовавшихся новых клеток не оказалось ядрышка.

Какое строение имеет ядрышко?
К чему может привести данное явление?

Задача №7

Число ядерных пор постоянно меняется.

Какое строение имеет ядерная пора?
С чем связано изменение числа пор в ядерной оболочке?

Занятие №4. РАЗМНОЖЕНИЕ ОРГАНИЗМОВ
Задача №1

Яйцеклетка содержит большое количество желтка сосредоточенного в центре яйцеклетки, активная зона цитоплазмы и ядро расположены по поверхности. Такая яйцеклетка есть у насекомых.

Какой тип яйцеклетки описан?
Какие еще типы яйцеклеток вам знакомы?

Задача №2

У девятипоясного броненосца тату всегда рождается четное количество одинаковых детенышей.

Как вы считаете, что происходит у этого животного при оплодотворении?
Как называется данный тип размножения?

Задача №3

Одноклеточные организмы дрожжевые грибы и многоклеточные организмы кишечнополостные имеют сходства и различия.

В чем заключается сходство способов размножения у этих животных?
Какие преимущества дает этот способ размножения?

Задача №4

Сперматозоиды в семенной жидкости развивают скорость 5 см\ч, что применительно к их размерам, примерно в 1,5 раза быстрее, чем скорость пловца-олимпийца.

Какие особенности их организации обуславливают такую скорость передвижения?
Каково строение сперматозоида?

Задача №5

Для яйцеклеток характерно необычное отношение объема ядра к объему цитоплазмы: у яйцеклеток оно сильно снижено, а у сперматозоидов, наоборот, ядерно-цитоплазматическое отношение очень высокое.

Свяжите показатели ядерно-цитоплазменных отношений с функциональной ролью половых клеток.
Охарактеризуйте строение яйцеклетки млекопитающих.

Печать

Также интересно:

Как поступить без ЕГЭ в ВУЗ: раскрываем карты

Советы поступающим в колледж Как проходит поступление в колледж

Протон - это элементарная частица

Рекомендуем почитать:

2024-04-28 17:12:33

Земля проходит перигелий Ближайшая точка орбиты к солнцу

2024-04-27 17:45:08

Тема спорт на английском языке

2024-04-26 18:09:43

Осенние стихи Высохли цветы и глядят

В продолжение темы:

Дети и музыка

Сценарий праздника «Школа магии и волшебства» по мотивам Гарри Поттера

Сценарий детского дня рождения – Школа волшебников Ведущий: Дорогие друзья, мы рады вас приветствовать в нашей школе волшебства. Сегодня мы собрались все здесь потому, что у...

Новые статьи