Тема: Индивидуальное развитие организма – онтогенез (11 класс)
Красильникова Н.Н.,
учитель высшей квалификационной категории,
Заслуженный учитель школы Республики Татарстан,
Соросовский учитель.
Цель урока:
Обеспечить понимание учащимися основных стадий развития зародыша, роли митоза в этом процессе.
Использовать знания онтогенеза для убеждения школьников о вредном влиянии алкоголя, никотина на развитие человеческого организма.
Подвести учащихся к выводу о сходстве онтогенеза у разных групп организмов как доказательство единства органического мира.
УМК урока:
Компьютерная программа «Репетитор по биологии»,
таблица «Развитие ланцетника»,
аудиозапись «Интервью с не родившимся младенцем», магнитофон, учебники, тетради, схемы,
кодоскоп, кодопленки «Периоды эмбрионального развития»,
словарный стенд
видеофрагмент «На троих», видеодвойка
Ход урока:
Актуализация знаний по компьютерной программе «Репетитор по биологии» (учащиеся выбирают правильные ответы)
831. Мейоз – это…
Верен 2 и 3. 2) Способ деления эукариотических клеток при котором число хромосом в клетках в два раза уменьшается. 3) Процесс, в ходе которого происходит образование спор; процесс в ходе которого происходит образование гамет.
832. Первое деление мейоза характеризуется следующими чертами…
Верны все три ответа: 1) В первом делении мейоза происходит редукция числа хромосом. 2) В конце первого деления мейоза – в телофазе. 3) Образуется два гаплоидных ядра, число хромосом в которых в 2 раза меньше, чем в исходной клетке.
833. Черты сходства митоза и мейоза…
Ответы 2 и 3. 2) Перед митозом в интерфазе хромосомы удваиваются. 3) Перед вторым делением мейоза в интеркинезе хромосомы не удваиваются – они удвоились еще в предмейотической интерфазе.
834. При сперматогенезе…
Ответ 3. Из одной первичной половой клетки образуется четыре сперматозоида – клетки с гаплоидным набором хромосом.
835. Оплодотворение происходит…
Ответ 3. Сперматозоид проникает в яйцеклетку на стадии метафазы второго деления мейоза, когда асцит второго порядка находится в верхней части яйцеводов – фаллопиевых труб. После оплодотворения завершается мейотическое деление, и образуется зигота.
Вопрос : В чем же сущность оплодотворения?
Сообщение цели урока: Сегодня мы должны выяснить: каким образом из микроскопической зиготы млекопитающих (масса 0,0015 мг) развивается новый организм, имеющий сложное строение и большие размеры и какие изменения могут произойти у эмбриона под влиянием наркотических веществ.-
Учитель дает историческую справку о том, что в первой половине ХХ века русский ученый К. Бэр доказал неоднородность яйцеклетки.
Учащиеся приходят к выводу, что яйцеклетка неоднородна, содержит хромосомы, несущие наследственные информации о признаках организма. Готовых признаков в яйцеклетке нет. В микроскопической зиготе хранится информация о будущем организме. Путь развития зародыша обусловлен этой информацией.
Изучение периодов эмбрионального развития организма – работа по таблице «Развитие ланцетника».
Вопрос: С представителями какого типа можно сравнить зиготу?
Выделяем III этапа:
I дробление – учащиеся отмечают равенство размеров бластомеров, образующихся путем митоза (клетки при этом не растут). Характер дробления зависит от строения яйца. Мелкие дробятся равномерно, как у ланцетника и лягушки. Такое дробление называется радиальным.
У пауков, пресмыкающихся наблюдается дисподиальное дробление, т.к. их зигота содержит запас питательных веществ.
Рисунок 7.1. Дробление и типы бластул у позвоночных (кодоскоп)
Вопрос: С представителями какого типа можно сравнить зиготу?
II. Бластула – образование первичной области – бластоцели – рассказ по таблице. Рисунок 7-1 (кодоскоп).
Вопрос: С какими формами живого мира можно сравнить бластулу?
Ответ: с колониальными.
III. Гаструла – двуслойный зародыш. Появление первичного рта – бластопора, с помощью которого первичная кишка сообщается с внешней средой – сообщение по таблице.
Рисунок 7-2 (кодоскоп).
Вопрос: Представителей какого типа напоминает гаструла?
Ответ: Кишечнополостных.
Вопрос: Какой закон подтверждает историческое развитие органического мира?
Ответ: Это подтверждается биогенетическим законом.
Демонстрация рисунка трехслойного зародыша.
Рисунок 7.3. (кодоскоп)
Задание классу: Составить схему, в которой отразить производные зародышевых листков (работа в тетради по учебнику).
Зародышевые листки
эндоторма эктодерма мезодерма
эпителии кишечника; кожа, нервная система, скелет, мышцы,
пищеварительные органы чувств кровеносная система
железы, легкие выделительная система
Беседа.
Каков же механизм дифференцировки клеток?
Рисунок 7.4. (кодоскоп)
Ученики высказывают мнение, что по – видимому в различных клетках функционируют разные гены, поэтому образуются специфические белки (ферменты). Возникает необходимость выяснить механизмы, которые регулируют деятельность определенных генов, что ведет к появлению специализированных клеток.
Учитель дополняет, что ведущую роль в дифференцировке клеток на первых стадиях развития зародыша играют цитоплазма и поверхностный слой яйцеклетки, которая неоднородна по строению. Все клетки зародыша на стадии бластулы сходны по составу генов (генотипу), но различия в составе цитоплазмы обеспечивают дифференцировку клеток, поэтому на стадии гаструлы клетки зародыша оказываются специализированными.
Важно подчеркнуть, что механизм дальнейшей специализации, образования тканей и органов усложняется, определяется взаимодействием разных частей зародыша. Не для запоминания, а для конкретизации данного положения учитель приводит примеры. Так спинная часть мезодермы определяет образование нервной пластинки. пересадка этого кусочка мезодермы на стадии гаструлы от одного зародыша к другому вызывает развитие у него второго головного и спинного мозга в том месте, куда был пересажен кусочек. В то же время нервная система регулирует образование глазного пузырька, а он влияет на формирование хрусталика из эктодермы, хрусталик в свою очередь регулирует развитие роговицы глаза. Таким образом, зачаток одного органа воздействует на развитие другого.
Закрепление и углубление знаний с помощью компьютерной программы «Репетитор по биологии»
838. Радиальное дробление зиготы характерно…
Ответ1. Для кольчатых червей характерно спиральное дробление, а для круглых червей – билатеральное.
839. Дискоидальное дробление характерно…
Ответ 1 и 3. Для насекомых характерно поверхностное дробление. Дискоидальное и поверхностное дробление зиготы наблюдается в том случае, если в яйцеклетке содержится большое количество желтка.
840. Бластоцель – это…
Ответ 1 и 2. Бластула – стадия однослойного зародыша – представляет собой полный шар, стенки которого состоят из клеток – бластомеров, совокупность которых называется бластодерма.
841. Бластопор – первичный… рот, с помощью которого первичная кишка сообщает с внешней средой.
Ответ 2 и 3. Гастроцель – первичная кишка – это полость гаструлы – двуслойного зародыша. Стенки гастроцеля состоят из энтродермы, а внешний слой гаструлы представлен эктодермой.
Отверстие, которым гастроцель сообщается с внешней средой.
842. В процессе нейруляции у ланцетника…
Верны все три ответа. 1) Образуется нервная трубка из верхней части эктодермы. 2) Образуются парные целомические мешки путем боковых выпячиваний энтодермы. 3) Образуется хорда из верхней части энтодермы.
847. Серозная оболочка образуется…
Ответы 1 и 2. Из внезародышевой эктодермы. Из внезародышевой мезодермы.
852. Значение работ А.О. Ковалевского в том, что…
Ответы 2 и 3. Ланцетник примитивное хордовое животное; в эмбриональном развитии ланцетник повторяет основные этапы эволюции.
853. Наиболее краткое и полная формулировка биогенетического закона…
Ответ 2. В эмбриональном развитии организма могут повторяться черты эмбрионального развития предков.
Учитель: Отлаженная система развития эмбриона ведет к рождению здорового полноценного ребенка. Послушаем и представим себе как это происходит .
(Интервью с неродившимся младенцем).
5 октября. Сегодня началась моя жизнь. Мои родитель об этом еще не знают. Я меньше, чем яблочное зернышко, но я уже я. И хотя я еще не сформировалась, тем не менее, я знаю, что буду девочкой.
19 октября. Я немного подросла, но я все еще слишком крошечная, чтобы делать что - либо сама. Мама делает для меня буквально все. И самое смешное заключается в том, что мама все еще не знает, что она носит меня здесь, прямо под сердцем. И что питает меня собственной кровью.
23 октября. Мой рот скоро начнет формироваться. Подумать только, примерно через год я буду смеяться. Позже я смогу говорить. Я знаю, какое я произнесу первое слово: «Мама».
Кто говорит, что я еще не настоящий человек? Я уже человек, так же как малюсенькая крошка хлеба является все же настоящим хлебом.
27 октября. Мое сердечко начало стучать совершенно самостоятельно. С этого момента оно будет нежно стучать на протяжении всей моей жизни. Потом, после многих лет жизни, оно устанет и остановится, и я умру. Но теперь не конец, а только начало моей жизни.
12 ноября. Теперь начинают формироваться мои ручки. Какие они маленькие, даже странно. Когда – нибудь они, возможно, будут играть на скрипке или же нарисуют картину.
20 ноября. Сегодня доктор впервые сказал маме, что я живу здесь, у нее под сердцем. Ты счастлива, мама? Пройдет некоторое время, мама, и я буду покоиться на твоих руках.
25 ноября. Мои мама и папа даже не знают что я просто маленькая девочка. Быть может они ожидают мальчика. Или близнецов. Но я их удивлю.
10 декабря. Мое лицо полностью сформировалось. Я надеюсь, что буду похожа на маму.
13 декабря. Теперь я почти уже могу видеть, но все еще совсем темно вокруг. А скоро мои глаза увидят залитый солнцем мир. А как ты выглядишь, мама?
24 декабря. Мама я слышу, как стучит твое сердце. Интересно, слышишь ли ты, как мое сердечко стучит? Я еле могу дождаться того момента, когда буду лежать на твоих руках и смогу трогать твое лицо, заглядывать в твои глаза. Ты ждешь меня так же, как я жду тебя, мама, не правда ли?
4 месяца. У меня уши заняли нормальное место. Сейчас легко определить, что я девочка. Я чуть – чуть начала двигаться, но мама еще не замечет этого.
5 месяцев. От темени до пяток я выросла до 23 сантиметров, вешу 500гр., но зато вся покрылась волосяным покровом. Неужели я останусь такой?
6 месяцев. У меня на лице появились брови и ресницы, прорезаются глаза. Мне уже тесно внутри тебя, мама. Поворачиваюсь вниз головой, но еще рано на волю и я успокаиваюсь и все время сосу большой палец.
7 месяцев. Ура! Я вижу, я открыла глаза, но что это? Я ничего не вижу – здесь темно, но я все равно не смыкаю веки, мамочка! Я все чувствую, переживаю вместе с тобой, слышу музыку, которую ты любишь. Я буду такая же, как ты.
8 месяцев. У меня прибавляются мышцы, жир покрывает их. Вешу я уже 2 кг., а длина 42 см.
9 месяцев. 40 недель я сижу в этом темном домике. Стала похожа на человека, хочу на свет! Спасибо, мама, тебе за тепло, пищу, которой ты меня питала, воздух, которым я дышала! Ой! Я родилась!
Учитель: На развитие зародыша большое влияние оказывает внешняя среда. Посмотрите видеофрагмент из фильма «На троих» и ответим на вопрос.
После просмотра фильма учащиеся делают выводы.
Какие изменения возникают у эмбрионов под влиянием наркотических веществ (никотина, алкоголя, наркотиков)?
алкоголь растворяет жиры, которые содержатся в половых клетках, у них нет механизма нейтрализующего действия яда, разрыхляется оболочка клеток и яд поступает к ядру;
вред наркотических веществ в более поздние сроки ведет к умственному недоразвитию детей – олигофрении;
задерживается созревание и выход половых клеток;
происходит изменение хромосомного набора половых клеток;
нарушаются сроки закладки органов, ведущие к уродствам – алкогольному синдрому;-
алкоголь проникает в митохондрии, лизосомы, где много ферментов, разрыхляет их мембраны, деформирует их, что нарушает молекулярное строение клетки;
вещества табачного дыма увеличивают содержание карбоксигемоглобина в крови, что уменьшает вес эмбриона на 150 – 240 гр., ведет к низкому прикреплению к планценте, увеличивается число детей, страдающих заболеваниями органов дыхания, они отстают в росте;
от матери наркоманки родится ребенок, страдающий наркозависимостью;- особенно раним организм к действию вредных привычек в подростковом возрасте.
Слово учителя: «Быть хорошо рожденным – право каждого человека» - сказал Л.Н. Толстой. Вы на пороге самостоятельной жизни. И нам бы очень хотелось, чтобы ваш жизненный путь не омрачался бедами, несчастьями, и мы думаем, что вы оправдаете наши надежды. Ведь все зависит от Вас самих. Будьте здоровы и счастливы! Это ваше домашнее задание на всю жизнь!
ЛИТЕРАТУРА
В.Б. Захаров «Биология, общие закономерности»
Москва, «Школа – Пресс», 1996 г.
К.М. Сотник «Справочник по биологии»
Киев, Наукова думка, 1985 г.
Л.Л. Генкова, Н.Б. Славокв «Почему это опасно»
Москва, Просвещение, 1989 г.
Н.П. Дубинин «Генетика и человек»
Москва, Просвещение, 1978 г.
Е.Б. Нестеровский «О наследственных болезнях»
«Знание», Народный университет, факультет здоровья.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Словарь терминов.
Онтогенез – период развития организма с момента образования зиготы до рождения или выхода яйцевых оболочек.
Эмбриональный период – влияние в ходе эмбриогенеза одного зачатка на другой и предопределение направления его дальнейшего развития.
Дробление – процесс образования двуслойного зародыша – гаструлы.
Гаструляция – процесс образования однослойного зародыша – бластулы.
Зародышевые листки – возникновение, формирование и дифференцировка органов в процессе эмбрионального развития.
Органогенез – отдельные пласты клеток, занимающие определенное место в зародыше и дающие начало конкретным органам и тканям.
-
Эмбриональная индукция – совокупность процессов протекающих в организме с момента образования зиготы до смерти.