Билеты по общей биологии. Биологические науки
 Скачать 156.27 Kb.
|
|
Размножение — присущее всем живым организмам свойство воспроизведения себе подобных, обеспечивающее непрерывность в ряду поколений. Эволюция размножения шла, как правило, в направлении от бесполых форм к половым, от изогамии к анизогамии, от участия всех клеток в размножении к разделению клеток на соматические и половые, от наружного оплодотворения к внутреннему с внутриутробным развитием и заботой о потомстве. Темп размножения, численность потомства, частота смены поколений наряду с другими факторами определяют скорость приспособления вида к условиям среды. Например, высокие темпы размножения и частая смена поколений позволяют насекомым в короткий срок вырабатывать устойчивость к ядохимикатам. В эволюции позвоночных — от рыб до теплокровных — наблюдается тенденция к уменьшению численности потомства и увеличению его выживаемости. Бесполое размножение — образование нового организма из одной клетки или группы клеток исходного материнского организма. В этом случае в размножении участвует только одна родительская особь, которая передает свою наследственную информацию дочерним особям. При бесполом размножении образуются идентичные потомки. Единственным источником изменчивости являются случайные наследственные изменения, которые могут возникнуть в процессе индивидуального развития. В основе бесполого размножения лежит митоз. Встречается несколько видов бесполого размножения: • Деление – образование из организма родителя несколько дочерних особей, характерно для одноклеточных организмов • Спорообразование или споруляция – размножение специальными клетками (спорами) (грибы и растения) • Фрагментация или стробиляция – образование потомков из частей или сегментов родительской особи, характерно водорослям, многоклеточным животным (кишечнополостные, черви) • Почкование – появление новой особи из выроста родительского организма (характерно некоторым видам грибов, мхов, а также кишечнополостным, губкам, червям). • Вегетативное размножение – воспроизводство с помощью вегетативных органов (корней, листьев, стеблей, видоизменённых побегов), свойственно растениям. • Клонирование. Искусственный метод размножения, который появился сравнительно недавно, в начале 60-х гг. XX в. Он основан на получении нового организма из одной клетки исходного. Так как ядро клетки содержит весь набор хромосом, а значит, и генов, то при определенных условиях его можно заставить делиться, что приведет к образованию нового организма. В основе образования клона лежит митоз. Половое размножение — это образование нового организма при участии двух родительских особей. Новый организм несет наследственную информацию от двух родителей, а образующиеся потомки отличаются генетически друг от друга и своих родителей. В результате слияния двух гамет диплоидный набор хромосом вновь восстанавливается. При этом половина всех хромосом является отцовской, а другая половина — материнской. Например, у человека 46 хромосом, из которых 23 получены от матери и 23 — от отца. Половое размножение имеет целый ряд преимуществ. В результате этого процесса происходит изменение наследственной информации, а у новых особей сочетаются признаки двух родителей. Это приводит к появлению новых комбинаций признаков и генов. Половое размножение делает организм более конкурентоспособным и адаптированным к изменяющимся условиям окружающей среды, так как повышает шансы к выживанию. В процессе эволюции половое размножение оказалось более предпочтительным и прогрессивным. К половому размножению относятся: • Конъюгация - оплодотворение путём взаимного обмена генетической информацией. Обмен ядрами происходит по цитоплазматическому мостику (инфузории, спирогиры). • Гермафродитизм - наличие половых признаков (гамет) у одной особи. Родитель может одновременно выполнять функции отца и матери или при встрече с другим представителем вида выполнять функцию одного из партнёров (самки или самца) (виноградные улитки, плоские черви, морской окунь). • Партеногенез - «Девственное размножение» – развитие новой особи из яйцеклетки матери без участия самца (пчелы, некоторые виды ящериц, дафнии, тля). • Копуляция (гаметогамия) - Процесс слияния гамет и образования одноядерной зиготы. Бывает трёх видов: – изогамия – участие в половом процессе одинаковых гамет со жгутиками (улотрикс, хламидомонада); – анизогамия – зиготу образуют разные по размеру подвижные гаметы (мхи, зелёные водоросли); – оогамия – сливаются две разные клетки: одна большая неподвижная (яйцеклетка), другая мелкая и подвижная (сперматозоид). БИЛЕТ 11 Прямое и непрямое развитие. Оплодотворение. Этапы оплодотворения. Акросомная реакция. Биологический аспект репродукции человека. Прямое и непрямое развитие При прямом развитии на свет появляется особь, похожая на взрослую, но значительно меньших размеров. Её дальнейшее развитие сводится главным образом к росту и половому созреванию. Прямое развитие характерно для животных с яйцекладным и внутриутробным типом онтогенеза: млекопитающих, птиц, пресмыкающихся, некоторых беспозвоночных (малощетинковых червей, пауков и др.). При непрямом развитии появившийся на свет организм (личинка) по строению и образу жизни отличается от взрослых особей. Для того чтобы личинка стала взрослой, требуется перестройка её организма — превращение, или метаморфоз. Оплодотворение — процесс объединения мужской и женской гамет, который приводит к формированию зиготы и последующему развитию нового организма. В процессе оплодотворения происходит установление диплоидного набора хромосом в зиготе. Важнейшие этапы оплодотворения: Контакт спермия с яйцом и их взаимное узнавание Регуляция проникновения спермия в яйцо. Акросомальная реакция – процесс разрушения лучистого венца. Кортикальная реакция – процесс образования оболочки оплодотворения, которая препятствует прохождению еще одних сперматозоидов. Слияния гамет – сливаются пронуклеусы сперматозоида и яйцеклетки. Активация метаболизма яйца для его вступления на путь развития. Биологические аспекты репродукции человека: 1) развитие человека: прямое, внутриутробное 2) в женском организме формируется плацента 3) половая зрелость наступает к 15-18 годам 4) плодовитость невысока, редкая смена поколений 5) наблюдается многоплодие, созревает несколько яйцеклеток 6) полиэмбриония, однояйцовые близнецы формируются в результате расхождения бластомеров 7) размеры сперматозоидов: 20 мкм в длину и 2 мкм в толщину, в сутки формируется более 120 млн, для нормальной репродукции более 50% должно быть без аномалий. Аномалии вызываются повреждающими факторами от высокой температуры (плотная одежда). 8) Яйцеклетка, диаметр 100-150 мкм, окружена 3 оболочками 9) Овогенез начинается на 3 мес. эмбрионального развития. БИЛЕТ 12 Механизмы формирования многоклеточного организма: пролиферация, миграция, дифференцировка, компетенция, детерминация, специализация, интеграция. Взаимоотношения материнского организма и плода. У многоклеточных животных в составе онтогенеза принято различать фазы эмбрионального (под покровом яйцевых оболочек) и постэмбрионального (за пределами яйца) развития, а у живородящих животных пренатальный (до рождения) и постнатальный (после рождения) онтогенез. Эмбрион – ранняя стадия развития живого организма от начала дробления яйцеклетки до выхода из яйца до выхода из яйца или из материнского организма. Пролиферация – размножение клеток путем митоза, приводящее к росту тканей, в основном, в процессе дробления. Миграция – перемещение клеток и их пластов в периоды гаструляции (гисто и органогенез) Дифференцировка – формирование специализированных клеток, тканей и систем в процессе эмбрионального развития зародышей под влиянием различных факторов и трансформации. Компетенция – способность клеток при соответствующих условиях дифференцироваться в нескольких направлениях. Детерминация – состояние клеток, когда они уже вступили на путь определенной дифференцировки, но внешне она еще никак не проявляется. Специализация – конечный результат детерминации (из эктодермы развивается участок нервной трубки, который состоит из нейробластов, который, в свою очередь, состоит из специализированных клеток – нейронов). Интеграция – объединение отдельных дифференцированных клеток в единое целое. Взаимоотношения материнского организма и плода. Находясь в чреве матери, плод не испытывает нужды самостоятельно поглощать пищу и кислород, защищаться от атмосферных осадков или заботиться о поддержании температуры своего тела. Все это обеспечивает ему материнский организм. Однако благодаря развитию плода в его организме постепенно созревают все те физиологические механизмы, которые необходимы ему с первой минуты самостоятельной жизни. Отношения в системе мать - плод строятся так, чтобы не только защитить плод от неблагоприятного воздействия факторов окружающей среды, но и создать дополнительный внешний стимул для его развития. Значительная роль в формировании иммунологических отношений в системе мать-плод принадлежит плаценте, где создаются различные условия для прохождения антигенов и иммуноглобулинов в обоих направлениях. Плацента - достаточно надёжный барьер, препятствующий взаимному проникновению клеток матери и плода, что является определяющим фактором в комплексе естественных механизмов, создающих иммунологическую защиту плода и норм, течение беременности. БИЛЕТ 13 Провизорные органы. Критические периоды развития плода. Провизорные органы - временные органы, которые развиваются в процессе эмбриогенеза, вне тела зародыша, и выполняют функции, которые обеспечивают рост и развитие самого зародыша. К ним относятся: 1) желточный мешок; 2) амнион; 3) аллантоис; 4) хорион; 5) плацента, 6) пупочный канатик. Аллантоис – эмбриональный орган дыхания высших позвоночных животных. Развивается из стенки задней кишки эмбриона. Функция: газообмен зародыша с окружающей средой и выделение жидких отходов. Желточный мешок - эмбриональный орган, выполняющий все жизнеобеспечивающие функции до появления эмбриональных органов (первые 12 недель). Формируется период плацентации на 15-16 день развития. Функции: Запасание питательный веществ (провизорный орган), участвует в эртропоэзе (образовании эритроцитов) и формировании первичной кровеносной системы плода, источник первичных половых клеток эмбриона, играет роль «первичной печени» со 2 до 6 недели после оплодотворения, синтез белков, в том числе иммунноглобулинов (иммунная защита). Пуповина – связывает эмбрион с плацентой. Плацента - (детское место) эмбриональный орган, позволяющий осуществлять обмен веществ между организмом матери и плода. Состоит из сросшихся хориона и эпителия матки. Сопровождается сплетением кровеносных сосудов. Остается плацентарный барьер. Обмен материалами путем диффузии. Функции: транспорт питательных веществ и кислорода от матери к плоду, удаление продуктов жизнедеятельности плода, синтез белков и гормонов, иммунологическая защита плода. Амнион (амниотический мешок) – водная оболочка плода, защищающая его от высыхания. Формируется из эктодермы. Хорион – соединительнотканная серозная оболочка плода. Через него осуществляется обмен веществ. Амниотическая полость – полость между зародышем и эмбрионом. Серозная полость – полость между амнионом и хорионом. Критические периоды развития - это периоды наиболее высокой чувствительности развивающихся половых клеток (прогенез) и зародыша (эмбриогенез) к действию неблагоприятных факторов. Отечественным эмбриологом Светловым П.Г. в 1960г. была сформулирована и экспериментально доказана теория критических периодов развития. Сущность этой теории заключается в том, что каждый этап развития зародыша в целом и его отдельных органов начинается с относительно короткого периода качественно новой перестройки, сопровождающейся детерминацией, пролиферацией и дифференциации клеток. В этот период эмбрион наиболее чувствителен к действию повреждающих агентов. Такими периодами являются в: Прогенезе - сперматогенез и овогенез; Эмбриогенезе: оплодотворение, имплантация (6-8 сутки), плацентация и развитие осевых зачатков (3 - 8-я неделя), период усиленного развития головного мозга (15-20 неделя), период формирования основных функциональных систем организма (20-24 неделя), процесс родов. В поснатальном онтогенезе - период новорожденных (до 1 года), период полового созревания (11-16 лет). БИЛЕТ 14 Постнатальный онтогенез и его периодизация. Роль эндокринных желёз в регуляции жизнедеятельности организма в постнатальном периоде. Реализация наследственной информации в становлении фенотипа. Постнатальный онтогенез Период новорожденности Сразу после рождения наступает период, называемый периодом новорожденности. Основанием для этого выделения служит тот факт, что в это время имеет место вскармливание ребенка молозивом в течение 8-10 дней. Новорожденные в начальном периоде приспособления к условиям внеутробной жизни разделяются по уровню зрелости на доношенных и недоношенных. Внутриутробное развитие доношенных детей длится 39-40 нед., недоношенных - 28-38 нед. При определении зрелости учитывают не только эти сроки, но и массу (вес) тела при рождении. Доношенными считаются новорожденные с массой тела не менее 2500 г (при длине тела не менее 45 см), а недоношенными - новорожденные, имеющие массу тела меньше 2500 г. Грудной период Следующий период - грудной - продолжается до года. Начало этого периода связано с переходом к питанию "зрелым" молоком. Во время грудного периода наблюдается наибольшая интенсивность роста, по сравнению со всеми остальными периодами внеутробной жизни. Длина тела увеличивается от рождения до года в 1,5 раза, а масса тела утраивается. С 6 мес. начинают прорезываться молочные зубы. В грудном возрасте ярко выражена неравномерность в росте тела. В первом полугодии грудные дети растут быстрее, чем во втором. В каждом месяце первого года жизни появляются новые показатели развития. В первый месяц ребенок начинает улыбаться в ответ на обращение к нему взрослых, в 4 мес. настойчиво пытается встать на ножки (при поддержке), в 6 мес. пытается ползать на четвереньках, в 8 - делает попытки ходить, к году ребенок обычно ходит. Период раннего детства Период раннего детства длится от 1 года до 4 лет. В конце второго года жизни заканчивается прорезывание зубов. После 2 лет абсолютные и относительные величины годичных приростов размеров тела быстро уменьшаются. Период первого детства С 4 лет начинается период первого детства, который заканчивается в 7 лет. Начиная с 6 лет появляются первые постоянные зубы: первый моляр (большой коренной зуб) и медиальный резец на нижней челюсти. Возраст от 1 года до 7 лет называют также периодом нейтрального детства, поскольку мальчики и девочки почти не отличаются друг от друга размерами и формой тела. Период второго детства Период второго детства длится у мальчиков с 8 до 12 лет, у девочек - с 8 до 11 лет. В этот период выявляются половые различия в размерах и форме тела, а также начинается усиленный рост тела в длину. Темпы роста у девочек выше, чем у мальчиков, так как половое созревание у девочек начинается в среднем на два года раньше. Усиление секреции половых гормонов (особенно у девочек) обусловливает развитие вторичных половых признаков. Последовательность появления вторичных половых признаков довольно постоянна. У девочек вначале формируются молочные железы, затем появляются волосы на лобке, потом - в подмышечных впадинах. Матка и влагалище развиваются одновременно с формированием молочных желез. В гораздо меньшей степени процесс полового созревания выражен у мальчиков. Лишь к концу этого периода у них начинается ускоренный рост яичек, мошонки, а затем - полового члена. Подростковый период Следующий период - подростковый - называется также периодом полового созревания, или пубертатным периодом. Он продолжается у мальчиков с 13 до 16 лет, у девочек - с 12 до 15 лет. В это время наблюдается дальнейшее увеличение скоростей роста - пубертатный скачок, который касается всех размеров тела. Наибольшие прибавки в длине тела у девочек имеют место между 11 и 12 годами, по массе тела - между 12 и 13 годами. У мальчиков прибавка в длине наблюдается между 13 и 14 годами, а прибавка в массе тела - между 14 и 15 годами. Особенно велика скорость роста длины тела у мальчиков, в результате чего в 13,5-14 лет они обгоняют девочек по длине тела. В связи с повышением активности гипоталамо-гипофизарной системы формируются вторичные половые признаки. У девочек продолжается развитие молочных желез, наблюдается рост волос на лобке и в подмышечных впадинах. Наиболее четким показателем полового созревания женского организма является первая менструация. В подростковый период происходит интенсивное половое созревание мальчиков. К 13 годам у них происходит изменение (мутация) голоса и появляются волосы на лобке, а в 14 лет появляются волосы в подмышечных впадинах. В 14-15 лет у мальчиков появляются первые поллюции (непроизвольные извержения спермы). У мальчиков, по сравнению с девочками, более продолжителен пубертатный период и сильнее выражен пубертатный скачок роста. |