Biology Lab Midterm Material 2024 PDF
Document Details
Uploaded by Deleted User
2024
Tags
Summary
This document, titled "Biology Lab" and containing material for a midterm, covers cell structure and function and includes prokaryotic and eukaryotic cells. It references the Modern cell theory, emphasizing the cell's role in biology and the fundamental similarities between organisms.
Full Transcript
Cell structure and function Introduction The cell is the basic structural, functional, and biological “or الخلية هي الوحدة األساسية البنائية و الوظيفية و ال...
Cell structure and function Introduction The cell is the basic structural, functional, and biological “or الخلية هي الوحدة األساسية البنائية و الوظيفية و الحيوية (وحدة we could just say fundamental” unit for all living organisms. و هي أصغر وحدة.التركيب و الوظيفة) لجميع الكائنات الحية It is the smallest unit of life capable of performing all life حيوية قادرة على القيام بالوظائف الحيوية جميعها و االنقسام من functioning and replicate independently..تلقاء نفسها There is a theory known as Modern cell theory. The basic principles of this theory are: :هناك ما يعرف بنظرية الخلية الحديثة و مبادؤها كالتالي ▪ All known living things are made up of one or األقل كل الكائنات الحية تتكون من خلية واحدة على more cells. سابقة كل الخاليا الموجودة هي نتاج انقسام خاليا الخلية هي وحدة التركيب و الوظيفة في جميع الكائنات الحية ▪ All living cells arise from pre-existing cells by وظائف و أنشطة الكائنات تعتمد على مجموع أنشطة و وظيفة جميع division. الخاليا مجتمعة ▪ The cell is the fundamental unit of structure and عمليات األيض و تحويل الطاقة تحصل على مستوى الخلية function in all living organisms. والموجود في الكروموسومات كما تحتويDNA الخاليا تحتوي على الموجود في نواة الخلية والسيتوبالزمRNA على ال ▪ The activity of an organism depends on the total جميع الخاليا في الكائنات الحية من األنواع المتشابهة تشترك في activity of independent cells. , البروتينات, المكونات الكيميائية األساسية مثل الكربوهيدرات ▪ Energy flow (metabolism and biochemistry) الدهون و الفيتامينات و غيرها occurs within cells. ▪ Cells contain DNA which is found specifically in the chromosome and RNA found in the cell nucleus and Cytoplasm. ▪ All cells are basically the same in chemical composition in organisms of similar species. We have two types of cells: Prokaryotes and بدائية النواة و حقيقية النواة:هناك نوعان من الخاليا Eukaryotes :* الخاليا بدائية النواة )ال تحتوي على نواة) تحتوي مملكتين ▪ Prokaryote includes two domains: bacteria and البكتيريا و العتائق (فوق مملكة األثريات) ← كائنات حية من خلية archaea and they are all unicellular “composed of a )واحدة فقط (أحادية الخلية single cell”. الطالئعيات و الفطريات و الحيوان و:* الخاليا حقيقة النواة تضم النبات و الطحالب← قد تكون أحادية الخلية أو متعددة الخاليا ▪ Eukaryote includes Protists طالئعيات, fungi فطريات, ً النباتات و الحيوانات تتكون من خاليا حقيقية النواة و تعدان تجمعا animals, plants, and algae طحالب ألنواع عديدة من الخاليا المتخصصة التي ال تستطيع البقاء على ✓ They could be unicellular such as (protozoa, amoeba قيد الحياة لفترة طويلة لوحدها (بما معناه انه الكائنات متعددة and paramecium) or multicellular such as (plants, الزم... الخاليا خالياها ما بتقدر كل وحده فيهم تنجو لحالها )بشتغلوا كوحدة واحدة animals, fungi, and algae). Multicellular eukaryotes are a collection of many kinds of specialized cells that could not survive for a long time on their own. Common features for cells الخصائص المشتركة للخاليا All cells share certain basic features: 1. They are all bounded by plasma membrane :جميع الخاليا تشترك ببعض الخصائص و هي (plasmalemma). جميع الحاليا محاطة بغشاء بالزمي 2. Inside all cells is a semifluid substance called cytosol توجد مادة شبه سائلة داخل الخاليا تسمى السايتوسول (cytoplasm). جميع الخاليا تحتوي على كروموسومات و التي تحمل 3. All cells contain chromosomes, which carry genes in the DNA الجينات على شكل form of DNA. )الرايبوسومات (مصانع البروتين 4. Ribosomes. Page2 Cell structure and function Introduction The cell is the basic structural, functional, and biological “or الخلية هي الوحدة األساسية البنائية و الوظيفية و الحيوية (وحدة we could just say fundamental” unit for all living organisms. و هي أصغر وحدة.التركيب و الوظيفة) لجميع الكائنات الحية It is the smallest unit of life capable of performing all life حيوية قادرة على القيام بالوظائف الحيوية جميعها و االنقسام من functioning and replicate independently..تلقاء نفسها There is a theory known as Modern cell theory. The basic principles of this theory are: :هناك ما يعرف بنظرية الخلية الحديثة و مبادؤها كالتالي ▪ All known living things are made up of one or األقل كل الكائنات الحية تتكون من خلية واحدة على more cells. سابقة كل الخاليا الموجودة هي نتاج انقسام خاليا الخلية هي وحدة التركيب و الوظيفة في جميع الكائنات الحية ▪ All living cells arise from pre-existing cells by وظائف و أنشطة الكائنات تعتمد على مجموع أنشطة و وظيفة جميع division. الخاليا مجتمعة ▪ The cell is the fundamental unit of structure and عمليات األيض و تحويل الطاقة تحصل على مستوى الخلية function in all living organisms. والموجود في الكروموسومات كما تحتويDNA الخاليا تحتوي على الموجود في نواة الخلية والسيتوبالزمRNA على ال ▪ The activity of an organism depends on the total جميع الخاليا في الكائنات الحية من األنواع المتشابهة تشترك في activity of independent cells. , البروتينات, المكونات الكيميائية األساسية مثل الكربوهيدرات ▪ Energy flow (metabolism and biochemistry) الدهون و الفيتامينات و غيرها occurs within cells. ▪ Cells contain DNA which is found specifically in the chromosome and RNA found in the cell nucleus and Cytoplasm. ▪ All cells are basically the same in chemical composition in organisms of similar species. We have two types of cells: Prokaryotes and بدائية النواة و حقيقية النواة:هناك نوعان من الخاليا Eukaryotes :* الخاليا بدائية النواة )ال تحتوي على نواة) تحتوي مملكتين ▪ Prokaryote includes two domains: bacteria and البكتيريا و العتائق (فوق مملكة األثريات) ← كائنات حية من خلية archaea and they are all unicellular “composed of a )واحدة فقط (أحادية الخلية single cell”. الطالئعيات و الفطريات و الحيوان و:* الخاليا حقيقة النواة تضم النبات و الطحالب← قد تكون أحادية الخلية أو متعددة الخاليا ▪ Eukaryote includes Protists طالئعيات, fungi فطريات, ً النباتات و الحيوانات تتكون من خاليا حقيقية النواة و تعدان تجمعا animals, plants, and algae طحالب ألنواع عديدة من الخاليا المتخصصة التي ال تستطيع البقاء على ✓ They could be unicellular such as (protozoa, amoeba قيد الحياة لفترة طويلة لوحدها (بما معناه انه الكائنات متعددة and paramecium) or multicellular such as (plants, الزم... الخاليا خالياها ما بتقدر كل وحده فيهم تنجو لحالها )بشتغلوا كوحدة واحدة animals, fungi, and algae). Multicellular eukaryotes are a collection of many kinds of specialized cells that could not survive for a long time on their own. Common features for cells الخصائص المشتركة للخاليا All cells share certain basic features: 1. They are all bounded by plasma membrane :جميع الخاليا تشترك ببعض الخصائص و هي (plasmalemma). جميع الحاليا محاطة بغشاء بالزمي 2. Inside all cells is a semifluid substance called cytosol توجد مادة شبه سائلة داخل الخاليا تسمى السايتوسول (cytoplasm). جميع الخاليا تحتوي على كروموسومات و التي تحمل 3. All cells contain chromosomes, which carry genes in the DNA الجينات على شكل form of DNA. )الرايبوسومات (مصانع البروتين 4. Ribosomes. Page2 Comparison between prokaryotic and eukaryotic cells Prokaryotic cell بدائية النواة Eukaryotic cell حقيقية النواة Nucleus النواة No nuclear membrane (envelope) or nucleoli. True nucleus, consisting of nuclear DNA in an unbound region called ‘nucleiod’ membrane & nucleoli في منطقة غيرDNA و ال. ال يوجد غالف نووي أو نوية نواة حقيقية محاطة بغالف نووي و تحتوي نوية محاطة بغشاء تسمى النيكليويد Membrane-bound No membrane-bound organelles Present; examples: lysosomes, golgi organelles ال يوجد complex, endoplasmic reticulum, العضيات mitochondria & chloroplast الشبكة, أجسام جولجي:يوجد و من األمثلة الميتوكندريا و البالستيدات الخضراء,االندوبالزمية Size الحجم Smaller (0.1-5micro in diameter) اصغر Larger ( اكبر10-100 micro in diameter) Flagella In some types of prokaryotes and structurally In some types of eukaryotic cells and if األسواط simple. Consist of 2 protein building blocks found it will be Complex; consist of يتكون من وحدتي بناء من البروتين multiple microtubules يتكون من عدد من,معقد األنيبيبات الدقيقة Cell wall Usually present; chemically complex (typical When presents, chemically simple الجدار الخلوي bacterial cell wall includes peptidoglycan) عادة عند وجوده يكون ذا تركيب كيميائي بسيط موجود و تركيبه معقد كيميائيا Plasma membrane No carbohydrates and generally lacks sterols Sterols and carbohydrates that serve as الغشاء البالزمي ال يحوي على كربوهيدرات و عامة يفتقر للستيرول receptors present يحوي على ستيرول و كربوهيدرات و التي تعمل كمستقبالت Cytoplasm No cytoskeleton or cytoplasmic streaming ال Cytoskeleton; cytoplasmic streaming السيتوبالزم يوجد هيكل خلوي او تدفق بروتوبالزمي يوجد هيكل خلوي و تدفق بروتوبالزمي Ribosomes Smaller size (70s) صغير الحجم Larger size (80s), smaller size (70 s) in الرايبوسومات organelles كبيرة الحجم و تكون أصغر في العضيات Chromosomes (DNA) Singular circular or linear chromosome; lacks Multiple linear chromosomes with arrangement histones histones الكروموسومات و ترتيب ال تفتقر لبروتينات الهستون,كروموسوم حلقي او خطي واحد كروموسومات خطية متعددة مع هستونات DNA Cell division and Binary fission Mitosis (somatic cells) or miosis (sex reproductive Asexual reproductive; or transfer of DNA cells) االنقسام الخلوي و التكاثر fragments only (conjugation) Sexual and asexual reproductive تنقسم باالنشطار الثنائي و تتكاثر بشكل ال جنسي او عبر نقل تنقسم اما انقسام متساوي (خاليا جسدية) أو انقسام DNA قطع من ال منصف (خاليا جنسية ) و التكاثر قد يكون جنسي و ال جنسي Level of organization Unicellular Unicellular or Multicellular Page3 Prokaryotic cells Experiment ❖ Remember that: Examples on prokaryotes are Bacteria and archaea. These organisms lack nuclear membrane and البكتيريا و العتائق:من األمثلة على الخاليا بدائية النواة internal cell organelles. هذه الكائنات تفتقر للغالف النووي و العضيات ❖ For staining bacteria, we use crystal violet stains ▪ Flagella (Simple): for the movement of bacteria (gliding motion) or nourishment (if the cell in not motile) ▪ Food granules: store food to be hydrolyzed ▪ Ribosomes: protein synthesis ▪ Pili: transfer of genetic material by conjugation (attachment to surfaces) ▪ Capsule: the outer covering of the bacteria that is composed of carbohydrates or lipids or both and this structure aid the bacteria to attach to the surface and also prevent the detection of bacteria by human immune system thus increase bacterial virulence. ▪ cytoplasm: where metabolic pathways take place as synthesis of material, fermentation, DNA replication and translation ▪ cell wall: protects and hold the shape of the bacteria and is composed of lipopolysaccharide, peptidoglycans or mycolic acid + prevents dehydration ▪ Plasma membrane: where the exchange between the cell and its surrounding takes place. ▪ Plasmid: extrachromosomal DNA molecule that can replicate co- independently, aid in the synthesis of enzymes that help in antibiotic resistance (protection). ▪ fimbriae: used to attach to other cells ▪ Nucleoid: the area of genetic material (the area of cytoplasm where the chromosomes are found). No details shown Eukaryotic cells Experiment ❖ Paramecium ▪ Contractile vacuole: regulate the osmotic pressure inside the cell (get rid of excess water) ▪ Pellicle: support and protect the plasma membrane + maintain the shape of the cell ▪ Macronucleus: for vegetative activities (metabolic activities) ▪ Micronucleus: for reproduction ▪ Food vacuoles: store the food to be hydrolyzed ▪ Gullet: act as a mouth (food vacuoles are found at the end of the gullet) ▪ Cilia: for movement ▪ Cytoproct: cellular anus which fuse with the plasma membrane and open outside the cell to secrete the waste outside the cell ▪ plasma membrane Page4 ✓ Lugol’s solution " "اسم صبغةused to stain plant tissues. It’s rich with starch ( ;)النشاso it binds to تستعمل لصبغ الخاليا النباتية حيث أن الخاليا النباتيةlugol صبغة starch therefore the plant tissue appears غنية بالنشا و هذه الصبغة ترتبط بالنشا فتبدو الخاليا النباتية واضحة clearly. تحت المجهر ❖ B.plant cells (Practical) ▪ Onion Epidermis and geranium wet mount slide: ▪ You need: ✓ Lugol’s iodine solution ✓ Cover slip ✓ Onion ✓ Slide ✓ Dissecting needle ✓ Filter paper (to remove ✓ Knife ✓ Forceps excess stain ▪ Steps: 1. Clean the slide with soap and tap water to remove نظف الشريحة بماء الصنبورو الصابون الزالة الغبار.1 dust. و ضعها على مكان نظيفfilter قم بتجفيف الشريحة بورق.2 2. Plot the slide by filter paper and put it in a clean أضف قطرة ماء في منتصف الشريحة.3 area at to top of the bench. باستخدام السكين اقطع البصل الى ارباع.4 3. Add a drop of water at the center of the slide خذ جزء من البصل و قم بقسمه للخلف إلظهار الطبقه الشفافه.5 4. By the knife cut onion bulb into quarters. ) التي تحتاجهاepidermal layer (الطبقة الشفافة هي ال 5. Take a fleshy leaf of the onion and snap it قشر طبقه رقيقه من الطبقة الداخليه و ضعها على الشريحه و.6 backward exposing the epidermis (the transparent.قم بفردها ب استخدام االبره layer is the epidermal layer). على الشريحهiodine قطرات من ال٣-٢ ضع.7 6. Peel off a thin layer of the inner epidermis and تأكد ان يلمس طرف غطاء, اضف غطاء الشريحة بزاوية.8 place it on the slide then spread it by dissecting الشريحة نقطة الصبغة و باستخدام االبرة قم بانزال الغطاء needle. ببطء لتفادي تكوين فقاعات الهواء 7. Add 2-3 drops of iodine to the slide. (The doctor ً ** الخبيزة نفس الخطوات لكن نقطع ورقة الخبيزة و ناخذ أيضا said 1 drop will be enough😊) الجزء الشفاف 8. Lower the cover slip in an angle, let the edge of the Under oil immersion you can see the cytoplasm, cover slip touch the drop of stain and by the needle but you can’t see the plasma membrane with lower it slowly to prevent air bubbles trapping. compound microscope ▪ The geranium is the same but you snap the يمكن رؤية السيتوبالزم لكن ال يمكنX1000 باستخدام تكبير كلي geranium leaf backward and take also the رؤية الغشاء البالزمي باستخدام الكومباوند ميكروسكوب transparent part Page5 + 1. Geranium: 2. Onion epidermis : ▪ You can see that the cells are regular in shape because of the cell wall الخاليا منتظمة في الشكل بسبب وجود الجدار الخلوي ▪ Cell membrane and cell wall are fused together so you can’t distinguish between them. 3. Cheek epithelium: ▪ These cells line the mucus membranes of your mouth :مسحة الخد and they are easily sloughed off. الخاليا المبطنة للغشاء المخاطي داخل الفم يمكن كشطها بسهولة ▪ They are categorized as “squamous epithelium”. squamous epithelium تندرج هذه الخالي تحت نوع خاليا يسمي Practical ▪ You need: ✓ Methylene blue ✓ Toothpick ✓ Dissecting needle ✓ Slide ✓ Cover slip ✓ Filter paper ▪ Steps: 1. Clean the slide with soap and tap water to remove نظف الشريحة بماء الصنبورو الصابون الزالة.1 dust الغبار 2. Plot the slide by filter paper and put it in a clean و ضعها علىfilter قم بتجفيف الشريحة بورق.2 area at the top of the bench مكان نظيف 3. Add 2-3 drops of water قطرات من الماء على الشريحة٣-٢ ضع.3 4. Take a toothpick and move it smoothly and gently حرك عود األسنان في باطن الخد.4 on the inner surface of your cheek حرك عود األسنان في الماء ثم تخلص من عود.5 5. Stir the toothpick into the water and get rid of the dust collectorاألسنان بوضعه في ال toothpick in the dust collector تأكد ان يلمس طرف, اضف غطاء الشريحة بزاوية.6 6. Add the cover slip in an angle, let the edge of the غطاء الشريحة الماء و باستخدام االبرة قم بانزال cover slip touch the water and by the needle lower it الغطاء ببطء لتفادي تكوين فقاعات الهواء slowly to prevent air bubbles trapping. قطرات من الصبغه٢-١ اضف.7 7. Add 1-2 drops of methylene blue الزالة اي صبغة زائدةfilter paper استعمل ال.8 8. Remove any excess stain by filter paper Under oil immersion you can see the nucleus and cytoplasm as well as the plasma membrane السيتوبالزم و, يمكن رؤية النواةX1000 تحت تكبير كلي الغشاء البالزمي Page6 Important Notes 1. The reason for staining cells is to enhance visualization of the cell and to highlight colorless نقوم بصبغ العينات حتى تصبح اوضح كما يمكننا ذلك من مشاهدة parts. اجزاء عديمة اللون 2. Cell wall جدار الخليةcomposed of cellulose fibers. جدار الخلية النباتية يتكون من السيليلوز تقوم باالرتباط بالنشا الموجودs iodine’lugol صبغة 3. Chloroplasts organelles that are important in بكثرة في الخاليا الناتية مما يؤدي لصباغتها و تلونها photosynthesis البناء الضوئي البالستيدات الخضراء (الكلوروبالست) هي عضيات مهمة 4. Methylene blue used to stain animal cells. في عملية البناء الضوئي 5. Paramecium is an example of a single-celled تستخدم للخاليا الحيوانيةmethylene blue صبغة ال (unicellular) eukaryotic cell البراميسيوم هو أحد األمثلة على الكائنات الحية التي تتكون من خلية أحادية حقيقة النواة ❖ Typical cell ▪ A typical cell is not found in nature, it’s a model of cell with all the organelles that you can find in both plant and animal cells ❖ Animal cells ▪ Nucleolus ()النوية: Synthesis of ribosomal RNA (rRNA) and ribosomal subunits. ▪ Nucleus ()النواة: Control center for all activities of the cell and houses the chromosomes that contains the genetic material (DNA). DNA مركز التحكم في كل أنشطة الخاليا كما يضم الكروموسومات التي تحوي المادة الوراثية ▪ Nuclear envelope with nuclear pores: Nuclear envelope enclose the nucleoplasm, and the nuclear pores is where the exchange of materials between cytoplasm and nucleoplasm takes place. يغلف الغشاء النووي كما تنظم الثقوب تبادل المواد بين السيتوبالزم و النيوكليوبالزم ▪ Mitochondria: Energy house (produce ATP ) مصنع الطاقة ▪ lysosomes: Cellular digestion تفكيك و هضم العضيات التالفة و الفيروسات و غيرها ▪ Golgi Apparatus: Collect, package, modify, and distributes molecules manufactured in cell معالجة و تجميع و شحن المواد المصنعة في الخلية وتوزيعها ▪ Smooth ER: Aid In synthesis of lipids and carbohydrates تساعد في تصنيع الدهون و الكربوهيدرات Page7 ▪ Rough ER: Studded with ribosomes that synthesize and modify proteins تحوي رايوسومات لتصنيع و تعديل البروتينات ▪ Peroxisome: contains enzymes that carry reaction as detoxifying harmful materials تحوي انزيمات تقوم بتفاعالت مهمة مثل التخلص من السموم ▪ Secretory vesicle: secretion ▪ Centrosome: contains two centrioles that form the microtubules in cell divisions مهمة النقسام الخلية ▪ Cytoskeleton: Support cell organelles, maintain the cell shape, and play a role In cell motion ❖ Proteins when synthesized by ribosomes are not functional yet, to be functional it should undergo some modifications in the Golgi apparatus and the Rough ER. ❖ plant cells: ▪ central vacuole: Maintain pressure against cell wall, Store waste products and nutrients temporarily as it stores salts, mineral, proteins, pigments and helps in plant growth and Detoxification تخزين نفايات الخلية و المواد الغذائية كاألمالح و المعادن و البروتينات و الصبغات كما تلعب دوراً في نمو النبات و, تحافظ على الضغط:الفجوات.التخلص من السموم Page8 Animal and plant cells comparison Test yourself 1- The cell is stained to increase the magnification. a) True b) False Answer: b 2- Paramecium: a) Single-celled prokaryote b) Multicellular eukaryote c) Single-celled eukaryote d) Single-celled bacterium. Answer: c 3- Peroxisomes are only found in animal cells. a) True b) False Answer: b 4- Protein synthesis takes place in..... a) Nucleolus. b) Nucleus. c) Rough endoplasmic reticulum d) Smooth endoplasmic reticulum. Answer: c 5- Lysosomes is only found in plant cells. a) True b) False Answer: b 6- Methylene blue used to stain epidermal cells of onion. a) True b) False Answer: b 7- Collects, packages and distributes molecules manufactured in the cell: a) Lysosome b) Golgi complex. c) Peroxisomes d) Nucleus. Answer: b Page9 8- Cytoskeletons are made of cellulose fibres. a) True b) False Answer: b 9- Guard cells are found in plant cells. a) True b) False Answer: a 10- Plasmid is found in......... a) Plant cell. b) Paramecium. c) Amoeba d) Bacteria. Answer: d 11- All cells consist of the same general chemical composition. a) True b) False Answer: a 12- Why was the cell stained? Answer: To enhance visualization of the cell or certain cellular components under a microscope. 13- What is a tissue? Define a cell? Answer: A tissue is a group of similar cells working together and a cell is the basic structural, functional and biological unit of all living organisms. تم بحمد هللا Done By: Weaam Akhuzahaya Special Thanks to: Rasha Obeidat Mohammed Smadi Ahmad hasan Ali hasan Page10