Гаметогенез. Морфология и физиология гамет.

Имени А.Д.Сахарова

«Утверждаю» Проректор по учебной работе   ______________________________ /Тимощенко А.И./   “___” ________________2004 г.

Базовая программа

по дисциплине

 

Биология индивидуального развития
для специальности	Н1-330105 – «Медицинская экология»

 

 

Минск

2004 г.

Составители: Кокорина Надежда Васильевна – доцент кафедры биологии человека МГЭУ им.А.Д.Сахарова

 

 

 

Рецензенты:

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Целью курса является усвоение основ биологии индивидуального развития. Изучение курса «Биология индивидуального развития» даст возможность студентам формулировать этапы развития функций организма и его частей; анализировать механизмы развития экологически индуцированных врожденных аномалий и уродств; определять пути профилактики врожденных пороков развития.

Задача курса заключается в ознакомлении студентов с основными концепциями биологии индивидуального развития, этапами развития организма животного и человека, молекулярными механизмами развития живых организмов, процессами регуляции эмбриогенеза, критическими периодами в развитии человека, влиянием факторов внешней среды на эмбриогенез. Задачей курса биологии индивидуального развития является изучение закономерностей, процессов и механизмов онтогенеза. Изучение эмбрионального развития организмов необходимо для понимания любой другой области биологии. Основное отличие биологии индивидуального развития от других биологических дисциплин (цитология, биохимия, физиология и т.д.) заключается в том, что они изучают статистические, относительно неизменные структуры или обратимые циклические процессы. Основное же свойство эмбриональных процессов – их необратимость, образование сложных и совершенных природных систем.

Биология развития представляет одну из прогрессирующих областей биологической науки приближающейся к пониманию молекулярных механизмов развития живых организмов. Ей принадлежит объединяющая роль в отношении разных биологических наук, она создает основу для интеграции молекулярной биологии, физиологии, биологии клетки, анатомии, онкологии, иммунологии, а также для эволюционных и экологических исследований.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Предмет биологии индивидуального развития, ее место в системе биологических наук, связь с другими биологическими дисциплинами. История развития и становления. Основные концепции в биологии индивидуального развития. Преморфизм. Эпигенез. Эволюционная эмбриология. Механика развития. Экспериментальная эмбриология. Биология индивидуального развития – новый этап в учении о закономерностях онтогенеза, возникший на основе синтеза достижений эмбриологии, молекулярной биологии, генетики, биохимии, иммунологии. Методы биологии индивидуального развития: описательные, цитологические, молекулярно-биологические, биохимические, иммунологические, экологические. Значение достижений в области изучения закономерностей индивидуального развития животных для медицины, зоотехники и других отраслей народного хозяйства.

Эмбриональное развитие

Общая характеристика процесса оплодотворения и его биологическое значение. Стадии оплодотворения. Дистантное взаимодействие, привлечение спермиев к яйцу. Гомоны.

Контактное взаимодействие. Акросомная реакция спермиев и ее роль в соединении гамет. Биохимические особенности, молекулярный механизм реакции, этапы. Активация яйцеклетки и современные представления о ее механизмах. Кортикальная реакция и ее роль в защите яйца от проникновения сверхчисленных спермиев у физиологически моноспермных животных. Слияние генетического материала. Преобразование цитоплазмы яйца. Ооплазматическая сегрегация. Партеногенез. Андрогенез. Генетическое определение пола.

Дробление.

Общая характеристика процесса дробления. Особенности деления клеток в период дробления (отсутствие роста клеток, малая продолжительность митотического цикла). Правила клеточного деления Гертвига-Сакса.

Типы дробления, их зависимость от количества желтка, его распределение в цитоплазме (полное: равномерное и неравномерное; частичное: дискоидальное, поверхностное) и от свойств цитоплазмы (радиальное, спиральное, двусимметричное). Основные типы бластул у животных с разным типом дробления, их строение и особенности.

Гаструляция.

Общая характеристика процессов гаструляции. Образование двух- и трехслойного зародыша: эктодерма, энтодерма, мезодерма. Основные способы гаструляции (инвагинация, эпиболия, деляминация, иммиграция, смешанный тип). Телобластический и энтероцельный способы образования мезодермы. Опыты маркировки. Карта презумптивных зачатков органов на стадии ранней гаструлы. Морфогенетические механизмы движения клеток (явления слипания и отталкивания клеток, неравномерность клеточных делений, направленные движения клеток). Опыты разделения и перекомбинации частей зародыша, удаление, пересадка и эксплантация презумптивных зачатков на разных стадиях гаструляции. Индукция нервной системы. Детерминационные процессы в пределах хордо-мезодермального зачатка и в материале эктодермы.

Нейруляция.

Образование нервной трубки и детерминация ее отделов. Нервный гребень. Миграция клеток нервного гребня. Расчленение хордо-мезодермального зачатка (хорда, сомит, сомитная ножка, боковая пластинка, париетальный и висцеральный листки, образование вторичной полости тела). Особенности процессов нейруляции при голобластическом и меробластическом типах развития.

Образование органов и тканей.

Производные эктодермы. Мезодерма и ее производные. Производные энтодермы. Развитие нервной системы. Развитие пищеварительной системы. Развитие сердца и кровеносных сосудов. Формирование позвонков.

Имени А.Д.Сахарова

«Утверждаю» Проректор по учебной работе   ______________________________ /Тимощенко А.И./   “___” ________________2004 г.

Базовая программа

по дисциплине

 

Биология индивидуального развития
для специальности	Н1-330105 – «Медицинская экология»

 

 

Минск

2004 г.

Составители: Кокорина Надежда Васильевна – доцент кафедры биологии человека МГЭУ им.А.Д.Сахарова

 

 

 

Рецензенты:

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Целью курса является усвоение основ биологии индивидуального развития. Изучение курса «Биология индивидуального развития» даст возможность студентам формулировать этапы развития функций организма и его частей; анализировать механизмы развития экологически индуцированных врожденных аномалий и уродств; определять пути профилактики врожденных пороков развития.

Задача курса заключается в ознакомлении студентов с основными концепциями биологии индивидуального развития, этапами развития организма животного и человека, молекулярными механизмами развития живых организмов, процессами регуляции эмбриогенеза, критическими периодами в развитии человека, влиянием факторов внешней среды на эмбриогенез. Задачей курса биологии индивидуального развития является изучение закономерностей, процессов и механизмов онтогенеза. Изучение эмбрионального развития организмов необходимо для понимания любой другой области биологии. Основное отличие биологии индивидуального развития от других биологических дисциплин (цитология, биохимия, физиология и т.д.) заключается в том, что они изучают статистические, относительно неизменные структуры или обратимые циклические процессы. Основное же свойство эмбриональных процессов – их необратимость, образование сложных и совершенных природных систем.

Биология развития представляет одну из прогрессирующих областей биологической науки приближающейся к пониманию молекулярных механизмов развития живых организмов. Ей принадлежит объединяющая роль в отношении разных биологических наук, она создает основу для интеграции молекулярной биологии, физиологии, биологии клетки, анатомии, онкологии, иммунологии, а также для эволюционных и экологических исследований.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Предмет биологии индивидуального развития, ее место в системе биологических наук, связь с другими биологическими дисциплинами. История развития и становления. Основные концепции в биологии индивидуального развития. Преморфизм. Эпигенез. Эволюционная эмбриология. Механика развития. Экспериментальная эмбриология. Биология индивидуального развития – новый этап в учении о закономерностях онтогенеза, возникший на основе синтеза достижений эмбриологии, молекулярной биологии, генетики, биохимии, иммунологии. Методы биологии индивидуального развития: описательные, цитологические, молекулярно-биологические, биохимические, иммунологические, экологические. Значение достижений в области изучения закономерностей индивидуального развития животных для медицины, зоотехники и других отраслей народного хозяйства.

Гаметогенез. Морфология и физиология гамет.

Половые и соматические клетки. Их сходство и различие. Происхождение первичных половых клеток в онтогенезе. Миграция первичных гоноцитов. Проблемы выбора: митоз-мейоз, спермий-яйцо. Современные представления об их решении.

Строение сперматозоида: головка, шейка, вставочный отдел, хвостик. Молекулярные особенности их структуры и функции. Развитие и созревание сперматозоидов. Строение семенников. Последовательные стадии сперматогенеза. Спермиогенез.

Яйцеклетки. Строение и свойства. Яйцевые оболочки (первичные, вторичные, третичные), их функциональное значение. Строение яичника. Разновидности желтых тел. Атретические тела.

Последовательные стадии оогенеза. Особенности стадии роста. Профаза мейоза: данные световой и электронной микроскопии об изменении ядерных и цитоплазматических структур в растущих ооцитах. Превителлогенез. Вителлогенез. Деление созревания и редукция числа хромосом в мейозе. Способы питания яйцеклеток. Поляризация яйцеклетки. Классификация яйцеклеток по количеству откладываемого желтка и по его распределению относительно полярной оси. Особенности полового цикла в связи с условиями существования животных. Гормональная регуляция полового цикла.

Эмбриональное развитие

Общая характеристика процесса оплодотворения и его биологическое значение. Стадии оплодотворения. Дистантное взаимодействие, привлечение спермиев к яйцу. Гомоны.

Контактное взаимодействие. Акросомная реакция спермиев и ее роль в соединении гамет. Биохимические особенности, молекулярный механизм реакции, этапы. Активация яйцеклетки и современные представления о ее механизмах. Кортикальная реакция и ее роль в защите яйца от проникновения сверхчисленных спермиев у физиологически моноспермных животных. Слияние генетического материала. Преобразование цитоплазмы яйца. Ооплазматическая сегрегация. Партеногенез. Андрогенез. Генетическое определение пола.

Дробление.

Общая характеристика процесса дробления. Особенности деления клеток в период дробления (отсутствие роста клеток, малая продолжительность митотического цикла). Правила клеточного деления Гертвига-Сакса.

Типы дробления, их зависимость от количества желтка, его распределение в цитоплазме (полное: равномерное и неравномерное; частичное: дискоидальное, поверхностное) и от свойств цитоплазмы (радиальное, спиральное, двусимметричное). Основные типы бластул у животных с разным типом дробления, их строение и особенности.

Гаструляция.

Общая характеристика процессов гаструляции. Образование двух- и трехслойного зародыша: эктодерма, энтодерма, мезодерма. Основные способы гаструляции (инвагинация, эпиболия, деляминация, иммиграция, смешанный тип). Телобластический и энтероцельный способы образования мезодермы. Опыты маркировки. Карта презумптивных зачатков органов на стадии ранней гаструлы. Морфогенетические механизмы движения клеток (явления слипания и отталкивания клеток, неравномерность клеточных делений, направленные движения клеток). Опыты разделения и перекомбинации частей зародыша, удаление, пересадка и эксплантация презумптивных зачатков на разных стадиях гаструляции. Индукция нервной системы. Детерминационные процессы в пределах хордо-мезодермального зачатка и в материале эктодермы.

Нейруляция.

Образование нервной трубки и детерминация ее отделов. Нервный гребень. Миграция клеток нервного гребня. Расчленение хордо-мезодермального зачатка (хорда, сомит, сомитная ножка, боковая пластинка, париетальный и висцеральный листки, образование вторичной полости тела). Особенности процессов нейруляции при голобластическом и меробластическом типах развития.