Рабочая тетрадь освоения лабораторно-практических навыков по биологии. Часть III. Биология развития

23

24

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №2

ТЕМА: РЕГУЛЯЦИЯ ОНТОГЕНЕЗА. МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ДИФФЕРЕНЦИРОВКИ. КРИТИЧЕСКИЕ ПЕРИОДЫ.

РОЛЬ СРЕДЫ В РАЗВИТИИ ОРГАНИЗМА.

Цель занятия

Изучить клеточные и системные механизмы онтогенеза.

Знать генетический контроль развития.

Изучить концепции целостности онтогенеза.

Знать особенности гуморальной регуляции индивидуального развития.

Знать классификацию и характеристику врождённых пороков развития.

Выяснение конкретных клеточных и системных механизмов таких преобразований составляет основную проблему современной биологии развития. Увеличение массы тела особи, т.е. ее рост, и появление новых структур в ходе ее развития, называемое морфогенезом, нуждаются в объяснении. Рост и морфогенез подчиняются законам, которые обусловливают приуроченность конкретных процессов онтогенеза к определенно му месту зародыша и периоду эмбриогенеза. Отдельные стадии индивидуального развития отличаются также определенной скоростью протекания с характерным качественным и количественным результатом.

Биология развития изучает способы генетического контроля индивид уального развития и особенности реализации генетической программы в фенотип в зависимости от условий. Под условиями понимают различные внутриуровневые и межуровневые процессы и взаимодействия: внутриклеточные, межклеточные, тканевые, внутриорганные, организменные, популяционные, экологические. Можно сказать, что усилия исследователей в области биологии развития концентрируются вокруг стержневой проблемы генетической предопределенности и лабильности онтогенетических процессов, что в известном смысле на ином уровне познания возвращает нас к идеям неопреформизма и эпигенеза.

Не менее важными являются исследования конкретных онтогенетических механизмов роста и морфогенеэа. К ним относятся следующие процессы: пролиферация, или размножение клеток, миграция, или перемещение клеток, сортировка клеток, их запрограммированная гибель, дифференцировка клеток, контактные взаимодействия клеток (индукция и компетенция), дистантные взаимодействия клеток, тканей и органов (гуморальные и нервные механизмы интеграции).

Все эти процессы носят избирательный характер, т.е. протекают в определенных пространственно-временных рамках с определенной интенсивностью, подчиняясь принципу целостности развивающегося организма. Биология развития стремится выяснить степень и конкретные пути контроля со стороны генома и одновременно уровень автономности различных процессов в ходе онтогенеза. [ Ярыгин В.Н. том 1. 2015]

1

Вопросы для самоподготовки

1.Основные концепции в биологии развития: преформизм и эпигенез.

2.Характеристика клеточных механизмов развития:

10.Понятие критических периодов в онтогенезе человека.

11.Определение и классификация врождённых пороков развития.

2

Аудиторная работа

Задание№1. Гигантские политенные хромосомы из слюнных желез насекомых.

Изучите рис.1. и обратите внимание, что гигантские политенные хромосомы являются единственным визуальным доказательством дифференциальной активности генов в ходе цитодифференцировки.

На рисунке видны участки деконденсированного хроматина в виде пуфов. Выполните рисунок хромосомы, обозначив на нём: 1 - эухроматин , 2 - гетерохроматин , 3 - пуф.

Рис.1. Гигантские политенные хромосомы из слюнных желез насекомых.

3

Задание№2. Эмбриональная индукция.

Изучите по рисунку схему эмбриональной индукции на примере развития глаза у тритона. Обратите внимание на взаимодействие индуктор - компетентная ткань.

Составьте схему эмбриональной индукции: «Индуктор → компетентная ткань».

На рисунке 2 отметьте этапы эмбриональной индукции : 1-покровный эпителий (хрусталиковая плакода); 2-пигмнтный эпителий; 3-сетчатка; 4-роговица, 5-хрусталик; 6-хрусталиковый эпителий; 7-глазной бокал

Рис. 2. Эмбриональная индукция на примере развития глаза у тритона.

_____________________________________________________________________________

4

Задание№3. Эмбриональная индукция и генетический контроль при развитии почки у мыши.

Изучите на представленном рисунке 3 этапы эмбриональной индукции, её генетический контроль на примере развития почки у мыши.

Рис. 3. Морфогенетические стадии развития почки на примере мыши.

5

Задание №4.Регуляция онтогенеза.

Используя учебные пособия и лекционный материал, заполните таблицу № 1.

Таблицу № 1. « Виды регуляции онтогенеза»

6

Задание№5. Клеточные и системные процессы онтогенеза

Используя учебные пособия, заполните таблицу №2.

Таблицу №2 «Клеточные и системные процессы онтогенеза».

Самостоятельная работа

Задание №1. Основные термины по теме.

Пользуясь учебными пособиями и терминологический словарь, расшифруйте предложенные термины

Адгезия______________________________________________________________________

Амплификация генов_________________________________________________________

Аплазия______________________________________________________________________

Атрезия _____________________________________________________________________

Бластопатии__________________________________________________________________

Гаметопатии__________________________________________________________________

Гипертрофия_________________________________________________________________

Гипоплазия___________________________________________________________________

7