Ситуационные задачи по биологии. Биология клетки

• Название: Биология клетки
• Анкор: Ситуационные задачи по биологии.doc
• Дата: 07.05.2017
• Размер: 317 Kb.
• Имя файла: Ситуационные задачи по биологии.doc
• Тип: Документы; #7183
• страница: 3 из 7

Регуляция онтогенеза

12. Назовите клеточные механизмы, срабатывающие в процессе гаструляции у млекопитающих.

Дробление заканчивается с образованием морулы, клетки которой подразделяются на внутреннюю массу клеток, из которых впоследствии развивается эмбрион, и наружный полый клеточный пузырек трофобласт. Из него развиваются провизорные органы. Эта стадия называется бластоцистой. Собственно гаструляция начинается с обособления слоя клеток эмбриобласта, обращенного в полость бластоцисты. Так образуется гипобласт - будущая энтодерма зародыша. Клетки краевой зоны этого зачатка распространяются по внутренней поверхности трофобласта, ограничивая полость желточного мешка, который у плацентарных млекопитающих рудиментарен. Гипобласт растет в ширину и вся внутренняя клеточная масса увеличивается и превращается в дисковидную клеточную пластинку, сходную с зародышевым диском у птиц и рептилий. Затем отдельные клетки мигрируют и участвуют в образовании всех зародышевых листков. Между клетками внутренней клеточной массы появляется щель, которая затем превращается в амниотическую полость.

Ответ: Дифференцировка, пролиферации, перемещение, сортировка, адгезия.

13. В лаборатории Эдельмана (США) были проделаны следующие опыты. Сделайте логический вывод из них.

В культуру клеток животных тканей, которые первоначально были отделены друг от друга, не организованы в пространстве и напоминали мезенхиму, были введены ДНК, кодирующие белки клеточной адгезии (САМ от англ. Се11-аdhesion molecules). После этого клетки объединились в пласт, напоминающий эпителиальный. Когда пласт сформировался, между клетками возникли щелевые и адгезивные контакты.

Ответ: Молекулы клеточной адгезии (SAM) ответственны за взаимодействие клеток в зародыше.

14. Какие выводы можно сделать из следующих экспериментах:

1) Если путем центрифугирования (у морского ежа) или перешнуровки оплодотворенных яйцеклеток (у тритона) получить их безъядерные фрагменты, то в обоих случаях дробление при участии ахроматинового митотичёского аппарата может привести к образованию безъядерных бластулоподобных структур. Однако дальше развитие не пойдет.

2)Если объединить в опыте безъядерную цитоплазму яйцеклетки одного вида с ядром сперматозоида другого вида, то во многих случаях развитие таких клеток останавливается, достигнув стадии гаструлы.

Ответ: Опыты демонстрирует тот факт, что самые начальные этапы развития определяются продуктами материнских генов яйцеклетки и только к началу гаструляции активизируются гены зиготы.

15. Какое явление наблюдал Г. Шпеман на примере формирования глаза?

Наиболее ранняя закладка глаза представляет участок ткани промежуточного мозга, глазной пузырь, растущий по направлению к кожной эктодерме, где на месте их сближения образуется хрусталик в виде впячивания эктодермы. Если на одной стороне зародыша удалить закладку глазного пузыря, то на этой стороне хрусталик не образуется. Если, наоборот, закладку глазного пузыря пересадить под кожу в другом месте головы или туловища, то здесь на границе эктодермы возникает хрусталик.

Ответ: Шпеман наблюдал явление эмбриональной индукции.

16. Какое явление было установлено в опытах эмбриологов Дриш и Шпемана?

Они показали, что ядра ранних бластомеров морских ежей и тритонов способны обеспечить дифференцировку любых типов клеток. В их опытах бластомер, который в норме должен былдать начало лишь части зародыша, оказался способным дать в процессе развития целый организм.

Ответ: Явление эквивалентности генома разных клеток зародыша – тотипотентность.
Регенерация

17. При осмотре травматологом установлено, что на голове у больного открытая рана. Рентгенологическое исследование показало раздробление плоских костей черепа. Известно, что в норме плоские кости не регенерируют. Какие методы восстановления целостности костей черепной коробки Вы могли бы предложить в данном случае для заживления дефекта?

Ответ: ввести в рану индуктор в виде костных опилок, который вызовет активацию незрелых клеток соединительной ткани края костного дефекта продуктами распада костных опилок.

18. Во время рыбалки на озере был пойман рак, у которого обнаружили вместо левого глаза длинный усик. Как Вы можете объяснить наличие на месте глаза совершенно другого органа у рака?

Ответ: явление гетероморфизма, связанного с нарушением нервной регуляции.

19. Ожог составляет 10% от поверхности тела. Какой тип и механизм регенерации будет в данном случае?

Ответ: репаративная регенерация, механизм – эпиморфоз.

20. Больному требуется срочная пересадка почки. Какой тип трансплантации будет идеален в этом случае? И почему?

Ответ: аллотрансплантация от близкого родственника, потому что трансплантация тесно связана с трансплантационным иммунитетом, приводящего к отторжению тканей и органов.

21. Больному удалили одну почку, по истечению некоторого времени она стала увеличиваться. Какой процесс в данном случае мы можем наблюдать?

Ответ: процесс компенсаторной гипертрофии.
Задачи для самоконтроля

1. Многощетинковые черви пололо один раз в году поднимаются со дна на поверхность океана, и здесь происходит отделение от их тела фрагмента. Этот процесс привлекает многих животных, включая и местных жителей – т.к. эти черви богаты питательным белком. Каким путем размножается этот кольчатый червь и в чем заключается биологическая роль такого способа размножения?

2. У губок, представителей кишечнополостных, свободноживущих плоских червей гаметы развиваются в любом участке, а у большинства животных в специализированных половых железах – гонадах. Объясните, будет ли различаться при этом процесс гаметогенеза и мейоз, лежащий в его основе?

3. При овогенезе образуются полоциты, а при сперматогенезе их нет. Объясните, с чем связана такая специфичность протекания разных типов гаметогенезов и, почему эта дифференцировка была закреплена естественным отбором?

4. Кролик имеет 44 хромосомы. Сколько хромосом у него будет в сперматоцитах 1-го порядка?

5. Как называется клетка, которая содержит минимальное количество цитоплазмы, имеет крупное ядро с конденсированным хроматином, снабжена органоидом движения и акросомным аппаратом; имеет высокий уровень обмена веществ, позволяющий вырабатывать энергию, необходимую для быстрого передвижения на большие расстояния.

6. Определите тип яйцеклетки с большим количеством желтка, основная масса которого расположена в вегетативной области.

7. Начальная стадия развития, какой системы у позвоночных животных происходит следующим образом: к концу гаструляции эктодермальные клетки, находящиеся в дорсальной части зародыша, непосредственно перед бластопором, начинают быстро делиться и вытесняется внутрь, образуя пластинку. Затем пластинка распространяется на всю дорсальную часть зародыша, ее края формируют складки, а в центре возникает желобок. Верхние складки соприкасаются и сливаются, образуя трубку.

8. Как называется представленный ниже процесс: конечности у позвоночных закладываются в виде бугорков, называемых почками конечности. Они состоят из массы рыхлой мезодермальной ткани, покрытой эктодермой. По мере того как конечность удлиняется образуются плотные структуры, соответствующие будущим скелетным элементам, мышцам и кровеносным сосудам.

9. В какой этап онтогенеза происходят следующие изменения в организме животных и человека: изменяются физико-химические свойства белка хроматина клеточных ядер, увеличивается прочность связывания гистонов с ДНК, что обеспечивает репрессию некоторой части генома; происходят ошибки в транскрипции и трансляции наследственной информации, что приводит к синтезу дефектных белков.

10. Известно, что трутни развиваются из неоплодотворенных яйцеклеток (п=16). Какой набор хромосом имеют соматические клетки и как у них образуются сперматозоиды?

*11. Если 100 сперматозоидов, продуцируемых самцом, имеющим одну пару хромосом , будут оплодотворять 100 яиц, продуцируемых такой же самкой, то сколько комбинаций материнских и отцовских хромосом возникает в зиготах, и в какой пропорции?

*12. В культуре тканей человека в одной из клеток во время ненормального митоза дочерние хромосомы одной из коротких хромосом (№21)попали в одно ядро в результате не расхождения. Кроме того, произошла элиминация (гибель) другой хромосомы (№15). Сколько хромосом будут иметь дочерние клетки?

13. Эффект действия каких генов подтверждают следующие эксперименты, проведенные Харвей в 1940 г. Ученый помещала неоплодотворенные яйцеклетки морского ежа в раствор сахарозы, имеющей ту же кислотность, что и сама яйцеклетка. Затем путем центрифугирования отделяла ядро, партеногенетически активизировала безъядерные клетки к дальнейшему развитию. Развитие зародыша продолжалось до образования бластулы.

14. О чем свидетельствовали следующие эксперименты, проведенные на зародышах амфибий: группы клеток из экто- и мезодермы зародышей меняли местами. Это приводило к изменению направления дальнейшего развития этих зачатков в соответствии с их новым положением.

15. Какие гены были обнаружены при изучении следующей мутации у дрозофилы: у эмбрионов нормальных форм дрозофилы закладывается полный набор сегментов: три сегмента головы, три грудных сегмента и восемь брюшных сегментов. В последующих этапах развития из этих сегментов развивается голова, грудь и брюшко насекомого. У эмбрионов с мутацией fushi tarazu определенных сегментов не хватает и не полные сегменты соединяются с соседними. Это приводит к летальному исходу.

16. Нарушение, каких клеточных механизмов произошло в эмбриогенезе у человека с описанной ниже клиникой? «С помощью рентгенологического исследования у больного, обратившегося в больницу с подозрением на пиелонефрит, была с правой стороны обнаружена почка значительно больше нормальной, между верхним и нижним полюсом есть борозда, две почечные лоханки и два мочеточника. Кровообращение осуществляется по двум почечным артериям».

17. Нарушение, каких клеточных механизмов произошло в эмбриогенезе у человека с описанной ниже клиникой? «В кардиологическую клинику поступил мальчик двух лет. Покровы тела цианотичны, одышка, кровоток в легких обеднен. При зондировании сердца зонд из правого предсердия не удается провести в правый желудочек, но он попадает в левое предсердие».

18. При осмотре травматологом установлено, что на голове у больного открытая рана. Рентгенологическое исследование показало раздробление плоских костей черепа. Известно, что в норме плоские кости не регенерируют. Какие методы восстановления целостности костей черепной коробки Вы могли бы предложить в данном случае для заживления дефекта?

19. Во время рыбалки на озере был пойман рак, у которого обнаружили вместо левого глаза длинный усик. Как Вы можете объяснить наличие на месте глаза совершенно другого органа у рака?

20. Больному удалили одну почку, по истечению некоторого времени оставшаяся почка стала увеличиваться. Какой процесс в данном случае мы можем наблюдать?
4. Ситуационные задачи по теме «Филогенез систем органов»

Опорно-двигательная система. Покровы.

1. При осмотре новорожденного ребенка на коже спины, груди, живота, конечностей обнаружены многочисленные язвы с четкими контурами. 0 какой патологии можно подумать в этом случае? Нарушение, каких клеточных механизмов во время эмбриогенеза привели к возникновению этой аномалии?

Ответ: Частная аплазия кожи может быть следствием нарушения таких клеточных регуляторных механизмов в эмбриогенезе, как клеточ­ная индукция, пролиферация, дифференцировка клеток.

2. Родился ребенок, имеющий кожу, покрытую роговым панцирем, состоящим из толстых (до I см) роговых щитков серо-черного цвета. Щитки зазубрены, разделены бороздами. Губы малоподвижны, ротовое отверстие резко сужено. Нос и ушные раковины деформированы, веки вывернуты. Конечности уродливы. Волосы и ногти отсутствуют. Ребенок умер через 2 часа после рождения. О какой патологии нужно думать в этом случае?

Ответ: Ихтиоз, возникший в результате нарушения эмбриогенеза кожи и ее производных на ранних этапах эмбриональной индукции, пролиферации и дифференцировки клеток эпидермиса. Смерть наступила в результате нарушения дыхания, сердечной и почечной недостаточности, обусловленных неполноценностью строения и функции других систем органов, присоединения вторичной инфекции.

3. У новорожденного ребенка, от первой нормально протекающей беременности, обнаружено отсутствие ногтей на трех пальцах правой руки. Вместо них на ногтевых ложах - тонкая кожица. Какая это патология? С чем она связана?

Ответ: Аплазия ногтей трех пальцев связана с врожденным нарушением развития ногтей. Вероятно, изменение клеточной индукции привело к нарушению пролиферации и ороговения эпителия ногтевой пластинки. Не исключено, что причиной возникновения этой аномалии развития явилось нарушение пролиферации и дифференцировки клеток ногтевой пластинки.

4. При осмотре новорожденного ребенка на мизинце левой руки обнаружен нетипичный для человека ноготь: ногтевая пластинка утолщена, очень твердая, тусклая, коричневатого цвета, длиной 1см, высоко приподнята и изогнута, напоминая коготь.

Как Вы объясните возможность появления этой аномалии развития у ребенка?

Ответ: Онихогрифоз - когтеобразный ноготь. Аномалия развития, связанная с изменением формы ногтя. Возникновение этой аномалии, вероятно, связано с нарушением клеточных регуляторных механизмов: клеточной индукции, пролиферации и дифференцировки клеток. Эту аномалию можно расценить как атавистический признак человека.

5. Родился мальчик, имеющий 5 пар сосков. Как можно объяснить возникновение этой аномалии развития?

Ответ: Многососковость обусловлена развитием всех желез млечных линий, которые закладываются в эмбриогенезе. По всей видимости, происходит нарушение редукционных процессов в зачаточном эпителии желез. В результате этого происходит развитие желез. Сохранение этих структур в постэмбриональном периоде является атавистическим признаком, доказывающим единство происхождения человека и животных.

6. К хирургу обратилась женщина, 25 лет, с жалобами на появление опухолевидного образования в левой подмышечной области, болезненного сначала при пальпации. В последние 2 дня боль сохраняется постоянно. Появление припухлости в подмышечной области впервые стала отмечать в конце беременности. Резкое увеличение образования и болезненность появились через день после родов. О какой патологии нужно думать в этом случае?

Ответ: Наличие добавочной молочной железы обусловлено сохранением пролиферации и дифференцировки клеток зачаточного эпителия железы. Полного формирования железа не достигла: отсутствует сосок, ареол, выводные протоки. Поэтому наличие добавочной молочной железы обнаружилось лишь в период беременности и лактации, когда железистая ткань начала функционировать.

7. С невропатологу обратился мужчина З2 лет. После поднятия тяжести у него появилась сильная боль в области поясницы и по ходу седалищного нерва. Подъем с постели, и передвижение больного резко ограничены и болезненны. При рентгенологическом обследовании: позвонки поясничной области имеют обычную форму и размеры. Пятый поясничный позвонок имеет незаращение дужек. С чем связано возникновение этой патологии? Ответ обоснуйте с позиции онто-филогенетических взаимоотношений и механизмов регуляции онтогенеза.

Ответ: Незаращение позвоночного канала без грыжевого выпячивания произошло во время эмбриогенеза позвонков из мезодермы. Вероятно, возникновение этой аномалии развития связано с нарушением клеточных механизмов регуляции эмбриогенеза: первичной клеточной индукции, пролиферации, адгезии и перемещения клеток.

8. При осмотре новорожденного ребенка обнаружены расщелина верхней губы и твердого неба. С чем связано возникновение этих аномалий развития? Нарушение, каких механизмов регуляции онтогенеза имели место в возникновении этой патологии?

Ответ: Незаращение верхней губы и твердого неба связано с наруше­нием клеточных механизмов регуляции онтогенеза в период эмбрионального развития: пролиферации и дифференциации клеточного материала, адгезии и перемещения клеток, когда из двух парных зачатков образуется один непарный орган.
Пищеварительная система

9. Ребенок, 5 дней, от первой беременности, вес при рождении 3200г. Беременность протекала нормально. С момента рождения у ребенка не было стула, отмечаются частые рвоты, беспокойство вздутие живота. При осмотре анальное отверстие имеется, но зондирование его произвести не удаётся.

О какой патологии нужно думать в этом случае? С чем связано возникновение этого порока развития?

Ответ: Атрезия анального отверстия возникла в результате нарушения гибели клеток: сохранились клетки, заполняющие просвет анального отверстия во время эмбриогенеза.

10. В клинику доставлен 4-х дневный новорожденный. Из истории болезни известно: ребенок от второй беременности, доношенный, вес при рождении 3500г. Беременность протекала нормально, роды нормальные. Ребенок заплакал сразу. При попытке напоить ребенка сладкой водой после первых жадных глотков появился кашель, синюшность и рвота. При кормлении с ложечки сцеженным материнским молоком также сразу появилась рвота, цианоз, а через нос вытекала пена. Рвотные массы без признаков створаживания. На третий-день врач заподозрил у ребенка порок развития. Какую патологию заподозрил врач, если при рентгенографии желудок и кишечник наполнены воздухом, а контрастное вещество вних не поступает? Каковы механизмы возникновения этой эмбриопатии?

Ответ: Атрезия пищевода возникла в результате нарушения клеточной гибели. Трахео-пищеводный свищ сохранился вследствие наруше­ния дифференциации и пролиферации клеток во время образования пищевода и трохеи. Пища попадает в органы дыхания, в желудок не поступает, о чем свидетельствует отсутствие в нем контраста.

11. У 5-дневного новорожденного мальчика отсутствует отхождение мекония (первородные каловые массы) при наличник анального отверстия. Зонд ввести в анальное отверстие не удается. В моче имеется примесь кала..

Какую патологию можно заподозрить у этого ребенка? С чем свя­зано формирование этого порока развития? Ответ поясните.

Ответ: Атрезия анального отверстия и, возможно, прямой кишки, возникли в результате сохранения клеток, заполняющих пище­варительную трубку во время эмбриогенеза. Примесь кала в моче свидетельствует о наличии свища, возникновение которого связано с нарушением пролиферации, дифференциации, адгезии и перемещения клеток.