экзамен биолог. 1 Качественные особенности живой материи
 Скачать 238.25 Kb.
|
|
Половой диморфизм -(греч. «ди» —два, «морфе» форма)- - наличие у одного и того же вида животных резких различий по величине, окраске, внешнему виду между особями мужского и женского пола. Половой диморфизм особенно выражен у павлинов, фазанов, уток. У этих птиц самцы значительно крупнее и красивее самок. У львов гриву имеют только самцы. У певчих птиц поют только самцы. Явные признаки, указывающие на пол, называют вторичными половыми признаками. Эти признаки хорошо выражены и у человека. Ч. Дарвин изучил половой диморфизм на примере птиц и бабочек. Он рассматривал его как следствие полового отбора. Биологическое значение разнополости: 1)возможность продолжения рода 2)Возможность создания более жизнеспособного потомства, благодаря гемизиготности.(хх,ху) 3)обеспечивает возможность полового размножения 39)Партеногенез,его формы и распростаненность в природе. Партеногенез – развитие без оплодотворения. В случае естественного партеногенеза развитие идет на основе цитоплазмы и пронуклеуса яйцеклетки. Особи, формирующиеся из яйцеклетки, имеют либо гаплоидный, либо диплоидный набор хромосом, так как чаще всего в начале дробления срабатывает один из механизмов удвоения числа хромосом. Естественный партеногенез чаще всего случается при незавершенном оплодотворении, т. е. в тех случаях, когда имела место активация яйцеклетки, но ядро сперматозоида не участвовало в оплодотворении. В активированных яйцах используется информация только женского пронуклеуса. Такой вид партеногенеза называют гиногенезом. При искусственном партеногенезе можно удалить женский пронуклеус, и тогда развитие осуществляется только за счет мужских пронуклеусов. Это андрогенез. Потомки наследуют либо только признаки матери при гиногенезе, либо только признаки отца – при андрогенезе. Это указывает на то, что наследственные свойства особи определяются в основном ядром, а не цитоплазмой. Естественный партеногенез явление редкое, и как правило не является единственным способом размножения вида. У пчел, например, он используется как механизм генотипического определения пола: женские особи (рабочие пчелы и царицы) развиваются из оплодотворенных яйцеклеток, а мужские (трутни) – партеногенетически. Существует несколько классификаций партеногенетического размножения. 1)По способу размножения Естественный — нормальный способ размножения некоторых организмов в природе. Искусственный — вызывается экспериментально действием разных раздражителей на неоплодотворённую яйцеклетку, в норме нуждающуюся в оплодотворении. 2)По полноте протекания Рудиментарный (зачаточный) — неоплодотворённые яйцеклетки начинают деление, однако зародышевое развитие прекращается на ранних стадиях. Вместе с тем в некоторых случаях возможно и продолжение развития до конечных стадий (акцидентальный или случайный партеногенез). Полный — развитие яйцеклетки приводит к формированию взрослой особи. Эта разновидность партеногенеза наблюдается во всех типах беспозвоночных и у некоторых позвоночных. 3) По наличию мейоза в цикле развития Амейотический — развивающиеся яйцеклетки не проделывают мейоза и остаются диплоидными. Такой партеногенез (например, у дафний) является разновидностью клонального размножения. Мейотический — яйцеклетки проделывают мейоз (при этом они становятся гаплоидными). Новый организм развивается из гаплоидной яйцеклетки (самцы перепончатокрылых насекомых и коловраток), или яйцеклетка тем или иным способом восстанавливает диплоидность (например, путём эндомитоза или слияния с полярным тельцем) 4)По наличию других форм размножения в цикле развития Облигатный — когда он является единственным способом размножения Циклический — партеногенез закономерно чередуется с другими способами разножения в жизненном цикле (напрмер, у дафний и коловраток). Факультативный — встречающийся в виде исключения или запасного способа размножения у форм, в норме двуполых. 5)В зависимости от пола организма Гиногенез — партеногенез самок Андрогенез — партеногенез самцов Распространенность У животных У членистоногих Способность к партеногенезу у членистоногих имеют тихоходки, тля, балянус, некоторые муравьи и многие другие. Муравьи У муравьёв телитокический партеногенез обнаружен у 8 видов и может быть разделён на 3 основных типа: тип A — самки производят самок и рабочих через телитокию, но рабочие стерильны и самцы отсутствуют ; тип B — рабочие производят рабочих и потенциальных самок через телитокию; тип C — самки производят самок телитокически, а рабочих — обычным половым путём, в то же время, рабочие производят самок через телитокию. Самцы известны для типов B и C. Партеногенез редок у позвоночных и встречается примерно у 70 видов, что составляет 0,1 % всех позвоночных животных. Например, существует несколько видов ящериц, в естественных условиях размножающихся партеногенезом (Даревскиа, комодские вараны). Партеногенетические популяции также найдены и у некоторых видов рыб, земноводных, птиц (в том числе куриц). Случаи однополого размножения пока не известны только среди млекопитающих. Партеногенез у комодских варанов возможен потому, что оогенез сопровождается развитием полоцита (полярного тельца), содержащего удвоенную копию ДНК яйца; полоцит при этом не погибает и выступает в качестве спермы, превращая яйцеклетку в эмбрион. 40)Онтогенез и его периодизация. Прямое и непрямое развитие. онтогенез - индивидуальное развитие особи - начинается с момента слияния сперматозоида с яйцеклеткой и образования зиготы, заканчивается смертью. Есть два типа онтогенеза: прямой и непрямой. Непрямое развитие может быть личиночным, прямое развитие - в двух формах: неличиночной и внутриутробной. Личиночная форма характеризуется наличием одной или нескольких личиночных стадий. Личинки активно питаются, имеют временные органы. Этот тип развития сопровождается метаморфозом. Неличиночная форма развития характерна для рыб, рептилий, птиц. Яйца этих животных богаты желтком. Для дыхания, выделения, питания развивающегося зародыша есть временные органы. Внутриутробная форма характерна для млекопитающих и человека. Все функции зародыша осуществляются за счет организма матери, с помощью специального органа - плаценты. При любой форме онтогенеза выделяют следующие периоды: эмбриональный и постэмбриональный. До эмбрионального периода происходит гаметогенез - образование сперматозоидов и яйцеклеток. Эмбриональный период имеет следующие этапы: 1)Дробление - образование бластулы; 2)Гаструляция - образование зародышевых листков; 3)Гисто- и органогенез - образование органов и тканей зародыша. При личиночной форме онтогенеза эмбриональный период начинается с образования зиготы и заканчивается выходом из яйцевых оболочек. При неличиночной форме онтогенеза эмбриональный период начинается с образования зиготы и заканчивается выходом из зародышевых оболочек. При внутриутробной форме онтогенеза эмбриональный период начинается с образования зиготы и длится до рождения. 41)Эмбриогенез:дробление В результате оплодотворения образуется зигота, которая начинает дробиться. Дробление сопровождается митотическим делением. Нет роста клеток, и объем зародыша не изменяется. Это происходит потому, что между делениями в короткой интерфазе отсутствует постмитотический период, а синтез ДНК начинается в телофазе предшествующего митотического деления. Клетки, образующиеся в процессе дробления, называются бластомерами, а зародыш -бластулой. Типы дробления зависят от количества и распределения желтка в яйцеклетках Дробление может быть: •полным равномерным; •полным неравномерным; •неполным дискоидальным; •неполным поверхностным. Полное равномерное дробление характерно для изолецитальных яиц, например, для ланцетника. Ядро зиготы делится митозом на два, затем делится цитоплазма. Борозда дробления проходит по меридиану, образуя два бластомера. Затем снова делится ядро, и на поверхности зародыша появляется вторая борозда дробления, идущая по меридиану перпендикулярно первой. Образуются четыре бластомера. Третья борозда проходит по экватору и делит его на восемь частей. Затем происходит чередование меридионального и экваториального дроблений. Число бластомеров увеличивается. Зародыш на стадии 32 бластомеров называют морулой. Дробление продолжается до образования зародыша, похожего на пузырек, стенки которого образованы одним слоем клеток, называемом бластодермой. Бластомеры расходятся от центра зародыша, образуя полость, которая называется первичной или бластоцелью. Бластомеры имеют одинаковые размеры. В результате такого дробления образуется целобластула Полное неравномерное дробление характерно для телолецитальных яиц с умеренным содержанием желтка, например, у лягушки. Первая и вторая борозды дробления проходят по меридианам и полностью делят яйцо на четыре части. Третья борозда смещена в сторону анимального полюса, где нет желтка. Бластомеры имеют неодинаковую величину: на анимальном полюсе они меньше (микромеры), на вегетативном больше (макромеры). Желток затрудняет дробление, и поэтому дробление макромеров идет медленнее, чем микромеров. Стенка бластулы состоит из нескольких рядов клеток. Первичная полость мала и смещена к анимальному полюсу. Образуется амфибластула. Неполное дискоидальное дробление характерно для телолецитальных яиц с большим содержанием желтка, например, для рептилий, птиц. Дробление идет только на анимальном полюсе. Первая и вторая борозды дробления проходят по меридиану перпендикулярно друг другу. Третья борозда смещена к анимальному полюсу, в результате чего образуется зародышевый диск. Бластоцель располагается под слоем бластодермы в виде щели. Бластула называется дискобластулой Неполное поверхностное дробление характерно для центролецитальных яиц, например, для членистоногих. Ядра центролецитальных яиц многократно делятся и перемещаются к периферии, где в цитоплазме нет желтка. Образуются бластомеры. Бластула имеет один слой бластомеров. Бластоцель заполнена желтком. Такая бластула называется перибластулой. 42)Эмбриогенез:гаструляция,нейруляция ГАСТРУЛЯЦИЯ По окончании периода дробления у многоклеточных животных начинается период образования зародышевых листков - гаструляция. Гаструляция связана с перемещением эмбрионального материала. Сначала образуется ранняя гаструла, имеющая два зародышевых листка (эктодерму и энтодерму), затем поздняя Образование ранней гаструлы происходит следующим образом: •иммиграцией (выселением клеток), как у кишечнополостных;рептилии,млекопитащие(перемещение групп или отдельных клеток ,необъединенных в один пласт) •инвагинацией (впячиванием), как у ланцетника;(впячивание одного из участков бластодермы внутрь целым пластом) •эпиболией (обрастанием), как у лягушки;земноводные(обрастание мелкими, быстро делящимися клетками, более крупных, отстающих в скорости деления) •деляминацией (расщеплением), как у некоторых кишечнополостных.птицы(расслоение клеток бластодермы на 2а слоя, лежащих друг над другом) При иммиграции (выселении) часть клеток бластодермы с поверхности зародыша уходит в бластоцель. Образуется наружный слой - эктодерма и внутренний - энтодерма. Бластоцель заполнена клетками. Такой способ образования гаструлы характерен для кишечнополостных. Для ланцетника характерно образование гаструлы путем инвагинации (впячивания). При инвагинации определенный участок бластодермы (вегетативный полюс) прогибается внутрь и достигает анимального полюса. Образуется двухслойный зародыш - гаструла. Наружный слой клеток называют эктодермой, внутренний - энтодермой. Энтодерма выстилает полость первичной кишки (гастроцель). Отверстие, при помощи которого полость сообщается с внешней средой, называется первичным ртом - бластопором. У первичноротых животных (черви, моллюски, членистоногие) он превращается в ротовое отверстие. У вторичноротых - в анальное отверстие, а рот образуется на противоположном конце тела (хордовые). Эпиболия (обрастание) характерна для животных, развивающихся из телолецитальных яиц. Образование гаструлы идет за счет быстрого деления микромеров, которые обрастают вегетативный полюс. Макромеры оказываются внутри зародыша. Образование бластопора не происходит и нет гастроцели. Эпиболия характерна для амфибий. Деляминация (расслоение) встречается у кишечнополостных, бластула которых похожа на морулу. Клетки бластодермы делятся на наружный и внутренний слои. Наружный слой образует эктодерму, внутренний - энтодерму. У всех многоклеточных, кроме губок и кишечнополостных, образуется третий зародышевой листок - мезодерма. Формирование мезодермы происходит двумя способами 1)Телобластическим; 2)Энтероцельным. Телобластический способ характерен для первичноротых. На границе между эктодермой и энтодермой по бокам от бластопора клетки --телобласты - начинают делиться и дают начало мезодерме. Энтероцельный способ характерен для вторичноротых. Клетки, формирущие мезодерму, обособляются в виде карманов первичной кишки. Полости карманов превращаются в целом. Мезодерма делится на отдельные участки - сомиты, из которых образуются определенные ткани и органы После периода гаструляции у всех метамерно построенных животных начинается процесс выделения и сегментации осевой мезодермы. У хордовых на этом этапе развития закладывается и образуется центральная нервная система (ЦНС). В силу наглядности ее преобразований и важности самой ЦНС весь период получил название «нейруляция». В этот период развития и у хордовых, и у сегментированных беспозвоночных отмечается много общих важнейших событий: формируется комплекс осевых структур, происходит начальное обособление и окончательное расположение в организме закладок всех остальных органов - производных энтодермы, эктодермы и мезодермы. Поскольку эти события происходят сходно (гомологично) как у хордовых, так и у беспозвоночных животных, Термин «нейруляция» используют как синоним понятия «закладка осевых структур и реализация плана строения», при этом нужно помнить, что у беспозвоночных нет ЦНС, структурно гомологичной хордовым животным. Таким образом, на этом этапе развития у животных реализуется план строения организма, имеющий общие черты. Нейруляция (от греч. neuron – нерв) – процесс закладки центральной нервной системы и сегментации осевой мезодермы, наступающий у хордовых животных непосредственно после гаструляции. Зародыш на этой стадии развития называют нейрулой. В основе нейруляции лежат сходящиеся смещения клеток эктодермы и мезодермы к средней линии спинной стороны зародыша, что приводит к уплощению презумптивной нейральной эктодермы и скручиванию ее в нервную трубку. В процессе нейруляции выделяют следующие стадии: 1. Образование нервной пластинки из дорсальной эктодермы. Организатором процесса является хордомезодерма. Механизм индукционного взаимодействия между хордомезодермой, дорсальной эктодермой, а также природа индуцирующих факторов полностью не раскрыты. 2. Приподнимание краев нервной пластинки и превращение их в нервные валики. 3. Появление по средней линии нервной пластинки углубления, называемого нервным желобком. 4. Слияние нервной пластинки и образование нервной трубки, полость внутри которой называется невроцелем. 5. Смыкание кожной эктодермы над нервной трубкой. Образование из части клеток нейральной эктодермы нервного гребня (ганглиозная пластинка). Передняя расширенная часть нервной трубки в последующем превращается в головной мозг, а ее невроцель - в полость мозгового пузыря. Более узкая туловищная часть нервной трубки превращается в спинной мозг, а его полость – в спинномозговой канал. 43)Эмбриогенез: образование тканей и органов. ГИСТО- И ОРГАНОГЕНЕЗ После образования мезодермы начинается процесс гисто- и органогенеза. Сначала формируются осевые органы - нервная трубка, хорда, затем все остальные. У ланцетника из эктодермы на спинной стороне зародыша образуется нервная трубка .Остальная эктодерма формирует кожный эпителий и его производные. Из энто- и мезодермы под нервной трубкой формируется хорда. Под хордой находится кишечная трубка энтодермального происхождения. По бокам от хорды - мезодерма сомитов, которая дифференцирована следующим образом: наружная часть сомита, прилегающая к эктодерме, называется дермотомом. Из нее образуется соединительная ткань кожи. Внутренняя часть - склеротом - дает начало скелету. Между дермотомом и склеротомом находится миотом, дающий начало поперечно-полосатой мускулатуре. Под сомитами расположены его ножки (нефрогонотом), из которых формируется мочеполовая система. Целомические мешки образуются симметрично по бокам. Внутри целомических мешков находится вторичная полость тела - целом, - заполненная жидкостью. Стенки целомических мешков, обращенные в сторону кишечника, называют спланхноплеврой, в сторону эктодермы - соматоплеврой. Эти листки участвуют в образовании сердечнососудистой системы, плевры, брюшины, перикарда. первичной кишки (гастроцель), знаком "х" - полость кишечной трубки, в которую замкнулась кишечная энтодерма. Таким образом, из эктодермы формируются наружный эпителий, кожные железы, эмаль зубов, волосы, ногти, когти. Из энтодермы образуются эпителий средней кишки, печень, поджелудочная железа, щитовидная железа, тимус, эпителий дыхательной системы. Мезодерма участвует в образовании мышц, соединительной ткани, костной ткани, каналов выделительной системы, кровеносной системы, части ткани половых желез. 44)Эмбриогенез: эмбриональная индукция Эмбриональная индукция — это взаимодействие частей развивающегося зародыша, при котором один участок зародыша влияет на судьбу другого участка. Явление эмбриональной индукции с начала XX в. изучает экспериментальная эмбриология. 45) Постэмбриональное развитие Постэмбриональное развитие (от лат. post — после и греч. émbryon — зародыш) , послезародышевое развитие, период онтогенеза многоклеточных животных, следующий за периодом зародышевого развития и заканчивающийся обычно наступлением половой зрелости и (у большинства животных) прекращением роста. П. р. начинается после выхода зародыша из яйцевых и зародышевых оболочек, когда организм становится способным к активному питанию и перемещению. При переходе к П. р. организм или с самого начала обладает основными морфологически признаками половозрелой особи (прямое развитие) , или существенно отличается от неё, и вылупляющаяся из яйца личинка переходит к взрослому состоянию посредством превращения, или метаморфоза. В период П. р. продолжается рост, происходит дальнейший органогенез, гистогенез, усложняются функции развивающегося организма; особенно характерно установление окончательных пропорций тела. У некоторых животных П. р. составляет большую часть жизни. Так, среди насекомых у ряда цикад личинка живёт 17 лет, а половозрелое насекомое — одно лето; личинка подёнки живёт до 3 лет, а половозрелая особь — часто 1 сутки. Необходимость защиты от врагов и активного добывания пищи обеспечивается в период П. р. рядом приспособлений к самостоятельному образу жизни, сохраняющихся иногда в течение всей жизни животного, а иногда — при непрямом, или личиночном, развитии — только в течение П. р. (т. н. провизорные органы). 46)Эмбриональное развитие и апоптоз Эмбриональное развитие - развитие организма животного, происходящее в оболочках яйца вне материнского организма или внутри него. Эмбриональное развитие предшествует период предзародышевого развития, когда растет, формируется и созревает яйцо. В ходе эмбрионнального развития из одной относительно просто организованной яйцеклетки образуется многоклеточный организм, состоящий из различных органов и тканей и способный к самостоятельному существованию. У некоторых животных, например иглокожих, зародыши выходят из оболочек на очень ранних стадиях, и основные процессы развития проходят у них в постэмбриональный период. У всех животных эмбриональное развитие складывается из оплодотворения или (при партеногенезе) активации яйца, делений дробления, гаструляции, органогенеза и выхода из оболочек или рождения. Апоптоз – генетически запрограммированная гибель клеток, благодаря которой в ходе эмбриогенеза происходит исчезновение ненужных органов или частей органов. В целом эмбриональное развитие происходит с образованием большого избытка клеток, которые своевременно подвергаются апоптозу. Это создает запас клеточного материала и возможность последовательного развития. В эмбриогенезе одновременно с ростом тканей происходит регрессия частей эмбриональных зачатков, тканей и органов, инволюция провизорных (временных) органов, появление просвета в полых органах. Механизм апоптоза заключается в том, что в отличие от некроза – патологической массивной гибели клеток, расположенных в одном участке ткани, при апоптозе гибнут единичные клетки, расположенные в ткани мозаично, их гибель происходит запрограммированно в результате воздействия специально синтезируемых белков апоптоза. Под действием белков апоптоза происходит упорядоченное расщепление ДНК, в отличие от некроза, где расщепление ДНК незакономерное, случайное. Таким образом, апоптоз представляет собой регуляцию числа клеток в развивающихся тканях, участвует в перестройке тканей, в исчезновении рудиментальных зачатков, в элиминации дефектных клеток. Наиболее выражены процессы апоптоза в нервной системе, где в ходе гистогенеза гибнет до 85 % всех нейронов. Все морфологические процессы находятся под контролем семейства генов, которые называются гомеозисными генами. В геноме млекопитающих их 38. Они сгруппированы в четыре комплекса и расположены в определенных хромосомах. Гомеозисные гены содержат гомеобокс (участок ДНК, содержащий определенное количество пар нуклеотидов), который обусловливает одинаковую функцию генов, поэтому гомеозисные гены обеспечивают развитие признаков, общих для всех видов животных (образование зародышевых листков, осей, нервной системы и т. д.). 47)Эмбриогенез человека Эмбриогенез человека - это часть его индивидуального развития, онтогенеза. Он тесно связан с прогенезом (образованием половых клеток и ранним постэмбриональным развитием. Эмбриология человека изучает процесс развития человека, начиная с оплодотворения и до рождения. Эмбриогенез человека, продолжающийся в среднем 280 суток (10 лунных месяцев ), подразделяется на три периода: начальный (первая неделя развития), зародышевый (вторая-восьмая недели), и плодный (с девятой недели до рождения ребенка). 48)Регенрация и ее типы Во всех периодах онтогенеза организмы способны к восстановлению утраченных или поврежденных частей тела. Процессы, направленные на восстановление разрушенных биологических структур, называются регенерацией. Регенерация может быть физиологической и репаративной. Физиологическая регенерация свойственна всем организмам. Она связана с восстановлением утраченных структур в процессе жизнедеятельности организма. Регенерация может осуществляться на клеточном, тканевом, органном уровнях. Например, у членистоногих физиологическая регенерация связана с линькой. У млекопитающих и человека систематически слущивается кожный эпителий, быстро происходит смена эритроцитов и др. тканей. Репаративная регенерация - это восстановление части тела организма, отторгнутой насильственным путем. Способность к регенерации выражена по-разному. Одни животные способны восстанавливать целостный организм из отдельных клеток. Хорошо выражена репаративная регенерация у кишечнополостных (гидра), ресничных червей (планария). Другие животные восстанавливают только нарушенные органы. Ракообразные способны восстанавливать утраченные конечности, антенны. Хвостатые амфибии и личинки бесхвостых восстанавливают конечности, хвост. Некоторые животные могут восстанавливать внутренние органы. При этом восстанавливается не форма, а масса органа. Сначала заживляется рана, а затем происходит увеличение оставшейся части органа за счет размножения клеток. Например, так регенерирует печень. Иногда регенерация сводится лишь к рубцеванию ран. У человека может регенерировать эпителиальная, мышечная, соединительная, кожные ткани, периферические нервы. Чаще всего регенерация у..Млекопитающих приводит к заживлению ран, что препятствует проникновению болезнетворных микробов в организм. При повышении физиологической нагрузки иногда происходит увеличение органов и тканей. Возникает гипертрофия органов, например, гипертрофия желудочков сердца, или при удалении одной почки, вторая почка может увеличиться в размерах. Процессы, происходящие при регенерации, регулируются нервной системой и гуморально. Знание процессов регенерации необходимо в хирургической практике. 49)Формы биологических связей в природе.Паразитизм как биологический феномен. Существуют две основные формы межвидовых взаимодействий: антибиоз и симбиоз. Антибиоз- невозможность существования двух видов организмов, основанная на конкуренции, прежде всего за источники питания (сапрофитные бактерии и плесневые грибы). Симбиоз- сожительство (греческое): |