Вопросы по эмбриогенезу регулярно встречаются в заданиях ЕГЭ по биологии. Основной акцент на экзамене делается на развитие представителей типа Хордовые — чаще всего ланцетника и лягушки.
Эмбриогенез — это период онтогенеза от момента образования зиготы до рождения или выхода зародыша из яйцевых оболочек.
В это время из одной-единственной клетки формируется сложно устроенный многоклеточный организм. Разберём каждую стадию, изучим типичные ошибки и научимся правильно анализировать схемы зародышей.
Последовательные стадии эмбрионального развития
Развитие зародыша идёт поэтапно. Каждый последующий шаг зависит от успешного завершения предыдущего.
Оплодотворение и образование зиготы
Жизнь нового организма начинается с оплодотворения — слияния двух гаплоидных половых клеток. Результат этого слияния — диплоидная зигота. У хордовых животных она представляет собой одноклеточную стадию развития. Из этой крупной клетки с запасом питательных веществ и уникальной комбинацией генов разовьются все остальные структуры.
Дробление и формирование бластулы
Сразу после образования зигота начинает активно делиться. Этот процесс называется дроблением.
Главная особенность этапа — клетки делятся путём митоза, но не увеличиваются в размерах. Интерфаза между делениями очень короткая, стадия клеточного роста в ней выпадает. Образующиеся новые клетки называются бластомерами.
После в процессе дробления зигота последовательно делится на два, четыре, восемь и более бластомеров, образуя плотный комок клеток в форме ягоды малины — морулу. Вскоре клетки морулы расходятся к периферии, образуя внутри пустое пространство. Зародыш превращается в однослойный полый шар. Этот шар называется бластулой.
Для правильного решения экзаменационных задач нужно помнить два термина:
- бластодерма — стенка зародыша;
- бластоцель — первичная внутренняя полость.
Гаструляция и образование зародышевых листков
Однослойному зародышу нужно усложняться. Начинается процесс гаструляции, который чаще всего протекает путём инвагинации — впячивания части бластодермы внутрь бластоцели. Представь мягкий резиновый мяч, на который нажали пальцем так, что одна стенка прижалась к другой.
В результате впячивания формируется гаструла. Это двуслойный зародыш. Наружный слой клеток теперь называется эктодермой, а внутренний слой — энтодермой. Внутреннее пространство образует гастроцель — первичную кишку. Отверстие, ведущее в гастроцель, называют бластопором, или первичным ртом.
Нейрула и осевые органы
Следующий этап сопровождается закладкой третьего зародышевого листка — мезодермы. Она формируется между эктодермой и энтодермой. Одновременно происходит образование комплекса осевых органов. Эта стадия называется нейрулой.
Органы формируются в строгой пространственной последовательности:
- из специализированного участка окружающего слоя (эктодермы) образуется нервная трубка, она располагается на самом верху;
- под нервной трубкой из клеток мезодермы закладывается хорда — плотный упругий тяж, служащий первичным скелетом;
- под хордой располагается кишечная трубка, формирующаяся из клеток энтодермы.
Эмбриогенез в заданиях ЕГЭ: пример с решением
В экзаменационных вариантах нужно уметь распознавать стадии по рисункам, находить соответствие и объяснять взаимосвязь процессов.
Типичные задания линий 5 и 6 ЕГЭ содержат иллюстрацию развивающегося зародыша. В них требуется сопоставить структуры с их характеристиками.
Как решать такие задачи пошагово:
- Внимательно посмотри на рисунок зародыша. Посчитай количество клеточных слоёв.
- Однослойный круглый зародыш указывает на бластулу.
- Двуслойный зародыш в виде чаши с углублением говорит о стадии гаструлы.
- Если на схеме видны три трубки разного диаметра, лежащие друг под другом, перед тобой нейрула.
Типичные ошибки возникают из-за путаницы в терминах — чаще всего между бластоцелью и гастроцелью. Запомни: бластоцель формируется на стадии бластулы и не имеет связи с внешней средой. Гастроцель образуется на стадии гаструлы и сообщается с окружающим миром через первичный рот.
Задание. Установите соответствие между характеристиками и зародышевыми листками хордовых животных: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ХАРАКТЕРИСТИКИ:
А) образует эмаль зубов
Б) дает начало эпителию кишечника
В) формирует скелет и мускулатуру
Г) из него развивается нервная трубка
Д) образует органы выделительной системы
Е) дает начало легким и печени
ЗАРОДЫШЕВЫЕ ЛИСТКИ:
- Эктодерма
- Энтодерма
- Мезодерма
Решение:
- Эктодерма (наружный): всё, что «снаружи» (кожа, эмаль) + нервная система.
- Энтодерма (внутренний): внутренняя «трубка» (ЖКТ, дыхалка) + крупные железы (печень, поджелудочная).
- Мезодерма (средний): всё, что «между» ними (мышцы, кости, кровь, почки, половая система).
Ответ:
| А | Б | В | Г | Д | Е |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 1 | 3 | 2 |
Тренировка с экзаменационными заданиями
Чтобы закрепить материал, выполни упражнения, а затем сверься с ответами.
Задание 1
Установите правильную последовательность стадий и процессов эмбрионального развития ланцетника. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
- Образование первичной кишки и двух слоев клеток.
- Формирование однослойного полого шара.
- Образование осевого комплекса органов.
- Многократное деление зиготы без увеличения объема клеток.
- Миграция клеток и впячивание части бластодермы внутрь.
- Формирование мезодермы и дифференцировка тканей.
4 (Дробление) — начальный этап деления зиготы.
2 (Бластула) — итог дробления, однослойный зародыш.
5 (Инвагинация) — механизм перехода от однослойного зародыша к двухслойному.
1 (Гаструла) — стадия образования двух слоев и первичной кишки.
3 (Нейрула) — стадия закладки осевых органов (характерно для хордовых).
6 (Органогенез) — окончательное формирование систем органов из трех зародышевых листков.
Ответ: 425136
Задание 2
Выберите три признака, характерных для мезодермального происхождения органов. Запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
- Формирование жидких тканей внутренней среды.
- Образование покровного эпителия.
- Развитие серого и белого вещества спинного мозга.
- Дифференцировка сократительных волокон.
- Образование опорных структур.
- Формирование слизистой оболочки тонкого и толстого кишечника.
1 (Кровь, лимфа) — это соединительные ткани, они всегда развиваются из мезодермы.
4 (Все виды мышц) — мышечная ткань имеет мезодермальное происхождение.
5 (Хрящи и кости) — скелет (опорные структуры) формируется из мезодермы.
Почему не подходят остальные:
2 (Эпидермис кожи) и 3 (Спинной мозг) развиваются из наружного листка — эктодермы.
6 (Слизистая кишечника) развивается из внутреннего листка — энтодермы.
Ответ: 145
Заключение
Теперь ты знаешь основные этапы эмбрионального развития хордовых и умеешь определять их по характерным признакам. Чтобы не растеряться на экзамене, всегда держи в уме пространственную модель: от одной клетки к шарику из бластомеров, а затем — к двуслойной чаше. Ты умеешь находить ошибки в описаниях стадий и сопоставлять зародышевые листки с их производными. Для успешной сдачи ЕГЭ регулярно повторяй теорию и тренируйся в решении заданий из открытого банка, уделяя особое внимание анализу схематичных рисунков.
