36. Zapłodnienie - Pierwszy etap rozwój nowego organizmu. fazy zapłodnienia. istota biologiczna.
Nawożenie- proces łączenia się gamet męskich i żeńskich, prowadzący do powstania zygoty. Podczas zapłodnienia haploidalne gamety męskie i żeńskie oddziałują na siebie, podczas gdy ich jądra łączą się (przedjądrza), chromosomy łączą się i powstaje pierwsza diploidalna komórka nowego organizmu - zygota. Początek zapłodnienia to moment połączenia błon plemnika i komórki jajowej, koniec zapłodnienia to moment połączenia materiału przedjądrza męskiego i żeńskiego.
Zapłodnienie następuje w dystalnej części jajowodu i przechodzi 3 etapy:
Etap I – oddziaływanie na odległość, obejmuje 3 mechanizmy:
chemotaksja - ukierunkowany ruch plemników w kierunku komórki jajowej (ginigamony 1,2);
reotaksja - ruch plemników w drogach rodnych przeciw przepływowi płynu;
pojemność - wzmocnienie aktywność silnika plemników, pod wpływem czynników organizmu kobiety (pH, śluz i inne).
Etap II - kontakt kontaktowy, w ciągu 1,5-2 godzin plemniki zbliżają się do komórki jajowej, otaczają ją i wykonują ruchy obrotowe, z prędkością 4 obrotów na minutę. W tym samym czasie z akrosomu plemników uwalniane są spermatozyliny, które rozluźniają błony jaja. W miejscu, gdzie skorupa jaja staje się cieńsza, następuje jak największe zapłodnienie, wystaje jajnik i główka plemnika penetruje cytoplazmę jaja, zabierając ze sobą centriole, ale ogonek pozostawiając na zewnątrz.
III etap - penetracja, najbardziej aktywne plemniki wciska głowę w jajo, zaraz po tym w cytoplazmie jaja tworzy się błona zapłodniona, która zapobiega polispermia. Następnie przedjądrza męskie i żeńskie łączą się, proces ten nazywa się synchronizacja. Wygląda na to, że ten proces (syngamia) jest w rzeczywistości zapłodnieniem diploidalna zygota (nowy organizm będąc jednokomórkowym).
Warunki niezbędne do zapłodnienia:
Stężenie plemników w ejakulacie, nie mniej niż 60 milionów w 1 ml;
drożność żeńskich narządów płciowych;
· normalna temperatura ciało kobiety
Lekko zasadowe środowisko w żeńskich narządach płciowych.
znaczenie biologiczne zapłodnienie polega na połączeniu męskich i żeńskich komórek rozrodczych, zwykle pochodzących z różne organizmy, powstaje nowy organizm, noszący znamiona ojca i matki. Podczas tworzenia komórek rozrodczych wgamety z inna kombinacja chromosomów, dlatego po zapłodnieniu nowe organizmy mogą łączyć cechy obojga rodziców w różnych kombinacjach. W rezultacie następuje ogromny wzrost dziedzicznej różnorodności organizmów.
37. Charakterystyka i znaczenie głównych etapów rozwoju embrionalnego. Zależność rodzajów zmiażdżenia zygoty od budowy jaja. Metody gastrulacji.
Okres embrionalny rozpoczyna się od powstania zygoty. Następnie zygota wchodzi w fazę miażdżenia.
Rozszczepienie to mitotyczny podział zygoty, w którym blastomery nie powiększają się. W wyniku zgniecenia, organizm wielokomórkowy(blastula), który ma blastodermę i blastocel.
rodzaje kruszenia.
Kruszenie może być:
Kompletny - globalistyczny (lancety, płazy, ssaki) - zygota jest całkowicie podzielona na blastomery.
Częściowe - meroblastyczne (gady, ptaki) - tylko część zygoty jest zmiażdżona.
Jednolity - blastomery tego samego rozmiaru.
Nierówne - blastomery o różnych rozmiarach.
synchroniczny
asynchroniczny
Całkowite zmiażdżenie w zależności od lokalizacji blastomerów może być:
Radial - blastomery znajdują się jeden nad drugim.
Spirala - leżące powyżej blastomery są mieszane w stosunku do leżących poniżej.
Bilateralnvm - zlokalizowany zgodnie z prawem symetrii dwustronnej.
Chaotyczny.
Częściowe kruszenie może być:
Dyskoidalny - tylko część cytoplazmy na biegunie zwierzęcym jest podzielona na blastomery.
Powierzchowne - zmiażdżona jest tylko warstwa powierzchniowa cytoplazmy.
Rodzaj kruszenia zależy od struktury jajka.
Z alicetalem (pozbawionym żółtka lub niewielką ilością równomiernie rozmieszczoną wzdłuż cytoplazmy, jądro znajduje się w środku) i izolicetalem (niewielka ilość jest równomiernie rozmieszczona wzdłuż cytoplazmy, jądro znajduje się w środku) - całkowity jednolity lub nierówny podział występuje.
Przy typie teloface (znaczna ilość żółtka, większość znajduje się w pobliżu bieguna wegetatywnego, jądro jest przesunięte do bieguna zwierzęcego) - zmiażdżenie jest całkowite, nierówne lub częściowo dyskoidalne.
W przypadku typu centropersonalnego (znaczna ilość żółtka jest równomiernie rozmieszczona w cytoplazmie, ale warstwa powierzchniowa cytoplazmy jest przeważnie wolna) - fragmentacja jest częściowa powierzchowna.
Gastrulacja to proces tworzenia dwuwarstwowego zarodka. Proces ten charakteryzuje się ruchem komórek embrionalnych. Istota tkwi w powstaniu zarodka jednowarstwowego - dwuwarstwowego.
Metody gastrulacji.
Inwazja - wgłobienie fragmentu blastodermy do wewnątrz całą warstwą (lancet)
Epibolia - zanieczyszczanie małymi komórkami bieguna zwierzęcego, większymi komórkami bieguna wegetatywnego (płazy)
Delaminacja - rozwarstwienie komórek blastodermy na 2 warstwy leżące jedna nad drugą (gady, ptaki)
Imigracja - ruch grup lub pojedynczych komórek, które nie są zjednoczone w warstwie (wyższe kręgowce)
Mieszane - (pierwsza faza dylaminacji, druga imigracja)
38. Główne etapy embriogenezy. Organogeneza pierwotna (neurulacja) jako proces powstawania zespołu osiowych narządów strunowych. organogeneza wtórna. Tworzenie narządów i tkanek.
Początkowa organogeneza to neurulacja.
W procesie neurulacji powstaje mezoderma.
Metoda 1: Enterocoelous - wypukłości - kieszonki powstają po obu stronach jelita pierwotnego. Całkowicie odłączają się od pierwotnego jelita, rosną między ektodermą a endodermą i zamieniają się w mezodermę (w akordach)
Metoda 2: Teloblastyczna - w okolicach blastoporu po obu stronach jelita pierwotnego tworzy się jedna duża komórka - teloblast. W wyniku rozmnażania teloblastów powstaje mezoderma (u bezkręgowców)
Tworzenie narządów osiowych w zarodkach strunowców
Ektoderma na grzbietowej stronie zarodka wygina się, tworząc podłużny rowek, którego krawędzie zamykają się. Powstała cewa nerwowa jest zanurzona w ektodermie
Grzbietowa część endodermy, znajdująca się pod zarodkiem nerwowym, stopniowo oddziela się i tworzy strunę grzbietową.
Rurka jelitowa jest utworzona z ektodermy i endodermy.
Ektoderma - naskórek, gruczoły skórne, włosy, szkliwo, spojówka, soczewka, siatkówka, uszy, nabłonek wyściełający jamę nosową i Jama ustna, odbyt i pochwy, przedniego i tylnego płata przysadki mózgowej, ośrodkowego układu nerwowego, rdzenia nadnerczy, szczęk.
Mezoderma - mięśnie szkieletowe, przepona, kręgi, zębina, kanaliki nerkowe, moczowody, jajowody, macica, część jajników i jąder, kora nadnerczy, serce, krew, system limfatyczny, lekka twardówka, naczyniowa i rogówka oczy.
Endoderma - struna grzbietowa, większość przewód pokarmowy wyściółka jelitowa, Pęcherz moczowy, płuca, trzustka, grasica, tarczyca, przytarczyca.
39. Pojęcie organów prowizorycznych strunowców. Cechy rozwoju tych narządów w grupach Anamnia i Amniota. Rodzaje łożyska. Naruszenie procesów rozwoju i redukcji błon zarodkowych u ludzi.
Narządy tymczasowe to narządy tymczasowe, niezbędne do życia zarodka. Czas ich powstawania zależy od jaja i warunków środowiskowych.
Obecność lub brak narządów tymczasowych jest podstawą podziału kręgowców na grupy: Amniota i Anamnia.
Grupa anamnia obejmuje ewolucyjnie starsze zwierzęta, które rozwijają się w środowisku wodnym i nie potrzebują dodatkowej wody i innych skorup zarodka (cyklostomy, ryby, płazy).
Do grupy owodniowców należą pierwotne kręgowce lądowe, których rozwój embrionalny odbywa się w warunkach lądowych. (Gady, ptaki, ssaki)
Struktura i funkcje organów tymczasowych owodniowców mają wiele wspólnego. Tymczasowe narządy wyższych kręgowców nazywane są błonami zarodkowymi. Rozwijają się z materiału komórkowego już uformowanych listków zarodkowych.
organy nadzorcze.
Owodnia to worek wypełniony płynem owodniowym, który tworzy środowisko wodne i chroni zarazki przed wysychaniem i uszkodzeniami.
Chorion - zewnętrzna błona zarodkowa przylegająca do skorupy lub tkanek matczynych. Służy do wymiany z otoczeniem, uczestniczy w oddychaniu, odżywianiu i wydalaniu.
Woreczek żółtkowy - bierze udział w odżywianiu zarodka i jest narządem krwiotwórczym.
Alantois - odrost jelito grube bierze udział w wymianie gazowej, jest naczyniem dla mocznika i kwas moczowy. U ssaków wraz z kosmówką tworzy łożysko.Od omoczni do kosmówki wyrastają naczynia, za pomocą których łożysko spełnia funkcje wydalnicze, oddechowe i odżywcze.
1. Epitheliochorional - (półłożysko) ma najprostszą strukturę. Kiedy się tworzy, na powierzchni kosmówki pojawiają się kosmki w postaci małych guzków, które wnikają w odpowiednie zagłębienia błony śluzowej macicy, nie naruszając jej. (kosmówka styka się z nabłonkiem gruczołów macicy) Konie świń
2. Desmochorioniczny - charakteryzujący się ustanowieniem najbliższego połączenia między kosmówką zarodka a ścianą macicy. W miejscu kontaktu z kosmkami kosmówki nabłonek ulega zniszczeniu. Rozgałęzione płytki są zanurzone w tkance łącznej (kosmówka styka się z tkanką łączną).
3. Śródbłonek kosmówki - nie tylko nabłonek jest zniszczony, ale także tkanka łączna. Kosmki stykają się z naczyniami i są oddzielone od krwi matki jedynie cienką ścianą śródbłonka (drapieżniki).
4. Hemochorial - w macicy zachodzą głębokie zmiany. Kosmki są skąpane we krwi i wchłaniają z niej składniki odżywcze.
Z wyglądu:
1 Rozproszony - Kosmki są rozmieszczone równomiernie na całej powierzchni kosmówki.
2 Liścienie - kosmki są zbierane w grupach w postaci krzewów
3 Obręcz - kosmki tworzą obwódkę wokół pęcherza wodnego.
4 Discoid - Kosmki znajdują się w obszarze krążkowatym na powierzchni kosmówki.
41. Postembrionalny okres ontogenezy, jego periodyzacja u człowieka. Główne procesy: wzrost, tworzenie ostatecznych struktur, dojrzewanie, reprodukcja. Rola regulacji hormonalnej w okresie poporodowym.
Okres postembrionalny rozpoczyna się od momentu opuszczenia przez organizm błony jajowej, aż do momentu śmierci.
Okres poporodowy może być bezpośredni lub nie.
Przy bezpośrednim rozwoju nowo narodzony organizm jest podobny do dorosłego i różni się jedynie wielkością i niepełnym rozwojem narządów. Rozwój bezpośredni jest charakterystyczny dla ludzi i innych ssaków, ptaków, gadów i niektórych owadów.
Nie bezpośredni rozwój przebiega z metamorfozą.
Przy niepełnej metamorfozie organizm przechodzi przez trzy etapy rozwoju. Jajko, larwa i imango.
Po ukończeniu przechodzi przez 4 etapy (poczwarki).
Okresy postembrionalnego rozwoju człowieka.
1. Noworodek – od momentu narodzin do 4 tyg. Charakterystyczna jest nieproporcjonalna budowa, kości czaszki i miednicy nie są zrośnięte. Kręgosłup bez zagięć.
2. Klatka piersiowa - od 4 tyg. do 12 mies. - dziecko uwodzi ruchami, pojawiają się zęby mleczne.
3. Żłobek do 3 lat. Zmieniają się proporcje ciała, rozwija się mózg.
4. Przedszkole do 7 lat. Zmiana zębów.
5. Wiek szkolny do 17 lat Proporcje ciała jak u osób dorosłych.
6. Młodzież - 16-20 dziewcząt, 17-21 chłopców. Procesy wzrostu i formowania ciała są zakończone.
7. Dojrzałe od 21 lat.
8. Starsi 55-60 lat.
9. Starczyński - 75 lat
Wzrost - objawia się postępującym wzrostem masy i wielkości ciała.
U bezkręgowców wzrost zależy od wzrostu wielkości komórek.
Wzrost proliferacyjny jest bardziej powszechny - opiera się na podziale komórek. komórek wzrasta wykładniczo. N n \u003d 2 n Gdzie N to liczba komórek, n to kolejność podziału.
W procesie indywidualnego rozwoju zmieniają się wskaźniki wzrostu. U wielu zwierząt wzrost ogranicza się do pewnych etapów ontogenezy. Taki wzrost nazywamy ograniczonym.
Istnieją organizmy, które rosną przez całe życie (ryby), ale po osiągnięciu dojrzałości płciowej tempo wzrostu zwalnia. Ten rodzaj wzrostu nazywa się nieograniczonym.
Tempo wzrostu jest z jednej strony ograniczone genetycznie, z drugiej zaś uzależnione jest od środowiska.
Rola gruczoły dokrewne w rozwoju postembrionalnym jest świetny.
MI. produkują hormony, które wpływają na wzrost organizmu, w okresie dojrzewania. Szczególnie ważne są hormony produkowane przez przysadkę mózgową, tarczycę i gruczoły płciowe. Kwestie wpływu np. I. na wzrost i rozwój organizmu rozważał Zavodskoy.
42. Biologiczne i aspekty społeczne starzenie się i śmierć organizmu. Genetyczne, molekularne, komórkowe i systemowe mechanizmy starzenia. Kwestia długowieczności. Pojęcie gerontologii i geriatrii.
Starzenie się jest etapem indywidualnego rozwoju, po osiągnięciu którego obserwuje się naturalne zmiany w organizmie. kondycja fizyczna, wygląd. Stan starości osiąga się poprzez zmiany, które składają się na treść procesu starzenia. Proces ten obejmuje wszystkie poziomy organizacji strukturalnej – molekularny, subkomórkowy, komórkowy, tkankowy, narządowy. W rezultacie następuje spadek żywotności, co prowadzi do wzrostu prawdopodobieństwa śmiertelności. Biologiczne znaczenie starzenia się polega na tym, że powoduje ono nieuniknioną śmierć organizmu. Początek biologicznego jest często poprzedzony stanem śmierć kliniczna, w którym zatrzymują się komórki i tkanki wystarczający poziom zdolność do życia.
Molekularne i komórkowe objawy starzenia są różnorodne. Zmniejsza się zawartość DNA i RNA, ale ich skład nie zmienia się znacząco. Zmiany fizyczne Właściwości chemiczne białek chromatyny jąder komórkowych, zwiększa się gęstość wiązania białek histonowych z DNA. Może to prowadzić do represji jakiejś części genomu. Podczas starzenia wszystkie molekularne procesy genetyczne ulegają uszkodzeniu - transkrypcja i translacja informacji dziedzicznej, replikacja i naprawa DNA. Prowadzi to do nieuniknionych błędów w przebiegu syntezy i przemian makrocząsteczek. Zmiany molekularne zgodne z życiem komórek znacznie upośledzają ich funkcję.
Mechanizmy starzenia
Zgodnie z hipotezami stochastycznymi starzenie się polega na kumulacji błędów i uszkodzeń, które losowo występują w toku aktywności życiowej jednostki na różnych poziomach jej organizacji.
Zgodnie z hipotezami programu starzenie się jest uwarunkowane genetycznie, to znaczy informacja o jego początku i treści zawarta jest w genomie komórki. Hipotezy te opierają się na założeniu, że w organizmie funkcjonuje rodzaj zegara. Zegar ten może być oparty na zaprogramowanej liczbie podziałów w klonie komórkowym.
Kwestia długowieczności.
Przeciętna długość życia jako problem codzienności kojarzy się w naszych umysłach ze zdolnością do przetrwania okresu dojrzałości i dożycia sędziwego wieku. Wysokość średni czas trwaniażycie w ekonomii kraje rozwinięte związane ze wzrostem poziomu życia, jakości wyżywienia, opieka medyczna poprawa warunków sanitarno-higienicznych i epidemiologicznych. Ponadto oczekiwana długość życia charakteryzuje się wyjątkową zmiennością osobniczą.
Gerontologia to nauka zajmująca się biologicznymi i społecznymi aspektami starzenia się człowieka, jego przyczynami i sposobami radzenia sobie z nimi.
Geriatria jest działem gerontologii zajmującym się profilaktyką i leczeniem chorób wieku podeszłego.
46. Regulacja rozwoju człowieka i zwierząt na różnych etapach ontogenezy. Totipotencja
.
Ontogeneza (rozwój indywidualny) to zespół procesów rozwojowych organizmu od momentu powstania zygoty do śmierci na podstawie implementacji informacji genetycznej w określonych warunkach środowiskowych.
Na każdym etapie ontogenezy organizm istnieje w jedności ze środowiskiem. Tak więc, w zależności od temperatury, procesy rozwojowe spowalniają lub intensyfikują.
Totipotencja to zdolność komórki do podziału i tworzenia zróżnicowanych komórek ciała, w tym zewnętrznych tkanek zarodka. Komórki totipotencjalne powstają podczas seksu i rozmnażanie bezpłciowe i są zarodnikami i zygotami. Zygoty są produktami połączenia dwóch gamet w wyniku zapłodnienia. W niektórych organizmach komórki mogą się odróżnicować i uzyskać totipotencję.
48. Interakcje międzykomórkowe na różne etapy ontogeneza. Indukcja embrionalna, jej rodzaje ... ...
Indukcja embrionalna – interakcja między częściami rozwijającego się organizmu u bezkręgowców wielokomórkowych i wszystkich strunowców.
Zjawisko to zostało odkryte w 1901 roku podczas badania powstawania podstaw soczewki oka u zarodków płazów. Hipoteza o mechanizmie różnicowania, zwana indukcją embrionalną, została wysunięta przez Spemana i Mangolda w 1924 roku na podstawie danych eksperymentalnych.
Zgodnie z tą hipotezą istnieją pewne komórki, które działają jako organizatorzy dla innych odpowiednich komórek. W przypadku braku komórek organizatorów, takie komórki będą podążać inną ścieżką rozwoju, inną niż ta, na której rozwijałyby się w obecności organizatorów. Można to zilustrować samym eksperymentem z 1924 r., który wykazał, że różnicowanie jest w dużej mierze kontrolowane przez wpływ cytoplazmy komórek jednego typu na komórki innego typu.
G. Shpeman i jego kolega H. Mangold odkryli „organizator” w zarodkach płazów. Eksperyment kontrolny przeprowadziła Hilda Mangold w 1921 roku. Wycięła kawałek tkanki z wargi grzbietowej blastoporu gastruli traszki grzebieniastej ze słabo ubarwionym zarodkiem i przeszczepiła go w okolicę brzuszną innej gastruli podobnego gatunku, traszki pospolitej, której zarodek jest charakteryzuje się obfitą pigmentacją. Ten naturalna różnica w pigmentacji umożliwiły rozróżnienie tkanek dawcy i biorcy w zarodku chimerycznym. Komórki wargi grzbietowej normalny rozwój tworzą akord i somity mezodermalne (miotomy). Po przeszczepie z przeszczepionych tkanek w gastruli biorcy rozwinął się drugi struna grzbietowa i miotomy. Nad nimi z ektodermy biorcy wyrosła nowa dodatkowa cewa nerwowa. W rezultacie doprowadziło to do powstania osiowego kompleksu narządów drugiej kijanki na tym samym zarodku.
Zjawisko indukcji embrionalnej jest ściśle związane z takimi pojęciami jak morfogen i pole morfogenetyczne. Spemann wykazał również, że inaktywowane termicznie tkanki organizatora zachowują swoją aktywność indukującą, a środowisko spod izolowanego organizatora również indukuje ektodermę.
Regulacja humoralna - koordynacja procesów fizjologicznych i procesy biochemiczne płynami ustrojowymi (krew, limfa, płyn tkankowy) z pomocą biologiczną substancje czynne(metabolity, hormony, jony hormonalne) wydzielane przez komórki, narządy i tkanki w trakcie ich aktywności życiowej.
U wysoko rozwiniętych zwierząt i ludzi jest podporządkowany regulacja nerwowa i razem z nią pojedynczy system regulacja neurohumoralna.
Produkty przemiany materii działają nie tylko bezpośrednio na narządy efektorowe, ale także na zakończenia nerwów czuciowych (chemoreceptorów) i ośrodki nerwowe, wywołując określone reakcje humoralne lub odruchowe. Tak więc, jeśli w wyniku wzrostu Praca fizyczna wzrost CO2 we krwi, co powoduje pobudzenie ośrodek oddechowy, co prowadzi do wzmożonego oddychania i usuwania nadmiaru CO2 z organizmu.
Humoralne przekazywanie impulsów nerwowych przez substancje chemiczne, tzw. mediatorów, odbywa się w ośrodkowym i obwodowym układzie nerwowym. Razem z hormonami ważna rola odgrywają w nim produkty metabolizmu śródmiąższowego.
49. Integralność ontogenezy. Regulacja embrionalna.
Mechanizmy zapewniające embriogenezę:
Zróżnicowana aktywność genów - podczas rozwoju embrionalnego różne bloki genów mają ściśle określony układ pewien porządek represji i derepresji.
Determinacja to wybór określonej ścieżki rozwoju, nabycie przez komórki zdolności rozwoju w określonym kierunku i jednoczesne ograniczenie ich przyszłych możliwości rozwojowych. Na początku embriogenezy blastomery są totipotentne (mogą dać początek całemu organizmowi), a ich rozwój zależy od zewnętrznych induktorów i sąsiednich komórek. Po więcej późne etapy komórki stają się bardziej zdeterminowane (ich rozwój jest z góry określony) i rozwijają się zgodnie z zaplanowanym planem.
Różnicowanie - specjalizacja biochemiczna, funkcjonalna i morfologiczna komórek; zmiana w rozwijającej się strukturze, w której formacje stosunkowo jednorodne stają się coraz bardziej zróżnicowane.
jamki komórkowe rozwijającego się organizmu. Morfogeneza jest uwarunkowana genetycznie, ale odbywa się dzięki epigenetycznej współzależności komórek i ich kompleksów. Tworzenie się przez rozmnażanie komórek jest charakterystyczne dla postembrionalnego rozwoju zwierząt. Przykłady morfogenezy w tkankach embrionalnych zwierząt: tworzenie się zalążków kanalików (powstawanie jelita, cewy nerwowej), ich podział (rozwój pęcherzyków mózgowych), tworzenie się grudek komórkowych podczas izolacji somitów. W morfogenezie decydujące znaczenie mają kontaktowe iw mniejszym stopniu odległe interakcje komórek, które determinują korelacje morfogenetyczne i kontrolowane wpływy z szerszego środowiska komórkowego (cały zarodek lub zarodek). Zapewnia to połączenie dokładności, charakterystycznej dla morfogenezy, z dużą zdolnością do regulacji sztucznych lub naturalnych zaburzeń. Nieuregulowane zaburzenia morfogenezy prowadzą do anomalii rozwojowych. W procesie ewolucji, wraz z odziedziczonymi zmianami w genomie, modyfikowane są korelacje morfogenetyczne, które rozwinęły się w organizmie. Narażone są osoby o zmienionej strukturze naturalna selekcja i o godz korzystne warunki można zachować, dając początek potomkom o nowej strukturze.
50. Wpływ czynników środowiskowych na ontogenezę. Okresy krytyczne w ontogenezie człowieka. Anomalie i wady rozwojowe. Teratogeneza.
Krytyczne okresy embriogenezy człowieka - zarodek jest najbardziej wrażliwy na działanie czynników środowiskowych, ponieważ. zmieniają się warunki jego istnienia (włączane są nowe bloki genów):
Implantacja (6-7 dni po zapłodnieniu)
Łożysko (14-15 dni po zapłodnieniu)
Poród (38-40 tygodni po zapłodnieniu).
Działanie niekorzystne czynnikiśrodowisko w tych okresach rozwoju prowadzi do zniekształceń tych systemów.
Wady rozwojowe - odchylenia w budowie narządu lub całego organizmu, prowadzące do zaburzeń czynnościowych:
Aplazja (hipoplazja) - brak (niedorozwój) narządu
Hipo- (hiper) trofia - zmniejszenie (wzrost) masy narządu
Heterotopia - nietypowa lokalizacja grupy komórek lub narządu
Heteroplazja - naruszenie różnicowania tkanek
Zwężenie (atrezja) - zwężenie (brak kanału prącia).
Numer biletu 51 wady wrodzone i wady rozwojowe. Definicja, klasyfikacja, mechanizmy występowania. Znaczenie naruszeń poszczególnych i integracyjnych mechanizmów ontogenezy w kształtowaniu się MP
Wady wrodzone i wady rozwojowe
Wady rozwojowe są trwałe zmiany morfologiczne narządu lub organizmu jako całości, które wykraczają poza zmienność normy i powstają in utero w wyniku naruszenia rozwoju zarodka lub płodu, czasem po urodzeniu dziecka z powodu naruszenia dalszego rozwoju narządów. Zmiany te powodują naruszenia odpowiednich funkcji. anomalie rozwojowe i są rozumiane tylko jako wady rozwojowe, w których zmiany anatomiczne nie prowadzą do istotnego upośledzenia funkcji, np. deformacji małżowiny uszne które nie zniekształcają twarzy pacjenta i nie wpływają znacząco na percepcję dźwięków. Duże wady rozwojowe, w których wygląd dziecka jest zniekształcony, często nazywane są deformacjami.
POWODUJE:
1) czynniki endogenne (wewnętrzne):
a) zmiany w strukturach dziedzicznych (mutacje);
b) „przejrzałe” komórki rozrodcze; V) choroby endokrynologiczne;
d) wpływ wieku rodziców;
2) czynniki egzogeniczne (zewnętrzne):
a) fizyczne – promieniowanie, efekty mechaniczne;
b) chemiczny - leki, substancje chemiczne stosowany w przemyśle iw domu przy niedotlenieniu, niedożywieniu, zaburzeniach metabolicznych;
c) biologiczny - choroby wirusowe, inwazje pierwotniaków, izoimmunizacja.
Mutacje są jedną z głównych przyczyn wad rozwojowych. W organizmie zachodzą one stale (spontaniczne mutacje) pod wpływem naturalnego tła promieniowania i procesów metabolizmu tkankowego. Z dodatkowym wpływem na organizm promieniowanie jonizujące lub występują mutacje wywołane mutagenami chemicznymi. Mutacje mogą dotyczyć genów, chromosomów i genomów. Około 13% defektów jest związanych z mutacjami.
Mutacje chromosomalne to zmiany w chromosomach w postaci translokacji, delecji, duplikacji i inwersji.
Mutacje genomowe - zmiana liczby chromosomów lub zestawów chromosomów.
MECHANIZMY ROZWOJU CHORÓB
Powstawanie defektów występuje głównie w okresie morfogenezy embrionalnej (3-10 tygodni ciąży) w wyniku naruszenia procesów reprodukcji, migracji, różnicowania i śmierci komórki. Procesy te zachodzą na poziomie wewnątrzkomórkowym, zewnątrzkomórkowym, tkankowym, międzytkankowym, narządowym i międzynarządowym. Hipoplazję i aplazję narządów tłumaczy się naruszeniem reprodukcji komórek. Naruszenie ich migracji leży u podstaw heterotopii. Opóźnienie w różnicowaniu komórek powoduje niedojrzałość lub trwałość struktur embrionalnych i jej kropka- aplazja narządu lub jego części. Naruszenie fizjologicznej śmierci komórki, a także naruszenie mechanizmów adhezji („sklejanie” i stapianie się struktur embrionalnych) leży u podstaw wielu dysrafii (na przykład przepukliny kręgosłupa).
KLASYFIKACJA
Istnieje kilka grup wad. W zależności od czasu ekspozycji szkodliwe czynniki a przedmiotem zmiany wyróżnia się następujące formy wad rozwojowych.
1. Gametopie - zmiany patologiczne w komórkach rozrodczych, które wystąpiły przed zapłodnieniem i doprowadziły do samoistnego poronienia, wad wrodzonych, choroby dziedziczne..
2. Blastopatia to uszkodzenie zygoty w pierwszych 2 tygodniach po zapłodnieniu powodujące śmierć zarodka, ciąża pozamaciczna, wady rozwojowe z zaburzeniami tworzenia osi zarodka
3. Embriopatie - uszkodzenia zarodka od 15 dnia po zapłodnieniu do 75 dnia objawiające się wadami rozwojowymi poszczególne ciała i systemów, przerwanie ciąży. Większość wady wrodzone powstały w tym okresie. Lokalizacja wady zależy również od intensywności działania niszczącego.
4. Fetopatia - Nazwa zwyczajowa choroby płodu powstające pod wpływem niekorzystnych czynników od 11 tygodnia życie wewnątrzmaciczne przed rozpoczęciem porodu.
Rola wad rozwojowych-powstawanie różnego rodzaju wrodzone patologie:
1. Agenezja - całkowity wrodzony brak narządu.
2. Aplazja - wrodzony brak narządu lub jego wyraźny niedorozwój. Brak niektórych części narządu nazywany jest terminem obejmującym grekę. słowo olygos („mały”) i nazwa dotkniętego narządu. Na przykład oligodaktylia to brak jednego lub więcej palców.
3. Hipoplazja - niedorozwój narządu, objawiający się niedoborem względnej masy lub wielkości narządu.
4. Hipotrofia - obniżona masa ciała noworodka lub płodu.
5. Hiperplazja (hipertrofia) - zwiększona względna masa (lub rozmiar) narządu spowodowana wzrostem liczby (hiperplazja) lub objętości (hipertrofia) komórek.
6. Makrosomia (gigantyzm) - zwiększona długość i masa ciała. Terminy „makrosomia” i „mikrosomia” są często używane w odniesieniu do odpowiednich zmian w poszczególnych narządach.
7. Heterotopia (dystopia) - obecność komórek lub tkanek jednego narządu w innym lub w tych obszarach tego samego narządu, w których nie powinny być normalne.
8. Heteroplazja - zaburzenie różnicowania pewnych typów tkanek. Heteroplazję należy odróżnić od metaplazji, wtórnej zmiany w rozgraniczeniu tkanki, która jest z nią związana przewlekłe zapalenie.
9. Ektopia - lokalizacja narządu w niezwykłe miejsce. Możliwe jest zwiększenie liczby narządów lub ich części, np. podwojenie macicy, podwójny łuk aorty. Podwojenie i zwiększenie liczby jednego lub drugiego narządu lub jego części.
10. Atrezja - kompletna nieobecność kanał lub naturalny otwór.
11. Zwężenie - zwężenie lub otwarcie kanału.Numer biletu 52 Pojęcie homeostazy. Ogólne wzorce homeostaza systemów żywych. Genetyczne, komórkowe i układowe podstawy reakcji homeostatycznych organizmu. Rola układu hormonalnego i nerwowego w zapewnieniu homeostazy i odpowiedzi adaptacyjnych.
HOMEOSTAZA - właściwość żywego organizmu do utrzymywania względnej stałości dynamicznej środowisko wewnętrzne. Homeostaza wyraża się we względnej stałości skład chemiczny, ciśnienie osmotyczne, stabilność magistrali funkcje fizjologiczne. Homeostaza jest specyficzna i determinowana przez genotyp.
OGÓLNE ZASADY HOMEOSTAZY
1. Zdolność do zachowania homeostazy jest właściwością organizmu żywego będącego w stanie dynamicznej równowagi z warunkami środowiskowymi.
2. Molekularno-genetyczny poziom homeostazy zapewniają procesy replikacji DNA, naprawa na poziomie komórkowym - kompensacyjne przywrócenie wielu organelli wraz ze wzrostem funkcji.
3. Przeprowadzana jest kontrola nad stałością genetyczną układ odpornościowy.
4. Cybernetyczne zasady ujemnego sprzężenia zwrotnego działają w ogólnoustrojowych mechanizmach homeostazy: w przypadku jakichkolwiek zakłóceń wpływ mechanizmów nerwowych i hormonalnych.
5. Normalizacja wskaźniki fizjologiczne przeprowadzane na podstawie właściwości drażliwości, wyższe organizmy- instynkty, odruchy warunkowe, elementy racjonalnego działania, myślenie abstrakcyjne.
6. Wszyscy wiek charakteryzuje się specyficznymi cechami metabolizmu, energii, mechanizmów homeostazy:
Okres młodzieńczy – mechanizmy homeostazy nie są dojrzałe – do zniszczenia procesy fizjologiczne, bolesne procesy;
dojrzały - doskonałość procesy metaboliczne. System przywracania homeostazy zapewnia kompensację;
Starczy - niezawodność mechanizmu utrzymania homeostazy jest osłabiona.
7. Mający na celu utrzymanie homeostazy reakcje adaptacyjne organizmu do środowiska
8. Biorytmy - rytmiczne procesy życiowe.
układ hormonalny
koordynuje i reguluje pracę prawie wszystkich narządów i układów organizm, zapewnia jej dostosowanie do stale zmieniających się warunków otoczenia zewnętrznego i wewnętrznego, przy jednoczesnym zachowaniu stałość środowiska wewnętrznego niezbędne do utrzymania normalnego funkcjonowania tej osoby. Wydzielanie niektórych hormonów, takich jak tyroksyna, jest ściśle regulowane. Jednak stężenia większości innych hormonów mogą zmieniać się w szerokim zakresie, aby utrzymać stałą liczbę parametrów fizjologicznych przy ciągłej zmianie chwilowych potrzeb organizmu. Na przykład tempo wydzielania insuliny i glukagonu podlega dużym wahaniom, aby utrzymać stężenie glukozy we krwi na poziomie dopuszczalne granice. Zmiany poziomu aldosteronu (patrz tabela 4.1 powyżej) i wazopresyny odzwierciedlają potrzebę utrzymania stałej objętości krwi poprzez regulację bilans wodno-solny. Stężenia epinefryny i noradrenaliny zależą od stopnia ogólnej aktywności organizmu i mogą być różne w różnych lokalnych sieciach naczyniowych. Dzięki temu mogą regulować siłę i częstotliwość skurczów serca, a także selektywnie oddziaływać na naczynia krwionośne, aby zapewnić odpowiedni dopływ krwi do poszczególnych układów narządów.
zwłaszcza znaczenie ma stałość środowiska wewnętrznego dla działalności centrali system nerwowy: nawet niewielkie przesunięcia chemiczne i fizykochemiczne zachodzące w płynie mózgowo-rdzeniowym, gleju i przestrzeniach okołokomórkowych mogą powodować ostre naruszenie przebieg procesów życiowych w poszczególnych neuronach lub w ich zespołach. Złożony system homeostatyczny, obejmujący różne mechanizmy neurohumoralne, biochemiczne, hemodynamiczne i inne, jest systemem zapewniającym optymalny poziom ciśnienie krwi. Jednocześnie górna granica poziomu ciśnienia krwi jest określona przez funkcjonalność baroreceptorów. układ naczyniowy ciała, a dolna granica - zapotrzebowanie organizmu na ukrwienie.
Bilet nr 53 Regeneracja jako proces zachowania integralności systemy biologiczne. Regeneracja fizjologiczna, znaczenie tego. Fazy, mechanizmy regulacji. Wartość regeneracji dla biologii i medycyny.
Regeneracja- proces przywracania utraconego ciała lub uszkodzone struktury. Regeneracja utrzymuje strukturę i funkcje organizmu, jego integralność. Rozróżnij: fizjologiczne, naprawcze i patologiczne
Regeneracja fizjologiczna - odtwarzanie narządów, tkanek, komórek lub struktur wewnątrzkomórkowych po ich zniszczeniu w trakcie życia organizmu.
Regeneracja naprawcza - odbudowę struktur po urazach lub innych niszczących czynnikach. Podczas regeneracji zachodzą procesy takie jak determinacja, różnicowanie, wzrost, integracja itp., podobne do procesów zachodzących w rozwoju embrionalnym.
Regeneracja fizjologiczna to proces aktualizacji funkcjonujących struktur organizmu. Zachowana jest strukturalna homeostaza, zapewniona jest możliwość stałego wykonywania przez narządy ich funkcji. Jest przejawem właściwości życia, jak np samoodnawianie (odnowa naskórka skóry, nabłonka błony śluzowej jelit). W regeneracji fizjologicznej wyróżnia się dwie fazy: destrukcyjną i naprawczą. Uważa się, że produkty rozpadu niektórych komórek stymulują proliferację innych. Hormony odgrywają ważną rolę w regulacji odnowy komórkowej.Fizjologiczna regeneracja jest nieodłącznym elementem organizmów wszystkich gatunków, ale jest szczególnie intensywna u stałocieplnych kręgowców, ponieważ generalnie mają one bardzo dużą intensywność funkcjonowania wszystkich narządów w porównaniu z innymi zwierzętami .
W regulację procesów regeneracyjnych zaangażowanych jest wiele czynników o charakterze endo- i egzogennym. Najbardziej zbadano wpływ hormonów. Regulacja aktywności mitotycznej komórek różne ciała przeprowadzane przez hormony kory nadnerczy, Tarczyca, gruczoły płciowe itp.
NAWOŻENIE
Istotą procesu zapłodnienia jest połączenie kobiety i gameta męska w jedną komórkę - zygotę, która nie tylko jest komórką, ale także staje się zarodkiem jednokomórkowym.
Fuzja gamet może nastąpić tylko pod warunkiem połączonego działania wielu czynników biologicznych. Cykle rozwoju komórek rozrodczych muszą przebiegać synchronicznie, aby plemniki i komórki jajowe dojrzewały i wyróżniały się w tym samym czasie.
Zapłodnienie poprzedza inseminacja - proces prowadzący do kontaktu męskich i żeńskich komórek rozrodczych. Plemniki stają się ruchliwe dopiero po tym
dostać się do płynu, który jest sekretem pęcherzyków nasiennych, prostaty i gruczołów miedziowych. U ludzi plemniki są wstrzykiwane Górna część pochwa, skąd muszą przejść do jajowodów, w górnej części których gamety spotykają się i łączą. W jednym ejakulacie człowiek zawiera do 250-300 milionów plemników, ale tylko niewielkiej części z nich udaje się zbliżyć do komórki jajowej. Pierwszą przeszkodą, jaką napotyka plemnik, jest naturalna kwasowość górnej części pochwy, która tworzy środowisko bakteriobójcze. płyn nasienny, działa jednak jako bufor przeciw kwasowości i bardzo szybko (w ciągu kilku sekund) zmienia pH pożywki z 4,3 na 7,2. Niektóre plemniki docierają do ujścia jajowodu już po 30 minutach od inseminacji. Tak szybkiego postępu plemników nie można wytłumaczyć tylko ich własnym aktywnym ruchem, ponieważ ich prędkość wynosi zaledwie 2-4 mm na minutę. W tym przypadku spazmatyczne skurcze mięśni gładkich macicy, działanie połączenia macicy z jajowodem jako zastawki, a także zdolność plemników do poruszania się pod słaby przepływ płynu (dodatnia reotaksja) przyczyniają się do awans.
Należy również wziąć pod uwagę, że zwykle kanał szyjki macicy jest wypełniony gęstym śluzem, który dominuje przez większą część cyklu miesiączkowego. Ma odczyn zasadowy i sprzyja przenikaniu plemników do macicy dzięki zdolności do zmiany stanu (właściwości fizyko-chemicznych) micelarnej struktury przypominającej sieć śluzu pod wpływem żeńskich hormonów płciowych.
W miarę postępu plemniki są narażone na specjalny efekt z tkanek żeńskich narządów płciowych, który zapewnia im dalszą penetrację przez błony jajowe (pojemność). Jego natura nie jest do końca jasna.
Otoczone komórkami promienistej korony owulowane jajo wchodzi do jajowód z powodu zwiększonej aktywności mięśni obramowanej krawędzi ujścia lejka fajki, a także przepływu płynu wytwarzanego przez rzęski nabłonka rzęskowego i przesuwa się w kierunku jego szerokiej części (bromki). Komórki pęcherzykowe, które tworzą promienną koronę, również odgrywają ważną rolę w kierunkowym ruchu jaja. Niemniej jednak ustalono, że ruch jaja jest nadal w dużej mierze zależny od jego masy, ponieważ inne ciała tej samej wielkości są w stanie równie skutecznie poruszać się w dół jajowodu.
2.4.1. Żywotność gamet
Żywotność plemników i komórek jajowych w żeńskich narządach płciowych jest ograniczona w czasie. Już bezpośrednio po owulacji w komórce jajowej zachodzą zmiany, które można określić mianem starzenia. Tak więc w ovoplazmie pojawia się ziarnistość, która szybko staje się szorstka, spada ogólny poziom metabolizmu, który gwałtownie wzrasta tylko w przypadku zapłodnienia. Zapłodnienie musi nastąpić w ciągu pierwszego dnia po owulacji, inaczej komórka jajowa straci żywotność.
Zachowania ruchliwości i długowieczności plemników nie można utożsamiać z ich zdolnością do zapłodnienia. Ruchliwość plemników pozostaje znacznie dłuższa. Udowodniono, że w drogach rodnych plemniki zachowują zdolność do zapłodnienia przez pierwsze 1-2 dni, a ich ruchliwość jest dwukrotnie dłuższa.
2.4.2. Fuzja gamet
Fuzja gamet zachodzi w szerokiej części jajowodu. Spotkanie komórki jajowej i plemnika jest kwestią przypadku. Zapłodnienie staje się możliwe dopiero po zetknięciu się gamet męskich i żeńskich, ale wcześniej plemniki muszą przejść przez błony jajowe - najpierw przez komórki promienistej korony, następnie przez warstwę przejrzystą, a dopiero potem przez plazmę błona jajowa. Jednak najpierw, jak wspomniano wcześniej, plemniki przechodzą reakcję akrosomalną, której warunkiem koniecznym jest kapacytacja.
Reakcja akrosomalna plemnika powoduje rozpuszczenie błon otaczających komórkę jajową (ryc. 2.7). Chociaż jej rozwój nie jest do końca jasny, istnieją dowody na to, że początek reakcji inicjowany jest wzrostem stężenia jonów Ca + 2 w plemniku podczas zapłodnienia. Zwiększenie stężenia jonów Ca +2 aktywuje fosfolipazy otoczki i proteazy akrosomalne. Enzymy te niszczą błony odpowiednio akrosomu i wierzchołkowej plazmolemy plemników, a także aktywują enzymy akrosomalne. Uważa się, że akrosom zawiera co najmniej trzy enzymy:
- enzym, rozpuszczająca się komórka promienistej korony(CPE);
- akrosomina - enzym podobny do trypsyny, rozluźniający błyszczącą skorupkę jaja;
- hialuronidaza - rozpuszczając błyszczącą skorupę.
Przechodzić strefa przezroczysty, plemnik dostaje się do przestrzeni okołowitellinowej, która oddziela warstwę przezroczystą od plazmolemmy jaja (ryc. 2.8). W miejscu powstania kontaktu plemnika z jajkiem, którego ustanowienie ułatwiają mikrokosmki jaja, tworzy się wypukłość plazmolemy, zwana guzkiem zapłodnienia. Po fuzji błon plazmatycznych jaja i
plemnika guzek zapłodnienia cofa się, wprowadzając główkę plemnika do komórki jajowej. W tym przypadku plemnik traci większość struktur cytoplazmatycznych, a mianowicie: ogonek, mitochondria części międzykalarnej i pozostałości akrosomu. Nie jest do końca jasne, czy zachowuje centriole.
Po wniknięciu plemnika do komórki jajowej cząsteczki DNA są przygotowywane do wznowienia procesów syntezy, wyrażających się morfologicznie w pęcznieniu silnie skondensowanego jądra, któremu towarzyszy rozwijanie się nici chromatyny. Już w ciągu pierwszych 12 godzin obserwuje się obrzęk jąder gamet męskich i żeńskich (przedjądrza), ich migrację do środka jaja i pojawienie się wyraźnie widocznych jąderek. Potem, po zniknięciu błony jądrowe otaczając przedjądrza, zbliżają się do siebie i dochodzi do wymieszania chromosomów matczynych i ojcowskich (syngamy), co jest ostatnim etapem procesu zapłodnienia.
Połączenie materiału genetycznego plemnika i komórki jajowej w nowy jednokomórkowy organizm – zygotę, wyznaczają następujące ważne wydarzenia:
Haploidalne zestawy chromosomów gamet łączą się, tworząc diploidalny zestaw zygoty;
Dziedziczność ojcowska łączy się z dziedzicznością matczyną;
Plemnik najprawdopodobniej wnosi centriole do komórki jajowej, która staje się centrum komórkowym zygoty;
Plemnik aktywuje komórkę jajową, a zatem nabywa zygotę wysoki poziom procesy metaboliczne.
2.4.3. Reakcje zapłodnienia
W procesie ewolucji zwierzęta wykształciły różnorodne biomechanizmy, które charakteryzują cechy różnych aspektów zapłodnienia. Uderzającym potwierdzeniem tego, co powiedziano, są wyniki badań, w jaki sposób komórka jajowa zapobiega polispermii, czyli mieszaniu się jej materiału genetycznego z materiałem genetycznym więcej niż jednego plemnika. Tak więc niektóre gatunki zwierząt (płazy ogoniaste, gady i ptaki) wykształciły specjalne mechanizmy, które umożliwiają jajeczkom inaktywację jąder nadmiaru plemników. Jaja większości kręgowców za pomocą powierzchniowej warstwy ziarnistości korowych nauczyły się zapobiegać polispermii.
U zwierząt z zapłodnieniem jednonasiennym pierwszą reakcją zachodzącą w odpowiedzi na połączenie plemnika z komórką jajową jest polega na szybkiej zmianie właściwości elektrycznych plazmolemy jaja. I tak Cross i Elinson (1980) stwierdzili, że u żab potencjał błonowy komórki jajowej zmienia się z -28 do +8 mV w ciągu kilku sekund po fuzji z plemnikiem i pozostaje dodatni przez 20 minut, zapobiegając wystąpieniu polispermii, podczas gdy jej umożliwia to zmniejszenie liczby zapłodnionych komórek jajowych.
Już kilka minut po wniknięciu plemnika do komórki jajowej dochodzi do kolejnej reakcji powierzchniowej, która zapobiega polispermii – korowe. Jej istota polega na tym, że ziarnistości korowe, począwszy od miejsca, w którym doszło do połączenia komórki jajowej z plemnikiem, przemieszczają się na wewnętrzną powierzchnię plazmalemmy, łącząc się z nią, a następnie uwalniają swoją zawartość do przestrzeni okołowitelliny.
Ponadto polispermia jest blokowana przez warstwę przejrzystą, która staje się nieprzepuszczalna dla plemników w ciągu kilku minut po rozwinięciu się reakcji korowej. I chociaż natura reakcji powierzchniowych nie jest do końca jasna, zasugerowano, że kompleksy polisacharydowe, które tworzą ziarnistości korowe, powodują zagęszczenie osłonki przejrzystej lub niszczą znajdujące się na niej receptory plemników, a nawet bezpośrednio inaktywują strefę-lizynę plemników. Błona plazmatyczna jaja również staje się nieprzepuszczalna dla plemników, ale dzieje się to dopiero kilka godzin po zmianie warstwy przejrzystej.
Pytanie 1. Co to jest zapłodnienie?
Pytanie 2. Jakie znasz rodzaje zapłodnienia?
Istnieją dwa główne rodzaje zapłodnienia.
Zapłodnienie zewnętrzne - komórki płciowe łączą się poza ciałem kobiety. Ten rodzaj zapłodnienia występuje u wielu ryb, płazów, mięczaków i niektórych robaków. Podczas zapłodnienia zewnętrznego organizmy tworzą dużą liczbę zarówno żeńskich, jak i męskich komórek rozrodczych (na przykład księżycówka składa do 30 milionów jaj).
Zapłodnienie wewnętrzne - spotkanie i połączenie gamet - zachodzi w drogach rodnych kobiety. W tym przypadku prawdopodobieństwo zapłodnienia i przeżycia zygoty jest znacznie większe, więc komórki rozrodcze (zwłaszcza jaja) powstają znacznie mniej. Zapłodnienie wewnętrzne jest nieodłącznym elementem wielu organizmów wodnych, a na lądzie staje się jedynym niezawodnym sposobem zapewnienia fuzji gamet. Dzięki zapłodnieniu wewnętrznemu zygota ma możliwość rozwoju, pozostając w ciele matki.
Pytanie 3. Jaki jest proces podwójnego zapłodnienia?
Podwójne nawożenie jest typowe dla roślin kwitnących. W ich jajniku powstaje worek zarodkowy z ośmioma jądrami haploidalnymi. Dwa z nich łączą się, tworząc komórkę diploidalną; jeden, oddzielając się, zamienia się w jajko; pozostałe pięć ma charakter pomocniczy.
Gdy pyłek osiądzie na znamieniu słupka, komórka haploidalna ziarno pyłku dzieli się, tworząc dwa nieruchome plemniki i specjalną, tzw. komórkę wegetatywną. Komórka wegetatywna, kiełkując, tworzy łagiewkę pyłkową, która przenosi plemniki do jajnika.
W jajniku jeden z plemników łączy się z jajkiem, tworząc diploidalną zygotę, z której później rozwija się zarodek nasienny. Drugi plemnik łączy się z diploidalną komórką jajnika, tworząc komórkę triploidalną, z której następnie powstaje tkanka odżywcza nasion (bielmo).
Pytanie 4. Jakie znaczenie ma sztuczne zapłodnienie w produkcji roślinnej i zwierzęcej?
Stosowanie sztuczne zapłodnienie w produkcji roślinnej możliwe jest przeprowadzenie pewnych, zaplanowanych wcześniej krzyżowań, w celu uzyskania odmian roślin o niezbędnych właściwościach. Ponadto możesz zachować właściwości odmiany, wytwarzając samozapylenie.
W hodowli zwierząt sztuczna inseminacja pozwala na uzyskanie licznego potomstwa od jednego producenta, tj. dla Krótki czas hodować dużą liczbę zwierząt o pożądanych cechach. Nowoczesne technologie umożliwiają zachowanie gamet obiecujących osobników przez długi czas i transportowanie ich na duże odległości, co również poszerza możliwości hodowców i hodowców bydła.
Ta strona wyszukiwała:
- jak przebiega proces podwójnego zapłodnienia
- jakie znasz rodzaje zapłodnienia
- Zapłodnienie zewnętrzne jest
- rodzaje nawożenia
- 3 7 zapłodnienie
Zapłodnienie to proces fuzji komórek rozrodczych. Powstała w wyniku zapłodnienia komórka diploidalna - zygota - jest początkowym etapem rozwoju nowego organizmu.
Proces zapłodnienia składa się z trzech następujących po sobie faz: a) zbieżności gamet; b) aktywacja komórki jajowej; c) fuzja gamet lub syngamy.
1. Podejście plemnika do komórki jajowej zapewnia kombinacja niespecyficznych czynników, które zwiększają prawdopodobieństwo ich spotkania i interakcji. Należą do nich koordynacja początku gotowości do zapłodnienia u samców i samic, zachowanie samców i samic zapewniające kopulację i inseminację, nadmierna produkcja plemników, duży rozmiar jaja, a także substancje chemiczne wytwarzane przez jaja i plemniki które przyczyniają się do konwergencji i interakcji komórek rozrodczych. Substancje te, zwane gamonami (hormonami gamet), z jednej strony aktywują ruch plemników, az drugiej strony ich adhezję. W specjalnej strukturze plemnika - akrosomie - zlokalizowane są enzymy proteolityczne. U ssaków bardzo ważne ma przebywanie plemników w drogach rodnych samicy, w wyniku czego męskie komórki rozrodcze nabywają zdolność zapłodnienia (pojemności), tj. zdolność do reakcji akrosomalnej
W momencie kontaktu plemnika ze skorupką jaja następuje reakcja akrosomalna, podczas której pod działaniem enzymów proteolitycznych akrosomu skorupki jaja rozpuszczają się. Dalej membrany plazmatyczne komórka jajowa i plemnik łączą się i poprzez powstały mostek cytoplazmatyczny cytoplazmy obu gamet łączą się. Następnie jądro i centriola plemnika przechodzą do cytoplazmy komórki jajowej, a błona plemnika jest osadzona w błonie komórki jajowej. Część ogonowa plemników u większości zwierząt również dostaje się do komórki jajowej, ale następnie oddziela się i rozpuszcza, nie odgrywając żadnej roli w dalszym rozwoju.
2. W wyniku kontaktu plemnika z komórką jajową następuje jej aktywacja. Polega na złożonych przemianach strukturalnych i fizykochemicznych. Ze względu na fakt, że odcinek błony plemnika jest przepuszczalny dla jonów sodu, te ostatnie zaczynają wchodzić do komórki jajowej, zmieniając potencjał błonowy komórki. Następnie w postaci fali rozchodzącej się od miejsca styku gamet następuje wzrost zawartości jonów wapnia, a następnie falowe rozpuszczanie ziarnistości korowych. Specyficzne enzymy uwalniane w tym samym czasie przyczyniają się do odwarstwienia błony żółtka; twardnieje, jest otoczką zapłodnienia. Wszystkie opisane procesy reprezentują tak zwaną reakcję korową. Jednym ze znaczeń reakcji korowej jest zapobieganie polispermii, tj. wnikanie więcej niż jednego plemnika do komórki jajowej. U ssaków reakcja korowa nie powoduje powstania błony zapłodnienia, ale jej istota jest taka sama.
U zwierząt, takich jak jeżowce, ryby kostnoszkieletowe i płazy, wszelkim zmianom w cytoplazmie towarzyszą widoczne przegrupowania morfologiczne. Zjawiska te nazywane są rozwarstwieniem lub segregacją osocza. Jego znaczenie dla dalszego rozwoju embrionalnego zostanie omówione poniżej.
Aktywacja komórki jajowej kończy się wraz z rozpoczęciem syntezy białka na poziomie translacyjnym, ponieważ mRNA, tRNA, rybosomy i energia były magazynowane jeszcze w oogenezie. Aktywacja jaja może rozpocząć się i przebiegać do końca bez jądra plemnika i bez jądra jaja, co zostało udowodnione w eksperymentach z wyłuszczaniem zygoty.
3. Jajo w momencie spotkania z plemnikiem jest zwykle na jednym z etapów mejozy, zablokowane przez określony czynnik. U większości kręgowców blok ten występuje na etapie metafazy II; u wielu bezkręgowców, a także u trzech gatunków ssaków (konie, psy i lisy) blokada występuje na etapie diakinezy. W większości przypadków blok mejotyczny jest usuwany po aktywacji komórki jajowej w wyniku zapłodnienia. Podczas gdy mejoza jest zakończona w komórce jajowej, jądro plemnika, które do niej wniknęło, ulega modyfikacji. Przybiera postać interfazy, a następnie jądra profazy. W tym czasie DNA podwaja się, a męskie przedjądrze otrzymuje ilość materiału dziedzicznego odpowiadającą p2c, tj. zawiera zbiór haploidalny zreplikowane chromosomy.
Jądro komórki jajowej, które zakończyło mejozę, zamienia się w żeńskie przedjądrze, również uzyskując n2c. Oba przedjądra wykonują złożone ruchy, a następnie zbliżają się i łączą (syncaryon), tworząc wspólną płytkę metafazową. W rzeczywistości jest to moment ostatecznej fuzji gamet – syngamy. W wyniku pierwszego podziału mitotycznego zygoty powstają dwie komórki embrionalne (blastomery) z zestawem chromosomów 2n2c w każdej.
23. Rozwój zarodkowy organizm. Rozdzielanie się. Rodzaje kruszenia, gastrulacja, metody gastrulacji.
Rozdzielanie się
Esencja etapu kruszenia. Kruszenie to seria kolejnych podziały mitotyczne zygoty i dalsze blastomery, kończące się powstaniem zarodka wielokomórkowego – blastuli. Pierwszy podział rozszczepienia rozpoczyna się po zjednoczeniu dziedzicznego materiału przedjądrzy i utworzeniu wspólnej płytki metafazowej. Komórki, które powstają podczas kruszenia, nazywane są blastomerami (z greckiego blaster-kiełek, zarodek). Cechą mitotycznych podziałów miażdżących jest to, że z każdym podziałem komórki stają się coraz mniejsze, aż osiągną stosunek objętości jądra i cytoplazmy, jaki jest typowy dla komórek somatycznych. Na jeżowiec na przykład wymaga sześciu podziałów, a zarodek składa się z 64 komórek. Pomiędzy kolejnymi podziałami nie następuje wzrost komórek, ale konieczna jest synteza DNA.
Podczas oogenezy gromadzone są wszystkie prekursory DNA i niezbędne enzymy. W efekcie cykle mitotyczne ulegają skróceniu, a podziały następują po sobie znacznie szybciej niż w zwykłych komórkach somatycznych. Po pierwsze, blastomery sąsiadują ze sobą, tworząc skupisko komórek zwane morulą. Następnie między komórkami powstaje wnęka - blastocoel, wypełniona płynem. Komórki są wypychane na obrzeża, tworząc ścianę blastuli - blastodermę. Całkowity rozmiar zarodka do końca rozszczepienia na etapie blastuli nie przekracza rozmiaru zygoty.
Głównym rezultatem okresu miażdżenia jest przekształcenie zygoty w wielokomórkowy zarodek jednozmianowy.
Morfologia zgniatania. Z reguły blastomery są ułożone w ścisłej kolejności względem siebie i osi biegunowej jaja. Kolejność lub metoda kruszenia zależy od ilości, gęstości i rozmieszczenia żółtka w jajku. Według zasad Sachs - Hertwig Jądro komórkowe zwykle znajduje się w centrum cytoplazmy wolnej od żółtka, a wrzeciono podziałowe komórki - w kierunku największego zasięgu tej strefy.
W jajach oligo- i mezocytalnych rozszczepienie jest całkowite lub holoblastyczne. Ten rodzaj zmiażdżenia występuje u minogów, niektórych ryb, wszystkich płazów, a także u torbaczy i ssaków łożyskowych. Przy całkowitym zmiażdżeniu płaszczyzna pierwszego podziału odpowiada płaszczyźnie symetrii dwustronnej. Płaszczyzna drugiego podziału przebiega prostopadle do płaszczyzny pierwszego. Obie bruzdy dwóch pierwszych podziałów to południki, tj. zacznij od bieguna zwierzęcego i rozprzestrzenić się na biegun wegetatywny. Komórka jajowa jest podzielona na cztery mniej więcej równej wielkości blastomery. Płaszczyzna trzeciego podziału przebiega prostopadle do dwóch pierwszych w kierunku równoleżnikowym. Następnie w jajach mezolecytalnych na etapie ośmiu blastomerów objawia się nierównomierne zgniatanie. Na biegunie zwierzęcym znajdują się cztery mniejsze blastomery - mikromery, na biegunie wegetatywnym - cztery większe - makromery. Następnie podział ponownie przebiega w płaszczyznach południkowych, a następnie ponownie w płaszczyznach równoleżnikowych.
W zalążkach polilecitalnych ryb kostnoszkieletowych, gadów, ptaków, a także ssaków stekowców rozszczepienie jest częściowe lub meroblastyczne, tj. obejmuje tylko cytoplazmę wolną od żółtka. Znajduje się w postaci cienkiego krążka na biegunie zwierzęcym, dlatego ten rodzaj zmiażdżenia nazywany jest dyskoidalnym.
Przy charakterystyce rodzaju kruszenia bierze się również pod uwagę wzajemny układ i szybkość podziału blastomerów. Jeśli blastomery są ułożone w rzędach jeden nad drugim wzdłuż promieni, zgniatanie nazywa się radialnym. Jest to typowe dla akordów i szkarłupni. W przyrodzie istnieją inne warianty przestrzennego rozmieszczenia blastomerów podczas zgniatania, co determinuje takie jego typy jak spiralny u mięczaków, dwustronny u glist, anarchiczny u meduz.
Stwierdzono związek między rozmieszczeniem żółtka a stopniem synchronizmu podziału blastomerów zwierzęcych i wegetatywnych. W oligolecytalnych jajach szkarłupni cięcie jest prawie synchroniczne, w mezolocytowych komórkach jajowych synchronizacja jest zaburzona po trzecim podziale, ponieważ wegetatywne blastomery z powodu duża liczbażółtka dzielą się wolniej. W formach z częściowym rozszczepieniem podziały od samego początku są asynchroniczne, a blastomery zajmujące pozycję centralną dzielą się szybciej.
gastrulacja
Istota etapu gastrulacji polega na tym, że zarodek jednowarstwowy – blastula – zamienia się w wielowarstwowy – dwu- lub trójwarstwowy, zwany gastrulą (z gr. gaster – żołądek w zdrobnieniu).
W prymitywnych akordach, na przykład w lancecie, jednorodna jednowarstwowa blastoderma podczas gastrulacji przekształca się w zewnętrzny listek zarodkowy, ektodermę, i wewnętrzny listek zarodkowy, endodermę. Endoderma tworzy pierwotne jelito z wnęką wewnątrz, gastrocoel. Otwór prowadzący do gastrocelu nazywany jest blastoporem lub pierwotnym ujściem. Decydujące znaczenie mają dwa listki zarodkowe cechy morfologiczne gastrulacja. Ich istnienie na pewnym etapie rozwoju u wszystkich zwierząt wielokomórkowych, od koelenteratów do wyższych kręgowców, pozwala myśleć o homologii listków zarodkowych i jedności pochodzenia wszystkich tych zwierząt.
U kręgowców, oprócz dwóch wymienionych, podczas gastrulacji powstaje trzeci listek zarodkowy - mezoderma, która zajmuje miejsce pomiędzy ekto- i endodermą. Rozwój środkowego listka zarodkowego, jakim jest chordomezoderma, jest ewolucyjnym powikłaniem fazy gastrulacji u kręgowców i wiąże się z przyspieszeniem ich rozwoju poprzez wczesne stadia embriogeneza. W bardziej prymitywnych strunowcach, takich jak lancet, chordomezoderma tworzy się zwykle na początku kolejnej fazy po gastrulacji - organogenezy. Przesunięcie w czasie rozwoju niektórych narządów w stosunku do innych u potomków w porównaniu z grupami przodków jest przejawem heterochronii. Zmień godzinę zakładki najważniejsze organy w procesie ewolucji nie jest rzadkością.
Proces gastrulacji charakteryzuje się istotnymi przemianami komórkowymi, takimi jak ukierunkowane ruchy grup i pojedynczych komórek, selektywne rozmnażanie i sortowanie komórek, początek cytodyferencjacji i indukcji interakcji. Wymienione komórkowe mechanizmy ontogenezy zostały szczegółowo omówione w rozdz. 8.2.
Ryż. 7.3. Przypuszczalne podstawy, gastrulacja i neurulacja w lancecie.
A - domniemane zaczątki w stadium blastuli (widok z zewnątrz) i wczesnej gastruli (widok przekrojowy); B - późna gastrula i neurulacja na przekroju strzałkowym (lewy rząd) i poprzecznym (prawy rząd); B - model plastyczny zarodka pod koniec okresu neurulacji:
1-biegun zwierzęcy; 2-biegun wegetatywny; - jama jelita wtórnego. 11 - segmentowane somity, 12 - brzuszna część mezodermy; a, b, c, d, e - oznaczenia przypuszczalnych i rozwijających się narządów: a - ektoderma skóry, b - cewa nerwowa, c - struna grzbietowa, d - endoterma, nabłonek jelitowy, e - mezoderma
Nawożenie — jest to połączenie jąder męskich i żeńskich komórek rozrodczych - gamet, prowadzące do powstania zygoty i późniejszego rozwoju z niej nowego (córkowego) organizmu.
Centralnym punktem tego procesu jest fuzja dwóch jąder komórek rozrodczych rodziców.
W rezultacie w zygocie powstaje podwójny (diploidalny - 2n) zestaw chromosomów uzyskany z organizmów męskich i żeńskich. Połączenie materiału genetycznego dwóch różnych rodzicielskich zestawów genów (genotypów) w zygocie i utworzenie nowego genotypu w organizmie potomnym jest wyjątkowym wydarzeniem biologicznym w świecie żywym, zapewniającym wzrost zmienności, a to jest ważne dla ewolucji świata organicznego.
W wyniku połączenia podczas zapłodnienia ojcowskiego i matczynego zestawu genów, w każdym przypadku powstają unikalne kombinacje genów w organizmach potomnych. W ten sposób zachowana jest różnorodność genetyczna organizmów, która służy jako materiał do selekcji naturalnej oraz ewolucji populacji i gatunku.
W zależności od środowiska, w którym zachodzi proces łączenia gamet, występują zewnętrzny I wewnętrzny nawożenie.
zapłodnienie zewnętrzne przeprowadzone w środowisko, zwykle w warunki wodne, gdzie spadają męskie i żeńskie komórki płciowe. Przykładem jest zapłodnienie u większości zwierząt żyjących lub rozmnażających się w wodzie: pierścienice, małże, większość ryba, bezogonowe płazy. Gamety męskie i żeńskie wydzielane przez te organizmy wchodzą do wody, gdzie spotykają się i łączą - tworząc zygotę.
Zapłodnienie wewnętrzne zapewniane przez przeniesienie plemników (lub plemników) męskie ciało u kobiety. Przykładem zapłodnienia wewnętrznego jest zapłodnienie u ptaków i ssaków. Uważa się, że podczas zapłodnienia tylko jeden plemnik dostaje się do komórki jajowej. Z zapłodnionego jaja powstaje zygota, której podział zapewnia rozwój zarodka, a następnie organizmu. materiał z serwisu
Zapłodnieniu wewnętrznemu u wielu zwierząt (gadów, ptaków) towarzyszy składanie jaj otoczenie zewnętrzne, gdzie przez pewien okres czasu z jaj rozwijają się małe młode: pisklęta, żółw, krokodyle itp. U większości ssaków zygota i utworzony z niej zarodek ulegają rozwój wewnętrzny w narządach płciowych kobiety. U ssaków (z wyjątkiem jajorodnych dziobak I kolczatki) do wzrostu zarodka (zarodka) w macicy, powstaje tak zwane miejsce dziecka lub łożysko. W formie szczątkowej występuje nawet u torbaczy. Poprzez łożysko powstaje połączenie między krwioobiegiem zarodka i samicy. Zapewnia to wymianę gazową w ciele zarodka, jego odżywienie i usuwanie produktów rozpadu oraz oczywiście ochronę zarodka przed niekorzystne warunki otoczenie zewnętrzne.
Zapłodnienie wewnętrzne u zwierząt jest procesem, który powstał w toku ewolucji później niż zapłodnienie zewnętrzne i jest znacznie bardziej postępowym zjawiskiem morfobiologicznym. To samo należy zwrócić uwagę na pojawienie się łożyska w historii rozwoju świata zwierząt. Zapewniają rozród zdrowego młodego pokolenia przy znacznej ochronie, zachowaniu (i oszczędności) komórek rozrodczych organizmów rozmnażających się oraz matczynej trosce o rozwój zarodków.