Методы исследования биологии индивидуального развития
жүктеу/скачать 2.16 Mb.
|
|
Практическая работа№1 Тема: Методы исследования биологии индивидуального развития Цель: сформировать у студентов целостную систему знаний о развитии животных организмов и механизмах его обеспечивающих. Задача: овладение–основными терминами, понятиями и характеристикой методов биологии развития, формирование знаний о процессах развития в их реальной последовательности и взаимосвязи. Биология развития является интегральной наукой о развитии многоклеточных организмов, включающей в качестве составных частей описательную, экспериментальную и сравнительную эмбриологию, молекулярную биологию и генетику развития, а также вопросы эволюции геномов и отдельных генов многоклеточных в связи с преобразованиями развивающихся форм и структур. Биология развития изучает не только ранние этапы развития из яйца, но и формирование личинок с дальнейшим метаморфозом, с прямым развитием, а также постнатальное развитие, включая болезни развития. К компетенции биологии развития можно отнести некоторые виды «болезней дифференцировки» (рак), а также проблемы старения и связанные с ним сердечно-сосудистые и некоторых других заболеваний. Биология индивидуального развития – область науки, изучающая закономерности онтогенетического развития организмов. Она сформировалась в последние десятилетия на основе достижений экспериментальной эмбриологии, молекулярной биологии, генетики, цитологии. Основу биологии индивидуального развития составляет – эмбриология – одна из наиболее древних наук. Название «эмбриология» происходит от греческих слов (embrion – зародыш и logos – учение) – учение о зародыше, буквально. Основные методологические подходы в биологии развития . 1) «утрата функции» 2) «приобретение функции» Эти подходы реализуются благодаря широкому и комплексному применению: 1) методов экспериментальной эмбриологии (умерщвление, удаление, трансплантация частей зародыша, зачатков тканей или отдельных клеток); 2) культивирования эмбриональных стволовых клеток и клеточных линий (их маркировка), зачатков тканей и органов с целью прослеживания их судьбы при дальнейшем развитии; 3) генетических, молекулярно-генетических и молекулярно-биологических методов, включая методы переноса генов, их частей, методов получения трансгенных и нокаутированных животных; 4) компьютерных методов (in silico) моделирования развития. Эмбриология (от греч. эмбрион – зародыш) - наука, изучающая вопросы, связанные с индивидуальным развитием организмов на стадии зародыша. Основатель современной эмбриологии, академик Российской Академии. В 1828 году опубликовал сочинение «История развития животных», в котором доказывал, что человек развивается по единому плану со всеми позвоночными животными. Гиппократ предвосхитил идею преформации: Половая клетка является уже вполне сформированным, имеющим все части организма, происходит лишь рост каждого органа. Половая клетка заключает в себе громадное количество поколений зародышей, вложенных друг в друга как матрешка со времени сотворения мира. Онтогенез (греч. Ontos - существо, genesis - развитие) - индивидуальное развитие организма. Оно включает совокупность последовательных морфологических, физиологических и биохимических преобразований с момента зарождения до смерти. Технические средства обучения: ноутбук, схемы Методы и виды обучения: дополнительные вопросы Уровневые задания: 1-Уровень Дайте понятие эмбриологии Назовите основателей эмбриологии 2-Уровень 1.Охаратеризуйте место биологии в системе биологических наук 3-Уровень Рассмотрите процесс онтогенеза. СРС: История БИР. СРСП: Строение и жизнедеятельность клеток. Литература: Основная: Адылканова, Ш.Р.Биология индивидуального развития : Учебное пособие. . - Алматы: Теларна, 2011. http://rmebrk.kz/book/65647 Базарбаева, Ж.М. Жеке даму биологиясы пәні бойынша практикум : Оқу құралы. / Общая редакция и составление доктора филологических наук Вл. И. Новикова. - Алматы: Қазақ университеті, 2011. - http://rmebrk.kz Дополнительная: 1. Нұртазин, С.Т. ж.б Жеке даму биологиясы : Оқулық. Алматы: Қазақ университеті, 2011. \ http://rmebrk.kz/book/ 2. Абдукадырова, Г. Жеке даму биологиясы : Электрондық оқулық. . - Жетісай: "Сырдария" университеті, 2014. http://rmebrk.kz/book/ WEB сайты: http://rmebrk.kz/ http://irbis.ayu.edu.kz/ Практическое занятие №2 Тема: Половые клетки Цель работы: изучить половые клетки. Задачи: Отличия половых клеток от соматических Яйцеклетка: строение и свойства. Типы питания яйцеклеток Сперматозоид: строение и свойства Типы строения семенников Содержание работы: Отличительные особенности половых клеток от соматических: 1) соматические клетки имеют диплоидный набор хромосом, а половые – гаплоидный; 2) у половых клеток резко измененное, по сравнению с соматическими, ядерно-плазменное отношение. Например, в яичнике курицы объём готового яйца (желтка) в миллионы раз больше объёма исходной в развитии яйца клетки. К 5-7 делению зиготы соотношение восстанавливается; 3) в гаметах процессы ассимиляции и диссимиляции минимальны; 4) яйцеклетки и сперматозоиды – высокодифференцированные клетки, обладающие многими специальными, выработавшимися в процессе эволюции приспособлениями для обеспечения осеменения, оплодотворения и защиты зародыша от инфекций и от вредных абиотических факторов. Яйцеклетка: строение и свойства Яйцеклетки характеризуются особой структурой, от которой зависят особенности развития организма, содержат все необходимые для метаболизма зародыша вещества; 5) зрелые сперматозоиды не способны к митозу, а яйцеклетки не могут делиться без влияния внешних факторов; 6) яйцеклетка имеет яйцевые оболочки, что является иллюстрацией высокой специализации и дифференциации клеток. По количеству желтка яйцеклетки делятся на: 1) алецитальные (безжелтковые) – яйца плацентарных млекопитающих и некоторых первичнотрахейных, паразитических перепончатокрылых; 2) олиголецитальные (маложелтковые) – моллюсков, иглокожих, большинство червей; 3) мезолецитальные (среднежелтковые) – яйца осетровых рыб, амфибий; 4) полилецитальные (многожелтковые) – членистоногих, костистых рыб, рептилий, птиц и яйцекладущих млекопитающих. По распределению желтка яйцеклетки делят на: 1) гомолецитальные (изолецитальные) – яйца многих моллюсков, иглокожих и ланцетника; 2) телолецитальные – характерны для амфибий, птиц и головоногих моллюсков; 3) центролецитальные – характерны для членистоногих. Типы питания яйцеклеток: 1) фагоцитарный тип питания существует у половых клеток животных, не имеющих стабильных половых желез (губки, кишечнополостные). Половая клетка подвижна. Перемещаясь по межклеточному пространству, она способна фагоцитировать соматические клетки организма; 2) солитарный тип питания наблюдается у колониальных гидроидных полипов, иглокожих, ланцетника, некоторых червей и бескрылых насекомых. При солитарном способе питания растущий ооцит получает питательные вещества из целомической жидкости и из половой железы; 3) алиментарный тип питания осуществляется с помощью вспомогательных клеток и делится на: а) нутриментарный тип присущ червям и членистоногим. Питание ооцита осуществляется за счёт трофоцитов – сестринских клеток (клетки – кормилки), с которыми он связан цитоплазматическими мостиками; б) фолликулярный тип характерен для большинства животных. Питание ооцита осуществляется за счёт соматических клеток яичника. Строение яичника млекопитающих Строение яичника связано с питанием яйцеклетки и наиболее сложно устроено у млекопитающих и человека. Яичник состоит из соединительнотканной основы – стромы, в которой различают мозговой и корковый слои. Снаружи строма покрыта зачатковым эпителием. В процессе развития яичника в его корковом веществе обособляются группы половых клеток и образуются пфлюгеровские мешки. В момент рождения девочки размножение оогоний прекращается. Ооцит обособляется от пфлюгеровского мешка и свободно лежит в строме яичника. Затем он окружается плоскими фолликулярными клетками и образует первичный (примордиальный) фолликул. Первичные фолликулы лежат гнездами в поверхностной части железы. У новорожденной девочки в обоих яичниках имеется до 2 млн. женских половых клеток. Количество яйцеклеток после рождения быстро уменьшается благодаря рассасыванию. Ко времени наступления половой зрелости в корковом веществе сохраняется около 300000 первичных яйцеклеток. С наступлением половой зрелости раз в месяц начинается созревание одного ооцита первого порядка, которое заканчивается образованием зрелой гаплоидной яйцеклетки. За весь детородный возраст женщины созревает до 500 ооцитов. В период половой зрелости девочки происходит развитие первичных фолликулов и превращение их в граафовы пузырьки – плоские фолликулярные клетки превращаются в высокопризматические. Эпителий становится многослойным, ооцит окружается блестящей оболочкой и вырастает. Ооцит вместе с окружающим эпителием образует фолликул. Затем часть фолликулярных клеток разрушается, появляются щели, которые, сливаясь, образуют полость, заполненную жидкостью. Объём фолликула увеличивается, и он превращается в граафов пузырёк. Участок, где находится яйцеклетка, утолщается и образует яйценосный бугорок. Снаружи граафов пузырёк покрыт оболочкой – текой. Граафов пузырёк выступает над поверхностью яичника. В силу механических причин его тонкая стенка разрывается, и яйцеклетка, окруженная лучистым венцом, выпадает из яичника в брюшную полость – происходит овуляция Сперматозоид: строение и свойства В сперматозоиде различают отделы: головку, шейку, хвост. Головка – передняя расширенная часть сперматозоида, содержит крупное ядро и акросому. Акросома образуется из аппарата Гольджи и состоит из компактной массы, лежащей поверх ядра, и двуслойной мембраны, которая идет вдоль внешней поверхности ядра и образует головной чехлик. Акросома содержит лизирующие ферменты, а у некоторых видов – акросомную нить. Они играют важную роль в оплодотворении, т. к. обеспечивают начало контактного взаимодействия гамет. Между акросомой и ядром имеется пограничная зона из плотного вещества, называемая периакросомным пространством. Шейка – представляет собой цилиндр. Содержит две центриоли: проксимальную и дистальную. Проксимальная принимает участие в делении зиготы, а дистальная – в образовании осевой нити хвоста. Центриоли расположены взаимоперпендикулярно. Хвост содержит средний, главный (основной) и концевой отделы. В состав средней части хвоста входит большое количество митохондрий. Митохондрии содержат ферментные системы и поэтому являются энергетическими станциями. Средняя часть содержитосевую нить (пучок), образованную 9 парами периферических и одной парой центральных микротрубочек. Главная часть содержит осевой пучок, небольшое количество цитоплазмы, окруженной волокнистой мембраной. В концевой части фибриллы пучка тонкие, цитоплазмы нет. Строение семенников Семенники – мужские половые железы, покрытые семью оболочками. У большинства позвоночных внутренняя часть железы разделена перегородками плотной соединительной ткани на дольки. Каждая долька заполнена сильно извитыми 1-2 семенными канальцами. В промежутках между канальцами находится рыхлая соединительная ткань – интерстециальная ткань. Извитой семенной каналец представляет собой трубку, стенка которой образована соединительной тканью и слоем клеток Сертоли. Эти клетки образуют зону сперматогенного эпителия, содержащего половые клетки на разных стадиях развития. Клетка Сертоли имеет полярное строение. Её ядро смещено к соединительнотканной оболочке. Большая часть цитоплазмы обращена в сторону сперматогенного эпителия. Головки сперматозоидов внедряются в цитоплазму клеток Сертоли и питаются. Технические средства обучения: компьютер, проектор. Методы и виды обучения: вопрос-ответ, решение задач. Уровневые задания: Легкий уровень 1. Назовите различия между половыми и соматическими Клетками. Средний уровень 1.Назовите классификацию яйцеклеток по количеству запасных питательных веществ и по их распределению в цитоплазме. 2. Назовите и охарактеризуйте типы питания яйцеклеток. Высокий уровень 1.Охарактеризуйте строение яйцеклетки 2.Назовите особенности строения и свойства сперматозоида. 3.Рассмотрите и объясните строение семенники человека СРС: Методы биологии индивидуального развития: описательные, сравнительные, цитологические, биохимические, экологические и др. СРСП: Методы исследования биологии индивидуального развития Использованная литература Основная: Адылканова, Ш.Р.Биология индивидуального развития : Учебное пособие. . - Алматы: Теларна, 2011. http://rmebrk.kz/book/65647 Базарбаева, Ж.М. Жеке даму биологиясы пәні бойынша практикум : Оқу құралы. / Общая редакция и составление доктора филологических наук Вл. И. Новикова. - Алматы: Қазақ университеті, 2011. - http://rmebrk.kz Дополнительная: 1. Нұртазин, С.Т. ж.б Жеке даму биологиясы : Оқулық. Алматы: Қазақ университеті, 2011. \ http://rmebrk.kz/book/ 2. Абдукадырова, Г. Жеке даму биологиясы : Электрондық оқулық. . - Жетісай: "Сырдария" университеті, 2014. http://rmebrk.kz/book/ WEB сайты: http://rmebrk.kz/ http://irbis.ayu.edu.kz/ Практическое задание № 3 Тема: Оогенез. Задачи: 1.Вводная беседа об оогенезе. 2.Понятие об яйцеклетке. Содержание работы: Оогенез — это процесс развития и созревания яйцеклетки, в ходе которого вдвое уменьшается количество ДНК в ядре (от диплоидного до гаплоидного набора), происходит синтез и накопление питательных веществ в цитоплазме и формирование специализированных оболочек яйцеклетки. Во время эмбрионального развития плода первичные половые клетки многократно делятся путем митоза, образуя много крупных клеток, которые называются оогонии. Это фаза размножения. Оогонии снова претерпевают митоз и образуют ооциты первого порядка, которые остаются на стадии профазы до овуляции (Рис. 2). Рис. 2. Фаза размножения и роста (Источник) Оогонии и ооциты содержат диплоидный набор хромосом (у человека 46 хромосом или 23 пары). Ооциты первого порядка окружены одним слоем клеток гранулезной оболочки, образуя примордиальные фолликулы. Плод женского пола перед рождением содержит 2·106 этих фолликулов, но только около 450 из них достигают стадии ооцитов второго порядка (Рис. 3) и выходят из яичников, то есть при овуляции. Рис. 3. Ооцит второго порядка (Источник) В период овуляции ооцит первого порядка, содержащий 46 хромосом, проделывает первые деления мейоза, образуя гаплоидный ооцит второго порядка и первое полярное тельце (Рис. 4). Они содержат 23 хромосомы, то есть гаплоидный набор хромосом. Рис. 4. Деление ооцита первого порядка (Источник) Второе деление мейоза доходит до стадии метафазы, но не продолжается до тех пор, пока ооцит не сольется со сперматозоидом (Рис. 5). Рис. 5. Второе деление мейоза до стадии метафазы (Источник) При оплодотворении ооцит второго порядка совершает второе деление мейоза (Рис. 6), образуя крупную клетку – яйцо, а также второе полярное тельце. Рис. 6. Второе деление мейоза (Источник) жүктеу/скачать 2.16 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|