Биология развития и размножения
.pdfВопросы к экзамену по биологии размножения и развития 2022
1. |
Методы исследований используемые в БРР ............................................................................... |
4 |
2. |
Теория преформизма............................................................................................................................... |
4 |
3. |
Теория Эпигенеза ...................................................................................................................................... |
4 |
4. |
Бесполое размножение (особенности, характеристика). ..................................................... |
4 |
5. |
Половое размножение (предпосылки)........................................................................................... |
5 |
6. |
Особенности формирования женских и мужских половых гамет ................................... |
5 |
7. |
Эмбриональное развитие млекопитающих................................................................................. |
6 |
8. |
Вклад Вольфа и Бэра в развитие эмбриологии.......................................................................... |
6 |
9. |
Основоположники экспериментальной и аналитической эмбриологии. ................... |
6 |
10. |
Вклад советских ученых в эмбриологию. ..................................................................................... |
6 |
11. |
Гипотезы пангенезиса и идиоплазмы............................................................................................ |
6 |
12. |
Эволюция взглядов на проблемы наследственности ............................................................ |
6 |
13. |
Исследования ученых-генетиков в области эмбриологии.................................................. |
7 |
14. |
Типы яйцеклеток....................................................................................................................................... |
7 |
15. |
Характеристика оболочек яйцекетки............................................................................................. |
8 |
16. |
Перечислите и опишите основные этапы эмбриогенеза. .................................................... |
8 |
17. |
Механизм оплодотворения; ................................................................................................................. |
8 |
18. |
Метаболические изменения в яйце после оплодотворения, механизм быстрого |
|
|
блока................................................................................................................................................................. |
9 |
19. |
Типы дробления зиготы. ....................................................................................................................... |
9 |
20. |
Типы бластул и их строение. ............................................................................................................ |
10 |
21. |
Развитие зародыша на стадии гаструлы.................................................................................... |
10 |
22. |
Пути формирования мезодермы на стадии гаструлы......................................................... |
11 |
23. |
Развитие зародыша на стадии нейрулы..................................................................................... |
11 |
24. |
Формирование тканей и структур из зародышевых листков......................................... |
11 |
25. |
Генетически запрограмированное самоубийство клеток. Специфические |
|
|
особенности............................................................................................................................................... |
11 |
26. |
Характеристика периодов прогенеза и онтогенеза ............................................................. |
12 |
27. |
Характеристика типов онтогенеза................................................................................................ |
12 |
28. |
Соотношение понятий жизненного цикла и онтогенеза................................................... |
13 |
29. |
Критические периоды развития организмов.......................................................................... |
13 |
30. |
Закон онтогенетического старения и обновления, или закон Кренке. ..................... |
14 |
31. |
Закон целостности онтогенеза или закон Дриша. ................................................................ |
15 |
32. |
Особенности размножения и начальных этапов развития ланцетника |
|
|
(оплодотворение, эмбриогенез и тд)........................................................................................... |
16 |
33. |
Особенности размножения и начальных этапов развития миног и миксин. ......... |
16 |
34. |
Особенности размножения и начальных этапов развития у хрящевых рыб.......... |
17 |
35. |
Особенности размножения и начальных этапов развития у костных рыб ............. |
17 |
36. |
Особенности размножения и начальных этапов развития у земноводных ............ |
17 |
37. |
Особенности размножения и начальных этапов развития пресмыкающихся ...... |
17 |
38. |
Особенности размножения и начальных этапов развития у млекопитающих ..... |
17 |
39. |
Как происходит сперматогенез?..................................................................................................... |
18 |
40. |
Как происходит Овогенез?................................................................................................................. |
18 |
41. |
Партеногенез. Типы, значение, механизмы.............................................................................. |
18 |
42. |
Физиологическая регенерация? ..................................................................................................... |
19 |
43. |
Репаративная регенерация? ............................................................................................................. |
19 |
44. |
Типы и значение для орг. Регенерационной гипертрофии.............................................. |
19 |
45. |
Общие черты характерные для всех способов репаративной регенерации. .......... |
19 |
46. |
Атипичная регенерация?.................................................................................................................... |
20 |
47. |
Сингамный способ определения пола......................................................................................... |
20 |
48. |
Прогамный способ определения пола......................................................................................... |
20 |
49. |
Эпигамный способ определения пола ......................................................................................... |
20 |
50. |
Эволюционные преимущества полового размножения? .................................................. |
20 |
51. |
Механизм температурно-зависимой половой детерминации........................................ |
20 |
52. |
Феномен раздельного во времени проявления противоположных половых |
|
|
признаков у организма........................................................................................................................ |
21 |
53. |
Стадии Карнеги........................................................................................................................................ |
21 |
54. |
Типы плацент по характеру строения и взаимоотношения между ворсинками |
|
|
хориона и тканями слизистой оболочки матки ..................................................................... |
22 |
55. |
Классификация гормонов по химическому составу............................................................. |
22 |
56. |
Классификация гормонов по характеру действия:............................................................... |
23 |
57. |
Гормоны, отвечающие за рост и развитие организма (соматотропин, |
|
|
тиреоидные гормоны, инсулин)..................................................................................................... |
23 |
58. |
Классификация гормонов по источнику. ................................................................................... |
23 |
59. |
Гормоны, регулирующие эмбриогенез ....................................................................................... |
23 |
60. |
Гормоны, отвечающие за рост и развитие организма (тестостерон, эстрогены, |
|
|
гормоны кальциевого обмена)........................................................................................................ |
24 |
61. |
Поли- и моноспермия ........................................................................................................................... |
24 |
62. |
Признаки старения органов движения....................................................................................... |
25 |
63. |
Признаки старения сердечно-сосудистой системы.............................................................. |
25 |
64. |
Факторы влияющие на успех регенерации?............................................................................. |
25 |
65. |
Прогерия...................................................................................................................................................... |
25 |
66. |
Деструктивные и восстановительные процесс в рамках регенерационного |
|
|
процесса....................................................................................................................................................... |
26 |
67. |
Значение регенерации для животных разных таксонов. .................................................. |
26 |
68. |
Признаки старения нервной системы......................................................................................... |
27 |
69. |
Признаки старения пищеварительной системы.................................................................... |
27 |
70. |
Различия между истинной и ложной гипертрофией........................................................... |
27 |
71. |
Признаки старения органов чувств. ............................................................................................. |
27 |
72. |
Основные гипотезы старения.......................................................................................................... |
27 |
73. |
Основные причины и факторы долголетия ............................................................................. |
28 |
74. |
Механизмы репродуктивной изоляции...................................................................................... |
28 |
75. |
Этологические механизмы репродуктивной изоляции..................................................... |
28 |
76. |
Роль разных форм брачных отношений в эволюции. ......................................................... |
28 |
77. |
Эволюционные преимущества моногамии............................................................................... |
29 |
78. |
Эволюционные преимущества полигамии ............................................................................... |
29 |
79. |
Эволюционные преимущества промискуитета...................................................................... |
29 |
80. |
Эволюционные преимущества полиандрии. ........................................................................... |
30 |
Методы исследований используемые в БРР
Наблюдение (например, в скорлупе яиц проделывается окошечко, закрывается прозрачной пластинкой, через которую видно, что происходит внутри яйца)
фиксированные срезы (позволяют анализировать тканевые и внутриклеточные изменения в динамике развития частей зародыша)
микрохирургия (снятие оболочек яиц животных, пересадку частей одного зародыша другому и др. Данные методы используются также для изучения последствий разрушения (например, с помощью лазерного луча) частей зародыша или его отдельных клеток)
эксплантация (иссечение небольшого участка зародыша и выращивание его на искусственной среде)
трансплантация (клонирование)
ЭКО (у женской особи извлекается яйцеклетка, помещается в пробирку, оплодотворяется, после чего через несколько делений зиготы, на стадии нескольких бластомеров подсаживается в матку самки.)
Теория преформизма.
Преформисты считали, что в половых клетках (овисты-яйцеклетках, анималисты-в сперматозоидах) заложен изначально план строения организма. Он только растет, а н образует новые части. Антоним – эпигенез.
Теория Эпигенеза
Все органы и структурные элементы живых организмов формируются внутри зародыша постепенно, под влиянием условий окружающей и внутренней среды организма.
Основатель – Аристотель, доказал Вольф. Части постепенно формируются и видоизменяются.
Бесполое размножение (особенности, характеристика).
это один из способов размножения, при котором следующее поколение развивается из соматических клеток без участия репродуктивных клеток – гамет.
Виды:
–Митоз – простое деление
–Шизогония - множественное бесполое размножение простейших (споровиков, фораминифер) и некоторых водорослей, при котором организм становится многоядерным и распадается на множество одноядерных клеток – мерозоитов.
–Споры - образуются путем митоза, при прорастании они воспроизводят материнский организм.
–Вегетативное - образование новой особи из многоклеточной части тела родительской особи.
–Почкование - тип бесполого размножения животных и растений, при котором дочерние особи формируются из выростов тела материнского организма.
–Стробиляция - один из видов бесполого размножения, при котором новые особи образуются через перегруппировку тела особи-родителя.
Половое размножение (предпосылки).
Появилось примерно 540 млн лет назад (протерозой).
Важно для появления большего генетического разнообразия => приспособленности к изменяющимся условиям среды.
Процесс у большинства эукариот, связанный с развитием новых организмов из половых клеток. Может случаться как при участии двух разнополых организмов, так и одного (партеногенез).
Особенности формирования женских и мужских половых гамет Овогенез – процесс формирования женских половых клеток,
происходит в 3 стадии (размножение, рост, созревание).
Период размножения: оогонии метотически делятся. У млекопитающих происходит в период эмбрионального развития самки.
Период роста: ооциты первого порядка теряют способность к митотическому делению и вступают в профазу 1 мейоза. В этот период осуществляется рост половых клеток: стадия малого роста (объём ядра и цитоплазмы увеличивается пропорционально и незначительно. При этом ядерно-цитоплазматическое отношение не нарушается); стадия большого роста (объём цитоплазмы ооцита может увеличиться в десятки тысяч раз, в то время как объём ядра увеличивается незначительно. Таким образом, ядерноцитоплазматическое отношение сильно уменьшается. На этой стадии в ооците I порядка образуется желток).
Период созревания. Созревание ооцита — это процесс последовательного прохождения двух делений мейоза: редукционного (уменьшение числа хромосом) и эквационного (хроматиды расходятся по сестринским клеткам).
Сперматогенез – образование мужских половых клеток, проходит в 4 стадии
размножение, рост, созревание, формирование.
Фаза размножения (митотическое деление, сперматогони), роста (рост клетки и удвоение ДНК, образуются сперматоциты 1 порядка), созревания (мейоз, сперматоциты второго порядка, сперматиды), формирования (отрастание органелл движения, сперматозоиды).
Сперматогонии – сперматоцит 1 порядка – сперматоциты 2 порядка – сперматиды – сперматозоиды.
Разное количество получается в конце: из одной диплоидной клетки получается 4 сперматозоида у самцов и 1 яйцеклетка + 3 редукционных тельца у самок.
Эмбриональное развитие млекопитающих.
Яйцеклетка олиголицетальная (маложелтковая), изолицетальная (равномерное распределение желтка по всей цитоплазме), полное неравномерное деление.
Матка, у большинства есть плацента.
Гаструляция: ранняя – экто и энтодерма; поздняя – мезодерма (миграцией клеток из экто и энтодермы).
Вклад Вольфа и Бэра в развитие эмбриологии.
Вольф доказал эпигенез (показал развитие нервной трубки и кишечника). Бэр закон зародышевого сходства (эмбрионы животных одного типа
похожи, постепенно приобретают признаки семейства, рода и вида).
Основоположники экспериментальной и аналитической эмбриологии.
Вильгельм Ру и Вильгельм Гис: детерминирующие развитие факторы могут быть внутренними и внешними, а Гис доказал важность действия физики/химии/механики на эмбриогенез. Ру так же иглой жег один из двух бластомеров.
Ганс Дриш отделял друг от друга 2 бластомера и получал 2 организма.
Вклад советских ученых в эмбриологию.
Заваровский: придавал значение гормональному и гуморальному механизму регуляции эмбриогенеза. Экспериментально вызвал многоплодность у овец с помощью гормона.
Филатов: Обосновал сравнительно-морфологический экспериментальный метод. Основал школу эмбриологов-экспериментаторов. Обосновал комплексность развития, взаимосвязанность действия индуктора и мишени в развитии.
Гипотезы пангенезиса и идиоплазмы
Пангенезис – все клетки организма отделяют геммулы, которые попадают в половые органы и формируют половые клетки. По Фризу – во всех клетках есть пангены, определяющие развитие.
Идиоплазма – в ядре есть субстанция – идиоплазма, которой поровну в половых клетках и они обе учувствуют в формировании организма.
Эволюция взглядов на проблемы наследственности.
Сначала преформисты, потом эпигенетики. Потом пангенезис и идиоплазма. Потом Мендель с мутагенезом и наследственностью (интерес к ней возрос в начале 20 века).
Исследования ученых-генетиков в области эмбриологии.
Мендель с мутагенезом, Бетсон вводит понятие генетика, Иогансен – ген. Вильсон – индивидуальность развития каждого организма, Закон постоянства числа хромосом у одного вида организмов + зигота и соматические клетки содержат материал отцовских и материнских хромосом.
Бовери рассматривал днк как нить, которая продольно расщепляется и отходит по половине в дочерний организм.
Томас Морган – передача информации = передача генов
Типы яйцеклеток.
По количеству желтка:
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).
По распределению:
1) Изолецитальные – равномерное распределение желтка по всей цитоплазме. Бывают первично изолецитальные (у ланцетника) и вторично изолецитальные (у плацентарных млекопитающих)
2)Телолецитальные – желток распределяется по цитоплазме неравномерно, полярно. На вегетативном полюсе располагается желток, на анимальном – ядро и органоиды. Бывают умеренно телолецитальные – полярность выражена умеренно, нерезко (у земноводных) и резко телолецитальные – полярность ярко выражена (у птиц)
3)Центролецитальные – желток в виде узкого пояска сосредоточен вокруг ядра (у насекомых)
Характеристика оболочек яйцекетки.
I (первичную) – собственная оболочка (оолемма);
II (вторичную, хорион) – 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.
Первичная – вырабатывается самой яйцеклеткой. =желточная мембрана = оолема
Вторичная – вырабатывается фоликулярными клетками и самой клеткой, покрывают поверхность яйцеклетки
Третичная – Вырабатывается эпителием яйцевода (скорлупа).
Перечислите и опишите основные этапы эмбриогенеза.
1.Оплодотворение,
2.Дробление (Полное дробление – голобластическое – в дроблении участвуют все участки зародыша. Это деление может быть: равномерным (правильная прогрессия) и неравномерным (неправильная прогрессия).
Неполное дробление (частичное) – меробластическое – дробление идет только на анимальном полюсе, вегетативный полюс перегружен желтком и в дроблении не участвует. Это дробление может быть: поверхностное (дробится поверхностная часть зиготы), дискоидальное (дробится небольшой участок зиготы))
3.Гаструляция (По времени гаструляция делится на 2 фазы: раннюю и позднюю. В ранней фазе происходит образование внешнего (эктодермы) и
внутреннего (энтодермы) зародышевых листков. Поздняя фаза заключается в формировании мезодермы (среднего зародышевого листка). В период между 1
и2 фазами гаструляции появляются и быстро дифференцируются ткани, предназначенные для установления связи между матерью и плодом для питания плода - провизорные органы (развиваются в процессе эмбриогенеза вне тела зародыша и обеспечивают его рост и развитие).
4.Гистогенез
5.Органогенез
6.Систематогенез
Механизм оплодотворения;
фазы:
-сближение (хемо и реотаксис, перистальтика маточных труб, мерцательные движения ресничек, разность потенциалов яйцеклетки и сперматозоида)
-проникновение (меноспермия, полиспермия, разрушение лучистого венца, усиление процессов внуреннего обмена).
- Мужской и женский пронуклеусы и их слияние (сближение, метафаза, образование единой материнской звезды, с удвоением числа хромосом, слияние ядер -> кариокинез.
Метаболические изменения в яйце после оплодотворения, механизм быстрого блока.
Увеличивается вязкость цитоплазмы и ее проницаемость Перемещается/расслаивается ооплазма, что определяет ориентацию
частей зародыша Меняется обмен аминокислот, увеличивется содержание свободных
аминокислот Усиливается обмен веществ
Возрастает фосфатный обмен, калийный и кальциевый Возрастает активность ферментов Рибосомы объединяются в полисомы Активизируетсясинтез белков и иРНК
Быстрый блок – механизм, предотвращающий проникновения в яйцеклетку более одного спермия. Механизм заключается в волнообразном изменении потенциала мембраны яйца. происходит деполяризация и яйцо больше не узнается сперматозоидами.
Типы дробления зиготы.
По расположению клеток:
-Радиальное – когда верхний ряд бластомеров располагается точно над нижним рядом (кишечнополостные, иглокожие, низшие хордовые);
-Спиральное – когда верхний ряд бластомеров располагается между клетками нижнего ряда (большинство червей, моллюски);
-Двусимметричное (билатеральное)– когда делящиеся клетки располагаются симметрично по бокам от исходного бластомера (круглые черви, асцидии);
-Анархическое – отсутствие закономерности в расположении бластомеров у организмов одного вида.
По количеству и распределению желтка:
-Полное=голобластическое: – в дроблении участвуют все участки зародыша. Это деление может быть: равномерным (правильная прогрессия) и неравномерным (неправильная прогрессия).
-Неполное дробление идет только на анимальном полюсе, вегетативный полюс перегружен желтком и в дроблении не участвует. Это дробление может быть: поверхностное (дробится поверхностная часть зиготы), дискоидальное (дробится небольшой участок зиготы).
Типы бластул и их строение.
1. Бластулы, имеющие бластоцель:
целобластула – типичная бластула, бластодерма состоит из одного слоя бластомеров; бластоцель располагается в центре (ланцетник);
амфибластула – бластодерма на вегетативном полюсе состоит из нескольких рядов клеток; бластоцель смещена к анимальному полюсу (круглоротые, хрящевые рыбы, земноводные);
дискобластула – бластоцель в виде узкой щели располагается под клетками бластодермы, образующей зародышевый щиток (костистые рыбы, пресмыкающиеся, птицы).
2. Бластулы, не имеющие бластоцель:
морула (morula – ягода шелковицы) – шаровидный зародыш, похож на ягоду шелковицы (плацентарные млекопитающие);
стерробластула (sterros – плотный) – крупные бластомеры глубоко заходят в полость бластоцели и заполняют ее (некоторые членистоногие);
перибластула – бластомеры располагаются по периферии недробящегося желтка (некоторые насекомые);
плакула – бластула в виде пластинки, раздробленной с двух сторон (дождевые черви).
Развитие зародыша на стадии гаструлы.
Появляется второй зародышевый листок (энтодерма) за счет разных типов гаструляции:
-Иммиграция (вселение) – происходит перемещение клеток бластодермы в бластоцель, где они оседают на внутренней поверхности и образуют энтодерму, а наружные клетки образуют эктодерму. При этом формируется гастральная полость – гастроцель – полость первичной кишки (кишечнополостные).
-Инвагинация (впячивание) – бластодерма на вегетативном полюсе прогибается внутрь бластоцели и достигает клеток анимального полюса. При этом образуется гастроцель, которая сообщается с внешней средой отверстием
–бластопором – первичным ртом.
-Эпиболия (обрастание) – на анимальном полюсе бластулы клетки делятся быстрее и наползают на крупные клетки вегетативного полюса. Из клеток анимального полюса образуется эктодерма, а из клеток вегетативного полюса – энтодерма. Такой тип гаструляции характерен для животных, у которых яйцеклетка содержит повышенное количество желтка (круглоротые, земноводные).
-Деламинация (расслоение) – клетки бластодермы делятся, дочерние клетки перемещаются в бластоцель, образуя энтодерму, а наружные клетки образуют эктодерму. При этом бластопор не формируется, поэтому гастроцель не сообщается с внешней средой. Такой тип гаструляции характерен