Реферат: Рост и развитие

Департамент народногообразования

Школа №33 г. Озёрск.

РОСТ И РАЗВИТИЕ

Экзаменационный реферат.

Автор реферата:

Андронников Павел Александрович

Руководитель:

Васильева Ирина Геннадьевна.

Оглавление.

1.

Введение

2.

Рост

3.

Измерение роста

4.

Типы роста

5.

Первичный и вторичный рострастений

6.

Регулирование роста иразвития

7.

Развитие

8.

Личиночные стадии

9.

Развитие позвоночных

10.

Восстановление и регенерация

11.

Состояние покоя

12.

Термины

13.

Использованная литература

1.Введение.

Мне очень нравиться биология как предмет, поэтому я, не раздумывая,

выбрал её. С темой для реферата было сложнее, но, вконце концов, я её

выбрал. Трудно сказать, почему именно её. Возможно,даже я сам не знаю ответа на этот вопрос. В процессе созданияисследовательского проекта я столкнулся с несколькими темами, которые являютсявесьма актуальными в наше время.

Во-первых, сама тема «Рост и Развитие». Человечествопобывало в глубинах океанов, на вершинах самых высоких гор, в космосе, а всамом себе человек не может разобраться уже много веков. И хотя сейчас о росте

и развитии человека достаточно много известно, этогоещё не хватает для полной картины. Выяснить остальное – наша задача.

Во-вторых, в реферате частично затронуты такиепроблемы, как клонирование млекопитающих, акселерация. Всем известны опыты поклонированию высших млекопитающих (плацентарных), проводящиеся моральностиэтого поступка.

Я надеюсь, что мой проект будет полезным иинтересным.

2. Рост.

Способность к росту – одна из главных особенностейвсех живых организмов. Обычно ростом называют увеличение размеров клетки,органа, организма за счет процессов биосинтеза, хотя это определение неполно.Во время дробления зиготы и на ранних стадиях развития зародыша происходитувеличение числа клеток без увеличения общих размеров, то есть объёма и массы. Эторезультат клеточных делений без последующего роста дочерних клеток. Этотпроцесс, по-видимому, следует считать ростом, хотя увеличения размеров при этомне происходит. Напротив, истинным ростом нельзя считать увеличение размеров растительной клетки из-запоглощения воды, так как этот процесс иногда бывает обратным. У одноклеточныхорганизмов (таких как бактерии, одноклеточные водоросли) клеточное делениеприводит к репродукции (но не к росту) данной особи и к росту популяции.

Развитие так тесно связано с ростом, что дляописания процессов, которые обычно считают ростом, часто пользуются термином«рост и развитие». Рост многоклеточного организма, начинающийся с одной клетки,можно разделить на три стадии:

1.

2.

3.

Определение понятия«рост» должно удовлетворять критерию увеличения размеров, а также учитыватьсвязанную с ростом метаболическую активность. Таким образом, рост можно определить, как необратимое увеличениесухой массы протоплазмы. Рост может быть как положительным, так иотрицательным. Положительный рост – анаболизм преобладает надкатаболизмом, отрицательный – катаболизм преобладает над анаболизмом.Например, при прорастании семени многие параметры, такие как количество клеток,их размеры, сырая масса, объём, сложность формы, возрастают. А другие, такиекак сухая масса, уменьшаются. Следовательно, прорастание представляет собойпериод отрицательного роста.

4.

Измерение роста.

Рост можно измерять наразных уровнях биологической организации. Например, можно измерять рост клетки,организма или всей популяции. На уровне отдельного организма можно измерятьмножество параметров:

·

и т.д. При построениикривых роста животного или растения чаще всего используют длину и массу. Массуможно оценивать по двум показателям – по сырой и сухой массе. Сырую массу измерять легче, потому что это не требуетспециальной обработки и не причиняет организму вреда. Главный недостаток сыроймассы – данные могут варьировать из-за колебаний содержания влаги в тканяхорганизма.

Единственный надёжныйспособ измерения роста – это определение сухой массы, но для этого организмнужно убить. Его высушивают в печи при температуре 110°

С. Затем его охлаждают ивзвешивают. Эти процедуры повторяют до тех пор, пока масса не станетпостоянной, что и будет соответствовать сухой массе. К сожалению, привзвешивании сухой массы нельзя многократно измерять один и тот же организм напротяжении длительного времени.

Если измерять клетку,организм или популяцию, то во всех случаях график зависимости измеряемогопараметра от времени представляет собой S-образную кривую роста (сигмоидную кривую роста).

S-образную кривую роста можно разделитьна четыре участка:

·

Начальная (лаг-фаза);

·

Логарифмическая фаза;

·

Фаза замедления (или самозамедления);

·

Фаза плато (стационарная фаза).

1.Начальная фаза – характеризуетсянезначительным ростом.

2.Логарифмическая фаза– фаза интенсивного роста. Во время этой фазы наступает период самогоинтенсивного роста. Но через некоторое время скорость роста начинаетзамедляться. Точку, после которой это происходит, называют точкойперегиба.

3.Фаза замедления – ростограничивается из-за влияния какого-нибудь внешнего или внутреннего фактора илитого и другого вместе.

5.

Фазаплато – в период фазы плато общий рост прекращается, и рассматриваемыйпараметр остаётся постоянным, хотя в некоторых случаях может продолжатьсянезначительное восхождение прямой. Оно будет продолжаться, пока организм непогибнет. Такое наблюдается у листьев однодольных, у некоторых беспозвоночных,рыб и некоторых рептилий. Это свидетельствует об их положительном росте. Вотличие от них у многих млекопитающих, в том числе и человека, кривая ростаотклоняется вниз, что служит показателем отрицательного роста. У некоторыхкишечнополостных кривая роста уплощается, что отражает отсутствие изменений вскорости роста.

4. Типыроста.

Существуют два типароста. Первый тип определяется как отношение роста отдельного органа к ростувсего тела. К первому типу роста относиться изометрический и аллометрическийрост. Изометрический рост – это рост, при котором данный орган растет стакой же скоростью, как и всё тело. Аллометрический рост – это рост, прикотором данный орган растёт иначе, чем остальное тело. Изометрическийрост характерен для рыб и для насекомых с неполным превращением, например,саранчи (кроме крыльев и половых органов).

Аллометрический ростхарактерен для млекопитающих, в том числе и для человека. Он иллюстрируетзависимость роста и развития. Почти у всех животных развитие и специализацияорганов размножения происходит в последнюю очередь. Эти органы растуталлометрически, но это можно наблюдать только у животных с наружными половымиорганами. Поэтому у рыб, у которых они внутренние, рост кажется чистоизометрическим.

Ко второй категорииотносятся ограниченный и неограниченный рост, то есть бесконечный. У однолетнихрастений рост ограничен. После того как растение достигнет зрелости, оноумирает, причём гибель наступает после периода отрицательного роста. Некоторымчастям растений также свойственен ограниченный рост (например, плодам, органамвегетативного размножения, листьям и междоузлиям стебля у двудольных).Ограниченный рост присущ также насекомым, птицам и млекопитающим.

Неограниченный рост имеетместо у многолетних древесных растений, грибов, низших растений, многихживотных, в особенности беспозвоночных, рыб и рептилий. Неограниченный ростхарактерен также для листьев однодольных растений. Для древесных растенийподходит кривая роста, слагающаяся из ряда S-образных участков.

Своеобразный тип ростанаблюдается у ракообразных, насекомых с неполным превращением и личинокнасекомых с полным превращением.

У этих членистоногихнаружный скелет состоит из хитина и поэтому не эластичен. Рост в длину у нихпроисходит как бы рывками. Но кривые роста, основанные на длине, не дают общеговпечатления о росте. Если вместо длины взять за меру сухую массу, то врезультате получиться типичная S-образнаякривая. Это указывает на то, что истинный рост непрерывен.

6.

Первичный и вторичный рострастений.

У многоклеточныхрастений, в отличие от животных, рост происходит лишь на определённых участках,называемых меристемами (исключение составляет только ранняястадия развития зародыша).

Меристема – этогруппа клеток, сохраняющая способность к митотическому делению. Врезультате этого деления образуются дочерние клетки, формирующие постояннуюткань растения из клеток, уже не способных делиться.

Сначала происходитпервичный рост. Он заключается в том, что в его результате может сформироватьсяцелое растение. Первичный рост характерен для всех растений, но для большинстваоднодольных и травянистых двудольных растений он является единственным ростом.

В нём участвуют апикальная,реже – интеркалярная меристемы.

Вторичный рост происходиту кустарников и деревьев (древесных растений) вследствие активности латеральныхмеристем. Как правило, вторичный рост связан с отложением вторичной ксилемы(древесины), которая совершенно изменяет первичную структуру и составляет всемизвестную особенность деревьев и кустарников. Хотя для травянистых нехарактерен вторичный рост, некоторые элементы его всё же присутствуют. Так уподсолнечника наблюдается развитие добавочных проводящих пучков и, какследствие этого, — вторичное утолщение стебля.

6.Регулированиероста и развития.

Процесс роста и развитияопределяется, в конечном счёте, информацией, содержащейся в его ДНК. Однакорост – результат взаимодействия между ДНК и факторами внешней и внутреннейсреды. К внешним факторам относятся свет, тепло, пища, вода и другие.Внутренняя среда слагается под действием гормонов и цитоплазматических белков.Внешняя среда также может оказывать влияние на внутреннюю среду организма. Кпримеру, при отсутствии в пищевом рационе человека йода организм человека неможет вырабатывать гормон токсинтироксин, и это может привести к замедлениюроста.

Ещё один простой примервлияния внешней среды на рост и развитие. Одна из особенностей людей нашеговремени – акселерация. Она проявляется в ускоренном психическом ифизическом развитии человека. Человек сейчас на 10 см выше, чем 100 лет назад.Среди причин акселерации отмечаются: лучшее питание, занятия спортом,потребление витаминов, искусственное увеличение светового дня, повышение уровнярадиации и содержания СО2в атмосфере и другие причины.

В недавних экспериментахпо пересадке тканей было установлено, что одна ткань может влиять на скоростьроста другой, регулировать её рост.

7.Развитие.

Рост – это не толькоувеличение сухой массы, но и последующий процесс развития. В процессе развитияклетки специализируются (дифференцируются) для выполнения различных функций ворганизме, то есть между ними происходит распределение обязанностей. Степеньдифференцировки клеток связана с уровнем биологической организации.

Самая интригующаяпроблема специализации – это вопрос о её механизме.

Главным фактором ростаслужит деление клеток, но тогда это означает, что все клетки, образовавшиеся изисходной зиготы или споры, должны иметь идентичную структуру и функцию.Очевидно, что на самом деле всё не так. Но какие же механизмы создают различныеклетки, ткани, органы, системы органов?

Различие могло быдостигаться двумя способами:

·

После опытов Стюарда иГердона соответственно в 1960 1967 гг. была доказана правильность второгоспособа. Их опыты заключались в том, что они помещали дифференцированную клеткув подходящие условия и получали через некоторое время целый организм (из клеткиморкови – целую морковь, из клеток кишечного эпителия лягушки, точнее из ихядер, пересаженных в яйцеклетки с предварительно разрушенными ядрами – целуюшпорцевую лягушку). Это означало, что клетки и их ядра всю необходимуюинформацию. С помощью этого метода можно получить любое число генетическиидентичных организмов – клонов.

Метод получения клоновназывается клонирование.

В настоящее времяпредпринимаются попытки по клонированию млекопитающих, хотя это и сопряжено сбольшими трудностями из-за высокой степени специализации клеток млекопитающих.На дифференцировку оказывают влияние и гормоны. Они могут оказывать прямое иликосвенное воздействие на гены, в определённой последовательности «включая» или«выключая» их. Сейчас имеются данные, указывающие на то, что влияние гормоновна процессы роста и развития, в том числе и не дифференциацию, сходны у всехорганизмов.

7.

Личиночные стадии.

Личинка –стадия развития многих животных, например кишечно -

полостных, ленточныхчервей, ракообразных, насекомых, частично рыб и амфибий и т. д. Личинки ведутсамостоятельный образ жизни, отличаются от взрослых форм по внутреннему ивнешнему строению. Очень показательный пример отличия по внутреннему строению –оболочники. У личинок оболочников есть хорда, а у взрослых форм, кроме одногоисключения, — нет. Личинки обычно служат стадией, предназначенной длярасселения и обеспечивающей распространение вида. Это особенно важно длясидячих организмов, так как устраняет проблему перенаселения.

Личинки отличаются отвзрослых особей и по биологии питания, и по своему местообитанию, и по способампередвижения (летающая стрекоза и её плавающая личинка), особенностямповедения. Благодаря этому один вид может на протяжении всего жизненного циклапользоваться возможностями, предоставленными двумя экологическими нишами. Этоувеличивает шансы на выживание вида.

Другая особенностьличинок заключается в том, что они могут приспособиться к различным условиям,ожидающим их во второй жизни, они обладают физиологической выносливостью. Такчто не следует считать, что личинки – это непременно какие-нибудь недоразвитыеформы. Во многих случаях они достигают весьма высокой организации, когданедоразвитыми остаются только половые органы. Но у аксолотля (амфибии) дажеполовые органы развиты до такой степени, что он может размножаться.

9.Развитиепозвоночных.

Изменения, происходящиепри превращении личиночной формы во взрослую, конечно, впечатляют, их значениеогромно, но они кажутся незначительными по сравнению с изменениями,происходящими после оплодотворения яйцеклетки. По имеющимся данным у человека42 клеточных поколения из 47 приходится на период внутриутробного развития.Эмбриональное (зародышевое) развитие изучает наука эмбриология.По её данным события, происходящие в этот период, сходны у всех животных. Онипомогают нам лучше понять происхождение тканей, органов, систем органов ифункциональные связи между ними. Эмбриональное развитие удобней всего разделитьна три стадии, хотя следует помнить, что процесс развития непрерывен, и каждаястадия плавно переходит в другую, между ними нет чётких границ.

Первая стадия этодробление яйца. Дробление – митотические деления зиготы, которыепроисходят после оплодотворения. Его вызывает оплодотворение. В результатедробления получаются дочерние клетки (бластомеры), образующие полый шар – бластулу,внутреннюю плоскость которого называют бластоцель.

Второй процесс – гаструляция.Он начинается с образования в бластуле круглого отверстия – бластопора.Далее клетки бластулы делятся, дифференцируются и выпячиваются внутрь черезбластопор. При этом бластоцель исчезает и образуется полость первичной кишки (архентерон).Клетки располагаются в виде трёх отдельных зародышевых листков в трёхслойнойструктуре, называемой гаструлой.

Зародышевые листки – эктодерма,мезодерма и энтодерма. Они приобретают определённуюорганизацию, что служит подготовкой к третьей стадии.

При органогенезе(третьей стадии) происходят дальнейшие клеточные деления, рост идифференцировка приводят к образованию хорды, центральной нервной системы,развитию мезодермы. У позвоночных образуются ткани, органы, системы органов.Органогенез заканчивается вылуплением из яйца или рождением детёныша.

На развитие и ротпозвоночных влияют гормоны, выделяемые четырьмя железами: щитовидной, печенью,корой надпочечников и половыми железами. Этот процесс происходит под контролем гипофиза– железы, расположенной у основания головного мозга. В свою очередь на гипофизоказывают влияние особые стимулирующие и ингибирующие (задерживающие) факторы,вырабатываемые гипоталамусом. Из гипофиза было экстрагировановещество, способное увеличивать массу тела и названное гормоном роста.

10.Восстановление и регенерация.

Когда организм достигаетсвоих окончательных размеров, рост клеток не прекращается. Если в результатестарения, заболеваний, несчастных случаев или нападения других организмов онутратил или повредил часть клеток, то это не может стимулировать деление и дифференцировку клеток, чтоприводит к заживлению ран, восстановлению или замещению повреждённых илинедостающих тканей.

У млекопитающих такиеткани как кожа, клетки кишечного эпителия и клетки крови, непрерывно, напротяжении всей жизни, замещаются. В других органах (печени, щитовидной иподжелудочной железах) клетки взрослой особи почти не делятся, но если убратьчасть органа, то остальные клетки начнут усиленно делиться идифференцироваться, пока орган не вернётся в первоначальное состояние. Этотпроцесс называется компенсаторной гипертрофией. Только клеткинервной системы не способны к восстановлению.

Регенерация очень частонаблюдается у растений и лежит в основе их вегетативного размножения. Уживотных она, по-видимому, зависит от сложности организации. Из животныхпоразительных результатов добились губки, кишечнополостные, плоские черви. Онимогут регенерировать целую особь из небольшого куска особи. У ракообразных,насекомых, иглокожих и личинок амфибий возможна регенерация конечностей, увзрослых ящериц – хвостов. Ящерицы в случае нападения сами отламывали себехвосты, чтобы отвлечь внимание хищника и успеть спастись бегством. Эта способностьсамопроизвольно сбрасывать придатки тела получила название аутотомин.

11.Состояниепокоя.

На протяжении жизненногоцикла у многих растений и животных наблюдаются периоды, когда метаболическаяактивность и рост снижаются до минимума. Это периоды покоя, наблюдаемые увзрослых организмов на одной из стадий развития или у специализированныхрепродуктивных структур (таких как споры, семена). Период покоя наступает подвлиянием изменений во внешней среде. Его биологическая роль состоит в том,чтобы дать возможность виду пережить неблагоприятные времена. У животных естьтри формы покоя, в которых участвуют физиологические адаптации, позволяющиепереносить экстремальные внешние условия.

Диапауза –своеобразная остановка развития, наблюдаемая у насекомых. Этот терминобозначает также период покоя, характерный для цист простейших и для зимующихяиц многих пресноводных организмов. Диапауза создаёт возможность длякоординирования времени появления потомства насекомых в период изобилия кормов.Главный фактор,

вызывающий диапаузу –длина светового дня (фотопериод), хотя её могут также определять наличие пищи,температура и влажность.

Летняя спячка (эстивация)наблюдается у некоторых рыб (двоякодышащих) и амфибий в периоды жаркой, сухойпогоды. Это особое состояние покоя, когда рыбы и амфибии забиваются в ил ипонижают метаболизм (и, следовательно, рост) до минимума, чтобы пережитьдефицит влаги. Во время спячки они дышат атмосферным воздухом. Нормальнаяактивность возобновляется только после периода засухи, когда водоём сновазаполняется водой.

Зимняя спячка(гибернация) связана с периодом низких температур. При настоящей спячкетемпература тела падает почти до температуры окружающей среды, сокращениясердца, дыхание, метаболизм, рост и процессы развития резко замедляются.

Среди организмов,впадающих в зимнюю спячку, можно назвать ежей, землероек, грызунов (сурки,хомяки, суслики сони), насекомоядных летучих мышей, нескольких птиц (колибри).Большинство других животных находятся в состоянии оцепенения(сна, псевдоспячки). В случае повышения температуры они могут просыпаться,чтобы подкормиться имеющимися у них запасами, для мочеиспускания и дефекации.

Судя по имеющимся данным,в крови содержится какое-то вещество, способное стимулировать спячку. Спячка неспасает животных от гибели при очень сильном охлаждении, но они избегаютзамерзания, сохраняя всеми способами тепло: гнёзда или норы, уменьшаяповерхность тела (свёртывание вкомок, погружение морды в мех). Если и это не помогает, животные чтобы повыситьтемпературу тела. Начинают двигаться или же повышают метаболизм, не просыпаясь.

Многие животные запасаютэнергию в виде липидных капель в буром жире. Они расходуют эти запасы напротяжении всей спячки. Но несмотря на все эти ухищрения, направленные навыживание в холодное время года, некоторым особо подвижным животным удаётсяизбежать холодов. Они просто мигрируют в более подходящий по климатическимусловиям район. Так они избегают необходимости в спячке.

12.Термины.

1. Аллометрическийрост (греч. allos– другой и metron –мера) – неравномерный рост.

2. Анаболизм(греч. anabole –подъём) – совокупность химических процессов в живом организме, заключающаяся всинтезе сложных молекул из более простых с запасанием энергии.

3. Апикальнаямеристема – образовательная ткань растения. Находится в области точекроста: верхушка побега, кончик нарастания корня.

4. Биосинтез– процесс образования необходимых организму веществ, протекающий с участиемкатализаторов. Из простых веществ образуются более сложные.

5. Бластула– первая стадия развития зародыша из яйцеклетки. Представляет собой полыйоднослойный шар с внутренней полостью – бластоцелем.

6. Гаструла– вторая стадия развития зародыша.

7. Гиперплазия – деление клеток врезультате делений митоза.

8. Гипертрофия– рост клеток, увеличение размеров клеток в результате поглощения воды илисинтеза протоплазмы.

9. Гипоталамус– отдел промежуточного мозг, регулирует обмен веществ, деятельностьпищеварительной и других систем, некоторые железы, механизмы сна, эмоции.

10. Гормоны– БАВ, вырабатываемые в организме специальными клетками или органами.

11. Диапауза– своеобразная остановка развития, период покоя с целью переживаниянеблагоприятных условий среды обитания.

12. Дифференциацияклеток – специализация клеток организма при его развитии.

14.

Дробление– быстрое увеличение числа клеток.

15. Зигота (греч.zygotes – соединённыйвместе) – оплодотворённое яйцо, диплоидная клетка, образуется в результате слияния половых клеток(гамет), начальная стадия развития зародыша.

16.Изометрический рост – равномерный рост частей тела.

17. Интеркалярная меристема –образовательная ткань растения, которая находится в узлах побегов.

18. Катаболизм– совокупность химических процессов, расщепление сложных органических веществ,при котором происходит высвобождение энергии.

19. Клон(греч. klon – ветвь,отпрыск) – результат бесполого размножения, ряд поколений наследственнооднородных потомков.

20. Ксилема– ткань высших растений, служащая для проведения воды и растворённыхминеральных солей.

21. Липиды(греч. lipos – жиры) –жироподобные вещества, образуют энергетический резерв организма, содержатся вовсех клетках.

еще рефераты

Еще работы по биологии

Теоретическое значение антропологии