Geum.ru

Рабочая программа дисциплины «цитология» Код дисциплины по учебному плану опд. Ф 1

Вид материалаРабочая программа

Содержание


1. Организационно-методический раздел
Цель курса
Задачи курса
Место курса в подготовке специалиста
2. Распределение часов по темам и видам работ
3. Содержание программы
3.2. Темы семинарских занятий
3.3. Тематика заданий для самостоятельной работы
3.4. Примерный список вопросов к экзамену по цитологии
4.Формы промежуточного и итогового контроля
4.2. Форма итогового контроля
5. Учебно- методическое обеспечение курса
Лист обновления
Подобный материал:




МИНОБРНАУКИ РОССИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Иркутский государственный университет»

(ФГБОУ ВПО «ИГУ»)


«Утверждаю»

_____________________

Проректор по учебной работе,

проф. И. Н. Гутник

«____»_____________20____г.


Биолого-почвенный факультет

Кафедра физиологии растений, клеточной биологии и генетики


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА


дисциплины «ЦИТОЛОГИЯ»


Код дисциплины по учебному плану ОПД.Ф.3.1

Для студентов специальности 020201.65 «Биология»





г. Иркутск


1. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

Цитология - наука о строении, процессах жизнедеятельности, воспроизведении и гибели клеток. В третьем тысячелетии цитология стала превращаться из науки фундаментальной в прикладную, способную ставить и решать актуальные задачи современной медицины и ветеринарии. С ее помощью были решены вопросы производства биологических препаратов, начата разработка основ клеточной и тканевой терапии. Клеточные модели оказались чрезвычайно полезны при выяснении причин врожденных патологий и злокачественных новообразований. Следовательно, современному студенту-биологу недостаточно поверхностного знания клеточной биологии, поэтому он должен представлять себе тончайшие детали устройства и механизмы функционирования клеток и субклеточных структур.

Цель курса состоит в ознакомлении студентов с современными представлениями о строении, размножении и функционировании, специализации и патологических процессах в клетках разных типов организации.

Задачи курса:

- Изучить концептуальные основы и методические приемы цитологии.

-Устанавливать причинно-следственные связи в строении и функционировании клеток, тканей.

- Выявить сходство и различие клеток прокариот и эукариот, клеточных процессов и принципов их действия.

- Овладеть навыками работы с использованием микроскопической техники, цитохимических, биохимических и других современных методов исследования клеток.

Место курса в подготовке специалиста

Курс «Цитология» базируется на знаниях анатомии, систематики растений, животных, общей биологии, биохимии и является базовым для последующих курсов - «Физиология растений», « Микробиология и вирусология», «Биология размножения и развития» и др. Дальнейшее изучение других разделов биологии, спецкурсы, практикумы расширят материал данного предмета. Цитология входит в цикл ОПД, является составной частью общей подготовки студентов-биологов наряду с такими общеобразовательными курсами как физиология животных, физиология растений, науки о биологическом многообразии, генетика и эволюция и пр. и способствует системному восприятию мира у обучающихся.

2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО ТЕМАМ И ВИДАМ РАБОТ

для студентов очного отделения

№
Темы, разделы
Всего часов
Виды подготовки
Самост.

работа

Лекции
Лабор. занятия
СРС
КСР

1
Введение. История развития цитологии
2
2
-
-
-

2
Методы цитологических исследований
10
4
2
4
-

3
Строение и принцип жизнедеятельности клетки
13
6
2
4
1

4
Единство и разнообразие клеточных типов
8
4
2
2
-

5
Структура и функции мембран
12
6
2
4
-

6
Ядерный аппарат клетки
11
4
2
4
1

7
Метаболический аппарат цитоплазмы
10
4
2
4
-

8
Воспроизведение клеток
8
2
2
4
-

9
Специализация и патология клеток
6
-
2
3
1

ВСЕГО (часы)



80
32
16
29
3


3. СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ

3.1.Общее содержание

Тема I. Введение. История развития цитологии. Цитология - наука о строении, функциях, метаболизме, взаимоотношениях со средой, развитии и происхождении клетки. Место цитологии в системе биологических наук. Значение цитологии для медицины и сельскохозяйственной науки. Подготовка клеточной теории (Гук, Мальпиги, Грю, Вольф, Бэр, Пуркинье, Броун). Клеточная теория. Значение работ Вирхова и оценка его представлений о развитии клеток, о клеточной патологии, о ее роли и значении в болезни организма. Роль учения о клеточном строении. Дальнейшее развитие цитологии. Современные основные положения клеточной теории.

Тема II. Методы цитологических исследований. Прижизненное изучение клеток. Световая микроскопия: метод темного поля, фазово-контрастная, люминесцентная микроскопия, методы микрохирургии. Метод клеточных культур. Изучение фиксированных клеток. Понятие о фиксации клеток. Принципы окрашивания клеточных структур. Методы цитохимического анализа. Авторадиография. Электронная микроскопия. Дифференциальное центрифугирование. Сочетание дискретного анализа отдельных компонентов клетки с изучением ее как целостной системы - основное направление в цитологических исследованиях.

Тема III. Строение и принцип жизнедеятельности клетки. Клетка как единица строения, функционирования, развития, патологических изменений организмов. Деление клеток - путь увеличения их числа. Дифференцировка как процесс образования специализированных клеток. Тотипотентность клеток многоклеточного организма. Единство строения и функции клетки, ее органоидов и других структурных элементов. Общая характеристика клетки. Величина и форма клетки. Функциональные системы клеток: система синтеза белка, система энергетического обеспечения, система поглощения, система экскреции, система движения.

Тема IV. Единство и разнообразие клеточных типов: структура и функционирование эукариотической и прокариотической клеток. Клетки прокариотические и эукариотические. Гомологичность клеток. Различия в их строении.

Субмембранные структуры поверхностного аппарата эукариотической клетки: микрофиламенты (или микрофибриллярная система), микротрубочки, гетерогенная система промежуточных филаментов. Тубулины, их свойства и роль в образовании микротрубочек. Каркасная роль цитоплазматических микротрубочек. Тонофибриллы. Микрофибриллы. Основные различия между растительной и животной клетками.

Тема Y. Структура и функции мембран. Плазматическая мембрана как основная универсальная для всех клеток субсистема поверхностного аппарата. Изучение организации плазматической мембраны. Модели организации мембраны: "бутербродная", модель липопротеинового коврика, жидкостно-мозаичная модель. Липиды мембран, их структура, свойства, функции. Белки мембран, химия, свойства и функции. Рост плазматической мембраны. Роль плазматической мембраны в клеточной проницаемости. Пассивный и активный транспорт веществ через мембрану. Транспорт в мембранной упаковке: экзоцитоз и эндоцитоз, связь этих процессов с лизосомами. Другие функции плазматической мембраны: межклеточные контакты и связи. Специализированные структуры плазматической мембраны: микроворсинки, реснички и жгутики, оболочки аксонов, специальные структуры фоторецепторов. Строение ресничек и жгутиков эукариотических клеток. Строение жгутиков бактерий. Рецепторная функция плазмалеммы. Онтогенетические взаимоотношения между клеточными мембранами. Биогенез мембран. Надмембранный комплекс. Клеточные стенки растений - сложные надмембранные образования.

Тема YI. Ядерный аппарат клетки. Центральная догма молекулярной биологии. Роль ядра в жизни клетки и его значение в переносе информации от ДНК к белку. ДНК ядра, ее строение, свойства, редупликация. Транскрипция. Роль ядра в процессе трансляции: ядерное происхождение аппарата белкового синтеза в клетке. Основные функции ядра: транскрипция, редупликация, перераспределение генетического материала. Репликация молекул ДНК у прокариот и эукариот. Репликон. Генетический аппарат бактерий. Плазмиды.

Интерфазное ядро, основные элементы его структуры: хроматин (хромосомы), ядрышко, ядерный сок, ядерная оболочка. Хроматин, его химическая характеристика. Диффузный и конденсированный хроматин, эухроматин и гетерохроматин, их функциональное значение. Ультраструктура хроматина. Ядро в процессе редупликации и перераспределении генетического материала. Два состояния ядерных структур- хромосом. Поведение хроматина - хромосом - во время митоза. Общее строение, типы и форма митотических хромосом. Дифференцировка хромосом по длине: центромера, вторичная перетяжка, теломера. Понятие о кариотипе. Ультраструктура хромосом. Матрикс митотических хромосом. Концепция непрерывности хромосом в течение жизненного цикла клетки. Ядрышко- органоид синтеза клеточных рибосом. Число ядрышек, их хромосомное происхождение. Химия ядрышка, ДНК ядрышка. Строение и ультраструктура ядрышка. Цикл изменения структуры ядрышка в связи с его функцией. Судьба ядрышка в митозе и его связь с митотическими хромосомами. Ядерная оболочка, ее строение и функциональное значение. Поровые комплексы и плотная пластинка. Связь ядерной оболочки с цитоплазматическими структурами и хромосомами. Кариоплазма. Нерибосомные рибонуклеопротеидные структуры ядра.

Тема YII. Метаболический аппарат цитоплазмы. Общий химический состав цитоплазмы. Цитоплазма как сложноструктурированная система. Матрикс цитоплазмы или гиалоплазма. Включения в цитоплазму клеток растений и животных, их локализация и функциональное значение. Органоиды цитоплазмы. Рибосомы, их структурная и химическая организация. Активные центры рибосом. Предшественники р-РНК. Пути синтеза рибосом, роль ядрышка в этом процессе. Функции рибосом. Центриоль: встречаемость среди клеток растений и животных. Ультраструктура, репликация, участие в делении клеток. Аналоги центриолей у простейших. Связь центриолярных структур с органоидами движения клеток: базальные тельца. Мембранные структуры цитоплазмы. Эндоплазматическая сеть (ретикулум). Понятие и общая характеристика. Гранулярная эндоплазматическая сеть- эргастоплазма, ее строение, химическая композиция и основная роль как структуры, участвующей в синтезе экспортируемых из клетки белков. Рибосомы, их структура и роль в синтезе белка. Первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры белка. Синтез белков в гиалоплазме. Синтез, накопление и транспорт синтезированного белка в системе эндоплазматической сети. Связь гранулярной эндоплазматической сети с ядерной оболочкой. Гладкая эндоплазматическая сеть. Структурная характеристика и химия. Связь гдадкого ретикулума с синтезом полисахаридов, жиров, стероидов и других молекул. Роль гладкой ЭПС в дезактивации различных химических реагентов. Аппарат Гольджи. Общая характеристика, локализация в клетке, микроскопическое строение, ультраструктура и функции. Диктиосома. Функции аппарата Гольджи: сегрегция, накопление, созревание и экскреция секретов и других веществ в клетке. Лизосомы. Структура и химическая характеристика лизосом. Типы лизосом. Функции лизосом, их происхождение. Связь лизосом с процессами внутриклеточного пищеварения, с фагоцитозом, с работой аппарата Гольджи. Аутофагосомы. Центральная вакуоль. Тонопласт. Развитие и происхождение вакуолярной системы, ее функциональное значение. Пероксисомы и другие микротельца. Строение, распространение, химия и функции. Митохондрии. Структура митохондрий: мембраны, кристы, матрикс, их роль в синтезе и накоплении АТФ. Пути синтеза АТФ в клетке: анаэробный гликолиз и окислительное фосфорилирование. Строение крист, локализация в липопротеидных мембранах звеньев окислительного фосфорилирования. Изменение структуры митохондрий в зависимости от их функционального состояния. Матрикс митохондрий: РНК, рибосомы, ДНК, белки митохондрий. Происхождение митохондрий. Аналоги митохондрий у бактерий. Пластиды. Тонкое строение хлоропластов, их развитие. Функция пластид. Лейкопласты, хромопласты. Происхождение пластид.

Тема YIII. Воспроизведение клеток. Жизненный цикл клетки: пресинтетическая, синтетическая и постсинтетическая фазы. Значение этих фаз в жизни клетки. Деление прокариотических клеток. Общая схема непрямого деления клеток (митоза) эукариотических клеток. Митоз у простейших, клеток растений и животных. Стадии митоза, их продолжитьлность и характеристика. Роль микротрубочек в образовании ахроматинового веретена деления клеток. Роль веретена в расхождении хромосом при митозе. Цитокинез у животных растительных клеток: образование клеточной перетяжки и фрагмопласта. Судьба клеточных органелл в процессе деления клетки. Метаболизм делящейся клетки. Регуляция митоза. Мейоз стадии мейоза. Коньюгация хромосом, кроссинговер, редукция числа хромосом. Биологический смысл мейоза. Мейоз у животных и растений. Хромосомы типа ламповых щеток. Различия между митозом и мейозом. Эндомитоз и соматическая полиплоидия. Политения: политенные хромосомы. Понятие об амитозе.

Тема IX. Специализация и патология клеток. Дифференциация клеток - возникновение гетерогенного клеточного состава организма, обеспечивающего разнообразие его функций. Роль ядра и цитоплазмы в дифференциации клеток. Теории дифференциации. Политенность ядер. Эмбриональная детерминация. Индукционные влияния. Гуморальные и нервные факторы дифференцировки. Опухолевая трансформация. Влияние повреждающих факторов на клетку. Теория паранекроза. Роль специфических и неспецифических реакций клетки на повреждения. Изменение структуры органоидов клетки при повреждении. Внутриклеточная репарация. Гибель клетки: цитологические признаки.

3.2. Темы семинарских занятий

(не предусмотрены учебным планом)

Темы лабораторных работ

Раздел «Цитология»
  1. Световая микроскопия.
  2. Электронная микроскопия.
  3. метод культуры тканей.
  4. Получение временных и постоянных препаратов.
  5. Прокариотические клетки.
  6. Клетки эукариотических организмов.
  7. Форма клеток.
  8. Проницаемость клеточных мембран.
  9. Специализированные структуры плазматической мембраны.
  10. Цитоплазма как сложноструктурированная система.
  11. Физико-химические свойства цитоплазмы. Движение цитоплазмы.
  12. Интерфазное ядро, основные элементы его структуры.
  13. Цитохимичекие реакции на сахара, крахмал, клетчатку и жиры.
  14. Митоз.
  15. Мейоз.
  16. Дифференциация клеток - возникновение гетерогенного клеточного состава организма, обеспечивающего разнообразие его функций.

3.3. Тематика заданий для самостоятельной работы
  1. Электронная микроскопия.
  2. Метод клеточных культур.
  3. Клеточная теория.
  4. Функциональные системы клеток: система синтеза белка, система энергетического обеспечения, система поглощения, система экскреции, система движения.
  5. Цитоскелет эукариотических клеток.
  6. Поверхностный аппарат клеток прокариот.
  7. Оболочки аксонов, специальные структуры фоторецепторов.
  8. Строение ресничек и жгутиков эукариотических клеток. Строение жгутиков бактерий.
  9. Генетический аппарат бактерий.
  10. Плазмиды.
  11. Интерфазное ядро.
  12. Нерибосомные рибонуклеопротеидные структуры ядра.
  13. Немембранные органоиды цитоплазмы.
  14. Функции плазматической мембраны: межклеточные контакты и связи.
  15. Мембранные органоиды цитоплазмы.
  16. Пластиды. Тонкое строение хлоропластов, их развитие.
  17. Пероксисомы и другие микротельца клеток.
  18. Теории дифференциации.
  19. Деление клеток.
  20. Судьба клеточных органелл в процессе деления клетки.
  21. Типы митоза.
  22. Мейоз.
  23. Патология клеток.
  24. Гибель клеток.

3.4. Примерный список вопросов к экзамену по цитологии

1. Место цитологии в системе естественных наук, ее значение и методы.

2. Подготовка клеточной теории. Клеточная теория Шванна и Шлейдена. Современное состояние клеточной теории.

3. Клетка как единица строения, функционирования, развития, патологических изменений организма.

4. Клетки прокариотические и эукариотические. Гомологичность в строении клеток.

5. Дифференциация как процесс образования специализированных клеток.

6. Основные различия между клетками животных и растений.

7. Ядро-система сохранения, воспроизведения и реализации генетической информации. Основные функции ядра: транскрипции, редупликация, перераспределение генетического материала.

8. Интерфазное ядро, основные элементы его структуры: хроматин, ядрышко, ядерный сок, ядерная оболочка, ядерный белковый матрикс.

9. Ядерная облочка, ее строение, функциональное значение.Строение ядерных пор.

10.Ядерный белковый матрикс. Ядерно-цитоплазматическое взаимодействие.

11.Плазматическая мембрана, ее строение и функции.

12.Цитоплазма как сложноструктурированная система. Общий химический состав цитоплазмы. Органоиды цитоплазмы. Матрикс цитоплазмы.

14.Вакуолярная система внутриклеточного синтеза и транспорта биополимеров.

15.Эндоплазматическая сеть (ретикулум). Понятие и общая характеристика. Гранулярная эндоплазматическая сеть- эргастоплазма, ее строение, химическая композиция и основная роль как структуры, участвующей в синтезе экспортируемых из клетки белков.

16.Гладкая эндоплазматическая сеть. Структурная характеристика и химия. Связь гдадкого ретикулума с синтезом полисахаридов, жиров, стероидов и других молекул. Роль гладкой ЭПС в дезактивации различных химических реагентов. Связь с функцией проведения возбуждения в мышечной ткани.

17.Аппарат Гольджи. Общая характеристика, локализация в клетке, микроскопическое строение, ультраструктура и функции. Диктиосома.

18. Функции аппарата Гольджи: сегрегция, накопление, созревание и экскреция секретов и других веществ в клетке.

19.Пластиды. Тонкое строение хлоропластов, их развитие. Функция пластид. Лейкопласты, хромопласты. Происхождение пластид.

20. Вакуолярная система клеток растений. Центральная вакуоль. Тонопласт.

21. Развитие и происхождение вакуолярной системы, ее функциональное значение

4.ФОРМЫ ПРОМЕЖУТОЧНОГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ

4.1 Формы промежуточного контроля. По разделам программы проводятся письменные контрольные работы или тестовые задания во время практических занятий, которые оцениваются по 5-бальной системе.

К каждому разделу программы составлены контрольные вопросы, на которые студенты во время практических занятий и выполнения самостоятельной работы дают письменные ответы. Оцениваются по по 5-бальной системе. Кроме того, предусмотрено решение задач по темам 2,4,5,6,7.8, оценивается как зачет по соответствующей теме.

По темам «Цитоскелет клетки», «Воспроизведение клеток», «Дифференциация и патология клеток» и т.д. выполняется и оформляется в письменной форме реферат, план которого выдается. Срок сдачи реферата не позднее 15мая, оценивается по 5-балльной системе.

Защита работы проводится на практических занятиях по данной теме, а также во внеаудиторные часы, установленные для КСР. Защита включает устное изложение содержания работы, ответы на вопросы, оппонирование авторами других рефератов. Оценка складывается из: а) оценки преподавателя за письменную работу; б) оценки за устное изложение; в) оценки за оппонирование. Преподаватель выносит одну результатирующую оценку.

4.2. Форма итогового контроля – экзамен по цитологии в форме собеседования во время сессии по экзаменационным билетам, которые приведены в Учебно-методическом комплексе. Результаты сдачи экзаменов оцениваются по 5-бальной системе.

5. УЧЕБНО- МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КУРСА

Интернет-источники

ссылка скрыта; ссылка скрыта

ссылка скрыта; ссылка скрыта; ссылка скрыта

ссылка скрыта, ссылка скрыта; ссылка скрыта

Оборудование

1. Фотоэлектроколориметр «КФК-2», микроскопы МБС-10 стереоскопические, МВ-308, МЛ-2, Р-14, МБИ-6, МБИ-15, химическая посуда и реактивы.

2. Просвечивающий и сканирующий микроскопы при проведении практического занятия по теме «Методы исследования в цитологии» в лабораториях электронной микроскопии ЛИН (согласно договору о сотрудничестве биолого-почвенного фак-та ИГУ и ЛИН).

3. Мультимедийная установка и ПК факультета.

Материалы

1. Демонстрационные материалы в виде таблиц, схем, рисунков.

2. Электронные микрофотографии.

3. Набор препаратов для изучения строения растительных и животных клеток, отдельных органелл, процессов деления клеток, неклеточных структур.

Литература

Основная
  1. Верещагина В.А. Основы общей цитологии : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / В.А. Верещагина. - М.: ИЦ «Академия», 2007. – 176 с.
  2. Камкин А.Г. Физиология и молекулярная биология мембран клеток : учеб. пособие для студ. высш. мед. учеб. заведений / А.Г. Камкин, И.С. Киселева. – М.: ИЦ «Академия», 2008. – 592 с.
  3. Ченцов Ю.С. Введение в клеточную биологию: учебник для вузов / Ю.С. Ченцов. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. – 495 с.

Дополнительная

1. Атлас микроскопического и ультрамикроскопического строения клеток, тканей, органов/ В.Г.Елисеев, Ю.И. Афанасьев, Е.Ф. Котовский и др. – М.: Медицина. 2004.

2. Биофизика: Учебник для вузов / под ред. В.Г. Артюкова. – Екатеринбург: Деловая книга, 2010. – 293 с.

3. Гистология, цитология и эмбриология: учебник/ под ред. Ю.И. Афанасьева, С.Л. Кузнецова, Н.А. Юриной.- М.: Медицина, 2004.

4. Дерябин Д.Г. Функциональная морфология клетки : учеб. пособие / Д.Г. Дерябин. – М.: КДУ, 2005.- 320 с.

5. Комов В.П. Биохимия : учеб. для вузов / В.П. Комов, В.Н. Шведова. – М.: Дрофа, 2008. – 638 с.

6. Коничев А.С. Молекулярная биология / А.С. Коничев, Г.А. Севастьянова. – М.: Академия, 2005.- 400 с.

7. Лабораторные занятия по курсу гистологии, цитологии и эмбриологии: Учеб пособие для мед. ВУЗов /под ред. Ю.И. Афанасьева, А.Н.Яцковского.- М.: Медицина, 2004.


ЛИСТ ОБНОВЛЕНИЯ

Дата
Внесенные обновления
Подпись автора
Подпись зав. кафедрой













Программу составила Музалевская О.В., доцент кафедры физиологии растений, клеточной биологии и генетики биолого-почвенного факультета ИГУ __________

Программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры физиологии растений, клеточной биологии и генетики ____________

дата


Зав. кафедрой физиологии растений, клеточной биологии и генетики, чл.-кор. РАН ___________________ Р.К. Саляев


Согласовано: председатель УМК биолого-почвенного факультета, профессор А. Н. Матвеев __________