А.В. ПИМЕНОВ

Продолжение. См. No 20, 21/2002

Уроки биологии в 10(11)-м классе

Приложение 3. Компьютерное тестирование

«Бесполое и половое размножение»

Тест 1. Какова форма бесполого размножения, наиболее характерная для мхов, папоротников?

1. Бинарное деление.
2. Шизогония.
3. Фрагментация.
4. Почкование.
5. Клонирование.
6. Вегетативное размножение.
7. Полиэмбриония.
8. Спорообразование.

Тест 2. Какая форма бесполого размножения наиболее характерна для гидры, дрожжей?

1. Бинарное деление.
2. Шизогония.
3. Фрагментация.
4. Почкование.
5. Клонирование.
6. Вегетативное размножение.
7. Полиэмбриония.
8. Спорообразование.

Тест 3. Какая форма бесполого размножения используется для размножения плодово-ягодных культур?

1. Бинарное деление.
2. Шизогония.
3. Фрагментация.
4. Почкование.
5. Клонирование.
6. Вегетативное размножение.
7. Полиэмбриония.
8. Спорообразование.

Тест 4. Какая естественная форма бесполого размножения известна у человека?

1. Бинарное деление.
2. Шизогония.
3. Фрагментация.
4. Почкование.
5. Клонирование.
6. Вегетативное размножение.
7. Полиэмбриония.
8. Бесполого размножения у человека не существует.

Тест 5. Какая форма бесполого размножения характерна для планарии, некоторых кольчатых червей?

1. Бинарное деление.
2. Шизогония.
3. Фрагментация.
4. Почкование.
5. Клонирование.
6. Вегетативное размножение.
7. Полиэмбриония.
8. Спорообразование.

*Тест 6. Что характерно для бесполого размножения?

1. Потомство имеет гены только одного материнского организма.
2. Потомство генетически отличается от родительских организмов.
3. В образовании потомства участвует одна особь.
4. В образовании потомства обычно участвуют две особи.

Тест 7. Какая форма размножения позволяет приспособиться к изменяющимся условиям среды?

1. Бесполое размножение.
2. Половое размножение.
3. И бесполое, и половое размножение в равной степени.
4. Форма размножения не имеет никакого значения.

*Тест 8. Укажите верные суждения.

1. Партеногенез – особая форма бесполого размножения.
2. Партеногенез – особая форма полового размножения.
3. Партеногенетическое развитие известно у тлей, пчел, дафний.
4. Партеногенетическое развитие известно у одуванчиков.

*Тест 9. Укажите верные суждения.

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

Тест 10. Укажите верное суждение.

1. Бесполое размножение увеличивает наследственную изменчивость организмов.
2. Гаметы и зигота имеют гаплоидный набор хромосом.
3. В половом размножении всегда принимают участие две особи.
4. Половое размножение увеличивает наследственную изменчивость потомков.

Урок 5. Двойное оплодотворение у цветковых растений/h3>

Задачи: вспомнить строение цветка, сформировать знания об особенностях спорогенеза и гаметогенеза, двойном оплодотворении и образовании плодов и семян у покрытосеменных растений.

Демонстрационный материал: таблицы по общей биологии, кодограмма. Возможно использование фильма «Двойное оплодотворение цветковых растений».

ХОД УРОКА

Повторение. Письменная работа с карточками (10 мин).

1. Характеристика сперматогенеза.
2. Характеристика оогенеза.
3. Особенности оплодотворения у животных.
Работа с карточкой у доски: Приложение 2.
Компьютерное тестирование: Приложение 3.
Устное повторение.

Изучение нового материала. Объяснение с использованием таблиц и фильма «Двойное оплодотворение цветковых растений».

Образование гаметофитов. Важнейшими преимуществами цветковых растений являются наличие цветка и плода. Цветок способствует опылению, а плод защищает семена и способствует их распространению. Гаметофит цветковых крайне редуцирован: мужской представлен пыльцевым зерном, женский – зародышевым мешком.

У цветка различают цветоножку, цветоложе, околоцветник, образованный чашечкой из чашелистиков и лепестками венчика, тычинки и пестики. У некоторых цветков отдельные части могут отсутствовать. Тычинки и пестики образовались из особых листьев – спорофиллов. Микроспорофиллы (микроспоролистики) – специализированные спороносные листья, на которых образуются микроспорангии. Представлены тычинками, совокупность которых образует андроцей («дом для мужчин»). Мегаспорофиллы (мегаспоролистики) – видоизмененные листья, несущие мегаспорангии. У покрытосеменных мегаспорофиллы образуют один или несколько пестиков, совокупность которых называют гинецеем («дом для женщин»).

Большинство цветков (свыше 70%) имеет и тычинки, и пестики. Их называют обоеполыми (вишня, горох). Некоторые цветки – однополые: мужские содержат только тычинки, женские – только пестики. У однодомных растений тычиночные и пестичные цветки располагаются на одном растении (арбуз, тыква, огурец). У двудомных растений мужские цветки находятся на одном растении, женские – на другом (ива, тополь, конопля).

Половое размножение связано с образованием спор (спорогенез) и формированием гаметофитов с гаметами (гаметогенез). Цветковые – разноспоровые растения, мужские гаметофиты развиваются из микроспор, женские из мегаспор.

Микроспорогенез – процесс образования микроспор в микроспорангиях (гнездах пыльника). Микроспоры формируются из материнских клеток – микроспороцитов, имеющих диплоидный набор хромосом. В результате мейоза каждая материнская клетка образует четыре гаплоидных микроспоры. Сформированная микроспора представляет собой тонкостенную клетку с одним гаплоидным ядром.

Микрогаметогенез – процесс образования мужского гаметофита из микроспор. Развитие мужского гаметофита также происходит в пыльнике и сводится к одному митотическому делению, которое заканчивается образованием пыльцевого зерна, или пылинки. К моменту прорастания пыльцевого зерна ядро споры митотически делится, что приводит к возникновению двух клеток: генеративной, из которой в дальнейшем образуются два спермия, и вегетативной, принимающей впоследствии участие в образовании пыльцевой трубки. Таким образом, пылинка представляет собой незрелый мужской гаметофит. Оболочка пыльцевого зерна состоит из двух главных слоев: интины – внутреннего и экзины – наружного.

Гинецей – совокупность плодолистиков в цветке, образующих один или несколько пестиков. Обычно пестик состоит из трех частей: завязи, столбика и рыльца. Завязь – наиболее важная часть пестика (замкнутая, нижняя, полая), несущая и защищающая семязачатки. В завязи может располагаться от одного (пшеница, вишня) до нескольких тысяч (мак) семязачатков. Стенки завязи выполняют функцию защиты семязачатков от неблагоприятных факторов среды (высыхание, колебание температур, поедание насекомыми и т.д.), в них происходит мегаспорогенез и мегагаметогенез, они принимают участие в образовании околоплодника.

Мегаспорогенез – процесс формирования мегаспор. Он происходит в нуцеллусе семязачатка. В области микропиле начинает разрастаться одна клетка – мегаспороцит, или материнская клетка мегаспор. Материнская клетка мегаспор имеет диплоидный набор хромосом. Из нее путем мейоза формируются 4 гаплоидных мегаспоры, из которых лишь одна дает начало женскому гаметофиту – зародышевому мешку. Остальные мегаспоры разрушаются. Мегагаметогенез – формирование женского гаметофита. Начинается с того, что ядро мегаспоры подвергается трехкратному митотическому делению. В результате первого деления образуются два ядра, которые расходятся к полюсам разросшейся клетки. Каждое из этих ядер еще дважды делится, и у каждого полюса образуется по 4 ядра (восьмиядерная стадия развития зародышевого мешка). С каждого полюса к центру зародышевого мешка отходит по одному ядру, которые называются полярными. Оставшиеся ядра обособляются. На микропильном полюсе одна из клеток отличается большими размерами и преобразуется в яйцеклетку. Две рядом расположенные клетки являются вспомогательными. Их называют синергидами. На противоположном полюсе образуется группа из трех клеток, называемых антиподами. Два полярных ядра в центре зародышевого мешка сливаются, образуя вторичное (центрапьное) ядро зародышевого мешка. Таким образом, сформированный женский гаметофит включает 6 гаплоидных клеток (яйцеклетка, 2 клетки-синергиды и 3 клетки-антиподы) и диплоидное вторичное ядро.

Двойное оплодотворение. Попав на рыльце пестика, пыльца начинает прорастать. Вегетативная клетка отвечает за образование пыльцевой трубки, по которой движется генеративная клетка, которая дает начало двум спермиям. Пыльцевая трубка продвигается по столбику пестика и через микропиле врастает в зародышевый мешок. После проникновения в зародышевый мешок кончик пыльцевой трубки разрывается, и спермии попадают внутрь зародышевого мешка. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу, а второй – с центральным ядром зародышевого мешка, образуя триплоидное ядро, из которого формируется эндосперм – питательная ткань зародыша. Синергиды и антиподы дегенерируют. Этот процесс получил название двойного оплодотворения.

Таким образом, после двойного оплодотворения из яйцеклетки формируется зародыш семени, из центрального ядра зародышевого мешка – эндосперм, из интегументов – семенная кожура, из всего семязачатка – семя, а из стенок завязи – околоплодник. В целом из завязи пестика формируется плод с семенами. Двойное оплодотворение у цветковых растений было открыто в 1898 г. русским ботаником С.Г. Навашиным.

Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.

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

Приложение 1. Кодограмма к уроку 5

Приложение 2. Карточка для работы у доски

Приложение 3. Компьютерное тестирование

«Гаметогенез. Оплодотворение»

Тест 1. Какой набор хромосом имеют гаметогонии в зоне размножения?

1. Диплоидный.
2. Гаплоидный.
3. Сперматогонии – диплоидный, оогонии – гаплоидный.
4. Сперматогонии – гаплоидный, оогонии – диплоидный.

Тест 2. Какой набор хромосом имеют гаметоциты 2-го порядка после первого деления мейоза?

1. 2n4с.
2. 2n2с.
3. 1n2c.
4. 1n1c.

Тест 3. Какой набор хромосом имеют гаметы?

1. 2n4с.
2. 2n2с.
3. 1n2c.
4. 1n1c.

Тест 4. Сколько нормальных яйцеклеток образуется из одного ооцита после двух делений мейоза?

1. 1.
2. 2.
3. 3.
4. 4.

Тест 5. Сколько нормальных сперматозоидов образуется из одного сперматоцита после двух делений мейоза?

1. 1.
2. 2.
3. 3.
4. 4.

Тест 6. Где расположен комплекс Гольджи в сперматозоиде?

1. В головке.
2. В шейке.
3. В промежуточном отделе.
4. В хвостике.

Тест 7. Где расположены митохондрии в сперматозоиде?

1. В головке.
2. В шейке.
3. В промежуточном отделе.
4. В хвостике.

Тест 8. Где расположены центриоли в сперматозоиде?

1. В головке.
2. В шейке.
3. В промежуточном отделе.
4. В хвостике.

*Тест 9. Укажите верные суждения.

1. В зоне роста хромосомный набор 2n.
2. В зоне созревания происходят два деления мейоза – редукционное и эквационное.
3. При овогенезе из одного овоцита образуется четыре нормальные яйцеклетки.
4. При овогенезе из одного овоцита образуется одна нормальная яйцеклетка и четыре направительных (полярных) тельца.

*Тест 10. Укажите верные суждения.

1. Яйцеклетка человека имеет размеры около 0,1 мм.
2. Яйцеклетки у человека начинают формироваться еще на эмбриональной стадии (происходит первое деление мейоза).
3. Яйцеклетка человека имеет две оболочки – блестящую и лучистую.
4. В яйцеклетке человека отсутствуют рибосомы и митохондрии.

Урок 6. Онтогенез

Задачи: сформировать знания об этапах индивидуального развития организмов, основных стадиях эмбриогенеза, производных зародышевых листков, типах постэмбрионального развития. Показать вредное влияние на эмбрион никотина, алкоголя и других мутагенов.

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

ХОЛ УРОКА

Повторение. Письменная работа с карточками (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 удобства 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 сходной 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.

Следующий 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 (перья, 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 целомическими мешками. Их стенки образованы мезодермой, а полость внутри представляет собой вторичную полость тела.

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

Из материала энтодермы развиваются 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 определенным зачаткам органов. В 1924 г. были опубликованы результаты опытов Г.Шпеманна и Г.Мангольда, посвященных 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 беременными снотворного талидомида в Западной Европе в 1950-е гг. привело к рождению нескольких тысяч уродов; 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.

Постэмбриональное 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.

Продолжение следует