ответы по биологии на экзамен 2015. Организация жизни на Земле. Биология клетки. Размножение. Генетика
 Скачать 2.37 Mb.
|
|
Эволюция покровов тела Функции внешних покровов тела или кожи: 1) Защитная. 2) Восприятия внешних раздражений. 3) Предохранение от высыхания. 4) Регуляция температуры тела. 5) Участие в обмене веществ через дыхание и выделение. 6) Выкармливание потомства (только у млекопитающих). Эволюция кожных покровов у хордовых заключалась в замене однослойного эпителия многослойным, в частности формировании двух слоев, превалирующим развитие собственно кожи (или кориума, или дермы), в появлении и преобразовании многочисленных придатков кожи. Эволюция кожи - От однослойного эпителия и студенистого кориума (кориум = дерма) у ланцетника к пятислойной коже у млекопитающих. Два слоя эпидермиса, два слоя дермы. Онтогенез покровов и придатков кожи млекопитающих и человека отражает их эволюцию по типу архаллаксиса. Нарушения раннего онтогенеза кожных покровов вызывает малосущественные атавистические пороки развития: гипертрихоз (повышенное оволосенение), политения (много сосков), полимастия (много млечных желез). Все пороки связаны с нарушением редукции избыточного числа этих структур. Эволюция опорно-двигательного аппарата ОДА претерпел большие эволюционные преобразования в связи с: 1) Сменой сред обитания. 2) Изменением форм локомоции (передвижение). У хордовых скелет – внутренний. Внешний – у членистоногих. По строениям и функциям подразделяется на: 1) Осевой. 2) Скелет конечностей. 3) Скелет головы. Осевой скелет В подтипе бесчерепные имеется осевой скелет в виде хорды. Хорда сохраняется только у круглоротых и некоторых рыб. У человека сохраняются рудименты хорды в виде nucleus pulposus межпозвоночных дисков. Сохранение избыточного хордального материала чревато развитием у человека опухолей – хордом. У позвоночных хорда замещается позвонками, развивающимися из склеротомов сомитов и функционально заменяется позвоночным столбом (субституция). Замена хрящевой ткани на костную и дифференцировка позвоночника на отделы. Онтогенез осевого скелета рекапитулирует основные филогенетические стадии его становления: в период нейруляции закладывается хорда, замещающаяся сначала хрящевым, а затем костным позвоночником. На шейных, грудных и поясничных позвонках развивается по паре ребер. Атавистические пороки развития: 1) Несрастание остистых отростков позвонков приводит к спинномозговой грыже. 2) Персистирование (сохранение) хвоста. 3) Сохранение шейных и поясничных ребер. Скелет головы Продолжением осевого скелета является осевой (или мозговой) череп, служащий для защиты головного мозга и органов чувств. Рядом с ним развивается висцеральный (лицевой) череп, образует опору передней части пищеварительной трубки. Обе части черепа развиваются из разных зачатков. Филогенетически мозговой череп прошел 3 стадии развития: перепончатая (у круглоротых), хрящевая (акуловые и осетровые), костная (все остальные классы). Кости мозгового черепа в процессе эволюции претерпевают олигомеризацию (уменьшение в числе). Аномалии мозгового черепа: наличие межтеменных костей, двухлобных костей (две лобные кости с метопическим швом между ними). Висцеральный череп Его эволюция-уменьшение числа дуг и превращение части дуг в косточки слух апп. В. Ч. формируется из мезанхимы эктодермального происхождения, которое образует дужки в промежутках между жаберными щелями глотки. Первые две дужки дают начало челюстной и подъязычной дугам взрослых животных. Следующие 4-5 пар – опора для жабр, называются жаберными. Челюстная дуга состоит из двух хрящей: верхний (небно-квадратный – первичная верхняя челюсть), нижний (Меккелев – первичная нижняя челюсть). Подъязычная дуга состоит из гиомандибулярного хряща (срастается с основанием мозгового черепа) и гиоида (соединен с Меккелевым хрящом). Т.е. у хрящевых рыб первичные челюсти соединены с осевым черепом через подъязычную дугу, в которой гиомандибулярный хрящ выполняет роль подвеска к мозговому черепу - это гиостильный тип соединения черепа (гиостилия). У костных рыб первичные челюсти замещаются вторичными из накладных костей, череп гиостильный. Земноводные – жаберные дуги частично редуцируются, а частично входят в состав хрящевого аппарата гортани. Челюстная дуга небно-квадратным хрящом полностью срастается с основанием мозгового черепа. Череп аутостильный. Гиомандибулярный хрящ освобождается от функции подвеска и располагается в области первой жаберной щели внутри слуховой капсулы, выполняя функцию слуховой косточки – столбика. Пресмыкающиеся – череп аутостилен. Характерна высокая степень окостенения, часть хрящевого материла жаберных дуг входит в состав гортани и трахеи. Млекопитающие – нижняя челюсть сочленяется с височной костью сложным суставом, позволяющим совершать сложные жевательные движения. Слуховая косточка - столбик, характерная для земноводных и пресмыкающихся, превращается в стремечко, а рудименты небно-квадратного и Меккелевого хрящей преобразуются в наковальню и молоточек, создается единая функциональная цепь из трех косточек. Пороки висцерального черепа – 1) расположение в барабанной полости только одной слуховой косточки столбика. Пороки развития конечностей – полидактелия, полифалангия, врожденное высокое стояние лопатки (сопровождется аномалиями ребер, грудного отдела позвоночника и деформацией лопаток). В процессе антропогенеза развились особенности скелета, характерные только для человека: 1) изменение стопы. 2) появление S-образного изгиба позвоночника. 3) Резкое уменьшение лицевого черепа и увеличение мозгового. 4) Смещение большого затылочного отверстия кпереди. 5) Специализация передних конечностей как органов труда. 6) подбородочный выступ. Адаптации к прямохождению имеют относительный характер. При большой физической нагрузке возможно смещение позвонков или межпозвонковых дисков. У ног – нарушение венозного оттока. Аномалии скелета, характерные для человека: врожденное плоскостопие, косолапость, узкая грудная клетка, отсутствие подбородочного выступа).    30. Эволюция пищеварительной системы позвоночных. Онтофилогенетически обусловленные аномалии и пороки развития у человека. Система закладывается в начале в виде прямой трубки, подразделяющейся на 3 участка (передний, средний и задний кишечник). Передняя и задняя часть слизистой оболочки пищеварительной трубки – эктодермального происхождения. Средняя – энтодемального. А мускулатура – мезодермального. Направление эволюции пищеварительных систем позвоночных: 1) дифференцировка кишечной трубки. 2) Появление приспособлений к удлинению пути, проходимого пищей. 3) Увеличение всасывающей поверхности путем образования пилорических выростов, складок, ворсинок. 4) Развитие пищеварительных желез. 5) Появление и дифференцировка зубочелюстной системы. У животных 3 типа пищеварения: 1) внутриклеточный (одноклеточные, многоклеточные). 2) полостное (дистантное; почти у всех форм многоклеточнх, может быть реализовано за пределами организма). 3) пристеночное, или мембранное (осуществляется ферментами, локализованными на структурах клеточной мембраны). У большинства осуществляются все три типа пищеварения. Состав пищеварительной системы: пищ тракт и пищ железы. Пищеварительный тракт подразделяется на… слепая, зубы позвоночных (связаны по происхождению с плакоидной чешуей акуловых рыб, дентин – мезодерма, эмаль – эктодерма), кроме млекопитающих у всех зубы – это выросты на костях ротовой полости. Первоначально зубы многорядные и покрывают всю слизистую оболочку ротовой полости. С пресмыкающихся обнаруживается только один ряд зубов, дифференцировка еще отсутствует. Зубная система (земноводные, рыбы, пресмыкающиеся), в которой все зубы одинаковые, называется гомодонтой. Зубы могут многократно выпадать и вырастать – полифиодонтизм. Зубы млекопитающих располагаются в альвеолах и дифференцированы, выполняют различные функции. Это гетеродонтная зубная система. В онтогенезе сменяются два поколения зубов – дифиодонтизм. В ротовую полость у наземных открываются слюнные железы. У первичноводных позвоночных слюнных желез нет. У амфибий слюнные железы не содержат ферментов. В тонкую кишку впадают протоки поджелудочной железы и печени. Аномалии и пороки: 1) латеральные свищи шеи – нарушения редукции зачатков жаберных щелей. 2) Латеральные кисты шеи – нарушение редукции жаберных карманов. 3) гипоплазия – недоразвитие, гипоплазия печени и поджелудочной железы. 4) сохранение клоаки. 5) раздвоение конца языка. 6) Гомодонтная зубная система. 7)3хбугорчатое строение коренных зубов. 8) Прорезывание сверхкомплектных зубов в ряду или за его пределами (даже на твердом небе). 9) незарощение твердого неба (волчья пасть). 31. Эволюция кровеносной системы позвоночных. Онтофилогенетически обусловленные аномалии и пороки развития у человека. Эволюция кровеносной системы Кровеносная система (КС) у всех позвоночных замкнутая и представлена сердцем и сосудами. Сосуды образую 1 круг кровообращения круглоротых и рыб, 2 – у остальных классов. Мезодермальное происхождения. Функции: 1) транспортная; 2) интеграция организма в целостную систему (гуморальная регуляция). Направление эволюции сердца и отходящих сосудов
Филогенез артериальных дуг В эмбриогенезе позвоночных закладывается 6 пар артериальных жаберных дуг, соответствующих 6 парам висцеральных дуг черепа. 2 первые пары включаются в состав висцерального черепа (челюсти, гиод, гиомандибулярный хрящ), поэтому 2 первые пары висцеральных дуг редуцируются. У рыб функционируют 4 оставшихся пары. У наземных 3 пара жаберных артерий превращается в сонные артерии, 4 пара – в дуги аорты, 5 пара – у всех редуцируется (за исключением хвостатых амфибий), 6 пара – становится легочной артерией. Аномалии и пороки
Дефекты перегородок (межпредсердные; межжелудочковые, сохранение Боталова протока), транспозиция сосудов – аорта от правого желудочка, а легочный ствол от левого- не совместим с жизнью. У ланцетника кровеносная система наиболее проста. Круг кровообращения один. По брюшной аорте венозная кровь поступает в приносящие жаберные артерии, где и обогащается кислородом. Таким образом, несмотря на простоту кровеносной системы в целом, уже у ланцетника имеются основные магистральные артерии, характерные для позвоночных, в том числе для человека: это брюшная аорта, преобразующаяся позже в сердце, восходящую часть дуги аорты и корень легочной артерии; спинная аорта, становящаяся позже собственно аортой, и сонные артерии. Основные вены, имеющиеся у ланцетника, также сохраняются у более высокоорганизованных животных. Более активный образ жизни рыб предполагает более интенсивный метаболизм. В связи с этим артериальные жаберные дуги в конечном счете до четырех пар в них отмечается высокая степень дифференцировки: жаберные сосуды распадаются на капилляры, пронизывающие жаберные лепестки. В процессе интенсификации сократительной функции брюшной аорты часть ее преобразовалась в двухкамерное сердце, состоящее из предсердия и желудочка и располагающееся под нижней челюстью, рядом с жаберным аппаратом. В остальном кровеносная система рыб соответствует строению ее у ланцетника. В связи с выходом земноводных на сушу и появлением легочного дыхания у них возникает два круга кровообращения. Соответственно этому в строении сердца и артерий появляются приспособления, направленные на разделение артериальной и венозной крови. Перемещение земноводных в основном за счет парных конечностей, а не хвоста обусловливает изменения в венозной системе задней части туловища. Сердце амфибий расположено каудальнее, чем у рыб, рядом с легкими; оно трехкамерное, но, как и у рыб, от правой половины единственного желудочка начинается единственный сосуд — артериальный конус, разветвляющийся последовательно на три пары сосудов: кожно-легочные артерии, дуги аорты и сонные артерии. В кровеносной системе пресмыкающихся возникают следующие прогрессивные изменения: в желудочке их сердца имеется неполная перегородка, затрудняющая смешение крови, поступающей из правого и левого предсердий; от сердца отходит не один, а три сосуда, образовавшихся в результате разделения артериального ствола. Из левой половины желудочка начинается правая дуга аорты, несущая артериальную кровь, а из правой — легочная артерия с венозной кровью. Из середины желудочка, в области неполной перегородки, начинается левая дуга аорты со смешанной кровью. В связи с появлением шеи сердце располагается еще более каудально, чем у земноводных. Венозная система пресмыкающихся принципиально не отличается от системы вен земноводных. Птицы. Кровеносная система имеет два круга кровообращения. Сердце четырёхкамерное с полным разделением артериальной и венозной крови. В отличие от млекопитающих, у птиц главной артерией является правая (а не левая) дуга аорты, с которой начинается большой круг кровообращения. Венозная система птиц в основном сходна с таковой у пресмыкающихся Прогрессивные изменения кровеносной системы млекопитающих сводятся к полному разделению венозного и артериального кровотоков. Это достигается, во-первых, завершенной четырехкамерностью сердца и, во-вторых, редукцией правой дуги аорты и сохранением только левой, начинающейся от левого желудочка. В результате все органы млекопитающих снабжаются артериальной кровью. Сердце закладывается на первых этапах развития в виде недифференцированной брюшной аорты, которая за счет изгибания, появления в просвете перегородок и клапанов, становится последовательно двух-, трех- и четырехкамерным. Интересно, что место закладки и положение сердца в филогенетическом ряду позвоночных полностью рекапитулируют у млекопитающих и человека. Так, закладка сердца у человека осуществляется на 20-е сутки эмбриогенеза, как у всех позвоночных, позади головы. Позже за счет изменения пропорций тела, появления шейной области, смещения легких в грудную полость осуществляется и перемещение сердца в переднее средостение. Нарушения развития сердца могут выражаться как в возникновении аномалий строения, так и места его положения. Возможно сохранение к моменту рождения двухкамерного сердца. Этот порок совершенно не совместим с жизнью. Чаще встречаются дефекты межпредсердной перегородки (1 случай на 1000 рождений), межжелудочковой перегородки (2,5—5 случаев на 1000 рождений), вплоть до трехкамерного сердца с одним общим желудочком (см. рис. 14.31, В). Известен и такой порок, как шейная эктопия сердца, при которой оно находится в шейной области. Этот порок связывают с задержкой сердца в области его первоначальной закладки. При этом ребенок обычно погибает сразу после рождения. Перечисленные пороки сердца наиболее часто встречаются не в изолированном виде, а в комплексе с другими аномалиями сердца, сосудов, а нередко и других органов. Это свидетельствует о том, что в морфогенезе сердца большое значение имеют онтогенетические корреляции. Состояние больных при таких пороках зависит от того, насколько сильно нарушается гемодинамика и осуществляется смешение крови в кровеносном русле. 32. Эволюция дыхательной системы позвоночных. Онтофилогенетически обусловленные аномалии и пороки развития у человека. Известно два типа дыхания: водное и воздушное. У водных хордовых животных дыхание жаберное. Эволюция шла в сторону уменьшения количества жаберных щелей. Так у ланцетника в стенках глотки имеются 100-150 пар жаберных щелей. У рыб - число жаберных перегородок сокращается до 5 пар, но увеличивается число жаберных лепестков. Жабры образуются из впячиваний глотки в виде жаберных мешков, а затем появляются перегородки с лепестками. У земноводных появляется воздушное дыхание. Это мешковидные легкие, аналогичные плавательному пузырю кистеперых. Стенки мешков гладкие, тонкие, с небольшими перегородками. Воздухоносные пути отсутствуют. Дыхание у земноводных кожно-легочное. У рептилий - кожа не выполняет дыхательную функцию. Легкие ячеистые появляются разветвленные перегородки. Появление воздухоносных путей. В трахее формируются хрящевые кольца, разделяясь, образуются два бронха. У птиц - губчатые легкие, пронизанные бронхами. С легкими связано 5 пар воздушных мешков — тонкостенных, легко растяжимых выростов вентральных ответвлений крупных бронхов, находящиеся среди внутренних органов, между мышцами и в полостях трубчатых костей крыльев. Эти мешки играют большую роль в процессе дыхания птиц во время полета. Наряду с функцией дыхания воздушные мешки несут добавочные функции: облегчают массу тела птицы. При вдохе только 25 % наружного воздуха остаётся непосредственно в лёгких, а 75 % проходит через них и попадает в специальные воздушные мешки. При выдохе воздух из воздушных мешков опять идёт через лёгкие, но уже наружу, образуя так называемое двойное дыхание. Таким образом, лёгкие постоянно насыщаются кислородом как во время вдоха, так и выдоха. У млекопитающих лёгкие альвеолярного типа. Формируется бронхиальное дерево, на концах бронхов — альвеолы. Появляется диафрагма, которая разделяет полость тела на грудную и брюшную. Основные направления эволюции: 1. Смена жаберного дыхания на кожно-легочное, а затем — легочное. 2. Увеличение дыхательной поверхности легкого. 3. Появление и дифференцировка дыхательных путей. Пороки развития дыхательной системы: 1. Сохранение жаберных щелей (жаберные свищи). 2. Атрезия трахеи. 3. Трахейно-пищеводные фистулы. 4. Агенезия (отсутствие) или гипоплазия (недоразвитие) доли или целого легкого. 5. Недоразвитие легкого, бронхов. 6. Добавочные доли или целое легкое. 7. Зеркальная закладка левого и правого легкого 33.Эволюция нервной системы позвоночных. Онтофилогенетически обусловленные аномалии и пороки развития у человека. Нервная система осуществляет быстрое реагирование организма на изменение условий посредством рефлексов. Функции нервной системы: 1) Регуляторная; 2) координирующая; 3) связь с внешней средой; 4) интегрирующая, лежит в основе высшей нервной деятельности, поведенческих реакций, абстрактного мышления. Происхождение – эктодермальное. Это производная нервной трубки с невроцелем внутри. Передний отдел нервной трубки увеличивается в размерах, дифференцируется на отделы и преобразуется в головной мозг. Образование головного мозга – цефализация (кефализация). Головной мозг позвоночных закладывается из трех мозговых пузырей: переднего, среднего и заднего. Позже дифференцируется на 5 отделов: передний, промежуточный, средний, задний и продолговатый. Во всех отделах головного мозга различают мантию, или крышу, располагающуюся над желудочками, и основание, или дно, лежит под желудочками (желудочки – расширения невроцеля). Аномалии и пороки Большинство не совместимо с жизнью.
Основные направления эволюции нервной системы:
|