Индивидуальное развитие организмов (онтогенез) - OXFORDST.RU

Индивидуальное развитие организмов (онтогенез)

Биология. 10 класс

Конспект урока

Биология, 10 класс

Урок 11. «Онтогенез. Эмбриональное развитие организма.»

3. Перечень вопросов, рассматриваемых в теме;

На уроке мы рассмотрим процесс индивидуального развития живых организмов. Вы узнаете, как из единственной клетки, проходя сложный путь преобразований, развивается целый организм. Какие стадии жизненного цикла общие у представителей разных систематических групп. Какое воздействие оказывают факторы среды на развитие организма в зародышевом периоде.

4. Глоссарий по теме (перечень терминов и понятий, введенных на данном уроке);

Онтогенез, типы онтогенеза, эмбриональный период, постэмбриональный период, морула, бластула, бластоцель, гаструла, нейрула, эктодерма, энтодерма, мезодерма, эмбриональная индукция, метаморфоз

Эмбриология — наука об индивидуальном развитии организмов.

Онтогенез – процесс индивидуального развития особи от момента образования зиготы до конца жизни организма.

Эмбриональное развитие — период жизни организма, который начинается с образования зиготы и заканчивается рождением или выходом зародыша из яйца.

Дробление — многократное деление зиготы путем митоза.

Бластула – однослойный зародыш с полостью внутри;

Гаструляция — двухслойный зародыш

Нейрула трехслойного зародыша — появление третьего, среднего слоя клеток — мезодермы, завершение образования трех зародышевых листков;

5. Основная и дополнительная литература по теме урока (точные библиографические данные с указанием страниц);

1.Учебник «Биология.10-11класс», созданный под редакцией академика Д.К.Беляева и профессора Г.М.Дымшица / авт.-сост. Г.М. Дымшиц и О.В.Саблина.- М.: Просвещение, 2018г.стр.75-78

1.А.А.Кириленко «ЕГЭ. Биология. Раздел «Генетика» , Учебно — методическое пособие.- Ростов н/Д: Легион, 2009г. С 68-70

2.А.Скворцов, А.Никишов, В. Рохлов. Универсальное учебное пособие. Биология, 6-11 классы
Школьный курс. М. «АСТ — Пресс», 2000 г. стр. 394-395

3.О.Л.Ващенко «Биология. Интерактивные дидактические материалы. 6-11 классы (+CDpc)

6. Открытые электронные ресурсы по теме урока (при наличии);

  1. Российский общеобразовательный Портал www.school.edu.ru
  2. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов www.school-collection.edu.ru
  3. Открытый колледж Биология http://college.ru/biology/

7. Теоретический материал для самостоятельного изучения;

Онтогенез – индивидуальное развитие организма.

Эмбриональный период, именуемый эмбриогенезом, берёт начало с соединения ядер женской и мужской половых клеток и представляет собой процесс оплодотворения. Так, у тех организмов, которым свойственно внутриутробное развитие, эмбриогенез заканчивается рождением, у организмов с личиночного типа развитием – выходом из зародышевых оболочек.

Эмбриональный период развития имеет несколько стадий:

1.Зигота. При оплодотворении мужская половая клетка, достигая яйцеклетки, провоцирует её развитие. В ней начинают происходить химические и физические процессы, которые способствуют образованию симметрии яйцеклетки, ликвидации мембран ядер, в результате чего, ядра двух клеток соединяются, и образуется ДНК.

2. Дробление (первый этап развития зиготы) – начинается деление зиготы. В яйцеклетке, которая продвигается по фаллопиевой трубе, образуются борозды, благодаря чему происходит деление клеток. Образовавшиеся таким путём клетки называются морулы. Эту стадию проходят все многоклеточные организмы, которые размножаются половым путём, различным является только процесс деления клеток (радиальное, билатеральное, спиральное). Особенностью деления клеток является то, что они не растут. Этот процесс предполагает образование из одной крупной клетки (яйцеклетки) большого количества клеток мелких, с меньшим количеством цитоплазмы возле ядер. Эмбриональный период на этом не заканчивается, рассмотрим следующие стадии развития эмбриона.

3. Бластула (образование многоклеточной структуры в форме пузырька) – состоит из слоя клеток, которые именуются эмбриональными. Размер бластулы приближается к размерам яйцеклетки, поэтому при делении клеток, возрастает число ядер и ДНК.

4. Гаструляция – стадия движения клеток эмбриональных, в результате чего образуются три слоя зародышевых листов. Эта стадия характеризуется возрастанием синтеза белков и рибосом, в этот период происходит выпячивание полюса (вегетативного) внутрь бластулы, противоположные полюса соединяются, и полость бластулы ликвидируется. При этом образуется новая полость, которая получила название бластопор или первичный рот.

Таким образом, гаструляция является необходимым моментом развития эмбриона, поскольку эмбриональный период на этой стадии даёт возможность формированию его органов и тканей, а также систем организма. Следует отметить, формирование тканей и органов эмбриона в разные периоды имеют разную чувствительность к повреждающим воздействиям среды, например, к инфекциям, радиации или химическим агентам. Эти периоды повышенной чувствительности называют критическими, здесь повышается вероятность развития отклонений.

Так, эмбриональный период имеет несколько критических моментов. Рассмотрим их более детально: 1. Период бластулы (первые две недели после зачатия) – эмбрион либо погибает, либо продолжает развиваться без отклонений. В это время погибает большое количество эмбрионов (40%), которые начали своё развитие из мутированных половых клеток. 2. С двадцатого по семидесятый день после оплодотворения – период наибольшей ранимости эмбриона, поскольку начинают закладываться и формироваться все жизненно важные органы. 3. Плодный период характеризуется быстрым ростом плода. Здесь довольно часто могут возникать нарушения его развития только в тех органах, которые не закончили своего формирования. Таким образом, эмбриональный период онтогенеза характеризуется формированием и развитием эмбриона путём делением клеток, образования у него тканей, органов и систем. У различных живых организмов этот период разнится по времени, но в любом случае, начинается он с момента зачатия и заканчивается рождением новой жизни

Эктодерма — наружный слой кожи – эпителий, нервная система, эмаль зубов, производные кожи: волосы, ногти, когти, рога, копыта, чешуя рыб, пресмыкающихся, кожные железы, органы чувств: глаза, уши и др.

Энтодерма — эпителий внутренних органов: кишечника, жабр, легких. Пищеварительные железы – печень, поджелудочная железа.

Мезодерма хрящевая и костная ткань, мышцы, почки, сердечно — сосудистая система, половые железы, дентин зубов.

На развивающийся зародыш оказывает влияние окружающая среда. В большей степени эта зависимость проявляется у беспозвоночных животных. У плацентарных млекопитающих посредником между зародышем и окружающей средой является организм матери, от которого эмбрион получает питание, кислород, тепло.

Основателем современной эмбриологии является российский учёный К.М.Бэр. В 1828 г. он опубликовал сочинение «История развития животных».

Заслуга создания эволюционной эмбриологии также принадлежит замечательным русским ученым А.О. Ковалевскому, И.И. Мечникову, А.Н. Северцову, И.И. Шмальгаузену. Современным представлениям о зародышевых листках, наука обязана А.О. Ковалевскому, который обнаружил эктодерму, энтодерму и мезодерму у всех групп хордовых.

Немецкие ученые Ф. Мюллер и Э. Геккель сформулировали биогенетического закона, согласно которому онтогенез, т.е. индивидуальное развитие вида, есть краткое повторение филогенеза – исторического развития вида которому он относится. В 1866 Геккел вводит понятие онтогенез.

Российский ученый — академик А.Н. Северцов установил, что в индивидуальном развитии животных повторяются признаки не взрослых предков, а их зародышей.

На протяжение всего времени внутриутробного развития плод, напрямую связанный с организмом матери через уникальный орган – плаценту, находится в постоянной зависимости от состояния здоровья матери.

Влияние никотина.

В последнее время ведётся много споров на тему, влияет ли курение на развитие плода. Известно, что никотин, попадающий в кровь матери, легко проникает сквозь плаценту в кровеносную систему плода и вызывает сужение сосудов. Если поступление крови в плод ограничена, то снижается его снабжение кислородом и питательными веществами, что может вызвать задержку развития. У курящих женщин ребёнок при рождении весит в среднем на 300-350г меньше нормы. Существуют и другие проблемы, связанные с курением при беременности. У таких женщин чаще происходят преждевременные роды и выкидыши на поздних сроках беременности. На 30% выше вероятность ранней детской смертности и на 50% — вероятность развитие пороков сердце у детей, чьи матери не смогли во время беременности отказаться от сигарет.

Столь же легко через плаценту проходит и алкоголь. Употребление спиртного при беременности может вызвать у ребенка состояние, известное, как алкогольный синдром плода. При этом синдроме наблюдается задержка умственного развития, микроцефалия (недоразвития головного мозга), расстройства поведения (повышенная возбудимость, невозможность сосредоточиться), снижение скорости роста, слабость мышц.

Влияние наркотических веществ.

Особенно чувствителен плод к вредному воздействию наркотических веществ. Если женщина имеет зависимость от наркотических препаратов, то её ребёнок, как правило, в эмбриональный период развитие приобретает такую же зависимость.

После рождения у него возникает синдром отмены (ломка), потому что исчезает постоянное поступление наркотика, который до этого ребёнок получал из крови матери через плаценту. Так как героин, кокаин и другие наркотики в первую очередь поражают нервную систему, у таких детей ещё в период внутриутробного развития может возникнуть поражение головного мозга, что приведёт в дальнейшем к задержке умственного развития или нарушения поведения.

Влияние лекарственных препаратов.

Лекарственные препараты, которые продаются в аптеке без рецептов, всегда тщательно проверяются на влияние вредных воздействий. Однако, если возможно, было бы желательно ограничить приём лекарств, особенно на ранних стадиях беременности и в критические для развития плода периоды, потому что многие лекарственные препараты очень легко проходят через плаценту.

Трагедия, которая потрясла Западную Европу связанна с талидомидом. Препарат в начале 60-х гг. ХХ в. выписывали многим беременным, страдающих от постоянных приступах тошноты. Довольно быстро выяснилось, что это лекарство вызывало нарушения развития конечностей у плода: они либо отсутствовали, либо были недоразвиты. Лекарство было запрещено, но несколько тысяч детей уже родились. Часто у новорожденных, чьи матери принимали талидомид, кисти или стопы росли прямо из туловища. Степень недоразвития конечностей зависела от того, на какой стадии беременности мать принимала лекарство.

Читайте также  Нормы орфографии и пунктуации

Для развития плода представляют серьёзную опасность вирусные заболевания матери во время беременности. Наиболее опасны краснуха, гепатит В и ВИЧ-инфекции. В случае заражения краснухой на первом месяце беременности у 50% детей развиваются врождённые пороки: слепота, глухота, расстройства нервной системы и пороки сердца.

8. примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля (не менее 2 заданий).

Установите последовательность стадий эмбриогенеза хордового животного.

Запишите в таблицу, соответствующую последовательность цифр

Тип вариантов ответов: (Текстовые, Графические, Комбинированные).

Индивидуальное развитие организмов (онтогенез)

Раздел ЕГЭ: 3.3. Онтогенез и присущие ему закономерности. Эмбриональное и постэмбриональное развитие организмов. Причины нарушения развития организмов

Онтогенез (индивидуальное развитие) включает весь период жизни особи от зиготы до смерти. Различают два периода: эмбриональный и постэмбриональный.

Эмбриональный период

Эмбриональный период (зародышевое развитие) — период онтогенеза от образования зиготы в процессе оплодотворения до рождения или выхода из яйцевых оболочек.

Этапы эмбрионального периода

В процессе дробления зигота многократно делится, при этом размеры дочерних клеток-бластомеров становятся всё меньше, так как после деления они не растут. В результате дробления образуется однослойный многоклеточный зародыш — бластула. Он напоминает полый шар с эпителиальной стенкой (бластодермой) и центральной полостью (бластоцелью, или первичной полостью тела), которая заполнена жидкостью.

После дробления наступает процесс гаструляции, который характеризуется перемещением части клеточного материала с поверхности внутрь, на места будущих органов. В результате образуется гаструла. Гаструла — чашевидный зародыш, состоящий из двух слоёв (зародышевые листки): наружный (эктодерма) и внутренний (энтодерма). На этой стадии заканчивается развитие низших животных. Нейрула — стадия закладывания внутренних органов (полости первичной кишки, нервной пластинки, хорды в случае хордовых животных). На этом этапе происходит образование третьего зародышевого листка — мезодермы, которая формируется в виде карманов — целом (вторичная полость тела).

Органогенез — дифференцировка клеток каждого зародышевого листка. В процессе органогенеза образуются ткани и органы.

Из эктодермы формируются нервная система, органы чувств, эпителий кожи с его железами и производными структурами (волосы, перья, когти и др.), эмаль зубов. Производными мезодермы являются все виды соединительной и мышечная ткани, кровеносная, выделительная и половая системы. Из энтодермы образуются эпителий средней кишки и его придаточные железы (печень, поджелудочная железа), жабры и их производные — лёгкие, плавательный пузырь и др., а также щитовидная железа.

Органогенез у хордовых связан возникновением комплекса осевых органов: нервной трубки, хорды и кишечника — и дальнейшей их дифференцировкой.

Постэмбриональный период

Постэмбриональный период развития начинается рождением или выходом из яйцевых оболочек и заканчивается смертью организма.

Постэмбриональное развитие начинается с выхода новой особи из яйцевых оболочек или (при живорождении) из организма матери. Оно подразделяется на три периода — ювенильный, пубертатный и период старения.

Этапы постэмбрионального периода

1) Ювенильный, продолжается до окончания полового созревания. Развитие организма в этот период может протекать по двум различным путям. Прямое развитие происходит, если из яйца или из организма матери выходит особь, похожая на взрослую, но меньшая по размерам и с несформированной половой системой. Другой тип развития называется непрямым и проходит с метаморфозом. Ювенильный период практически всегда сопровождается ростом организма. С одной стороны, процесс роста запрограммирован генетически, а с другой — зависит от условий существования. У человека рост контролируется целым рядом гормонов, выделяемых гипоталамусом, гипофизом, щитовидной и половыми железами.

2) Пубертатный (т. е. период зрелости). У большинства позвоночных животных он занимает, как правило, большую часть жизни.

3) Старение — это общебиологическая закономерность, свойственная живым организмам. В определенном для каждого вида возрасте в организме начинаются изменения, снижающие возможности этого организма к приспособлению к изменяющимся условиям существования.

Смерть — это прекращение жизнедеятельности организма. Однако смерть необходима для эволюционного процесса. Без смерти не происходила бы смена поколений — одна из основных движущих сил эволюции.

Процесс старения запрограммирован генетически, однако до сих пор не создано единой теории, объясняющей старение. Одни исследователи считают, что старение является следствием работы группы генов, которая осуществляет некую «программу старения». Эту точку зрения подтверждает существование редчайшего заболевания человека — прогерии. У ребенка, больного прогерией, проявляются явные, нарастающие признаки старости, и в 10—12 лет он выглядит как очень пожилой человек.

Типы постэмбрионального развития

  • Прямое: появившийся на свет организм имеет все основные органы, свойственные взрослому, и в дальнейшем происходит только его рост и половое созревание (рептилии, птицы, млекопитающие).
  • Непрямое: эмбриональное развитие приводит к образованию личинки, отличающейся по ряду анатомических и морфологических признаков от взрослой особи (имаго у насекомых), часто ведёт иной образ жизни (лягушки, некоторые насекомые, черви).

  • Ограниченный (закрытый): происходит в определённые периоды онтогенеза, в основном до полового созревания (насекомые, птицы, млекопитающие).
  • Неограниченный (открытый): продолжается в течение всего онтогенеза, вплоть до смерти (моллюски, рыбы, земноводные, пресмыкающиеся).

Это конспект для 10-11 классов по теме «Онтогенез (индивидуальное развитие)». Выберите дальнейшее действие:

Индивидуальное развитие организмов — онтогенез

Онтогенезом называют совокупность процессов, протекающих в организме, с момента образования зиготы до смерти. Его подразделяют на два этапа: эмбриональный и постэмбриональный.

Эмбриональный период
Эмбриональным считают период зародышевого развития с момента образования зиготы до выхода из яйцевых оболочек или рождения, в процессе зародышевого развития эмбрион проходит стадии дробления, гаструляцяя, первичного органогенеза и дальнейшей дифференцировки органов и тканей.

Дробленое. Дроблением называют процесс образования многоклеточного однослойного аародыша — бластулы. Для дробления характерно: 1) деление клеток путем митоза с сохранением диплоидного набора хромосом; 2) очень короткий митотический цикл; 3) бластомеры не дифференцированы, и в них не используется наследственная информация;4) бластомеры не растут и в дальнейшем становятся все меньше; 5) цитоплазма зиготы не перемешивается и не перемещается.

Первая борозда дробления проходит в меридио-нальной ллрркости, соединяющей оба полюса -вегетатив-ный и аяимальный,-и делит зиготу на две одинаковые клетки. Это стадия двух бластомеров. Вторая борозда также меридиональна, но перпендикулярна первой. Она разделяет оба бластомера, возникших в результате первого деления, надвое — образуются четыре сходных бластомера. Следующая, третья, борозда дробления — широтная. Она пролегает несколько выше экватора и делит все четыре бластомера сразу на во-семь клеток. В дальнейшем борозды дробления чередуются. По мере увеличения числа клеток деление их становится не-одновременным. Бластомеры все дальше и дальше отходят от центра зародыша, образуя полость. В конце дробления зародыш принимает форму пузырька со стенкой, образованной одним слоем клеток, тесно прилегающих друг к другу. Внутренняя полость зародыша, первоначально сообщавшаяся с внешней сре-дой через щели между бластомерами, в результате их плотного смыкания становится совершенно изолированной. Эта полость носит название первичной полости тела — бластоцеля. Завершается дробление образованием однослойного многоклеточного зародыша — бластулы

Дробление оплодотворенной яйцеклетки может происходить по-разному. Яйцо ланцетника дробится полностью и имеет равные по размеру бластомеры. Такой тип дробления называется полным, равномерным. У рыб, земноводных и некоторых других животных дробление также полное, но неравномерное: бластомеры на вегетативном полюсе (где сконцентрирован желток) более крупные, чем на противоположном анимальном полюсе (где располагается ядро в окружении цитоплазмы)

Третий тип дробления характерен для яйцеклеток птиц, рептилий, у которых желтка много, и называется дискоидалъным. Здесь в дробление вовлекается только ядро и тонкий участок цитоплазмы, в результате образуется зародышевый диск (желток яйца при этом не дробится). У яиц членистоногих (желток сосредоточен в центре яйцеклетки) дробление поверхностное — бластомеры располагаются по периферии яйца, где узкой полоской залегает цитоплазма, покрывающая желток.

При полном дроблении (например, у ланцетника на стадии 32 бластомеров) зародыш имеет вид тутовой ягоды и называется морулой. Приблизительно на стадии 64 бластомеров в нем формируется полость, а бластомеры располагаются в один слой, образуя стенку зародыша. Эта стадия зародыша называется бластулой. Вскоре начинается процесс возникновения двухслойного зародыша — гаструляция. Зародыш на этой стадии состоит из явно разделенных пластов клеток, так называемых зародышевых листков: наружного, или эктодермы и внут-реннего, или энтодермы. Для гаструляции характерно: 1) пе-ремещение клеточных масс; 2) начало использования наслед-ственного материала клеток зародыша и появление первых признаков дифференцировки клеток; 3) клеточное деление выражено слабо; 4) появление первых тканей

Существует несколько способов гаструляции. Первый -иммиграция — наблюдается у кишечнополостных: после образования бластулы некоторые клетки стенки тела зародыша иммигрируют в глубь полости и постепенно заполняют ее. Потом он примыкают изнутри к наружному слою клеток и возникает двухслойный зародыш-гаструла. Гаструляция у ланцетника и некоторых других животных протекает путем инвагинации. Вслед за образованием бластулы весь вегетативный полюс впячивается внутрь, прилегает к анимальному полюсу, и зародыш становится двухслойным: наружный зародышевый листок называется эктодермой, внутренний — энтодермой. Эта стадия зародыша имеет первичный рот — бластопор, ведущий в первичную кишку. Двухслойные животные — губки и кишечнополостные — на этом заканчивают свое зародышевое развитие. В последующем клетки их эктодермы и энтодермы дифференцируются и возникает несколько клеточных типов.

Читайте также  Классификация строительных материалов

У амфибий гаструла образуется по-другому: более мелкие бластомеры со стороны анимального полюса наползают поверх крупных бластомеров вегетативного полюса, так что двухслойный зародыш получается путем обрастания мелкими бластомерами крупных. У членистоногих бластомеры в ходе дробления отделяют от себя дочерние клетки внутрь полости, где они образуют второй слой зародыша — энтодерму. Этот способ возникновения гаструлы называется расщеплением. Различные способы формирования двухслойного зародыша у разных видов животных обусловлены количеством и характером распределения желтка в яйце. Однако строго обособленных типов гаструляции не наблюдается, их подразделение условно.

Первичный органогенез. После завершения гаструляции у зародыша образуется комплекс осевых органов: нервная трубка, хорда, кишечная трубка. Начиная с плоских червей в эволюции животного мира наступило крупное усложнение: в зародыше закладывается третий зародышевый листок — мезодерма. У хордовых это происходит путем отшнуровывания от энтодермы мезодермальных карманов, которые врастают между первым и вторым зародышевыми листками, формируя вторичную полость тела.

Дальнейшая дифференцировка клеток зародыша приводит к возникновению многочисленных производных зародыше-вых листков-органов и тканей.

Дифференцировка или дифференцирование это про-цесс возникновения и нарастания структурных и функцио-нальных различий между отдельными клетками и частями зародыша. С морфологической точки зрения дифференцирование выражается в том, что образуются несколько сотен типов клеток специфического строения, отличающихся друг от друга. С биохимической точки зрения специализация клеток заключается в .синтезе определенных белков, свойственных только данному типу клеток. Биохимическая специализация клеток обеспечивается дифференциальной активностью генов, т. е. в клетках разных зародышевых листков -зачатков определенных органов в систем — начинают функционировать разные группы генов. При дальнейшей дифференцировке клеток, входящих в состав зародышевых листков, из эктодермы образуются: нервная система, органы чувств, эпителий кожи, эмаль зубов; из энтодермы — эпителий средней кишки, пищеварительные железы — печень и поджелудочная железа, эпителий жабр и легких; из мезодермы — мышечная ткань, соединительная ткань, кровеносная система, почки, половые железы и др. У разных видов животных одни и те же зародышевые листки дают начало одним и тем же органам и тканям. Это значит, что они гомологичны.

У хордовых вскоре после гаструлянии небольшой участок спинной эктодермы в виде пластинки погружается в глубь зародыша, прогибается и образует нервную трубку с полостью внутри, заполненной жидкостью. Из клеток эктодермы развиваются кожные покровы с их производными (волосы, ногти, перья, копыта) и органы чувств. Из верхней части энтодермы образуется хорда, из нижней части — эпителий, выстилающий средние отделы кишечника, пищеварительные железы и органы дыхания. Из эктодермы, расположенной над хордой, развивается нервная трубка. Из мезодермы образуются мышцы, скелет, кровеносная система, половые железы, органы выделения и собственно кожа — дерма.

Эмбриональное развитие животных происходит или в материнском организме, или во внешней среде.

Гомология зародышевых листков подавляющего большинства животных — одно из доказательств единства животного мира.

Эмбриональная индукция. Эмбриональную индукцию можно определить как явление, при котором в процессе эмбриогенеза один зачаток влияет надругой, определяя путь его развития, и, кроме того, сам подвергается индуцирующему воздействию со стороны первого зачатка.

Зародышевое листки, их производные (Т.А. Козлова, В.С. Кучменко. Биология в таблицах. М.,2000)

Название листка Производные каждого листка
ЭКТОДЕРМА Покровы тела (наружный эпителий, кожные железы, роговые чешуи, поверхностный слой зубов), нервная система, передний и задний отделы кишечника
ЭНТОДЕРМА Эпителий средней кишки и пищеварительные железы, эпителий дыхательной системы
МЕЗОДЕРМА Все мышечные, соединительные ткани, каналы выделительных органов, кровеносная система, часть тканей половых органов

эмбриональное развитие (Т.А. Козлова, В.С. Кучменко. Биология в таблицах. М.,2000)

Постэмбриональный период развития

В момент рождения или выхода организма из яйцевых оболочек заканчивается эмбриональный и начинается постэмбриональный период развития. Постэмбриональное развитие может бытьпрямым sum непрямым и сопровождаться превращением <метаморфозом).При прямом развитии из .яйцевых оболочек или из тела матери выходит организм небольших размеров, но в нем заложены все основные органы, свойственные взрослому животному (пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие). Постэмбриональное развитие у этих животных сводится в основном к росту и половому созреванию — дорепродуктивный период; размножению — репродуктивный период и старению — пострепрвдуктивный период.

У организмов с малым содержанием желтка в яйце непрямое развитие сопровождается образованием личиночной стадии. Из яйца выходит личинка, обычно устроенная проще взрослого животного, со специальными личиночными органами, отсутствующими во взрослом состоянии. Личинка питается, растет, и, со временем личиночные органы заменяются органами, свойственными взрослым животным. При неполном метаморфозе замена личиночных органов происходит постепенно, без прекращения активного питания и перемещения организма (саранча, амфибии). Полный метаморфоз включает стадию куколки, в которой личинка преобразовывается во взрослое животное — имаго (бабочки).

Значение метаморфоза. 1) личинки могут самостоятельно питаться и растут, накапливая клеточный материал для формирования постоянных органов, свойственных взрослым животным; 2) свободноживущие личинки прикрепленных или паразитических, животных играют важную роль в расселении вида, в расширении ареала их обитания; 3) смена образа жизни или среды обитания в процессе индивидуального развития в результате того, что личиночные формы некоторых животных живут в иных условиях и имеют другие источники питания, чем взрослые особи, снижает интенсивность борьбы за существование внутри вида.

3.3. Онтогенез

Онтогенез – это индивидуальное развитие организма от момента образования зиготы до смерти. В ходе онтогенеза проявляется закономерная смена фенотипов, характерных для данного вида.

Различают два типа онтогенеза:

1. Прямой:

– неличиночный (рыбы, птицы, пресмыкающиеся, яйцеклетки богаты питательными веществами, значительная часть онтогенеза в яйце во внешней среде)

– внутриутробный (млекопитающие, обеспечение жизненных функций и развития зародыша материнским организмом через плаценту, роль провизорных органов).

2. Непрямой – когда организм проходит через стадию личинки – зародыша, способного к самостоятельному существованию (насекомые, амфибии, иглокожие), для этого типа онтогенеза характерен метаморфоз – превращение в зрелую особь. Метаморфоз:

– неполный (яйцо-личинка-имаго) – свойствен тараканам, саранчовым, клопам. У этих насекомых из яйца выходит личинка, похожая на взрослое насекомое (нимфа) и после каждой линьки происходит постепенный рост имеющихся крыльев и органов размножения. У стрекоз и подёнок личинки живут в водной среде, дышат жабрами и лишены крыльев. При метаморфозе они превращаются в крылатых насекомых, дышащих с помощью дыхалец.

– полный (яйцо-личинка-куколка-имаго): у бабочек, жуков, комаров, пчёл, мух и др. развитие протекает с полным метаморфозом, когда питание осуществляется на стадии личинки, а расселение и размножение – на взрослой стадии. При этом в ходе превращений происходит последовательная смена не похожих друг на друга форм: из яйца вылупляется червеобразная личинка, которая после нескольких линек превращается в малоподвижную куколку, а из куколки выходит крылатое взрослое насекомое с тремя парами конечностей. У двоякодышащих рыб личинка, имеющая наружные жабры, превращается во взрослую особь с жабрами, лежащими в полости тела, а также имеющую лёгкое.
У земноводных похожий на малька рыб головастик, обитающий в воде, превращается в лягушонка с лёгкими, конечностями, костными зубами, который выходит на сушу.

Этапы онтогенеза:

1. Пренатальный (дородовой, эмбриональный) – от образования зиготы до выхода из яйцевых оболочек или рождения; организм не способен к самостоятельному существованию, развивается внутри материнского организма и полностью зависит от него.

бластулы – стадия развития многоклеточного зародыша после дробления зиготы (митотического деления с самоудвоением ДНК, но без роста клеток). Все ядра клеток-бластомеров диплоидные, с абсолютно одинаковой генетической информацией. Обычно бластула состоит из 64 бластомеров. Зигота в процессе бластуляции не увеличивается в размерах, увеличивается число клеток, из которых она состоит; образуется однослойный зародыш, покрытый бластодермой, формируется первичная полость тела – бластоцель;

гаструлы – стадия образования зародышевых листков – эктодермы, энтодермы (у двухслойных кишечнополостных и губок) и мезодермы (у трехслойных многоклеточных животных). У кишечнополостных животных на этой стадии формируются специализированные клетки, такие как стрекательные, половые, кожно-мускульные и т.д. Процесс образования гаструлы называется гаструляцией.

Нейрулы – стадии закладки отдельных органов.

Гисто– и органогенеза – стадии появления специфических функциональных, морфологических и биохимических различий между отдельными клетками и частями развивающегося зародыша. У Позвоночных животных в органогенезе можно выделить:

а) нейрогенез – процесс формирования нервной трубки (головного и спинного мозга) из эктодермального зародышевого листка, а также кожного покрова, органов зрения и слуха;

Читайте также  Городское хозяйство и его инфраструктура

б) хордогенез – процесс формирования из мезодермы хорды, мышц, почек, скелета, кровеносных сосудов;

в) процесс формирования из энтодермы кишечника и связанных с ним органов – печени, поджелудочной железы, легких. Последовательное развитие тканей и органов, их дифференцировка происходит благодаря эмбриональной индукции – влиянию одних частей зародыша на развитие других частей. Это связано с деятельностью белков, которые включаются в работу на определенных стадиях развития зародыша. Белки регулируют активность генов, определяющих признаки организма. Таким образом, становится понятным, почему признаки определенного организма появляются постепенно. Все гены никогда не включаются в работу вместе. В конкретное время работает лишь часть генов.

2. Постнатальный (послеродовой, постэмбриональный) – с момента рождения до смерти; самостоятельное питание, передвижение и т.д.

Важнейшим событием онтогенеза является возможность осуществления размножения, по этому признаку выделяют следующие периоды постнатального этапа онтогенеза:

– дорепродуктивный (особь не способна к размножению) подразделяют на эмбриональный и ювенильный;

– репродуктивный (наиболее стабильное состояние);

– пострепродуктивный – связан со старением, характерно прекращение участия в размножении, устойчивость снижается. Различают внешние признаки старости (снижение эластичности кожи, поседение волос, развитие дальнозоркости) и внутренние (обратное развитие органов, снижение эластичности кровеносных сосудов, нарушение кровоснабжения мозга, деятельности сердца и др.). Все это приводит к снижению жизнеспособности и повышению вероятности гибели.

Постэмбриональный период человека подразделяется на следующие периоды:

– грудничковый (от рождения до 4 недель);

– грудной (от 4 недель до года);

– дошкольный (ясельный, средний, старший);

– школьный (ранний, подростковый);

– репродуктивный (молодой до 45 лет, зрелый до 65 лет);

– пострепродуктивный (пожилой до 75 лет и старческий – после 75 лет).

Онтогенез — индивидуальное развитие организма, состоит из 3 перио­дов:

Прогенез — созревание гамет и их слияние с образованием зиготы.

Эмбриональный период (или эмбриогенез) – с момента образования зиготы до рождения или выхода организма из яйцевых оболочек. Этапы эмбриогенеза: дробление, в результате которого образуется бластула; гаструляция, в процессе которой возникают зародышевые листки (эктодерма, энтодерма и мезодерма); образование тканей и органов. Спо­соб дробления зиготы зависит от количества желтка и характера его рас­пределения в цитоплазме яйцеклетки. Различают полное и неполное дроб­ление. Полное дробление может быть равномерным и неравномерным, а неполное – дискоидальным и краевым. Процесс гаструляции осуществляется разными способами и зависит от строения бластулы, т.е., в конечном счете, от количества желтка в яйцеклетке. Для гаструляции характерны перемещения и дифференцировка кле­ток, в результате чего образуется двух- или трехслойный зародыш. После завершения гаструляции происходит развитие осевого ком­плекса: хорды, нервной трубки, туловищной мезодермы; стадия нейрулы. Процесс дифференцировки клеток определяется многими механизмами, среди которых важную роль играет эмбриональная индукция.

Постэмбриональный период начинается после рождения или вы­хода организма из яйцевых оболочек. В нем различают прямое развитие, которое проходит без личиночной стадии, и непрямое развитие, при кото­ром имеется личиночная стадия, заканчивающаяся превращением (метаморфозом) во взрослую особь.

Тематические задания

А1. Двухслойное строение тела характерно для

Эмбриональное и постэмбриональное развитие организмов. Причины нарушения развития организмов

Содержание:

Эмбриональное и постэмбриональное развитие

Онтогенез подразделяется на два периода:

  1. эмбриональный
  2. постэмбриональный

Эмбриональный (пренатальный) период. Начинается с момента образования зиготы в процессе оплодотворения и заканчивается рождением или выходом из яйцевых оболочек. Эмбриональное развитие, также называющееся эмбриогенезом, состоит из нескольких последовательных стадий: дробление (бластула), гаструляция, гистогенез, органогенез, нейрула и период дифференцированного зародыша.

    Дробление (бластула). На этой стадии происходит процесс деления образовавшейся зиготы путём митоза на бластомеры (более мелкие клетки, их образуется 64). Ядра бластомерных клеток диплоидны и содержат идентичную наследственную информацию. При дроблении сначала образуются две клетки, после четыре, восемь и так далее. Клетки уменьшаются в размере вследствие того, что в интерфазе клеточного цикла отсутствует пресинтетический период, в котором обычно происходит увеличение размеров дочерних клеток. Данный процесс упорядочен. Образуется покрытый бластодермой однослойный зародыш. Формируется первичная полость тела, заполненная жидкостью, называемая бластоцелем.

Рис. 1 Дробление

Стадия гаструляция. На этой стадии начинается процесс формирования двух- или трехслойного зародыша. Следует непосредственно после стадии дробления. Образуются такие зародышевые листки: эктодерма (наружный слой), энтодерма (внутренний слой; у двуслойных кишечнополостных) и мезодерма (средний слой; у трёхслойных многоклеточных животных). У кишечнополостных уже на этой стадии образуются специализированные клетки. Процесс гаструляции осуществляется в результате движения групп клеток относительно друг друга. Кроме двух либо трёх зародышевых листков, у гаструлы имеется первичный рот – бластопор. В процессе гаструляции клетки дифференцируются, несмотря на то, все они происходят от зиготы и содержат идентичный ей набор генов, так как образуются путём митотического деления. Дифференцировка происходит вследствие переключения в разных частях зародыша групп генов и синтезом новых белковых молекул, которые и определяют конкретные функции клетки и, в какой – то мере, строение самой клетки.

Рис. 2 Гаструляция и формирование мезодермы

  • Гистогенез и органогенез. Гистогенез обуславливается процессом формирования тканей, соответствующих взрослому организму. Органогенез обусловлен процессом образования органов. На этой стадии из наружного зародышевого листка (эктодермы) формируется эпидермис кожи и его производные (волосы, когти, ногти, перья), а также эпителий ротовой полости, эмаль зубов, органы чувств, нервная система и др. Из внутреннего зародышевого листка (энтодермы) формируется кишечник, печень и поджелудочная железа и лёгкие. Производными среднего зародышевого листка (мезодермы) являются все виды соединительной ткани, костная и хрящевая ткань скелета, мышечная ткань, кровеносная система, эндокринные железы и др.
  • Нейрула. Промежуточная стадия, сопровождающаяся закладыванием на спинной стороне зародыша хордовых животных нервной трубки. Здесь же происходит закладка комплекса осевых органов, например хорды.
  • Период дифференцированного зародыша. Характерной особенностью этой стадии эмбрионального развития является продолжение специализации клеток и быстрым ростом организма.
  • Постэмбриональное (постнатальное) развитие организма.

    Данный этап развития организмов делят на:

    1. дорепродуктивный (ювенильный) период,
    2. репродуктивный период,
    3. пострепродуктивный период.

    Связано это со способностью организма к размножению.

    Дорепродуктивный (ювенильный) период продолжается с рождения до полового созревания. Для него характерен интенсивный рост и развитие организма. Существует:

    • прямое развитие
    • непрямое развитие

    Прямое развитие подразумевает под собой появление на свет организма уже похожего на взрослую особь. Развитие здесь характеризуется увеличением линейных размеров организма и в формировании половых органов.

    Непрямое развитие. При данном способе развития организм не похож на взрослую особь. Процесс развития связан с существенной перестройкой организма. Такой способ развития дает возможность снизить внутривидовую конкуренцию, так как способствует расселению неподвижных либо малоподвижных организмов, проникновению паразитов в организм хозяина. Это осуществляется благодаря наличию в жизненном цикле стадии личинки. Рост организма в данном случае происходит вследствие увеличения количества клеток путём деления и увеличения их размеров.

    Рост бывает двух типов:

    1. ограниченный (закрытый)
    2. неограниченный (открытый).

    Ограниченный рост характерен для большинства животных и происходит в определённые периоды жизни, до полового созревания. Неограниченный рост продолжается в течение всей жизни организма.

    Причины нарушения развития организмов

    Способность организма к регуляции жизненных функций и ответной реакции на отрицательное воздействие окружающей среды не приходит сразу с рождения. Наоборот, при появлении на свет, еще толком несформированный зародыш больше всего подвержен влияниям негативных факторов. У животных и растений были выработаны специальные приспособления для защиты эмбриона. Сюда относится питательная ткань, обволакивающая зародыш или непосредственное получение питательных веществ из организма матери. Но, несмотря на это, факторы окружающей среды всё равно влияют на развитие зародыша, останавливая рост или же, наоборот, ускоряя процесс.

    Факторы, которые вызывают нарушения в развитии зародыша, называются тератогенными. В зависимости от причины возникновения нарушений различают биологические, физические и химические факторы.

    Биологические факторы наиболее вредны для организма. К ним относятся различные заболевания, вызванные вредными макро- и микроорганизмами или нарушением деления клеток. Сюда же относится нарушение обмена веществ. Особенно опасным является воздействие болезней беременной матери на эмбрион.

    Физические факторы, наносящие вред организму — это различного рода ионизирующие облучения, чрезмерное воздействие ультрафиолетовых лучей, шумы, вибрации и др.

    К химическим факторам относятся вредные химические соединения: тяжелые металлы, фенолы, бензапирен, а также некоторые лекарственные средства, алкоголь, никотин и наркотики.

    Особый вред на развитие эмбриона оказывает употребление его матерью алкоголя, наркотиков, никотина, угнетающих клеточное дыхание. Злоупотребление этими веществами часто приводит к необратимым нарушениям у эмбриона, а в некоторых случаях даже к летальному исходу.

    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: