Занятие №16. Онтогненез как процесс реализации генетической информации. Генная регуляция онтогенеза

 

Задача №1

В лаборатории Эдельмана (США) в культуру клеток животных тканей, которые первоначально были отделены друг от друга и напоминали мезенхиму, были последовательно введены молекулы ДНК, кодирующие белки клеточной адгезии (САМ), белки адгезии к субстрату (SAM) и белки клеточных контактов (CGM). В результате клетки образовывали пласт, напоминающий эпителий, в котором между клетками возникли щелевые и адгезивные контакты.

1. Какой вывод можно сделать на основе результата, полученного в ходе эксперимента?

2. Какую роль в эмбриогненез играют обнаруженные белки?

 

Задача №2

Если из яйцеклетки морского ежа или тритона удалить ядро, но сохранить структуры ахроматинового митотического аппарата, то после проникновения сперматозоида яйцеклетка начнет дробиться. В результате дробления образуются безядерные бластулоподобные структуры. Однако, дальнейшее развитие не происходит.

1. Какой вывод можно сделать из описанных экспериментов?

2. Какие условия необходимы для дальнейшего развития?

 

Задача №3

Г. Шпеман наблюдал формирование глаза у тритона. Наиболее ранняя закладка глаза представляет собой участок ткани, промежуточного мозга (глазной пузырь), растущий по направлению к кожной эктодерме. На месте сближения глазного пузыря и эктодермы образуется хрусталик. Если на одной стороне зародыша удалить закладку глазного пузыря, то хрусталик не образуется. Если, наоборот, закладку глазного пузыря пересадить под кожу в другом месте, то на границе эктодермы и глазного пузыря формируется хрусталик.

1. Какое явление наблюдал ученый?

2. Какие клеточные механизмы работают в процессе формирования глаза?

 

Задача №4

Х. Дриш и Г. Шпеман на морских ежах и тритонах показали, что ядра ранних бластомеров способны обеспечить дифференцировку любых типов клеток. В их опытах бластомер, из которого должна бала образоваться только часть зародышей, показал способность к развитию целого организма.

1. Какое явление описали ученые?

2. Присуще ли это свойство ядер у ранних бластомеров человека?

Задача №5

Этот клеточный механизм очень важен для онтогенеза. Он протекает с разной интенсивностью, в разных местах и в разное время, носит клональный характер, подчиняется генетическому контролю. В настоящее время известны вещества, которые стимулируют процесс (например, гормоны) и вещества ингибиторы (например, кейлоны).

1. Какой это клеточный механизм?

2. Какое биологическое значений имеет этот механизм?

 

Задача №6

У человека встречаются такие эмбриопатии, как микрогерия, полигерия, макрогерия и гетеротопия нейронов в белом веществе мозга.

1. Какой механизм лежит в основе этих эмбриопатий?

2. Какое свойство клеток обеспечивает этот клеточный механизм?

 

Задача №7

На стадии гаструлы у тритона с помощью фермента трипсина разрушали материал, соединяющий клетки друг с другом. Диссоцированные клетки перемешивали, а затем помещались в условия, где они могли свободно перемещаться и взаимодействовать друг с другом. Через некоторое время клетки вновь сгруппировались в исходном порядке.

1. Какой вывод можно сделать из этого опыта?

2. Наличие, каких клеточных механизмов демонстрирует этот опыт?

 

Задача №8

На стадии метаморфоза земноводных у головастика рассасывается хвост, жабры, жаберные крышки.

1. Какой клеточный механизм иллюстрирует эти процессы?

2. Какие примеры демонстрируют проявление данного механизма в эмбриогенезе у человека?

 

Задача №9

Согласно гипотезе Т. Моргана дифференцировка клеток в онтогенезе - это результат последовательных реципрокных влияний цитоплазмы и меняющихся продуктов ядерных генов.

1. Как называется эта гипотеза?

2. Какой пример визуального наблюдения, доказывает эту гипотезу?

 

Задача №10

Ученые изучали гомозиготные рецессивные нежизнеспособные мутанты у дрозофилы, у которых были нарушены самые начальные этапы развития до периода гаструляции.

1. Как называются изученные гены?

2. За какие процессы отвечают белки, кодируемые этими генами?

РЕГЕНЕРАЦИЯ И ГОМЕОСТАЗ

 

Занятие №17. РЕГЕНЕРАЦИЯ

Задача №1

В больницу №6 г. Красноярска машиной скорой медицинской помощи доставлен больной после автомобильной катастрофы. При осмотре травматологом установлено, что на голове у больного открытая рана. Рентгенологическое исследование показало раздробление плоских костей черепа. Известно, что в норме плоские кости не регенерируют.

1. Какие существуют виды регенерации?

2. Какие методы восстановления целостности костей черепной коробки вы могли бы предложить в данном случае для заживления дефекта?

 

Задача №2

Дети во время рыбалки на озере поймали рака, у которого обнаружили вместо левого глаза длинный усик.

1. С каким явлением столкнулись ребята?

2. Как вы можете объяснить наличие на месте глаза совершенно другого органа у рака?

 

Задача №3

У пожилой женщины, обратившейся к хирургу в поликлинику, обнаружены долго не заживающие раны на нижних конечностях. По объяснению женщины эти раны у нее не заживают практически в течение полугода.

1. Как вы объясните пожилому человеку процесс длительного незаживления ран?

2. Что можно рекомендовать для стимуляции заживления?

ПОПУЛЯЦИОННО-ВИДОВОЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВЫХ СИСТЕМ

Занятие №19. ОСНОВЫ ЭВОЛЮЦИОННОЙ ТЕОРИИ. МИКРОЭВОЛЮЦИЯ, МАКРОЭВОЛЮЦИЯ

Задача №1

Исследование ветро- и насекомоопыляемых растений показало, что размеры и форма цветов у энтомофильных более стабильны, чем у анемофильных.

1. С чем связано данное явление?

2. Какая форма естественного отбора обеспечивает указанный результат?

Задача №2

Существуют чёрные и красные формы божьих коровок. Черных форм отмечено осенью 60%, а весной 37%. Красных форм осенью было меньше 40%, а весной значительно больше. Красные лучше переносят зимний холод, а черные – интенсивнее размножаются летом.

1. Как называется данное явление?

2. Какая форма естественного отбора приводит к данному явлению?

Задача №3

Особи, гомозиготные по рецессивному гену серповидноклеточной анемии, погибают до 2-х лет. 20% коренного населения Африки, 9% негров в США и Бразилии, 15% населения некоторых частей Индии и ряда других стран оказываются гетерозиготными по этому гену.

1. С чем связана такая высокая концентрация летального гена в природе?

2. Какая форма естественного отбора покровительствует индивидуумам, гетерозиготным по гену серповидноклеточной анемии?

Задача №4

Существуют несколько ярко выраженных рас погремка, имеющего ранее цветущие и поздно цветущие формы, полностью репродуктивно изолированные друг от друга.

1. Как называется данное явление?

2. Действием какого элементарного эволюционного фактора можно объяснить данное явление?

Задача №5

Одна из ветвей эволюции рептилий привела их к полёту.

1. Подтверждением какого правила эволюции можно считать данное приобретение?

2. Как далее данная адаптация развивалась?

 

Задача №6

Численность населения планеты за обозримый исторический период в целом возросла. В эпоху неолита (10-6 тыс. лет назад) число людей было равно примерно 5 млн., в период появления городов (4,5-3,5 тыс. лет назад) – 20-40 млн., во времена Римской империи к началу новой эры – 200 млн., к 1600 г. – 500 млн., в 1800 г. – 1 млрд., в настоящее время – более 6 млрд. Этот показатель, однако, изменялся в историческом развитии неравномерно. На фоне общей тенденции к повышению численности людей имели место отдельные снижения этого показателя.

1. Что могло повлиять на снижение данного показателя?

2. О каком факторе естественного отбора идет речь?

Занятие №20. ФИЛОГЕНЕЗ ПОКРОВОВ ТЕЛА И СКЕЛЕТА ПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ

Задача №1

При осмотре новорожденного ребенка на коже спины, груди, живота, конечностей обнаружены многочисленные язвы с четкими контурами.

1. О какой патологии можно подумать в этом случае?

2. Нарушение каких клеточных механизмов во время эмбриогенеза привели к возникновению этой аномалии?

 

Задача №2

Родился ребенок, имеющий кожу, покрытую роговым панцирем, состоящим из толстых (до I см) роговых щитков серо-черного цвета. Щитки зазубрены, разделены бороздами. Губы малоподвижны, ротовое отверстие резко сужено. Нос и ушные раковины деформированы, веки выворочены. Конечности уродливы. Волосы и ногти отсутствуют. Ребенок умер через 2 часа после рождения.

1. О какой патологии нужно думать в этом случае?

2. Нарушение каких клеточных механизмов могло привести к данной патологии?

3. Какими пороками сопровождается данная патология?

 

Задача №3

У новорожденного ребенка, от первой нормально протекающей беременности, обнаружено отсутствие ногтей на трех пальцах правой руки. Вместо них на ногтевых ложах - тонкая кожица.

1. Какая это патология?

2. С чем связана данная патология?

 

Задача №4

При осмотре новорожденного ребенка на мизинце левой руки обнаружен нетипичный для человека ноготь: ногтевая пластинка утолщена, очень твердая, тусклая, коричневатого цвета, длиной 1 см, высоко приподнята и изогнута, напоминая коготь.

1. Как называется патология?

2. Каковы механизмы возникновения данной патологии?

 

Задача №5

Родился мальчик, имеющий 5 пар сосков.

1. Как можно объяснить возникновение этой аномалии развития?

2. Можно ли считать данную патологию атавизмом?

Задача №6

Некоторые потовые железы млекопитающих дифференцировались в млечные железы.

1. Почему количество пар этих млечных желез неодинаково у разных групп животных?

2. Сколько пар закладывается у человека?

3. Какой клеточный механизм участвует в их редукции?

 

Задача №7

Волосы млекопитающих дифференцированы на типичные, служащие для терморегуляции, и большие – вибриссы.

1. Закладываются и развиваются ли вибриссы у человека?

2. Какую функцию выполняют вибриссы?

3. Какие задействованы способы морфофункциональных преобразований волос?

4. Какие клеточные механизмы работают в эмбриогенезе волосяного покрова?

Задача №8

Онтогенез покровов и придатков кожи человека протекает без зачатков роговых чешуй пресмыкающихся или более ранних форм придатков кожи.

1. Как называется такой тип филэмбриогенеза?

2. Много ли атавистических пороков при таком типе развития возможны?

3. Какие ещё типы филэмбриогенезов вам известны?

Задача №9

К невропатологу обратился мужчина З2 лет. После поднятия тяжести у него появилась сильная боль в области поясницы и по ходу седалищного нерва. Подъем с постели и передвижение больного резко ограничены и болезненны. При рентгенологическом обследовании: позвонки поясничной области имеют обычную форму и размеры. Пятый поясничный позвонок имеет незаращение дужек.

1. С чем связано возникновение этой патологии?

2. Нарушение каких клеточных механизмов могло привести к данной патологии?

Задача №10

При осмотре новорожденного ребенка обнаружены расщелина верхней губы и твердого неба.

1. С чем связано возникновение этих аномалий развития?

2. Нарушение каких механизмов регуляции онтогенеза имели место в возникновении этой патологии?

Задача №11

В эмбриогенезе человека хорда замещается позвоночником.

1. Сохраняются ли рудименты хорды?

2. Как они называются и какую функцию выполняют?

3. К чему может привести сохранение избыточного количества хордального материала или его недостаток?

Задача №12

Череп кроманьонца 1600 см³ был обследован, в результате обнаружены аномалии – наличие межтеменных и двух лобных костей с метопическим швом между ними.

1. В чем причина такой аномалии?

2. Сопровождалась ли она патологическими явлениями?

3. Каковы механизмы возникновения данной патологии?

 

Задача №13

Врачем-отолорингологом при обследовании ребенка с нарушением слуха был обнаружен порок развития среднего уха: в барабанной полости обнаруживается только одна слуховая косточка – столбик.

1. Сколько и каких косточек слухового аппарата должно быть в норме?

2. Можно ли назвать порок атавизмом и строению какого класса животных этот аппарат соответствует?

3. Какой способ преобразования систем органов демонстрирует эволюция висцерального скелета?

 

Задача №14

На рентгенограмме позвоночника у 15-тилетнего мальчика обнаружено полое отверстие дужки и остистого отростка 5-го поясничного позвонка.

1. О какой врожденной аномалии следует думать?

2. Нарушение каких механизмов развития привели к этой патологии?

 

Задача №15

У 6-месячного ребенка хирург обследовал небольшое пульсирующее опухолевидное образование между лобной и носовыми костями.

1. Какое заключение вы можете сделать?

2. Нарушением каких механизмов развития объясните данный порок?