Урок биологии 10 класс. Тема. Развитие половых клеток. Оплодотворение

Урок биологии 10 класс. Тема. Развитие половых клеток. Оплодотворение

Цели:Образовательные: в результате урока сформировать знания об особенностях строения половых клеток и объяснить биологическое значение оплодотворения у животных.

Развивающие: формировать умение работы с книгой, составлять таблицы, сравнивать и делать выводы.

Воспитательные: убедить учащихся в реальности микромира и возможности его познания.

Задачи:расширить и углубить знания о строении половых клеток, их роли в жизни организма; научиться схематично изображать части половой клетки.

1.      объяснить биологическое значение оплодотворения;

2.      продолжите развивать мышление, кратковременную память и навыки самостоятельной учебной работы (взаимоконтроль, работа в парах).

ХОД УРОКА:

На данном этапе изучения биологии мы знакомимся с темой «Размножение и индивидуальное развитие организма».

Актуализация знаний:

Мы выяснили, что существует два способа размножения организмов.

1)      Какие способы размножения организмов вы знаете? (бесполое и половое)

2)      Какие клетки можно выделить в живом организме? (соматические и половые – гаметы)

3)      Как называется процесс образования половых клеток? (гаметогенез)

4)      Сколько стадий включает в себя гаметогенез и каковы их особенности?

(сперматогенез – 4 стадии, а овогенез – 3 (размножение, рост, развитие, формирование))

Новый материал:

Тема сегодняшнего урока «Оплодотворение», т.е. мы должны  будем познакомиться с особенностями оплодотворения в живых организмах. Но для начала нам необходимо выяснить особенности строения гамет в связи с выполняемыми ими функциями. Для этого откроем учебник с.206-208 прочитаем и заполним таблицу.

Строение половых клеток

При описании сперматозоида использовать рисунок

Схема строения сперматозоида млекопитающего:
I — головка, II — шейка, III — хвостик; 1 —акросома, 2 — ядро,

3 — проксимальная центриоль, 4 — дистальная центриоль, 5 — митохондрии, 6 — осевая нить хвостика

Мы выяснили, что процесс полового размножения осуществляется при наличии половых клеток.

Оплодотворением называется соединение двух гамет, в результате чего образуется оплодотворенное яйцо зигота - начальная стадия развития нового организма.

Различают наружное оплодотворение, при котором встреча сперматозоидов и яйцеклеток происходит во внешней среде, и внутреннее оплодотворение, при котором встреча сперматозоидов и яйцеклеток происходит в половых путях самки.

В зависимости от количества сперматозоидов, проникающих в яйцеклетку при оплодотворении, различают: моноспермию – оплодотворение, при котором в яйцо проникает только один сперматозоид (наиболее обычное оплодотворение), и полиспермию – оплодотворение, при котором в яйцеклетку проникает несколько сперматозоидов. Но даже в этом случае с ядром яйцеклетки сливается ядро только одного из сперматозоидов, а остальные ядра разрушаются.

Процесс оплодотворения складывается из трех этапов:

 1 - сближения половых клеток,

2 - активации яйцеклетки;

3 - слияния гамет.

Первому этапу благоприятствуют ряд факторов:

- физиологическая зрелость мужского и женского организмов,

- синхронизация созревания яйцеклетки и сперматозоидов,

- определенное половое поведение партнеров,

- группа химических веществ - гормонов, продуцируемыми гаметами (способствуют сближению и структурный компонент сперматозоида - акросома - выделяет ферменты, разрушающие яйцевые оболочки).

 Способность к оплодотворению сперматозоиды приобретают только в половых путях самки.

В момент контакта сперматозоида и яйцеклетки происходит активация акросомы, под действием секрета яйцевые оболочки растворяются.
Цитоплазматические мембраны яйцеклетки и сперматозоида сливаются, формируется так называемый цитоплазматический мостик. Через него внутреннее содержимое сперматозоида проникает в яйцеклетку. Хвостик сперматозоида также может проникнуть внутрь яйцеклетки, но затем, как правило, рассасывается. Слияние гамет активирует ядро яйцеклетки, запуская цикл реакций в результате которых происходит отслоение желточной оболочки, которая затвердевает, формируя оболочку оплодотворения.
Одной из главнейших ее функций -  предотвращение полиспермии, т. е. одновременного оплодотворения одной яйцеклетки несколькими сперматозоидами и, как следствие, полиплоидии.
Яйцеклетка в момент встречи со сперматозоидом находится неактивна. В момент проникновения ядра сперматозоида в яйцеклетку оно видоизменяется, происходит самоудвоение ДНК и его генетическая формула становиться n2c. Активированное ядро яйцеклетки приобретает такую же генетическую формулу. Оба проделывают ряд сложных перемещений, сближаются и сливаются, восстанавливая диплоидный набором хромосом (2n4c).

После оплодотворения зигота делится только митотически.

Несмотря на то что, как правило, организм развивается из оплодотворенной яйцеклетки, описаны другие способы полового размножения:

Партеногенез (от греч. партенос - девственница). Суть этого явления состоит в том, что неоплодотворенное яйцо развивается при его стимуляции не сперматозоидом, а каким-либо иным фактором.

Партенозенез является обязательным этапом в жизненном цикле так называемых общественных насекомых. Так, например, у муравьев, пчел, термитов существует строгая иерархия семьи: царица, рабочие особи (они развиваются из оплодотворенной яйцеклетки) и партеногенетические особи - трутни, муравьиные львы. Партеногенез присущ многим паразитам в условиях, когда мала вероятность встречи особей противоположного пола; он обусловливает рост их числа. У человека также встречаются случаи партеногенетического развития.
В ходе патологоанатомических исследований девушек, погибших в автомобильных катастрофах, выяснилось, что в их яичниках находятся зародыши на определенных стадиях дробления без предварительного осеменения. Однако неизвестно ни одного случая, когда партеногенетическое развитие человека завершилось бы детородным процессом. При партеногенезе, как и в ходе нормального эмбрионального развития, происходит восстановление гаплоидного хромосомного набора до диплоидного, т.е. зародыши и взрослые особи полноценны в генетическом отношении.

Партеногенез можно вызвать искусственно. Советский учёный Б. Л. Астауров опытным путем (раздражая разными способами поверхность яиц тутового шелкопряда: механически поглаживая кисточкой или делая уколы иглой, химически помещая яйца в различные кислоты, термически — нагревая яйца) добился эффекта дробления яиц без оплодотворения. В дальнейшем американец Грегори Пинкус из неоплодотворенных яиц партеногенетически получил взрослых лягушек и кроликов

Гермафродитизм (от имен греческих богов Гермес - бог огня и Афродита - богиня любви) - образование мужских и женских половых клеток в пределах одного организма. Он характерен для некоторых беспозвоночных и позвоночных животных. Например, у паразитов человека - плоских червей - тело состоит из ряда члеников (до нескольких тысяч), одни из которых продуцируют сперматозоиды, вторые - яйцеклетки.
Из позвоночных животных к числу гермафродитов можно отнести синеголового губана, который меняет пол в течение нескольких минут. Если отсутствует особь противоположного пола, то рыба попеременно может приобретать черты, присущие мужскому и женскому полу. Смысл гермафродитизма в данном случае - резкое увеличение числа дочерних особей для расширения ареала; при этом условия окружающей среды должны оставаться достаточно постоянными, чтобы не вступили в действие силы естественного отбора.
У человека также описаны случаи истинного гермафродитизма в результате нарушения нормального хода внутриутробного развития при одинаковом наборе хромосом. Отмечены также случаи мозаичного гермафродитизма по половым хромосомам, которые характеризуются присутствием в одних соматических клетках пар XY, в других - пар XX-хромосом.
От истинного гермафродитизма отличается гермафродитизм ложный, при котором особь является носителем вторичных половых признаков и половых органов, присущих обоим полам одновременно. При этом присутствуют половые железы, характерные для одного пола.

1.                  Полиэмбриония - размножения самого зародыша. Так, в исследовании хода эмбриогенеза броненосцев выяснилось, что зигота на стадии бластулы способна к самопроизвольному дроблению и распределению наследственного материала, в результате чего вместо одного плода формируется несколько. Случаи полиэмбрионии достаточно широко распространены у людей. Результат этого явления - рождение так называемых однояйцевых близнецов.

Закрепление:

Проводиться в форме теста:

1. Какая форма размножения позволяет приспособиться к изменяющимся условиям среды?

а. Бесполое размножение.  б. Половое размножение. в. И бесполое, и половое размножение в равной степени. г. Форма размножения не имеет никакого значения.

2. Укажите неверное суждение.

а. Партеногенез – особая форма бесполого размножения. б. Партеногенез – особая форма полового размножения. в. Партеногенетическое развитие известно у тлей, пчел, дафний.
г. Партеногенетическое развитие известно у одуванчиков.

3. Укажите неверное суждение.

а. Гермафродиты – организмы, у которых могут образовываться и мужские, и женские гаметы.
б. Гаметы имеют гаплоидный набор хромосом, зигота – диплоидный.
в. Б.Л. Астауров разработал способы направленного получения 100% особей одного пола.
г. Бактерии делятся путем митоза.

4. Укажите верное суждение.

а. Бесполое размножение увеличивает наследственную изменчивость организмов.
б. Гаметы и зигота имеют гаплоидный набор хромосом.
в. В половом размножении всегда принимают участие две особи.
г. Половое размножение увеличивает наследственную изменчивость потомков.

5. Размножение – это процесс:
а) увеличения числа клеток; б) воспроизведения себе подобных;
в) развития организмов в процессе эволюции; г) изменения особи с момента рождения до ее смерти.

6. Оплодотворение – это процесс, в результате которого:
а) происходит слияние мужской и женских гамет; б) не образуется зигота;
в) образуется гаплоидная клетка:  г) развиваются гаметы.

7. Бесполое размножение широко распространено в природе, так как оно способствует:
а) быстрому росту численности вида;  б) возникновению изменений у особей вида;
в) появлению внешней изменчивости;  г) приспособлению организмов к неблагоприятным условиям.

8. Обмен наследственной информацией происходит при:
а) почковании;  б) половом размножении;  в) митозе – непрямом делении клеток;
г) вегетативном размножении.

9. Количество хромосом в соматических клетках человека после митоза равно:

а) 23;  б) 92;   в) 46; г) 44.

10. Какова генетическая формула зиготы:

а). 1n4c.  б)  2n2c.  в). 2n4c.   г). 4n4c

Ключ:

1. Что такое гаметы?
2. Какие виды гамет вам известны?

3. Где образуются гаметы у человека и млекопитающих животных?

4. Расскажите о значении оболочек в яйцеклетке, акросомы и жгутика у сперматозоидов.

5. Что такое оплодотворение?
6. Какие виды оплодотворения у животных вам известны? Приведите примеры.
7.Что происходит перед оплодотворением?

8.Что происходит при оплодотворении?

9.Что образуется в результате оплодотворения?

Запишите номера вопросов, против них – правильные ответы.

1. Когда начинается сперматогенез у человека?
2. Когда начинается оогенез у человека?
3. Какой набор хромосом в гаметах?
4. Где располагаются митохондрии в сперматозоидах? Где располагаются центриоли?
5. У каких организмов внешнее оплодотворение?

Для каждого типа клеток (женских половых и мужских половых) выберите соответствующие характеристики:
1 – яйцеклетки;
2 – сперматозоиды;
3 – развиваются в яичниках;
4 – развиваются в семенниках;
5 – имеют шарообразную или овальную форму, неподвижны;
6 – богаты запасными веществами;
7 – имеют небольшие размеры, подвижны;
8 – утратили большую часть цитоплазмы;
9 – доставляют генетическую информацию;
10 – несут в себе наследственную информацию, готовы к оплодотворению.

1. Последовательность процессов в клетке от момента ее возникновения до следующего деления или гибели называется …
2. Процесс образования яйцеклеток называется …
3. Яйцеклетка формируется в …, а сперматозоиды в …
4. Развитие половых клеток подразделяется на четыре периода: …, …, … и ….
5. Конъюгация хромосом происходит на стадии … мейоза.
6. При созревании яйцеклетки на каждую полноценную клетку образуется три … ….
7. Для рыб характерен … способ оплодотворения.

8.                  В сперматозоиде человека содержится … хромосомы.

Для каждого типа клеток (зигота, гамета) выберите соответствующие характеристики:
1 – имеет гаплоидный набор хромосом;
2 – образуется в результате мейоза;
3 – содержит наследственный материал двух особей;
4 – имеет диплоидный набор хромосом;
5 – половая клетка;
6 – количество хромосом и молекул ДНК описывается формулой nc;
7 – образуется в результате оплодотворения;
8 – содержит наследственный материал от одной особи;
9 – количество хромосом и молекул ДНК описывается формулой 2n2с;
10 – оплодотворенная яйцеклетка.

Разнесите характеристики митоза и мейоза в две группы:

митоз мейоз

а) требует двух последовательных делений клетки;
б) дочерние клетки содержат такое же количество хромосом, как и материнская;
в) дочерние клетки содержат в 2 раза меньше хромосом, чем материнская клетка;
г) происходит в соматических клетках; обеспечивает рост организма или бесполое размножение;
д) обеспечивает образование половых клеток;
е) в течение этого процесса гомологичные хромосомы обмениваются участками (кроссинговер);
ж) обеспечивает половое размножение организмов.

Домашнее задание. Параграф 33,34, вопросы, сообщения