Оплодотворение – начальный этап развития нового организма. Фазы оплодотворения. Биологическая сущность. 

 Оплодотворение – процесс слияния мужской и женской гамет, приводящее к образованию зиготы. При оплодотворении взаимодействуют мужская и женская гаплоидные гаметы, при этом сливаются их ядра (пронуклеусы), объединяются хромосомы, и возникает первая диплоидная клетка нового организма – зигота. Начало оплодотворения – момент слияния мембран сперматозоида и яйцеклетки, окончание оплодотворения – момент объединения материала мужского и женского пронуклеусов.

Оплодотворение происходит в дистальном отделе маточной трубы и проходит 3 стадии:

I стадия – дистантное взаимодействие, включает в себя 3 механизма:

· хемотаксис – направленное движение сперматозидов навстречу к яйцеклетке (гинигамоны 1,2);

· реотаксис – движение сперматозоидов в половых путях против тока жидкости;

· капацитация – усиление двигательной активности сперматозоидов, под воздействием факторов женского организма (рН, слизь и другие).

II стадия – контактное взаимодействие, за 1,5–2 ч сперматозоиды приближаются к яйцеклетке, окружают ее и приводят к вращательным движениям, со скоростью 4 оборота в минуту. Одновременно из акросомы сперматозоидов выделяются сперматозилины, которые разрыхляют оболочки яйцеклетки. В том месте где оболочка яйцеклетки истончается максимально происходит оплодотворение, оволемма выпячивается и головка сперматозоида проникает в цитоплазму яйцеклетки, занося с собой центриоли, но оставляя снаружи хвостик.

III стадия – проникновение, самый активный сперматозоид приникает головкой в яйцеклетку, сразу после этого в цитоплазме яйцеклетки образуется оболочка оплодотворения, которая препятствуетполиспермии. Затем происходит слияние мужского и женского пронуклеусов, этот процесс носит название синкарион. Этот процесс (сингамия) и есть собственно оплодотворение, появляется диплоидная зигота (новый организм, пока одноклеточный).

Условия необходимые для оплодотворения:

· концентрация сперматозоидов в эякуляте, не менее 60 млн в 1 мл;

· проходимость женских половых путей;

· нормальная температура тела женщины;

· слабощелочная среда в женских половых путях.

 Биологическое значение оплодотворения состоит в том, что при слиянии мужских и женских половых клеток, происходящих обычно из разных организмов, образуется новый организм, несущий признаки отца и матери. При образовании половых клеток в гаметы с разным сочетанием хромосом, поэтому после оплодотворения новые организмы могут сочетать в себе признаки обоих родителей в самых различных комбинациях. В результате этого происходит колоссальное увеличение наследственного разнообразия организмов.

37. Характеристика и значение основных этапов эмбрионального развития. Зависимость типы дробления зиготы от строения яйцеклетки. Способы гаструляции.

Эмбриональный период начинается с момента образования зиготы. После, зигота вступает в стадию дробления.

 Дробление- это митотическое деление зиготы, при котором бластомеры не увеличиваются в размерах. В результате дробления образуется многоклеточный организм (бластула) , которая имеет бластодерму и бластоцель.

Типы дробления.

Дробление может быть:

· Полным – глобалистическим (ланцетники, амфибии, млекопитающие)-зигота полностью делится на бластомеры.

· Частичным – меробластическим (рептилии, птицы) – дробится лишь часть зиготы.

Может быть:

· Равномерным - бластомеры одинаковых размеров.

· Неравномерным – бластомеры разных размеров.

Может быть:

· Синхронным

· Асинхронным

Полное дробление по расположению бластомеров может быть:

· Радиальным- бластомеры расположены друг над другом.

· Спиральным- Вышележащие бластомеры смешены относительно нижележащих.

· Билатеральнвм- расположены по закону билатеральной симметрии.

· Хаотическое.

Частичное дробление может быть:

· Дискоидальным- на бластомеры делится лишь часть цитоплазмы у анимального полюса.

· Поверхностным – дробится только поверхностный слой цитоплазмы.

Тип дробления определяется строением яйцеклетки.

При алицетальном ( лишены желтка или незначительное кол-во равномерно расположено по цитоплазме, ядро в центре) и изолицетальном(незначительное кол-во равномерно расположено по цитоплазме, ядро в центре) – происходит полное равномерное или неравномерное деление.

При телолицетальном типе (значительное кол-во желтка, расположено большинство около вегетативного полюса, ядро смещено к анимальному полюсу) – дробление полное неравномерное или частичное дискоидальное.

При центролицетальном типе ( значительное кол-ко желтка равномерно расположен в цитоплазме, но поверхностный     слой цитоплазмы приимущественно свободен) – дробление частичное поверхностное.

Гаструляция – это процесс образования двухслойного зародыша. Этот процесс характеризуется перемещением клеток зародыша. Сущность заключается в образовании из однослойного зародыша – двухслойного.

                                          Способы гаструляции.

1. Инвагинация- впячивания участка бластодермы внутрь целым пластом.(ланцетник)

2. Эпиболия – обрастание мелкими клетками анимального полюса, более крупных клеток вегетативного полюса (амфибии)

3. Деламинациям – расслоение клеток бластодермы на 2 слоя лежащих друг над другом (рептилии, птицы)

4. Иммиграция – перемещение групп или отдельных клеток не объединенных в пласт (высшие позвоночные)

5. Смешанный – (первая фаза диламинация вторая иммиграция)

Основные этапы эмбриогенеза. Первичный органогенез(нейруляция) как процесс образования комплекса осевых органов хордовых. Вторичные органогенезы. Образование органов и тканей.

Первоначальный органогенез – нейруляция.

В процессе нейруляции образуется мезодерма.

1способ: Энтероцельный- с двух сторон от первичной кишки образуются выпячивания- карманы. Они полностью отшнуровываются от первичной кишки , разрастаются между эктодермой и энтодермой и превращаются в мезодерму ( у хордовых)

2способ: Телобластический – в близи бластопора с двух сторон от первичной кишки образуется по одной крупной клетке- телобласту. В результате размножения телобластов и образуется мезодерма.( у безпозвоночных)

Образование осевых органов у зародышев хордовых

· Эктодерма на спинной стороне зародыша прогибается, образуя продольный желоб, края которого смыкаются. Образовавшаяся нервная трубка погружается в эктодерму

· Спинная часть энтодермы , расположенная под нервным зачатком, постепенно обособляется и образуется хорда.

· Из эктодермы и энтодермы образуется кишечная трубка.

Эктодерма – эпидермис, кожные железы, волосы, эмаль, конъюктива, хрусталик, сетчатка глаза, уши , эпителиальная выстилка полости носа и ротовой полости, анального отверстия и влагалища, передняя и задняя доля гипофиза, ЦНС, мозговое вещество надпочечников, челюсти.

Мезодерма – скелетные мышцы , диафрагма, позвонки, дентин, почечные канальцы, мочеточники, яйцеводы, матка,часть яичников и яичик, кора надпочечников, сердце, кровь, лимфатическая система, легкие склера, сосудистая и роговая оболочка глаза.

Энтодерма- хорда, большая часть пищеварительного тракта, выстилка кишечника, мочевого пузыря, легких, поджелудочной железы, тимус, щитовидная железа, околощитовидная железа.

Понятие провизорных органов хордовых. Особенности развития этих органов в группе Anamnia и Amniota. Типы плацент. Нарушение процессов развития и редукции зародышевых оболочек у человека.

Провизорные органы- это временные органы необходимые для жизнедеятельности зародыша. Время их формирования зависит от яйцеклетки и условий среды.

Наличие или отсутствие провизорных органов лежит в основе деления позвоночных на группы: Amniota и Anamnia .

К группе анамниев относятвя эволюционно более древние животные , которые развиваются в водной среде и не нуждаются в дополнительных водных и других оболочках зародыша.( Круглоротые, рыбы , земноводные)

К группе амниот относятся первичноназемные позвоночные , эмбриональное развитие которых протекает в наземных условиях. ( Пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие)

 В строении и функциях провизорных органов амниот много общего. Провизорные органы высших позвоночных называются зародышевыми оболочками. Они развиваются из клеточного материала уже сформировавшихся зародышевых листков.

                                      Провизорные органы.

1. Амнион- мешок заполненный амниотической жидкостью, которая создает водную среду и защищает зародышей от высыхания и повреждения.

2. Хорион- наружняя зародышевая оболочка прилегающая к скорлупе или материнским тканям . Служит для обмена с окружающей средой, участвует в дыхании питании и выделении.

3. Желточный мешок – он участвует в питании зародыша и является кроветворным органом.

4. Алантоис – вырост задней кишки участвует в газообмене, является вместилищем для мочевины и мочевой кислоты. У млекопитающих он вместе с хорионом образует плаценту.От аллантоиса к хориону ростут сосуды при помощи которых плацента выполняет выделительную ,дыхательную и питатальную функции.

                               Типы плацент.

1.Эпителиохориональная – (полуплацента) имеет наиболее простую структуру. При ее образовании на поверхности хориона появляются ворсинки в форме не больших бугоркав.Они погружаются в соответствующие углубления слизистой оболочки матки, не нарушая ее. (хорион контактирует с эпителием маточных желез) Свини лошади

2. Десмохориальная – характеризуется установлением наиболее тесной связи хориона зародыша со стенкой матки. В месте соприкосновения с ворсинками хориона эпителий разрушается. Разветвленные пластинки погружаются в соединительную ткань.(хорион контактирует с соед. Тканью.)

3. Эндотельнохориональная – разрушается не только эпителий но и соединительная ткань. Ворсинки соприкосаются с сосудами и отделены от материнской крови только их тонкой эндотелиальной стенкой.( хищники)

4. Гемохориальная- происходят глубокие изменения в матке . Ворсинки омываются кровью и всасывают из нее питательные вещества.

По внешнему виду:

1Диффузная- Ворсинки росположены равномерно по всей поверхности хориона.

2 Котиледонная – ворсинки собранны в группы в виде кустиков

3Поясная- ворсинки образуют пояс опоясывающий водный пузырь.

4Дисковидная – Ворсинки расположены в пределах дисковидной области на поверхности хориона.

Постэмбриональный период онтогенеза, его периодизация у человека. Основные процессы: рост, формирование дефинитивных структур, половое созревание, репродукция. Роль эндокринной регуляции в постнатальном периоде.

Постэмбриональный период начинается с момента выхода организми из яйцевых оболочек, до момента смерти.

 Постнатальный период может быть прямым и не прямым.

При прямом развитии новорожденный организм похож на взрослый и отличается только размерами и неполным развитием органов. Прямое развитие характерно для человека и других млекопитающих, птицам , пресмыкающимся и некоторым насекомым.

Не прямое развитие протекает с метаморфозом.

С не полным метаморфозом организм проходит три стадии развития. Яйцо , личинка и иманго.

С полным проходит 4 стадии ( куколка).

                     Периоды постэмбрионального развития человека.

1.Новорожденный – от момента рождения до 4 недель. Характерно не пропорциональное строение, кости черепа и таза не срощены. Позвоночник без изгибов.

2. Грудной – от 4 недель до 12 месяцев.- ребенок оврадевает движениями появляются молочные зубы.

3. Ясельный до 3 лет. Изменяются пропорции тела, развивается мозг.

4. Дошкольный до 7 лет. Смена зубов.

5. Школьный до 17 лет пропорция тела как у взрослых.

6. Юношеский- 16-20 девушки, 17-21 юноши. Завершаются процессы рости и формирование организма.

7. Зрелый с 21 года.

8. Пожилой 55-60 лет.

9. Старчиский – 75 лет

Рост – он проявляется в прогрессивном увеличении массы и размера организма.

У беспозвоночных рост обуславливается увеличением размеров клеток.

Более распространен пролиферационный рост – в основе его лежит клеточное деление. клеток возрастает в геометрической прогрессии. N_n=2ⁿ ГдеN- кол во клеток, n-очередность деления.

В процессе индивидуального развития показатели роста изменяются. У многих животных рост приурочен к определенным стадиям онтогенеза. Такой рост называется ограниченным.

Существуют организмы которые ростут на протяжении всей жизни ( рыбы) но по достижению полового созревания скорость роста замедляется. Такой тип роста называется не ограниченным.

Показатели роста с одной стороны ограниченны генетически, а с другой стороны зависят от окружающей среды.

Роль эндокринных желез в постэмбриональном развитии велика.

Э. ж. вырабатывают гормоны которые влияют на рост организма, на половое созревание . Особенно важны гормоны которые вырабатывает гипофиз, щитовидная железа и половые железы. Вопросы влияния э. ж. на рост и развитие организма рассматривал Заводской.

Биологические и социальные аспекты старения и смерти организма. Генетические, молекулярные, клеточные и системные механизмы старения. Проблема долголетия. Понятие о геронтологии и гериатрии.

Старение-это стадия индивидуального развития по достижению которой в организме наблюдаются закономерные изменения в физическом состоянии, внешнем виде. Состояние старости достигается благодаря изменениям , составляющим содержание процесса старения. Этот процесс захватывает все уровни структурной организации – молекулярный, субклеточный , клеточный, тканевой, органный. В результате этого происходит снижение жизниспособности, что приводит к повышению вероятности смертности. Биологический смысл старения заключается в том, что он делает неизбежной смерть организма. Наступлению биологической часто предшествует состояние клинической смерти, в котором клетки и ткани сохраняют достаточный уровень жизниспособности.                              

Молекулярные и клеточные проявления старения многообразны. Отмечается снижение содержания ДНК и РНК, но состав их существенно не изменяется. Изменяются физико химические свойства белков хроматина клеточных ядер, увеличивается плотность связывания гистоновых белков с ДНК. Это может привести к репрессии некоторой части генома. При старении повреждаются все молекулярно –генетические процессы - транскрипция и трансляция наследственной информации, репликации и репарации ДНК. Это приводит к неизбежным ошибкам в ходе синтеза и преобразований макромолекул. Молекулярные изменения совместимые с жизнью клеток, существенно повреждают их функцию .

Механизмы старения

Согласно стохастическим гипотезам в основе старения лежит накопление ошибок и повреждений случайно возникающих в процессе жизнидеятельности индивида на разных уровнях его организации.

Согласно программным гипотезам старение детерминировано генетически , тоесть информация о начале и содержании его представлена в геноме клеток. Эти гипотезы основаны на допущении что в организме функционируют своеобразные часы. В основе этих часов могут лежать запрограммированное число делений в клоне клеток.

Проблема долголетия.

Продолжительность жизни как житейская проблема связывается в нашем сознании с возможностью пережить период зрелости и дожить до приклонного возраста. Рост средней продолжительности жизни в экономически развитых странах связан с повышением жизненного уровня, качества питания, медицинской помощи, улучшением санитарно гигиенических и эпидемиологических условий. Так же продолжительность жизни отличается исключительной индивидуальной изменьчивостью.

Геронтология- это наука изучающая биологические и социальные аспекты старения человека его причины и способы борьбы с ними.

Гериатрия – это частный раздел геронтологии занимающийся изучением профилактикой и лечением болезней старческого возраста

46.Регуляция развития человека и животных на различных этапах онтогенеза. Тотипотентность. Онтогенез (индивидуальное развитие) – совокупность процессов развития организма с момента образования зиготы и до смерти на основе реализации генетической информации в определенных условиях среды.

На любом этапе онтогенеза организм существует в единстве с окружающей средой. Так, в зависимости от температуры процессы развития замедляются или интенсифицируются.

Тотипотентность— это возможность клетки делиться и образовывать дифференцированные клетки организма, в том числе наружные ткани эмбриона. Тотипотентные клетки образуются в течение полового и бесполого размножения и представляют собой споры и зиготы. Зиготы — это продукты слияния двух гамет в результате оплодотворения. У некоторых организмов клетки могут дедифференцироваться и обретать тотипотентность

48.Межклеточные взаимодействия на разных этапах онтогенеза. Эмбриональная индукция, её виды… …