Пятница, 20.10.2017, 20:48
учим на отлично!
Главная » Файлы » Биология » Лекції з біології (для І курсу)

Біологія. Заняття 28. Тема: Ембріональний період онтогенезу.
28.02.2016, 15:44

План:

1.  Гаметогенез і запліднення.

2.  Етапи індивідуального розвитку організмів.

3.  Формування тканин і органів зародка.

Література: Загальна біологія: Підруч для 11 кл./ М.Є. Кучеренко та інш. 2006. с. 14-24

1. Процес утворення статевих клітин має назву гаме­тогенез (від грец. гамете - дружина або гаметес - чоловік та генезіс).

Розглянемо процеси утворення статевих клітин на прикладі ссав­ців. Яйцеклітини і сперматозоїди, зазвичай, мають гаплоїдний (одинарний) набір хромосом. Вони утворюються в статевих залозах із первинних диплоїдних статевих клітин через низку послідовних стадій: розмноження, росту, дозрівання і формування.

На стадії розмноження первинні статеві кліти­ни діляться шляхом послідовних мітозів, унаслідок чого їхня кількість значно зростає. На стадії росту клітини, які утворилися, збільшуються до певних розмірів. На стадії дозрівання первинні диплоїдні статеві клітини діляться шляхом мейозу і перетво­рюються на незрілі гаплоїдні гамети. Цей процес має свої особливості при утворенні сперматозоїдів і яй­цеклітин.

При дозріванні чоловічих статевих клітин унаслі­док двох послідовних мейотичних поділів утворюється чотири однакові гаплоїдні клітини. На стадії форму­вання ядро і цитоплазма цих клітин ущільнюються, завдяки чому їхні розміри зменшуються. Лише після дозрівання сперматозоїди набувають здатності до са­мостійного пересування і запліднення яйцеклітини.

Під час дозрівання жіночих статевих клітин після першого поділу мейозу утворюються дві різні за роз­мірами гаплоїдні клітини: велика, яка містить запас поживних речовин, необхідних для розвитку зародка, і дрібна (так зване полярне тільце). Після другого ме­йотичного поділу утворюються чотири гаплоїдні кліти­ни: одна велика яйцеклітина і три дрібні полярні тільця. Полярні тільця в процесі розмноження уча­сті не беруть і через деякий час зникають. На стадії формування в яйцеклітини утворюється частина зовнішніх оболонок.

Розбіжності в утворенні сперматозоїдів і яйцеклітин пояснюються тим, що сперматозоїд під час запліднен­ня лише вносить у яйцеклітину спадковий матеріал і тому його маса не має значення для розвитку майбут­нього зародка. Яйцеклітина, крім своєї половини спадкового матеріалу, містить також усі органели і запас поживних речовин, які зародок використовує в про­цесі свого розвитку. Зберігаючи максимальну масу ци­топлазми, яйцеклітина має стати гаплоїдною. Це досягається двома послідовними, але нерівномірни­ми мейотичними поділами: дрібні полярні тільця при­значені саме для видалення зайвого спадкового матеріалу.

У тварин запліднення може бути зовнішнім і внутрішнім. При зовнішньому заплід­ненні жіноча і чоловіча статеві клітини зливаються поза органами статевої системи самки (або гермафро­дитної особини). Зовнішнє запліднення властиве зде­більшого мешканцям водойм (багатощетинковим червам, двостулковим молюскам, річковим ракам, гол­кошкірим, ланцетникам, більшості кісткових риб і земноводних), а також деяким наземним тваринам (наприклад, дощовим черв'якам).

Внутрішнє запліднення відбувається в органах статевої системи самки (або гермафродитної особини). Воно притаманне більшості наземних тварин (комахам, плазунам, птахам, ссавцам), а також багатьом мешканцям водойм (наприклад, хрящовим рибам).

Під час запліднення яйцеклітина активується, в неї проникає сперматозоїд і їхні ядра зливаються. Після проникнення сперматозоїда власти­вості оболонок яйцеклітини змінюються, і вона стає непроникною для інших сперматозоїдів.

Для процесу запліднення водоростям і вищим спо­ровим рослинам необхідна волога, в якій пересувають­ся сперматозоїди. У голонасінних і покритонасінних процес запліднення не залежить від вологості середо­вища. У цих груп рослин заплідненню передує процес запилення. Запилення - це перенесення пилкового зерна, яке містить чоловічі статеві клітини, з пи­ляків тичинок на приймочку маточки (покрито­насінні) або на насінний зачаток (голонасінні). У покритонасінних запилення може відбуватися за до­помогою тварин-запилювачів (комахи, дрібні птахи), вітру, води, а у голонасінних - лише вітру.

Запилення може бути перехресним (якщо пилкове зерно з однієї квітки потрапляє на приймочку маточ­ки іншої) або ж спостерігається самозапилення (пил­кове зерно потрапляє на приймочку маточки тієї самої квітки).

Розглянемо процес запліднення у рослин на при­кладі покритонасінних. Вперше його дослідив 1898 року український вчений С.Г. Навашин. Цей процес дістав назву подвійного запліднення.

Після того, як пилкове зерно потрапляє на прий­мочку маточки, воно набрякає і починається форму­вання пилкової трубки. У пилкову трубку переходять три гаплоїдні клітини — вегетативна і два спермії. Вегетативна клітина утворює поживне середовище для сперміїв і з часом зникає. Пилкова трубка прони­кає в зародковий мішок, який знаходиться всередині насінного зачатка. Зародковий мішок містить сім клітин. На обох його полюсах розташовані шість га­плоїдних клітин, одна з яких яйцеклітина, а в центрі - клітина (центральна) з двома гаплоїдними ядрами. З часом ці ядра зливаються, утворюючи вторинне диплоїдне ядро.

Потрапивши до зародкового мішка, один зі сперміїв зливається з яйцеклітиною. Так утворюється диплоїдна зигота, з якої згодом розвивається зародок. Другий спермій зливається з центральною клітиною, яка вна­слідок цього стає триплоїдною (тобто має три гаплоїдні набори хромосом). У подальшому з цієї клітини роз­вивається тканина - ендосперм, (від грец. ендон — внутрішній і сперма — сім'яна рідина), клітини якої містять поживні речовини, потрібні для розвитку за­родка.

Подвійне запліднення у покритонасінних — це фак­тично два різних процеси, оскільки зародок розви­вається лише із заплідненої яйцеклітини. Злиття другого спермія з центральною клітиною назвати за­плідненням можна лише умовно, оскільки з утвореної триплоїдної клітини розвивається не новий організм, а ендосперм.

Під час запліднення відновлюється хромосомний набір, притаманний особинам певного виду. У заплід­неній яйцеклітині з кожної пари гомологічних хро­мосом одна — батьківська, інша — материнська. Тому новий організм, який розвивається із зиготи, несе в собі спадковий матеріал обох батьків, що підсилює спадкову мінливість. Цьому сприяє і процес мейозу, під час якого відбувається обмін ділянками між гомо­логічними хромосомами.

Значення процесу подвійного запліднення у покри­тонасінних рослин полягає в утворенні триплоїдної клітини, з якої згодом розвивається ендосперм. Збільшення вмісту ДНК в її ядрі зумовлює підсилен­ня процесів біосинтезу білків, тобто збільшення за­пасів поживних речовин, потрібних для розвитку зародка. Завдяки цьому у покритонасінних зародок розвивається значно швидше, ніж у голонасінних, ендосперм в яких гаплоїдний.

2. Індивідуальний розвиток, або онтогенез (від грец. онтос - те, що існує, і генезіс), - це розвиток осо­бини від її народження до завершення існування (смерті або нового поділу). У різних груп організмів онтогенез має свої особливості, які, зокрема, залежать від способу розмноження. У одноклітинних організмів онтогенез збігається з клітинним циклом.

Тривалість онтогенезу може бути різною. Наприк­лад, у мексиканського кипариса - до 10 000, у драце­ни — до 6 000 років. Є «довгожителі» й серед тварин. Деякі види черепах живуть до 150, білуга - до 100 ро­ків. Серед безхребетних тварин значна тривалість життя спостерігається у деяких видів молюсків, чле­нистоногих (наприклад, у річкового рака — до 20 років).

Рекомендовано дивитись онлайн:

Научфильм. Онтогенез

В он­тогенезі виділяють зародковий (ембріональний) і післязародковий (постембріональний) періоди. За­родковий період індивідуального розвитку - це час, коли новий організм (зародок, або ембріон) розви­вається всередині материнського або всередині яйця, насінини тощо. Він завершується народженням (ви­ходом з оболонок яйця, проростанням). Післязародковий період триває від моменту народження і до мо­менту набуття організмом здатності до розмноження.

Організми деяких видів після розмноження гинуть (комахи-одноденки, лососеві риби — кета, горбуша, од­норічні злаки тощо), в інших (більшість хребетних тварин, річковий рак, деякі комахи, павукоподібні, мо­люски, багаторічні рослини тощо) здатність до роз­множення зберігається певний час. Після її втрати організми гинуть не відразу, а через деякий час. Цей період називають періодом старіння, коли знижуєть­ся рівень обміну речовин, в організмі відбуваються не­оборотні зміни, які, врешті-решт, призводять до смерті.

Зародковий розвиток тваринного організму починається з дробіння зиготи. Дробіння це ряд послідовних мітотичних поділів зиготи або партеногенетичної яйцеклітини. При цьому утворені клітини (бластомери) в інтерфазі не ростуть і тому їхні розміри після кожного поділу зменшуються.

Процес дробіння завершується утворенням бласту­ли (від грец. бластос — зародок) — порожнистого утвору різної форми, стінки якого утворені одним ша­ром бластомерів. У багатьох тварин (деякі кишковопорожнинні, плоскі черви, членистоногі, більшість ссавців) унаслідок дробіння утворюється морула (від лат. морум — ягода шовковиці). Вона відповідає стадії бластули, однак не має порожнини і становить собою скупчення бластомерів, більш-менш щільно притиснутих один до одного.

Після утворення бластули починається процес ут­ворення і формування гаструли (від грец. гастер — шлунок). Найчастіше цей процес відбувається вги­нанням частини бластомерів усередину бластули. При цьому утворюються два шари клітин: зовнішній - ектодерма (від грец. ектос - ззовні та дерма - шкіра) та внутрішній - ентодерма (від грец. ектос - всередині та дерма). Ці шари тіла зародка багатоклітинних тварин дістали назву зародкових листків.

У інших тварин (наприклад, деяких кишковопорож­нинних) внутрішній зародковий листок (ентодерма) утворюється завдяки переміщенню частини бласто­мерів у порожнину бластули.

При подальшому розвитку із зародкових листків формуються всі тканини й органи дорослої особини. На місці вгинання утворюється первинний рот, який веде в замкнену порожнину первинної кишки. Між ек­тодермою та ентодермою зберігаються залишки по­рожнини бластули. На етапі гаструли завершується зародковий розвиток деяких безхребетних тварин (наприклад, кишковопорожнинних): тіло дорослих особин складається з двох шарів клітин; зберігається первинний рот та порожнина первинної кишки.

У більшості ж багатоклітинних тварин після утво­рення ектодерми та ентодерми настає етап формуван­ня третього (середнього) зародкового листка — мезодерми (від грец. мезос — середній та дерма). Ме­зодерма, розташована між зовнішнім і внутрішнім зародковими листками, закладається по-різному. У більшості безхребетних тварин дві чи більше клітин зародка переміщуються у простір між екто- та енто­дермою та розташовуються з боків первинного рота. Внаслідок ряду послідовних поділів ці клітини утво­рюють мезодерму. У інших тварин (гол­кошкірі, хордові) мезодерма утворюється випинанням у порожнину бластули бічних виростів стінки первин­ної кишки. Вони відокремлюються й утворюють зам­кнені мішки, з яких згодом формується мезодерма.

Слід зазначити, що первинний рот, який виникає на стадії гаструли, у дорослих особин зберігається не завж­ди. У голкошкірих, хордових тварин на його місці вини­кає анальний отвір, а на протилежному кінці тіла утворюється заглибина, що сполучається з кишечником, на місці якої з'являється так званий вторинний рот.

3. Початково подібні між собою клітини бластули згодом дають початок різним зарод­ковим листкам. Це відбувається завдяки диференці­ації клітин.

Диференціа­ція (від лат. диференція — розбіжність) — це виникнен­ня під час онтогенезу відмін у будові й функціях клітин, тканин та органів, що походять з однієї зи­готи. Сукупність процесів, які забезпечують в онто­генезі багатоклітинних організмів формування, існування та відтворення різних тканин, має назву гістогенез (від грец. хістос — тканина та генезіс). Процеси утворення зачатків органів та їхнє диферен­ціювання під час онтогенезу називають органогене­зом (від грец. органон — орган та генезіс).

Ми вже згадували, що у рослин усі типи тканин по­ходять із твірної тканини. У тварин процеси гістоге­незу складніші: тканини різних типів розвиваються з похідних різних зародкових листків (екто-, енто- та мезо­дерми). Важливу роль у цих процесах відіграють між­клітинні взаємодії, біологічно активні речовини тощо.

Одночасно з гістогенезом відбуваються й процеси ор­ганогенезу, бо в утворенні певного органа беруть участь різні типи клітинних елементів і тканин.

Розглянемо процеси форму­вання тканин і органів  на прикладі хор­дових тварин. У органогенезі цих тварин виділяють фази утворення комплексу осьових органів (нервової трубки, хорди, кишечнику), формування інших органів та їхніх систем. Під час останньої фази різні ділянки організму набувають особливостей бу­дови, притаманних дорослим особинам певного виду.

Нервова трубка починає формуватися після почат­ку утворення мезодерми. Зародок на цій фазі розвит­ку має назву нейрули (від. грец. нейрон - нерв).

Спочатку потовщується ділянка ектодерми на спин­ному боці зародка, яка перетворюється на нервову пла­стинку. Згодом краї нервової пластинки підіймаються й утворюють нервові валики, а між ними виникає по­здовжня борозна — зачаток майбутньої порожнини центральної нервової системи. Валики з'єднуються між собою на спинному боці, й нервова пластинка перетворюється на нервову трубку, яка відокремлюєть­ся від іншої частини ектодерми. Ектодерма зроста­ється над нервовою трубкою і згодом дає початок покривному епітелію. Розширений передній кінець нервової трубки у хребетних тварин згодом утворює п'ять первинних мозкових пухирців, які відповідають певним відділам головного мозку (крім представників підтипу Безчерепні, до якого належать ланцетники; у них є лише незначне потовщення переднього кінця нервової трубки). Від відділу, що відповідає майбут­ньому проміжному мозку, в обидва боки випинаються очні пухирі, з яких розвиваються очі.

На цій фазі зародкового розвитку процеси органо­генезу відбуваються не лише в ектодермі, айв інших зародкових листках. Зародок поступово набуває пла­ну будови дорослого організму: під нервовою трубкою формується хорда, під нею - кишечник. Хорда (від грец. хорде — струна) — це пружний тяж, який виникає у всіх представників типу Хордові з випинання спин­ної частини первинної кишки.

Лише у деяких хордових (ланцетники, осетроподібні, дводишні риби тощо) хорда зберігається про­тягом усього життя. У більшості хордових вона є лише у зародків, а у дорослих її заміняє хрящовий або кістко­вий хребет.

З ектодерми, крім нервової тканини, формуються елементи органів чуттів, зовнішній шар покривів (епі­дерміс шкіри) та шкірні залози, передня та задня киш­ки, зовнішні зябра земноводних тощо.

Ентодерма дає початок органам травної системи та травним залозам (печінці, підшлунковій залозі), хорді, плавальному міхуру, внутрішнім зябрам, леге­ням, частинам деяких залоз внутрішньої секреції (гіпофіза, щитоподібної залози тощо).

З мезодерми формуються зачатки скелета, муску­латури, кровоносної системи, статевих залоз та про­ток видільних органів, сполучнотканинні шари шкіри (дерма), плевра, вистилка порожнини тіла, перикард тощо.

У вищих рослин зародок розвивається інакше, ніж у тварин і всі його тканини та органи формуються з твірної тканини. Зародок у покритонасінних рос­лин складається із зародкових кореня та пагона, що несе перші листочки зародка (сім'ядолі}. Проростаю­чи, ці структури дають початок відповідним органам дорослої рослини. А на верхівці зародкового пагона чи кореня розташований конус наростання (брунька), утворений клітинами твірної тканини та їхніми по­хідними. Вони забезпечують ріст цих органів. У голо­насінних і покритонасінних зародок є складовою частиною насінини, яка містить запас поживних ре­човин. Насіння формується після заплід­нення з насінного зачатка.

Розвиток багатоклітинного організму тварин об'єднує такі складні, узгоджені між собою, процеси, як поділ клітин, їхня міграція та взає­модія.

За умови нормального розвитку формування окре­мих частин і організму в цілому узгоджене за місцем та часом. Це пояснюється тим, що з певних бластомерів у майбутньому розвиваються певні структури організ­му. Крім того, зачатки одних органів, як правило, роз­виваються під впливом взаємодій із зачатками інших, що заклалися раніше. Отже, розвиток зародка - це своє­рідний ланцюг взаємодій між його частинами.

Явище взаємодії частин зародка, що розвивається, було підтверджено експериментальне: ділян­ку гаструли земноводних, розташовану над ділянкою первинного рота (з якої в майбутньому мала утвори­тися спинна частина первинної кишки), пересадили на черевний бік іншого зародка, що перебував на тій самій стадії розвитку (з цієї ділянки мав розвиватись епітелій покривів). Згодом, під впливом пересадже­ної ділянки, на черевному боці зародка-хазяїна утво­рився додатковий зародок, який сполучався з ним своєю черевною частиною.

Подібне можливе лише на ранніх етапах утворен­ня гаструли, доки не розпочалась диференціація клітин ділянок, які пересаджують.

 

Категория: Лекції з біології (для І курсу) | Добавил: Директор
Просмотров: 2050 | Загрузок: 0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Меню сайта
навигация
Лекції з біології (для І курсу) [36]
лабораторные [9]
практические [5]
самостоятельная работа [9]
додаткові матеріали [1]
Форма входа

Поиск
Сайты WebGrup
Огромная коллекция мобильных фильмов + игры

Фильмы в мобильном формате мр4 320х240

Огромный мир полезных файлов - у нас есть все!

Развлекательный мобильный портал

Учим на отлично! - образовательный сайт

Онлайн-кинотеатр HD-фильмов

Реклама на сайтах WebGrup

Полезные ресурсы
Каркаралинский государственный природный национальный парк
Раслабся!
Общаемся
карта посетителей
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0


видео-онлайн

Классы биологических мо...

5 0 0.0

Репликация ДНК

00:01:58
3 0 0.0

Поток информации через ...

00:04:51
3 0 0.0
учебники
Англійська мова 10 клас О. Карп'юк 

Фізика 10 клас. Академічний рівень: Підручник для загальноосвітніх навчавчальних закладів 

Алгебра і початки аналізу 10-11 клас Г.П. Бевз 

Copyright MyCorp © 2017Конструктор сайтов - uCoz