Зертханалық сабақ Цитология және гистология
ЦИТО
ЛОГИЯ
ЛОГИЯ
Жасуша — тіршіліктің негізгі бірлігі
3D виртуалды жұмыс: микроскопиядан бастап органоидтар мен жасуша бөлінуіне дейін
🧬 17 тақырып🌀 16 интерактивті 3D модель📱 3 QR-зертхана
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
02 Сабақ құрылымы
Оқу нәтижелері және жоспар
🎯 Мақсаты
Жасушаның ультрақұрылымын 3D модельдер арқылы зерттеп, органоидтардың құрылысы мен қызметін байланыстыру; бөліну механизмдерін клиникалық жағдайлармен ұштастыру.
Сабақ соңында студент:
- микроскопия әдістерін салыстырып, препарат дайындау кезеңдерін сипаттайды;
- өсімдік және жануар жасушаларын құрылысы бойынша ажыратады;
- мембраналы және мембранасыз органоидтардың құрылыс–қызмет байланысын түсіндіреді;
- митоз бен мейоз фазаларын анықтап, n/c формуласын есептейді;
- жасуша патологиясын (лизосома, митохондрия, ажырамау) кейс арқылы талдайды.
⏱ Жоспар · 80 минут
5′Мотивация: «Жасуша ішіне саяхат»
10′Микроскопия · жасуша теориясы
30′3D тур: мембрана → органоидтар → ядро
10′Жасуша бөлінуі: митоз, мейоз
15′QR-зертхана: 3 тапсырма телефонда
10′Клиникалық кейс · бағалау · рефлексия
Әдістер: 3D-визуализацияКейс-стадиFlipped-labФормативті бағалау
03 Микроскопиялық зерттеулер
Көзге көрінбейтінді көру
Жарық микроскопыАжырату ≈ 0,2 мкм · ×40–×1500
жасуша, ядро, хлоропласт
жасуша, ядро, хлоропласт
Электрондық (ТЭМ/СЭМ)Ажырату ≈ 0,1–1 нм · ×10⁶
ультрақұрылым, мембраналар
ультрақұрылым, мембраналар
Флуоресценттік / конфокальдыТаңбаланған белоктар, 3D-қималар, тірі жасуша
Фазалы-контрастыБоялмаған тірі жасушаларды бақылау
🧪 Гистологиялық препарат дайындау
Фиксация (формалин) → сусыздандыру (спирттер) → парафинге құю → микротомда кесу (5–7 мкм) → бояу (гематоксилин–эозин) → бальзаммен жабу
Үлкейту = окуляр × объектив · 10 × 40 = ×400
🖱 айналдыр
04 Тарих және теория
Жасуша теориясы
📜 Негізгі кезеңдер
1665Р. Гук — тығын кесіндісінде «cellula» (ұяшық)
1674А. ван Левенгук — бір жасушалы тірі ағзалар
1831Р. Броун — ядроны сипаттады
1838–39М. Шлейден, Т. Шванн — жасуша теориясы
1855Р. Вирхов — «Omnis cellula e cellula»
1931Э. Руска, М. Кнолль — электрондық микроскоп
✅ Қазіргі қағидалары
- Жасуша — тірі ағзалардың құрылымдық, қызметтік және даму бірлігі.
- Барлық жасушалардың құрылысы мен химиялық құрамы ұқсас (гомология).
- Жасуша тек бастапқы жасушаның бөлінуі арқылы түзіледі.
- Көпжасушалы ағза — ұлпаларға, мүшелерге біріккен жасушалар жүйесі.
- Жасушада тұқым қуалау ақпараты сақталады және беріледі.
Ойлан:Вирустар жасуша теориясына неге сәйкес келмейді?
05 Өсімдік жасушасы · Жануар жасушасы
Ұқсастығы мен айырмашылығы
| Белгі | Өсімдік | Жануар |
|---|---|---|
| Жасуша қабырғасы | Целлюлоза | Жоқ (гликокаликс) |
| Пластидтер | Бар | Жоқ |
| Орталық вакуоль | Ірі, тургор | Ұсақ, уақытша |
| Центриольдер | Жоғары өсімдікте жоқ | Бар |
| Қор зат | Крахмал | Гликоген |
| Қоректену | Автотрофты | Гетеротрофты |
| Пішіні | Тұрақты | Өзгермелі |
| Байланыс | Плазмодесмалар | Саңылаулы байланыс |
🖱 айналдыр
06 Цитоплазма құрылымы
Цитоплазма және цитоскелет
Цитоплазма құрамы
- Гиалоплазма (цитозоль) — су, иондар, ферменттер; гликолиз, белок синтезі жүреді
- Органоидтар — тұрақты құрылымдар (мембраналы / мембранасыз)
- Қосындылар — уақытша: гликоген, май тамшылары, пигменттер
Цитоскелет · 3 жүйе
Микротүтікше25 нм · тубулин · тасымал, ұршық, кірпікшелер
Аралық10 нм · кератин, виментин · беріктік
Микрофиламент7 нм · актин · қозғалыс, цитокинез
Модельде:сары көпіршіктер микротүтікше бойымен кинезин моторы арқылы тасымалданады
🖱 айналдыр
07 Плазматикалық мембрана
Сұйық-мозаикалық модель
Құрылысы · Сингер–Николсон, 1972 · қалыңдығы 7–10 нм
- Фосфолипидтік қос қабат: гидрофильді «бас» сыртта, гидрофобты «құйрық» ішке қараған
- Белоктар: интегралды, жартылай интегралды, перифериялық
- Холестерин — тұтқырлықты реттейді; гликокаликс — тану, рецепция
Тасымалдау түрлері
ПассивтіДиффузия, жеңілдетілген диффузия (канал, тасымалдаушы), осмос — АТФ жұмсалмайды
БелсендіNa⁺/K⁺-АТФаза: 3 Na⁺ сыртқа, 2 K⁺ ішке; АТФ жұмсалады
ЭндоцитозФагоцитоз, пиноцитоз, рецептор-тәуелді
ЭкзоцитозСекреция: гормон, фермент, медиатор
🖱 айналдыр · сары иондар каналдан өтеді
08 Жасушаның химиялық құрамы
Жасуша неден тұрады?
Элементтер
Органогендер · 98%O 65–75% · C 15–18% · H 8–10% · N 1,5–3%
МакроэлементтерK, Na, Ca, Mg, P, S, Cl, Fe (0,01–1%)
МикроэлементтерZn, Cu, I, F, Mn, Co, Mo (<0,01%)
МысалI → тироксин; Fe → гемоглобин; Mg → хлорофилл
Заттар
🖱 айналдыр
09 ЭПТ · Гольджи аппараты
Жасушаның конвейері
Эндоплазмалық тор
- Түйіршікті (бүршікті) — рибосомалар бар: секреторлы және мембраналық белоктар, гликозилдену
- Тегіс (агранулярлы) — липид, стероид синтезі; бауырда детоксикация; бұлшық етте Ca²⁺ қоры (саркоплазмалық тор)
Гольджи аппараты (К. Гольджи, 1898)
- Диктиосома: 5–8 жалпақ цистерна; cis-бет ЭПТ-ға, trans-бет мембранаға қарайды
- Белоктарды модификациялау, сұрыптау, буып-түю; лизосома, акросома түзу
- Өсімдікте — жасуша қабырғасының полисахаридтері
Секреция жолы:рибосома → түйіршікті ЭПТ → көпіршік → Гольджи (cis → trans) → секреторлы көпіршік → экзоцитоз
🖱 айналдыр · көпіршіктер қозғалады
10 Лизосомалар · Рибосомалар
Қорыту және синтез
Лизосомалар (К. де Дюв, 1955)
Бір мембраналы, 50-ден астам қышқыл гидролаза, pH 4,5–5 (H⁺-сорғы).
БіріншілікГольджиден жаңа бөлінген, белсенді емес
ЕкіншілікФаголизосома, аутофаголизосома
Қалдық денешіктерЛипофусцин (қартаю пигменті)
АутолизЖасушаның өздігінен қорытылуы
Рибосомалар (Дж. Паладе, 1955)
- Мембранасыз, рРНҚ + белок; ядрошықта жиналады
- Прокариот 70S (50S+30S) · Эукариот 80S (60S+40S)
- Еркін — цитозоль белоктары; ЭПТ-дағы — экспорт белоктары; полисома
🖱 айналдыр · бактерия қорытылады, белок тізбегі өседі
11 Митохондриялар
Жасушаның энергетикалық станциясы
Құрылысы
- Қос мембрана: сыртқысы тегіс, ішкісі кристалар түзеді
- Матрикс: сақиналы мтДНҚ, 70S рибосомалар, Кребс циклінің ферменттері
- Мөлшері 0,5–1 × 1–10 мкм; бауыр жасушасында 1000–2000
Қызметі
- Тотығу фосфорлануы: тыныс алу тізбегі + АТФ-синтаза
- Глюкозаның толық тотығуы: ≈ 36–38 АТФ (гликолизде тек 2)
- Апоптозды реттеу (цитохром c), Ca²⁺ қоры
Эндосимбиоз теориясы:өз ДНҚ-сы, 70S рибосома, қос мембрана, бөлінуі бактерияға ұқсас → ежелгі аэробты бактерия
🖱 айналдыр · сары нүктелер — АТФ
12 Пластидтер
Хлоро-, хромо-, лейкопластар
Хлоропластар
Қос мембрана, строма, тилакоидтар граналарға жиналған; хлорофилл a, b; өз ДНҚ-сы мен 70S рибосомасы. Жапырақ жасушасында 20–100.
Хромопластар
Каротиноидтар (сары, қызғылт сары, қызыл): гүл, жеміс түсі (сәбіз, қызанақ) — тозаңдандырушылар мен таратушыларды тартады.
Лейкопластар
Түссіз; қор жинайды: амилопласт — крахмал, элайопласт — май, протеинопласт — белок (картоп түйнегі).
Өзара айналу:лейкопласт → хлоропласт (картоп жарықта көгереді) → хромопласт (күзгі жапырақ). Хромопласт — соңғы саты.
🖱 айналдыр
13 Фотосинтез
Жарық → химиялық энергия
6CO₂ + 6H₂O —жарық, хлорофилл→ C₆H₁₂O₆ + 6O₂
☀️ Жарық фазасы · тилакоид мембранасы
- Хлорофилл қозады, электрондар тасымал тізбегіне өтеді (ФЖ II → ФЖ I)
- Судың фотолизі: 2H₂O → 4H⁺ + 4e⁻ + O₂↑
- Нәтижесі: АТФ және НАДФ·Н
🌙 Қараңғы фаза · строма (Кальвин циклі)
- CO₂ фиксациясы: RuBisCO ферменті, рибулозобисфосфатпен
- АТФ мен НАДФ·Н энергиясымен глюкоза синтезі
- 1 глюкозаға: 6 CO₂, 18 АТФ, 12 НАДФ·Н
🖱 айналдыр
14 Жасуша орталығы
Центросома: 9 × 3 + 0
Құрылысы
- Екі центриоль бір-біріне перпендикуляр орналасқан (диплосома)
- Әр центриоль — 9 микротүтікше триплетінен тұратын цилиндр, ортасында түтікше жоқ
- Айналасында — перицентриолярлық матрикс (γ-тубулин)
Қызметі
- Микротүтікшелерді ұйымдастыру орталығы (МТОЦ)
- Бөліну ұршығын түзу, хромосомалардың ажырауы
- Базальді денешік: кірпікшелер мен талшықтар (9×2+2)
- S-кезеңде екі еселенеді
Салыстыр:жоғары сатыдағы өсімдіктерде центриоль жоқ, бірақ ұршық бәрібір түзіледі
🖱 айналдыр
15 Ядро құрылысы мен қызметі
Ядро және ядрошық
Ядро қабықшасы
- Қос мембрана, арасы — перинуклеарлық кеңістік (20–40 нм)
- Сыртқы мембрана ЭПТ-мен жалғасады, бетінде рибосомалар
- Ядро поралары (≈ 3000–4000): иРНҚ шығады, белоктар кіреді
Ішкі құрамы
ХроматинДНҚ + гистондар; эухроматин — белсенді, гетерохроматин — тығыз
ЯдрошықМембранасыз; рРНҚ синтезі, рибосома суббірліктері
КариоплазмаНуклеоплазма: ферменттер, нуклеотидтер
Ядролық матриксЛамина: пішінді сақтайды
🖱 айналдыр
16 Жасуша бөлінуі
Митоз жолдары · Мейоз фазалары
| Белгі | Митоз | Мейоз |
|---|---|---|
| Жасушалар | Соматикалық | Жыныс (гаметогенез) |
| Бөліну саны | 1 | 2 (I – редукциялық, II – эквациялық) |
| Конъюгация, кроссинговер | Жоқ | Профаза I |
| Нәтиже | 2 жасуша · 2n2c | 4 жасуша · n1c |
| Маңызы | Өсу, регенерация, генетикалық тұрақтылық | Хромосома санының тұрақтылығы, комбинативті өзгергіштік |
Мейоз I профазасы:лептотена → зиготена (конъюгация) → пахитена (кроссинговер) → диплотена (хиазмалар) → диакинез
Басқа жолдар:амитоз (тікелей бөліну), эндомитоз (полиплоидия, бауыр), политения (дрозофила)
Интерфаза
2n = 4 · модель автоматты
17 3D виртуалды зертхана
Органоидты басып зертте
👆 Модельдегі органоидты бас
Студент тақтаға шығып, органоидты басады да, құрылысы мен қызметін өз сөзімен түсіндіреді. Төменде — ақпарат шығады.
Тапсырма тақтада (жұппен)
- Секреторлы белоктың жолын органоид бойынша 5 рет басып көрсет
- Екі мембраналы органоидтарды тап
- Мембранасыз органоидтарды тап
- Өсімдік жасушасында қай органоид жоқ / артық?
🖱 бас · айналдыр · жақындат
18 QR-зертхана · телефонмен
Үш виртуалды тапсырма
🔬 1 · Органоидты тап
3D жасушада жыпылықтаған органоидты атап, қызметін таңда. 10 раунд.
20 балл🧬 2 · Бөліну шебері
Митоз фазаларын ретке қой, n/c формуласын есепте, митоз/мейозды сұрыпта.
20 балл🩺 3 · Кейс-тест
12 сұрақ: құрылыс → қызмет → патология. Жауаптар тексергеннен кейін ашылады.
20 баллКодсыз ашылады · аты-жөніңді жаз · соңғы экранның скриншотын жұмыс парағына тірке
19 Клиникалық кейс
Органоид бұзылса не болады?
Кейс 1 · Лизосома
8 айлық сәбиде қозғалыс дағдылары жоғалып келеді, көз түбінде «шие-қызыл дақ» анықталды. Нейрондарда GM2-ганглиозид жиналған.
Сұрақ: Қай органоидтың ферменті жетіспейді? Неге ең алдымен нейрондар зақымданады? Аурудың атауы?
Кейс 2 · Митохондрия
23 жастағы науқаста бұлшық ет әлсіздігі, тез шаршау, қанда лактат жоғары. Ауру отбасында тек анасы арқылы беріледі.
Сұрақ: Неге тек анадан беріледі? Неге бұлшық ет пен жүйке ұлпасы көбірек зардап шегеді? Лактат неге көбейеді?
Кейс 3 · Бөліну
Нәрестенің кариотипі: 47,XX,+21. Ал басқа науқаста жасушалардың бір бөлігі 46, бір бөлігі 47 хромосомалы.
Сұрақ: Мейоздың қай фазасында қате болды? Екінші жағдай (мозаицизм) қалай түсіндіріледі?
Топпен талқылау 5 минут · жауапты жұмыс парағының 4-бетіне жаз
20 Бағалау · Рефлексия
Не білдім, не үйрендім?
📊 Бағалау · 100 балл
| Жұмыс түрі | Балл |
|---|---|
| QR-1 «Органоидты тап» | 20 |
| QR-2 «Бөліну шебері» | 20 |
| QR-3 «Кейс-тест» | 20 |
| Жұмыс парағы (5 тапсырма) | 30 |
| 3D-зертханадағы белсенділік, кейс талқылау | 10 |
90–100 «өте жақсы» · 75–89 «жақсы» · 50–74 «қанағаттанарлық»
🪞 Рефлексия «3–2–1»
- 3 — бүгін түсінген органоид және оның қызметі
- 2 — құрылыс пен қызмет арасындағы байланыс мысалы
- 1 — әлі де сұрағым келетін сұрақ
🏠 Өздік жұмыс (СӨЖ)
- Бір органоидтың 3D моделін (пластилин / Blender / Tinkercad) жасап, 2 минуттық видео-түсіндірме
- Келесі сабақ: Гистология · эпителий ұлпасы