Учитель. Каждую секунду на Земле гибнет от старости и болезней астрономическое количество живых существ, и только благодаря размножению, этому удивительному свойству организмов, жизнь на Земле не прекращается.
На первый взгляд может показаться, что процессы размножения у живых существ очень разнообразны, однако все их можно свести к двум формам: бесполому и половому. Половое размножение свойственно большинству живых организмов и человеку в том числе.
При половом размножении возникновение новых организмов происходит в результате слияния яйцеклетки и сперматозоида. Этот процесс называется оплодотворением. Оплодотворенное яйцо является основой формирования нового сложного организма. Этот новый организм имеет важное биологическое преимущество перед своими родителями. Оно заключается в том, что в результате объединения хромосомных наборов яйцеклетки и сперматозоида в новом организме соединяются признаки обоих родителей. Значит, их потомство может оказаться более жизнеспособным.
Так ли это происходит у человека? Действительно ли потомство оказывается более жизнеспособным? Что влияет на развитие плода? На эти и другие вопросы мы постараемся ответить на нашем уроке.
Мы знаем, что развитие нового организма начинается с оплодотворения. Оплодотворение 0151 процесс слияния двух половых клеток. Что это за клетки, и какова их особенность строения?
Ученик. Половые клетки называются гаметами. Число и размер гамет различны у разных животных и растений. Однако наблюдается такая закономерность: чем меньше вероятность встречи яйцеклетки и сперматозоида, тем больше число гамет образуется в организме. У высших животных яйцеклеток образуется от одной до 10 – 20, а сперматозоидов до 100 000 000 и только один оплодотворяет яйцеклетку.
Яйцеклетка у человека имеет диаметр 150 – 200 мкм. Форма яйцеклетки обычно округлая, в ее цитоплазме расположены митохондрии, рибосомы и большое количество запасных веществ в виде желточных зерен и белка. Способна к оплодотворению только в течение 24 часов после овуляции.
Яйцо яйцеклетки активно функционирует, что связано с процессами биосинтеза белка. Яйцеклетки образуются только во внутриутробном периоде развития и остаются в состоянии покоя до полового созревания.
Сперматозоиды намного мельче яйцеклеток. У разных животных они разной формы, но большинство из них имеют головку и хвостик. Цитоплазма в очень малых количествах. Почти всю головку занимает ядро. Перед ядром располагается комплекс Гольджи, который участвует в растворении оболочки яйцеклетки при оплодотворении. Митохондрии сосредоточены у основания хвостика и поставляют энергию для его колебаний. Благодаря колебаниям хвостика зрелые сперматозоиды активно движутся в окружающей их среде и достигают яйцеклетки.
Процесс оплодотворения состоит из нескольких этапов:
- проникновение сперматозоида в яйцо;
- слияние гаплоидных ядер обеих гамет с образованием диплоидной зиготы;
- активизация ее к дроблению и дальнейшему развитию.
Образование сперматозоидов начинается с наступлением половой зрелости. Цикл формирования сперматозоида — 70 – 75 дней. В организме женщины он сохраняет способность к оплодотворению 3 – 4 дня.
Учитель. Давайте посмотрим, что происходит с оплодотворенной яйцеклеткой дальше?
Ученик. Процесс оплодотворения происходит в маточных трубах. После оплодотворения наступает беременность. Беременность — это физиологическое состояние организма женщины, связанное с оплодотворением яйцеклетки и развитием плода. На стадии 16 клеток яйцеклетка попадает в матку. Около двух суток она находится в свободном состоянии. На 4-й день после оплодотворения в плодном яйце образуется полость, а на 7-й плодное яйцо имплантируется в слизистую оболочку матки. Начинается зародышевый период. Он длится от момента имплантации (7-й день после оплодотворения) до образования плаценты. От момента образования плаценты до родов — это плодный период. Т.о. внутриутробное развитие человека включает в себя два периода, а именно — зародышевый и плодный.
Учитель. Теперь мы знаем, что зародышевый период заканчивается образованием плаценты. А что такое плацента и каковы ее функции?
Ученик. После имплантации питание и дыхание зародыша происходит через ворсинки его наружной оболочки — хориона, которой затем развивается в плаценту. Плацента, или детское место — дисковидный орган, при помощи которого осуществляется связь между развивающимся в теле матери зародышем и материнским организмом. Кровь матери и плода не смешивается. Обмен веществ идет через стенки капилляров. Функции плаценты следующие:
- газообмен (дыхание) между организмом матери и плода;
- питание — получение питательных веществ из крови матери;
- выделительная;
- защитная функция — от матери плод получает антитела;
- секреторная — плацента выделяет специальный гормон, который сохраняет плод в матке.
Учитель. Известно, что организм в ходе развития зародыша повторяет общее развитие вида в процессе эволюции. В чем это проявляется?
Ученик. Все отличительные признаки организма создаются в ходе развития зародыша постепенно и в строгой последовательности. На самой ранней стадии развития зародышей видимые различия отметить сложно. Все они имеют С-образную форму, имеют жаберные щели и хвост. В последующем развитии появляются различия. Первыми начинают отличаться зародыши водных животных. Затем различия начинают проявляться между хладнокровными и теплокровными животными. И в последнюю очередь проявляются различия между млекопитающими.
Учитель. Т.о. можно сделать следующие выводы:
- отличительные признаки организма создаются в ходе развития зародыша постепенно и в строгой последовательности;
- общность строения различных организмов проявляется на ранних стадиях развития их зародышей;
- видовые различия проявляются на поздних стадиях развития зародышей.
А сейчас мы более подробно рассмотрим внутриутробное развитие человека и, в частности, развитие некоторых жизненно важных органов и систем органов.
Ученик. (Формирование сердца.) Развитие сердца начинается у зародыша с 3-й недели внутриутробного периода из части мезодермы (среднего зародышевого листа). В области будущей шеи появляется две складки сердца в виде трубок. Они сближаются и срастаются, перегородка между ними рассасывается. Образуется трубчатое сердце, сходное с сердцем ланцетника. К середине 4-й недели сердце становится двухкамерным (как у рыб). Разделение предсердий начинается с конца 4-й недели. Оно завершается к концу 5-й недели образованием межпредсердной перегородки. Сердце становится трехкамерным (как у амфибий). Предсердия сообщаются между собой только через овальное отверстие, имеющее клапан с левой стороны.
Разделение желудочков начинается с 6-й недели. Межжелудочковая перегородка растет от верхушки по направлению к предсердиям. Некоторое время в верхней части перегородки сохраняется отверстие (как у большинства рептилий). Разделение желудочка завершается в течение 7-й недели.
В конце 2-го месяца начинается перемещение сердца из области шеи в грудную область.
Вредные факторы, действующие на эмбрион и плод (вирусные заболевания матери, химические и лекарственные вещества) в первые 3 месяца беременности могут приводить к образованию врожденных пороков сердца и сосудов.
Ученик. (Развитие легких.) Легкие начинают развиваться у зародыша на 3-й неделе из выпячивания стенки кишечной трубки. Эпителий легких и желудочно-кишечного тракта имеет общее происхождение. Вскоре выпячивание становится парным. Каждое из них древообразно ветвится. Из этого энтодермального зачатка образуется эпителий легких и дыхательных путей. Гладкомышечные волокна и хрящи бронхов формируются из мезодермальной паренхимы. В дальнейшем в процессе роста формируется долевое строение легких, после 6 месяцев образуются альвеолы. Легкие плода как орган внешнего дыхания не функционируют. Посредством верхних дыхательных путей полость легких сообщается с амниотической жидкостью, в которой взвешен плод. Альвеолы и бронхи у плода не находятся в спавшемся состоянии. Они заполнены жидкостью, которая секретируется преимущественно альвеолами. Смешивание амниотической и легочной жидкостей происходит очень медленно. Препятствие для смешивания представляет узкая голосовая щель. Образование легочной жидкости необходимо для нормального развития легких.
Поверхность альвеол начинает покрываться белково-липидной выстилкой — сурфактантом. Этот процесс происходит в основном после 6 месяцев.
Наличие сурфактанта является необходимым условием нормальной аэрации легких после рождения. При недостатке сурфактанта, что может быть генетически обусловленной патологией, после попадания в легкие воздуха альвеолы спадаются, что приводит к тяжелым расстройствам дыхания и без лечения — к смерти новорожденного.
Ученик. (Органы пищеварения.) Формирование системы органов пищеварения начинается на 3 – 4 неделе эмбрионального периода образованием первичной кишки. На 4 – 5 неделе формируются ротовое и клоачное отверстия, последнее затем разделяется на анальное и мочеполовое. К концу 2-го месяца выделяются пищевод, желудок и кишечник, в виде выростов появляются зачатки поджелудочной железы и печени.
Со времени образования плаценты основную роль приобретает гемотрофное питание, обеспечивающее транспорт питательных веществ из крови матери к плоду через плаценту.
С 4 – 5 месяцев внутриутробного развития начинается деятельность органов пищеварения плода. Совместно с гемотрофным начинается амниотрофное питание. Амниотрофное питание заключается в поступлении околоплодных вод в желудочно-кишечный тракт плода, где ее питательные частично перевариваются, а продукты переваривания всасываются в кровь плода. Суточное количество поглощаемой плодом жидкости в последние месяцы беременности может достигать 1 литра. При этом при нормально протекающей беременности содержимое прямой кишки (меконий) в околоплодные воды не поступает. При патологии беременности, например, при асфиксии (кислородном голодании) плода меконий может попасть в околоплодные воды.
Ученик. (Обмен веществ.) Питательные вещества плод получает из материнской крови. Главным источником энергии для плода является глюкоза. Переход глюкозы через плаценту осуществляется путем облегченной диффузии. Глюкоза используется и для отложения запаса питательных веществ в виде гликогена и жира. Гликоген накапливается в печени, скелетных мышцах и миокарде. Его концентрация в печени в 2 – 3 раза, в скелетных мышцах — в 3-5 раз, в миокарде — примерно в 10 раз больше, чем у взрослых.
Поступление в организм плода аминокислот особенно важно. Ни в какой другой период жизни метаболизм аминокислот не достигает такой интенсивности, как у плода. Аминокислоты используются для синтеза тканевых ферментов и гормонов белковой природы, необходимых для обеспечения роста.
Концентрация аминокислот в плазме крови плода примерно в 2 раза больше, чем у матери, т.е. перенос аминокислот происходит против градиента концентраций.
Перенос липидов из крови матери через плаценту выражен слабо. Концентрация их в плазме крови плода в 2 – 3 раза меньше, чем у матери. Медленно транспортируется через плаценту и жирные кислоты. В печени плода с большей, чем у взрослых, скоростью осуществляется синтез жирных кислот. Синтез жирных кислот у плода происходит также в мозге и в легких. В мозге жирные кислоты необходимы для образования липидов мембран клеток и миелиновых оболочек, а в легких — для синтеза сурфактанта. Значительное количество жира в организме плода синтезируется из углеводов.
Ученик. (Развитие почек.) Окончательная почка (метанефроз) появляется у эмбриона на 5-й неделе. Она образуется из мезодермальной ткани. Почка начинает функционировать на 9-й неделе внутриутробного развития. Образующаяся моча выводится в околоплодную жидкость. Однако основным органом выделения плода является плацента. Развитие почек не заканчивается к рождению. Наибольшая интенсивность их роста наблюдается в течение 1-го года жизни, рост продолжается до 16 лет. У новорожденного в корковом веществе много недифференцированных почечных телец, не полностью развита и канальцевая часть нефронов. Соотношение толщины коркового и мозгового вещества у новорожденных составляет 1:4, а у взрослых — 1:2. В течение первого года масса коркового вещества увеличивается вдвое, а мозгового вещества — лишь на 42%.
Наиболее интенсивно нефроны растут в течение первого года после рождения и в период полового созревания.
Для нормального развития почек в течении первого года после рождения важно вскармливание ребенка грудным молоком, т.к. при расщеплении в желудке грудного молока образуется вещество, стимулирующее развитие почек.
Учитель. В настоящее время практически здоровые дети составляют всего 4% от всех новорожденных детей. Почему стала возможна такая ситуация?
Ученик. На развитие плода пагубно сказываются и заболевания матери (инфекции, особенно такие как грипп и краснуха, диабет, токсикозы), и вредные привычки. Так, у алкоголиков дети рождаются физически недоразвитыми, отстают в умственном развитии, а у курящих мам в 2 раза чаще бывают преждевременные роды, масса тела новорожденного на 10% меньше нормы. У наркоманов дети рождаются с физическими недостатками, с врожденной зависимостью к наркотикам и, как правило, рождаются преждевременно.
Беременной женщине категорически не рекомендуется работать на вредном предприятии, т.к. может произойти отравление плода солями тяжелых металлов. Особенно опасны соли свинца.
Наиболее тяжелые нарушения наблюдаются при действии факторов в первые 3 месяца беременности, когда происходит формирование плаценты и формирование всех систем органов. Возможно возникновение уродств и нарушение развития ЦНС плода.
Учитель. Мы проследили развитие различных органов на разных стадиях развития зародыша и плода. А сейчас мы проследим развитие плода месяц за месяцем и послушаем дневник еще не родившегося ребенка “Как я жил до моего рождения”.
Ученик. (Дневник еще не родившегося ребенка “Как я жил до моего рождения”.)
2-й месяц после зачатия. “Сегодня у меня праздник: два месяца. Я уже существую. Но, к сожалению, празную не Я один — мама уже выкурила несколько сигарет и выпила стакан вина. От этого мне тяжело, слабый я какой-то, голова болит и тошнит. У меня есть друг, которому тоже исполнилось 2 месяца. Его мама ела витамины и пила молоко. Он веселый и большой уже. Завидно!”
3-й месяц после зачатия. “Мой друг уже такой большой, а Я совсем не подрос. Мама все курит и курит, а мне все хуже и хуже. Мама моего друга много гуляет на свежем воздухе. А Я даже не знаю, что такое свежий воздух. Вот рожусь и сразу убегу от нее гулять. И вообще, Я устал…”
4-й месяц после рождения. “Сегодня у мамы опять был какой-то праздник, и она ела что-то очень соленое. Я уже не говорю, что оно было жареным и ужасно острым. И запивала мама все это не молоком, а пивом. У меня теперь першит в горлышке и болит живот. Я обиделся на маму и топнул ножкой. Но она меня даже не поняла. А мама моего друга постоянно соблюдает режим, делает зарядку и кушает фрукты, овощи и молочные продукты. Он хорошо растет. Он уже большой, а Я такой, каким мой друг был в три месяца.”
5-й месяц после зачатия. “Вчера у мамы были гости. И мама, конечно, с ними выпила вина. А сегодня с утра у нее болит голова. Поэтому она съела какую-то таблетку и уже выпила несколько чашек кофе. Неужели она не знает, что этого делать нельзя!!? Мне так плохо…”
6-й месяц после зачатия. “Мама с папой сегодня поссорились. Они так громко кричали. Я понял, что Я им совсем не нужен. Не буду Я у них рождаться! Не люблю Я их! Родители моего друга никогда не ссорятся и все время с ним разговаривают…
После ссоры мама собрала тяжелый-тяжелый чемодан и ушла. У нее сердце чуть не отказало от тяжести… Понимаете: Я чуть не умер!”
7-й месяц после зачатия. “Мне уже 7 месяцев, но выгляжу Я как шестимесячный. А мне так хочется быть большим и сильным! А моя мама сегодня поссорилась с мамой моего друга, потому что та говорила, что моей маме теперь в горячую баню ходить нельзя, но мама ее не послушала и все равно пошла.
Мне сначала было хорошо, тепло. А потом стало как-то уж очень тесно — и маму куда-то очень быстро повезли.
…Вдруг Я увидел яркий свет. Я испугался и закричал. Меня сразу опутали какими-то проводочками и трубочками. Поместили меня под стеклянный колпак… Я уже родился! А мой друг родится через два месяца — здоровый и веселый.
А главный дяденька в белом халате сказал: “Какой он маленький, хиленький, да и пальчиков у него шесть”. А Я подумал — разве так не должно быть?”
В медицинской карте новорожденного следующая запись: “Мальчик. Вес при рождении 2300 г., рост 45 см. Роды преждевременные — на 34 неделе беременности, протекавшей с токсикозом в 1-й и 2-й половине беременности.
Имеются признаки незрелости, ребенок неактивен, крик слабый, грудь берет плохо. Кожные покровы бледные. Со стороны внутренних органов имеются изменения. Четко прослушивается систолический шум, границы сердца смещены влево: необходимо обследование с целью исключения порока сердца.
Диагноз: недоношенность 1-й степени, врожденный порок сердца.
Отягощающий анамнез: мать на протяжении всей беременности курила, употребляла алкоголь.”
Когда родился друг этого мальчика, о котором он упоминал в своем дневнике, то в его медицинской карте была сделана следующая запись:
“Мальчик. Вес при рождении 3500 г., рост 50 см. Роды в срок на 40-й недели беременности. Ребенок активен, крик громкий, сосет хорошо. Кожа и слизистые чистые, розовые. Со стороны органов патологии нет.
Диагноз: здоровый новорожденный.”
Ученик. (Жизнь до рождения. Месяц за месяцем.)
1-й месяц. (Зародышевый период.) Вначале эмбрион в виде диска, затем трубки и, наконец, — запятой. Из группы клеток быстро образуются структуры будущего младенца: утолщение на конце трубки — голова, хвостик — копчик, выпуклость брюшной области — сердце (уже сокращается). Примитивный кишечник, первые половые клетки. Лица и конечностей пока нет. Длина эмбриона 5 мм.
2-й месяц. Появляются ноги, руки. Хвост пропадает. Вырисовывается лицо. Развивается нервная система: головной мозг уже похож на мозг взрослого человека, с извилинами. Развивается мочеполовая система и дыхательный аппарат, желудок и кишечник принимают окончательную форму. Появляются мышцы и начинается окостенение скелета. Сформированы зачатки всех будущих органов, туловище становится более прямым, длина эмбриона — 3 см. вес — 11 г.
3-й месяц. (Плодный период.) Начинают различаться половые органы, появляются голосовые связки. Лицо становится похожим на человеческое. Появляются нос, рот и глаза. Появляются первые волоски над верхней губой и над глазами. Значительно развивается печень, формируются почки. Кишечник удлиняется и закручивается. Плод начинает двигаться, но слабо. Его длина — 10 см., масса — 45 г.
4-й месяц. Изменяются пропорции ребенка: голова кажется меньше по отношению к туловищу. Кожа красноватого цвета покрывается нежным пушком, на голове растут первые волосы. Кровь по сосудам циркулирует с ускоренным ритмом, сердце бьется в 2 раза быстрее, чем у взрослого человека. Начинают функционировать сальные и потовые железы, печень, желудок, желчный пузырь, почки.
5-й месяц. Мать начинает ощущать движения ребенка. Его кожа в морщинах, так как у плода еще нет жира. Волос на голове становится больше, появляются ногти. Легкие продолжают развиваться, плод совершает дыхательные движения, учится глотать. Длина плода — 25 см., масса — 500 г.
6-й месяц. Шестой месяц называют месяцем движения. Активность ребенка заметно увеличивается, он делает в среднем от 20 до 60 движений за 30 минут. Активность ребенка меняется в течение дня. Ребенок засыпает и просыпается. Головной мозг продолжает усложняться. Лицо становится определеннее, виднее брови. Длина — 31 см., масса — 1 кг.
7-й месяц. У ребенка пробуждаются чувства, он уже способен слышать, появляется вкус. Ребенок становится жизнеспособным. Его масса — 1700 г. и длина — 40 см.
8-й месяц. Основные органы плода уже полностью сформировались. Легкие состоят из множества альвеол. Сердце бьется в учащенном ритме: 120 — 140 ударов в минуту. Жировое вещество разглаживает кожу, она становится бледно розовой, морщины исчезают, пушок на коже исчезает. Ребенок принимает окончательное положение перед родами, находится вниз головой. Его масса — 2400 г., а длина около 45 см.
9-й месяц. Частота движений сокращается за 15 – 20 дней до родов. Масса тела прибавляется по 20 – 30 г в день. Пушок на коже уже полностью пропал, кожа стала бело-розовой. Череп окостенел еще не полностью, остаются неокостеневшие участки-роднички. К концу месяца ребенок готов к рождению. Его масса — 3000 – 3500 г длина — 50 см.
Учитель. Сейчас давайте послушаем, как должна вести себя беременная женщина.
Ученик. Беременность — это состояние женщины, в матке которой развивается будущий ребенок. Продолжительность беременности 270 – 280 дней. Беременность устанавливается врачом, который следит за ходом беременности и регистрирует изменения артериального давления, массы тела и других показателей здоровья.
Беременная женщина не должна переутомляться, заниматься спортом, носить обувь на высоких каблуках. Ей нужно следить за массой своего тела, не есть “за двоих”, исключить из питания копченую рыбу, острые приправы, колбасу. Во вторую половину беременности нужно соблюдать бессолевую диету. Во время беременности без назначения врача нельзя принимать никаких лекарств. Необходимо двигаться и гулять на свежем воздухе, заниматься легким физическим трудом.
Беременной женщине абсолютно противопоказаны курение и прием алкоголя. Дело в том, что никотин и алкоголь из крови матери легко проходят через плаценту и попадают в кровь плода, вызывая в его организме тяжелые нарушения, приводящие к появлению физических уродств и нарушению психики. Поэтому, употребление беременной женщиной алкоголя во много раз увеличивает вероятность рождения детей с различными уродствами. Таким образом, воздействуя на зародыш еще в материнской утробе, алкоголь задолго до рождения ребенка задерживает и нарушение его развитие.
У родителей, злоупотребляющих алкогольными напитками, дети с момента рождения могут отставать в развитии, чаще заболевают и труднее переносят болезни. Многие из них погибают в раннем возрасте. Хорошо известно, что состояние опьянения хотя бы одного из родителей во время зачатия может привести к рождению нервнобольного ребенка. Доказано, что алкоголизм родителей — одна из главных причин слабоумия у детей. Уже через час после употребления спиртного напитка алкоголь обнаруживается в семенниках у мужчин и в яичниках у женщин. Назначение и прием лекарств также должны проводиться под строгим контролем врача.
Учитель. Сегодня мы с вами узнали, что очень важно будущей маме соблюдать режим дня и правильно питаться. Ей необходимо много гулять на свежем воздухе и у ребенка не будет кислородного голодания, маме нужно есть больше фруктов и овощей, и тогда у ребенка не будет авитаминоза. Маме необходимо в рацион питания включать молочные продукты и тогда она не только сохранит свои зубы, но и обеспечит правильное формирование скелета плода.
Сегодня мы узнали, что не всегда потомство оказывается более жизнеспособным. И причины нам уже очевидны.