ОНТОГЕНЕЗ - РАЗМНОЖЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМОВ - РАЗМНОЖЕНИЕ И РАЗВИТИЕ

Задачи. Сформировать знания об этапах индивидуального развития организмов, основных стадиях эмбриогенеза, -производных зародышевых листков, типах постэмбрионалыюго развития. Показать вредное влияние на организм эмбриона никотина, алкоголя и других мутагенов.

Оборудование. Демонстрационный материал: таблицы по общей биологии, кодограмма. Возможно использование фильма «Онтогенез», видеофильма для 9-х классов «Размножение».

Ход урока:

Повторение. Письменная работа с карточками на 10 мин.

1. Особенности строения половых клеток.

2. Особенности образования половых клеток.

3. Как происходит оплодотворение у различных животных?

Работа с карточкой у доски: приложение 2.

Компьютерное тестирование: приложение 3.

Устное повторение.

Изучение нового материала. Объяснение с помощью таблиц, возможно использование фильма «Онтогенез», видеофильма для 9-х классов «Размножение».

Эмбриогенез. Онтогенез, или индивидуальное развитие, — процесс развития особи от момента образования зиготы до смерти. Для удобств изучения его делят на определенные периоды и стадии: эмбриональный — от образования зиготы до рождения или же выхода из яйцевых оболочек и постэмбриональный — от выхода из яйцевых оболочек или рождения до смерти организма.

Процесс оплодотворения начинается в момент контакта сперматозоида и яйцеклетки. С момента проникновения сперматозоида в яйцо гаметы перестают существовать, так как образуют единую клетку — зиготу.

Дроблением или бластуляцией называют ряд последовательных митотических делений зиготы, в результате которых цитоплазма яйца разделяется на многочисленные, содержащие ядра клетки меньшего размера. В результате дробления образуются клетки, которые называют бластомерами. Дробление у представителей разных групп животных имеет свои особенности, однако завершается оно образованием близкой по строению структуры — бластулы. Бластула — это однослойный зародыш. Она состоит из слоя клеток — бластодермы, ограничивающей полость — бластоцель, или первичную полость тела. Бластула формируется, начиная с ранних этапов дробления, благодаря расхождению бластомеров. Возникающая при этом полость заполняется жидкостью.

Новый этап эмбриогенеза — гаструляция (образование зародышевых листков). Для гаструляции характерны интенсивные перемещения отдельных клеток и клеточных масс. В результате гаструляции образуется двухслойный, а затем трехслойный зародыш (у большинства животных) — гаструла. Первоначально образуются наружный (эктодерма) и внутренний (энтодерма) зародышевые листки. Позже между экто- и энтодермой закладывается третий зародышевый листок — мезодерма. При образовании мезодермы происходит образование вторичной полости тела, или целома.

Следующий этап — органогенез. В органогенезе можно выделить две фазы: нейруляция — образование комплекса осевых органов (нервная трубка, хорда, кишечная трубка и мезодерма); построение остальных органов, приобретение различными участками тела типичной для них формы и черт внутренней организации.

Зародыш на стадии нейруляции называется нейрулой. На спинной стороне образуется нервная пластинка, ее края утолщаются и приподнимаются, образуя нервные валики. В центре пластинки возникает U-образное углубление — нервный желобок, края его соприкасаются, а затем смыкаются. В результате этих процессов возникает нервная трубка с полостью — невроцелем. Из материала эктодермы, помимо нервной трубки, развиваются эпидермис и его производные (перо, волосы, ногти, когти, кожные железы и т. д.), компоненты органов зрения, слуха, обоняния, эпителий ротовой полости, эмаль зубов.

Практически одновременно с нейруляцией происходят процессы закладки мезодермы и хорды. Вначале вдоль боковых стенок первичной кишки путем выпячивания энтодермы образуются складки. Участок энтодермы, расположенный между этими складками, отделяется от основной массы энтодермы. Так появляется хорда. Возникшие выпячивания энтодермы отшнуровываются от первичной кишки и превращаются в ряд сегментарно-расположенных замкнутых мешков, называемых также целомическими мешками. Их стенки образованы мезодермой, а полость внутри представляет собой вторичную полость тела (или целом).

Из мезодермы развиваются все виды соединительной ткани, дерма, скелет, поперечно-полосатая и гладкая мускулатура, кровеносная и лимфатическая системы, половая система.

Из материала энтодермы развивается эпителий кишечника и желудка, пищеварительные железы, эпителий легких и воздухоносных путей, передняя и средняя доли гипофиза, щитовидная и паращитовидная железы.

Наблюдения за оплодотворенной яйцеклеткой лягушки позволили проследить путь развития клеток, входящих в состав того или иного участка зародыша. Оказалось, что строго определенные клетки, занимающие соответствующее место в бластуле, дают начало строго определенным зачаткам органов. В 1924 г. были опубликованы результаты опытов Г. Шпемана и Г. Мангольда, посвященные выяснению этого вопроса. На стадии ранней гаструлы зачаток эктодермы, который в нормальных условиях должен был развиться в структуры нервной системы, из зародыша гребенчатого (непигментированного) тритона пересаживался под эктодерму брюшной стороны, дающую начало эпидермису кожи, зародыша обыкновенного (пигментированного) тритона. В итоге на брюшной стороне зародыша-реципиента возникала сначала нервная трубка и другие компоненты комплекса осевых органов, а затем формировался дополнительный зародыш. Причем наблюдения показали, что ткани дополнительного зародыша формируются почти исключительно из клеточного материала реципиента. Эти данные доказывают, что в ходе эмбриогенеза некоторые части зародыша влияют на пути развития соседних участков. Такое влияние одного зачатка на другой получило название эмбриональной индукции.

Важно использование фактов нарушения нормального хода беременности под влиянием различных мутагенов: алкоголя, никотина, наркотиков, лекарств. Примеры: использование снотворного талидомида в Западной Европе в 50-е годы привело к рождению нескольких тысяч уродов от матерей, которые принимали патентованное снотворное; недостаток витаминов группы В может стать причиной ряда морфологических уродств, в том числе и внутренних органов (сердца, печени). Антибиотик актиномицин D, не оказывая влияния на организм матери, у зародышей нарушает формирование органов и тканей, особенно глаз и мозга. Избыток некоторых гормонов может стать причиной аномалий развития. После введения кортизона (гормон надпочечников) самкам крыс на 12-й день беременности у всех зародышей сформировалась волчья пасть; шумовой стресс у беременных крыс приводит к нарушению формирования скелета и ряду других дефектов у плодов; причиной уродств являются токсины паразитов.

Постэмбрионалъное развитие, Различают два основных типа постэмбрионального развития.

Прямое, при котором из тела матери или яйцевых оболочек выходит особь, отличающаяся от взрослого организма только меньшим размером (птицы, млекопитающие). Различают: неличиночный (яйцекладный) тип, при котором зародыш развивается внутри яйца (рыбы, птицы), и внутриутробный тип, при котором зародыш развивается внутри организма матери и связан с ним через плаценту (плацентарные млекопитающие).

С превращением (метаморфозом), при котором из яйца выходит личинка, устроенная проще взрослого животного (иногда сильно отличающаяся от него); как правило, она имеет специальные личиночные органы, отсутствующие у взрослого животного, и не способна к размножению; часто личинка ведет иной образ жизни, чем взрослое животное (насекомые, амфибии). Вызывают интерес факты превращения неотенической личинки аксолотля в амбистому, превращение головастиков в лягушат под влиянием гормона щитовидной железы.

Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.

Задание на дом. Изучить текст параграфа, ответить на вопросы.

Приложение 1. Кодограмма к уроку

Тема: Онтогенез. § 21

Онтогенез: эмбриогенез + постэмбриональное развитие.

Этапы эмбриогенеза

1. Оплодотворение.

После проникновения в яйцеклетку хвостик и шейка сперматозоида разрушаются, удваивается ДНК, пронуклеусы сливаются. 1n2с + 1n2с = 2n4с.

2. Дробление, бластуляция. Все рисунки — дома!

Зигота → бластомеры → морула → бластула.

Первичная полость — бластоцель (2), бластодерма (1).

3. Гаструляция, в гаструле различают: 1 — эктодерма; 2 — энтодерма; 3 — бластопор (первичный рот); 4 — гастроцель.

Иглокожие и хордовые — вторичноротые.

4. Нейруляция (происходит замыкание нервной пластинки в нервную трубку).

1 — эктодерма; 2 — энтодерма; 3 — мезодерма; 4 — нервная пластинка; 5 — хорда. (Индукция — опыты Шпемана).

5. Органогенез:

Эктодерма: НС, органы чувств, эпидермис кожи и его производные.

Энтодерма: пищеварительная и дыхательная системы.

Мезодерма: скелет, мускулатура, кровеносная, выделительная и половая системы.

Постэмбриональное развитие

Прямое — нет личиночной стадии: пауки, хрящевые рыбы, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие;

Непрямое — есть личиночная стадия: насекомые, моллюски, земноводные и др. Метаморфоз!

Влияние мутагенов?

Приложение 2. Карточка для работы у доски

Запишите номера вопросов, против них — правильные ответы.

1. Сколько семязачатков может в быть в пестике?

2. Цветок — орган бесполого и полового размножения. В чем проявляется бесполое размножение?

3. Какие части цветка образуют околоцветник?

4. Чем представлен мужской гаметофит?

5. Чем представлен женский гаметофит?

6. Что образуется из оплодотворенной яйцеклетки?

7. Что образуется из оплодотворенной центральной клетки?

8. Что образуется из интегументов?

9. Из чего образуется околоплодник?

10. Кто открыл двойное оплодотворение?

Записав ответы, садитесь на место.

Приложение 3. Компьютерное тестирование

Задание 18. «Двойное оплодотворение цветковых растений»

Тест 1. Сколько семязачатков может быть в пестике?

1. Всегда один.

2. Обычно равно количеству семян.

3. Обычно равно количеству плодов.

4. Равно количеству пестиков.

Тест 2. Цветок — орган бесполого и полового размножения. В чем проявляется бесполое размножение?

1. В образовании семян.

2. В образовании плодов.

3. В образовании спор.

4. В образовании гамет.

Тест 3. Какие части цветка образуют околоцветник?

1. Чашечка из чашелистиков.

2. Венчик из лепестков.

3. Чашечка и венчик.

4. Чашечка, венчик, андроцей и гинецей.

Тест 4. Чем представлен мужской гаметофит цветковых растений?

1. Совокупностью тычинок.

2. Пыльцевым мешком.

3. Микроспорой.

4. Пыльцевым зерном.

Тест 5. Чем представлен женский гаметофит цветковых растений?

1. Пестиком.

2. Завязью пестика.

3. Семязачатком.

4. Зародышевым мешком.

Тест 6. Что образуется из оплодотворенной яйцеклетки?

1. Семя.

2. Плод.

3. Зародыш семени.

4. Эндосперм.

Тест 7. Что образуется из оплодотворенной центральной клетки?

1. Плод.

2. Семя.

3. Зародыш семени.

4. Эндосперм.

Тест 8. Что образуется из интегументов?

1. Околоплодник.

2. Семенная кожура.

3. Эндосперм.

4. Семядоли.

Тест 9. Из чего образуется околоплодник?

1. Из интегументов.

2. Из стенок завязи.

3. Из пестика.

4. Из цветоложа.

Тест 10. Кто открыл двойное оплодотворение?

1. С. Г. Навашин.

2. И. В. Мичурин.

3. Н. И. Вавилов.

4. Г. Мендель.