Оплодотворение и его значение, биология

  • В процессе гаметогенеза
    гаметы созревают, образуются сперматозоиды и яйцеклетки.
  • При половом размножении
    потомство возникает в результате слияния двух гамет.
  • Оплодотворение
    — это процесс слияния женской и мужской гамет.
  • Оплодотворение может быть
    наружным и внутренним.
  • Наружное оплодотворение
    происходит в воде, и развитие зародыша также происходит в водной среде.

Например, у рыб и
земноводных оплодотворение обычно осуществляется вне организма.

Поведение
животных во время откладки икры отличается большим разнообразием.

Оплодотворение и его значение, Биология

Самки рыб вымётывают
большое количество икринок, чтобы увеличить шанс оплодотворения. После
подплывает самец. Он оплодотворяет икринки семенной жидкостью. Но далеко не все
из них оплодотворяются. Большая часть, как правило, гибнет.

Наружное оплодотворение
зелёной жабы происходит также в воде. При этом самец обхватывает самку
передними лапами. Самка тем самым вымётывает икринки, которые в виде шнура
наматывается на растительность.

Оплодотворение и его значение, Биология

Рефлекс обхватывания в
период размножения у самцов весной выражен очень ярко. На любое прикосновение к
телу они реагируют обхватыванием.

Когда самка отложит икру,
самец выделяет семенную жидкость, содержащую сперматозоиды и оплодотворяет её.
Так в воде и происходит оплодотворение — сперматозоид сливается с яйцеклеткой,
образуя зиготу.

  1. Оплодотворение и его значение, Биология
  2. Внутренний тип
    оплодотворения
    происходит в половых
    путях самки, а развитие зародыша может происходить или во внешней среде
    (например, как у рептилий и птицы), или внутри организма матери в особом органе
    – матке (например, как у плацентарных млекопитающих и человека).
  3. Для покрытосеменных
    растений характерно двойное оплодотворение.

Пыльцевой зерно попадает
на рыльце пестика, пыльцевая трубка начинает прорастать внутрь столбика,
стремясь к завязи. Когда пыльцевая трубка достигает зародышевого мешка, один из
спермиев оплодотворяет яйцеклетку, из которой будет формироваться зародыш.

Оплодотворение и его значение, Биология

Второй спермий сливается
с двумя ядрами в середине, образуя триплоидную клетку. Из которой будет
формироваться эндосперм.  Это и есть двойное оплодотворение.

  • Онтогенез
    — это развитие организмов от зарождения до смерти, включающая в себя фазы:
    быстрого роста, полового созревания, взрослой жизни и старости.   
  • Онтогенез делят на два
    периода: эмбриональный и постэмбриональный.
  • Эмбриональный период
    начинается с момента образования зиготы и длится до рождения или выхода из
    яйца.
  • Постэмбриональный период
    начинается с момента рождения и длиться до конца жизни особи.
  • Рассмотрим эмбриональный
    период.
  • У всех млекопитающих
    организмов стадии эмбрионального развития зародыша одни и те же, однако они
    могут протекать по-разному.  
  • В результате
    оплодотворения гаплоидные ядра половых клеток сперматозоиды и яйцеклетки
    сливаются и возникает одноклеточная стадия развития организма – зигота.

Зигота будет иметь уже
диплоидный набор хромосом. Обычно в яйцеклетку проникает только один
сперматозоид. Сам процесс оплодотворения занимает несколько минут и у
большинства организмов протекает сходным образом.

Когда один из
сперматозоидов проникает в яйцеклетку ее оболочка утолщается это препятствует
проникновению других сперматозоидов.

В яйцеклетке ядро спермия
набухает. Ядерные оболочки растворяются и ядерный материал яйцеклетки и
сперматозоида объединяется. Зародыш на этой стадии называется зиготой и
представляет собой диплоидную клетку.

Разберём эмбриональное
развитие зародыша у ланцетника.

Оплодотворение и его значение, Биология

Сначала зигота делиться
митозом. Митотические деления называются делениями дробления.
Первое деление происходит в вертикальной плоскости, и клетка длиться на две
одинаковые с диплоидным набором хромосом. Эти клетки называют бластомерами.
Бластомеры не расходятся, а делятся ещё раз и образуется уже 4 клетки.

Оплодотворение и его значение, Биология

Третье деление происходит
в горизонтальной плоскости и из четырёх образуется 8 бластомеров. Далее
продольные и поперечные деления сменяют друг друга. Возникает все больше
бластомеров.

Оплодотворение и его значение, Биология

Дробление или бластуляция
это процесс образования многоклеточного зародыша.

Постепенно бластомеры
располагаются в один слой так образуется шарик, который называют бластулой.
Бластула имеет внутри полость (пустое пространство). Эту полость называют первичной
полостью тела
или бластоцелем.

Оплодотворение и его значение, Биология

Следующий этап
эмбрионального развития ─ гаструляция.

На одном из полюсов
бластулы клетки делятся и впячиваются внутрь первичной полости тела. Так
формируется второй внутренний слой клеток − зародышевый листок. Такой
двуслойный шарик называется гаструлой.

Гаструла состоит из двух
зародышевых листков. Верхние клетки составляют первый зародышевый листок −
эктодерму. А внутренние второй зародышевый листок- энтодерму.

Полость, которая
образовалась внутри гаструлы, является первичной кишкой. А отверстие
ведущие в первичную кишку – первичным ртом. Между энтодермой и
эктодермой образуется третий зародышевый листок – мезодерма.

Оплодотворение и его значение, Биология

На будующей спинной
стороне зародыша начинается впячивание эктодермы в форме желобка – закладывается
нервная пластинка. Которая в дальнейшем развивается в нервную трубку. 

  1. Процесс образования
    нервной пластинки и её замыкание в нервную трубку в процессе зародышевого
    развития хордовых называется – нейруляцией.
  2. Нервная трубка
    погружается под эктодерму и образует зачаток спинного мозга.
  3. А из его переднего
    широкого конца развивается головной мозг.

После нейруляции
происходит вытягивание зародыша в длину. Возникают спонтанные мышечные
сокращения.

  • На поздних стадиях
    эмбрионального развития из трёх сформировавшихся зародышевых листков происходит
    закладка всех основных органов и тканей животного.
  • Так эктодерма образует
    органы зрительной, обонятельной и слуховой систем, а также наружный слой кожи.
  • Клетки второго
    зародышевого листка
    энтодермы образуют трубку, из которой будет
    формироваться кишечник.
  • А выросты зачатка
    кишечника в последствии превращаются в печень, поджелудочную железу и лёгкие.

Из третьего
зародышевого листка
мезодермы, образуется большая часть
организма животных. Из мезодермы развиваются мышцы, хрящи, кости, почки,
половая и сердечно-сосудистая системы.

Сразу же следом за
эмбриональным развитием наступает постэмбриональное развитие.

У разных организмов этот
период может происходить по-разному.

У одних развитие может
быть прямое. У других не прямое (с превращением).

Прямое развитие
происходит без превращений. В этом случае вновь появившийся на свет
организм отличается от взрослой особи только размерами, пропорциями и
недоразвитием некоторых органов. Такое развитие наблюдается у ряда насекомых,
рыб, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих.

Например, у птиц в
половой системе самки зародыш окружается питательными веществами и покрывается
несколькими оболочками. Так образуется яйцо, которое выводится из организма для
дальнейшего высиживания.

В яйце формирование новой
особи продолжается. Приходит время, птенец разрушает изнутри оболочку яйца и
выходит наружу.

У большинства
млекопитающих яйцо не образуется, а зародыш развивается внутри тела самки в
половом органе — матке.

Оплодотворение и его значение, Биология

Такой вариант развития
называют внутриутробным. Когда организм новой особи становится способным к
самостоятельному дыханию и питанию, происходят роды — из половых путей самки
выходит детёныш.

Прямое развитие
характерно и для рыб. Так, из икринки рыбы выходит малёк, похожий на взрослую
особь, но отличающийся от неё размерами, недоразвитием чешуи и плавников.

  1. Непрямое
    постэмбриональное развитие иногда требует сложной перестройки при переходе к
    взрослой форме.
  2. Различают два типа
    непрямого развития – с полным и неполным превращением.
  3. Развитие с превращением
    характерно для ряда насекомых и земноводных.

Личинки насекомых с неполным
превращением внешне сходны со взрослыми особями. Например, у кузнечиков из яиц
появляются личинки − маленькие насекомые, внешне похожие на родителей.

Они отличаются от
взрослых только величиной, отсутствием крыльев, и неразвитостью половой
системы. Личинки несколько раз линяют, до тех пор, пока не превращаются в
половозрелых (взрослых) насекомых.

Таким образом при
неполном превращении насекомое проходит три стадии:1-я яйцо, 2-я личинка и 3-я
взрослое насекомое.

У насекомых при развитии с
полным
превращением особь проходит несколько последовательных стадий,
отличающихся друг от друга образом жизни и характером питания.

При развитии с
превращением из яйца появляется личинка, совершенно не похожая на взрослый
организм. Такое развитие называется непрямым или развитием с метаморфозом, то
есть постепенным превращением организма во взрослую особь.

Таковы личинки (гусеницы)
бабочек, например. У этих личинок отсутствуют сложные глаза, тело чаще всего
червеобразное. Эти личинки несколько раз линяют, активно питаются и растут.
Достигнув предельных размеров, личинка превращается в куколку. Из которой
постепенно формируется бабочка.

Таким образом, у
насекомых с полным развитием в онтогенезе присутствуют четыре стадии: яйцо,
личинка, куколка и взрослое насекомое.

У лягушек непрямое
развитие начинается с появления из икринки головастика. Он также не похож на
взрослое животное. Головастик дышит жабрами, живёт только в воде.

Сначала у
него совсем нет конечностей, однако есть хвост, с помощью которого он двигается.
Со временем появляются задние конечности, потом отрастают передние. Хвост
укорачивается и к моменту выхода животного на сушу совсем исчезает.

Вместо жабр
формируются лёгкие, которыми животное дышит на суше.

  • Биогенетический закон
  • Если сравнить зародышей разных
    виды животных, то можно заметить, что эмбрионы в пределах одного типа во многом
    сходны.
  • Например, у всех хордовых
    на ранних стадиях развития есть хорда, нервная трубка и кишечная
    трубка с жаберными щелями в ней.
  • Хорда
    это гибкий скелетный стержень у зародышей всех позвоночных животных; у
    некоторых из них сохраняется и во взрослом состоянии.
Читайте также:  Гибридологический метод, Биология

Хорда находится на
спинной стороне тела под нервной трубкой и тянется от головы до хвоста. В
процессе развития зародыша хорда замещается хрящевым или костным позвоночником.

Тот факт, что эмбрионы
всех групп позвоночных на ранних стадиях внешне очень похожи, позволил учёному
Карлу Бэру сформулировать закон зародышевого сходства. Который гласит что «В
пределах типа эмбриона, начиная с самых ранних стадий, обнаруживают известное общее
сходство».

Однако при дальнейшем
развитии каждый зародыш развивается своим путём и приобретает все больше
сходство с особями своего вида.

Дарвин назвал это
обобщение «законом зародышевого сходства» и использовал его для доказательства
эволюции.

Человек начинает своё
эмбриональное развитие с одной клетки – зиготы, то есть как бы проходит стадию
простейших. Бластула аналогична калониальным животным, сходным с вольвоксом,
гаструла аналог двуслойных кишечнополостных.

  1. В первые недели
    эмбриогенеза у будущего человека есть хорда, жаберные щели и хвост, то есть он
    напоминает древнейших хордовых, сходных по строению с нынешним ланцетником.
  2. Этот и многие другие
    примеры показывают связь между индивидуальным развитием каждого организма и
    эволюцией вида, к которому этот организм относиться.
  3. Эта мысль была
    сформулирована в биогенетическом законе зоологами Фрицом Мюллером и Эрнестом
    Геккелем: индивидуальное развитие особи (онтогенез) до определённой степени
    повторяет историческое развитие вида (филогенез), к которому относиться данная
    особь.  
  4. Известный русский учёный
    Алексей Николаевич Северцов внёс важные дополнения в этот закон.

Он установил, что в
эмбриогенезе повторяются признаки зародышей, а не взрослых особей. Например,
жаберные щели у зародыша человека сходны по строению с жаберными щелями
зародышей рыб, а не с жабрами взрослых рыб.

Биогенетический закон
имеет очень важное значение, поскольку свидетельствует об общих предках
животных, относящихся к различным систематическим группам.

Оплодотворение у животных. Партеногенез — урок. Биология, Общие биологические закономерности (9–11 класс)

Оплодотворение — это процесс соединения двух гаплоидных гамет, в результате которого образуется диплоидная зигота.

Из зиготы развивается зародыш, который даёт начало новому организму.

У животных процесс оплодотворения начинается с проникновения сперматозоида в яйцеклетку.

При соприкосновении головки сперматозоида с оболочкой яйцеклетки содержащиеся в акросоме ферменты выделяются на поверхность оболочки. Под их действием оболочка яйцеклетки в месте контакта растворяется. Содержимое сперматозоида проникает внутрь яйцеклетки.

Оболочка яйцеклетки становится непроницаемой для остальных сперматозоидов, в ней происходит слияние двух ядер. В результате формируется диплоидное ядро зиготы.

В оплодотворённой яйцеклетке происходит удвоение ДНК, и она готовится к делению.

Оплодотворение и его значение, Биология

Рис. (1). Оплодотворение

У животных существует два способа оплодотворения: наружный и внутренний.

При наружном оплодотворении самка вымётывает яйцеклетки (икру), а самец — сперму — во внешнюю среду. Там и происходит оплодотворение. Такой способ характерен для водных обитателей (рыб, земноводных).

При внутреннем оплодотворении слияние гамет происходит в половых путях самки. Такой способ характерен для наземных и некоторых водных обитателей (червей, насекомых, рептилий, птиц, млекопитающих).

Биологическое значение оплодотворения состоит в том, что при слиянии гамет восстанавливается диплоидный набор хромосом, а новый организм приобретает генетическую информацию и признаки обоих родителей.

Партеногенез — разновидность полового размножения, при котором взрослая особь развивается из неоплодотворённой яйцеклетки.

Партеногенез встречается у низших ракообразных (дафний), насекомых (пчёл, тлей), у некоторых птиц (индюшек) и чередуется с половым размножением.

Из неоплодотворённых яйцеклеток с гаплоидным набором хромосом развивается новый организм. При первом делении митоза после удвоения ДНК хромосомы не расходятся, и диплоидный набор восстанавливается.

Партеногенез может идти как при благоприятных условиях, так и при неблагоприятных. 

Пример:

у тлей, дафний летом развиваются самки, а осенью из неоплодотворённых яиц развиваются самцы. У пчёл из неоплодотворённых яиц развиваются всегда самцы — трутни, а из оплодотворённых — самки (матки) и рабочие пчёлы.

Источники:

Рис. 1. Оплодотворение. © ЯКласс

Воспроизведение организмов, его значение. Способы размножения, сходство и различие полового и бесполого размножения. Оплодотворение у цветковых растений и позвоночных животных. Внешнее и внутреннее оплодотворение

Способность давать потомство — одно из важнейших свойств организмов. Они воспроизводят себе подобных, размножаются. Новые особи относятся к тому же биологическому виду, что и родители, генетически с ними сходны.

Оплодотворение и его значение, Биология

Воспроизведение организмов, его значение

Размножение должно приводить к получению такого количества потомков, которое превышает число особей в поколении родителей.

Это важно, потому что, не все дочерние организмы доживают до состояния половой зрелости и смогут размножаться.

Потомки от одной родительской пары могут погибнуть от болезней, хищников, стихийных бедствий. Если потомков больше, чем родителей, то это воспроизведение.

Размножение обеспечивает преемственность, то есть постоянную передачу генетической информации потомству от родителей. Жизнь непрерывна потому, что существует воспроизведение себе подобных. Хотя продолжительность существования конкретной особи конечна, виды в целом существуют длительно по историческим меркам. Выживание групп происходит благодаря воспроизведению.

Способы размножения, сходство и различие полового и бесполого размножения

Даже одна родительская особь, ее отдельные части способны дать начало новым организмам. Образование новых поколений из одной клетки, группы клеток или органа материнского организма относят к бесполому размножению. При этом, родители и потомки обладают сходной или полностью идентичной генетической информацией.

Половое размножение заключается в необходимости слияния половых клеток. Гаметы образуются в разных организмах, поэтому содержат неодинаковый генетический материал.

Способы бесполого размножения

Если происходит простое деление одноклеточного организма, то образуются две дочерние особи. Они тоже состоят из одной клетки, похожей на материнскую. Этот процесс характерен для одноклеточных водорослей и простейших.

У споровиков происходит множественное деление. Типичный представитель этой группы — малярийный плазмодий. Неоднократно делится ядро клетки паразита, после чего делится цитоплазма на такое же количество частей.

Еще один способ бесполого размножения позволяет быстро увеличивать количество особей одного вида. После деления ядра, у дрожжей на поверхности материнской клетки появляется небольшое выпячивание. В него перемещается одно из вновь образовавшихся ядер. Затем новая клетка отделяется. Численность особей быстро увеличивается.

Для многоклеточных организмов тоже характерны спорообразование и вегетативное размножение. Образование спор происходит в жизненном цикле грибов, некоторых групп растений, имеющих более древнее происхождение по сравнению с цветковыми и голосеменными.

Спора — одна клетка с небольшим запасом питательных веществ, защитной оболочкой. Споровое размножение характерно для водорослей, грибов, мхов, папоротников (Рис. 1). Легкие споры разносятся водой и ветром, прорастают только при попадании в благоприятные условия. Так появляются новые организмы.

Рис. 1 Папоротники — споровые растения

При вегетативном размножении группы клеток дают начало новому организму. При почковании выпячивается стенка тела, например, у гидры. Выпуклость постепенно увеличивается в размерах. У дочерней гидры на верхушке выпячивания формируются ротовое отверстие и щупальца. Затем маленькая гидра отпочковывается от материнского организма (Рис. 2).

Рис. 2 Почкование у гидры

Фрагментация — разделение материнского организма на две или более частей. Из каждой развивается дочерняя особь. Способ размножения основан на способности живых существ регенерировать.

Организм при повреждении достраивает недостающие части тела. Фрагментация происходит у медуз, актиний, иглокожих, плоских и кольчатых червей.

Встречается у растений, например, у многоклеточных водорослей, которые способны размножаться кусочками слоевища.

Полиэмбриония — разделения зародыша. Если такое явление происходит у человека, то рождаются однояйцевые близнецы.

Способность к вегетативному размножению достигает наивысшего развития у растений. Начло новым организмам могут дать целые органы или разные части материнского организма.

Способы вегетативного размножения цветковых растений:

  • черенками — кусочками наземных побегов, стеблей, листьями (Рис. 3);
  • клубнями, луковицами, корневищами — видоизмененными побегами:
  • корневыми отпрысками:
  • выводковыми почками;
  • усами.

Рис. 3 Укоренение черенка

Для бесполого размножения требуется только одна родительская особь. Образуются генетически идентичные потомки. Это снижает возможности приспособления к изменяющимся условиям среды обитания. Единственным источником изменчивости становятся случайные мутации.

Половое размножение

В этом способе воспроизведения участвуют половые клетки — гаметы, которые сливаются в одну клетку — зиготу. Зигота дает начало новому организму. Перед слиянием необходимо предварительное уменьшение числа хромосом в гаметах в 2 раза, чтобы в момент оплодотворения их число снова стало диплоидным.

Читайте также:  Одномембранные органоиды клетки - биология

Рис. 4  Два вида половых клеток

В процессе мейоза из одной диплоидной клетки возникают четыре с гаплоидным набором хромосом. Оплодотворение способствует восстановлению и поддержанию постоянства кариотипа.

Партеногенез — особая форма полового размножения. Новый организм развивается из неоплодотворенной яйцеклетки. Другое название этого процесса — «девственное развитие». Наблюдается у дафний, пчел, некоторых ящериц.

Конъюгация — форма полового размножения, при которой особи сначала обмениваются фрагментами генетического материала, затем происходит бесполое размножение. Конъюгация — половой процесс у инфузорий.

Черты сходства и различия полового и бесполого размножения

Бесполое размножение способствует сохранению, в процессе естественного отбора, признаков наибольшей приспособленности. Половой процесс создает и сохраняет генетическое разнообразие. Возникают предпосылки для появления новых признаков, которые могут помочь оказаться полезными в изменившихся условиях существования.

Оплодотворение у цветковых растений и позвоночных животных

По наличию гамет растительные организмы относят к двудомным и однодомным. Первые — это мужские и женские особи. У однодомных есть и мужские, и женские цветки на одном растении, как у огурца. Двудомные — растения, несущие либо только женские, либо только мужские цветки, как у тополя, облепихи, ивы.

Встречаются двуполые(гермафродитные) организмы. У простейших, кишечнополостных, плоских червей, дождевого червя, некоторых рыб, моллюсков, ящериц, одна и та же особь производит мужские и женские половые клетки. Также, к гермафродитным организмам относятся многие цветковые растения.

Оплодотворением называют процесс слияния мужской клетки и женской, с образованием зиготы. В отличие от гамет, она имеет диплоидный набор хромосом. Зигота делится, из нее развивается зародыш.

Для оплодотворения необходимы следующие условия:

  • одновременное созревание мужских и женских половых клеток;
  • доставка созревших мужских гамет к женским;
  • биологическая совместимость половых клеток.

У растений может происходить оплодотворение мужскими гаметами, произведенными одной особью, женских половых клеток, созревших на другой особи. Возможно, и проникновение собственных сперматозоидов при самоопылении.

Оплодотворение начинается в момент сближения и проникновения сперматозоида в яйцеклетку. Происходит слияние ядер двух половых клеток. Формируются нити веретена первого деления. Образуются две первые клетки нового организма.

Двойное оплодотворение у растений

Опыление — перенос пыльцы, содержащей мужские гаметы (спермии), на рыльце пестика. Только после этого возможно оплодотворение. 

Рис. 5 Двойное оплодотворение в цветке

Этапы:

  1. Пыльца прорастает.  Образуется пыльцевая трубка, которая удлиняется в сторону завязи пестика. По этому каналу два спермия передвигаются к зародышевому мешку.
  2. Один спермий сливается с яйцеклеткой. Образуется зигота, имеющая диплоидный набор хромосом. Впоследствии из зиготы развивается зародыш.
  3. Второй спермий сливается с центральной, уже диплоидной клеткой. В результате образуется эндосперм — запасающая ткань.

Протекание этапов оплодотворения изучил С.Г. Навашин в 1898 г. Процесс назвали двойным оплодотворением. Участвуют два спермия и одна яйцеклетка. Второй и третий этапы двойного оплодотворения протекают в завязи пестика, где расположен зародышевый мешок с семязачатком.

После оплодотворения происходят митотические деления зиготы, образуется зародыш. Питательные вещества для роста и развития находятся в эндосперме.

Оплодотворение у животных

У позвоночных сближение гамет возможно при синхронизации их выведения из мужского и женского организмов. Облегчает оплодотворение выделение яйцеклеткой особых химических факторов, «направляющих» сперматозоид в пространстве.

Внешнее и внутреннее оплодотворение

У животных возможно наружное или внутреннее оплодотворение. В первом случае мужские и женские гаметы попадают из организма во внешнюю среду. Например, самка выметывает, откладывает яйцеклетки (икру). Самец выделяет сперму. Слияние половых клеток происходит вне тела — в окружающей среде.

Рис. 6 Икра лягушки

Внешнее оплодотворение — характерная особенность примитивно устроенных водных животных. К ним относятся двустворчатые моллюски, большинство видов рыб, многие земноводные (Рис. 6).

Внутреннее оплодотворение отличается от внешнего тем, секрет половых желез самца попадает в половые органы самки, где происходит слияние гамет.

Оплодотворенная яйцеклетка зачастую выводится наружу. Внутреннее оплодотворение — характерная черта наземных животных. Этот тип слияния половых клеток встречается у пресмыкающихся, птиц, млекопитающих.

Такой способ характерен для некоторых водных насекомых.

Оплодотворенное яйцо развивается во внешней среде, как у насекомых, птиц, пресмыкающихся, В этом случае образуется защитная оболочка –  скорлупа. Самка откладывает яйца в безопасное место: складывает в гнездо, замаскированное в ветках, прикрепляет к растениям, в незаметных местах, зарывает в землю, песок.

Наружно-внутренний — промежуточный тип. Самка способна захватывать половые продукты, выделенные самцом и оставленные во внешней среде на каком-либо субстрате. Так происходит у ряда членистоногих, у хвостатых земноводных.

В протекании оплодотворения у растений и животных можно найти общие черты. Они доказывают единство живой природы. Каждый тип оплодотворения имеет преимущества и недостатки. При выделении половых клеток в окружающую среду, часто происходит их гибель. Этот тип оплодотворения — единственно возможный у животных, ведущих прикрепленный образ жизни.

Внутреннее оплодотворение обеспечивает сохранение большего числа гамет, их потери существенно уменьшаются. Животным необходимо тратить энергию на поиск полового партнера. Кроме того, появляется потомство, мало приспособленное к самостоятельной жизни. Требуется уход родителей.

Живые организмы начинают свою жизнь с одной клетки или части материнского организма. Размножение может быть бесполым или половым, в зависимости от вида участвующих клеток.

Биологическая роль оплодотворения заключается в восстановлении диплоидного набора хромосом при слиянии гаплоидных половых клеток, сочетании в новом организме наследственной информации и признаков двух родителей.

Источники: Рис. 2 — wikimedia.org  Рис 5. — wikiversity.org 

Смотри также:

Урок биологии "Оплодотворение и его значение". 9-й класс

Класс: 9

Цели урока:

Образовательные:

  • Сформировать у учащихся знания о сущности процесса оплодотворения, представления о типах оплодотворения, сущности двойного оплодотворения у цветковых растений.
  • Познакомить учащихся с особенностями оплодотворения у разных организмов.
  • Раскрыть вредное влияние никотина, алкоголя, токсинов на течение беременности.

Развивающие:

  • Развивать понятие “оплодотворение”.
  • Развивать логическое мышление, совершенствовать навыки самостоятельной работы.
  • Формировать представление о единстве органического мира.

Воспитательные:

  • Воспитывать навыки здорового образа жизни, внедрять моральное, половое, гигиеническое воспитание.
  • Воспитать интерес к предмету.
  • Основные понятия: оплодотворение,
    зигота, двойное оплодотворение, макроспоры,
    пыльцевое зерно, мегаспоры, сперматозоид,
    яйцеклетка, овуляция.
  • Оборудование: таблицы, иллюстрирующие
    процесс оплодотворения, двойного оплодотворения
    у цветковых растений; гербарные экземпляры
    цветущих растений; презентация
    “Оплодотворение”, проектор, видеофрагмент,
    пробирки, спирт, яичный белок, реактивы.
  • Тип урока: комбинированный.

Заранее, за несколько недель до начала урока,
трем учащимся дается задание – подготовить
доклады об истории открытия половых клеток, о
вредном воздействии спирта и никотина на половые
клетки и ставится эксперимент о вредном влиянии
спирта и табачного дыма на проростки фасоли.

Ход урока

I. Организационный момент (2-3 мин.)

  • приветствие учащихся;
  • постановка целей урока;

II. Актуализация опорных знаний.

Проверочная работа в трех вариантах (по уровню
сложности).

1 вариант (на 3-4).

  1. Перечислите основные формы размножения?
  2. В чем суть бесполого размножения?

2 вариант (на 4-5).

  1. Что лежит в основе размножения?
  2. Докажите, что размножение – одно из важнейших свойств живой природы.

3 вариант (на 5).

  1. Какая из форм размножения является наиболее эффектной с биологической точки зрения?
  2. Дать характеристику вегетативной форме бесполого размножения по плану:
  1. А) определение;
  2. Б) разновидности;
  3. В) примеры организмов, для которых характерны эти разновидности вегетативной формы бесполого размножения.

III. Изучение нового материала (постановка
проблемного вопроса).

“Когда начинается человеческая жизнь?”

(учащиеся предлагают варианты ответов, выводят
тему урока – “Оплодотворение”).

Учитель

:  Для того, чтобы осуществлялось
половое размножение, организму недостаточно
просто сформировать половые клетки – гаметы в
ходе овогенеза и сперматогенеза, надо обеспечить
возможность их встречи, т.е. должно произойти
оплодотворение.

Итак, что же такое оплодотворение? “Оплодотворение
– процесс слияния сперматозоида и яйцеклетки,
сопровождающееся объединением их генетического
материала” (ученики записывают определение в
тетрадь).

Биологическое значение оплодотворения

заключается в том, что, восстанавливается
диплоидный набор хромосом и поддерживается
генетическое многообразие организмов, которое
служит материалом для естественного отбора и
эволюции вида.

Виды оплодотворения:

  • Перекрестное.
  • Самооплодотворение (гермафродитизм).
  • Типы оплодотворения:
  • Наружное (вне организма).
  • Внутреннее (в половых путях самки).

Вопрос учителя:

  Вспомните, для каких
организмов характерно наружное оплодотворение,
а для каких внутреннее? (Ребята отвечают: наружное
рыбы, земноводные; внутреннее –
пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие).

Этапы оплодотворения

 (ученики
записывают в тетради
).

Учитель: Процесс оплодотворения состоит
из нескольких этапов.

этап.

 Проникновение
сперматозоидов в яйцеклетку.

2 этап.

 Слияние гаплоидных ядер обеих
гамет, в результате чего образуется зигота.

3 этап.

Активизация зиготы к
дроблению и дальнейшему развитию.

  • (Просмотр видеофрагмента оплодотворения
    яйцеклетки сперматозоидом).
  • (Далее совместно с учителем заполняется
    таблица).
Читайте также:  Класс млекопитающие, или звери - биология
Признак для сравнения Женская половая клетка Мужская половая клетка
Название Яйцеклетка Сперматозоид
Строение Крупная (от 0,1 мм до нескольких десятков см) клетка, округлой формы, с достаточным запасом питательных веществ в виде желтка Мелкие, подвижные (реже неподвижные) клетки (4,5- 5,5 мкм)
Рисунок Выполняется рисунок с надписями:

  1. Головка
  2. Шейка
  3. Хвост

Тип гаметогенеза Оогенез Сперматогенез
Результат гаметогенеза Из 1 материнской клетки образуется 1 яйцеклетка Из 1 материнской клетки образуются 4 сперматозоида
Где формируются В яичниках В семенниках

Рассказ первого ученика об истории открытия
половых клеток.

Поскольку размеры сперматозоидов и яйцеклеток
очень малы, длительное время

люди не знали об их строении и существовании. А
тайна зачатия, которая издавна привлекала
внимание людей, давала почву для различных
наивных предположений.

Даже Гиппократ (около 370 г. до н.э.) считал, что
зародыш образуется в результате перемешивания
родительского семени и крови матери. Но уже
Аристотель (384 – 322 г. до н.э.) написал сочинение
“О возникновении животных”, где указал на
наличие клеток мужского и женского пола, которые
дают начало зародышу.

И только в начале XVII в. с появлением микроскопа
Антони ван Левенгук впервые увидел подвижные
сперматозоиды морской свинки и зафиксировал их
строение.

1 раз в месяц (цикл 28 дней) созревшая яйцеклетка
разрывает фолликул: попадает в брюшную полость и
тут же подхватывается фаллопиевой трубой и
“течет” по маточной трубе, как будто плывет.
Именно в фаллопиевой трубе она встречается со
сперматозоидами, и происходит оплодотворение.
После оплодотворения яйцеклетки, женщина
проходит физическое состояние – беременность.

Итак, каждый из нас начинается только с одной –
единственной клетки.

Будущий человек – одноклеточный организм, как
амеба. Через 15 мин. – Организм состоит из 4 клеток и
очень напоминает водоросль – вольвокс.

Зародыш происходит путь эволюции (многие
миллионы лет) за несколько недель. Он не имеет
права на ошибку, потому что если это произойдет,
он может погибнуть – это будет смерть маленькой
частицы природы.

Рассказ второго ученика о вредном воздействии
спирта и никотина на половые клетки и на зародыш.

Отправляясь
в дальний путь, запасливая яйцеклетка
прихватывает с собой еду (желтое тело), поэтому в
первую неделю не так уж принципиально, что входит
в рацион будущей мамы. А вот после того как
зародышевое яйцо прикрепилось к стенке матки,
очень важно, как женщина питается и какой ведет
образ жизни. Теперь развитие эмбриона целиком и
полностью зависит от маминого душевного и
физического состояния. Наиболее опасными для
развития зародыша являются первые три месяца
беременности. Вредное влияние на развитие
эмбриона оказывает употребление его родителями
алкоголя, наркотиков, курение табака. Алкоголь и
никотин угнетают клеточное дыхание.
Недостаточное снабжение кислородом приводит к
тому, что в формирующихся органах образуется
меньшее количество клеток, органы оказываются
недоразвитыми. Особенно чувствительна к
недостатку кислорода нервная ткань.
Употребление будущей матерью алкоголя,
наркотиков, курение табака, злоупотребление
лекарствами часто приводят к необратимому
повреждению эмбриона и последующему рождению
детей с умственной отсталостью или врожденными
уродствами. В легких случаях наблюдается
расторможенность ребенка: несобранность,
неспособность к систематической работе,
нерациональная двигательная активность, низкий
уровень произвольного внимания, а также очень
плохая память.

Выступление третьего ученика (заранее ставится
эксперимент).

Мы решили экспериментальным
путем доказать вредное влияние алкоголя и
никотина на развитие зародышей на примере
прорастания семян фасоли. В опыте мы
использовали три группы семян: одну мы поливали
обычной водой, вторую растворам спирта, а третью
группу окуривали (с помощью резиновой груши)
сигаретами. Результаты эксперимента мы
сфотографировали, вы их можете увидеть на
слайдах. Первая чашка показала отрицательное
влияние никотина на развитие семян. Зародыши
проросли разного размера – одни сильно
вытянутые, а другие слабые невысокие. Во второй
чашке видно подавляющее действие спирта на
проросшие семена, проростки в два раза меньше,
чем растение, которое поливались обычной водой,
это видно по чашке № 3.

Проведение эксперимента учителем.

Для
определения белка используется биуретовая
реакция. Все вы знаете, что яйцо является началом
жизни, поэтому для эксперимента мы берем яичный
белок. Приливаем к нему гидроксид натрия и
сульфат меди. У нас получается ярко фиолетовый
раствор, который говорит о наличие белка. Теперь
мы к такому же яичному белку приливаем спирт,
затем гидроксид натрия и сульфат меди и видим,
что изменение цвета раствора не произошло. Спирт
разрушил структуру белка и он потерял свои
свойства. Этим экспериментом мы доказали вредное
влияние алкогольных напитков и никотина на
зародыш человека.

Особенности оплодотворения у семенных
растений (беседа).

  1. Оплодотворению предшествует опыление.
  2. Оплодотворение не зависит от воды.
  3. Сперматозоиды лишились жгутиков и превратились в спермии.

Особый вид оплодотворения характерен для
цветковых растений, он был открыт в 1898 году
русским ботаников, академиком Сергеем
Гавриловичем Навашиным и получил название двойного
оплодотворения. Для изучения этого типа
оплодотворения нам необходимо вспомнить
строение цветка, тычинок, пестика, семени
однодольного растения (разбирается по рисунку
на слайде
).

Составление опорного конспекта в виде схемы.

Двойное оплодотворение у покрытосеменных.

Пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика
|
Из вегетативной клетки пыльцевого зерна образуется пыльцевая трубка, которая прорастает внутрь завязи, а из генеративной- два спермия
|
По пыльцевой трубке спермии попадают в зародышевый мешок
|
В зародышевом мешке
Один спермий сливается с яйцеклеткой, и образуется зигота Второй спермий сливается с центральной клеткой, и образуется триплоидная клетка

Вопрос учителя к учащимся:

Попробуйте
сделать вывод о биологическом смысле двойного
оплодотворения у цветковых растений (ребята
высказывают свое мнение).
Вывод (записывается
в тетрадях).
Биологический смысл двойного
оплодотворения заключается в образовании
эндосперма – пищи для зародыша, это обеспечило
цветковым растениям преимущества перед другими
группами растений.

IV. Закреплении и обобщение изученного.

Задание 1.

Биологическая задача (решается
вместе с учителем).

Вы врач акушер – гинеколог роддома. К вам пришел
муж роженицы с обвинением в адрес женщины:
“Почему она родила девочку, ведь я хотел
мальчика?” Какой ответ вы дадите мужчине?

Ответ.

Механизм определения пола у
человека.

Пол Гаметы Набор половых гамет Тип гамет Хромосомный набор человека
Женская Х ХХ гомогаметная 44 аутосомы + ХХ
Мужская Х,У ХУ гетерогаметная 44 аутосомы + ХУ

Мужской и женский пол отличается друг от друга
генетически. Наследственная информация у
человека находится в ее хромосомах, которые
содержат гены, определяющие развитие организма.

(Что вы знаете о хромосоме?) Для человека
характерно 46 хромосом, которые расположены в
ядре каждой клеточки организма. Все хромосомы
парные. Каждая пара как близнецы похожи друг на
друга внешне и по составу генов.

Среди всех
хромосом выделяется одна пара, получившая
название половых хромосом.

Таким образом, пол ребенка зависит только от
отца. При оплодотворении происходит объединение
хромосом мужской и женской гамет. Вероятность
рождения мальчика или девочки составляет 50%,
потому что одна половина сперматозоидов
содержит Х-хромосому, а другая половина
У-хромосом.

Пол организма определяется во время
оплодотворения

и зависит от хромосомного
набора зигот.

Задание №2:

Соотнесите правильный ответ с
вопросом.

Вопросы Ответы
  1. Какие клетки участвуют в бесполом размножении?
  2. Как называются женские клетки?
  3. Как называется оплодотворённая яйцеклетка?
  4. В каких клетках содержится гаплоидный набор хромосом?
  5. Где происходит образование сперматозоидов?
  6. Где происходит оплодотворение?
А) зигота Б) соматические В) в яичниках Г) в гаметах Д) в маточной трубе Е) в семенникахЖ) яйцеклетки

V. Домашнее задание. Параграф
3.3.Ответить на вопросы после параграфа.
Подготовить сообщения (на выбор и по желанию):
“Особенности полового процесса у разных групп
организмов”, “Привлечение и выбор полового
партнера у животных”.

Примерные темы для проектов:

  • 1. “Осознанное зачатие”
  • 2. “Памятка будущей маме”
  • 3. “Влияние поведения матери на развитие
    плода”
  • 4. “Влияние факторов риска на репродуктивное
    здоровье”

5. “Вредное влияние на здоровье подростков,
ранних половых отношений. Аборт ”.

VI. Рефлексия:

– На уроке мне больше всего запомнилось… 

– Меня удивило то, что…

– После урока я расскажу своим друзьям о…

– Ещё мне хотелось бы узнать…

– Знания, полученные на уроке, я могу
использовать в..

6.02.2016

Ссылка на основную публикацию