Пятница, 16.11.2018, 15:23
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: 2607 | 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
Общаемся
карта посетителей
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0


видео-онлайн
00:01:26

Строение молекулы ДНК

  • Просмотры:
  • Всего комментариев: 2
  • Рейтинг: 0.0

Онлайн урок биологии. Наследование, сцепленное с полом

  • Просмотры:
  • Всего комментариев: 1
  • Рейтинг: 0.0

Чудо в клетке

  • Просмотры:
  • Всего комментариев: 0
  • Рейтинг: 0.0
учебники
Алгебра і початки аналізу 10 клас Є.П. Нелін 

Англійська мова 10 клас О. Карп'юк 

Інформатика 10 клас Й. Я. Ривкінд, Т. І. Лисенко, Л. А. Чернікова, В. В. Шакотько (Академічний рівень) 

Copyright MyCorp © 2018Конструктор сайтов - uCoz