Цели урока:
- Образовательная:
сформировать знания о закономерностях эмбрионального (зародышевого) развития организмов, его цитологических основах;
изучить стадии дробления и гаструляции, раскрыть понятие послезародышевого периода развития на примере насекомых и позвоночных животных. - Развивающая: развивать умение анализировать, обобщать, делать выводы, сравнивать.
- Воспитательная: прививать навыки коммуникативного общения, совершенствовать навыки работы с раздаточным материалом.
Тип урока: урок изучения нового материала.
Вид урока:
1. Лекция
2. Общественный смотр знаний.
Формы работы: индивидуальная, групповая, в парах.
Оборудование:
- таблица “Индивидуальное развитие ланцетника”,
- коллекция “Развитие насекомых” или “Развитие тутового Шелкопряда”,
- видеомагнитофон,
- видеофильм “Развитие с полным и неполным превращением”.
План:
1. Лекция
Нас окружают самые разные организмы, даже дома. Это кошки, собаки, птицы, аквариумные рыбки. Животные и растения очень сложные организмы. Не задумывались ли вы о том, что все они развились из единственной клетки – зиготы? Каким же образом это происходит?
После оплодотворения начинается индивидуальное развитие животного или растения – онтогенез, который завершается формированием взрослого организма, старением и смертью организма.
Рассмотрим онтогенез организма животного.
Развитие зародыша.Оплодотворённая яйцеклетка-зигота претерпевает ряд быстро следующих друг за другом митотических делений, которые называются дроблением. Дробление и другие ранние стадии развития многоклеточного зародыша, называемые периодом эмбрионального развития, рассмотрим на примере ланцетника.
Зигота вначале делится в продольном направлении на две одинаковые по величине клетки, называемые бластомерами. Затем каждый из бластомеров делится также в продольном направлении, и образуются четыре клетки. Следующее, третье деление, происходит в поперечном направлении, и в результате его формируется восемь одинаковых клеток. В дальнейшем формируются быстро следующие друг за другом продольные и поперечные деления, которые приводят к образованию 16, 32, 64, 128 и больше клеток. Яйцо ланцетника, имеющее небольшое количество желтка, подвергается дроблению полностью. У других животных (птицы, рыбы) яйцо содержит много желтка и дроблению подвергается только диск цитоплазмы с ядром, а сам желток не дробится.
При дроблении следующие друг за другом деления происходят быстро, бластомеры не растут и их размеры по мере увеличения числа клеток уменьшаются. В результате дробления образуется шарообразный зародыш с полостью внутри – бластула. Полость бластулы называется бластоцелем. Иногда бластоцель практически отсутствует, и бластомеры очень тесно прилежат друг другу, образуя плотный шар клеток. В этом случае говорят о моруле (тутовая ягода). Клетки стенки бластулы располагаются в один слой. Формированием бластулы завершается период развития, в течение которого продолжается деление клеток, клетки становятся очень подвижными и начинают активно перемещаться относительно друг друга. В результате в зародыше возникают отчётливо выраженные пласты клеток – зародышевые листки.
У многоклеточных животных, к числу которых относится и ланцетник, внутренний слой клеток образуется путём впячивания клеток внутрь полости бластулы клеток её стенки. Эту двухслойную стадию развития называют гаструлой. Наружный слой клеток гаструлы называют эктодермой, внутренний – энтодермой. У всех животных, кроме губок и кишечнополостных, формируется и третий слой – мезодерма. Он образуется из клеток, лежащих между эктодермой и энтодермой. В ходе гаструляции, как и во время дробления, не происходит роста клеток и, таким образом, зародыш на стадии гаструлы остается по размерам похожим на зиготу.
Следующим этапом эмбрионального развития является гисто- и органогенез. У позвоночных он начинается с образования зачатка нервной системы. Эта стадия – нейрула.
У нейрулы на будущей спинной стороне зародыша происходит обособление части клеток эктодермы в виде длинной пластинки. Края пластинки сближаются, образуется вначале желобок, затем трубка, которая оказывается погруженной под клетками эктодермы. Далее из передней части трубки формируется головной мозг и органы чувств, а из задней – спинной мозг и нервная периферическая система.
Органы и ткани организма образуются из определенных частей зародыша. Из эктодермы, кроме нервной системы, формируются покровы тела: наружный эпителий, кожные железы, роговые чешуи и т.д. Органы пищеварения и дыхания развиваются в основном из клеток энтодермы. Мезодерма дает начало мышечной, хрящевой и костной ткани, кровеносной и выделительной системам.
Экто-, энто- и мезодермальное происхождение того или иного органа не означает, что клетки зародышевых листьев обладают какими-то особыми органными свойствами. И хотя классификация органов по их происхождению в эмбриогенезе из определенного зародышевого листка довольно распространена, нужно помнить, что:
1. Развитие органа происходит всегда только при взаимодействии клеток разных участков зародыша.
2. Почти каждый орган развивается из клеток двух, а иногда и трех зародышевых листов.
Постэмбриональное развитие.
Послезародышевый период начинается с момента выхода организма из яйцевых оболочек, а при внутриутробном развитии зародыша млекопитающих – с момента рождения.
Различают два вида постэмбрионального развития:
1. Прямое, когда рождающийся организм
сходен со взрослым организмом.
2. Непрямое, когда эмбриональное развитие
приводит к образованию личинки, которая
отличается от взрослого организма по многим
признакам внешнего и внутреннего строения, по
характеру питания, движения и ряду других
особенностей.
(ПРОСМОТР ВИДЕОФИЛЬМА)
Прямое развитие – пиявки, многоножки, пауки, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие.
Непрямое – кишечнополостные, плоские и кольчатые черви, ракообразные, насекомые (беспозвоночные), амфибии (позвоночные).
Непрямое развитие часто дает организмам значительные преимущества. Обычно личинка представляет стадию развития, специально приспособленную для активного питания и роста (насекомые, земноводные). Как правило, личинки, и взрослые особи одного вида живут в разных условиях и, благодаря этому, не конкурируют друг с другом за место и пищу. У некоторых организмов личинки способствуют распространению вида. Например, у многих сидячих, малоподвижных червей и моллюсков личинки свободно плавают и занимают новые места обитания.
Все стадии индивидуального развития любого организма подвержены влиянию факторов внешней среды. К ним относится целый ряд, естественных, природных факторов, среди которых можно в первую очередь назвать температуру, свет, солевой и газовый состав среды обитания, пищевые ресурсы и др.
Есть, однако, факторы, воздействие которых на индивидуальное развитие не только нежелательно, но и вредно. Особенно следует сказать о таких воздействиях на развитие и функционирование организма человека. К числу вредных внешних факторов следует отнести алкогольные напитки и курение.
( Сообщение: “Влияние алкоголя и курения на индивидуальное развитие организма человека”.)
2. Самопогружение
1. Что развивается из зиготы?
2. Чем характеризуется процесс дробления?
3. Как образуется бластула?
4. Как формируется гаструла?
5. Где образуется первичное ротовое отверстие?
6. Как называются зародышевые листки у гаструлы?
7. Какие животные всю жизнь живут на стадии гаструлы?
8. Где закладывается и как называется третий зародышевый листок?
9. Какие системы органов формируется из эктодермы, энтодермы и мезодермы?
10. В какой последовательности закладываются системы органов в процессе онтогенеза?
11. Назовите стадию закладки и развития органов зародыша. Перечислите ткани и органы, которые образуются из каждого зародышевого листка. Заполните таблицу:
Характеристика зародышевых листков
| Зародышевые листки | Стадия закладки |
Образующиеся ткани и органы |
3. Практикум
Учащиеся выполняют лабораторную работу на тему: “ Начальные этапы дробления яйцеклетки”.
ЦЕЛЬ: Познакомиться с начальными этапами развития зародыша.
ОБОРУДОВАНИЕ: живые икринки гладкой шпорцевой лягушки или аксолотля, ребристого тритона на разных этапах развития. Микроскопы, бинокуляры или штативные лупы, чашки Петри, иглы, предметные и покровные стекла.
ХОД РАБОТЫ: к этой работе можно подготовить нерест легко размножающихся в неволе земноводных ( шпорцевая лягушка, ребристый тритон). Их икра дает возможность рассмотреть строение яйцеклетки, а также этапы развития эмбрионов.
Если после нереста поместить икру в различные температурные условия, то к занятию можно получить икринки на разных этапах развития. Поместите их вместе с водой из аквариума в чашки Петри, рассмотрите икру под бинокуляром или лупой. Однако на живых клетках трудно увидеть все стадии дробления, поэтому можно создать серию фиксированных препаратов. Сочетая рассматривание живых икринок и фиксированных, можно воссоздать основные этапы начальной стадии развития амфибии.
Постарайтесь найти, рассмотреть и зарисовать следующие стадии:
- Первая борозда дробления – стадия двух бластомеров;
- Стадия четырех бластомеров;
- Стадия восьми бластомеров;
- Стадия ранней бластулы – 64 бластомера;
- Стадия гаструлы (найдите бластопор);
- Стадия нейрулы (продолговатая форма, на спинной стороне зародыша появляется утолщенная широкая полоса эктодермы – нервная пластинка).
4. Выходной контроль
- Определите виды постэмбрионального развития у животных, изображенных на рисунках 1–5, стр. 66 “Дидактический материал по общей биологии”.
- Каково биологическое значение метаморфоза? Приведите примеры животных, развивающихся с метаморфозом?
- Определите по рисунку хромосомный набор оплодотворенного и неоплодотворенного яйца, трутня, матки и рабочей пчелы. В чем отличие мужских и женских особей пчелы, маток и рабочих пчел? В результате какого типа деления образуется яйцеклетка и сперматозоиды (А, Б)? Запишите их хромосомный набор.
Тест
1. Печень и желудок развиваются из:
А) экзодермы
Б) мезодермы
В) энтодермы
2. Период дробление завершается образованием:
А) гаструлы
Б) нейрулы
В) бластулы
3. У цветковых растений из зиготы образуются:
А) семядоли
Б) эндоспермы
В) семенная кожура
4. Процесс индивидуального развития организмов:
А) филогенез
Б) овогенез
В) онтогенез
5. Стадия однослойного зародыша называется:
А) гаструлой
Б) бластулой
В) морулой
6. Внутренний зародышевый листок называется:
А) мезодермой
Б) энтодермой
В) эктодермой
7. Развитие с метаморфозом происходит у:
А) мыши
Б) бабочки
В) паука-крестовика
8. Органы чувств и нервная система развиваются из:
А) мезодермы
Б) энтодермы
В) эктодермы
9. Двухслойная стадия зародыша называется:
А) бластулой
Б) гаструлой
В) нейрулой
10. У кузнечика:
А) прямое развитие
Б) непрямое развитие