- •Брянский государственный университет
- •Содержание
- •Глава I
- •Глава II
- •Тема 1. Предмет биология клетки……………………………………………….…..11
- •Глава III
- •Содержание курса Лекционный курс
- •1. История учения о клетке
- •2. Современный этап в развитии цитологии
- •3. Генетический аппарат клетки
- •4. Воспроизведение клеток
- •5. Биологические мембраны
- •6. Обмен веществ в клетках
- •7. Биосинтез белков
- •Содержание лабораторно-практических занятий
- •Глава II занятие 1 введение в дисциплину
- •Иерархические уровни строения организма
- •Этапы изготовления гистопрепаратов и техника микроскопирования
- •Гистохимическое выявление разных веществ
- •Правила обращения с микроскопом
- •Правила работы с микроскопом
- •Практическая часть Задания
- •Контрольные вопросы.
- •Задания для аудиторной работы
- •Задания для внеаудиторной работы
- •Теоретическая часть
- •Одномембранные органоиды
- •Немембранные органоиды
- •Специальные органеллы
- •Включения
- •Препарат 1. Общая морфология клетки. «Печень аксолотля».
- •Препарат Сперматозоиды петуха.
- •Контрольные вопросы:
- •Задания для аудиторной работы
- •Задания для внеаудиторной работы
- •Теоретическая часть
- •Структурные компоненты клетки
- •Структурные компоненты клетки
- •Признаки прокариотов и эукариотов
- •Контрольные вопросы:
- •Заполните таблицу «Функции структурных компонентов ядра эукариотической клетки».
- •Практическая часть Задания Изучите препараты.Опишите общую морфологию ядра на разных препаратах. Найдите и назовите структурные компоненты ядра.
- •Препарат: Кровь лягушки.
- •Препарат: Кровь человека.
- •Контрольные вопросы:
- •Экзон–кодирующая последовательность нуклеотидов, определяющая последовательность аминокислот в белке.
- •Экспрессия гена – протекает по схеме :
- •Этапы считывания генетической информации
- •Рибонуклеиновая (р н к)
- •Транскрипция и процессинг
- •Хроматин
- •Тельце Барра
- •Хромосома
- •Состав хромосом
- •Ядерная оболочка
- •Ядрышко
- •2. Синтез белка
- •3. Образование субъединиц рибосом
- •Нуклеоплазма
- •Ядерные частицы:
- •Препарат: Яйцеклетка беззубки - анодонты ( яйцеклетка моллюска).
- •Препарат: Яйцеклетка лягушки.
- •Препарат: Яйцеклетка кошки.
- •Препарат : Политенные (гигантские) хромосомы в слюне двукрылых.
- •Контрольные вопросы:
- •Практическая часть препарат № 2 – Митоз в корешке лука.
- •Препарат № 3Митоз животной клетки, краевая зона печени аксолотля.
- •Задания
- •Сравнительная характеристика митоза и мейоза
- •Практическая часть
- •Практическая часть препарат № 5 Амитоз в клетках мочевого пузыря мыши.
- •Задания
- •Контрольные вопросы:
- •Занятие 3 Тема 3.Плазматическая мембрана (плазмалемма)
- •Задания для аудиторной работы
- •Задания для внеаудиторной работы
- •Теоретическая часть
- •Основные типы клеточных оболочек:
- •Межклеточные контакты и многоядерные структуры
- •Практическая часть
- •Пример синцития
- •Состав липидов клеточных мембран эукариот и прокариот
- •Поверхностный комплекс
- •Практическая часть Пример симпласта препарат 15 (гист.) Поперечно-полосатое (исчерченное) мышечное волокно
- •Препарат 4 (гист.) Язык кролика. Язык, листовидные сосочки.
- •Задание
- •Практическая часть
- •Виды промежуточных филаментов (по б. Албертсу и соавт.)
- •Организация и функции цитоскелета
- •Практическая часть
- •Задания
- •Препарат № 2 – митоз в корешке лука.
- •Препарат № 12 – Липидные (жировые) включения в клетках печени аксолотля.
- •Препарат № 13 – Включения гликогена в клетках печени аксолотля.
- •Препарат № 14 – Пигментные включения в хроматофорах кожи головастика
- •Препарат № 15 –Желточные включения в бластомерах
- •Контрольные вопросы
- •Типы рибосом
- •Клеточный центр
- •Органоиды движения
- •Практическая часть препарат № 4 Центросомы и ахроматиновое веретено митоза яйцеклетки лошадиной аскариды
- •Препарат № 16 Реснички эпителиальных клеток кишечника беззубки
- •Задания
- •Немембранные органоиды эукариотической клетки
- •Контрольные вопросы
- •Занятие 6 Тема 6.Одномембранные органоиды
- •Задания для аудиторной работы
- •Задания для внеаудиторной работы
- •Теоретическая часть
- •Эндоплазматическая сеть
- •Аппарат Гольджи
- •Лизосомы
- •Секреторные вакуоли
- •Пероксисомы
- •Сферосомы
- •Вакуоли и их производные
- •Функции одномембранных органоидов клетки
- •Практическая часть препарат № 9Аппарат Гольджи в нервных клетках спинального ганглия котенка
- •Препарат № 10Гранула зимогена
- •Препарат № 11 Секреторные гранулы в клетках Лейдинга кожи аксолотля
- •Задания
- •Контрольные вопросы
- •Занятие 7
- •Пластиды
- •Задания
- •Практическая часть
- •Сравнительная характеристика митохондрий и хлоропластов
- •Препарат №6 Хондриососмы в клетках печени амфибии
- •Препарат №7 Хондриососмы (митохондрии) в эпителиальных клетках. Кишечник аскариды
- •Препарат №8 Хондриососмы в клетках канальцев почки
- •Контрольные вопросы
- •Глава III темы для самостоятельного изучения
- •Тема 8: основные реакции тканевого обмена
- •Теоретическая часть
- •Тема 9. Жизненный путь клеток теоретическая часть
- •Клеточный цикл
- •Тема 10.Определение пола и половые различия клеток теоретическая часть
- •Глава IV
- •Тесты к лабораторно-практическим занятиям по дисциплине
- •Тема 1. Структурные компоненты эукариотической клетки
- •Тестовые задания
- •Тема 2. Ядро Тестовые задания
- •Тема 3. Плазматическая мембрана (плазмалемма) Тестовые задания
- •Тема 4. Цитоплазма. Цитоплазматический матрикс. Цитоскелет Тестовые задания
- •Тема 5. Немембранные органоиды Тестовые задания
- •Тема 6. Одномембранные органоиды Тестовые задания
- •Тема 7. Двумембранные органоиды Тестовые задания
- •Ключ ответов:
- •Глава V
- •1. Клетка есть единица структуры. Все живое состоит из клеток и их производных. Клетки всех организмов гомологичны.
- •2. Клетка есть единица функции. Функции целостного организма распределены по его клеткам. Совокупная деятельность организма есть сумма жизнедеятельности отдельных клеток.
- •3. Клетка есть единица развития. «Имеется всеобщий принцип развития для всех организмов, и этот принцип развития есть образование клеток».
- •История развития клеточной теории
- •Школа Пуркинье
- •Школа Мюллера и работа Шванна
- •Развитие клеточной теории во второй половине XIX века
- •Современная клеточная теория
- •Заключение
- •2. Свойства и признаки жизни
- •1. Обмен веществ. Любая биологическая система является открытой системой. Это означает, что она не может существовать без обмена с внешней средой химическим веществом, энергией и информацией.
- •2. Самовоспроизведение с изменением. Любая биологическая система способна воспроизводить себе подобную.
- •Краткая характеристика уровней жизни
- •3. Современная цитология: объект, предмет, методы.
- •Список литературы
- •Лекция 2. Морфология клетки
- •1. Общие принципы организации клетки. Морфологические типы клеток
- •Метаболический аппарат клетки
- •2. Структурные компоненты эукариотической клетки.
- •Лекция 3. Генетический аппарат клетки
- •1. Генетический аппарат прокариот
- •Генетический аппарат кишечной палочки
- •Разнообразие типов генетического аппарата прокариот
- •2. Генетический аппарат эукариот
- •Структура метафазных хромосом
- •3. Генетический аппарат полуавтономных органоидов
- •4. Системы репарации генетического аппарата
- •Лекция 4. Поверхностный аппарат клеток
- •1. Общая характеристика поверхностного аппарата
- •2. Рецепторы мембран
- •3. Транспорт веществ через мембраны
- •4. Межклеточные контакты
- •Лекция 5. Обмен веществ
- •1. Общая характеристика обмена веществ
- •Значение атф в обмене веществ
- •Основные типы пластического обмена
- •2. Электрон-транспортные цепи
- •Формирование электрохимического градиента
- •3. Энергетический обмен (дыхание)
- •Гликолиз
- •Цикл Кребса
- •Терминальное окисление
- •4. Пластический обмен (фотосинтез)
- •Световые реакции
- •Темновые реакции
- •Лекция 6. Биосинтез белков
- •1. Основные этапы биосинтеза белков. Генетический код
- •Генетический код. Ген и его роль в биосинтезе белков
- •2. Регуляция экспрессии генов
- •Регуляция экспрессии генов у прокариот
- •Регуляция экспрессии генов у эукариот
- •Лекция 7. Вирусы
- •3. Сопоставление прокариотической и эукариотической клеток.
- •4. Что такое вирусы?
- •1.Особенности строения клеток прокариот и эукариот
- •2. Клетки эукариот. Строение и функции
- •3. Сопоставление прокариотической и эукариотической клеток
- •Сравнение строения клеток бактерий, растений и животных
- •Автотрофные (аутотрофные) и гетеротрофные организмы
- •4. Что такое вирусы?
- •Эволюционное происхождение вирусов
- •Общий химический состав вирусов
- •Вирусная днк
- •Вирусная рнк
- •Углеводы
- •Другие компоненты вирионов
- •Строение и свойства вирусов
- •Размножение вирусов
- •Список используемой литературы
- •Лекция 8. Химический состав клеток
- •Химический состав клетки Атомный состав клетки
- •Молекулярный состав клетки
- •2. Вода
- •Органические вещества
- •Углеводы
- •Неорганические вещества клетки
- •Глава VI Аттестационно-педагогические измерительные материалы по дисциплине «Цитология»
- •Эталоны ответов
- •Глава VII цитологические и цитогенетические термины
- •Глава VIII
- •К экзамену по дисциплине «цитология»
- •Вопросы к гак по дисциплине «Цитология»
- •Список литературы
- •Основная литератуцра
- •Дополнительная литература
2. Рецепторы мембран
В состав плазмалеммы входят разнообразные молекулярные комплексы. Часть из них проявляет свойства рецепторов – структур, способных воспринимать изменения во внешней среде. Различают две группы рецепторов: неспецифические и специфические.
Неспецифические рецепторы способны связываться с самыми разнообразными веществами и частицами, например, бактериями, вирусами, белками. К ним относятся рецепторы на поверхности макрофагов, на поверхности мембран одноклеточных организмов.
Однако наибольший интерес представляют специфические рецепторы, способные реагировать только на строго определенные факторы. Рассмотрим действие специфических рецепторов на примере иммунной системы позвоночных животных, в основе которой лежит взаимодействиях антигенов и антител.
Антигены– разнообразные вещества, способные связываться с определенными белками –антителами. Например, антигены, определяющие группы крови у человека, могут быть и гликолипидами, и гликопротеинами. Антигены имеют специфические участки (антигенные детерминанты), которые и определяют их антигенные свойства. Каждый антиген регулирует синтез соответствующего (комплементарного) антитела.
Антитела(иммуноглобулины) вырабатываются специализированными клетками – плазмоцитами, которые образуются из В-лимфоцитов. Для плазмоцитов характерна хорошо развитая эндоплазматическая сеть, у них высокий уровень обмена веществ, повышенное содержание полисом – это настоящие фабрики антител. Время их жизни не превышает нескольких суток.
Антитела представляют собой гликопротеины со сложной четвертичной структурой. Молекулярная масса изменяется от 160 тысяч до 900 тысяч D(а.е.м.).
Структурно-функциональными единицами антител являются мономеры, состоящие из двух длинных (тяжелых – H) и двух коротких (легких –L) полипептидных цепей, связанных между собой дисульфидными связями. «Карманы» между тяжелыми и легкими цепями являются активными центрами, непосредственно образующими связи с антигенами. Активный участок антитела носит названиеFab–участка. Основная часть антитела способна встраиваться в мембраны клеток и носит названиеFc–участка.(Рис. 54).
У человека выделяют 5 классов иммуноглобулинов, различающихся по структуре и функциям: G, M, A, E, D. Молекулы иммуноглобулинов G, Е, D представлены мономерами, молекула иммуноглобулина М состоит из 5 мономеров, а молекула иммуноглобулина А может состоять из одного или двух мономеров. Антитела как сложные органические вещества также являются антигенами, т.е. могут вызывать синтез комплементарных им антител.
Рис. 54. Структурно-функциональными единицами антител.
Антитела делятся на нормальные и иммунные. Например, у людей с 0 (I) группой крови, у которых отсутствуют антигены А и В, вырабатываются нормальные иммуноглобулины (агглютинины)и, которые относятся к классуIgM. Эти антитела не проходят через плаценту. При иммунизации таких людей антигенами А и В у них вырабатываются иммунные иммуноглобулины (изоантитела)и, которые относятся к классуIgA. Эти антитела проходят через плаценту и могут вызывать иммунологический конфликт между организмом матери и плодом.
Гуморальный иммунитет и антитела в филогенезе впервые появляются у рыб. И только у плацентарных млекопитающих появляются все 5 классов антител. Однако клеточный иммунитет имеется и у высших беспозвоночных. У насекомых существует клетки–гематоциты, которые с помощью рецепторов распознают чужеродные антигены и блокируют их. С помощью этого механизма происходит изоляция личинок паразитов в теле насекомых.
Структура антител очень изменчива. Поэтому существует несколько уровней их разнообразия: изотипы, аллотипа, идиотипы, вариотипы.
Изотип – группа иммуноглобулинов данного класса, характерная для определенного вида организмов. Например, иммуноглобулин G кролика и иммуноглобулин G человека – разные изотипы иммуноглобулина G. Соответственно, иммуноглобулин G кролика является антигеном для человека и наоборот. Изотип определяется особенностями участка Fc.
Аллотип – группа иммуноглобулина данного класса, характерная для определенной особи. Например, иммуноглобулин G у Иванова и иммуноглобулин G у Петрова – разные аллотипы иммуноглобулина G человека. Аллотип определяется генотипом особи.
Идиотип – конкретные одинаковые молекулы иммуноглобулина данного класса, продуцируемые одним клоном клеток. В ходе дифференциации В–лимфоцитов каждая клетка приобретает способность синтезировать лишь один идиотип. Особенности идиотипа определяются строением вариабельных участков легкой и тяжелой цепей.
Вариотип – группа иммуноглобулинов данного класса, отличающаяся от подобных групп последовательностью аминокислот, которая обычно консервативна (инвариантная последовательность).
Таким образом, антитела обеспечивают образование самых разнообразных комплексов [антиген-антитело].
Антитела могут находиться в сыворотке крови (сывороточные антитела), но могут связываться своим Fc–участком с мембранами лимфоцитов. Такое связанное с мембраной антитело является рецептором антигена.
В то же время на поверхности многих клеток имеются и рецепторы для Fc–участка антитела,Fc–рецепторы – гликолипопротеины или гликопротеины разнообразной структуры, встроенные в мембрану самых разнообразных клеток.
Антигенными свойствами обладает не только гликокаликс, но и поверхность клеточных стенок, а также поверхность оболочек вирусов. У некоторых вирусов (герпеса, гриппа, ВИЧ и др.) образуется дополнительная оболочка из плазмалеммы клеток хозяина, что снижает антигенные свойства этих вирусов.
При образовании комплексов [антиген-антитело] или [рецептор-белок] на поверхности клеток изменяется поверхностное натяжение плазмалеммы, что приводит к изменению физиологического состояния клетки.