От момента образования зиготы и до выхода зародыша из яйцевых оболочек длится эмбриональный период развития.
Дробление зиготы
После того, как произошло оплодотворение — слияние сперматозоида и яйцеклетки, образовавшаяся зигота начинает интенсивно делиться.
Ее множественные митотические деления называют дроблением.
Важная особенность дробления в том, что не происходит увеличение в размере зародыша: клетки дробятся (делятся) настолько
быстро, что не успевают накопить цитоплазматическую массу. Дробление зиготы человека является полным неравномерным
асинхронным.
В результате дробления образуется морула. Морула (лат. morum — ягода тутового дерева) — стадия эмбрионального развития на этапе дробления, когда зародыш представляет собой компактную совокупность клеток (без полости внутри).
Бластуляция
Бластуляция — заключительный период дробления, в который зародыш называется бластулой.
После очередных этапов многократного деления образуется однослойный зародыш с полостью внутри — бластула (греч. blastos — зачаток).
Стенки бластулы состоят из бластомеров, которые окружают центральную полость — бластоцель (греч. koilos — полый).
Соединяясь друг с другом, бластомеры образуют бластодерму из одного слоя клеток.
Гаструляция (греч. gaster — желудок, чрево)
Гаструляцией называют стадию эмбрионального развития, в ходе которой клетки, возникшие в результате дробления зиготы,
формируют три зародышевых листка: эктодерму, мезодерму и энтодерму.
Стенка бластулы начинает впячиваться внутрь — происходит инвагинация стенки. По итогу такого впячивания зародыш
становится двухслойным. Двухслойный зародыш называется — гаструла. Полость гаструлы называется гастроцель (полость первичной кишки), а отверстие, соединяющее
гастроцель и внешнюю среду — первичный рот (бластопор).
У первичноротых животных на месте первичного рта (бластопора) образуется ротовое отверстие. К первичноротым относятся:
кишечнополостные, плоские, круглые и кольчатые черви, моллюски, членистоногие.
У вторичноротых на месте бластопора формируется анальное отверстие, а ротовое отверстие образуется на противоположном
полюсе. К вторичноротым относят хордовых и иглокожих (морских звезд, морских ежей).
При впячивании части бластулы (инвагинации) клетки бластодермы мигрируют внутрь и становятся энтодермой (греч. entós — внутренний). Оставшаяся
часть бластодермы снаружи называется эктодермой (греч. ἔκτος — наружный).
Между энто- и эктодермой из группы клеток формируется третий зародышевый листок — мезодерма (греч. μέσος — средний).
Нейрула
Эта стадия следует за гаструлой. Ранняя нейрула представляет собой трехслойный зародыш, состоящий из энто-, экто- и мезодермы. На этапе
нейрулы происходит закладка отдельных органов.
Важно отметить, что на стадии нейрулы происходит процесс нейруляции — закладывание нервной трубки. Нервная пластинка, образовавшаяся
на ранних этапах, прогибается внутрь, при этом ее края сближаются и, замыкаясь, формируют нервную трубку.
Итак, как уже было сказано, на стадии нейрулы закладываются отдельные органы. Эктодерма образует покровный эпителий и нервную пластинку,
мезодерма (из которой в дальнейшем появятся все соединительные ткани), энтодерма — окружает полость первичной кишки (гастроцель), образуя кишечник. От энтодермы отшнуровывается хорда.
Все три зародышевых листка требуют нашего особого внимания, а также понимания того, какие органы и структуры из них образуются.
Эктодерма (греч. ἔκτος — наружный) — наружный зародышевый листок, образует головной и спинной мозг, органы чувств, периферические нервы, эпителий кожи, эмаль зубов, эпителий ротовой полости, эпителий промежуточного и анального отделов прямой кишки, гипофиз, гипоталамус.
Мезодерма (греч. μέσος — средний) — средний зародышевый листок, образует соединительные ткани: кровеносную и лимфатическую системы, костную и хрящевую ткань, мышечные ткани, дентин и цемент зубов, а также выделительную (почки) и половую системы (семенники, яичники).
Энтодерма (греч. entós — «внутренний») — внутренний зародышевый листок, образует эпителий пищевода, желудка, кишечника, трахеи, бронхов, легких, желчного пузыря, мочевого пузыря и мочеиспускательного канала, печень и поджелудочную
железу, щитовидную и паращитовидную железы.
Из зародышевых листков образуются ткани, органы и системы органов. Такой процесс называется органогенезом. В период закладки органов важное значение имеет воздержание матери от вредных привычек (алкоголь, курение), которые могут нарушить процесс дифференцировки клеток и привести к тяжелейшим аномалиям, уродствам плода.
Некоторые лекарства также могут оказывать на плод тератогенный эффект (греч. τέρας — чудовище, урод), приводя к развитию уродств.
Периоды закладки органов и систем органов вследствие их большой важности носят название критических периодов эмбриогенеза.
Анамнии и амниоты
Анамнии, или низшие позвоночные — группа животных, не имеющая зародышевых оболочек (зародышевого органа — аллантоиса и амниона).
Анамнии проводят большую часть жизни в воде, без которой невозможно их размножение.
К анамниям относятся рыбы, земноводные.
Амниоты — группа высших позвоночных, характеризующаяся наличием зародышевых оболочек. К амниотам относятся пресмыкающиеся, птицы
и млекопитающие.
Зародышевый орган, аллантоис, является органом дыхания и выделения.
За счет особых оболочек, развивающихся в ходе эмбрионального развития, амниона и серозы, у амниот формируется амниотическая полость.
В ней находится зародыш, окруженный околоплодными водами. Благодаря такому гениальному устройству, амниотам для размножения и
развития более не нужно постоянное нахождение в водоеме, они «обрели независимость» от него.
Развитие плода происходит в мышечном органе — матке, которая, сокращаясь во время родов, стимулирует изгнание плода через
родовые пути. Питание осуществляется через плаценту — «детское место» — орган, который с одной стороны омывается кровью
матери, а с другой — кровью плода. Через плаценту происходит транспорт питательных веществ и газообмен.
Соединяет плаценту и плод особый орган — пуповина, внутри которой проходят артерии, вены.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Провизорные органы эмбриона человека
Скачать
Эмбрион млекопитающих строение ЕГЭ
Провизорные органы эмбриона человека
Скачать
Строение зародышевых оболочек
Скачать
Схема развития зародышевых оболочек
Скачать
Зародышевые оболочки хорион
Скачать
Эмбрион в зародышевых оболочках
Скачать
Оболочки зародыша хорион и амнион
Скачать
Зародышевые листки ЕГЭ биология
Скачать
Строение зародышевых листков эмбриона
Скачать
Строение зародыша ЕГЭ
Амнион и хорион зародыша
Скачать
Зародышевые оболочки амниот
Скачать
Амнион и хорион зародыша
Строение зародышевых оболочек амниот
Скачать
Амнион хорион аллантоис
Скачать
Эмбрион схема ЕГЭ
Эмбрион млекопитающих строение ЕГЭ
Скачать
Структуры и зародышевые листки эмбриона ланцетника
Скачать
Строение яйца амниот
Скачать
Аллантоис анамнии
Скачать
Зародышевые оболочки амнион и хорион
Скачать
Структуры эмбриона млекопитающих
Скачать
Амнион хорион аллантоис желточный мешок
Скачать
Схема плодных оболочек КРС
Амнион хорион аллантоис ЕГЭ
Скачать
Провизорные органы эмбриона человека
Скачать
Схема стадий развития ланцетника
Скачать
Строение яйца рептилий хорион
Зигота бластомеры бластула
Скачать
Амнион хорион аллантоис желточный мешок
Скачать
Строение хориона млекопитающих
Скачать
Амнион хорион аллантоис у человека
Скачать
Схема зародышевых оболочек амниот
Скачать
Строение зародыша эмбриона
Этапы эмбрионального развития схема
Хорион амнион желточный мешок
Скачать
Строение зародыша эмбриогенез
Скачать
Эмбриогенез гаструла бластула
Скачать
Амнион хорион аллантоис
Скачать
Строение яйца хорион амнион
Скачать
Схема развития зародышевых оболочек амниот
Скачать
Строение зародышевых оболочек амниот
Скачать
Провизорные органы эмбриона человека
Скачать
Зародышевые оболочки амнион хорион и аллантоис
Скачать
Бластоциста эмбриобласт
Скачать
Строение яйца птицы с зародышем
Скачать
Эмбриональные оболочки амниот
Скачать
Плацента и плодные оболочки
Используя рисунок процесса полового размножения хламидомонады, объясните, в чем сущность полового размножения и каково его отличие от бесполого. В результате какого процесса образуются гаметы, в чем их особенность? Какой цифрой на рисунке обозначена зигота? Чем она отличается от гамет?
Спрятать пояснение
Пояснение.
1 вопрос.
Сущность полового размножения хламидомонады и каково его отличие от бесполого
Ответ: Сущность полового размножения — оно создает возможность перекомбинации наследственных признаков.
ИЛИ, В результате полового размножения происходит комбинация генов двух исходных особей хламидомонад (комбинативная изменчивость)
В бесполом размножении участвуют споры, которые образовались путем митоза из материнской особи (взрослой особи). Процесс идет при благоприятных условиях. Отличие от полового размножения заключается в том, что генотип всех новых особей полностью идентичен генотипу исходной особи.
При половом размножении в материнской клетке путем митоза образуются гаметы. Гаметы, сливаясь, образуют диплоидную зиготу. Процесс идет при неблагоприятных условиях.
2 вопрос.
В результате какого процесса образуются гаметы, в чем их особенность?
Ответ: При неблагоприятных условиях у разных особей хламидомонады митозом образуются половые гаплоидные клетки.
Они похожи на зооспоры (но количество их значительно больше: 32 либо 64 в одной клетке). Гаметы способны попарно сливаться (после созревания гаметы выходят из материнской клетки и сливаются попарно, образуя зиготу).
3 вопрос.
Какой цифрой на рисунке обозначена зигота? Чем она отличается от гамет?
Ответ: Зигота отмечена цифрой 6
Гамета – гаплоидна. Зигота – диплоидна.
(Примечание. Зигота — единственная диплоидная стадия развития хламидомонады; в отличие от материнской особи, гамет и спор, дающих начало новым особям, она диплоидна).
Примечание.
Критерии, которые были заложены в сборник «Типовые тестовые задания по биологии под редакцией Калиновой Г. С., 2017 год
1) При неблагоприятных условиях у разных особей хламидомонады митозом образуются половые гаплоидные клетки, которые, сливаясь, образуют диплоидную зиготу. Это процесс полового размножения.
2) Зигота делится мейозом, образуются четыре гаплоидные споры. Это бесполое размножение.
3) Зигота обозначена на рисунке цифрой 6. В отличие от гаплоидных спор, дающих начало новым особям, она диплоидна.
Спрятать критерии
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
---|---|
Ответ включает все названные выше элементы, не содержит биологических ошибок | 3 |
Ответ включает 2 из названных выше элементов и не содержит биологических ошибок, ИЛИ ответ включает 3 названные выше элемента, но содержит негрубые биологические ошибки | 2 |
Ответ включает 1 из названных выше элементов и не содержит биологических ошибок, ИЛИ ответ включает 2 из названных выше элементов, но содержит негрубые биологические ошибки | 1 |
Ответ неправильный | 0 |
Максимальный балл | 3 |
Структуры и зародышевые листки: решаем ЕГЭ по биологии
26.03.2020
37460
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?
- нервная система – нервная ткань, которая образует головной и спинной мозг, нервы и некоторые клетки разных анализаторов (например, хрусталик глаза).
- эпителий и его производные (кожа, ногти, когти, рога), а также кожные железы. Все эти структуры образованы эпителиальной тканью.
- зубная эмаль
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?
- пищеварительная система
- дыхательная система
- выделительная система
- эндокринные железы
Лайфхак для запоминания. Эти системы органов мы называем внутренними органами. Энтодерма – внутренний слой и из нее образуются внутренние органы.
Что формируется из мезодермы?
- мышцы
- скелет – хрящи и кости
- почки
- сердечно – сосудистая система –
сердце, сосуды и клетки крови - половая система — семенники и яичники
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!
Лайфхаки экзамена
К рубрике
Индивидуальное развитие организма, или онтогенез, − это совокупность последовательных морфологических, физиологических и биохимических преобразований, претерпеваемых организмом от момента его зарождения до смерти. В онтогенезе происходит реализация наследственной информации, полученной организмом от родителей.
В онтогенезе выделяют два основных периода: эмбриональный и постэмбриональный. В эмбриональном периоде у животных формируется эмбрион, у которого закладываются основные системы органов. В постэмбриональном периоде завершаются формообразовательные процессы, происходит половое созревание, размножение, старение и смерть.
Эмбриональный период
Эмбриональный период начинается с образования зиготы и заканчивается рождением или выходом из яйцевых или зародышевых оболочек молодой особи. Он состоит из трех этапов: дробления, гаструляции и органогенеза.
Начальный этап развития оплодотворенного яйца носит название дробления. Через несколько минут или несколько часов (у разных видов по-разному) после внедрения сперматозоида в яйцеклетку образовавшаяся зигота начинает делиться митозом на клетки, называемые бластомерами. Этот процесс получил название дробления, так как в ходе него число бластомеров увеличивается в геометрической прогрессии, но они не вырастают до размеров исходной клетки, а с каждым делением становятся мельче. Бластомеры, образующиеся при дроблении, представляют собой ранние зародышевые клетки. Во время дробления митозы следуют один за другим, и к концу периода весь зародыш практически не отличается по размерам от зиготы.
Тип дробления яйца зависит от количества желтка и характера его распределения. Различают полное и неполное дробление. В бедных желтком яйцах наблюдается равномерное дробление. Полному дроблению подвергаются зиготы ланцетника и млекопитающих, так как они содержат мало желтка, и он распределен относительно равномерно.
В яйцах, богатых желтком, дробление может быть полным (равномерным и неравномерным) и неполным. Бластомеры одного полюса из-за обилия желтка всегда отстают в темпе дробления от бластомеров другого полюса. Полное, но неравномерное дробление характерно для амфибий. У рыб и птиц дробится лишь часть яйца, расположенная на одном из полюсов; происходит неполное дробление. Часть желтка остается вне бластомеров, которые располагаются на желтке в виде диска.
Рассмотрим более подробно дробление зиготы ланцетника. Дробление охватывает всю зиготу. Борозды первого и второго дробления проходят через полюса зиготы во взаимно перпендикулярных направлениях, в результате чего образуется зародыш, состоящий из четырех бластомеров (Рисунок 1).
Последующие дробления проходят попеременно в продольном и поперечном направлениях. На стадии 32 бластомеров зародыш напоминает ягоду шелковицы или малины. Он называется морулой.
При дальнейшем дроблении (примерно на стадии 128 бластомеров) зародыш расширяется, и клетки, располагаясь однослойно, образуют полый шар. Эта стадия называется бластулой. Стенка однослойного зародыша называется бластодермой, а находящаяся внутри полость — бластоцелью (первичной полостью тела).
Рисунок 1. Начальные стадии развития ланцетника: а — дробление (стадия двух, четырех, восьми, шестнадцати бластомеров); б — бластула; в — гаструляция; г — схематический поперечный разрез через зародыш ланцетника: 1 — эктодерма; 2 — вегетативный полюс бластулы; 3 — энтодерма; 4 — бластоцель; 5 — рот гаструлы (бластопор); 6,7 — спинная и брюшная губы бластопора; 8 — образование нервной трубки; 9 — образование хорды; 10 — образование мезодермы.
Следующий этап эмбрионального развития — образование двуслойного зародыша — гаструляция. После того как бластула ланцетника полностью сформировалась, дальнейшее дробление клеток особенно интенсивно происходит на одном из полюсов. Вследствие этого они как бы втягиваются (впячиваются) внутрь. В результате образуется двуслойный зародыш. На этой стадии зародыш похож на чашу и называется гаструлой. Наружный слой клеток гаструлы называется эктодермой, или наружным зародышевым листком, а внутренний слой, выстилающий полость гаструлы — гастральную полость (полость первичного кишечника), носит название энтодермы, или внутреннего зародышевого листка. Полость гаструлы, или первичный кишечник, превращается у большинства животных на дальнейших этапах развития в пищеварительный тракт и открывается наружу первичным ртом, или бластопором. У червей, моллюсков и членистоногих бластопор превращается в рот взрослого организма. Поэтому их называют первичноротыми. У иглокожих и хордовых рот прорывается на противоположной стороне, а бластопор превращается в заднепроходное отверстие. Их называют вторичноротыми.
На стадии двух зародышевых листков заканчивается развитие губок и кишечнополостных. У всех остальных животных образуется третий — средний зародышевый листок, расположенный между эктодермой и энтодермой. Он называется мезодермой.
После гаструляции начинается следующий этап в развитии зародыша — дифференцировка зародышевых листков и закладка органов (органогенез). Вначале происходит формирование осевых органов — нервной системы, хорды и пищеварительной трубки. Стадия, на которой осуществляется закладка осевых органов, называется нейрулой.
Нервная система у позвоночных формируется из эктодермы в виде нервной трубки. У хордовых первоначально она имеет вид нервной пластинки. Эта пластинка растет интенсивнее всех остальных участков эктодермы и затем прогибается, образуя желобок. Края желобка смыкаются, возникает нервная трубка, которая тянется от переднего конца к заднему. На переднем конце трубки затем формируется головной мозг. Одновременно с образованием нервной трубки происходит формирование хорды. Хордальный материал энтодермы выгибается, так что хорда выделяется из общей пластинки и превращается в обособленный тяж в виде сплошного цилиндра. Нервная трубка, кишечник и хорда образуют комплекс осевых органов зародыша, который определяет двустороннюю симметрию тела. Впоследствии хорда у позвоночных животных замещается позвоночником, и только у некоторых низших позвоночных ее остатки сохраняются между позвонками даже во взрослом состоянии.
Одновременно с образованием хорды происходит обособление третьего зародышевого листка — мезодермы. Способов образования мезодермы несколько. У ланцетника, например, мезодерма, как и все основные органы, образуется вследствие усиленного деления клеток с двух сторон первичной кишки. В результате образуются два энтодермальных кармана. Эти карманы увеличиваются, заполняя собой первичную полость тела, края их отрываются от энтодермы и смыкаются между собой, образуя две трубки, состоящие из отдельных сегментов, или сомитов. Это и есть третий зародышевый листок — мезодерма. В середине трубок находится вторичная полость тела, или целом.
Дальнейшая дифференцировка клеток каждого зародышевого листка приводит к образованию тканей (гистогенез) и формированию органов (органогенез). Кроме нервной системы из эктодермы развивается наружный покров кожи — эпидермис, и его производные (ногти, волосы, сальные и потовые железы), эпителий рта, носа, анального отверстия, выстилка прямой кишки, эмаль зубов, воспринимающие клетки органов слуха, обоняния, зрения и т. д. (Таблица 1).
Из энтодермы развиваются эпителиальные ткани, выстилающие пищевод, желудок, кишечник, дыхательные пути, легкие или жабры, печень, поджелудочную железу, эпителий желчного и мочевого пузыря, мочеиспускательного канала, щитовидную и околощитовидную железы.
Производными мезодермы являются соединительнотканная основа кожи (дерма), вся собственно соединительная ткань, кости скелета, хрящи, кровеносная и лимфатическая системы, дентин зубов, брыжейка, почки, половые железы, мускулатура.
Таблица 1. Органы и ткани, образующиеся из зародышевых листков
Эктодерма |
Энтодерма |
Мезодерма |
Эпидермис кожи |
Хорда |
Гладкая мускулатура всех органов |
Ногти |
Эпителий желудка, пищевода, кишечника |
Скелетная мускулатура |
Волосы |
Эпителий трахеи, бронхов, лёгких |
Сердечная мышца |
Потовые железы |
Печень |
Соединительная ткань |
Вся нервная система: головной мозг, спинной мозг, ганглии, нервы |
Поджелудочная железа |
Кости |
Рецепторные клетки органов чувств |
Эпителий желчного пузыря |
Хрящи |
Хрусталик глаза |
Щитовидная и паращитовидная железа |
Дентин зубов |
Зубная эмаль |
Эпителий мочевого пузыря |
Кровь |
Эпителий мочеиспускательного канала |
Кровеносные сосуды |
|
Брыжейка |
||
Почки |
||
Семенники и яичники |
Зародыш животных развивается как единый организм, в котором все клетки, ткани и органы находятся в тесном взаимодействии. При этом один зачаток оказывает влияние на другой, в значительной мере определяя путь его развития. Кроме того, на темпы роста и развития зародыша оказывают влияние внешние и внутренние условия.
Зародышевые оболочки
Эмбриональное развитие организмов протекает по-разному у разных типов животных, но во всех случаях необходимая связь зародыша со средой обеспечивается специальными внезародышевыми органами, функционирующими временно и называемыми провизорными. Примерами таких временных органов являются желточный мешок у личинок рыб, плацента у млекопитающих.
Развитие зародышей высших позвоночных животных, в том числе и человека, на ранних стадиях развития весьма похоже на развитие ланцетника, но у них, уже начиная со стадии бластулы, наблюдается появление специальных зародышевых органов — дополнительных зародышевых оболочек (хориона, амниона и аллантоиса), обеспечивающих защиту развивающегося зародыша от высыхания и различного рода воздействий среды.
Наружная часть сферического образования, развивающегося вокруг бластулы, называется хорионом (Рисунок 2). Эта оболочка покрыта ворсинками. У плацентарных млекопитающих хорион вместе со слизистой оболочкой матки образует детское место, или плаценту, обеспечивающую связь плода с материнским организмом.
Рисунок 2. Схема зародышевых оболочек: 1 — зародыш; 2 — амнион и его полость (3), заполненная амниотической жидкостью; 4— хорион с ворсинками, образующими детское место (5); 6 — пупочный или желточный пузырь; 7 — аллантоис; 8 — пуповина.
Второй зародышевой оболочкой является амнион (лат. amnion — околозародышевый пузырь). Амнион зародыша заполнен жидкостью. Амниотическая жидкость — водный раствор белков, сахаров, минеральных солей, содержащий также гормоны. Количество этой жидкости у шестимесячного зародыша человека достигает 2 л, а к моменту родов — 1 л. Стенка амниотической оболочки — производное экто- и мезодермы.
Аллантоис (лат. alios — колбаса, oidos — вид) — третья зародышевая оболочка. Это зачаток мочевого мешка. Появляясь в виде небольшого мешковидного выроста на брюшной стенке задней кишки, он выходит через пупочное отверстие и очень быстро разрастается и охватывает амнион и желточный мешок. У различных позвоночных животных его функции различны. У пресмыкающихся и птиц в нем накапливаются продукты жизнедеятельности зародыша до вылупливания из яйца. У зародыша человека он не достигает больших размеров и исчезает на третьем месяце эмбрионального развития.
Постэмбриональное развитие
Органогенез завершается в основном к концу эмбрионального периода развития. Однако дифференцировка и усложнение органов продолжается и в постэмбриональном периоде.
После рождения или выхода из яйцевых оболочек наступает постэмбриональный, или послезародышевый, период онтогенеза. В постэмбриональном развитии можно выделить следующие периоды.
I. Ювенильный период (до полового созревания). Он протекает в зависимости от типа онтогенеза. В этом периоде различают прямое и непрямое развитие. Прямое развитие характерно для организмов с неличиночным и внутриутробным типом развития, непрямое – для организмов с личиночным типом развития.
При прямом развитии рождающийся организм имеет все органы, свойственные взрослому животному. Прямое (неличиночное) развитие характерно для рыб, пресмыкающихся и птиц, а также беспозвоночных, яйца которых богаты желтком, т. е. питательным материалом, достаточным для завершения онтогенеза. Прямое развитие осуществляется у высших млекопитающих (внутриутробный тип развития) и происходит не за счет питательных веществ яйцеклетки, а благодаря поступлению их из материнского организма. В связи с этим из тканей матери и зародыша образуются сложные провизорные органы, в первую очередь плацента.
Многим видам животных присуще непрямое развитие (развитие с превращением — метаморфозом). В этом случае эмбриональное развитие приводит к образованию личинки, которая значительно отличается по внешнему и внутреннему строению от взрослого организма, а затем куколки. Куколка, как правило, неподвижна, она не питается. Из нее развивается полностью сформировавшееся взрослое насекомое. В этом случае говорят о полном превращении (бабочки, мухи, комары, стрекозы). У насекомых с неполным превращением происходит постепенное изменение личинки, сходной со взрослым организмом, сопровождающееся линьками и увеличением размеров; стадия куколки отсутствует (кузнечик, саранча, клопы, вши, стрекозы).
Таблица 2. Насекомые с неполным и полным превращением
Насекомые с неполным превращением |
Насекомые с полным превращением |
Отряд Прямокрылые (кузнечики, сверчки, саранча, медведки) |
Отряд Сетчатокрылые (муравьиный лев, златоглазка) |
Отряд Таракановые (чёрный таракан, рыжий прусак, американский таракан) |
Отряд Жуки, или жесткокрылые (жужелицы, жуки, короеды, долгоносики) |
Отряд Богомолы (богомолы) |
Отряд Чешуекрылые, или бабочки (капустная белянка, «мёртвая голова», шелкопряд, комнатная моль, мучная моль) |
Отряд Привидениевые (палочник, листотелы) |
Отряд Двукрылые (мухи, комары, москиты, мошки) |
Отряд Термиты |
Отряд Блохи (собачья блоха) |
Отряд Стрекозы |
Отряд Перепончатокрылые (пчёлы, осы, муравьи, наездники) |
Отряд Пухоеды (собачья вошь) |
|
Отряд Вши (головная вошь, платяная вошь) |
|
Отряд Членистохоботные (цикады, листоблошки, червецы, тли) |
В подтипе позвоночных животных развитие с метаморфозом свойственно рыбам и амфибиям. Например, у лягушки из икринки развивается личинка (головастик), которая по строению, образу жизни и среде обитания резко отличается от взрослых животных. Так, у головастика имеются жабры, орган боковой линии, хвост, двухкамерное сердце, один, как у рыб, круг кровообращения. По достижении личинкой определенного уровня развития происходит ее метаморфоз, в процессе которого вырабатываются признаки взрослого организма. Так головастик превращается в лягушку. Наличие личиночной стадии в развитии земноводных обеспечивает им возможность жить в разной среде и использовать разные источники пищи: головастик живет в воде и питается растительной пищей, а лягушка ведет в основном наземный образ жизни и питается животной пищей. Такое явление наблюдается у многих насекомых. Смена среды обитания и, как следствие, смена образа жизни животного при переходе его от личиночной стадии к взрослому организму снижает интенсивность борьбы за существование внутри вида. Кроме того, у некоторых прикрепленных, малоподвижных или паразитических животных свободноплавающая личинка способствует расселению вида, расширению его ареала.
Переход функциональных систем на режим взрослого организма характеризуется интенсивным ростом органов и частей организма, установлением соответствующих пропорций тела. Выделяют два типа роста организма в процессе индивидуального развития:
1. Ограниченный, или определённый. Рост приурочен к определённым стадиям онтогенеза. Например, насекомые растут только в короткий период линек. У человека рост уже прекращается в возрасте около 15 лет. В период полового созревания наблюдается пубертатный скачок роста.
2. Неограниченный, или неопределённый. Такой тип роста наблюдается, например, у рыб, которые растут на протяжении всей жизни.
Рост, с одной стороны, контролируется генетически, а с другой, – зависит от условий, в которых протекает развитие.
II. Зрелый, или пубертатный, период. Характеризуется наибольшей самостоятельной активностью организма в окружающей среде.
III. Период старости. Старение – общебиологическая закономерность, свойственная всем живым организмам. Состояние старости в биологическом понимании достигается благодаря изменениям, составляющим содержание процесса старения. Эти изменения распространяются на все функциональные системы и обнаруживаются на любом структурно-функциональном уровне организации – будь то молекулярный, клеточный, тканевый, органный и организменный. Таким образом, биологический смысл старения заключается в том, что он делает неизбежной смерть. Смерть представляет собой универсальный механизм ограничения определённым пределом участия многоклеточных организмов в репродукции себе подобных. Без смерти не было бы смены поколений – одной из главных предпосылок эволюционного процесса.
Регенерация
Структуры организма образуются не только во время эмбриогенеза и роста организма, но и взамен утраченных участков тела. Регенерация – способность живых организмов со временем восстанавливать повреждённые ткани, а иногда и целые потерянные органы. Различают физиологическую и репаративную регенерацию.
Физиологическая регенерация – это процессы обновления функционирующих тканей и органов. Например, замена слущивающихся поверхностных слоёв кожи новыми, регенерация эпителия матки в связи с менструациями, смена перьев или шерстяного покрова.
Репаративная регенерация – процессы восстановления частей тела, происходящие после различного рода повреждений. Например, восстановление органа на месте повреждённого, образование рубца на месте кожной раны.
Размножение организмов
Размножение — это способность живых существ воспроизводить себе подобных. При этом обеспечивается непрерывность и преемственность жизни. Принято различать два основных типа размножения: бесполое и половое.
Сравнительная характеристика бесполого и полового размножения
Показатель | Способ размножения | |
бесполое | половое | |
Родители | Одна особь | Обычно две особи (разного пола) |
Потомство | Генетически точная копия родителя (клон) | Генетически отличны от обоих родителей |
Главный клеточный механизм | Митоз | Мейоз |
Время возникновения | Раньше полового | Позже бесполого |
Клеточные источники наследственной информации для развития потомка | Многоклеточные: одна или несколько соматических клеток родителя; одноклеточные: клетка- организм как целое | Родители образуют половые клетки (гаметы) |
Эволюционное значение | Обеспечивает воспроизведение большого количества идентичных особей, поддерживает наибольшую приспособленность в маломеняющихся условиях обитания, способствует стабилизирующему естественному отбору. Более выгодно в относительно постоянных условиях | Обеспечивает биологическое разнообразие видов, возможность освоения разнообразных условий обитания, увеличивает эволюционные перспективы, способствует движущему естественному отбору. Более выгодно в изменяющихся условиях |
Бесполое размножение
Основными формами бесполого размножения являются деление, спорообразование, почкование, фрагментация и вегетативное размножение. В двух первых случаях новый организм образуется из одной клетки родительской особи, в остальных — из группы клеток.
Формы бесполого размножения
Форма | Примеры | Характеристика |
Деление | Свойственна одноклеточным организмам | Самая простая форма бесполого размножения. Исходная материнская клетка делится на две или несколько более или менее одинаковых дочерних клеток. Множественное деление, когда одна материнская клетка даёт начало более чем двум дочерним клеткам, называется шизогонией. |
Споруляция | Встречается у всех растений, грибов и некоторых простейших | Размножение посредством спор. Спора — это мелкая гаплоидная клетка, покрытая защитным покровом (споровой оболочкой), позволяющим переносить действие различных неблагоприятных факторов среды. У многих растений процесс образования спор (спорогенез) осуществляется в особых мешковидных структурах — спорангиях. У многих организмов споры служат не только для размножения, но и для расселения. Споры большинства организмов неподвижны и распространяются пассивно. Но у некоторых водорослей и грибов споры имеют жгутики (зооспоры) и способны активно передвигаться. |
Почкование | Характерно для кишечнополостных | На теле материнской особи появляется небольшой вырост (почка), а затем происходит отделение (отпочкование) дочерней особи. Почкование многоклеточных организмов не следует путать с формой деления клетки одноклеточных. |
Фрагментация | Свойственна для плоских, ленточных и кольчатых червей, иглокожих | Заключается в распаде тела многоклеточного организма на две или более части, которые затем превращаются в самостоятельные особи. Фрагментация возможна благодаря регенерации — восстановлению утраченных частей тела. |
Вегетативное размножение | Характерно для многих групп растений — от водорослей до цветковых | От материнского организма отделяется достаточно хорошо дифференцированная часть (отводки, усы, корневые отпрыски, поросль) или же образуются особые структуры, специально предназначенные для вегетативного размножения (луковицы, клубни, корневища и др.). |
Клонирование | Искусственный способ размножения, не встречающийся в естественных условиях | Клон — совершенно одинаковое в генетическом отношении потомство, полученное в результате имплантации ядра соматической клетки донора в яйцеклетку. Таким образом, получают зиготу, минуя «классическое» оплодотворение. |
Половое размножение
Половое размножение характерно для подавляющего большинства живых существ. Оно складывается из 4 основных процессов:
- Гаметогенез — образование половых клеток (гамет).
- Оплодотворение — слияние гамет и образование зиготы.
- Эмбриогенез — дробление зиготы и формирование зародыша.
- Постэмбриональный период — рост и развитие организма в послезародышевый период.
Половые клетки
Гаметы — половые клетки, при слиянии которых образуется зигота, из которой развивается новая особь.
Гаметы имеют вдвое меньше хромосом, чем остальные клетки тела (соматические клетки). Они не способны делиться в отличие от большинства соматических клеток. Различают женские и мужские половые клетки. Половая принадлежность у высших форм (например, у позвоночных) определяется на генетическом уровне.
Мужские гаметы называются сперматозоидами (если они подвижны) или спермиями (если они лишены жгутикового аппарата и не способны активно передвигаться). Сперматозоиды имеют очень маленькие размеры. Они состоят из головки, шейки, средней части и хвоста.
В головке располагается ядро, содержащее ДНК. На переднем конце головки имеется акросома — видоизменённый комплекс Гольджи, который содержит литические ферменты для растворения оболочки яйцеклетки при оплодотворении. Хвост образован микротрубочками и служит для передвижения сперматозоида.
Женские гаметы называются яйцеклетками.
Они, как правило, неподвижны, имеют большие, чем сперматозоиды, размеры, хорошо развитую цитоплазму и запас питательных веществ.
Яйцеклетки разных организмов отличаются друг от друга. В зависимости от количества в яйцеклетке желтка их делят на алецитальные, олиголецитальные, мезолецитальные, полилецитальные. В зависимости от характера распределения желтка в яйцеклетке различают гомо- или изолецитальные, телолецитальные, центролецитальные яйцеклетки.
Типы яйцеклеток
Тип | Характеристика | Организмы |
Изолецитальные (гомолецитальные) | Относительно мелкие с небольшим количеством равномерно распределённого желтка. Ядро в них располагается ближе к центру | Встречаются у червей, двустворчатых и брюхоногих моллюсков, иглокожих, ланцетника |
Умеренно телолецитальные | Имеют диаметр около 1,5–2 мм и содержат среднее количество желтка, основная масса которого сосредоточена на одном из полюсов (вегетативном) На противоположном полюсе (анимальном), где желтка мало, находится ядро яйцеклетки | Характерны для осетровых рыб и земноводных |
Резко телолецитальные | Содержат очень много желтка, занимающего почти весь объём цитоплазмы яйцеклетки. На анимальном полюсе находится зародышевый диск с активной, лишённой желтка цитоплазмой. Размеры этих яиц крупные — 10–15 мм и более. | Встречаются у некоторых рыб, пресмыкающихся, птиц и яйцекладущих млекопитающих |
Центролецитальные | Характеризуются концентрацией желтка вокруг ядра, расположенного в центре, а периферические слои лишены питательных веществ | Характерны для насекомых |
Алецитальные | Практически лишены желтка, имеют микроскопически малые размеры (0,1–0,3 мм) | Характерны для плацентарных млекопитающих, в том числе и для человека |
Образование половых клеток
Процесс образования половых клеток — гаметогенез — протекает в половых железах (гонадах). У высших животных женские гаметы образуются в яичниках, мужские — в семенниках. Процесс образования сперматозоидов называют сперматогенезом, яйцеклеток — оогенезом (или овогенезом). Гаметогенез делят на несколько фаз: размножения, роста, созревания и выделяемую при сперматогенезе фазу формирования.
Фазы гаметогенеза
Стадии | Число хромосом и хроматид | Сперматогенез | Овогенез |
Размножение | 2n4c | Характеризуется многократными митотическими делениями клеток стенки семенника,приводящими к образованию многочисленных сперматогоний. Эти клетки диплоидны. Фаза размножения у мужчин начинается с наступлением половой зрелости и продолжается постоянно в течение почти всей жизни | Характеризуется многократными митотическими делениями клеток стенки яичника, приводящими к образованию многочисленных оогоний (овогоний). Эти клетки диплоидны. В женском организме размножение оогоний начинается в эмбриогенезе и завершается к 3-му году жизни. |
Рост | 2n4c | Сопровождается незначительным увеличением объёма цитоплазмы клеток, незначительным накоплением питательных веществ, необходимых для дальнейших делений, репликацией ДНК и удвоением хромосом. В фазе роста клетки получают название сперматоцитов I порядка | Сопровождается значительным увеличением объёма цитоплазмы клеток, значительным накоплением питательных веществ, необходимых для дальнейших делений, репликацией ДНК и удвоением хромосом. В фазе роста клетки получают название ооцитов (овоцитов) I порядка |
Созревание | 1n1c | В результате первого мейотического деления образуются два одинаковых сперматоцита II порядка, каждый из которых после второго деления мейоза формирует по две сперматиды.В результате фазы созревания из каждой диплоидной клетки формируются 4 гаплоидные сперматиды | Профаза первого мейотического деления осуществляется ещё в эмбриональном периоде, а остальные события мейоза продолжаются после полового созревания организма. Каждый месяц в одном из яичников половозрелой женщины созревает одна яйцеклетка. При этом завершается I деление мейоза, образуются крупный ооцит II порядка и маленькое первое полярное (направительное) тельце, которые вступают во второе деление мейоза На стадии метафазы второго мейотического деления ооцит II порядка овулирует — выходит из яичника в брюшную полость, откуда попадает в яйцевод. Дальнейшее созревание его возможно лишь после слияния со сперматозоидом. Если оплодотворения не происходит, ооцит II порядка погибает и выводится из организма. В случае оплодотворения он завершает второе мейотическое деление, образуя зрелую яйцеклетку — оотиду (овотиду) — и второе полярное тельце. Полярные тельца никакой роли в оогенезе не играют и в конце концов погибают. В результате фазы созревания из каждой диплоидной клетки формируются гаплоидные клетки: 1 оотида и 3 полярных тельца. |
Формирование | 1n1c | Из каждой сперматиды формируется сперматозоид с головкой, шейкой и хвостом. | Эта стадия отсутствует. |
Оплодотворение
Оплодотворение — это процесс слияния мужской и женской половых клеток (гамет), в результате которого образуется оплодотворённая яйцеклетка (зигота).
То есть из двух гаплоидных гамет образуется одна диплоидная клетка (зигота).
Различают наружное оплодотворение, когда половые клетки сливаются вне организма, и внутреннее, когда половые клетки сливаются внутри половых путей особи; перекрёстное оплодотворение, когда объединяются половые клетки разных особей; самооплодотворение — при слиянии гамет, продуцируемых одним и тем же организмом; моноспермию и полиспермию — в зависимости от числа сперматозоидов, оплодотворяющих одну яйцеклетку.
Для большинства видов животных, обитающих или размножающихся в воде, свойственно наружное перекрёстное оплодотворение, которое осуществляется по типу моноспермии. Подавляющее большинство наземных животных и некоторые водные виды имеют внутреннее перекрёстное оплодотворение, причём для части птиц и рептилий характерна полиспермия. Самооплодотворение встречается среди гермафродитов, да и то в исключительных случаях.
У человека процесс оплодотворения происходит в маточной трубе, куда после овуляции попадает ооцит II порядка и могут находиться многочисленные сперматозоиды. При контакте с яйцеклеткой акросома сперматозоида выделяет ферменты, разрушающие оболочки яйцеклетки и обеспечивающие проникновение сперматозоида внутрь. После проникновения сперматозоида яйцеклетка формирует на поверхности толстую непроницаемую оболочку оплодотворения, препятствующую полиспермии.
Проникновение сперматозоида стимулирует ооцит II порядка к дальнейшему делению. Он осуществляет анафазу и телофазу II мейотического деления и становится зрелым яйцом. В результате в цитоплазме яйцеклетки оказываются два гаплоидных ядра, называемых мужским и женским пронуклеусами, которые сливаются с образованием диплоидного ядра — зиготы.
У цветковых растений, кроме слияния гаплоидных гамет — одного из спермиев с яйцеклеткой и образования диплоидной зиготы, из которой развивается зародыш семени, происходит слияние второго спермия с диплоидной вторичной клеткой и образование триплоидных клеток, из которых образуется эндосперм. Этот процесс называется двойным оплодотворением.
Для некоторых групп организмов характерны типы полового размножения (без оплодотворения), один из которых называется партеногенез. Партеногенез — развитие организма из неоплодотворёной яйцеклетки. Характерен для многих общественных насекомых (муравьёв, пчёл, термитов), а также для коловраток, дафний и даже некоторых рептилий. Встречается и у растений (одуванчик).
Индивидуальное развитие организмов
Типы онтогенеза
Онтогенез — индивидуальное развитие организма от зарождения до конца жизни (смерти или нового деления). У видов, размножающихся половым путём, он начинается с оплодотворения яйцеклетки. У видов с бесполым размножением онтогенез начинается с обособления одной клетки или группы клеток материнского организма. У прокариот и одноклеточных эукариотических организмов онтогенез представляет собой, по сути, клеточный цикл, обычно завершающийся делением или гибелью клетки.
Онтогенез есть процесс реализации наследственной информации особи в определённых условиях среды.
Различают два основных типа онтогенеза: прямой и непрямой.
При прямом развитии рождающийся организм в основном сходен со взрослым, а стадия метаморфоза отсутствует.
При непрямом развитии образуется личинка, отличающаяся от взрослого организма внешним и внутренним строением, а также характером питания, способом передвижения и рядом других особенностей.
Типы онтогенеза
Тип | Характеристика | Примеры |
Непрямой (личиночный) | Наличие личинки обусловлено относительно малыми запасами желтка в яйцах этих животных, а также необходимостью смены среды обитания в ходе развития либо необходимостью расселения видов, ведущих сидячий, малоподвижный или паразитический образ жизни. Личинки живут самостоятельно, активно питаются, растут, развиваются. У них имеется ряд специальных провизорных, то есть временных, отсутствующих у взрослых форм, органов. Во взрослую особь личинка превращается в результате метаморфоза. В зависимости от особенностей метаморфоза непрямой (личиночный) тип развития может быть с неполным и с полным превращением. | Многие виды беспозвоночных и некоторые позвоночные животные: рыбы, земноводные |
с неполным превращением (метаморфозом) | Личинки постепенно утрачивают временные личиночные органы и приобретают постоянные, характерные для взрослых особей. | Кузнечики |
с полным превращением (метаморфозом) | Личинка сначала превращается в неподвижную куколку, из которой выходит взрослый организм, совершенно непохожий на личинку. | Бабочки |
Тип | Характеристика | Примеры |
Прямой неличиночный (яйцекладный) | Зародыш длительное время развивается внутри яйца. Основные жизненные функции у таких зародышей осуществляются специальными провизорными органами — зародышевыми оболочками. | У ряда беспозвоночных, а также у рыб, пресмыкающихся, птиц и некоторых млекопитающих, яйца которых богаты желтком |
Прямой внутриутробный | Все жизненные функции зародыша осуществляются через материнский организм. Для этого из тканей матери и зародыша развивается сложный провизорный орган — плацента. Завершается этот тип развития процессом деторождения. | Характерен для высших млекопитающих и человека, яйцеклетки которых почти лишены желтка |
Онтогенез многоклеточных организмов подразделяют на периоды:
- эмбриональный (развитие зародыша);
- постэмбриональный (послезародышевое развитие).
Эмбриональное развитие
Эмбриональное развитие (эмбриогенез) начинается с момента оплодотворения, представляет собой процесс преобразования зиготы в многоклеточный организм и завершается выходом из яйцевых или зародышевых оболочек (при личиночном и неличиночном типах развития) либо рождением (при внутриутробном). Эмбриогенез включает процессы дробления, гаструляции, гисто- и органогенеза.
Эмбриогенез
Этапы | Характеристика |
Дробление | Ряд последовательных митотических делений зиготы, в результате которых происходит образование бластомеров. Образовавшиеся бластомеры не увеличиваются в размерах. В процессе дробления суммарный объём зародыша не изменяется, а размеры составляющих его клеток уменьшаются. Характер дробления у разных групп организмов различен и определяется типом яйцеклетки. Различают полное дробление, когда зигота дробится целиком, и неполное, когда дробится только часть её. Полное дробление, в свою очередь, бывает равномерным, если образующиеся бластомеры примерно одинаковы по величине, и неравномерным, если они отличаются по размерам. Дробление бывает синхронным или асинхронным в зависимости от того, одновременно или нет происходит деление бластомеров. В результате ряда дроблений образуется морула, а из неё бластула, или сразу бластула. Морула — многоклеточный зародыш, состоящий из группы тесно прилегающих друг к другу клеток и напоминающий тутовую ягоду. Бластула — многоклеточный шаровидный зародыш с однослойной стенкой и полостью внутри. Бластула образуется в результате бластуляции, когда бластомеры смещаются к периферии, образуя бластодерму, образующаяся при этом внутренняя полость заполняется жидкостью и становится первичной полостью тела — бластоцелью. |
Гаструляция | Процесс образования двух- или трёхслойного зародыша — гаструлы. Она образуется в результате перемещения клеток бластодермы. Образующиеся слои называют зародышевыми листками. Наружный слой клеток называется эктодермой, внутренний — энтодермой, слой клеток между ними называется мезодермой. Каждый из зародышевых листков дает начало тем или иным органам. В ряде случаев возможно смешанное происхождение. В зависимости от типа бластулы клетки в ходе гаструляции перемещаются по-разному. Выделяют четыре основных способа гаструляции: инвагинация (впячивание), эпиболия (обрастание), иммиграция (проникновение внутрь), деламинация (расслоение), которые в чистом виде почти не встречаются, что даёт основание выделять пятый способ — смешанный (комбинированный). |
Гисто- и органогенез | Формирование тканей и органов зародыша в результате дифференцировки клеток и зародышевых листков. Дифференцировка — это процесс появления и нарастания морфологических, биохимических и функциональных различий между отдельными клетками и частями развивающегося зародыша. Процесс дифференцировки обеспечивается дифференциальной активностью генов, то есть активностью разных групп генов в различных типах клеток. Из эктодермы образуются нервная система, эпидермис кожи и его производные (роговые чешуи, перья и волосы, зубы).Из мезодермы образуются мускулатура, скелет, выделительная, половая и кровеносная системы. Из энтодермы образуются пищеварительная система и её железы (печень, поджелудочная железа), дыхательная система. |
Постэмбриональное развитие
Постэмбриональное (послезародышевое) развитие начинается с момента рождения (при внутриутробном развитии зародыша у млекопитающих) или с момента выхода организма из яйцевых оболочек и продолжается вплоть до смерти живого организма. Постэмбриональное развитие сопровождается ростом. При этом он может быть ограничен определённым сроком или длиться в течение всей жизни.
Особенности ЕГЭ по биологии
Год от года задания и требования к ответам усложняются. Причина в том, что экзамен по биологии — абитуриентский, он выявляет конкурентоспособность выпускников. Базовых знаний для него мало. Некоторые школьники сообщают учителям о желании сдавать ЕГЭ по биологии только за полгода до экзамена, а это очень недальновидно. Судя по тенденциям, даже подготовки на протяжении одиннадцатого класса скоро будет недостаточно.
Задания все чаще направлены на детализацию. Хотя выпускник должен давать лаконичные ответы, теперь многие вопросы подразумевают развернутый рассказ на ту или иную тему. К примеру, изображен человеческий мозг. На нем выделены отделы, которые нужно назвать и описать, указав особенности строения и функции. Конечно, в этом случае ученику необходимо дать подробный ответ, показать свое знание отделов головного мозга.
Из текста задания, как правило, понятно, на сколько вопросов ученик должен ответить. Но не всегда. При подготовке к экзамену рекомендуется сделать в тетради таблицу из двух столбцов и отмечать в ней знаками «+» и «-» вопросы из одного задания на которые получилось или не получилось ответить.
В этом году появились задания, которые могут показаться необычными. К примеру, на рисунке изображены скелет, отпечаток перьев и реконструкция животного, вымершего 150-147 млн лет назад. От ученика требуется по фрагменту геохронологической таблицы определить, в какой эре и в каком периоде обитал этот организм, ответить на сопутствующие вопросы. Новое задание подсказывает учителям, что в этом году очень важно проработать с учениками тему эволюции.
Темы заданий с рисунками
Действительно, можно выявить и проработать темы вопросов — они становятся известны благодаря демоверсии, экзаменам прошлых лет и учебным материалам, из которых составители ЕГЭ заимствуют формулировки. Рассмотрим подробнее примеры некоторых заданий с рисунками.
Деление клетки
- Пример 1. Показана фаза деления клетки — нужно это фазу назвать. Также необходимо указать предшествующую и будущую фазу, объяснить свой ответ.
В ЕГЭ предусмотрено много заданий, освещающих разные фазы митоза и мейоза. Ученик должен научиться определять эти фазы по рисунку, уметь различать: гомологичные или не гомологичные хромосомы участвуют в этом делении, какие из них попадают в новые клетки. Также нужно выучить отличия митоза от мейоза на каждой стадии процесса.
- Пример 2. Представлена фаза (профаза I) деления клеток. Необходимо назвать эту фазу и тип (мейоз) деления, ответ обосновать.
В данном примере нужно указать на конъюгацию и кроссинговер. Можно добавить про образование бивалентов. Также ученик должен прописать характерные признаки профазы I. Рисунки на тему митоза и мейоза встречаются в разных вариациях.
Биология. Общая биология. 11 класс. Базовый уровень. Рабочая тетрадь
Предлагаемая тетрадь — часть учебного комплекса к учебнику В.И. Сивоглазова, И.Б. Агафоновай, Е.Т. Захаровой «Биология. Общая биология. 11 класс». Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту, рекомендован Министерством образования и науки РФ, включен в Федеральные перечень учебников.
Купить
Эмбриогенез
- Пример 1. В иллюстрации представлен процесс из цикла развития ланцетника. Ученику нужно назвать этот процесс, указать его особенности и чем он завершается.
- Пример 2. На рисунке изображена стадия эмбрионального развития ланцетника. Необходимо назвать эту стадию и структуры, обозначенные цифрами, а также пояснить, из каких зародышевых листков формируются данные структуры.
Существует много вариантов заданий, связанных с эмбриональным развитием. Во втором примере цифрами могут быть обозначены и энтодерма, и эктодерма, и мезодерма, и хорда, и нервная трубка и прочее. Эмбриогенез школьникам следует знать во всех подробностях.
Гаметогенез
- Пример. Ученик должен назвать процессы, которые проиллюстрированы схемами (например, сперматогенез, овогенез, оплодотворение) и объяснить различие между конечными результатами этих процессов.
Простой и распространенный вопрос, однако он может быть представлен в усложненном виде. С такими рисунками встречаются задания и другого типа, в которых нужно определить плоидность гамет на каждой стадии эмбриогенеза или овогенеза. Ученику понадобится знание терминологии, а также понимание отличий стадии роста от стадии размножения и созревания.
Строение растений
- Пример 1. Представлен поперечный срез листа — нужно указать структуры, обозначенные цифрами, и функции некоторых из этих структур.
- Пример 2. Даны поперечные срезы стеблей — требуется назвать классы представленных растений и объяснить, по каким признакам это было определено.
- Пример 3. Изображен срез стебля. Ученик должен обозначить его внутренние структуры и их функции.
Задания по ботанике часто встречаются в учебниках и будут широко представлены на экзамене. Ученику важно знать строение растений и, кроме того, уметь письменно объяснять функции тех или иных структур (с этим наблюдаются сложности).
ЕГЭ. Биология. Большой сборник тематических заданий для подготовки к единому государственному экзамену
Вниманию учащихся и учителей предлагается новое учебное пособие, которое поможет успешно подготовиться к единому государственному экзамену по биологии. Сборник содержит вопросы, подобранные по разделам и темам, проверяемым на ЕГЭ, и включает задания разных типов и уровней сложности. В конце пособия приводятся ответы на все задания. Предлагаемые тематические задания помогут учителю организовать подготовку к единому государственному экзамену, а учащимся — самостоятельно проверить свои знания и готовность к сдаче выпускного экзамена. Книга адресована учащимся, учителям и методистам.
Купить
Отделы и классы растений
- Пример 1. Изображены два растения (например, мох кукушкин лен и хвощ полевой). От ученика требуется назвать отделы, к которым относятся эти растения и указать признаки, позволившие это определить.
- Пример 2. Представлены колос и его семя. Нужно указать, как какому отделу и классу относится изображенное растение, объяснить почему.
- Пример 3. Дан цветок класса двудольные, а также его кочан и плод в разрезе. Необходимо назвать класс и обосновать ответ, а также назвать представленные органы и указать их значения в жизни растения.
Тоже очень распространенные задания. Что касается семейств, их признаков и названий — это в заданиях не встречается, однако требует повторения. В ответах опять-таки важны нюансы: в третьем примере детям нужно указать (помимо прочего), что представлено двухлетнее растение, и что его зимовку обеспечивает кочан.
Жизненный цикл водоросли
- Пример. Изображен жизненный цикл Хламидомонады. Требуется указать названия стадий, обозначенных цифрами, а также объяснить, в результате какого деления образовались определенные клетки. Кроме того, ответит на вопрос: чем представлены гаметофит и спорофит этой зеленой водоросли?
Главная сложность задания — обозначить спорофит у Хламидомонады. Школьники плохо отличают споры от гамет. От учителя требуется доступно донести до учеников жизненный цикл растений, например, в форме такого алгоритма: у растений споры развиваются только мейозом, споры развиваются только из зиготы; у животных мейозом образуются гаметы; у растений гаметы образуются митозом. В задании на эту тему может встретиться какая угодно водоросль (спирогира, улотрикс и другие).
Органы слуха и зрения
- Пример 1. Дано изображение уха земноводного. Нужно назвать орган и его отделы, обозначенные цифрами. Далее — пояснить функции этих отделов и написать, у какого животного впервые сформировался один из отделов.
Рисунок к этому заданию редкий, его нет в учебниках. Когда учитель все-таки находит и показывает нужную иллюстрацию детям, они ее легко запоминают. Рассказ о функциях каждого отдела тоже дается ученикам легко. Следует предупредить детей, что не надо подробно рассказывать о вестибулярном аппарате, когда они расписываю функции внутреннего уха как части органа слуха.
- Пример 2. Представлено изображение глаза. Ученик должен написать, какие структуры глаза обозначены цифрами и функции этих структур.
Схематическое изображение органа зрения может сопровождать разные задания. Хотя вопросы на эту тему кажутся простыми, ученики все же допускают ошибки и неточности в ответах. Например, относят к оболочкам глаза стекловидное тело и хрусталик, не указывают, что радужная оболочка содержит пигмент, определяющий цвет глаза или что она является частью сосудистой оболочки, не относят роговицу к составу склеры. При подготовке эти нюансы лучше проговорить.
Биология. Общая биология.10-11 классы. Базовый уровень. Рабочая тетрадь
Тетрадь содержит различные творческие вопросы и задания, в том числе лабораторные работы, задачи, таблицы, схемы и рисунки, а также тестовые задания, которые помогут подготовиться к ЕГЭ.
Купить
Строение скелета
- Пример 1. На рисунке изображены кости таза и одной ноги человека. Ученик должен определить отдел скелета, обозначенный знаком вопроса (в данном случае тазовый пояс верхней конечности), указать, какими костями он образован, объяснить роль этого отдела.
На первый взгляд обычное задание. Однако таз часто ошибочно относят к свободной нижней конечности или просто к нижней конечности. Кроме того, дети не всегда дифференцирую кости таза. В прошлых ЕГЭ были очень распространены задания, включающие пояс верхних конечностей.
- Пример 2. Изображен скелет кита. Нужно указать, какие особенности строения скелета этого животного доказывают его наземное происхождение, привести доказательства. Также объяснить, с какой группой современных позвоночных животных у него проявляется сходство во внешнем строении и как называется эволюционный процесс, в результате которого сформировалось это сходство. Ответы обосновать.
Если с ответами по переднему поясу конечностей школьники справляются довольно хорошо, то с поясом задних конечностей (которые они, к тому же, часто называю нижними) дело обстоит хуже. Дети легко отмечают процесс конвергенции и указывают на сходство китообразных с рыбами, но далеко не все рассказывают о рудиментарном тазовом поясе.
Строение насекомых
- Пример 1. Изображены разные ротовые аппараты, которые нужно соотнести с кузнечиком, домовой мухой и комаром. Также от ученика требуется назвать типы этих аппаратов и объяснить, какой путь эволюции привел к образованию различных по строению ротовых аппаратов.
- Пример 2. На рисунке представлены конечности насекомых. Нужно найти среди них плавательную и бегательную, пояснить ответ, привести по одному примеру насекомых, у которых образовались такие конечности.
Эти задания в очередной раз показывают, что ЕГЭ этого года требует детализации знаний. Ученикам могут встретиться любые вопросы о строении членистоногих (в том числе паукообразных и ракообразных).
Строение кишечнополостных
- Пример. На рисунке изображена медуза аурелия. Необходимо указать особенности ее тела и органы, отмеченные цифрами. Также нужно назвать непосредственно тип животного и примеры других представителей этого типа.
В данном случае ребенку легко назвать тип животного. Но есть задания и сложнее, медуза не единственное кишечнополостное, представленное в вопросах с рисункам. Могут встретиться и гидра, и коралловые полипы.
В первой части ЕГЭ тоже есть задания с рисунками. В них часто проиллюстрированы вегетативные органы, покрытосеменные и голосеменные растения, мхи, папоротники, водоросли, отдельные органоиды клетки, схемы головного мозга и нервной системы, отделы пищеварительной системы. Среди изображений животных могут неожиданно оказаться фотографии козы, брюхоногого моллюска, паука, медузы, кольчатого червя.
При подготовке к экзамену важно использовать пособия с заданиями, максимально приближенными к вопросам ЕГЭ. Также важно приучить детей внимательно читать задания и давать подробные объяснения, если в них есть необходимость.
Обратите внимание на рабочую программу по биологии к УМК Пасечника В.В. 10-11 класс. Также замечательный материал для подготовки: рабочая программа к УМК Сонина Н.И. углубленного уровня для 10-11 классов.