Методичка по биологии. Методичка по биологии Костюков А.А.. Занятие 15 Сцепленное наследование признаков. Наследование признаков, контролируемых генами х и ухромосом человека
 Скачать 1.35 Mb.
|
|
Часть артериальной крови поступает в сонные артерии, которые несут кровь к головному мозгу. Большая часть артериальной крови от жабр поступает в спинную аорту, от которой отходят артерии ко всем органам тела. Здесь артерии ветвятся на капилляры, в которых происходит обогащение крови СО2, а кислород поступает к органам тела. Кровь становится венозной, она собирается от органов в брюшную аорту. б) строение органов кровообращения у рыб Она состоит из одного круга кровообращения. Есть двухкамерное сердце, состоящее из предсердия и желудочка. В сердце идет только венозная кровь. Из сердца венозная кровь идет в брюшную аорту, потом в жаберные артерии. Там кровь становится артериальной. Она идет в спинные аорты, которые соединяются и образуют спинную аорту. От спинной аорты артериальная кровь идет по артериям ко всем органам и тканям. Там артериальная кровь становится венозной и по кардинальным венам идет в сердце. в) строение органов кровообращения у земноводных У земноводных в процессе приспособления к наземным условиям существования появляется второй (легочный) круг кровообращения. Одновременно в строении сердца и сосудов появляются изменения, направленные на разделение артериальной и венозной крови. Сердце трехкамерное. Оно состоит из двух предсердий и одного желудочка. В левом предсердии артериальная кровь, которая идет от легких и кожи. В правом предсердии венозная кровь, которая идет от всех органов. В желудочке кровь смешивается. Но справа остается немного венозной крови, а слева много артериальной. Смешанная кровь движется по дугам аорты ко всем органам и тканям. Там кровь становится венозной и по полым венам идет в правое предсердие. Артериальная кровь идет по сонным артериям к голове. Венозная кровь идет по кожно-легочным артериям к коже и легким, там кровь становится артериальной и идет по кожно-легочным венам в левое предсердие. г) строение органов кровообращения у рептилий У рептилий происходит дальнейшее разделение артериальной и венозной крови. Сердце трехкамерное (два предсердия и один желудочек), но в желудочке появляется неполная перегородка. Артериальная и венозная кровь смешиваются меньше, чем у амфибий. Артериальная кровь из желудочка идет в правую дугу аорты. Смешанная кровь идет в левую дугу аорты. Дуги аорты под сердцем соединяются и образуют спинную аорту. От нее идут артерии ко всем органам и тканям. Там кровь становится венозной и по полым венам идет в правое предсердие. Венозная кровь из желудочка идет по легочным артериям в легкие. Там кровь становится артериальной и по легочным венам идет в левое предсердие. д) строение органов кровообращения у млекопитающих Прогрессивные изменения кровеносной системы млекопитающих заключаются в появлении полной перегородки в желудочке, благодаря чему сердце становится четырехкамерным (два предсердия и два желудочка). Это приводит к полному разделению венозной и артериальной крови. В правой половине сердца только венозная кровь, в левой половине только артериальная. Большой круг кровообращения: артериальная кровь из левого желудочка идет в левую дугу аорты, а потом по артериям ко всем органам и тканям. Там она становится венозной и по полым венам поступает в правое предсердие. Малый круг кровообращения: венозная кровь идет из правого желудочка по легочной артерии в легкие. Там кровь становится артериальной и по легочным венам поступает в левое предсердие. 4. Филогенез артериальных жаберных дуг. В эмбриогенезе абсолютного большинства позвоночных закладывается шесть пар артериальных жаберных дуг. Две первые артериальные жаберные дуги быстро редуцируются. Оставшиеся четыре пары функционируют у рыб как жаберные артерии. У наземных позвоночных 3-я пара жаберных артерий становится сонными артериями и несет кровь к голове. Сосуды 4-й пары достигают наибольшего развития и становятся дугами аорты — основными сосудами большого круга кровообращения. 5. Нарушения развития сердца человека Нарушения развития сердца могут выражаться как в возникновении аномалий строения, так и места его положения (сердце расположено в грудной клетке справа). Возможно сохранение к моменту рождения двухкамерного сердца. Этот порок совершенно не совместим с жизнью. Чаще встречаются дефекты межпредсердной и межжелудочковой перегородки вплоть до трехкамерного сердца с одним общим желудочком. Известен и такой порок, когда сердце находится в шейной области. При этом ребенок погибает сразу после рождения. 6. Нарушения развития кровеносных сосудов у человека. 1. персистирование артериального, или боталлова, протока. Это наиболее частый порок (0,5-1,2 случая на 1000 новорожденных). Боталлов проток у развивающегося плода соединяет лёгочную артерию и аорту (т. к. лёгкие еще не функционируют). В норме боталлов проток закрывается в первые 15-20 часов после рождения. Порок проявляется сбросом артериальной крови из большого круга кровообращения в малый. 2. персистирование обеих дуг аорты 4-й пары. При этом обе дуги, срастаются позади пищевода и трахеи, что приводит к нарушению глотания и удушью. персистирование первичного эмбрионального ствола, который не разделяется спиральной перегородкой на аорту и легочной ствол. Это приводит к смешению артериальной и венозной крови и обычно заканчивается смертью ребенка. транспозиция сосудов – отхождение аорты от правого желудочка, а легочного ствола – от левого. Этот порок обычно не совместим с жизнью. Персистирование двух полых вен а) впадение левой полой вены в левое предсердие приводит к сбросу венозной крови в БКК. б) впадение обеих полых вен в левое предсердие несовместимо с жизнью. ЗАНЯТИЕ 31 Филогенез дыхательной и пищеварительной систем хордовых. Врождённые пороки развития этих систем у человека 1. Принципы эволюции органов дыхания хордовых животных в жаберном аппарате – сокращение количества жабр и увеличение дыхательной поверхности за счёт жаберных лепестков дифференцировка воздухоносных путей на отделы увеличение дыхательной поверхности за счёт альвеолярных пузырьков (ацинусов) 2. Строение органов дыхания у низших позвоночных а) строение органов дыхания у рыб Органами дыхания рыб являются жабры. На межжаберных перегородках находятся жаберные лепестки. Жаберные лепестки, расположенные на одной перегородке, составляют жабру. Жаберные артерии рыб образуют в жаберных лепестках густую сеть капилляров. Дыхательная поверхность за счет лепестков и капилляров резко увеличивается, поэтому число жаберных перегородок у рыб сокращается до четырех, против 150 у ланцетника. б) строение органов дыхания у земноводных У земноводных органы дыхания представлены легкими и кожей. Легкие развиты плохо. Они представляют собой два мешка, соединенных с глоткой небольшой гортанно-трахейной камерой. Как правило, стенки легочных мешков гладкие, с небольшими перегородками, дыхательная площадь мала. Поэтому половина О2 поступает в организм и большая часть СО2 выделяется из организма лягушки через кожу, обильно снабженную кровеносными сосудами. Кожа голая и всегда влажная, благодаря выделениям кожными железами слизи. Это важно, т.к. кислород сначала растворяется в слизи, а потом поступает в кровь. 3. Строение органов дыхания у рептилий У рептилий в связи с переходом к жизни на суше происходит дальнейшее развитие дыхательной системы. Кожа рептилий выключается из дыхания, поскольку толстая роговая чешуя, защищающая рептилий от высыхания, препятствует газообмену, и легкие становятся основным органом дыхания. Дыхательная поверхность легочных мешков резко увеличивается благодаря появлению на их стенках большого количества разветвленных перегородок, в которых проходят кровеносные сосуды. Одновременно у рептилий наблюдаются прогрессивные изменения в воздухоносных путях. В трахее формируются хрящевые кольца. Она разделяется на два бронха, которые глубоко вдаются в полость лёгких и там формируют внутрилёгочные бронхи. 4. Строение органов дыхания у млекопитающих Млекопитающие обладают легкими наиболее сложного строения. Характерен древовидный тип разветвления бронхов. Основной бронх делится на довольно большое количество вторичных бронхов, те в свою очередь распадаются на еще более мелкие бронхи 3-го порядка, и так далее до тонкостенных трубочек – бронхиол. На концах бронхиол находятся мелкие пузырьки, выстланные эпителием, или альвеолы. Стенки каждой альвеолы оплетены густой сетью капилляров, где и происходит газообмен. Количество альвеол достигает огромного числа, благодаря чему дыхательная поверхность резко возрастает. У ряда млекопитающих поверхность легких в 50-100 раз больше поверхности тела. У человека площадь легких составляет 90м2 и превышает поверхность тела во много раз, ветвления бронхов составляют 23 порядка. Врожденные пороки развития дыхательной системы у человека. Эзофаготрахеальные свищи В эмбриогенезе человека отражается первоначальная связь пищеварительной и дыхательной систем. В связи с этим становится понятным появление у человека большой группы врожденных пороков развития пищевода и трахеи типа эзофаготрахеальных свищей («жаберных щелей»). Эзофаготрахеальный свищ представляет собой узкий канал, который соединяет между собой пищевод и трахею или пищевод и бронхи. Дизонтогенетические бронхолегочные кисты — округлые полости различных размеров, отграниченные от окружающей ткани легких примитивно построенной стенкой бронха. Они могут быть одиночными и множественными. Содержимое кист – воздух, мутная жидкость или гной. Кистозная гипоплазия – недоразвитие легкого. При этой патологии недоразвитыми оказываются целые доли легкого, что ведёт к уменьшению его поверхности. Газообмен в таких участках легкого резко ослаблен. Эволюция ротовой полости и ее производных у хордовых животных. У бесчерепных ротовая полость окружена предротовой воронкой со щупальцами и частично выстлана мерцательным эпителием, который вместе с таким же эпителием глотки создает постоянный ток воды в кишечную трубку, несущую пищевые частицы и кислород. Ротовое отверстие позвоночных окружено губами, которые обладают подвижностью в связи со вскармливанием детенышей молоком (кроме однопроходных). У рыб и земноводных основание мозгового черепа является первичным твердым нёбом. У амфибий ротовая полость не отделяется от глотки. У пресмыкающихся объём ротовой полости увеличивается, и она более обособлена от глотки. Появляются горизонтальные складки, разделяющие ротовую полость на верхний, дыхательный, отдел и вторичную ротовую полость. У млекопитающих горизонтальные складки срастаются, что приводит к образованию вторичного твердого нёба, которое полностью отделяет друг от друга ротовую полость и полость носа. Этим достигается независимость функций органов ротовой полости от процесса дыхания. 7. Эволюционные изменения глотки хордовых животных Глотка — орган, выполняющий у всех хордовых две функции: дыхательную и пищеварительную. У ланцетника она пронизана большим количеством жаберных щелей (более 150пар). У рыб имеется только 5 - 7 жаберных щелей, т. к. жаберные артерии рыб образуют в жаберных лепестках густую сеть капилляров. При этом дыхательная поверхность резко увеличивается. У земноводных, пресмыкающихся и млекопитающих жаберные щели отсутствуют. 8. Филогенез кишечной трубки и пищеварительных желез хордовых животных. Кишечная трубка претерпевает в ходе филогенеза следующие прогрессивные преобразования: увеличение общей длины, дифференцировку на отделы и образование крупных многоклеточных желез. У ланцетника кишечная трубка составляет примерно 1/3 длины тела, а у млекопитающих возможно превышение ее длины по отношению к телу в 10раз и более. Этим достигается удлинение времени контакта пищевых частиц с ферментами пищеварения и увеличение всасывающей поверхности. На органном уровне это сопровождается появлением складчатости слизистой оболочки кишки, возникновением ворсинок и крипт. Кишечник ланцетника абсолютно не дифференцирован. В средней его части расположена зачаточная печень. У рыб в кишечнике выделяются тонкий и толстый отделы, последний открывается анусом во внешнюю среду. В отличие от ланцетника у рыб хорошо развита печень, снабженная желчным пузырем. Также имеется поджелудочная железа. У земноводных кишечная трубка в отличие от трубки рыб более длинная, она впадает в клоаку. У пресмыкающихся появляется слепая кишка. У большинства из них она зачаточна, (хорошо развита только у растительноядных сухопутных черепах). У млекопитающих за счет дальнейшей дифференцировки пищеварительного тракта возникает пищевая специализация на травоядность и плотоядность; всеядность встречается редко, в частности в отряде приматов. Задняя кишка плацентарных млекопитающих дифференцирована, клоака отсутствует, и прямая кишка заканчивается анусом. Кроме печени и поджелудочной железы в пищеварительной системе хордовых имеются слюнные железы. Впервые слюнные желёзы появились у амфибий. Однако выделяемая ими слюна только смачивает пищевой комок, но не воздействует на пищу химически. У рептилий слюнные железы развиты сильнее, чем у амфибий, но пищеварительных ферментов в слюне мало. У млекопитающих имеется три пары слюнных желез, секрет которых смачивает и обеззараживает пищу участвует в формировании пищевого комка способствуют расщеплению крахмала. 9. Врожденные пороки развития ротовой полости и зубной системы человека. Волчья пасть К концу 8-й недели эмбрионального развития человека происходит формирование вторичного твердого нёба за счет срастания горизонтальных костных складок. При нарушении этого процесса возможно не заращение твердого нёба (волчья пасть). Сверхкомплектные зубы – зубы появляются за пределами зубного ряда, иногда даже на твердом нёбе. Это свидетельствует о том, что у человека возможно образование большего количества зубных зачатков, чем 32. (уникальный случай – итальянка имела 65 зубов (32 удалили) Гомодонтная зубная система – редкая аномалия, при которой все зубы имеют коническую форму. 10. Врожденные пороки развития глотки у человека Латеральные свищи шеи При нарушении эмбриогенеза во время закладки зачатков жаберных щелей они могут прорываться и даже сохраняться в постэмбриональном периоде у млекопитающих и человека. Если их полость имеет связь только с глоткой или открывается только на поверхности кожи, эти образования называются соответственно внутренними или наружными шейными синусами. Свищи могут быть односторонними и двусторонними. Латеральные кисты шеи У новорождённого сохраняются эмбриональные зачатки жаберных щелей, но они не связаны ни с полостью глотки, ни с внешней средой. Содержимое кист – воздух или мутная жидкость. 11. Врожденные пороки развития кишечной трубки и пищеварительных желез у человека Врожденные пороки развития кишечной трубки у человека гипоплазия кишечной трубки гиперплазия кишечной трубки полная или частичная непроходимость двенадцатиперстной кишки атрезия прямой кишки и анального отверстия, может приводить к образованию свищей с промежностью. персистирование клоаки, при которой мочеполовые пути и прямая кишка объединены (в норме они должны разделиться на 9 неделе эмбриогенеза). Врожденные пороки развития пищеварительных желез у человека гетеротопия тканей поджелудочной железы, когда они врастают в стенку тонкого кишечника или желудка. Механизм гетеротопии – нарушение миграции клеток зачатков железы из стенки кишечной трубки. гетеротопия печёночной ткани в стенку желудка или кишечника. Механизм тот же. ЗАНЯТИЕ 32 Филогенез мочеполовой системы хордовых. Врождённые пороки развития мочеполовой системы у человека. Принципы эволюции почек хордовых. Основные направления эволюции выделительной системы: а) увеличение выделительной поверхности для более быстрого и полного удаление продуктов обмена б) дифференцировка выделительного канала, предупреждающего потерю организмом воды. Структурной единицей почки является нефрон. У низших Хордовых это воронка, открывающаяся в целом и соединённая с выделительным канальцем, который впадает в общий выводной проток – мочеточник. Дальнейшая эволюция выделительной системы в типе Хордовых заключается в переходе от нефридиев низших Хордовых к первичной, а затем и вторичной почкам, имеющим большое количество выделительных канальцев, объединенных общим выводным протоком. 2. Строение головной почки (пронефрос) хордовых. Предпочка или головная почка (pronephros) имеет наиболее примитивное строение. Она закладывается у всех позвоночных на ранних стадиях эмбрионального развития в головном конце тела и состоит всего из 6-12 нефронов, представляющих собой структурно-функциональные единицы органа выделения. Нефрон предпочки начинается воронкой с ресничками, открывающейся в целом (вторичная полость тела), а короткий и прямой выделительный каналец, отходящий от воронки, открывается в общий для них всех мочеточник, который растет вдоль позвоночника и открывается в клоаку. Рядом с воронкой, за брюшиной, развивается несколько сосудистых клубочков. Продукты диссимиляции из клубочков поступают в целомическую жидкость, а затем, смешиваясь с ней, попадают в нефростомы, канальцы и мочеточник. Несовершенство предпочки заключается в отсутствии прямой связи между кровеносной и выделительной системами. Продукты распада постоянно присутствуют в целомической жидкости. У современных позвоночных предпочка существует только в эмбриональном периоде. Во взрослом состоянии пронефрос функционирует лишь у некоторых круглоротых. 3. Строение туловищной почки (мезонефрос) хордовых. Первичная, или туловищная, почка (mesonephros) – второй этап эволюции выделительной системы позвоночных. Она закладывается в туловищных сегментах тела. Строение нефрона усложняется – на спинной стенке выделительного канальца появляется слепой вырост в виде двустенной чаши (капсулы почечного клубочка). В эту капсулу врастает сосудистый клубочек, образуя вместе с капсулой почечное тельце. Благодаря этому возникает прямая связь между кровеносной и выделительной системами. Удаление продуктов распада из организма происходит более полно и быстро. Прогрессивным изменением нефрона следует считать удлинение выделительного канальца, благодаря чему он становится извитым, а также дифференцировку его отделов. В итоге в канальцах первичной почки начинают осуществляться процессы обратного всасывания таких продуктов, как вода, глюкоза и др., т.е. происходит концентрация мочи. Количество нефронов в первичной почке по сравнению с предпочкой увеличивается, так как на каждом первичном канальце позднее возникает один или несколько добавочных нефронов путем своеобразного почкования. Первичная почка функционирует у низших позвоночных (рыбы, амфибии) в течение всей жизни, у высших (рептилии, птицы, млекопитающие) сохраняется только в эмбриональном состоянии. 4. Строение тазовой почки (метанефрос) хордовых. Вторичная, или тазовая, почка (metanephros) закладывается у высших позвоночных в сегментах тела, лежащих кзади от туловищной почки. Отличительный признак нефронов – отсутствие воронки, благодаря чему связь с целомом полностью утрачивается. Нефрон начинается прямо с почечного тельца. Выделительный каналец дифференцируется на ряд отделов – проксимальный извитой каналец, дистальный извитой каналец, петля нефрона и т.д. Клубочковый аппарат упрощается, в частности количество капиллярных петель в клубочке уменьшается, фильтрационная способность отдельного клубочка снижается, зато усложняется строение канальцев, увеличивается их длина. Одновременно в канальцах интенсивно происходят процессы обратного всасывания. Моча в полости капсулы клубочка содержит некоторое количество полезных для организма низкомолекулярных соединений: сахара, витамины, аминокислоты, хлориды и т.д. При прохождении мочи по отделам канальцев происходит реабсорбция этих веществ и большей части воды обратно в кровь. Главное звено в механизме реабсорбции воды – петля нефрона, которая появляется только у млекопитающих. От каждого первоначального нефрона путем почкования образуется несколько вторичных, в связи с чем, количество нефронов возрастает во много раз, и общая выделительная поверхность резко увеличивается. 5. Врожденные пороки развития почек у человека. Сегментированная вторичная почка На начальных этапах развития почка человека сегментирована. Позже её поверхность сглаживается, и сегментация сохраняется только во внутреннем строении почки в виде почечных пирамид. Сегментированная вторичная почка встречается относительно часто, к тому же она может иметь несколько мочеточников. Удвоение почки. Удвоение почек у детей является наиболее частой врожденной аномалией системы мочевыделения. Измененная почка не представляет опасности для жизни человека, но часто является причиной других заболеваний. Тазовое расположение почки в норме почки располагаются на уровне 1-3-го поясничных позвонков, а при нарушении её перемещения он располагается между мочевым пузырем и прямой кишкой. Это происходит на 2-4 месяце зародышевого развития. 6. Эволюция половых желез хордовых У ланцетника яичники и семенники в виде пузырьков, расположены в средней части тела (26 пар). У хрящевых рыб строение половых желез самок и самцов в значительной степени сходно. У всех остальных позвоночных яичник всегда имеет фолликулярное строение, т.е. содержит пузырьки — фолликулы, в каждом из которых находится одна будущая яйцеклетка. При созревании яйцеклетки стенка фолликула разрывается, и она поступает вначале в брюшную полость, а затем в яйцевод. Семенники содержат семенные трубочки, которые соединены с семявыносящими каналами, по которым зрелые сперматозоиды выходят во внешнюю среду. 7. Эволюция мочеполовых протоков хордовых Первый зачаток мочеполовой системы позвоночных животных имеет вид двух продольных каналов, которые залегают в спинной стенке полости тела зароды- ша. Это вольфовы и мюллеровы каналы. Вольфов канал У самок земноводных является мочеточником, а у самцов выполняет функцию мочеточника и семяпровода. У пресмыкающихся и млекопитающих у самок вольфов канал редуцируется, а у самцов становится семяпроводом. У млекопитающих из выроста вольфова канала развиваются мочеточник, почечная лоханка, чашечки и собирательные трубочки. Сам же вольфов канал у самцов выполняет функцию семяизвергательного канала. Мюллеров канал У самок рыб и земноводных он выполняет функцию яйцевода. У самцов он редуцируется и обе функции – половую и выделительную – выполняет вольфов канал. У самцов пресмыкающихся и млекопитающих из мюллерова канала развиваются копулятивные органы. У самок плацентарных млекопитающих мюллеров канал дифференцируется на яйцевод, матку и влагалище. 8. Врожденные пороки развития половых желез и мочеполовых протоков у человека. Первичный гермафродитизм Зародыш человека до определённого возраста имеет недифференцированные половые железы, которые в зависимости от различных факторов становятся либо семенниками, либо яичниками. Нарушение их дифференцировки может привести к возникновению овотестиса. Овотестис – половая железа, в которой сочетаются элементы семенника и яичника. У детей, имеющих овотестис, обнаруживаются признаки гермафродитизма и в наружных половых органах. Крипторхизм (неопущение яичек) У человека к 8 месяцу эмбриогенеза семенники перемещаются в мошонку. У 2,2% мальчиков пубертатного возраста обнаруживаются различные формы крипторхизма, при этом яички обычно недоразвиты. Для предотвращения бесплодия (или образования рака яичек) таким мальчикам необходимо хирурги- ческое низведение яичек в мошонку в раннем возрасте. Мужская маточка (маточка предстательная) Представляет собой рудимент мюллерова канала у мужчин, который располагается в предстательной железе. Нарушение редукции вольфовых каналов У плодов женского пола возможно нарушение редукции вольфовых каналов. Тогда они располагаются по бокам влагалища. Эта может привести к злокачественному перерождения каналов или образованию кист. Удвоение матки Этот порок развивается как результат нарушения срастания мюллеровых каналов. При этом происходит частичное или полное анатомическое разделение маточной полости надвое. Разделенная матка Порок возникает в случае полного срастания мюллеровых каналов, но при этом стенка внутри матки не разрушается. Удвоенная матка и разделенная матка проявляют себя аномальными маточными кровотечениями, бесплодием или выкидышами. ЗАНЯТИЕ 33 Филогенез центральной нервной системы хордовых. |