Что такое гомология зародышевых листков
что такое гомология зародышевых листков?
Деление клеток — биологический процесс, лежащий в основе размножения и индивидуального развития организмов. Общность процессов митотического деления клетки у эукариот. Митотический цикл. Подготовка клетки к делению, удвоение молекул ДНК. Фазы митоза, их характеристика. Биологический смысл митоза. Индивидуальность хромосом, их строение. Гаплоидный и диплоидный наборы хромосом. Состояние хромосом в неделящемся ядре. Видовое постоянство числа хромосом. Непрерывность и преемственность хромосом. Постоянство количества ДНК в ядре. Амитоз как форма деления интерфазного ядра, не сопровождающаяся равномерным распределением наследственного материала.
Индивидуальное развитие организмов на примере животных: определение, этапы. Периоды эмбрионального развития, их характеристика. Дробление. Стадия бластулы. Гаструляция. Стадия гаструлы. Зародышевые листки и их производные. Гомология зародышевых листков как свидетельство единства происхождения животных. Закладка систем органов. Постэмбриональное развитие: типы, примеры. Прямое и непрямое развитие, примеры. Вредные факторы, влияющие на развитие организма человека.
Генетика — наука о закономерностях наследственности и изменчивости. Значение генетики. Виды наследственности: хромосомная, цитоплазматическая; их характеристика, примеры. Ген — структурная и функциональная единица наследственности. Генотип и фенотип.
Генетика пола. Генотипическое определение пола. Половые хромосомы и аутосомы. Гомогаметный и гетерогаметный пол. Сцепленное с полом наследование. Опыты Т. Моргана по изучению наследования признаков, сцепленных с полом, цитологические основы. Примеры сцепленного с полом наследования признаков у человека.
Закономерности изменчивости. Роль генотипа и условий внешней среды в формировании фенотипа. Изменчивость и ее формы. Изменчивость признаков, не связанная с изменением генотипа, ее значение в эволюции. Норма реакции. Статистические закономерности модификационной изменчивости. Вариационный ряд и вариационная кривая, методы определения средней величины вариационного ряда. Генотипическая изменчивость: комбинации и мутации, значение в эволюции. Геномные, хромосомные и генные мутации. Классификация мутаций в зависимости от причин возникновения, видов клеток, значения для организма. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н. И. Вавилова. Мутагенные факторы. Экспериментальное получение мутаций. Мутации как материал для искусственного и естественного отбора. Загрязнение природной среды мутагенами и его последствия.
Стадии развития зародыша
Вопрос 2.
В процессе дробления клетки делятся путем митоза. Митотическое деление при дроблении значительно отличается от размножения клеток взрослого организма: митотический цикл очень короткий, клетки не дифференцируются — в них не используется наследственная информация. Кроме этого, при дроблении цитоплазма клеток не перемешивается и не перемещается; отсутствует рост клеток.
Рис. 2.Типы яиц и соответствующие им типы дробления
Независимо от особенностей дробления оплодотворенных яйцеклеток у разных животных, обусловленных различиями в количестве и характере распределения желтка в цитоплазме, этому периоду эмбрионального развития свойственны следующие общие черты.
1. В результате дробления образуется многоклеточный зародыш — бластула и накапливается клеточный материал для дальнейшего развития.
2. Все клетки в бластуле имеют диплоидный набор хромосом, одинаковы по строению и отличаются друг от друга главным образом по количеству желтка, т. е. клетки бластулы не дифференцированы.
3. Характерная особенность дробления — очень короткий митотический цикл по сравнению с его продолжительностью у взрослых животных.
4. В период дробления интенсивно синтезируются ДНК и белки и отсутствует синтез РНК. Генетическая информация, содержащаяся в ядрах бластомеров, не используется.
5. Во время дробления цитоплазма не перемещается.
Вопрос 4.
Зародышевые листки — это отдельные пласты клеток, занимающие определенное положение в зародыше и дающие начало соответствующим тканям и органам. Они гомологичны у всех животных, т. е. вне зависимости от систематического положения животного дают развитие одним и тем же органам и тканям. Гомология зародышевых листков подавляющего большинства животных — одно из доказательств единства животного мира. Зародышевые листки образуются в результате Дифференциации сходных между собой сравнительно однородных клеток бластулы.
Вопрос 5.
Дифференцировка клеток – это процесс, в результате которого клетка становится специализированной, то есть приобретает химические, морфологические и функциональные особенности. Примером может служить дифференцировка клеток эпидермиса кожи человека, при которой в клетках, перемещающихся из базального в шиповатый и затем в другие, более поверхностные слои, происходит накопление кератогиалина, превращающегося в клетках блестящего слоя в элеидин, а затем в роговом слое – в кератин. При этом изменяется форма клеток, строение клеточных мембран и набор органоидов. Дифференцируется не одна клетка, а группа сходных клеток. В организме человека насчитывается около 100 различных типов клеток. Фибробласты синтезируют коллаген, миобласты – миозин, клетки эпителия пищеварительного тракта пепсин и трипсин и т.д.
Первые химические и морфологические различия между клетками обнаруживаются во время гаструляции. Процесс, в результате которого отдельные ткани в ходе дифференцировки приобретают характерный для них вид, называется гистогенезом. Дифференцировка клеток, гистогенез и органогенез совершаются в совокупности, причем в определенных участках зародыша и в определенное время. Это очень важно, потому что указывает на координированность и интегрированность эмбрионального развития. Возникает вопрос, каким образом клетки, обладающие одинаковым генотипом, дифференцируются и участвуют в гисто- и органогенезе в необходимых местах и в определенные сроки соответственно целостному “образу” данного вида организма. В настоящее время общепризнанной точкой зрения является точка зрения Т. Моргана, который опираясь на хромосомную теорию наследственности, предположил, что дифференцировка клеток в процессе онтогенеза является результатом последовательных реципрокных (взаимных) влияний цитоплазмы и меняющихся продуктов активности ядерных генов. Прозвучала идея о дифференциальной экспрессии генов как основного механизма цитодифференцировки.
В настоящее время собрано много доказательств того, что в большинстве случаев соматические клетки организмов несут полный диплоидный набор хромосом, а генетические потенции ядер соматических клеток также полностью сохраняются, т.е. гены не утрачивают потенциальной функциональной активности. Проведенные цитогенетическим методом исследования кариотипов различных соматических клеток показали почти полную их идентичность. Цитофотометрическим способом установлено, что количество ДНК в них не уменьшается, а методом молекулярной гибридизации показано, что клетки разных тканей идентичны по нуклеотидным последовательностям.
Наследственный материал соматических клеток способен сохраняться полноценным не только в количественном, но и в функциональном отношении. Следовательно, цитодифференцировка не является следствием недостаточности наследственного материала. Главная идея заключается в избирательной проявляемости генов в признак, т.е. в дифференциальной экспрессии генов.
Экспрессия гена в признак – сложный этапный процесс, который изучается в основном по продуктам активности гена, с помощью электронного микроскопа или по результатам развития особи.
Вопрос 6.
У разных видов животных одни и те же зародышевые листки дают одни и те же органы и ткани. Это значит, что зародышевые листки гомологичны. Гомология зародышевых листков подавляющего большинства животных — одно из доказательств единства животного мира.
1. Закончите предложение.
Наука, изучающая индивидуальное развитие организмов на стадии зародыша, называется эмбриология.
2. Дайте определение онтогенеза.
Онтогенез – это весь период жизни особи – с момента слияния сперматозоида с яйцом и образования зиготы о гибели организма.
3. Назовите два периода онтогенеза и укажите событие, их разграничивающее.
1. Эмбриональный, далее выход из яйцевых оболочек.
2. Постэмбриональный.
4. Перед вами неполный список стадий эмбрионального периода. Впишите недостающие стадии.
Зигота, дробление, гаструляция, органогенез.
5. Охарактеризуйте особенности дробления яйцеклетки птиц по сравнению с яйцеклетками ланцетника и лягушки.
В яйцеклетках ланцетника и лягушки содержится мало желтка, дробление полное, то есть, яйцеклетка делится целиком. Яйцеклетки птиц содержит много желтка, происходит дробление только свободного от желтка участка цитоплазмы, при котором образуется зародышевый диск, такое дробление является неполным.
6. Перечислите наиболее характерные черты, являющиеся общими для процесса дробления яйцеклеток всех видов животных.
1. Общий объем клеток на стадии бластулы не превышает объема зиготы.
2. Все клетки в бластуле неспециализированные.
3. Чрезвычайно короткий митотический цикл бластомеров по сравнению с клетками взрослого организма.
7. Обозначьте на рисунке части бластулы.
8. Кратко опишите важнейшие преобразования, происходящие с зародышем на стадии гаструлы, и укажите, какое значение они имеют для дальнейшего развития.
На стадии гаструлы происходит закладка органов в зародыше, которая происходит из 3 зародышевых листков:
среднего (мезодермы),
наружного (эктодермы)
внутреннего (энтодермы).
Сущность гаструляции заключается в перемещении клеточных масс.
На данной стадии происходит дифференцировка клеток зародыша.
Каждый зародышевый листок дает начало «своим» клеткам и органам (гомология).
Без гаструляции зародыш перестанет развиваться, не выживет.
9. Подпишите недостающие обозначения на рисунке.
10. Закончите предложение.
Процесс возникновения и нарастания структурных и функциональных различий между отдельными клетками и частями эмбриона называется дифференцировка.
11. Ответьте, в чем заключается сущность процесса клеточной дифференцировки с биохимической точки зрения, и вкратце охарактеризуйте его ведущий механизм.
С биохимической точки зрения специализация клеток заключается в их способности синтезировать определенные белки, свойственные только данному типу клеток. Биохимическая специализация клеток обеспечивается избирательной активностью генов, то есть в клетках зародышевых листков – зачатков определенных органов и систем – начинают функционировать разные группы генов.
12. Перечислите основные зародышевые листки и их производные. Заполните таблицу.
13. Укажите, какое важное доказательство единства животного мира было получено при изучении стадии гаструляции.
Гомология зародышевых листков подавляющего большинства животных – одно из доказательств единства животного мира.
14. На рисунке изображен зародыш ланцетника в стадии органогенеза. Назовите указанные структуры. Сделайте подписи на рисунке.
15. Установите соответствие между зародышевым листком и его производными.
А. эктодерма
Б. энтодерма
В. мезодерма
1. почки и половые железы
2. соединительные ткани
3. кровеносная система
4. нервная система
5. эпителий кишки
6. печень и поджелудочная железа
7. мышечная ткань
8. органы чувств
9. эпителий кожи
10. эпителий жабр и легких.
А: 4, 8, 9
Б: 5, 6, 10
В: 1, 2, 3, 7.
Что такое зародышевые листки?
Задание №8 на ЕГЭ по биологии традиционно вызывает значительные затруднения у участников экзамена. Оно относится к повышенному уровню сложности и проверяет знания по разделу «Организм как биологическая система». В одной из линий это задание посвящается теме «Зародышевые листки» и требует не только теоретический знаний, но и умения работать с рисунками. Сегодня мы узнаем, как правильно отвечать на него и не запутаться при определении органов и тканей, которые образуются из зародышевых листков.
Что такое зародышевые листки?
Оплодотворенная яйцеклетка вначале делится на две клетки, которые, в свою очередь, делятся еще на две клетки и так далее до седьмого деления, когда образуется 128 клеток, образующих бластулу с бластоцелью — полостью внутри зародыша, окруженной бластодермой.
На следующем этапе формируются зародышевые листки, из которых затем разовьются специализированные органы и ткани организма. Эти слои носят следующие названия:
Как различать зародышевые листки и их функции?
Названия зародышевых листков похожи, поэтому их часто путают, вследствие чего возникают ошибки при определении тканей или органов, образующихся из конкретного пласта. Чтобы запомнить их «расположение», можно воспользоваться аналогиями из других наук или сфер человеческой деятельности:
Есть и более простой метод распознавания зародышевых листков — алфавитный. Начинаем изучать слова «снаружи» и выясняем, что вторая буква в слове «эКтодерма» — «К». За ней идет буква «М» от «Мезодермы» и только потом буква «Н» от «эНтодермы». Точно в алфавитном порядке снаружи внутрь.
Примеры задания №8 из ЕГЭ
Освоим теорию, вы сможете без труда разобраться с практикой. В демоверсии 2021 года задание №8 посвящается определению соответствия между зародышевыми листками и структурами. В условии дан рисунок, на котором обозначены номера (не названия, что затрудняет запоминание) зародышевых листков. Участнику ЕГЭ по биологии нужно определить, какая структура формируется из какого пласта и занести соответствующий номер в строку ответа.
В нашем примере на рисунке обозначены: №1 — внешний (эктодерма) и №2 — средний (мезодерма) листки. Вспомнив, что из наружного листка образуются наружные структуры, мы можем сделать вывод, что к №1 относятся:
Остальные структуры относятся к №2 — то есть к мезодерме, которая «отвечает» за формирование «средних» тканей, соединительных, мышечных, а также сердечно-сосудистой (включая кровь), мочевыделительной, половой системы, скелета и почек. В результате варианты Б, В и Г необходимо отнести к мезодерме. Теперь вы знаете, как различать зародышевые листки и какие структуры из них образуются, поэтому можете без труда ответить на тематическое задание №8 и из ЕГЭ 2021 по биологии, получив 2 балла в свою «копилку».
Структуры и зародышевые листки: решаем ЕГЭ по биологии
Людмила Микушева
В ЕГЭ по биологии часто упоминаются cтруктуры и зародышевые листки. Что это такое? Какую информацию об необходимо помнить, чтобы ответить на эти вопросы без труда? Давайте разбираться!
Хотите круто подготовиться к экзаменам? Записывайтесь на бесплатный пробный урок в MAXIMUM! Вы узнаете всю структуру ЕГЭ-2021, разберете сложные задания из первой части, получите полезные рекомендации и узнаете, как устроена подготовка к ЕГЭ в MAXIMUM.
Теоретическая часть
После того, как сперматозоид оплодотворяет яйцеклетку, их генетическая информация сливается и образуется диплоидная зигота. После этого события клетка начинает многократно делиться и со временем образует трехслойную нейрулу. Вот эти слои и называются зародышевыми листками.
Есть простой способ запомнить расположение листков. Эктодерма – наружный слой, а энтодерма — внутренний. Буква «к» в алфавите идет раньше, чем буква «н», поэтому эктодерма находится с наружной стороны зародыша. Мезодерма — средний зародышевый листок и, так уж вышло, что буква «м» находится между «к» и «н».
Есть еще один способ для тех, кто хорошо понимает химию: можно вспомнить экзотермические и эндотермические химические реакции. При экзотермических реакциях энергия выделяется наружу (от латинского «экзо»- наружу), а при эндотермических энергия поглощается внутрь (от «эндо» — внутрь). А мезодерма – это листок, который находится между эктодермой и энтодермой.
После того, как мы вспомнили, где именно расположен каждый из зародышевых листков, важно осознать какие ткани, органы и системы органов образуются из каждого из них.
Что формируется из эктодермы?
Лайфхак для запоминания. Вы можете потрогать свой глаз? Или почувствуете ли прикосновение к нервным окончаниям на коже? А потрогать кожу или волосы? Да. Проведите параллель, эктодерма – наружный слой и то, к чему вы можете прикоснуться, в основном, закладывается из эктодермы.
Что формируется из энтодермы?
Лайфхак для запоминания. Эти системы органов мы называем внутренними органами. Энтодерма – внутренний слой и из нее образуются внутренние органы.
Что формируется из мезодермы?
Лайфхак для запоминания. Все эти структуры состоят из мышечной и соединительной ткани, именно эти типы ткани закладываются из мезодермы.
Структуры и зародышевые листки: практическая часть
Давайте решим задания, где упоминаются cтруктуры и зародышевые листки. Обращаю ваше внимание, что эта тема встречается в заданиях на 2 и на 3 балла.
Пример 1. Установите соответствие между структурой организма человека и зародышевым листком, из которого она сформировалась.
| СТРУКТУРА ОРГАНИЗМА | ЗАРОДЫШЕВЫЙ ЛИСТОК |
| A) болевые рецепторы Б) волосы B) лимфа Г) кровь Д) ногтевые пластинки | 1) мезодерма 2) эктодерма |
Теперь, после обсуждения теоретического материала, это задание не кажется нам сложным. Эктодерма — наружный зародышевый листок, из него образуются те структуры, которые мы можем «потрогать». То есть, из перечисленных здесь вариантов – это болевые рецепторы, волосы и ногтевые пластинки. Мезодерма – средний зародышевый листок, из нее закладывается соединительная и мышечная ткань. Кровь и лимфа образованы соединительной тканью и образуются из мезодермы.
Ответ: 22112
Пример 2. Назовите зародышевый листок позвоночного животного, обозначенный на рисунке цифрой 2. Какие типы тканей и системы органов формируются из него?
Рисунок, похожий на этот, мы сегодня уже рассматривали. Цифрой 2 отмечен зародышевый листок, который находится между двумя другими, а значит – мезодерма. Из мезодермы образуются соединительная и мышечная ткань, сердечно-сосудистая и опорно-двигательная системы.
Желаем удачи! Если хотите быстро и эффективно подготовиться к ЕГЭ по биологии, обратите внимание на наши курсы, почитайте отзывы о них. И следите за блогом, чтобы не пропустить разборы других заданий!