Оплодотворение

Цели: углубить знания о половом размножении и процессе оплодотворения у животных и растений; сформулировать новые знания о формах полового размножения, показать взаимосвязь между методом оплодотворения и митозом и их роль в сохранении постоянства числа хромосом и наследственных признаков вида при размножении; продолжить формирование умений работать с терминами, строить схемы.

Оборудование: таблицы “Двойное оплодотворение у цветковых растений”, “Митоз”.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Актуализация знаний по теме “Половое размножение. Метод. Гаметогенез”

1. Работа с терминами.

На доске:

Проверь себя!

Для работы с терминами можно использовать различные приемы:

1. Игра “Горячий стул” (ученик сидит спиной к доске, учитель подчеркивает термины вразброс по одному, учащиеся в классе дают им определения, не называя их; по этим определениям сидящему ученику необходимо узнать, о каких терминах идет речь).

2. Учитель разбирает термины по составным частям, предлагает перевод с иностранного языка, а учащиеся по этим характеристикам определяют, о каком термине идет речь

• Этот термин в переводе с греческого означает “уменьшение”. (Митоз.)

• Этот термин произошел от латинского слова, которое в переводе означает “соединение”. (Конъюгация.)

• Этот термин в переводе означает “перекрест”. (Кроссинговер.)

• Это слово произошло от двух греческих слов, которые в переводе означают “зародыш” и “развитие, происхождение”. (Эмбриогенез.)

• Это сложное слово произошло от двух греческих слов, которые означают “яйцо” и “развитие, происхождение”. (Оогенез или овогенез.)

• Этот термин имеет две греческие основы, которые в переводе означают “семя” и “развитие, происхождение”. (Сперматогенез.)

• Это слово произошло от двух греческих слов, означающих “семя” и “живое существо”. (Сперматозоид.)

• Это слово в переводе с греческого означает “жена, муж”. (Гамета.)

• Это слово произошло от греческого слова, которое в переводе значится как “одиночный, простой”. (Гаплоидный набор.)

3. Учитель дает формулировку какого-либо термина, а ученик из перечня должен выбрать ответ:

1) Подвижная зрелая мужская половая клетка у животных, содержащая гаплоидный набор хромосом — ... (сперматозоид).

2) Совокупность последовательных процессов развития женской половой клетки от первичной половой клетки до зрелого яйца — ... (овогенез).

3) Особый способ деления клеток, в результате которого происходит уменьшение (редукция) числа хромосом и переход клеток из диплоидного состояния в гаплоидное — ... (мейоз).

4) Процесс образования двух дочерних клеток с набором хромосом, идентичным исходной материнской клетке — ... (митоз).

5) Попарное временное сближение гомологичных хромосом, при котором возможен обмен их участками — ... (конъюгация).

6) Взаимный обмен участками гомологичных хромосом в результате разрыва и соединения в новом порядке их нитей — хроматид, который приводит к новым комбинациям генов — ... (кроссингов ер).

7) Процесс развития половых клеток — ... (гаметогенез).

8) Половая клетка животных и растений, обеспечивающая передачу наследственной информации от родителей потомкам — ... (гамета).

9) Женская половая железа, в которой образуются и созревают половые клетки — яйца — ... (яичник).

10) Одиночный (одинарный) набор хромосом клетки, которой обозначается латинской буквой n — ... (гаплоидный набор хромосом).

4. Индивидуальные задания по составлению кроссворда с названными терминами, составление различных шифровок к определенным терминам.

Например:

Мейоз:

• Способ деления клеток, в результате которого происходит уменьшение числа хромосом вдвое.

• Процесс деления клеток, состоящий из двух последовательных делений.

• Способ деления клеток, в результате которого образуются четыре клетки с гаплоидным набором хромосом.

• Способ деления клеток, характерной особенностью которого является конъюгация гомологичных хромосом.

• Это процесс деления клеток, который происходит на стадии созревания при гаметогенезе.

• Способ деления клеток, лежащий в основе полового размножения организмов и т.д.

5. Фронтальная работа по ключевым вопросам.

— Какой тип деления клетки лежит в основе полового размножения?

— Какие клетки образуются в результате мейотического деления?

— В чем заключается биологический смысл мейоза?

— Почему редукционное деление имеет место только при половом размножении?

— Сравните строение яйцеклетки и сперматозоида. Объясните, почему они так различны по строению и величине.

— В чем преимущество полового размножения перед бесполым?

— Дайте характеристику полового способа размножения.

III. Изучение нового материала

1. Слово учителя.

Итак, при половом размножении потомство получается в результате слияния генетического материала гаплоидных ядер половых клеток гамет. Слияние содержащихся в гаметах гаплоидных ядер называют оплодотворением или сингамией; оно приводит к образованию диплоидной зиготы — клетки, содержащей по одному хромосомному набору от каждого из родителей.

В зависимости от того, какие типы гамет формируются, у организмов различают следующие типы полового процесса (способы полового размножения).

Изогамия (от греч. “isos” — равный, одинаковый, “gamos” — брак) — тип полового процесса, при котором сливающиеся гаметы не различаются внешне (морфологически), но имеют различные биохимические и физиологические свойства. Изогамия широко распространена у одноклеточных водорослей, низших грибов и некоторых простейших (корненожки радиолярии, низшие грегарины), но отсутствует у многоклеточных организмов.

Гетеротамия (от греч. “heteros” — иной, другой и “gamos”) — тип полового процесса, при котором мужские и женские гаметы, сливающиеся при оплодотворении, различны по форме и размеру.

Оогамия (от греч. “oon” — яйцо и “gamos”) — тип полового процесса, при котором женские и мужские гаметы резко различаются по размерам, форме и поведению. Женская гамета — крупная, неподвижная (без жгутиков) яйцеклетка (яйцо). Мужская гамета (сперматозоид) — значительно мельче, обычно подвижная (с одним или несколькими жгутиками) или представленная только генеративным ядром внутри пыльцевой трубки. Оогамия свойственна всем многоклеточным животным, многим низшим и всем высшим растениям.

— В виде ПРОСТЫХ РИСУНКОВ это можно изобразить так:

— Рассмотрим, как происходит процесс оплодотворения у животных.

2. Работа с текстом.

На столах у учащихся раздаточный материал по теме “Оплодотворение у животных” (См. приложение 2).

3. Беседа с учащимися.

После работы с текстом и поиска ответов на ключевые вопросы организуется беседа с классом.

Комментарии учителя. Виды, у которых существуют отдельные мужские и женские особи, называются раздельнополыми. Таковы большинство животных и человек. Среди цветковых растений тоже есть раздельнополые виды; если у однодомных видов мужские и женские цветки образуются на одном и том же растении, как, на-

пример, у огурца, то у двудомных одни растения несут только мужские, а другие — только женские цветки, как у ивы, тополя.

Виды, у которых одна и та же особь способна производить и мужские, и женские гаметы, называют гермафродитами или двуполыми. Гермафродитизм считается самой примитивной формой полового размножения и свойственен многим примитивным организмам. Он представляет собой приспособление к сидячему, малоподвижному или паразитическому образу жизни. Одно из преимуществ гермафродитизма состоит в том, что он делает возможным самооплодотворение, а это весьма существенно для некоторых внутренних паразитов, таких как солитер, ведущих одиночное существование. Однако у большинства гермафродитных видов в оплодотворении участвуют гаметы, происходящие от разных особей, у которых имеются многочисленные генетические, морфологические и физиологические приспособления, препятствующие самооплодотворению и благоприятствующие перекрестному оплодотворению.

— Приведите примеры гермафродитных организмов. (Бычий цепень (плоские черви), олигохеты, например, дождевой червь, многие брюхоногие моллюски, некоторые рыбы и ящерицы; а также большинство цветковых растений.)

4. Доклад учащегося.

— Существует одна из модификаций полового размножения, при которой женская гамета развивается в новую особь без оплодотворения мужской гаметой и называется партеногенезом.

Учащиеся слушают сообщение “Партеногенез”.

Партеногенез

Явление партеногенеза впервые установлено английским ученым Овелом в 1849 г.

Партеногенез (от греч. “partenos” — девственница и “genesis” — происхождение), девственное развитие, одна из форм полового размножения организмов, при которой женские половые клетки развиваются без оплодотворения. Биологически этот тип размножения менее полноценен, чем развитие после оплодотворения, так как при этом не происходит слияния материнской и отцовской наследственности. Значение партеногенеза заключается в возможности размножения при редких контактах разнополых особей (например, на периферии ареала), а также в возможности резкого увеличения численности потомства (что важно для видов с большой циклической смертностью).

Партеногенез встречается у некоторых низших ракообразных, насекомых (тлей, пчел, ос, муравьев), ящериц, иногда у птиц (индюшек) и чаще всего чередуется с типичным половым размножением.

Особенно широко партеногенез распространен среди дафний. У этих особей наблюдается циклический партеногенез. В течение весны и лета животные размножаются лишь партеногенетически. Из неоплодотворенных яиц развиваются исключительно самки. В кон-

не лета самки откладывают мелкие и крупные яйца. Из мелких яиц развиваются самцы, из крупных — самки.

После популяции самки откладывают оплодотворенные яйца, которые перезимовывают. Весной из них вновь развиваются самки, которые до осени размножаются партеногенетически.

У тлей весной из зимующих оплодотворенных яиц выходят бескрылые самки — “основательницы”, которые дают несколько поколений бескрылых партеногенетических самок. В конце лета из партеногенетических яиц развиваются крылатые самки “плодоноски”. Плодоноски дают, как дафнии, мелкие и крупные яйца, из которых соответственно развиваются самцы и самки. Самки откладывают оплодотворенные яйца, которые зимуют и на следующий год снова дают “основательниц”. Главное преимущество, которое дает тлям партеногенез, — это быстрый рост численности популяции, так как при этом все ее половозрелые члены способны к откладке яиц. Это особенно важно в период, когда условия среды благоприятны для существования большой популяции, то есть в летние месяцы.

У общественных насекомых, таких как муравьи и пчелы, также происходит партеногенетическое развитие. В результате партеногенеза возникают различные касты организмов. Такое размножение имеет адаптивное значение, так как позволяет регулировать численность потомков каждого типа.

Схема, иллюстрирующая роль партеногенеза в жизненном цикле семьи медоносной пчелы:

(Ученик кратко объясняет схему, иллюстрируя ее на доске (или листе бумаги)).

Вопросы:

— Что такое партеногенез?

— Какое значение в жизни организмов имеет партеногенез?

На заключительном этапе урока учитель очень кратко напоминает учащимся сущность двойного оплодотворения у цветковых растений (программа 6 класса).

Двойное оплодотворение (С.Г. Навашин, 1Х9Х г.):

IV. Рефлексия

Домашнее задание

По А.А. Каменскому, §33, записи в тетради, термины, построить схему “Способы полового размножения”. Вопросы после параграфа.