ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.03.2024
Просмотров: 49
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
амфибластулы
является наличие резко различающихся по внешнему виду и выполняемым функциям бластомеров вегетативного и анимального полюсов.
Следующим этапом эмбриогенеза является
гаструляция(процесс образования двух или трехслойного многоклеточного организма).
В результате гаструляции образуется гаструла, состоящая из трех зародышевых листков: наружного –
эктодермы; внутреннего – энтодермы,
среднего - мезодермы.
Существуют несколько способов возникновения гаструлы:
1. Инвагинация. При таком способе образования гаструлы происходит впячивание части однослойной бластодермы внутрь бластоцеля. При этом впячивание формирует полость первичного кишечника или
гастроцель. Однако в большей или меньшей степени сохраняется и бластоцель. Кроме этого имеется
бластопор – или первичный рот – отверстие для сообщения зародыша с внешней средой. Позднее у первичноротых (червей, моллюсков и членистоногих) бластопор превращается в дефинитивный рот взрослого организма. У другой группы организмов –
вторичноротых (к которым относятся и хородовые) бластопор превращается в анальное отверстие, а рот возникает на переднем конце тела.
2. Иммиграция. Этот способ образования гаструлы характерен для многих кишечнополостных. Он заключается в том, что часть клеток бластулы активно перемещается внутрь бластоцеля, образуя энтодерму.
3. Деляминация. Гаструла образуется путем расщепления клеток бластодермы на два слоя – энто- и эктодерму.
4. Эпиболия. Таким способом формируется гаструла у животных с резко выраженным телолецитальным строением яиц. Более крупные бластомеры вегетативного полюса делятся медленнее, чем меньшего размера бластомеры анимального полюса. В результате формируются зародышевые листки гаструлы, однако бластопор, как правило, отсутствует.
При сочетании нескольких видов гаструляции говорят о смешанном способе гаструляции (например, у амфибий при образовании гаструлы имеет место инвагинация и эпиболия).
Биология лекции Стр.12
У первичноротых мезодерма образуется
телобластическим способом. Так, у этой группы животных на границе между экто- и энтодермой по бокам бластопора находятся клетки - телобласты –
которые делясь формируют мезодерму.
У вторичноротых мезодерма образуется
энтероцельным путем. При этом мезодерма формируется путем карманоподобных выступов первичного кишечника, которые затем обособляются от кишечника, превращаясь во вторичную полость тела –
целом.
У большинства животных в процессе гаструляции возникает и третий зародышевый листок – мезодерма – располагающийся в бластоцеле между экто- и энтодермой.
Желточный мешок имеет энтодермальное происхождение и выполняет ряд важнейших функций. Во-первых, обеспечивает переваривание и 42 всасывание желтка. Во- вторых, является органом эмбрионального кроветворения и органом дыхания эмбриона, т.к. имеет хорошо развитую сосудистую сеть.
Амнион и хорион возникают в теснейшей взаимосвязи.
Амнион - это двухслойная полость, заполненная амниотической жидкостью. Стенки амниона имеют экто-и мезодермальное происхождение.
Амниотическая жидкость – это продукт жизнедеятельности зародыша, который имеет очень сложный химический состав, который меняется в ходе развития зародыша.
Амниотическая жидкость выполняет очень важные функции –
создает для зародыша водную среду, предохраняя его от высыхания, механических повреждений и прилипания к оболочкам яйца. Вместе с амнионом образуется и самая наружная оболочка зародыша – хорион или сероза.
Хорион также является двухслойным и образован из эктодермы и мезодермы. Хорион принимает участие в дыхании, питании зародыша, осуществляет совместно с аллантоисом выделение и производит синтез некоторых веществ (напр. гормонов).
Аллантоис – первоначально выполняет функцию зародышевого мочевого пузыря, в котором скапливаются продукты азотистого обмена. В отличие от амниона и хориона аллантоис образуется из энтодермы. Разрастаясь под хорионом по всей поверхности зародыша, аллантоис участвует и в газообмене.
В ходе гисто- и органогенеза деление клеток и их перемещения продолжаются, но ведущую роль приобретают процессы дифференцировки клеток и зародышевых листков. Из клеток
эктодермы образуются – нервная пластинка, которая затем формирует центральную и периферическую нервную систему; клетки мозгового слоя надпочечников, пигментные клетки. Кроме того, производными эктодермы являются и компоненты органов зрения, слуха, обоняния, эпидермис кожи, волосы, ногти, потовые, сальные и млечные железы, эмаль зубов, эпителий ротовой полости и прямой кишки. Клетки мезодермы принимают участие в формировании хрящевого и костного скелета, соединительнотканного слоя кожи, скелетных мышц, а также органов кровеносной, выделительной и половой систем организма.
Производными энтодермы являются эпителий кишечника и связанные с ним печень, поджелудочная железа, а также эпителий легких и дыхательных путей.
Плацента – временный орган, имеющийся только у плацентарных млекопитающих.
В ее образовании принимают участие хорион и аллантоис. Клетки хориона образуют крупные выросты – ворсинки хориона, которые заполняются сложными сетями капилляров, отходящих от двух крупных сосудов плода – пупочной артерии и пупочной вены. Эти сосуды образованы аллантоисом и находятся в пупочном канатике (пуповине).
Плацента представляет собой обособленное дисковидное образование, расположенное в одном из участков стенки матки. В этом месте ворсинки хориона и слизистый эпителий матки находятся в тесном контакте.
У приматов в т.ч. и человека развивается
гемохориальная плацента. Совокупность очень сложных процессов (лизис эпителия матки, разрушение соединительной ткани и сосудов) приводит к тому, что ворсинки хориона «купаются» в материнской крови. Однако кровь матери и зародыша никогда не смешиваются. По прошествии 12 недель плацента полностью принимает на себя функции обмена веществ между матерью и плодом.
Однако, необходимо учитывать, что большинство органов являются производными двух или трех зародышевых листов. В ходе органогенеза зародышевые листки, занимая определенное положение друг по отношению к другу, контактируя и взаимодействуя, обеспечивают такие взаимоотношения между различными группами клеток, которые стимулируют их развитие в определенном направлении. Это явление называется эмбриональной индукцией. В ходе эмбриогенеза для обеспечения таких функций как дыхание, питание, выделение и др. у зародышей большинства позвоночных образуются провизорные органы.
После окончательного созревания дефинитивных органов провизорные органы редуцируются. К провизорным органам
относят: амнион, хорион, желточный мешок, аллантоис и плаценту.
Биология лекции Стр.13
Огромное влияние на развитие зародыша оказывает среда, в которой формируется будущий организм. Температура, свет, влажность, разнообразные химические вещества
(ядохимикаты, алкоголь, никотин, ряд лекарственных препаратов) могут нарушать нормальный ход эмбриогенеза
Критические периоды развития - это периоды в эмбриогенезе, отличающиеся повышенной чувствительностью зародыша к повреждающему действию факторов внешней среды.
Факторы внешней среды, действующие во время беременности, которые приводят к развитию врожденных пороков у зародыша, называют
тератогенными.
У млекопитающих критические периоды совпадают с периодами имплантации и плацентации.
У человека первый критический период приходится на конец 1-й – начало 2-й недели беременности.
Воздействие тератогенных факторов в этот период в большинстве случаев приводит к гибели зародыша.
Второй критический период приходится на 3-6-ю неделю беременности, когда воздействие повреждающих факторов приводит к развитию врожденных пороков.
К12 неделе закончится процесс формирования плаценты и вот здесь действие уже будет следующим: какие органы развиваются больше после периода, в результате этого и могут развиваться врожденные пороки развития.
Критические периоды совпадают с периодами наиболее интенсивного формирования органов.
Ещё одним критическим периодом можно назвать интранатальный период(роды). Это очень важная составляющая, которая должна пройти правильно, для того чтобы перейти к постнатальному развитию.
Постнатальный онтогенез включает в себя период жизни от рождения и до смерти.
1. новорожденность (0-10 дней)
-процесс адаптации к самостоятельному существованию во внешней среде
-морфологические и биохимические изменения
-самостоятельное дыхание
-запускается малый круг кровообращения
-устанавливается самостоятельная, но не совершенная терморегуляция
-начинает функционировать ЖКТ
-приспосабливание к новым условиям питания
-только безусловные рефлексы
-большая часть времени во сне
-незрелость всех органов и систем, в особенности
ЦНС
2. грудной возраст (10 дней-1 год)
-интенсивное физическое развитие
-к концу года масса утраивается (с 3,2 -3,5 до 10-12 кг)
-увеличение приблизительно в 1,5 раза (с 50 см до 70-80 см)
-развитие статических реакций(держать голову - 2 месяца, садиться -
7 месяцев, ходить - к году)
-прорезывание зубов (6-8 зубов к концу года)
-активное психическое развитие
-формирование условных рефлексов(узнавать близких, улыбается и т.д.)
-развитие речи
3. раннее детство (1-3 года)
-быстрое развитие двигательных навыков (возрастает травмоопасность)
-активное развитие речи и психики
-высокая эмоциональная лабильность
-проявление индивидуальных черт характера
-активно растёт словарный запас
-развитие долговременной памяти
-возрастает детская заболеваемость(ветрянка, корь и т.д.)
4. первое детство (4-7 лет)
-смена молочных зубов на постоянные
-первый скачок роста
-рефлексы прочно сохраняются на всю жизнь
-развитие механической памяти(мелкая моторика)
-школа
5-11 в таблице
Со временем все организмы, в том числе и человек, подвергаются старению.
Старение – универсальный процесс снижения уровня функционирования сложных, частично открытых, недостаточно самообновляющихся систем во времени, затрагивающий все уровни их организации.
Следует отметить, что процесс старения происходит на всех уровнях структурной организации особи:
– молекулярный (увеличение числа повреждений молекулы ДНК, увеличение числа мутаций, уменьшение транскрипционной активности, снижение интенсивности белкового синтеза и т.д.);
– субклеточный (накопление различных веществ, например липофусцина в нервных клетках, сокращение объема шероховатой эндоплазматической сети, накопление свободных радикалов, приводящих к быстрому разрушению биологических структур и др.)
– клеточный, тканевой (снижение скорости самовосстановления клеток, разрастание соединительной ткани в клетках печени, сосудов, легких и пр.)
– органный, системный (возрастные изменения затрагивают все системы органов, такие как сердечно-сосудистую, дыхательную, пищеварительную, мочевыделительную, репродуктивную и т.д.).
Суммарный результат старения всего организма заключается в нарастающем снижении жизнеспособности особи, что приводит к прогрессивному повышению вероятности смерти.
Типы старения:
Причина
старения
Сущность старения
Характ. черты
данного типа
Примеры
1.
Загрязнени е системы
Недостаток притока или оттока вещества или энергии
Накопление метаболитов и некомпенсирован —
повреждений
-самоотравление метаболитами желтого тела у насекомых
-зашлакованность клеток органов (камни в почках, камни в желочных протоках и т.д.)
-снижение количества H2O, что приводит к уменьшению эластичности
-увеличение количества травм, так как происходит нарушения строения костей
2.Недостат очность отбора
Только отбор сохраняет и улучшает информацию со временем путем перерастания лучших
Действует только при ограничении самообновления и снижения числа связей в организме
Прекращение биологической эволюции человека; груз мутаций в старости
3.Исчерпан ие необновляе мого
Снижение их числа и снижение зависимой функции а) непосредственно;
б) регулярно в) путем взаимовлияний на зависимые органы и системы
Снижение функции таких систем и накопление разнообразия: отсутствует давление отбора на конкурирующие единицы при самозамещении
Снижение числа нефронов, альвеол, нервных клеток и т. д.
4.Ухудшени е регуляции
Старение определяется чисто внешними причинами
Снижение со временем регуляторных влияний и функционального обеспечения их жизнедеятельности
Снижение основного обмена, иммунитета, числа клеток кожи, слизистых и паренхимат. органов
Биология лекции Стр.14
Генетика – наука о двух фундаментальных диалектически взаимосвязанных свойствах живых организмов – наследственности и изменчивости
Наследственность – это свойство живых организмов передавать наследственную информацию о своих признаках и особенностях развития последующим поколениям
Изменчивость – это свойство живых организмов, заключающееся в изменении наследственных задатков или в изменении их проявления в процессе развития организма
Задачи генетики:
Изучение материальных основ наследственности
•
Исследование потока генетической информации в клетках
•
Изучение закономерностей генетической детерминации признаков
•
Анализ характера взаимодействия между генами в процессе формирования признаков
•
Изучение закономерностей и механизмов изменчивости и ее роль в приспособительных реакциях организма в ходе эволюционного процесса
•
Исследование влияния факторов внешней среды на наследственность
•
Методы генетики:
Гибридологический
•
Генеалогический
•
Популяционно-статистический
•
Цитологический(микроскопическое изучение кариотипа, можно определить геномные и хромосомные мутации)
•
Биохимический(можно выявить генные мутации и метаболические нарушения в организме)
•
Молекулярно-генетический(основан на изучении ДНК, размеры генов, расшифровка, организация и т.д.)
•
Генетико-математический(количественный учёт и анализ результатов исследования)
•
История развития генетики:
I этап 1900-1910 гг.
II этап 1910-1920 гг.
III этап 1920-1940 гг.
IV этап 1940-1953 гг.
V этап 1953- по н.в.
I этап 1900-1910 гг.
1900 г. считается датой рождения генетики, когда три ученых – голландец Г.де Фриз, немец
К.Корренс, австриец Э.Чермак независимо друг от друга переоткрыли законы Менделя
1900 г. Карл Ландштейнер открыл у человека группы крови системы AB0 1901 г. де Фриз ввел термин “мутации”.
1902 г. Бэтсон дополнил законы Г. Менделя правилом "чистоты гамет"
1902-1906 гг. Т.Бовери и В.Сэттон сформулировали основные положения хромосомной теории наследственности
1906 г. Бэтсон - автор многих генетических терминов:
«гомозигота», «гетерозигота», «генетика»
1908 г. Г. Харди и В. Вайнберг сформулировали закон распределения генов в популяциях (суть заключалась в том, что сумма доминантных и рецессивных генов внутри популяции является величиной постоянной и равняется единице)
Харди принадлежит также формулировка такого понятия как панмиксия — свободное скрещивание.
После этого Харди создал математическую модель для описания структуры популяций.
1908 Г. Нильсон-Эле открыл явление полимерии
(несколько неаллельных генов отвечают за развитие одного признака - цвет кожи)
1909 г. А. Гаррод установил, что болезнь алкаптонурия является наследственным заболеванием, связанным с нарушением метаболизма, что явилось основой зарождения биохимической генетики.
II этап 1910-1920 гг.
1911-1914 гг. Т.Морган экспериментально доказал хромосомную теорию наследственности.
III этап 1920-1940 гг.
1920 г. Н. И. Вавилов сформулировал закон гомологических рядов в наследственной изменчивости; открыл мировые центры происхождения растений; создал мировую коллекцию культурных растений.
1927 г. Г.Д. Карпиченко преодолел стерильность гибридов, создав плодовитый межродовой гибрид редьки и капусты.
1898 С.Г. Навашин открыл двойное оплодотворение; описал первые 10 хромосом человека
Работы С.С. Четверикова (1926, 1929 гг.) положили начало современной генетики популяций. Труды Р.
Фишера (1931 г.), С. Райта (1932 г.), Н.П. Дубинина и
Д.Д. Ромашова (1932 г.), Дж.Б. Холдейна (1935 г.), Ф
Добжанского (1937 г.) заложили основы синтетической теории эволюции.
IV этап 1940-1953 гг.
1941 г. Дж. Бидл и Э. Татум сформулировали гипотезу
“один ген–один фермент”.
1949 г. Л. Полинг выявил причину серповидноклеточной анемии.
1944 г. О. Эйвери, К. Мак-Леод и М. Мак-Карти определили природу трансформирующего агента, доказав что таковым является молекула
ДНК.
1953 г. Дж. Уотсон и Ф. Крик установили пространственную структуру молекулы ДНК, что явилось переломным моментом для развития биологии XX века и, как считают многие учение, в 1953 г. произошло рождение молекулярной генетики.
Лекция
№5 (27.09.2021)
Генетика как наука
Биология лекции Стр.15
V этап 1953- по н.в.
1954 г. работы, связанные с дискретностью генетического кода
1956 г. Дж.-К. Тио и А.Леван установили, что диплоидное число хромосом человека равно 46, а не 48 1961г. Ниренберг расшифрован генетический код
1961 г.Ф. Жакоб и Ж. Моно сформулировали концепцию оперона.
1977г. Шарп и Робертс доказали, что гены эукариотических организмов имеют экзон-интронное строение
1983г. Кэри Муллисом разработаны основы ПЦР
1997г. объявлено об успешном клонировании овечки
Долли
2002г. Закончился проект "Геном человека" Уотсона
Ген – это участок молекулы ДНК (или РНК), кодирующий последовательность аминокислот в полипептидной цепи или последовательность нуклеотидов в молекулах транспортной РНК и рибосомной РНК
Генотип – это совокупность всех генов организма
Фенотип – это совокупность всех признаков организма, которые формируются в результате реализации генотипа в определенных условиях внешней среды.
Аллельные гены – это гены, расположенные в одинаковых участках гомологичных хромосом и контролирующие развитие вариаций одного признака.
При процессах полного доминирования доминантный ген проявляется как в гомозиготном состоянии, так и в гетерозиготном состоянии, в отличии от рецессивного.
Гомозиготный организм – организм, имеющий два одинаковых аллельных гена и продуцирующий два типа гамет. Например, организмы с генотипами – AA и aa.
Гетерозиготный организм – организм, имеющий два разных аллельных гена и продуцирующий два типа гамет. Например, организм с генотипом – Aa.
Гемизиготный организм – это организм у которого в диплоидном наборе присутствует лишь один аллельный ген из пары, и он проявляется всегда - независимо от того, доминантен он или рецессивен (XY)
Неаллельные гены – это гены, расположенные в разных участках хромосом и контролирующие развитие разных признаков или вариаций одного признака.
Иоганн Мендель родился в 1822 году в крестьянской семье, после окончания школы с отличием поступил в августинский монастырь святого Фомы, где получил своё имя Грегор. В 1849 году начал преподавательскую деятельность. С 1851-1853 очень активно занимался процессом изучения физики и ботаники. Свои первые опыты по гибридизации он поставил в 1856 году с растениями гороха. И в 1865 году впервые доложил о результатах скрещивания между отдельными линиями посевного гороха. К сожалению, работа тогда была не услышана.
Успех опытов был обусловлен рядом требованиям к проводимой работе:
-горох, который легко выращивать, очень легко опыляется искусственным путем
-гибриды не страдают нарушением плодовитости
-"чистые линии" - родительские формы, не дающие расщепления при скрещивании
Далее Мендель исследовал альтернативные признаки, и он проследил развитие семи пар хорошо различимых признаков у гороха:
1)длинный и короткий стебель
2)желтый и зеленый горох
3)форма гладкая и морщинистая
4)стручок с перетяжкой и без перетяжки
5)бобы желтые и зеленые
6)цветки фиолетовые и белые
7)форма бобов аксиальная и терминальная
Все признаки были постоянными (константами) на протяжении всего эксперимента.
Для своего опыта Мендель отобрал 22 сорта гороха.
Также в своих экспериментов Мендель сравнивал либо только одну, либо несколько пар альтернативных признаков. Он очень аккуратно производил точных количественный учёт всех полученных форм. И использовал математические расчёты для обработки результатов.
Моногибридным скрещиванием называется скрещивание двух организмов с учетом пары альтернативных признаков
является наличие резко различающихся по внешнему виду и выполняемым функциям бластомеров вегетативного и анимального полюсов.
Следующим этапом эмбриогенеза является
гаструляция(процесс образования двух или трехслойного многоклеточного организма).
В результате гаструляции образуется гаструла, состоящая из трех зародышевых листков: наружного –
эктодермы; внутреннего – энтодермы,
среднего - мезодермы.
Существуют несколько способов возникновения гаструлы:
1. Инвагинация. При таком способе образования гаструлы происходит впячивание части однослойной бластодермы внутрь бластоцеля. При этом впячивание формирует полость первичного кишечника или
гастроцель. Однако в большей или меньшей степени сохраняется и бластоцель. Кроме этого имеется
бластопор – или первичный рот – отверстие для сообщения зародыша с внешней средой. Позднее у первичноротых (червей, моллюсков и членистоногих) бластопор превращается в дефинитивный рот взрослого организма. У другой группы организмов –
вторичноротых (к которым относятся и хородовые) бластопор превращается в анальное отверстие, а рот возникает на переднем конце тела.
2. Иммиграция. Этот способ образования гаструлы характерен для многих кишечнополостных. Он заключается в том, что часть клеток бластулы активно перемещается внутрь бластоцеля, образуя энтодерму.
3. Деляминация. Гаструла образуется путем расщепления клеток бластодермы на два слоя – энто- и эктодерму.
4. Эпиболия. Таким способом формируется гаструла у животных с резко выраженным телолецитальным строением яиц. Более крупные бластомеры вегетативного полюса делятся медленнее, чем меньшего размера бластомеры анимального полюса. В результате формируются зародышевые листки гаструлы, однако бластопор, как правило, отсутствует.
При сочетании нескольких видов гаструляции говорят о смешанном способе гаструляции (например, у амфибий при образовании гаструлы имеет место инвагинация и эпиболия).
Биология лекции Стр.12
У первичноротых мезодерма образуется
телобластическим способом. Так, у этой группы животных на границе между экто- и энтодермой по бокам бластопора находятся клетки - телобласты –
которые делясь формируют мезодерму.
У вторичноротых мезодерма образуется
энтероцельным путем. При этом мезодерма формируется путем карманоподобных выступов первичного кишечника, которые затем обособляются от кишечника, превращаясь во вторичную полость тела –
целом.
У большинства животных в процессе гаструляции возникает и третий зародышевый листок – мезодерма – располагающийся в бластоцеле между экто- и энтодермой.
Желточный мешок имеет энтодермальное происхождение и выполняет ряд важнейших функций. Во-первых, обеспечивает переваривание и 42 всасывание желтка. Во- вторых, является органом эмбрионального кроветворения и органом дыхания эмбриона, т.к. имеет хорошо развитую сосудистую сеть.
Амнион и хорион возникают в теснейшей взаимосвязи.
Амнион - это двухслойная полость, заполненная амниотической жидкостью. Стенки амниона имеют экто-и мезодермальное происхождение.
Амниотическая жидкость – это продукт жизнедеятельности зародыша, который имеет очень сложный химический состав, который меняется в ходе развития зародыша.
Амниотическая жидкость выполняет очень важные функции –
создает для зародыша водную среду, предохраняя его от высыхания, механических повреждений и прилипания к оболочкам яйца. Вместе с амнионом образуется и самая наружная оболочка зародыша – хорион или сероза.
Хорион также является двухслойным и образован из эктодермы и мезодермы. Хорион принимает участие в дыхании, питании зародыша, осуществляет совместно с аллантоисом выделение и производит синтез некоторых веществ (напр. гормонов).
Аллантоис – первоначально выполняет функцию зародышевого мочевого пузыря, в котором скапливаются продукты азотистого обмена. В отличие от амниона и хориона аллантоис образуется из энтодермы. Разрастаясь под хорионом по всей поверхности зародыша, аллантоис участвует и в газообмене.
В ходе гисто- и органогенеза деление клеток и их перемещения продолжаются, но ведущую роль приобретают процессы дифференцировки клеток и зародышевых листков. Из клеток
эктодермы образуются – нервная пластинка, которая затем формирует центральную и периферическую нервную систему; клетки мозгового слоя надпочечников, пигментные клетки. Кроме того, производными эктодермы являются и компоненты органов зрения, слуха, обоняния, эпидермис кожи, волосы, ногти, потовые, сальные и млечные железы, эмаль зубов, эпителий ротовой полости и прямой кишки. Клетки мезодермы принимают участие в формировании хрящевого и костного скелета, соединительнотканного слоя кожи, скелетных мышц, а также органов кровеносной, выделительной и половой систем организма.
Производными энтодермы являются эпителий кишечника и связанные с ним печень, поджелудочная железа, а также эпителий легких и дыхательных путей.
Плацента – временный орган, имеющийся только у плацентарных млекопитающих.
В ее образовании принимают участие хорион и аллантоис. Клетки хориона образуют крупные выросты – ворсинки хориона, которые заполняются сложными сетями капилляров, отходящих от двух крупных сосудов плода – пупочной артерии и пупочной вены. Эти сосуды образованы аллантоисом и находятся в пупочном канатике (пуповине).
Плацента представляет собой обособленное дисковидное образование, расположенное в одном из участков стенки матки. В этом месте ворсинки хориона и слизистый эпителий матки находятся в тесном контакте.
У приматов в т.ч. и человека развивается
гемохориальная плацента. Совокупность очень сложных процессов (лизис эпителия матки, разрушение соединительной ткани и сосудов) приводит к тому, что ворсинки хориона «купаются» в материнской крови. Однако кровь матери и зародыша никогда не смешиваются. По прошествии 12 недель плацента полностью принимает на себя функции обмена веществ между матерью и плодом.
Однако, необходимо учитывать, что большинство органов являются производными двух или трех зародышевых листов. В ходе органогенеза зародышевые листки, занимая определенное положение друг по отношению к другу, контактируя и взаимодействуя, обеспечивают такие взаимоотношения между различными группами клеток, которые стимулируют их развитие в определенном направлении. Это явление называется эмбриональной индукцией. В ходе эмбриогенеза для обеспечения таких функций как дыхание, питание, выделение и др. у зародышей большинства позвоночных образуются провизорные органы.
После окончательного созревания дефинитивных органов провизорные органы редуцируются. К провизорным органам
относят: амнион, хорион, желточный мешок, аллантоис и плаценту.
Биология лекции Стр.13
Огромное влияние на развитие зародыша оказывает среда, в которой формируется будущий организм. Температура, свет, влажность, разнообразные химические вещества
(ядохимикаты, алкоголь, никотин, ряд лекарственных препаратов) могут нарушать нормальный ход эмбриогенеза
Критические периоды развития - это периоды в эмбриогенезе, отличающиеся повышенной чувствительностью зародыша к повреждающему действию факторов внешней среды.
Факторы внешней среды, действующие во время беременности, которые приводят к развитию врожденных пороков у зародыша, называют
тератогенными.
У млекопитающих критические периоды совпадают с периодами имплантации и плацентации.
У человека первый критический период приходится на конец 1-й – начало 2-й недели беременности.
Воздействие тератогенных факторов в этот период в большинстве случаев приводит к гибели зародыша.
Второй критический период приходится на 3-6-ю неделю беременности, когда воздействие повреждающих факторов приводит к развитию врожденных пороков.
К12 неделе закончится процесс формирования плаценты и вот здесь действие уже будет следующим: какие органы развиваются больше после периода, в результате этого и могут развиваться врожденные пороки развития.
Критические периоды совпадают с периодами наиболее интенсивного формирования органов.
Ещё одним критическим периодом можно назвать интранатальный период(роды). Это очень важная составляющая, которая должна пройти правильно, для того чтобы перейти к постнатальному развитию.
Постнатальный онтогенез включает в себя период жизни от рождения и до смерти.
1. новорожденность (0-10 дней)
-процесс адаптации к самостоятельному существованию во внешней среде
-морфологические и биохимические изменения
-самостоятельное дыхание
-запускается малый круг кровообращения
-устанавливается самостоятельная, но не совершенная терморегуляция
-начинает функционировать ЖКТ
-приспосабливание к новым условиям питания
-только безусловные рефлексы
-большая часть времени во сне
-незрелость всех органов и систем, в особенности
ЦНС
2. грудной возраст (10 дней-1 год)
-интенсивное физическое развитие
-к концу года масса утраивается (с 3,2 -3,5 до 10-12 кг)
-увеличение приблизительно в 1,5 раза (с 50 см до 70-80 см)
-развитие статических реакций(держать голову - 2 месяца, садиться -
7 месяцев, ходить - к году)
-прорезывание зубов (6-8 зубов к концу года)
-активное психическое развитие
-формирование условных рефлексов(узнавать близких, улыбается и т.д.)
-развитие речи
3. раннее детство (1-3 года)
-быстрое развитие двигательных навыков (возрастает травмоопасность)
-активное развитие речи и психики
-высокая эмоциональная лабильность
-проявление индивидуальных черт характера
-активно растёт словарный запас
-развитие долговременной памяти
-возрастает детская заболеваемость(ветрянка, корь и т.д.)
4. первое детство (4-7 лет)
-смена молочных зубов на постоянные
-первый скачок роста
-рефлексы прочно сохраняются на всю жизнь
-развитие механической памяти(мелкая моторика)
-школа
5-11 в таблице
Со временем все организмы, в том числе и человек, подвергаются старению.
Старение – универсальный процесс снижения уровня функционирования сложных, частично открытых, недостаточно самообновляющихся систем во времени, затрагивающий все уровни их организации.
Следует отметить, что процесс старения происходит на всех уровнях структурной организации особи:
– молекулярный (увеличение числа повреждений молекулы ДНК, увеличение числа мутаций, уменьшение транскрипционной активности, снижение интенсивности белкового синтеза и т.д.);
– субклеточный (накопление различных веществ, например липофусцина в нервных клетках, сокращение объема шероховатой эндоплазматической сети, накопление свободных радикалов, приводящих к быстрому разрушению биологических структур и др.)
– клеточный, тканевой (снижение скорости самовосстановления клеток, разрастание соединительной ткани в клетках печени, сосудов, легких и пр.)
– органный, системный (возрастные изменения затрагивают все системы органов, такие как сердечно-сосудистую, дыхательную, пищеварительную, мочевыделительную, репродуктивную и т.д.).
Суммарный результат старения всего организма заключается в нарастающем снижении жизнеспособности особи, что приводит к прогрессивному повышению вероятности смерти.
Типы старения:
Причина
старения
Сущность старения
Характ. черты
данного типа
Примеры
1.
Загрязнени е системы
Недостаток притока или оттока вещества или энергии
Накопление метаболитов и некомпенсирован —
повреждений
-самоотравление метаболитами желтого тела у насекомых
-зашлакованность клеток органов (камни в почках, камни в желочных протоках и т.д.)
-снижение количества H2O, что приводит к уменьшению эластичности
-увеличение количества травм, так как происходит нарушения строения костей
2.Недостат очность отбора
Только отбор сохраняет и улучшает информацию со временем путем перерастания лучших
Действует только при ограничении самообновления и снижения числа связей в организме
Прекращение биологической эволюции человека; груз мутаций в старости
3.Исчерпан ие необновляе мого
Снижение их числа и снижение зависимой функции а) непосредственно;
б) регулярно в) путем взаимовлияний на зависимые органы и системы
Снижение функции таких систем и накопление разнообразия: отсутствует давление отбора на конкурирующие единицы при самозамещении
Снижение числа нефронов, альвеол, нервных клеток и т. д.
4.Ухудшени е регуляции
Старение определяется чисто внешними причинами
Снижение со временем регуляторных влияний и функционального обеспечения их жизнедеятельности
Снижение основного обмена, иммунитета, числа клеток кожи, слизистых и паренхимат. органов
Биология лекции Стр.14
Генетика – наука о двух фундаментальных диалектически взаимосвязанных свойствах живых организмов – наследственности и изменчивости
Наследственность – это свойство живых организмов передавать наследственную информацию о своих признаках и особенностях развития последующим поколениям
Изменчивость – это свойство живых организмов, заключающееся в изменении наследственных задатков или в изменении их проявления в процессе развития организма
Задачи генетики:
Изучение материальных основ наследственности
•
Исследование потока генетической информации в клетках
•
Изучение закономерностей генетической детерминации признаков
•
Анализ характера взаимодействия между генами в процессе формирования признаков
•
Изучение закономерностей и механизмов изменчивости и ее роль в приспособительных реакциях организма в ходе эволюционного процесса
•
Исследование влияния факторов внешней среды на наследственность
•
Методы генетики:
Гибридологический
•
Генеалогический
•
Популяционно-статистический
•
Цитологический(микроскопическое изучение кариотипа, можно определить геномные и хромосомные мутации)
•
Биохимический(можно выявить генные мутации и метаболические нарушения в организме)
•
Молекулярно-генетический(основан на изучении ДНК, размеры генов, расшифровка, организация и т.д.)
•
Генетико-математический(количественный учёт и анализ результатов исследования)
•
История развития генетики:
I этап 1900-1910 гг.
II этап 1910-1920 гг.
III этап 1920-1940 гг.
IV этап 1940-1953 гг.
V этап 1953- по н.в.
I этап 1900-1910 гг.
1900 г. считается датой рождения генетики, когда три ученых – голландец Г.де Фриз, немец
К.Корренс, австриец Э.Чермак независимо друг от друга переоткрыли законы Менделя
1900 г. Карл Ландштейнер открыл у человека группы крови системы AB0 1901 г. де Фриз ввел термин “мутации”.
1902 г. Бэтсон дополнил законы Г. Менделя правилом "чистоты гамет"
1902-1906 гг. Т.Бовери и В.Сэттон сформулировали основные положения хромосомной теории наследственности
1906 г. Бэтсон - автор многих генетических терминов:
«гомозигота», «гетерозигота», «генетика»
1908 г. Г. Харди и В. Вайнберг сформулировали закон распределения генов в популяциях (суть заключалась в том, что сумма доминантных и рецессивных генов внутри популяции является величиной постоянной и равняется единице)
Харди принадлежит также формулировка такого понятия как панмиксия — свободное скрещивание.
После этого Харди создал математическую модель для описания структуры популяций.
1908 Г. Нильсон-Эле открыл явление полимерии
(несколько неаллельных генов отвечают за развитие одного признака - цвет кожи)
1909 г. А. Гаррод установил, что болезнь алкаптонурия является наследственным заболеванием, связанным с нарушением метаболизма, что явилось основой зарождения биохимической генетики.
II этап 1910-1920 гг.
1911-1914 гг. Т.Морган экспериментально доказал хромосомную теорию наследственности.
III этап 1920-1940 гг.
1920 г. Н. И. Вавилов сформулировал закон гомологических рядов в наследственной изменчивости; открыл мировые центры происхождения растений; создал мировую коллекцию культурных растений.
1927 г. Г.Д. Карпиченко преодолел стерильность гибридов, создав плодовитый межродовой гибрид редьки и капусты.
1898 С.Г. Навашин открыл двойное оплодотворение; описал первые 10 хромосом человека
Работы С.С. Четверикова (1926, 1929 гг.) положили начало современной генетики популяций. Труды Р.
Фишера (1931 г.), С. Райта (1932 г.), Н.П. Дубинина и
Д.Д. Ромашова (1932 г.), Дж.Б. Холдейна (1935 г.), Ф
Добжанского (1937 г.) заложили основы синтетической теории эволюции.
IV этап 1940-1953 гг.
1941 г. Дж. Бидл и Э. Татум сформулировали гипотезу
“один ген–один фермент”.
1949 г. Л. Полинг выявил причину серповидноклеточной анемии.
1944 г. О. Эйвери, К. Мак-Леод и М. Мак-Карти определили природу трансформирующего агента, доказав что таковым является молекула
ДНК.
1953 г. Дж. Уотсон и Ф. Крик установили пространственную структуру молекулы ДНК, что явилось переломным моментом для развития биологии XX века и, как считают многие учение, в 1953 г. произошло рождение молекулярной генетики.
Лекция
№5 (27.09.2021)
Генетика как наука
Биология лекции Стр.15
V этап 1953- по н.в.
1954 г. работы, связанные с дискретностью генетического кода
1956 г. Дж.-К. Тио и А.Леван установили, что диплоидное число хромосом человека равно 46, а не 48 1961г. Ниренберг расшифрован генетический код
1961 г.Ф. Жакоб и Ж. Моно сформулировали концепцию оперона.
1977г. Шарп и Робертс доказали, что гены эукариотических организмов имеют экзон-интронное строение
1983г. Кэри Муллисом разработаны основы ПЦР
1997г. объявлено об успешном клонировании овечки
Долли
2002г. Закончился проект "Геном человека" Уотсона
Ген – это участок молекулы ДНК (или РНК), кодирующий последовательность аминокислот в полипептидной цепи или последовательность нуклеотидов в молекулах транспортной РНК и рибосомной РНК
Генотип – это совокупность всех генов организма
Фенотип – это совокупность всех признаков организма, которые формируются в результате реализации генотипа в определенных условиях внешней среды.
Аллельные гены – это гены, расположенные в одинаковых участках гомологичных хромосом и контролирующие развитие вариаций одного признака.
При процессах полного доминирования доминантный ген проявляется как в гомозиготном состоянии, так и в гетерозиготном состоянии, в отличии от рецессивного.
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Гомозиготный организм – организм, имеющий два одинаковых аллельных гена и продуцирующий два типа гамет. Например, организмы с генотипами – AA и aa.
Гетерозиготный организм – организм, имеющий два разных аллельных гена и продуцирующий два типа гамет. Например, организм с генотипом – Aa.
Гемизиготный организм – это организм у которого в диплоидном наборе присутствует лишь один аллельный ген из пары, и он проявляется всегда - независимо от того, доминантен он или рецессивен (XY)
Неаллельные гены – это гены, расположенные в разных участках хромосом и контролирующие развитие разных признаков или вариаций одного признака.
Иоганн Мендель родился в 1822 году в крестьянской семье, после окончания школы с отличием поступил в августинский монастырь святого Фомы, где получил своё имя Грегор. В 1849 году начал преподавательскую деятельность. С 1851-1853 очень активно занимался процессом изучения физики и ботаники. Свои первые опыты по гибридизации он поставил в 1856 году с растениями гороха. И в 1865 году впервые доложил о результатах скрещивания между отдельными линиями посевного гороха. К сожалению, работа тогда была не услышана.
Успех опытов был обусловлен рядом требованиям к проводимой работе:
-горох, который легко выращивать, очень легко опыляется искусственным путем
-гибриды не страдают нарушением плодовитости
-"чистые линии" - родительские формы, не дающие расщепления при скрещивании
Далее Мендель исследовал альтернативные признаки, и он проследил развитие семи пар хорошо различимых признаков у гороха:
1)длинный и короткий стебель
2)желтый и зеленый горох
3)форма гладкая и морщинистая
4)стручок с перетяжкой и без перетяжки
5)бобы желтые и зеленые
6)цветки фиолетовые и белые
7)форма бобов аксиальная и терминальная
Все признаки были постоянными (константами) на протяжении всего эксперимента.
Для своего опыта Мендель отобрал 22 сорта гороха.
Также в своих экспериментов Мендель сравнивал либо только одну, либо несколько пар альтернативных признаков. Он очень аккуратно производил точных количественный учёт всех полученных форм. И использовал математические расчёты для обработки результатов.
Моногибридным скрещиванием называется скрещивание двух организмов с учетом пары альтернативных признаков
