МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

Министерствоздравоохранения ЛНР

Государственноеучреждение
«Луганскийгосударственныймедицинскийуниверситет»

Кафедра биологии

«УТВЕРЖДАЮ»

Проректор по научно-педагогической работе, доцент__________ Бибик В.В.

«____» _______________ 20_ год

МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ

К практическим занятиям

(лабораторным занятиям, семинарам)

для студентов медицинских факультетов по специальностям

060105.65 - "Стоматология", квалификация - специалист

По дисциплине (курсу)

«БИОЛОГИЯ»

Часть III

Итоговый рубежный контроль №3.

Факультет: Стоматологический

Специальность(и) Стоматология

Курс I

Луганск - 2015

Методические разработки рекомендованы к утверждению на заседании кафедры госпитальной хирургии, ортопедии и травматологии «28» августа 2015 г., протокол №1.

Заведующий кафедрой, д.биол.н., профессор         Федченко С.Н.

Методические разработки согласованы на заседании ЦМК по гуманитарным дисциплинам «1» сентября 2015 г., протокол №1.

Председатель ЦМК по гуманитарным дисциплинам

Д.мед.н., профессор                                                                                        Кащенко С.А.

Методические разработки рекомендованы к утверждению на заседании кафедры госпитальной хирургии, ортопедии и травматологии «28» августа 2015 г., протокол №1.

Заведующий кафедрой, д.биол.н., профессор         Федченко С.Н.

Методические разработки согласованы на заседании ЦМК по гуманитарным дисциплинам «1» сентября 2015 г., протокол №1.

Председатель ЦМК по гуманитарным дисциплинам

Д.мед.н., профессор                                                                                      Кащенко С.А.

Методические разработки рекомендованы к утверждению на заседании кафедры госпитальной хирургии, ортопедии и травматологии «28» августа 2015 г., протокол №1.

Заведующий кафедрой, д.биол.н., профессор                                                        Федченко С.Н.

Методические разработки согласованы на заседании ЦМК по гуманитарным дисциплинам «1» сентября 2015 г., протокол №1.

Председатель ЦМК по гуманитарным дисциплинам

Д.мед.н., профессор                                                                                                  Кащенко С.А.

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАНЯТИЕ №18.

ТЕМА: РАЗМНОЖЕНИЕ НА ОРГАНИЗМЕННОМ УРОВНЕ. БЕСПОЛОЕ И ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РЕПРОДУКЦИИ ЧЕЛОВЕКА. ГАМЕТОГЕНЕЗ. ОПЛОДОТВОРЕНИЕ.

1. АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ:Знать особенности гаметогенеза у человека, биологические особенности репродукции человека и сущность мейоза, строение половых клеток, стадии оплодотворения.

2. УЧЕБНЫЕ ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ:

Знать:

Знать особенности гаметогенеза у человека, биологическое значение и сущность мейоза, строение половых клеток, стадии оплодотворения.

Уметь:

- определить обеспеченность генетической непрерывности в ряду поколений.

-отличать основные способы бесполого и полового размножения.

- охарактеризовать периоды онтогенеза человека.

- дифференцировать периоды гаметогенеза.

- определять основные типы яйцеклеток

- дать характеристику: оплодотворению, партеногенезу, гиногенезу, андрогенезу.

5. ЦЕЛИ РАЗВИТИЯ ЛИЧНОСТИ(деонтологические, экологические, правовые, профессиональные, психологические, патриотические и др. аспекты)

6. ОСНАЩЕНИЕ:дидактический материал и технические средства обучения (контролирующие компьютерные программмы, мультимедийные презентации)

7.Материалы для самоподготовки:

7.1. Вспомогательный учебный материал

Характеристика яйцеклеток

Для объяснения течения начальных этапов эмбриогенеза большое значение имеет знание особенностей строения яйцеклетки. Поэтому рассмотрим классификацию яйцеклеток. В основу классификации положены 2 признака: количество и распределение желтка в яйцеклетке.

По количеству желтка различают следующие виды яйцеклеток.

1. Алецитальные (безжелтковые) – у видов, развитие которых протекает с метаморфозами и эмбриональный период очень короткий или у некоторых паразитарных червей.

2. Олиголецитальные (маложелтковые) – у видов развивающихся вне организма матери в относительно благоприятной водной среде, эмбриональный период относительно короткий (губки, иглокожие, круглоротые, ланцетник). А также у видов с внутриутробным развитием, зародыши которых питаются за счет матери (млекопитающие).

3. Мезолецитальные(среднее количество желтка) – развитие вне организма матери в водной среде (рыбы, земноводные), и у сумчатых млекопитающих.

4. Полилецитальные (многожелтковые) – развитие идет вне организма матери, причем на суше (птицы, пресмыкающиеся, яйцекладущие млекопитающие).

Таким образом, количество желтка в яйцеклетке зависит от условий, в которых развивается зародыш, а также в какой-то степени от длительности эмбрионального развития.

По распределению желтка в цитоплазме различают следующие виды яйцеклеток.

1. Изолецитальные–равномерное распределение желтка по всей цитоплазме. Характерно для олиголецитальных яйцеклеток. Различают I (первично) изолецитальные (ланцетник) и II (вторично) изолецитальные яйцеклетки (плацентарные млекопитающие).

2. Телолецитальные– желток распределяется по цитоплазме неравномерно, полярно. На одном полюсе (вегетативном) располагается желток, а на другом полюсе (анимальном) – ядро и органоиды. Характерно для мезо- и полилецитальных яйцеклеток (земноводные, птицы, яйцекладущие и сумчатые млекопитающие). Среди телолецитальных яйцеклеток различают 2 подгруппы:

а) умеренно телолецитальные – полярность выражено умеренно, нерезко (мезолецитальная яйцеклетка лягушки);

б) резко телолецитальные – полярность ярко выражена (полилецитальная яйцеклетка птицы).

3. Центролецитальные – желток в виде узкого пояска сосредоточен вокруг ядра (насекомые).

Таким образом, у ланцетника яйцеклетка олиголецитальная и I изолецитальная, у лягушки – мезолецитальная и умеренно телолецитальная, у птиц – полилецитальная и резко телолецитальная, у млекопитающих – олиголецитальная и II изолецитальная.

Яйцеклетки имеют следующие оболочки:

I (первичную) – собственная оболочка (оолемма);

II (вторичную) – продукт деятельности самой яйцеклетки и соседних вспомогательных клеток (например, фолликулярных);

III (третичную) – имеется у видов развивающихся вне организма матери на суше, и является продуктом деятельности слизистой оболочки яйцевыводящих путей.

Яйцеклетки также подразделяют на мозаичные, которые определяют мозаичный тип развития, и на регуляционные, обуславливающие регуляционный тип развития.

В мозаичных яйцах РНК, синтезированная в овогенезе, жестко определяет дифференцировку бластомеров, в которые она попадает при дроблении. Мозаичное развитие свойственно в основном животным со спиральным дроблением.

В регуляционных яйцах материнских РНК недостаточно для однозначного определения судьбы бластомеров. Их дифференцировка в эмбриогенезе определяется сложными взаимоотношениями частей зародыша.

В эмбриогенезе различают следующие этапы: оплодотворение, дробление, гаструляцию, гистогенез, органогенез, системогенез (дальнейшая дифференцировка зародышевых листков).

Рис 1. Схемаоогенеза и сперматогенеза у человека.

2. Оплодотворение– процесс слияния мужской и женской половых клеток, в результате чего восстанавливается диплоидный набор хромосом, характерный для того или иного вида животных, и возникает качественно новая клетка – зигота.

Встреча гамет происходит либо внутри половых путей самки (внутреннее оплодотворение), либо во внешней среде, например, в воде (наружное оплодотворение). Сперматозоид приближается к яйцеклетке головкой вперед. В случае если оболочка яйцеклетки мягкая, навстречу ему приподнимается протоплазматический вырост яйца – воспринимающий бугорок, который и втягивает спермий вглубь яйца. После этого почти мгновенно над воспринимающим бугорком появляется тонкая желточная оболочка оплодотворения, наглухо закрывающая сюда доступ остальным спермиям. При плотных оболочках спермии проникают в яйцеклетки через одно из микропилярных отверстий. В процессе оплодотворения различают три фазы. Последовательность стадий оплодотворения представлена на рис. 2, 3.

При оплодотворении различают следующие фазы.

Первая фаза – сближение. Как при наружном (у рыб, амфибий), так и при внутреннем (у рептилий, птиц и млекопитающих) оплодотворении сперматозоиды в результате хемотаксиса в условиях слабо щелочной среды очень быстро перемещаются по направлению к яйцеклеткам. Смещение рН в кислую сторону, наоборот, парализует спермии. Сперматозоиды млекопитающих обладают также реотаксисом, т.е. способностью двигаться против тока жидкости, направленного из яйцевода, где происходит оплодотворение, в матку. Кроме таксисов сближению половых клеток способствуют: перистальтика маточных труб и мерцательное движение ресничек эпителия маточных труб.

Сближению половых клеток способствует определенная разность потенциалов между положительной электрозарядностью для семенной жидкости и отрицательной для яйцеклетки.

Рис. 2. Схематическое изображение процесса оплодотворения (В.Г.Елисеев, 1983):

1 – цитоплазма яйцеклетки; 2 – ядро яйцеклетки; 3 – блестящая оболочка; 4 – фолликулярный эпителий; 5 – головка сперматозоида; 6 – шейка сперматозоида; 7 – хвост сперматозоида; 8 – воспринимающий бугорок; 9 – оболочка оплодотворения; 10 – женский пронуклеус; 11 – мужской пронуклеус; 12 – веретено между центриолями; 13 – синкарион

Вторая фаза – проникновение сперматозоида через оболочки яйцеклетки. Контактное взаимодействие гамет наступает, когда сперматозоид сближается с яйцеклеткой. У млекопитающих при оплодотворении в яйцеклетку проникает лишь один сперматозоид. Такое явление называется моноспермией. У беспозвоночных животных, рыб, амфибий, рептилий и птиц возможна полиспермия, когда в яйцеклетку проникает несколько сперматозоидов, но в слиянии ядер (оплодотворении) все равно принимает участие только один. Ферменты, выделяемые из акросом (трипсин, гиалуронидаза), разрушают лучистый венец, расщепляют гликозаминогликаны вторичной (блестящей) оболочки яйцеклетки. В цитоплазму яйцеклетки проникает головка, шейка и часть хвостового отдела (митохондриальное влагалище). Проникновение сперматозоида значительно усиливает процессы внутриклеточного обмена, что связано с повышением дыхания и активизацией ферментативных систем яйцеклетки.

Рис. 3. Акросомальная реакция и проникновение спермия в ооцит.

1 - превителлиновое пространство, 2 - цитоплазма ооцита, 3 - прозрачная зона, 4 - радиальная корона, 5 - метафаза мейоза II, 6 - первое полярное тельце, 7 - плазматическая мембрана ооцита, 8 - ядро спермия с хромосомами, 9 - акросома с ферментами, 10 - плазматическая мембрана спермия, 11 - перфорации в стенке акросомы, 12 - ферменты, разъедающие прозрачную зону, 13 - спермий в цитоплазме ооцита без плазменной оболочки

Акросомальная реакция и проникновение спермия в ооцит (увеличенный фрагмент). Спермий 1 в подготовительной стадии, когда удаляется гликопротеиновая оболочка. Спермий 2 в стадии акросомальной реакции, когда в акросоме образуются перфорации. Спермий 3 прокладывает себе путь через зону пелюцида с помощью действия ферментов, высвобождаемых из акросомы. Спермий 4 проникает в цитоплазму ооцита. Плазматическая мембрана этого спермия и ооцита сливаются, головка и хвост спермия попадают в ооцит.

Третья фаза – образование мужского и женского пронуклеусов с последующим слиянием их (синкарион). При этом у многих видов животных ядра мужской и женской клеток во время сближения переходят в состояние метафазы. Затем хромосомы обоих ядер образуют единую материнскую «звезду», но уже с удвоенным (диплоидным) числом хромосом. В других случаях ядра вначале сливаются и затем переходят в состояние кариокинеза. Одновременно внесенные сперматозоидом центриоли расходятся к полюсам клетки, и этот одноклеточный зародыш – зигота вступает во второй период эмбрионального развития – период дробления.

МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

ВОПРОСЫ:

1.    Что такое онтогенез? Представления об онтогенезе: эпигенез, преформизм, современное.

2.    Назовите основные периоды онтогенеза человека.

3.    В чём сущность и значение предзиготного периода – прогенеза?

4.    Назовите периоды гаметогенеза.

5.    В чём отличия сперматогенеза от овогенеза?

6.    Какие существуют типы яйцеклеток по количеству и распределению желтка?

7.    С чем связано изменение количества желтка в яйцеклетках в процессе филогенеза позвоночных?

8.    Оплодотворение. Биологическая сущность. Партеногенез. Гиногенез. Андрогенез.

9.    Биологический смысл акросомальной и кортикальной реакций в процессе оплодотворения.

10.  Генетические процессы в пронуклеусах внутренней стадии оплодотворения.

11.  Что такое ооплазматическая сегрегация? Какова её роль в дальнейшем развитии яйцеклетки?

12.  Какие основные проблемы характерны для прогенеза

8. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ РАЗБОРА С ПРЕПОДАВАТЕЛЕМ И КОНТРОЛЯ ЕГО УСВОЕНИЯ:

8.1. Разбор с преподавателем узловых вопросов для освоения темы занятия.

8.2. Демонстрация преподавателем методик практических приемов по теме.

8.3. Материал для контроля усвоения материала:

Вопросы для решения с преподавателем:

1. Размножение как механизм обеспечения генетической непрерывности в ряду поколений.

2. Бесполое и половое размножение. Биологическая сущность и цитологические основы.

3. Особенности репродукции человека в связи с его биосоциальной сущностью.

4. Что такое онтогенез? Представления об онтогенезе: эпигенез, преформизм.

5. Назовите основные периоды онтогенеза человека.

6. В чём сущность и значение предзиготного периода – прогенеза?

7. Гаметогенез. Назовите периоды гаметогенеза.

8. В чём отличия сперматогенеза от овогенеза?

9. Какие существуют типы яйцеклеток по количеству и распределению желтка?

10. С чем связано изменение количества желтка в яйцеклетках в процессе филогенеза позвоночных?

11. Оплодотворение. Биологическая сущность. Партеногенез. Гиногенез. Андрогенез. Оплодотворение у человека – восстановление диплоидного набора хромосом, увеличение разнообразия комбинации генов у потомков

12. Биологический смысл акросомальной и кортикальной реакций в процессе оплодотворения.

Практическая часть:

Задание 1.Разберите схему гаметогенеза, отметив сходство и различия в процессах созревания мужских и женских гамет. Заполните и перепишите схему,указав в каждом периоде гаметогенеза тип деления, название клеток, набор( рис.1).

Задание 2. Зарисовать строение сперматозоида и яйцеклетки(рис.4,5).

Задание 3. Записать этапы оплодотворения у человека(рис.2,3).

Рис. 4. Схема строения сперматозоида млек. опитающих: 1 — головка; 2 — шейка; 3 — промежуточный отдел; 4 — жгутик (хвост); 5 — акросома; 6 — головной чехлик; 7 — ядро; 8 и 9 — проксимальная и дистальная центриоли; 10 — митохондриальная спираль; 11 — осевая нить. .

Рис. 5. Строение яйцеклетки.

1. Ядро

2. Цитолемма

3. Фолликулярный эпителий

4. Лучистый венец

5. Кортикальные гранулы

6. Желточные включения

7. Блестящая зона

8. Рецептор во фракции Zp 3-N-ацетилглюкозоамин

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА В ЛАБОРАТОРИИ

Вид деятельности	Система действий
1     2     3 I. ИЗУЧЕНИЕ МОРФОЛОГИИ ЯИЧНИКА КОШКИ. .	1. Положить препарат на предметный столик. 2. На малом увеличении рассмотреть строение яичника. Обратить внимание на строение фолликулов, степень их зрелости. 3. Найти зрелый фолликул. Зарисовать в альбом, на рисунке отметить: 1 – фолликул; 2 - полость фолликула; 3 - яйцеклетка.
II. ИЗУЧЕНИЕ МОРФОЛОГИИ ЯЙЦЕКЛЕТКИ ЛЯГУШКИ.   1   2 3     4	1. Положить препарат на предметный столик. 2. При малом увеличении найти яйцеклетку лягушки. 3. При большом увеличении изучить строение яйцеклетки и зарисовать. 4. На рисунке обозначить: 1 – яйцеклетка; 2 – студенистая оболочка; 3 – цитоплазма яйцеклетки; 4 – гранулы желтка.

III. ИЗУЧЕНИЕ МОРФОЛОГИИ СПЕРМАТОЗОИДОВ МОРСКОЙ СВИНКИ.   .	1. Положить препарат на предметный столик. 2. При малом увеличении найти сперматозоиды. 3. Установить сперматозоиды в центр поля зрения. 4. Перейти на большое увеличение. 5. Изучить строение сперматозоида, зарисовать и обозначить: 1 – головка; 2 – шейка; 3 – жгутик. 6. Убрать препарат с предметного столика.
IV. ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ОПЛОДОТВОРЕНИЯ В ЯЙЦЕ АСКАРИДЫ. 3     2   1	1. Установить препарат на предметном столике и при малом увеличении найти скопления яйцеклеток. 2. На большом увеличении и найти спермии, проникающие в яйцеклетку. Зарисовать, обозначив: 1 – яйцеклетка; 2 – цитоплазма яйце-клетки; 3 - сперматозоид.

Перечень вопросов, рекомендованных для УИРС:

1. Генетические процессы в пронуклеусах внутренней стадии оплодотворения.

2. Основные проблемы характерные для прогенеза человека

Литература:

Основная:

1. Биология: учеб. для студентов мед. специальностейвузов: в 2 кн./ подpед. В.Н. Яpыгина. - 7-е изд., стер. - М.: Высш. шк, 2005. Гриф МО РФ С.200-206.

2. Грин, Н. Биология: в 3 т./ Н. Гpин, У. Стаут, Д. Тейлоp; подpед. Р. Сопеpа; пеp. с англ. М.Г. Дуниной и дp.; подpед. Б.М. Медникова А.А. Нейфаха. - 2-е изд, стеp. - М. : Миp, 2004.

3. Биология/А.АСлюсарев, С.В. Жукова.- К.: Вища школа. Головное изд-во, 1992.- .- С.51-57.

4. Руководство к практическимзанятиям по биологиипод ред. акад. РАЕН проф. В.В. Маркиной. Изд. М. «Медицина» 2006 г

5. Федченко С.М. Общая и медицинская генетика. -Луганськ: ЛДМУ,2003.- С. 293-294, 338-345, 352-354

6. Федченко С.М. Молекулярно-генетическиеосновыонтогенеза. -Луганськ: ЛДМУ,2003.-С. 207-209

Дополнительная:

1. Медична біологія: Підручник /за ред.В.П. Пішака, Ю.І. Бажори. - Вінниця: Нова книга, 2004. -С.134-140, 142-146, 262.

2. Гилбертс С. Биологияразвития: В 3-х т. Т.1: Пер. с англ. М.: Мир. 1993. - С.35-219

3. Конспектлекций

ЗАНЯТИЕ №19