E-PRATICUM BIOLOGIE 2CELKWEEK, CELDELING EN CELCYCLUS, KLIEVING EN VROEGE EMBRYONALE ONTWIKKELING

InleidingDieren, hoewel allen meercellig georganiseerd, doorlopen van generatie tot generatie steeds een eencellig stadium: de bevruchte (zygote) of onbevruchte (parthenogenese) eicel. Zeker tijdens de embryonale ontwikkeling (= toename aantal cellen), maar ook tijdens hun ganse bestaan, blijft de nood aanwezig tot celvermenigvuldiging (= celvervanging). Alle cellen, behorend tot eenzelfde individu, bezitten eenzelfde genotype. In diercellen (= eukaryote celtype) zit dit genotype gematerialiseerd in afzonderlijke chromosomen (chromatinedraden in de interfase cel). Vermenigvuldiging van eukaryote cellen vereist aldus een mechanisme waarbij de chromosomen ondanks hun complexe structurele organisatie (= solenoïd model, chromatine/chromosoom), op een onveranderlijke manier worden doorgegeven aan de dochtercellen.Bij eukaryota zitten de chromosomen bovendien gecompartimentaliseerd binnen de celkern en dienen de dochtercellen van de oudercel ook additionele elementen (celmachinerie), aanwezig in het cytoplasma en het plasmalemma, te verwerven.Mitose of eukaryote celdeling verwijst daarom naar een specifiek proces dat al deze bovenstaande behoeften op een correct reproduceerbare manier laat verlopen.

Doelstelling• Via observatie en redenering wordt het probleem van cel vermenigvuldiging inzichtelijk uitgewerkt. Naast louter herkennen van delingsstadia is het vooral de bedoeling dat de achterliggende betekenis en de intrinsieke karakteristieken van mitose duidelijker worden.• Anderzijds wil dit practicum duidelijk maken dat mitose of eukaryote celvermenigvuldiging op zichzelf onvoldoende is om, vertrekkende van de eencellige zygote, een meercellig organisme te maken. Daarom wordt in een tweede practicumonderdeel ruime aandacht besteed aan processen als blastulavorming, gastrulatie en tot standkoming van de 3 kiembladen of orgaanvormende gebieden en dit bij een eenvoudig modelorganisme: de zeester (zie ook hoorcollege).

Opdracht 1: ParthenogeneseTracht zelf het begrip parthenogenese te definiëren en geef twee voorbeelden van diersoorten waarbij dit proces gebeurt.Parthenogenese is een vorm van ongeslachtelijke (of maagdelijke) voortplanting waarbij vrouwtjes nakomelingen krijgen zonder de hulp van mannetjes. De maagdelijke vrouwtjes leggen spontaan eitjes of baren jongen. Voorbeelden vindt men bij de bijen, waar uit een onbevrucht eitje een dar ontstaat, en bij vele soorten bladluizen.

Een belangrijk onderdeel van het examen is begrippen verklaren. Kom je nieuwe begrippen tegen in de cursus of tijdens het hoorcollege, dan is het belangrijk dat je zelf op zoek gaat naar de betekenis ervan. Raadpleeg hiervoor in de eerste plaats je handboek of kijk eens op internet. Op toledo vind je een lijst van begrippen, die gaandeweg het semester aan bod komen. Al de begrippen kunnen op deze manier ondervraagd worden.

Opdracht 2:Tracht zelf de begrippen androgenese en gynogenese te definiëren.- Androgenese: De kern van de eicel is verdrongen door door de kern van de mannelijke voortplantingscel. Ook in het cytoplasma zitten erfelijke factoren dus de nakomelingen hebben kenmerken van de eicel en de zaadcel. De haploïde eicel kan diploïd gemaakt worden dmv een druckschok; endomytose wordt veroorzaakt en de haploïde eicel verdubbelt het aan chromosomen. - Gynogenese: een normale eicel wordt bevrucht met een bv. door UV bestraalde zaadcel (zonder erfelijke informatie, maar kan wel de eicel activeren). Het genetisch materiaal van het tweede poollichaampje of een drukschok worden gebruikt om het embryo diploïd te maken. De nakomelingen zijn homozygoot, maar niet identiek aan het moederdier, tenzij het moederdier ook homozygoot was. De nakomelingen zullen enkel kenmerken van de eicel hebben.

1

Stel dat geslachtsbepaling bij vissen ook gebasseerd is op XX en XY chromosomen- Krijgt een vrouwelijke individu bij gynogense dan enkel vrouwelijke nakomelingen? ANTWOORD: ja; de eicel bevat enkel een X chromosoom- Krijgt een mannelijke individu bij androgenese dan enkel mannelijke nakomelingen?: ANTWOORD: neen; de zaadcel bevat een X of Y chromosoom

Opdracht 3: darren en parthogeneseZijn alle darren die parthogenetisch ontstaan uit eitjes van één koningin genetisch identiek (kloon) of verschillend van elkaar? ANTWOORD: verschillend; de eicellen zijn gevormd tijdens mitose waarbij de verdeling van de homologe chromosen geheel willekeurig gebeurd, bovendien kan crossing-over plaatsvinden waardoor de ontstande eicellen niet identiek zijn

Opdracht 4: Solenoïd modelMaak een schets van de verschillende spiralisatie niveaus om van een DNA helix tot een chromosoom te komen. Op die manier krijg je een overzicht van de verschillende stappen die een DNA helix, georganiseerd in chromatine, nodig heeft om te spiraliseren (condenseren) tot een chromosoom tijdens de mitose.Duid op je schets de volgende begrippen aan: chromosoom, chromatide, centromeer, chromatine, nucleosoom, histonen, kinetochoor.DNA materiaal wordt op verschillende niveaus opgewonden.

De DNA dubbele helix Het draaien van de helix rond de kern van histoneiwitten (nucleosomen). De parelsnoer van nucleosomen wordt nogmaals rond een centrale as van histon 1-eiwitten gewikkeld.

Op die manier bekom je een chromatinedraad. Wanneer de cel gaat delen, worden de chromatine draden nog verder opgewonden, zodat chromosomen zichtbaar worden.

Van heel wat figuren wordt er verwacht dat je deze zelf schematisch kan tekenen. Maak tijdens het studeren voor jezelf schetsen en schema's. Het is een hulpmiddel om meer inzicht in de materie te krijgen.

2

CELKWEEK

Bij een in vitro celkweek worden cellen van een stabiele cellijn uitgezaaid in kweekflesjes, voorzien van het nodige medium. Deze kweekflesjes worden in een incubator geplaatst.Het tellen van cellen gebeurt aan de hand van een Bürker telkamer.Het onderscheid tussen levende en dode cellen kan aangetoond worden met trypaanblauw. Deze testkleurstof kleurt dode cellen blauw. Levende cellen nemen de kleurstof niet op en blijven ongekleurd.Gedifferentieerde cellen kunnen moeilijk in kweek gehouden worden, omwille van hun zeer geringe delingscapaciteiten. Meestal wordt gewerkt met tumorcellen of stamcellen (totipotent of pluripotent).Noodzakelijke eisen voor een kweekmedium zijn:

Energievoorziening voor de cel Bouwstenen voor aanmaak van zelf te synthetiseren biomoleculen Biomoleculen die de cel zelf niet kan synthetiseren Zorgen dat de cel osmotisch in evenwicht is Bufferend vermogen

In vitro In vitro (letterlijk: in glas) is een term, die wordt gebruikt voor technieken, die buiten het lichaam van het organisme worden toegepast. Dit kan in een reageerbuisje, op een petrischaal of ander laboratoriumglaswerk. In vivo daarentegen gebeurt in levende organismen.

Stabiele cellijn Een celkweek, die gestart wordt met cellen, weefsels of organen direct uit een organisme, noemt men een primaire celkweek. Na een eerste passage in een kweekfles noemt men het een cellijn. Zodra blijkt dat men de cellijn onbeperkt en onveranderd kan doorkweken, noemt men het een stabiele cellijn.

Kweekflesje T25 (5 ml vloeibaar medium, 25 cm2 hechtoppervlak) T75 (20 ml vloeibaar medium, 75 cm2 hechtoppervlak)

Fig. 1: Twee lege kweekflesjes, T25 en T75. Links in opstaande positie, rechts in liggende positie. De meest rechtse foto toont aan op welke manier deze kweekflesjes in een incubator geplaatst worden.

Medium Celkweek medium voor dierlijke cellen is een complex mengsel van voedingsstoffen, anorganische zouten en een breed spectrum antibiotica. Serum is ook een belangrijk bestanddeel (meestal runds- of foetaal kalf serum). Dit wordt toegevoegd omwille van het bufferend effect, maar ook omwille van bijkomende voedingsstoffen en hormoonachtige groeifactoren, die de celgroei bevorderen. Sinds het probleem met de ‘gekke koeienziekte’ wordt dikwijls gebruik gemaakt van serumvrij medium, dat zelf de nodige groeifactoren bevat.

Incubator Een kweekkamer waarin de temperatuur en de vochtigheid geregeld kunnen worden. Een percentage van 5% CO2 voor de atmosfeer wordt gehandhaafd voor de kweek van zoogdiercellen.

Fig. 1: Voorbeeld van een incubator. Hierin kunnen de kweekflesjes met het medium gelegd worden, opdat een celkweek kan worden opgestart.

Bürker telkamerTellen van cellen gebeurt met een Bürker telkamer. Dit draagglas bestaat uit twee compartimenten, dielinks en rechts door een groef begrensd zijn. Naast de groeven zijn er twee ribben die 0.1 mm hogergelegen zijn dan de compartimenten. Als een dekglaasje op deze ribben rust, ontstaat eronder eenruimte, die kan gevuld worden met celsuspensie. In het draagglas zijn lijnen gekrast volgens een bepaald

3

patroon (zie figuur). De cellen kunnen geteld worden in deze telnetten.Het gebruik van de Bürker telkamer:1. Verdun de celsuspensie (100 μl) in trypaanblauw (100 μl) in een 1 op 1 verhouding.2. Plaats het dekglaasje onder de klemmen.3. Druk de klemmen aan totdat het juiste volume is ingesteld.4. Vul de telkamer5. Tel het aantal cellen in 25 kamers. Tel hiervoor de cellen die volledig in een vierkant liggen en decellen die boven- en linkerrand raken, niet de cellen die rechter- of onderrand raken).6. Bereken hoeveel cellen er aanwezig zijn per ml celsuspensie.Berekening:Afmeting van 1 telkamer is 1/5 mm x 1/5 mm. De diepte is 1/10 mm.De 25 kamers komen overeen met een volume van 25 x (1/5 x 1/5 x 1/10) = 0.1 mm3, ofwel 0.1 μl.Om het aantal cellen/ml te berekenen, vermenigvuldig je met factor 104 en met 2, aangezien we deoplossing verdund hebben (in verhouding 1 op 1) met trypaanblauw.

Totipotent, pluripotent Een totipotente cel bezit de mogelijkheid om te differentiëren tot alle mogelijke cellen die het individu bezit, waaronder ook extra-embryonaal weefsel zoals placenta. Een pluripotente cel is in staat om alle cellen te vormen die een individu bezit, maar zonder het extra-embryonaal weefsel.

Opdracht 1: celdensiteitOm de celdensiteit te bepalen, maakt men gebruik van een Bürker telkamer. Er werd een verdunning gemaakt met trypaanblauw in verhouding 1 op 1.

Bereken aan de hand van de figuur de celdensiteit (= aantal levende cellen/ml). 41 levende cellen * 10^4 * 2 = 820 000 cellen/ml

Hoeveel cellen (met een celcyclus van 8 uur) moet je uitplaten om na exact 2 dagen 64 miljoen cellen te verkrijgen? Geef het antwoord in de vorm van een decimaal getal.Na 2 dagen (= 48 uren) zijn er 6 cycli (van 8 uren) doorlopen. Bij iedere cyclus krijgen we een verdubbeling van het aantal cellen. 64 miljoen / 2^6 = 1 miljoen cellen.

Opdracht 2: celgroei- en mortaliteitscurve.Teken een celgroei- en mortaliteitscurve aan de hand van de gegeven data. Op dag 0, start van het experiment, werden cellen van een stabiele cellijn, in een gelijk aantal, uitgezaaid in kweekflesjes. De kweekflesjes, voorzien van het nodige medium, worden onder correcte kweekomstandigheden in de incubator geplaatst.Met telkens een interval van 24 uur werden willekeurig drie flesjes uit de incubator gehaald en het aantal aanwezige cellen per flesje (uitgedrukt in aantal cellen per ml) werd bepaald met behulp van een Bürker telkamer. Het tellen van de cellen gebeurde in aanwezigheid van trypaanblauw kleurstof, zodat het aantal levende en dode cellen apart genoteerd werden. De resultaten zijn weergegeven in onderstaande tabel.Aantal (x 104) levende en (dode) cellen/ml.

4

Maak op basis van deze gegevens een celgroei- en mortaliteitscurve. (Tip: bereken eerst een gemiddelde van de drie flesjes). Tracht voor jezelf deze curve kritisch te analyseren en zoek een antwoord op de volgende vragen.

Kan je voor jezelf een verklaring geven voor de vorm van deze groei- en mortaliteitscurve?Stijging exponentieel totdat voedingsstoffen in medium op zijn, dan neemt het aantal levende cellen sterk af en neemt het aantal dode cellen sterk toe.

Waarom bereiken de cellen een groeistop na continu doorkweken in hetzelfde medium? Welke gegeven informatie bevestigt deze hypothese?Voedingsstoffen in het medium zijn opgebruikt, te zien aan de sterke daling van het aantal levende cellen en de stijging van het aantal dode cellen.

Geef een benaderende verdubbelingstijd van deze cellijn.3,15 + 2t

Is in ideale omstandigheden de toename van het aantal cellen lineair of exponentieel?Exponentieel

Aan een groeicurve onderscheiden we volgende fasen: exponentiële fase, medium uitputtingsfase, lagfase, vergiftigingsfase. Plaats deze in de juiste volgorde en vul deze termen ook aan op je getekende groeicurve.

dag 0 dag 1 dag 2 dag 3 dag 4 dag 5 dag 6 dag 80

500

1000

1500

2000

2500

3000

gem. levende cellengem. dode cellen

Groei kinetica van dierlijke celkweek.Bij optimale kweekomstandigheden vertonen cellen een karakteristiek groeipatroon (zie figuur). Een initiële lag fase, waarin er een verhoogde celactiviteit is, maar schijnbaar geen gestegen celgroei. De duur van deze fase hangt af van verschillende factoren. De lag fase wordt gevolgd door een log fase, waarin we een exponentiële groei vaststellen met hoge metabole activiteit. De cellen bereiken een stationaire fase, waar geen verdere groei is door uitputting van het groeimedium. Dit kan door accumulatie van toxische stoffen of door te weinig vrije ruimte. Indien er geen stappen worden ondernomen, zullen de cellen dood gaan. Dit resulteert in de verval fase van de groei curve.

5

De verdubbelingstijd (= de tijd die nodig is om het aantal cellen te verdubbelen) wordt berekend in de logfase.

CELCYCLUS

InleidingVia specifieke DNA kleuring (Fuelgenkleuring, Fluoroescentiemerkers) kan de hoeveelheid DNA, aanwezig in een celkern, gekwantificeerd worden. Meting van de DNA hoeveelheid, aanwezig in de cel voorafgaand aan, tijdens en volgend op het delingsproces, heeft geleid tot het begrip celcyclus.

1. Duid de juiste volgorde aan. (zie illustratiebundel p 24)

G1, G1 checkpoint, G2, G2 checkpoint, S, M

S, G1, G1 checkpoint, G2, G2 checkpoint, M

G1, G1 checkpoint, S, G2, G2 checkpoint, M

G1, S, G1 checkpoint, G2, G2 checkpoint, M

2. Duid aan wat er precies gebeurt in elk stadium van de celcyclus. Indien je sommige combinaties fout maakt, lees dan nog eens in je handboek pg. 35 wat de verschillende stadia van de celcyclus precies inhouden.

DNA replicatie

Bijmaken van essentiële celorganellen en uitoefenen van celfunctie

Controle punt dat bepaalt of de cel al dan niet klaar is voor overstap naar de S fase

Voorbereiding op de delingsfase

Controle punt dat na gaat of de verdubbeling van het genetisch materiaal correct is verlopen.

Mitose en cytokinese

6

74213547516593

S

37937726549210

G1

78825708163960

G1 checkpoint

02632049661102

G2

23808819588060

G2 checkpoint

22108575569291

M

3. Vervolledig de volgende zin door de correcte term te selecteren.

Men definieert het proces cytokinese als zijnde

Cytokinese is bijgevolg een proces dat volgt op4. Een diploïde cel doorloopt de celcyclus. Op het schema is bij elke fase van de celcyclus de hoeveelheid DNA (als fractie of veelheden van de haploïde hoeveelheid DNA X) en het aantal chromosomen (uitgedrukt als fractie of veelheden van het haploïd aantal chromosomen N) vermeld. Duid het juist ingevulde schema aan. Neem voor jezelf het schema van de celcyclus, met haar verschillende fases, over.

A.

B.

C.

D.

Tijdens de S-fase gebeurt de eigenlijke replicatie of DNA verdubbeling (= binnen elk chromosoom wordt het dubbelstrengig DNA molecule semiconservatief gerepliceerd).

CELDELING (MITOSE)

Hieronder zie je preparaten van de verschillende fasen van het mitose proces. Benoem de verschillende fasen van mitose en maak er een schets van. Tracht voor jezelf te formuleren wat er precies gebeurt tijdens de verschillende fasen.

7

98751925693822 een celdeling

51901399645092 een kerndeling

1.Duid de juiste volgorde aan: (illustratiebundel p 30, hb p 36-37)

3124

4321

1234

32142.In welke fase van de mitose zijn de chromosoomaantallen het best te tellen?

Metafase (3)

Anafase (2)

Profase (4)

Telofase (1)

Het DNA materiaal is maximaal gecondenseerd tot chromosomen en alle chromosomen plaatsen zich met hun centromeer in het evenaarsvlak. Met colchicine, een bestanddeel uit herfsttijloos, kan men de celdeling doen stoppen. Colchicine breekt de microtubuli en dus ook de spoelfiguur af. Hierdoor noemt men colchicine een antimitoticum. Deze stof wordt ook gebruikt bij behandelingen van kanker om snel delende cellen af te remmen.

3.Kan je dit ook zien op voorgaande delingsfiguren?Tracht voor jezelf een verklaring te noteren.

Ja

Neen

Het tellen van chromosomen kan alleen vanuit een polair zicht. Bovenstaande figuren zijn allemaal een lateraal zicht.

Fig. 1: metafase vanuit een polair perspectief.

KLIEVINGSDELINGEN

1.Benoem de verschillende eitypes. Je kan deze tekeningen best overnemen in je eigen notities. De gele kleur wijst op aanwezig dooiermateriaal.

Oligolecithaal ei

Centrolecithaal ei

8

43974773910549

A.

71493189878557

Telolecithaal ei

Afhankelijk van het eitype onderscheiden we ook verschillende manieren van klieving. Plaats de juiste klieving bij de verschillende eitypes.

Holoblastische klieving

Periblastische klieving

Discoïdale klieving

A: Deze eicel heeft zeer weinig dooier. Oligolecithale eieren ondergaan een holoblastische klieving (= een volledige klieving). Dit soort eicellen komt voor bij de mens (de vroege klievingen zijn holoblastische klievingen), zie ook het filmpje van de ontwikkeling van de mens, dat je op het einde van het practicum kan bekijken.B: Dit is een eitype met extreem veel dooier in de eigenlijke eicel. Een kippenei is een voorbeeld van een telolecithaal ei. Telolecithale eieren ondergaan een discoïdale of schijfvormige klieving.C: Hierbij ligt de dooier centraal met daarrond een dunne doorlopende cytoplasmatische cortex. Centrolecithale eieren komen bijvoorbeeld voor bij insecten. Centrolecithale eieren ondergaan een periblastische of oppervlakkige klieving.

VROEGE EMBRYONALE ONTWIKKELING VAN DE ZEESTER (ASTERIA RUBENS)

InleidingDe stekelhuidigen of Echinodermata nemen een sleutelpositie in op de fylogenetische stamboom. In tegenstelling tot de overige ongewervelden (Invertebrata - Achordata), die als Protostomia worden aangeduid, bezitten de Echinodermata uitgesproken kenmerken die verwijzen naar hun verwantschap met de Chordata - Vertebrata, waartoe ook de zoogdieren en dus ook de mens behoren.Tijdens de embryonale ontwikkeling, die overeenkomstig de biologische recapitulatiewet een licht werpt op de fylogenetische oorsprong of ontstaansgeschiedenis van de groep waartoe het ontwikkelend individu behoort, is heel duidelijk waarneembaar dat de blastoporus of oermond, zichtbaar vanaf het gastrula stadium, later ontwikkelt tot anus en de mond een nieuwgevormde opening vertegenwoordigt. Echinodermata zijn dus net als chordata vertegenwoordigers van echte Deuterostomia-organismen.Verdere evidentie voor deze op het eerste zicht onverwachte evolutionaire verwantschap, kan men concluderen uit de

9

C.

83824919277373

B.

48426075898760

A.

79497065043337

C.

96747835755834

B.

manier waarop het derde, namelijk het mesodermale, kiemblad wordt gevormd. De blaasvormige laterale afsplitsingen vanuit de darm illustreren heel duidelijk de betekenis en oorsprong van het enterocoeloom. Beide observaties, later aangevuld met meer biochemisch fysiologische data (bvb. het gemeenschappelijk gebruik van creatinine fosfaat voor de snelle aanmaak van ATP), liggen aan de basis van de door Romer geformuleerde hypothese betreffende de evolutie van de Chordata - Vertebrata uit (een) invertebrate voorouder(s).

Doelstelling Inzicht verwerven in de vroeg embryonale ontwikkeling bij dieren aan de hand van totaalpreparaten en

doorsneden, representatief voor opeenvolgende ontwikkelingsstadia. Naast de herkenning en benoeming van chronologisch opeenvolgende stadia, dient hierbij nagedacht over de

modaliteiten waarop specifiek bij de hier bestudeerde zeester deze ontwikkeling wordt gerealiseerd.

Bekijk aandachtig het filmpje over de ontwikkeling van de zeester. http://www.youtube.com/v/GqM6a7ijocw?fs=1&hl=nl_NL

Probeer voor jezelf, op basis van het filmpje dat je zojuist bekeken hebt, een antwoord te zoeken op onderstaande vragen:

Wat is de bedoeling van Meiose?Het aantal chromosomen halveren.

Kan gelijk welke cel meiose ondergaan? Verduidelijk je antwoord. Wat is het opvallende verschil tussen een vroege en een late blastula?

1. Op onderstaande figuur zie je een eicel die net meiose heeft ondergaan. Hoe heet de kleine cel (?) die ontstaat tijdens de meiose? (illustratie bundel fig 113)

Zygote

Poollichaampje

Blastomeer.

Poolgranula

Primaire oöcyten ondergaan een meiose I en geven zo het ontstaan enerzijds aan genetisch verschillende secundaire oöcyten en anderzijds aan kleine, niet-functionele poollichaampjes.2.Welke afbeelding stelt een bevruchte eicel voor? Tracht voor jezelf te formuleren waarom.

1, omwille van de donkere opvulling van de cel.

2, omwille van de lichter wordende cortex van de cel.

1, omwille van het zichtbare fertilisatiemembraan.

2, omwille van de duidelijke dikkere celmembraan (= oölemma).

3.Bestudeer onderstaande figuur. Welke klievingsdeling heeft de zeester?

Discoïdale klieving.

Periblastische klieving.

Holoblastische klieving.Net zoals bij de mens vertoont de zygote van een zeester holoblastische klievingsdelingen.

4.Welk eitype heeft de zeester?

10

Centrolecithaal ei.

Telolecithaal ei.

Oligolecithaal ei.

Zoals eerder vermeld zijn de klievingsdelingen bij de zeester gelijkaardig aan die bij de mens. Aangezien ook in de eicel van een zeester maar weinig dooier aanwezig is en hierdoor een holoblastische klieving kan optreden, spreken we bij de zeester eveneens van een oligolecithaal ei.

5.Hoe staan de delingsfiguren of klievingsvlakken in opeenvolgende klievingen t.o.v. elkaar?

Parallel.

Loodrecht.

6.Hoe evolueert het volume van het totale embryo tijdens de klievingsdelingen?

Gelijk aan de zygote.

Kleiner dan de zygote.

Groter dan de zygote.

7.Hoe evolueert het volume van de individuele blastomeren?

Het volume van de blastomeren blijft gelijk.

Het volume van de blastomeren neemt toe.

Het volume van de blastomeren neemt af.

Als je weet dat het volume van de zich delende zygote tijdens de klievingsdelingen constant blijft, is het logisch dat de gevormde cellen steeds kleiner worden en hun volume bijgevolg afneemt.

8. Het onderstaande preparaat is een...

Zygote

Morula

Blastula

GastrulaMorula is het Latijn voor moerbei. Het embryo werd in dit stadium naar deze bes vernoemd omwille van degelijkaardige verschijningsvorm.

11

9.In onderstaande figuur zie je enkele embryonale ontwikkelingsstadia van de zeester. Tracht aan de hand van de slides over embryonale ontwikkeling (zie hoorcollege), de stadia te benoemen en duid de cijfercombinatie aan die deze stadia in een juiste chronologische volgorde plaatst.

5647 4567 5467 6547

De juiste volgorde is dus: vroege blastula, late blastula, vroege gastrula, late gastrula.

10.Het onderstaande preparaat is een...

Gastrula

Blastula

Zygote

Morula

11.Benoem vervolgens de aangeduide structuren van het preparaat.

1.

2.

3.

12.Hieronder zie je drie opeenvolgende figuren die het gastrulatieproces illustreren. Benoem de aangeduide structuren.

1.

2.

3.

12

61718866920160

Fertilisatiemembraan

49834766553088

Blastocoel

83824100695185

Blastomeer

66441875263552

Blastoporus

29381946466658

Archenteron

67045440135759

13.De latere bestemming van de blastoporus op voorgaand preparaat is de .Bij het gastrulatieproces van de zeester wordt eerst de anus gevormd en daarna de mond. De mond is dus nieuwvorming, terwijl de anus uit de vroegere blastoporus zal ontstaan. Alle organismen waarbij het gastrulatieproces op deze manier verloopt, worden deuterostomia of deuterostomata genoemd (deutero = tweede, stomia = mond).

14.Bekijk het preparaat opnieuw aandachtig (12). Om welk soort coeloom gaat het hier?

Enterocoeloom

Schizocoeloom

15.Duid aan welke snedes overeen komen met de verschillende figuren.

1.

2.

3.

16.Hieronder zie je twee doorsnedes door gastrula stadia, waarbij de rechtse figuur op een later tijdstip is genomen. Je ziet hier namelijk een doorlopend spijsverteringsstelsel. Benoem de genummerde structuren. Weet dat de embryo's in dezelfde richting op de lengte as georiënteerd liggen.

1.

2.

13

Coeloom

anus

04065807163737

a

48927935384097

c

44864344589471

b

92268130607149

Anus

24178308097636

Mond

17.Hieronder zie je een zij-aanzicht, of met andere woorden een lateraal zicht. Benoem de aangeduide specialisaties van het darmkanaal.

1.

2.

3.

4.

5.

18. Hieronder zie je twee afbeeldingen van een bipinnarialarve vanuit twee verschillende gezichtspunten. Beide larven liggen in dezelfde richting op de lengte as georiënteerd. Maak de juiste combinatie.

1.

2.

Ter opfrissing van de begrippen lateraal en dorsoventraal zicht, bekijk je best onderstaande illustratie. Maakte je in voorgaande opdracht de correcte combinatie?

14

74411896813891

Anus

89183370275002

Einddarm

94157760487723

Voordarm

86745934756073

Maag

59481169301553

Mondveld

93143487417592

een dorsoventraal zicht

26855531874048

een lateraal zicht

1.Een larvaal stadium dat sterk verschilt van het volwassen of adulte stadium, impliceert een metamorfose of vormverandering, waarbij larvale structuren door apoptosis (= geprogrammeerde celdood) opgeruimd worden. Hierbij worden de gevormde bouwstenen gebruikt voor de opbouw van de adulte weefsels en organen.

2.Bekijk aandachtig onderstaande figuren, die elk een verschillend zicht tonen op de bipinnarialarve. Maak zo mogelijk een plasticinemodel van de larve met aanduiding van de mond en anus en het verloop van de cilliënband. Hierdoor krijg je een beter inzicht in de 3D structuur van deze larve.

1.Tijdens de volgende practica oefeningen zal je meermaals geconfronteerd worden met zowel sagittale doorsnedes als dwarse of transversale doorsnedes. Ook is het mogelijk dat je werkt met een frontale doorsnede. Het is dan ook de bedoeling dat je de betekenis van deze verschillende soorten doorsnedes goed begrijpt en in je achterhoofd houdt.Op onderstaande figuren zijn drie verschillende doorsnedes van de regenworm te zien. Combineer de figuren met de naam van de doorsnede.Opmerking: Noteer dat frontale en sagittale doorsnedes beiden overlangse of longitudinale doorsnedes zijn.

Probeer voor jezelf ook bijkomende vraag te beantwoorden: Bij welke doorsnede zou men duidelijk, indien aanwezig, de bilaterale symmetrie zien?

A.

B.

C.

Opdracht: bijkomend filmmateriaal.

15

65238966070400

Sagittale doorsnede

70605821968187

Frontale doorsnede

28214648714253

Dw arse doorsnede

Bekijk aandachtig onderstaande filmpjes. film 1: Ontwikkeling Amphioxus (Chordata)

http://www.youtube.com/v/UgT5rUQ9EmQ?fs=1&hl=nl_NL film 2: Ontwikkeling Mens

http://www.youtube.com/v/ycHJMXUT2o0?fs=1&hl=nl_NL

Waarin verschilt de ontwikkeling van Amphioxus met deze van zeester?- Eitype: nee- Klievingstype: nee- Wijze van gastrulatie: nee- Differentiatievormen: ja

Het eitype is in beide gevallen een oligolectihaal ei, zowel bij zeester als Amphioxus tref een holoblastische klieving aan, in beide gevallen onstaan gastrulatie door invaginatie, maar er zijn verschillende differentiatievormen.bij Amphioxus (een chordaat) heb neuralisatie en differentiatie (opsplitsen) van meso-, epi- en hypomerisch mesodermwat niet gebeurt bij de zeester (een deuterostomiavertegenwoordiger, geen chordaat)

Bij de kikker gebeurt gastrulatie duidelijk anders dan bij de zeester en Amphioxus. Waarom kan de vegatieve pool ook niet invagineren?

- Omwille van de dooierhoeveelheid: JA- Omwille van de meerlagige blastula: JA

De kikker heeft een dooier aan de vegetatieve pool (mesolectihaal eitype). De klievingen zijn in beide gevallen holoblastisch, maar bij de kikker zijn de verschillen in micro- en macromeren zeer uitgesproken. Bij de kikker resulteren de klievingen in een meerlagige blastula met een meerlagige blastula met een asymetrisch gesitueerde blastocoel. Het is duidelijk dat de grote, met dooier gevulde macromeren, geen invoudige vaginatie van de vegetatieve pool in de blastocoel toelaten.

16