Реферат на тему дробление

Обновлено: 03.07.2024

Оплодотворение играет чрезвычайно важную роль в развитии, но оно лишь только первая его ступень. Зигота с ее новым генетическим потенциалом и новым распределением цитоплазмы приступает к созданию многоклеточного организма. У всех известных животных это начинается с процесса дробления – серии митотических делений, в результате которых огромный объем цитоплазмы яйца разделяется на многочисленные содержащие ядро клетки меньшего размера. Такие клетки называются бластомерами.

Содержание

Введение
1. Сущность стадии дробления ……………………………………………….3
2. Классификация типов дробления …………………………………………..3
3. Морфология дробления …………………………………………………….4
4. Особенности молекулярно-генетических и биохимических процессов при дроблении ………………8
5. Дробление у человека ………………………………………………………..10
6. Нарушения дробления ………………………………………………………16
7. Отличие дробления от митотического деления соматических клеток ….17
Заключение
Список литературы

Вложенные файлы: 1 файл

дробление.docx

1. Сущность стадии дробления ……………………………………………….3

2. Классификация типов дробления …………………………………………..3

4. Особенности молекулярно-генетических и биохимических процессов при дроблении ……………………………………………………………………….8

7. Отличие дробления от митотического деления соматических клеток ….17

После объединения хромосомных наборов, являющегося следствием оплодотворения, без всякого перерыва начинается митотическое деление зиготы. За этим первым делением следует серия следующих делений ядер и цитоплазмы, общие свойства которых таковы:

• разделившиеся клетки зародыша не растут, т.е. в промежутке между делениями масса их цитоплазмы не увеличивается - в результате суммарный объем и масса всех возникших клеток не превышает объема и массы яйцеклетки во время оплодотворения;

• количество ДНК в ядре удваивается после каждого деления, как и при обычном митозе, так что все клетки сохраняют диплоидность

Перетяжки, разделяющие дробящуюся яйцеклетку на все более мелкие клетки (бластомеры), называются бороздами дробления.

Дробление - это многократные митотические деления зиготы, в результате которых зародыш становится многоклеточным, не меняя при этом существенно своего объема.

Дробление — это ряд последовательных митотических делений зиготы и далее бластомеров, заканчивающихся образованием многоклеточного зародыша — бластулы. Первое деление дробления начинается после объединения наследственного материала пронуклеусов и образования общей метафазной пластинки. Возникающие при дроблении клетки называют бластомерами (от греч. бласте—росток, зачаток). Особенностью митотических делений дробления является то, что с каждым делением клетки становятся все мельче и мельче, пока не достигнут обычного для соматических клеток соотношения объемов ядра и цитоплазмы. У морского ежа, например, для этого требуется шесть делений и зародыш состоит из 64 клеток. Между очередными делениями не происходит роста клеток, но обязательно синтезируется ДНК.

Все предшественники ДНК и необходимые ферменты накоплены в процессе овогенеза. В результате митотические циклы укорочены и деления следуют друг за другом значительно быстрее, чем в обычных соматических клетках. Сначала бластомеры прилегают друг к другу, образуя скопление клеток, называемое морулой. Затем между клетками образуется полость — бластоцель, заполненная жидкостью. Клетки оттесняются к периферии, образуя стенку бластулы — бластодерму. Общий размер зародыша к концу дробления на стадии бластулы не превышает размера зиготы.

Главным результатом периода дробления является превращение зиготы в многоклеточный односменный зародыш.

Существует несколько типов классификации процесса дробления.

По характеру образования и расположению бластомеров:

• полное (голобластическое) – характерно для зигот, содержащих мало желтка (мезо- и изолецитальные яйца), при этом борозды дробления проходят через все яйцо, а имеющийся у них желток включается в вегетативные бластомеры;

• неполное (меробластическое) – характерно для зигот, содержащих большие запасы белков желтка (полилецитальные яйца), при этом борозды дробления не проникают в богатую желтком область цитоплазмы

В зависимости от размеров образовавшихся бластомеров:

• равномерное - бластомеры на анимальном и вегетативном полюсе имеют одинаковые размеры;

• неравномерное - на анимальном полюсе сосредоточены более мелкие бластомеры, чем на вегетативном

По скорости формирования бластомеров:

• синхронное – при одинаковой скорости образования бластомеров на обоих полюсах зиготы;

• асинхронное - на анимальном полюсе скорость образования бластомеров выше, чем на вегетативном

Выделяют четыре основных типа голобластического дробления.

Данная классификация основана на взаимном пространственном расположении бластомеров:

Как правило, бластомеры располагаются в строгом порядке друг относительно друга и полярной оси яйца. Порядок, или способ, дробления зависит от количества, плотности и характера распределения желтка в яйце. По правилам Сакса — Гертвига клеточное ядро стремится расположиться в центре свободной от желтка цитоплазмы, а веретено клеточного деления — в направлении наибольшей протяженности этой зоны.

В олиго- и мезолецитальных яйцах дробление полное, или голобластическое. Такой тип дробления встречается у миног, некоторых рыб, всех амфибий, а также у сумчатых и плацентарных млекопитающих. При полном дроблении плоскость первого деления соответствует плоскости двусторонней симметрии. Плоскость второго деления проходит перпендикулярно плоскости первого. Обе борозды первых двух делений меридианные, т.е. начинаются на анимальном полюсе и распространяются к вегетативному полюсу. Яйцевая клетка оказывается разделенной на четыре более или менее равных по размеру бластомера. Плоскость третьего деления проходит перпендикулярно первым двум в широтном направлении. После этого в мезолецитальных яйцах на стадии восьми бластомеров проявляется неравномерность дробления. На анимальном полюсе четыре более мелких бластомера — микромеры, на вегетативном — четыре более крупных — макромеры. Затем деление опять идет в меридианных плоскостях, а потом опять в широтных.

В полилецитальных яйцеклетках костистых рыб, пресмыкающихся, птиц, а также однопроходных млекопитающих дробление частичное, или мероб-ластическое, т.е. охватывает только свободную от желтка цитоплазму. Она располагается в виде тонкого диска на анимальном полюсе, поэтому такой тип дробления называют дискоидальным.

При характеристике типа дробления учитывают также взаимное расположение и скорость деления бластомеров. Если бластомеры располагаются рядами друг над другом по радиусам, дробление называют радиальным. Оно типично для хордовых и иглокожих. В природе встречаются и другие варианты пространственного расположения бластомеров при дроблении, что определяет такие его типы, как спиральное у моллюсков, билатеральное у аскариды, анархичное у медузы.

Рис. 1. Дробление у хордовых животных с разным типом яйцеклетки.

А — ланцетник; Б — лягушка; В — птица; Г — млекопитающее:

I—два бластомера, II—четыре бластомера, III—восемь бластомеров, IV—морула, V—бластула;

1—борозды дробления, 2—бластомеры, 3— бластодерма, 4—бластоиель, 5—эпибласт, 6— гипобласт, 7—эмбриобласт, 8—трофобласт; размеры зародышей на рисунке не отражают истинных соотношений размеров

Замечена зависимость между распределением желтка и степенью синхронности деления анимальных и вегетативных бластомеров. В олиголецитальных яйцах иглокожих дробление почти синхронное, в мезолецитальных яйцевых клетках синхронность нарушена после третьего деления, так как вегетативные бластомеры из-за большого количества желтка делятся медленнее. У форм с частичным дроблением деления с самого начала асинхронны и бластомеры, занимающие центральное положение, делятся быстрее.

Рис. 1. Продолжение

К концу дробления образуется бластула. Тип бластулы зависит от типа дробления, а значит, от типа яйцеклетки.

Особенности молекулярно-генетических и биохимических процессов при дроблении.

Как было отмечено выше, митотические циклы в периоде дробления сильно укорочены, особенно в самом начале.

Например, весь цикл деления в яйцах морского ежа длится 30—40 мин при продолжительности S-фазы всего 15 мин. gi- и 02-периоды практически отсутствуют, так как в цитоплазме яйцевой клетки создан необходимый запас всех веществ, и тем больший, чем она крупнее. Перед каждым делением происходит синтез ДНК и гистонов.

Схема 1. Типы дробления и типы бластул

Скорость продвижения репликационной вилки по ДНК в ходе дробления обычная. Вместе с тем в ДНК бластомеров наблюдается больше точек инициации, чем в соматических клетках. Синтез ДНК идет во всех репликонах одновременно, синхронно. Поэтому время репликации ДНК в ядре совпадает с временем удвоения одного, притом укороченного, репликона. Показано, что при удалении из зиготы ядра дробление происходит и зародыш доходит в своем развитии почти до стадии бластулы. Дальнейшее развитие прекращается.

В начале дробления другие виды ядерной активности, например транскрипция, практически отсутствуют. В разных типах яиц транскрипция генов и синтез РНК начинаются на разных стадиях. В тех случаях, когда в цитоплазме много различных веществ, как, например, у земноводных, транскрипция активируется не сразу. Синтез РНК у них начинается на стадии ранней бластулы. Напротив, у млекопитающих синтез РНК уже начинается на стадии двух бластомеров.

В периоде дробления образуются РНК и белки, аналогичные синтезируемым в процессе овогенеза. В основном это гистоны, белки клеточных мембран и ферменты, необходимые для деления клеток. Названные белки используются сразу же наравне с белками, запасенными ранее в цитоплазме яйцеклеток. Наряду с этим в период дробления возможен синтез белков, которых не было ранее. В пользу этого свидетельствуют данные о наличии региональных различий в синтезе РНК и белков между бластомерами. Иногда эти РНК и белки начинают действовать на более поздних стадиях.

Важную роль в дроблении играет деление цитоплазмы — цитотомия. Она имеет особое морфогенетическое значение, так как определяет тип дробления. В процессе цитотомии сначала образуется перетяжка с помощью сократимого кольца из микрофиламентов. Сборка этого кольца проходит под непосредственным влиянием полюсов митотического веретена. После цитотомии бластомеры олиголецитальных яиц остаются связанными между собой лишь тоненькими мостиками. Именно в это время их легче всего разделить. Это происходит потому, что цитотомия ведет к уменьшению зоны контакта между клетками из-за ограниченной площади поверхности мембран

Сразу после цитотомии начинается синтез новых участков клеточной поверхности, зона контакта увеличивается и бластомеры начинают плотно соприкасаться. Борозды дробления проходят по границам между отдельными участками овоплазмы, отражающим явление овоплазматической сегрегации. Поэтому цитоплазма разных бластомеров различается по химическому составу.

Рис. 2. Дробление яйца лягушки (по Гилберту, 1993):

А – первое деление; Б – второе деление; В – четвертое деление

Дробление зиготы человека характеризуется следующими чертами. Плоскость первого деления проходит через полюса яйцеклетки, т.е., как и у других позвоночных, является меридианной. При этом один из образующихся бластомеров оказывается крупнее другого, что указывает на неравномерность деления. Два первых бластомера вступают в следующее деление асинхронно. Борозда проходит по меридиану и перпендикулярно первой борозде. Таким образом, возникает стадия трех бластомеров. Во время деления меньшего бластомера происходит поворот пары образующихся более мелких бластомеров на 90° так, что плоскость борозды деления оказывается перпендикулярной к первым двум бороздам. Аналогичное расположение бластомеров на 4-клеточ-ной стадии описано у мыши, кролика, норки и обезьяны (рис. 3). Благодаря асинхронному дроблению могут быть стадии с нечетным числом бластомеров —5, 7, 9.

Рис. 3. Ранние стадии дробления зиготы кролика:

I—плоскость первой борозды дробления. IIа —плоскость второй борозды дробления одного из первых двух бластомеров, IIб — плоскость второй борозды дробления второго из первых двух бластомеров

В результате дробления образуется скопление бластомеров—морула. Поверхностно расположенные бластомеры образуют клеточный слой, а бластомеры, лежащие внутри морулы, группируются в центральный клеточный узелок. Примерно на стадии 58 бластомеров внутри морулы появляется жидкость, образуется полость (бластоцель) и зародыш превращается в бластоцисту.

В бластоцисте различают наружный слой клеток (трофобласт) и внутреннюю клеточную массу (зародышевый узелок, или эмбриобласт). Внутренняя клеточная масса оттеснена жидкостью к одному из полюсов бластоцисты. Позднее из трофобласта разовьется наружная плодовая оболочка—хорион, а из эмбриобласта —сам зародыш и некоторые внезародышевые органы. Показано, что собственно зародыш развивается из очень небольшого количества клеток зародышевого узелка.

Стадия дробления протекает под лучистой оболочкой. На рис. 4 изображены ранние стадии эмбриогенеза человека с указанием, где в материнском организме располагается зародыш. Дробление человеческой зиготы и возникновение бластоциты схематично представлены на рис. 5 и 6.

Процесс дробления применяется для доведения минерального сырья (и других материалов) до необходимой крупности, требуемого гранулометрического состава или заданной степени раскрытия зерна. Применяются следующие способы разрушения:

· раздавливание, наступающее после перехода напряжений за предел прочности на сжатие (рис 1, а)

· раскалывание в результате расклинивания последующего разрыва кусков (рис 1, б)

· излом в результате изгиба (рис 1, в)

· срезывание, в котором материал подвергается деформации сдвига (рис 1, г)

· истирание кусков скользящей рабочей поверхностью. (рис 1, д)

Перечисленные способы дробления являются общими для дробления и измельчения, однако эти процессы отличаются по своему технологическому назначению и месту в цепи последовательных операций обогатительных фабрик (далее ОФ). Условно считают, что при дроблении получают продукты крупнее 5 мм, а при измельчении – мельче 5 мм. Для дробления применяют дробилки, для измельчения – мельницы.

Дробление на ОФ является подготовительной операцией перед обогащением м служит для разъединения тесно сросшихся между собой зерен различных минералов, содержащихся в полезном ископаемом. Чем полнее раскрывается зерно, тем успешнее протекает последующее обогащение полезных ископаемых (далее ПИ).

Полного раскрытия минералов достичь не удается, т.к. для этого пришлось бы очень тонко измельчать руду перед обогащением. Крупность зерен, до которой необходимо дробить исходный материал перед обогащением, определяется размером вкрапленности полезных минералов и процессом, принятым для обогащения данного ископаемого. Переизмельчать минералы не следует, т.к. это удорожает процесс и ухудшает результаты обогащения. Эта крупность устанавливается опытным путем при исследованиях обогатимости ПИ.

2. Степень дробления

Степень дробления – это отношение размеров максимальных кусков или зерен исходного материала к размеру максимальных куском продукта.

Степень дробления показывает, во сколько раз уменьшился размер кусок при дроблении.

i=Dmax/ dmax

Таким образом, степень дробления вычисляется при отношении размеров предельных отверстий сит, через которые проходят куски дробимого материала и дробленого продукта.

3. Стадии дробления

В зависимости от крупности исходного материала и дробленого продукта, стадии дробления имеют названия:

· 1 стадия – крупное дробление

· 2 стадия – среднее дробления

· 3 стадия – мелкое дробление

В зависимости от требуемой крупности материала перед обогащением, его можно измельчать в одну, две или даже три последовательные стадии.

Рис.2. Схемы дробления.

4. Классификация дробилок

4.1 Щековые дробилки

Щековые дробилки разделяются на два основных класса: с простым и сложным движением подвижной щеки. Дробилки с простым движением подвижной щеки различаются между собой способом ее крепления и приводным механизмом. Различают дробилки с верхним подвесом щеки, с нижней шарнирной опорой, с кулачковым приводным механизмом, с кривошипно-шарнирным приводным механизмом. В дробилках со сложным движением подвижной щеки, последняя шарнирно подвешена на эксцентриковом приводном валу. Значительное вертикальное перемещение щек, обусловливающее их истирающее действие на куски материала, приводят к повышенному износу дробящих плит. Поэтому дробилки со сложным движением применяют преимущественно для малоабразивных материалов. Достоинства: их простота конструкции, компактность и небольшая масса.

На рис.4 изображена схема щековой дробилки со сложным движением щеки ЩДС. Станина дробилки сварная. Ее боковые стенки выполнены из стальных листов и соединены между собой передней стенкой 1 коробчатого сечения и задней балкой 2, являющейся одновременного корпусом регулировочного устройства 7. Над приемным отверстием укреплен защитный кожух 3. Подвижная щека 4 закреплена на эксцентриковой части приводного вала 5, в нижней части щеки имеется паз, куда вставляется вкладыш для упора распорной плиты 6. Другим концом распорная плита упирается во вкладыш регулировочного устройства, состоящего из ползуна 13 и двух винтов 14. Замыкающее устройство состоит их тяги 8 и цилиндрической пружины 9. Подвижная щека имеет в нижней части косой выступ, на который устанавливают дробящую футеровочную плиту 10. Неподвижная дробящая плита 11 опирается внизу на выступ передней стенки станины 1, а с боковых сторон зажата футеровочными плитами 12.

4.2 Конусные дробилки

Конусные дробилки разделяются на дробилки для крупного, среднего и мелкого дробления. Принцип действия всех конусных дробилок одинаков. Дробящий конус жестко крепится на валу, подвешенном к точке О, а нижним концом свободно вставлен в эксцентриковый стакан. Стакан устанавливается концентрично со станиной дробилки. Ось вала несколько наклонена к вертикальной оси корпуса дробилки. Эксцентриковый стакан получает вращение от электродвигателя. Жестко закрепленный на валу дробящий конус совершает круговые качания, последовательно приближаясь к стенкам конической чаши и удаляясь. Приближение дробящего конуса к чаше сопровождается дроблением кусков материала, поступающих в пространство между ними, а удаление – разгрузкой дробленого продукта. Дробление материала в конусных дробилках происходит непрерывно. При отсутствии холостого хода время дробления, а, следовательно, и производительность у конусных дробилок выше, чем у щековых.

Рис.5. Схема конусных дробилок. А – с неподвижной осью, б – с подвесным валом (ККД гирационная), в – с валом, имеющим опору (ГРЩ), г – с консольным валом, опирающимся на шаровой подпятник (КСД и КМД), д – инерционная дробилка (вибрационная безэксцентриковая КИД).

Рабочие пространства конусных дробилок для крупного, среднего и мелкого дробления различается между собой конфигурацией. У дробилок для крупного дробления конус крутой (угол при вершине около 20о), а у дробилок для среднего и мелкого дробления – пологий (угол при вершине около 100о).

Конусные дробилки для крупного дробления отличаются от дробилок для мелкого и среднего дробления величиной эксцентриситета стакана, определяющего амплитуду качания дробящего конуса. У дробилок для крупного дробления эксцентриситет стакана составляет не больше 25 мм, а у дробилок для среднего и мелкого дробления – больше 100 мм.

4.3 Валковые дробилки

молотковый дробилка обогатительный

Валковые дробилки с гладкими валками применяются для среднего и мелкого дробления твердых пород. Материал питателем подается в дробилку через загрузочную воронку, захватывается валками, вращающимися с одинаковой скоростью навстречу друг другу, дробятся и разгружаются вниз под дробилку.

Валки изготовляются из чугуна и футеруются по внешней поверхности бандажами из марганцовистой или углеродистой стали. Длина валков всегда в два-три раза меньше их диаметра. Валковые дробилки бывают одно- двух- и четырехвалковые с гладкими либо зубчатыми валками.

Расход стали при дроблении на валковых дробилках составляет от 0,016 до 0,06 кг на 1 т. дробленой руды и при бандажах из высокоуглеродистой стали.

На дробилках с гладкими валками, работающих в открытом цикле, достигается степень дробления от 3 до 4, а на дробилках с зубчатыми валками – от 4 до 6.

4.4 Молотковые дробилки и дезинтеграторы

Принято разделение ударных дробилок на две подгруппы: с ударным ротором и с безударным разгонным ротором (центробежным). К машинам с ударным ротором относятся:

· Молотковые, с шарнирно подвешенными молотками

· Роторные, с жестко закрепленными лопатками

· Стержневые дробилки (дезинтеграторы)

Дробилки ударного действия применяют для дробления мягких си средней крепости неабразивных материалов.

Рис.7. Роторная дробилка ДРК (СМД). 1 – рама, 2 – ротор, 3 – била, 4 – верхняя часть корпуса для загрузки исходного материала, 5 – футеровка корпуса, 6 и 8 – соответственно верхняя и нижняя отражательные плиты, 7 и 9 – футеровка плит, 10 – механизм для регулирования зазора отражательных плит.

Использованная литература

1. Справочник по обогащению руд: Подготовительные процессы / Под ред. О.С. Богданова. – Изд. 2-е, перераб. И доп. – М.: Недра, 1982. – 366с.

2. Зверевич В.В. Основы обогащения полезных ископаемых: Учеб. пособие для студентов вузов / В.В. Зверевич, В.А. Перов. – М.: Недра, 1971. – 216 с.

Читайте также: