Какой тип размножения обеспечивает лучшую приспособляемость. Образование половых клеток. Мейоз. Проработав эти темы, Вы должны уметь

Цели урока:

• Образовательная : расширить знания учащихся по материалу половое и бесполое размножение.
• Развивающая : создать условия для формирования компетентностей учащихся.
• Воспитательная : показать значимость клонирования в жизни человека и его этические аспекты.

Оборудование: презентация урока, опорные конспекты для учащихся, живые цветы (разные сорта фиалок), приложения № 1 и № 2.

Ход урока

1. Организационный момент.

Обратить внимание учащихся, что помимо традиционных источников, сегодня на уроке будем работать с опорным конспектом.

2. Создание проблемной ситуации (лирическая музыка, слайды).

Учитель: Мы приходим в мир, чтобы постигнуть красоту. Красота - это радость нашей жизни. Перед человеком открылась радость жизни потому, что он услышал шепот листьев и песню кузнечика, журчание весеннего ручейка и переливы серебряных колокольчиков, жаворонка в горячем летнем небе и распустившийся куст сирени - услышал и, затаив дыхание, слушает сотни и тысячи лет чудесную, разнообразную музыку жизни.

Ребята, скажите, а какой биологический процесс является основой всей жизни на Земле? (размножение)

Какие формы размножения живых организмов существуют в природе? (половое и бесполое)

Термин размножение не является для вас новым. Дайте его полное определение (ответы детей). Запишите более полное определение термина "размножение" в конспект (работает слайд).

Опираясь на определение термина, а также на имеющиеся у вас знания, попробуйте выделить значение полового размножения в природе.

С точки зрения науки значение размножения заключается в том, что осуществляется преемственность между поколениями, увеличивается численность особей в популяции и их расселение на новой территории, размножение обеспечивает существование вида в целом.

В ходе эволюции живых организмов механизмы размножения усовершенствовались.

Какая форма размножения является более древней? (бесполое)

Соответственно, половое размножение является новой формой.

3. Формулирование учебной проблемы.

Учащиеся предлагают формулировку проблемы.

Почему в ходе эволюции одна форма размножения не вытеснила другую, а существуют оба механизма размножения? Выскажите свои предположения (ответы детей).

Мы услышали несколько гипотез. Для того, чтобы подтвердить гипотезу или опровергнуть, нам необходима научная доказательная база. Как вы думаете, что она будет в себя включать? (ответы детей)

Вы правы. Мы вспомним известные вам биологические термины и понятия, биологические процессы, установим причинно-следственные связи между ними и сравним их.

4. Совместное открытие знаний.

Итак, охарактеризуем половое и бесполое размножение, затем сравним данные формы по предложенным критериям. Обратите внимание на таблицу в ваших конспектах.

Каких критериев, на ваш взгляд, не хватает в предложенной таблице?

(ответы детей, вписали в таблицу, все критерии на слайде)

Итак, у нас полный набор критериев для сравнения, и мы можем заполнить таблицу(3 мин.)

У кого возникли вопросы? (обращение к классу)

На основе сопоставления характеристик бесполого и полового размножения, сделайте вывод о преимуществах бесполого размножения.

(дети отвечают: участие только одной особи в процессе размножения; появление потомства за короткий период времени)

Мы знаем, что одним из преимуществ бесполого размножения является наличие множества видов данной формы размножения. Составьте классификацию способов бесполого размножения в опорных конспектах, работая с учебником и дополнительной информацией. (2 мин.)

Комментарии к классификации по слайду. Я увидела результаты вашей работы. Вы успешно справились с ней (слайд). Однако обращаю ваше внимание на то, что такие способы бесполого размножения, как фрагментация и почкование, в других биологических источниках могут выделять как подвиды вегетативного.

Каким способом (бесполого размножения) размножаются представленные на слайде живые организмы?

(показ слайдов с примерами: коралловые полипы - почкование; грибы - спорообразование; растения - вегетативное)

Ребята, сформулируйте вывод о значении бесполого размножения в природе (позволяет быстро увеличивать численность особей определенного вида за короткий период времени в благоприятных условиях).

А теперь, используя те же критерии, сделайте вывод о преимуществе полового размножения (может происходить в изменяющихся условиях среды, возникают новые комбинации признаков).

Какое значение имеет половое размножение в жизни организмов? Ответьте на данный вопрос, комментируя слайд (на слайде - два вида организмов, которые являются родственными - белый и бурый медведь).

(Значение полового размножения состоит в том, что происходит изменение генетического материала, и это позволяет приспосабливаться организмам к разным условиям среды)

Итак, мы собрали достаточную доказательную базу, чтобы подтвердить или опровергнуть ваши гипотезы, высказанные в начале урока по разрешению проблемы: почему в процессе эволюции сохранились оба способа размножения (высвечивается на слайд). Итак, вам слово.

Так к какому выводу вы пришли: бесполое и половое размножение обеспечивает многообразие живых организмов (дети записывают вывод в конспект).

Ребята, а теперь сформулируйте тему нашего урока. Записываем в опорные конспекты.

Учитель: Да, мир безграничен, красив, многообразен. Человек стал человеком потому, что увидел глубину лазурного неба, мерцание звезд, розовый разлив вечерней зари, прозрачную дымку степных просторов, журавлиную стаю в небе, отражение солнца в мириадах капель утренней росы, голубой колокольчик подснежника:

Как вы считаете, может ли человек создавать новые живые организмы?

Аргументируйте свой ответ (селекция).

Совершенно верно: одним из достижений селекции является выведение новых сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов. Приведите примеры результатов селекции, с которыми вы сталкиваетесь ежедневно? (слайд селекция: кефир, булка, лекарства, корова, декоративная собачка, роза).

Пример на слайде: фиалки.

Результатом селекции является выведение новых сортов комнатных растений, они великолепны. Я сама очень люблю растения, поэтому дома и на работе меня окружают цветы. Какой способ размножения необходимо использовать, чтобы сохранить сортовые качества данного сорта фиалки?

(бесполое: листом или частью куста)

О роли цветущих растений в дизайне помещений (кстати, дизайнеры рекомендуют располагать цветы в местах отдыха, например в гостиной).

Творческая деятельность человека в селекции основана на научных знаниях и исследованиях. Наука не стоит на месте, она шагает вперед, чтобы найти решение многих проблем, в том числе и неизлечимых болезней. Человек создал новый способ получения живых организмов, в основе которого лежит бесполое размножение. А вы знаете, как называется данный способ размножения? (клонирование)

Используя информацию о клонировании, объясните, в чем сущность данного способа размножения? (время работы с доп. информацией 2 мин.)

Как лично вы относитесь к клонированию человека?

Хотели бы вы иметь своего клона?

Если вам интересна моя точка зрения на данную проблему, то она, так же как и в этой аудитории - неоднозначна. С одной стороны, человек, являясь творцом новых живых организмов, не должен вступать в противоречие с другим Творцом. Поэтому религиозные нормы отрицают клонирование. С другой стороны, научно-технический прогресс не остановить. Поэтому людям необходимо обсуждать и принимать новые нормы, которые бы учитывали новые реальности.

5. Итог урока.

Учитель: Позвольте вам напомнить то, с чего мы начали наш урок. Перед человеком открылась радость жизни потому, что он услышал шепот листьев и песню кузнечика, переливы серебряных колокольчиков, жаворонка в горячем летнем небе и распустившийся куст сирени - услышал и, затаив дыхание, слушает сотни и тысячи лет чудесную, разнообразную музыку жизни. Пусть эти слова, которые прозвучали в начале нашего урока, как и сам урок, помогут вам выполнить творческое задание - написать синквейн. Правила написания синквейна находятся в опорном конспекте. Ключевое слово синквейна - размножение.

Итак, я вижу, синквейны, готовы. Пожалуйста, прочитайте их.

Спасибо вам за такие замечательные произведения!

И в заключение позвольте подарить вам синквейн, посвященный нашему уроку:

Размножение.

В нем источник бессмертия и света.
Радуюсь, люблю, живу!
Будь же весел, живой!
Мирозданье бесконечно.

Еще раз - большое спасибо за работу.

Проработав эти темы, Вы должны уметь:

1. Сформулировать своими словами определения: эволюция, естественный отбор, борьба за существование, адаптация, рудимент, атавизм, идиоадаптация, биологический прогресс и регресс.
2. Кратко описать, каким образом та или иная адаптация сохраняется отбором. Какую роль играют в этом гены, генетическая изменчивость, частота генов, естественный отбор.
3. Объяснить, почему в результате отбора не образуется популяция идентичных, безупречно адаптированных организмов.
4. Сформулировать, что такое генетический дрейф; привести пример ситуации, в которой он играет важную роль, и объяснить, почему его роль особенно велика в небольших популяциях.
5. Описать два способа возникновения видов.
6. Сравнивать естественный и искусственный отбор.
7. Кратко перечислить ароморфозы в эволюции растений и позвоночных, идиоадаптация в эволюции птиц и млекопитающих, покрытосеменных растений.
8. Назвать биологические и социальные факторы антропогенеза.
9. Сравнивать эффективность потребления растительной и животной пищи.
10. Кратко описать черты древнейшего, древнего, ископаемого человека, человека современного типа.
11. Указать черты развития и сходства человеческих рас.

Иванова Т.В., Калинова Г.С., Мягкова А.Н. "Общая биология". Москва, "Просвещение", 2000

• Тема 14. "Эволюционное учение." §38, §41-43 стр. 105-108, стр.115-122
• Тема 15. "Приспособленность организмов. Видообразование." §44-48 стр. 123-131
• Тема 16. "Доказательства эволюции. Развитие органического мира." §39-40 стр. 109-115, §49-55 стр. 135-160
• Тема 17. "Происхождение человека." §49-59 стр. 160-172

4.1. Получить допуск к работе. Для этого ответить на вопросы:

4.1.1. Размножение – важнейшее жизненное свойство. Объясните, каким образом оно проявляется на клеточном уровне.

4.1.2. Дайте определения понятий оплодотворение, гаметогенез, мейоз, онтогенез.

4.1.3. Есть ли принципиальные различия между бесполым и половым размножением.

4.1.4. Сравните между собой митоз и мейоз, выделите черты сходства и различия.

4.1.5. В чем заключается биологическое значение мейоза?

4.2. Выполнить задания.

4.2.1. Пользуясь рис.1.,выявите черты сходства и различия между зародышами позвоночных.

Рис.1.Сравнение зародышей позвоночных Рис.2.

на разных стадиях развития:1-рыба,

2-ящерица,3-кролик,4-человек.

4.2.2.Как формулируется биогенетический закон? Поясните его примерами.

4.2.3. Объясните, что такое развитие и чем оно отличается от роста .

4.2.4. Заполните таблицу, поставив знак "+" или "–" в соответствующую ячейку. Укажите тип развития, характерный для каждого организма.

4.2.5. Подпишите элементы строения половых клеток млекопитающих, обозначенные цифрами.

4.2.6. В чем сущность двойного оплодотворения цветковых растений? Рассмотрите рисунок и подпишите элементы, обозначенные цифрами.
4.2.7. Чем отличается дробление от обычного деления клетки?

4.2.8. Что такое гаструла и как она образуется в процессе развития зародыша?

4.2.9.Каким образом и где происходит имплантация зародыша?

4.2.10. Какие ткани и органы формируются из зародышевых листков?

4.3. Оформить отчет о проделанной работе.

5.1. Наименование и цель работы.

5.2. Выполненные задания.

5.3. Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы.

6.1. Какой процесс поддерживает существование органического мира на Земле?

Подумайте!

1.Почему при вегетативном размножении не наблюдается расщепление признаков в потомстве гибридов?

3.Как вы считаете, какая форма размножения обеспечивает лучшую приспособляемость к изменениям окружающей среды?

Для осуществления полового размножения необходимы специализированные клетки - гаметы, содержащие одинарный (гаплоидный) набор хромосом. При их слиянии (оплодотворении) происходит образование диплоидного набора, в котором каждая хромосома имеет пару - гомологичную хромосому. В каждой паре гомологичных хромосом одна хромосома получена от отца, а вторая - от матери.

Процесс образования половых клеток - гаметогенез - протекает в специальных органах - половых железах. У большинства животных мужские половые клетки (сперматозоиды) образуются в семенниках, женские гаметы (яйцеклетки) - в яичниках. Развитие яйцеклеток называют овогенезом , а сперматозоидов - сперматогенезом.

■ Строение половых клеток . Яйцеклетки - это относительно крупные неподвижные клетки округлой формы. У некоторых рыб, пресмыкающихся и птиц они содержат большой запас питательных веществ в виде желтка и имеют размеры от 10 мм до 15 см. Яйцеклетки млекопитающих, в том числе и человека, гораздо мельче (0,1-0,3 мм) и желтка практически не содержат.

Сперматозоиды - мелкие подвижные клетки, у человека их длина всего около 60 мкм. У разных организмов они отличаются формой и размерами, но, как правило, все сперматозоиды имеют головку, шейку и хвост, обеспечивающий их подвижность. В головке сперматозоида находится ядро, содержащее хромосомы. В шейке сосредоточены митохондрии, которые обеспечивают движущийся сперматозоид энергией.

Сперматозоиды впервые были описаны голландским естествоиспытателем А. Левенгуком в 1677 г. Он же и ввел этот термин - сперматозоид (от греч, sperma - семя и zoon - живое существо), т. е. живое семя. Яйцеклетка млекопитающих была открыта в 1827 г. российским ученым К. М. Бэром.

■ Образование половых клеток . Развитие половых клеток подразделяют на несколько стадий: размножение, рост, созревание, а в процессе сперматогенеза выделяют еще и стадию формирования.

Стадия размножения . На этой стадии клетки, формирующие стенки половых желез, активно делятся митозом, образуя незрелые половые клетки. Эта стадия у мужчин начинается с наступлением половой зрелости и продолжается почти всю жизнь. У женщин образование первичных половых клеток завершается еще в эмбриональном периоде, т. е. общее количество яйцеклеток, которые у женщины будут созревать в течение ее репродуктивного периода, определяется уже на ранней стадии развития женского организма. На стадии размножения первичные половые клетки, как и все остальные клетки тела, диплоидны.

Стадия роста. На стадии роста, которая гораздо лучше выражена в овогенезе, происходит увеличение цитоплазмы клеток, накопление необходимых веществ и редупликация ДНК (удвоение хромосом).

Стадия созревания . Третья стадия - это мейоз. Мейоз - это особый способ деленияклеток, приводящий к уменьшению числа хромосом вдвое и к переходу клетки из диплоидного состояния в гаплоидное.

Будущие гаметы на стадии созревания делятся дважды. Клетки, приступающие к мейозу, содержат диплоидный набор уже удвоенных хромосом. В процессе двух мейотических делений из одной диплоидной клетки образуются четыре гаплоидные.

Мейоз состоит из двух последовательных делений, которым предшествует однократное удвоение ДНК, осуществленное на стадии роста. В каждом делении мейоза выделяют четыре фазы, характерные и для митоза (профазу, метафазу, анафазу, телофазу), однако они отличаются некоторыми особенностями.

Профаза первого мейотического деления (профаза I) значительно длиннее, чем профаза митоза. В это время удвоенные хромосомы, каждая из которых состоит уже из двух сестринских хроматид, спирализуются и приобретают компактные размеры. Затем гомологичные хромосомы располагаются параллельно друг другу, образуя так называемые биваленты, или тетрады, состоящие из двух хромосом (четырех хроматид). Между гомологичными хромосомами может произойти обмен соответствующими гомологичными участками, что приведет к перекомбинации наследственной информации и образованию новых сочетаний отцовских и материнских генов в хромосомах будущих гамет. К концу профазы I ядерная оболочка разрушается.

В метафазе I гомологичные хромосомы попарно в виде бивалентов, или тетрад, располагаются в экваториальной плоскости клетки, и к их центромерам присоединяются нити веретена деления.

В анафазе I гомологичные хромосомы из бивалента (тетрады) расходятся к полюсам. Следовательно, в каждую из двух образующихся клеток попадает только одна из каждой пары гомологичных хромосом - число хромосом уменьшается в два раза, хромосомный набор становится гаплоидным. Однако каждая хромосома при этом все еще состоит из двух сестринских хроматид.

В телофазе I образуются клетки, имеющие гаплоидный набор хромосом и удвоенное количество ДНК.

Спустя короткий промежуток времени клетки приступают ко второму мейотическому делению, которое протекает как типичный митоз, но отличается тем, что участвующие в нем клетки гаплоидны.

В профазе II разрушается ядерная оболочка. В метафазе хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости клетки, нити веретена деления соединяются с центромерами хромосом. В анафазе II центромеры, соединяющие сестринские хроматиды, делятся, хроматиды становятся самостоятельными дочерними хромосомами и расходятся к разным полюсам клетки. Телофаза II завершает второе деление мейоза.

В результате мейоза из одной исходной диплоидной клетки, содержащей удвоенные молекулы ДНК, образуются четыре гаплоидные клетки, каждая хромосома которых состоит из одиночной молекулы ДНК.

При сперматогенезе на стадии созревания в результате мейоза образуются четыре одинаковые клетки - предшественники сперматозоидов, которые на стадии формирования приобретают характерный вид зрелого сперматозоида и становятся подвижными.

Образование сперматозоидов у мужчин начинается с момента полового созревания. Длительность всех четырех фаз сперматогенеза составляет около 80 дней. За всю жизнь в организме мужчины образуется огромное количество сперматозоидов - до 10 10 .

Мейотические деления в овогенезе характеризуются рядом особенностей. Профаза I завершается еще в эмбриональном периоде, т. е. к моменту рождения девочки в ее организме уже имеется полный набор будущих яйцеклеток. Остальные события мейоза продолжаются только после полового созревания женщины. Каждый месяц в одном из яичников у женщины продолжает развитие одна из остановившихся в своем делении клеток.

В результате первого деления мейоза образуются крупная клетка - предшественник яйцеклетки и маленькое, так называемое полярное тельце, которые вступают во второе деление мейоза. На стадии метафазы II предшественница яйцеклетки овулирует, т. е. выходит из яичника в брюшную полость, откуда попадает в яйцевод. Если происходит оплодотворение, второе мейотическое деление завершается - образуется зрелая яйцеклетка и второе полярное тельце. Если слияния со сперматозоидом не происходит, не закончившая деление клетка погибает и выводится из организма.

Полярные тельца служат для удаления избытка генетического материала и перераспределения питательных веществ в пользу яйцеклетки. Спустя некоторое время после деления они погибают.

Несмотря на то, что в женском эмбрионе закладывается очень много яйцеклеток, созревают из них лишь немногие. За репродуктивный период, т. е. когда женщина способна к деторождению, окончательно формируются около 400 яйцеклеток.

■ Значение гаметогенеза . В течение гаметогенеза образуются половые клетки, содержащие гаплоидный набор хромосом, что позволяет при оплодотворении восстанавливать количество хромосом, характерное для вида. В отсутствие мейоза слияние гамет приводило бы к удвоению числа хромосом у каждого последующего поколения, возникающего в результате полового размножения. Этого не происходит, благодаря существованию особого процесса - мейоза, во время которого диплоидное количество хромосом (2л) сокращается до гаплоидного (1л), т. е. биологическая роль мейоза заключается в поддержании постоянства числа хромосом в ряду поколений вида.

Цель: расширить и углубить знания о размножении организмов; осуществить промежуточный контроль знаний по теме: «Размножение организмов».

Изучите рисунок и ответьте устно на вопросы

1. Какие особенности сперматозоида позволяют передавать наследственную информацию мужского организма, обеспечивать высокую подвижность и проникновение в яйцеклетку?
2. Какие особенности строения яйцеклетки могут обеспечить
развивающийся зародыш питательными веществами?
3. В результате каких процессов образуется гаплоидный
набор хромосом в гаметах?
4. О чем свидетельствует сходство процессов мейоза,
присущих всем животным и человеку?
5. Каким образом возникают изменения в генетическом
материале новых поколений?
6. Какие из следующих утверждений правильные:

а – в результате мейоза всегда образуются гаплоидные, а в результате митоза – диплоидные клетки;
б – гаметы всегда гаплоидны;
в – гаметы могут быть диплоидными.

7. Какая форма размножения обеспечивает лучшую приспособляемость к изменениям окружающей среды?
8. Что такое конъюгация гомологичных хромосом? Когда она происходит?
9. Как происходят процессы митоза и мейоза при чередовании половой и бесполой фаз размножения растений?
10. Английский ученый Дж.Гердон пересадил ядро, взятое из клетки кишечника лягушки, в яйцеклетку, собственное ядро которой предварительно было разрушено облучением ультрафиолетом. Вырос головастик, а потом и лягушка, идентичная той особи, от которой было взято ядро. Что доказывает опыт? Какое практическое применение может найти этот эксперимент?
11. Каким образом можно создать любое число генетически тождественных копий какой-либо ценной особи животного?
12. С каким биологическим процессом связано произрастание растений земляники на лесных полянах группами – куртинами?
13. В чем сущность полового процесса?
14. Как называется тип генетической регенерации у прокариот, когда две бактериальные клетки вступают друг с другом в контакт с помощью цитоплазматического мостика, по которому из клетки донора в клетку реципиента перемещается бактериальная хромосома?
15. Рассмотрите рисунок. Почему во втором случае возникли новые виды, а в первом – нет?

16. Какие преимущества дает организму образование большого количества спор?
17. Сравните процессы почкования и размножения путем деления клеток.
18. Подсчитайте, сколько предков могли внести вклад в наследственность каждой современной особи во втором, третьем, четвертом, пятом и т.д. предшествующих поколениях. (Расчет проводится по формуле 2n–1, где n – общее число поколений.)

Выполните проверочную работу по индивидуальным карточкам (Приложение 1).
Сдайте свои работы на проверку учителю.