La struttura delle cellule germinali. Preparativi per la lezione “Fecondazione”

Ti offriamo 10 sostanze insolite che i nostri antenati, e in alcuni casi i contemporanei, usavano come sostanze dopanti. Potresti essere sorpreso, ma questo include soda, arsenico, sperma di cavia e molto altro.

(Totale 10 foto)

Post sponsor: rilassati dopo il lavoro, guarda un bel film. Continua a leggere per vedere quali vale la pena vedere e quali è meglio non vedere. Trascorri proficuamente il tuo tempo libero con Obzorkin!

1. Stricnina

Meglio conosciuta come veleno mortale, la stricnina era considerata il biglietto per il successo del corridore americano Thomas Hicks nella maratona olimpica del 1904. Thomas ha mescolato questa sostanza con brandy e albume. Al traguardo aveva bisogno ambulanza, e quasi morì, ma vinse comunque la medaglia d'oro.

2. Zoccoli d'asino

Gli atleti dell'antico Egitto presero gli zoccoli degli asini abissini sotto forma di polvere; venivano bolliti nell'olio e conditi con rosa canina per nascondere il caratteristico odore sgradevole.

3. Dolce etere

Le zollette di zucchero nell'etere contribuirono a completare la corsa di 144 ore negli anni '70 dell'Ottocento. Quando ciò non bastava, gli allenatori aggiungevano nitroglicerina e cocaina con un pizzico di menta per insaporire.

4. Bicarbonato di sodio

Alcune persone moderne credono nel doping con la soda, che li aiuta a risparmiare secondi preziosi durante le competizioni. Aumentando il livello del pH, bicarbonato di sodio può ridurre il livello di acido prodotto dai muscoli degli atleti, permettendo loro di mantenersi in forma. Anche se il doping con la soda provoca anche la diarrea.

5. Radiazioni ultraviolette

Negli anni '30, gli scienziati sovietici scoprirono che se si espongono i corridori radiazioni ultraviolette, questo aumenterà la loro velocità nei 100 metri. Negli anni Quaranta, i ricercatori tedeschi scoprirono miglioramenti simili anche nelle corse ciclistiche.

6. Sperma porcellino d'India

Alla fine del 1800, il fisiologo Charles Brown-Secard si iniettò un siero ottenuto da una miscela di sperma di cane e di porcellino d'India, affermando che lo rendeva più forte e addirittura "allungava l'arco della sua urina", e sebbene, ovviamente, esagerato i benefici della sua stessa scoperta, era sicuramente un precursore delle sostanze dopanti a base ormonale.

7. Tinture per piccioni

Le corse dei piccioni sono state rovinate dagli scandali del doping: mentre alcuni proprietari di piccioni preferivano steroide anabolizzante, altri hanno utilizzato farmaci anti-perdita. Agli uccelli è stato somministrato anche un lassativo per aiutarli a defecare prima della competizione e quindi a perdere peso.

8. Funghi allucinogeni

Non erano solo i berserker a consumare funghi allucinogeni: anche gli olimpionici del terzo secolo facevano affidamento su di essi per arrivare più velocemente al traguardo.

Nelle province della Stiria e del Tirolo, i taglialegna austriaci brandivano le asce sotto l'influenza di megadosi di arsenico, che veniva assunto anche per migliorare la digestione.

10. Cuore umano

Gli antichi Aztechi credevano che mangiare cuori umani aiuta sia in guerra che nello sport.

Nel campo visivo del microscopio dovrebbero essere visibili fili ramificati traslucidi e sottili: ife e sporangi pieni di piccole spore rotonde. Alcuni sporangi potrebbero essere rotti, quindi le spore saranno visibili attorno a loro.

Lavoro 4.2. Sperma di mammiferi: cavia, ratto e pecora

Trova la testa, il collo, la parte centrale e la coda. Maggior parte Le teste sono occupate dal nucleo. Si noti l'acrosoma osservato come una mezzaluna scura all'estremità anteriore della testa tra la membrana esterna e il nucleo.

Lavoro 4.3. Sezione trasversale di un tubulo seminifero di ratto

Al taglio, il testicolo ha forma ovale-rotonda: al suo interno sono visibili sezioni trasversali di numerosi tubuli seminiferi di forma ovale e rotonda. Sulla microvetrina individuare quattro zone corrispondenti agli stadi della spermatogenesi: 1. membrana basale; 2. Cella del Sertoli; 3. spermatogoni; 4. spermatociti; 5. spermatide; 6. sperma; 7. vaso sanguigno.

Lavoro 4.4. Struttura dell'ovaio di un mammifero (gatto e uomo)

Trova oogonia e follicoli su microdiapositive vari gradi maturità (primaria, maturante e matura). Studia un follicolo maturo: la vescicola di Graaf.

Letteratura

1. Yarygin V.N. Biologia. –T.1. – M.: Medicina, 2003.– P. 147–151, 201–219.

2. Pekhov A.P. Biologia con basi di ecologia. – San Pietroburgo: Lan, 2000. – P.199–213.

3. Guida per lezioni di laboratorio in biologia: tutorial/N.V. Chebyshev, Yu.K. Bogoyavlinsky, A.M. Demchenko et al. – M.: Medicina, 1996. – P.36–49.

4. Kobzar V.N. Biologia: libro di testo. T.1. – Bishkek: KRSU, 2012. – pp. 37–52.

EMBRIOGENESI

LEZIONE N 5

SOGGETTO. Biologia dello sviluppo. Ontogenesi. Modelli di embriogenesi

BERSAGLIO: padroneggiare l’ontogenesi. Studiare l'essenza dell'inseminazione, della fecondazione e della formazione degli strati germinali.

Compiti:

1. Essere in grado di identificare i tipi di clivaggio e le parti della blastula.

2. Conoscere la struttura della blastula, della gastrula e della neurula, le loro caratteristiche negli animali multicellulari.

3. Conoscere l'isto-, l'organogenesi e la differenziazione degli strati germinali.

Caratteristiche motivazionali. L'embriologia umana è il campo più importante della biologia pratica medica. Sviluppo embrionale gli esseri umani e varie classi di vertebrati sono evolutivamente interconnessi caratteristiche comuni e differenze significative. Studiare i modelli dell'embriogenesi usando l'esempio dello sviluppo degli embrioni dei vertebrati aiuta a capire meccanismi complessi embriogenesi umana. Questa conoscenza serve come base per lo studio di una serie di discipline (microbiologia, normale e anatomia patologica, fisiologia patologica ostetricia, ginecologia, pediatria, ecc.).

Compito di studio autonomo:

Conoscere: a) la struttura delle cellule germinali; b) tipi di uova; c) fecondazione e suoi entità biologica, inseminazione; d) frantumazione e sue tipologie; e) differenze tra la frammentazione dell'embrione e la divisione mitotica delle cellule somatiche; g) struttura e tipi di blastula; h) struttura della gastrula; f) metodi di formazione della gastrula; i) isto- e organogenesi; i) induzione embrionale; j) derivati ​​di ecto-, ento- e mesoderma; k) meccanismi fisico-chimici e genetici dell'embriogenesi.

Domande teoriche:

1. Critica alla teoria del preformismo dell'epigenesi.

2. Ontogenesi – una breve ripetizione della filogenesi. Periodi, tipi, forme di ontogenesi.

3. Inseminazione, fecondazione, regolazione ormonale. Reazioni acrosomali e corticali durante la fecondazione.

4. Fasi dell'embriogenesi: scissione (struttura della blastula), gastrulazione (struttura e tipi di gastrula). Isto-, organogenesi.

Domande di controllo:

1.Qual è la struttura della blastula? Come si forma?

2. Come è organizzato un embrione a due strati?

3. Qual è l'origine del mesoderma?

4. Cosa è formato da ectoderma, endoderma e mesoderma?

5. Cosa determina il tipo di frantumazione?

Gli spermatozoi di cavia sono tipiche cellule flagellari. lunghezza totale il loro valore è 100 µm. La testa, il collo e la coda sono chiaramente definiti. La testa ha forma arrotondata, il suo centro è occupato dal nucleo. L'acrosoma è scuro e a forma di cappuccio situato all'estremità apicale della cellula. La zona cervicale è un po' ispessita. Qui il citoplasma residuo è conservato sotto forma di gocciolina. La gocciolina solitamente scompare mentre lo sperma attraversa i tubuli dell'epididimo. La coda è lunga, ricoperta da una membrana citoplasmatica, costituita da un filamento assiale e dal citoplasma che lo circonda. A volte sui preparati si possono vedere spermatozoi “a più code”. Questo è il risultato dell'incollaggio di diversi spermatozoi, che hanno un'elevata capacità di agglutinarsi

Riso. 3. Sperma di cavia (Novikov, Svyatenko, 1984). 1 - Testa; 2 - nucleo; 3 – acrosomiale; 4 - collo; 5 – due centrioli; 6 – dipartimento di comunicazione; 7 – ispessimento; 8 – sezione principale della coda; 9 - sezione terminale della coda.

Preparazione 3. Spermatozoi di tritone

Lo sperma del tritone, come quello della cavia, appartiene alle forme flagellate. La dimensione della cella è di circa 500 micron. La testa è fortemente allungata ed appuntita, nella parte apicale ha la forma di un arpione. Sotto l'acrosoma è presente un grosso nucleo denso a forma di bastoncino. Adiacente alla sua parte posteriore c'è un molto collo corto. Membrana citoplasmatica coda lunga forma una membrana ondulata, che è assente solo all'estremità molto distale.

Riso. 4. Sperma di tritone (Gazaryan, Belousov, 1983).

Preparazione 4. Sperma di gallo

Anche gli spermatozoi del gallo sono cellule flagellate molto piccole. La parte anteriore dello sperma è rappresentata da una testa alquanto allungata e ricurva con un nucleo grande e compatto. Il collo non è quasi allargato e va nella coda. Quando si esamina lo sperma del gallo, è necessario trovare l'area in cui si trovano gli spermatozoi isolati.

Riso. 5. Sperma di gallo (Novikov, Svyatenko, 1984). 1 – testa; 2 – coda.

Lezione 2

L'oogenesi è la formazione delle cellule germinali femminili. Un uovo è una cellula aploide altamente specializzata con il potenziale per svilupparsi. Il suo citoplasma immagazzina le sostanze necessarie per la crescita e lo sviluppo dell'embrione: proteine ​​strutturali, enzimi, materiale informativo, vitamine, sali, ecc. A differenza dello sperma, gli ovuli aumentano il volume del citoplasma decine e talvolta migliaia di volte. Il principale nutriente accumulato nel citoplasma è il tuorlo. In base alla quantità di tuorlo, le uova si dividono in tuorlo basso (oligolecitale), tuorlo medio (mesolecitale) e tuorlo multiplo (polilecitale). A volte le uova sono quasi prive di tuorlo (alecitale).

Anche la distribuzione del tuorlo nell'uovo può variare. Quando il tuorlo è distribuito uniformemente, le uova sono dette iso- o omolecitali; se è spostato su uno dei poli – telolecitale. Se il tuorlo è distribuito in modo non uniforme nell'uovo, diventa polare. Tuorlo dentro In misura maggiore si deposita su uno dei poli (vegetativo), e sul polo opposto (animale) c'è il citoplasma e, di regola, qui il nucleo cellulare viene spostato. Negli artropodi le uova sono polilecitali, ma il tuorlo si trova nella parte centrale del citoplasma e anche il nucleo si trova al centro (centrolecitale).

Le uova, oltre alla membrana plasmatica, di solito hanno un certo numero di membrane. Pertanto, l'uovo stesso produce la membrana primaria o vitellina. La membrana secondaria è formata dalle cellule follicolari che circondano l'ovulo ovulato dell'ovaio. Le membrane terziarie, prodotte dalle pareti degli ovidotti, ne hanno di più struttura complessa. La dimensione e la forma delle uova variano in tutto il regno animale.

Come nella spermatogenesi, nell'ovogenesi si distinguono le stesse fasi, ma non esiste un periodo di formazione.

Durante la stagione riproduttiva, gli oogoni diploidi producono un numero specifico per specie divisioni mitotiche e poi entrare nella fase di crescita. Caratteristica distintiva L'oogenesi è che gli oociti che si replicano hanno una minore attività mitotica. Nei vertebrati superiori, la proliferazione degli ovociti avviene solo durante l'embriogenesi.

Durante il periodo di crescita, nella cellula si verificano due processi contemporaneamente: nel nucleo – profase della prima divisione meiotica e nel citoplasma – accumulo di nutrienti e materiale informativo. La crescita degli ovociti è divisa in due periodi:

· periodo di piccola crescita (previtellogenesi);

Un periodo di grande crescita (vitellogenesi).

L’accumulo di materiale nutritivo nella previtellogenesi avviene a causa del metabolismo proprio della cellula e nella vitellogenesi – a causa della sua fornitura dall'esterno. Nel citoplasma degli ovociti, il tuorlo è immagazzinato sotto forma di granuli ed è una miscela di componenti (proteine, grassi, carboidrati), la principale delle quali è la proteina vitellogenina. Nella maggior parte dei vertebrati e in alcuni invertebrati, la vitellogenina viene sintetizzata nel fegato. Durante il periodo della vitellogenesi, l'ovocita aumenta di dimensioni decine e talvolta migliaia di volte.

L'oogenesi termina con le divisioni della maturazione. Come risultato della prima divisione, il numero di cromosomi diminuisce e, come risultato della seconda, i cromatidi si separano in cellule figlie. Di conseguenza, se ne formano 4 cellule aploidi, ma solo uno di essi diventa un uovo maturo.

Quindi, l’oogenesi differisce dalla spermatogenesi in molti modi:

· il numero delle divisioni spermatogoniali è sempre maggiore di quelle oogoniali;

· nei vertebrati superiori la riproduzione dell'oogonia avviene solo in periodo embrionale;

· il periodo di crescita nell'ovogenesi è sempre più lungo, l'ovocita in crescita aumenta notevolmente di dimensioni, le componenti trofiche della cellula sono riservate nel citoplasma;

· non esiste un periodo di formazione nell'oogenesi;

· il blocco della meiosi avviene in fasi diverse in animali diversi.

Tipi di oogenesi

Lo sviluppo delle cellule germinali femminili può avvenire in qualsiasi parte del corpo ( oogenesi diffusa), o in organi specializzati - le ovaie ( oogenesi localizzata). L'oogenesi diffusa è caratteristica dei metazoi primitivi (spugne), quando gli ovociti in via di sviluppo accumulano nutrienti mediante la fagocitosi delle cellule vicine. Durante l'ovogenesi localizzata, trasporto nutrienti dall'esterno viene effettuato da cellule specializzate ( tipo nutrizionale) o senza la partecipazione di quest'ultimo ( tipo solitario). Con l'accumulo solitario di nutrienti, l'ovocita riceve dalla cavità gonadica tutte le macromolecole necessarie sotto forma di semplici composti a basso peso molecolare. Il tipo alimentare dell'oogenesi può essere follicolare O nutrizionale.

Durante l'oogenesi follicolare, l'ovocita in crescita è circondato da cellule follicolari (di origine somatica), che insieme formano una struttura funzionale - follicolo. Questo è il tipo più comune di oogenesi che si verifica in tutti i cordati. Durante l'ovogenesi nutrizionale, l'ovocita è circondato da trofociti (cellule nutrici) collegati ad esso tramite ponti citoplasmatici. Trofociti– cellule germinali abortive che hanno un’origine comune con l’ovocita in via di sviluppo. L'oogenesi nutrizionale è stata descritta per vermi e insetti superiori.

L'ovaio dei mammiferi è un organo denso il cui stroma è rappresentato da tessuto connettivo. Nelle sezioni trasversali, la corteccia è visibile ( corteccia), che contiene follicoli di tutti gli stadi di sviluppo e il midollo ( midollo), dove si svolgono grandi vasi ovaia. La parete dei follicoli dell'uovo è formata da una teca di tessuto connettivo, nella quale si ramificano i capillari che alimentano il follicolo, e dall'epitelio follicolare.

Primo cellula sessuale stabilisce una connessione con il follicolare quando entra in un periodo di piccola crescita e si trasforma in Ovocita del 1° ordine In questo momento, la profase meiotica inizia nel suo nucleo, ma non finisce, ma viene bloccata allo stadio diplotene. Ecco come si formano primordiale O follicoli primari(Fig. 6).. Rappresentano una riserva di cellule germinali che riprendono il loro sviluppo alla pubertà. Solitamente si trovano in gruppi nelle zone più superficiali zona corticale ovaio e sono la generazione di follicoli a riposo. Follicoli primordiali iniziano a crescere in porzioni per tutta la vita della femmina. Quando inizia lo sviluppo, le cellule follicolari cominciano a proliferare, passano da piatte a cubiche, quindi a prismatiche, e cominciano a ricoprire l'ovocita di primo ordine, prima con uno strato, poi con due, tre, ecc. La membrana follicolare di un Il follicolo multistrato è chiamato granulare ( zona granulosa), al di fuori di essa inizia a formarsi una membrana di tessuto connettivo ( teca follicoli). Una volta completata la formazione di uno strato di cellule follicolari attorno all'ovocita di primo ordine, inizia la formazione della zona pellucida dell'ovocita ( zona pellucida). Questa membrana è perforata da microcrescite dell'ovocita e macrocrescite di cellule follicolari. Il follicolo primario aumenta di dimensioni, sia per la propria crescita, sia per l'aumento del numero di strati di cellule follicolari.

Progresso

Considera la struttura di un singolo spermatozoo. Prestare attenzione alla forma della cella (Fig. 65).

Riso. 64. Sperma di cavia

2. Disegna uno o due spermatozoi. Etichetta la testa, il nucleo, l'acrosoma, il collo, la coda.

Lavoro di laboratorio N. 2. Uovo di mammifero (tipo isolecitale)

Progresso

1. Esaminare una sezione dell'ovaio di un gatto (Fig. 66). L'ovaio dei mammiferi è un organo denso contenente tessuto connettivo

Riso. 66. Sezione dell'ovaio di un mammifero:

1 – epitelio superficiale; 2 – tunica albuginea; 3 – stroma del tessuto connettivo; 4 – follicolo primario; 5 – follicolo secondario; 6 – follicolo terziario; 7 – follicolo della teca; 8 – follicolo atresico; 9 – liquido follicolare; 10 – ovocita; 11 – vecchio corpo luteo; 12 – vaso sanguigno; 13 - tubercolo oviparo; 14 – corona radiante

stroma. Esternamente l'ovaio è ricoperto di epitelio e tunica albuginea ed è costituito da corteccia e midollo. La corteccia contiene follicoli uovo con ovociti racchiusi al loro interno. diverse fasi crescita. Ovociti di mammiferi del tipo isolecitale.

I follicoli più piccoli si trovano nelle aree superficiali della corteccia: questi sono i follicoli primari, che hanno un guscio di uno strato di cellule follicolari. I follicoli secondari, terziari e multistrato si trovano più in profondità, differendo nel numero di strati di cellule follicolari. Inoltre, i follicoli più maturi sono circondati da una membrana di tessuto connettivo: la teca. La teca contiene capillari che riforniscono il follicolo. Tra la membrana citoplasmatica e le cellule follicolari si forma una membrana colorata colore rosa-zona pellucida primaria. Questa membrana è permeata di processi di gabbie follicular.

Oltretutto follicoli in via di sviluppo e il corpo luteo nella corteccia si possono vedere follicoli atresici, all'interno dei quali si trova un ovocita morente, colorato di rosa intenso, o una cicatrice del tessuto connettivo formata.

Utilizzando un microscopio a basso ingrandimento, cerca le strutture sopra indicate. Disegna un frammento della corteccia ovarica. Etichettare l'epitelio superficiale, la tunica albuginea, i follicoli primari, secondari e terziari.

2. Utilizzando un microscopio a basso ingrandimento, trovare un follicolo maturo. Va tenuto presente che gli ovuli non si trovano in tutti i follicoli del preparato, poiché la sezione potrebbe essere stata effettuata vicino ad essi. Trova il tubercolo oviparo, la corona radiata.

3. Utilizzando un microscopio ad alto ingrandimento, esaminare la struttura dell'uovo e le membrane che lo circondano. Nell'uovo (ovocito) sono visibili il nucleo e il citoplasma una piccola quantità grani di tuorlo. La cella è circondata da una zona trasparente rosa, altamente rifrangente. Le cellule follicolari (piccole cellule con nuclei viola) e i loro processi formano la corona radiata.

4. Disegna ed etichetta l'ovulo, il nucleo, la zona pellucida, la corona radiata.

Lavoro di laboratorio n. 3. Uovo di rana (tipo telolecitale)

Progresso

1. Esaminare la preparazione (Fig. 67) di una sezione di un'ovaia di rana. Sulla preparazione a basso ingrandimento del microscopio, sono visibili oogoni (cellule germinali primarie) - vicino alla superficie dell'ovaio e uova su diverse fasi escrescenze situate più vicino al lume. Trova oogonia e uova in diversi stadi di sviluppo.

2. Utilizzando un microscopio ad alto ingrandimento, esaminare la struttura degli ovociti e delle uova nei diversi stadi di sviluppo. Notare che:

Riso. 67. Cellula uovo nell'ovaio di una rana:

1 – guscio d'uovo; 2 – citoplasma con granuli di tuorlo; 3 – nucleo

Si ritiene che gli oogoni a riposo abbiano un nucleo lobato, una cromatina reticolata e un citoplasma debolmente basofilo. Tra gli oogoni si trovano cellule prefollicolari di forma appiattita o conica. Da essi si svilupperà poi l'epitelio follicolare.

Le uova piccole e giovani hanno un citoplasma vacuolato basofilo, mentre quelle più grandi hanno un citoplasma meno basofilo. I nuclei grandi hanno contorni irregolari, nucleoplasma omogeneo e molti nucleoli. Adiacente alla membrana citoplasmatica dell'uovo si trova la membrana vitellina primaria, che a sua volta è limitata da uno strato di cellule follicolari.

3. Disegna oogoni e uova a diversi stadi di sviluppo: un uovo a cui manca il tuorlo e un uovo che lo contiene nel citoplasma un gran numero di tuorlo sotto forma di piastre di tuorlo. Etichettare il nucleo, i nucleoli, il citoplasma, le cellule follicolari.

Domande di controllo:

1) Quali sono le caratteristiche strutturali dello sperma?

2) Cos'è un acrosoma? Da quale organello si sviluppa e qual è il suo ruolo nella fecondazione?

3) Quali sono le differenze tra un uovo e le cellule somatiche?

4) Cos'è la gametogenesi?

5) Con quali criteri vengono classificate le uova e quali tipologie di uova conoscete?

6) Quali fasi sono caratteristiche dell'oogenesi?

7) Quali cambiamenti subiscono le cellule durante l'oogenesi?

8) Definire la meiosi, descriverne le caratteristiche e le fasi.

9) Cos'è un follicolo. Quali cambiamenti subisce durante lo sviluppo?

10) Quando si forma il corpo luteo e qual è il suo ruolo?

11) Perché è possibile formare milioni di combinazioni uniche durante la riproduzione sessuale? materiale genetico, a causa della quale appare una maggiore diversità nelle generazioni future?

12) Quale significato biologicoÈ coinvolto nella distribuzione non uniforme dell'apporto di nutrienti e nella formazione di corpi polari durante l'oogenesi?

13) Confronta la struttura dello sperma e dell'uovo. Cosa hanno in comune e quali sono le differenze fondamentali?

14) In che modo la struttura delle cellule germinali è correlata alle funzioni che svolgono?

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