05. Размножение. Онтогенез
реклама
Тема: Размножение. Онтогенез Лектор: доцент кафедры медицинской биологии, к.м.н. Бигуняк Татьяна Владимировна Вопросы лекции 1. Жизненный цикл клетки. 2. Митоз, его фазы. 3. Мейоз, гаметогенез. 4. Размножение и его формы 5. Типы, периоды и стадии онтогенеза. 6. Критические периоды эмбрионального развития человека. 7. Врожденные пороки развития и их классификация. 8. Тератогенные факторы среды обитания. Актуальность темы: Размножение, или репродукция – воспроизведение себе подобных. Способность к размножению – неотъемлимая часть живого. Благодаря размножению сохраняются все биологические виды и сама жизнь. В процессе эволюции возникли различные формы размножения, которые можна объединить в два типа: половое и бесполое. Жизненый цикл клетки (клеточный цикл) Жизненный цикл клетки – закономерные изменения структурнофункциональных характеристик клетки во времени. Клеточный цикл – это период существования клеток от момента их образования путем деления материнской клетки до собственного деления или смерти. Митотический цикл: • Интерфаза: отсутствуют морфологические изменения в клетке, происходит репликация ДНК • Профаза: спирализация хромосом, растворение ядрышек и кариолемы • Метафаза: формирование экваториальной пластинки (диплоидный набор хромосом по центру клетки) • Анафаза: расхождение хроматид к полюсам клетки • Телофаза: формирование двух ядер • Цитокинез: разделение цитоплазмы на две одинаковые клетки Митотический цикл: Интерфаза митоза: G2 период интерфазы, профаза Метафаза, анафаза, телофаза Метафаза Анафаза Мелофаза Метафазная пластинка Веретено деления (из центриоль клеточного центра) Дочерные хромосомы Образование кариолемы Митоз (анафаза) в растительной клетке Гистологическая картина митоза в животных клетках Мейоз – непрямое редукционное деление диплоидной клетки на 4 гаплоидных • Мейоз I (редукционное деление) • Интерфаза I • Профаза I делится на 5 стадий: 1) Лептонема 2) Зигонема 3) Пахинема 4) Диплонема 5) Диакинез Кроссинговер • взаимный обмен участками между гомологическими хромосомами • происходит в пахитене профазы I Мейоз Мейоз I (редукционное деление) • • • • Метафаза I (23 бивалента образуют метафазную пластинку) Анафаза I (к полюсам клетки отходят по 23 двухроматидных хромосомы) Телофаза I (образуются двухядерные клетки, в каждом ядре гаплоидный набор хромосом, диплоидний набор ДНК) Цитокинез Мейоз I Мейоз Мейоз II (эквационное деление) • • • • • • Інтерфаза II Профаза II Метафаза II (23 хромосомы образуют метафазную пластинку) Анафаза II (к полюсам клетки отходит по 23 однохроматидных хромосомы) Телофаза II (образуются двухядерные клетки, в каждом ядре гаплоидный набор хромосом и ДНК) Цитокинез Мейоз II Для мейоза в отличие от митоза характерны: • 1) конъюгация гомологичных хромосом; • 2) образования хиазм; • 3) редукция числа хромосом ровно вдвое. Гаметогенез - процесс формирования половых клеток – яйцеклеток (овогенез) и сперматозоидов (сперматогенез) Периоды гаметогенеза: 1) размножение; 2) рост; 3) созревание; 4) формирование Гаметогенез Вид деления клеток Сперматогенез Клетки Овогенез Кариотипичес Клетки кая формула Кариотипичес кая формула Период размножения Митоз Сперматог онии 2n2c Овогонии 2n2c Клетки Кариотипическ Клетки ая формула Кариотипиче ская формула Период роста Клетки Первичные 2n2 растут сперматоци c и -ты увелич иваютс яв розмер ах Первичны 2n2c е овоцити (от 700 000 до 2 млн.) остаются на стадии диплотены до начала половогодо созревания Клетки Вид деления клеток Кариотипичес Клетки кая формула Кариотипическ ая формула Период созревания Мейоз IВторичные редукционн сперматоци ое деление ты 1n2c Вторичный овоцит, первичный полоцит Мейоз IIэквационно Сперматиды 1n1c Яйцеклетка, три е деление вторичных полоцита 1n2c 1n1c Клетки Кариотипиче ская формула Период формирования • • • • формирование Сперма- 1n1c акросомы; тозоиды конденсация ядра; формирование шейки, головки и хвоста; отторжение большей части цитоплазмы Половые клетки человека Общая характеристика полового и бесполого размножения Показатель Типы размножения Бесполовое Клеточные источники Многоклеточные: для развития соматические клетки; потомка одноклеточные: клетка – Половое Родители, которые образуют половые клетки организм как целое. Родители Одна особь Две особи Потомки Генетически копия родительского организма Генетически отличаются от родителей Клеточный механизм Митоз Мейоз Партнерогенез Партеногенез (от греч . Παρθένος - девушка γένεσις - происхождение, рождение) развитие организма из неоплодотворенной яйцеклетки, когда новое поколение имеет материнский неизмененный генотип. У одних видов, например ящериц, существуют партеногенетические и двуполые популяции, в других партеногенез единственный способ размножения (например, у насекомых палочников). У тлей и дафний закономерно изменяются половые и партеногенетические поколения. Типы, периоды и стадии онтогенеза. Онтогенез – это процесс развития живого организма с момента зачатия до смерти Периоды онтогенеза: 1) эмбриональный 2) постмбриональный Типы, периоды и стадии онтогенеза. Различают прямое и непрямое постэмбриональное развитие Прямое постэмбриональное развитие - органы зародыша продолжают развиваться и превращаться на органы взрослого организма Непрямое постэмбриональное развитие - из зародышевых оболочек выходит личинка, которая очень отличается за строением и условиями существования от взрослой особи (насекомые) Типы, периоды и стадии онтогенеза. У высших животных и человека выделяют: антенатальный, или пренатальный (дородовый) и постнатальный (послеродовый) периоды; дорепродуктивный (эмбриональный и ювенильный), репродуктивный и пострепродуктивный Типы, периоды и стадии онтогенеза. Стадии эмбрионального развития: оплодотворение (зигота) дробление гаструляция гистогенез и органогенез Зародыш человека до образования зачатков органов принято называть эмбрионом, а в дальнейшем плодом (после 8 недели развития). Типы, периоды и стадии онтогенеза. Зигота результат оплодотворения (слияния сперматозоида и яйцеклетки) Биологическая сущность оплодотворения 1. Вследствие объединения гаплоидных наборов хромосом восстанавливается диплоидное число хромосом. 2. Оплодотворение обеспечивает непрерывность материальной связи между поколениями организмов. 3. В результате сочетания наследственных особенностей двух организмов у потомков образуются новые признаки - появляется материал для отбора повышается изменчивость потомства, растет комбинативная изменчивость. 4. Избирательность оплодотворения (оплодотворение только в пределах вида) обеспечивает сохранение вида как целого. Типы, периоды и стадии онтогенеза. Дробление - ряд митотических делений зиготы, заканчивающихся возникновением многоклеточного однослойного зародыша - бластулы (у человека бластула называется бластоциста) Типы, периоды и стадии онтогенеза. Гаструляция - массовое, упорядоченное по направлению и последовательности перемещение клеток; образуются зародышевые листки - эктодерма, энтодерма, мезодерма Типы, периоды и стадии онтогенеза. Гистогенез - это процесс образования тканей Органогенез - процесс формирования органов Критические периоды эмбрионального развития человека Критические периоды развития чувствительность зародыша к действию внешних факторов особенно велика Первый критический период - конец 1й - начало 2-й недели беременности; Второй период - с 3-й по 6-ю неделю беременности; Третий - перинатальный период (роды) 6. Критические периоды эмбрионального развития человека. На стадии бластоцисты зародыш человека попадает в матку, происходит имплантация (7-8 день) К концу 2-й недели происходит плацентация К концу 3-й недели образуются хорда, нервная пластинка, сомиты К концу 4-й недели закладаются сердце, первичная кишка Следующие 4 недели эмбрионального развития закладаются все остальные органы С 9-й недели зародыш называют плодом Врожденные пороки развития и их классификация. Врожденные пороки развития - стойкое изменение строения органа, приводящее к расстройству его функции Врожденные аномалии пороки развития, не сопровождающие ся нарушением функции органа Аномалии онтогенеза Безплодие у женщин: отсутствие овуляции, непроходимость маточных труб Безплодие у мужчин : недостаточное количество сперматозоидов (меньше 20 млн. в 1 мл семяной жидкости) или их недостаточная подвижность Монозиготные близнецы Отсутствующая имплантация Внематочная беременность (имплантация в маточную трубу, брюшную полость, яичник) Методы лечения бесплодия Внутриматочная инсеминация спермой мужа или донора производится при установлении несовместимости супружеской пары или при снижении оплодотворяющей способности спермы мужа. В благоприятный для беременности день цикла, устанавливаемый по данным УЗИ, базальной температуры, характера шеечной слизи, в матку женщины вводят предварительно обработанную сперму. Методы лечения бесплодия Суррогатное материнство. Полученную у женщины яйцеклетку оплодотворяют спермой мужа. Образовавшийся эмбрион переносят в матку другой женщины, так называемой "суррогатной" или "биологической" матери. Суррогатная мать вынашивает ребенка и после родов отдает его "хозяйке" яйцеклеток, т.е. "генетической" матери.. Внематочная (трубная беременность). 2-месячный эмбрион. Разрыв маточной трубы Врожденные пороки развития и их классификация Классификация врожденных пороков по клеточным механизмам: Пороки, возникшие в результате нарушения размножения клеток, миграции клеток или органов, сортировки, дифференциации, а также гибели клеток Врожденные пороки развития и их классификация Аплазия органа - орган неразвит Гипоплазия органа - орган недоразвит (микроцефалия мозга) Атрезия - отсутствие прохода Стеноз - сужения прохода Врожденные пороки развития и их классификация. Классификация врожденных пороков по причинам возникновения: Наследсвенные врожденные пороки - изменения наследственного материала в гаметах родителей или в зиготе Экзогенные - под действием тератогенных факторов, которые нарушают развитие тканей и органов (15-60 день) Мультифакторные - одновременное действие генетических и экзогенных факторов на развитие врожденных пороков Врожденные пороки развития, их классификация. Классификация вроженных пороков по стадиям возникновения: гаметопатии – изменения в гаметах или в зиготе (гибель зародыша) бластопатии – изменения во время дробления и образования бластоцисты в первые 15 дней жизни зародыша (гибель зародыша) эмбриопатии – изменения с 16-го дня по 8-ю неделю эмбрионального развития фетопатии – между 9-й неделью внутриутробного развития и до рождения ребенка Врожденные пороки развития, их классификация Классификация врожденных пороков за филогенетическим значением: Филогенетически обусловленные Нефилогенетически обусловленные Актуальность Врожденные пороки развития в человека дают возможность изучать взаимосвязь онтогенеза и филогенеза Тератогенные факторы среды обитания «Teras» - чудовище Тератогенные факторы – это факторы физической (радиация), химической (лекарственные препараты, ядовитые вещества, гипоксия зародыша, эндокринные болезни матери), биологической природы (вирусы), которые приводят к нарушению развития организма, возникновению врожденных пороков. “Размнообразными бывают чудеса мира, но самое большое из них - человек” (Софокл)
