« Формы размножения организмов».

9

Открытый урок по общей биологии

по теме:

« Формы размножения организмов».

Цель: на основе знаний о формах и способах размножения доказывают важнейшую роль полового размножения в эволюции организмов.

Задачи:

1. Знают определение размножения.

2. Понимают биологический смысл размножения.

3. Знают особенности бесполого размножения.

4. Знают особенности полого размножения.

5. Оценивают преимущества и недостатки бесполого и полого размножения.

Оборудование.

Таблицы: «размножение хламидомонады», «размножение кукушкина льна», «метод культуры тканей»; плакат по размножению грибов; комнатные растения; луковица; клубень картофеля.

Оформление.

1. Цель.

2. Проблемный вопрос: каковы преимущества и недостатки полового и бесполого размножения? Почему ни одна из этих форм не взяла верх над другой в процессе эволюции и не стала общей для всех живых существ?

3. Термины: размножение, конъюгация, изогамия, гетерогамия, партеногенез, гетерогония, партенокарпия.

Ход урока.

1. организационный момент.

Учитель: мы начинаем новую тему «Размножение и индивидуальное развитие организма». Сегодня у нас первый урок в данной теме.

Сообщение темы, цели и задач урока. В ходе беседы вы должны ответить на проблемный вопрос.

1. подготовка к основной деятельности.

Актуализация знаний. Фронтальный опрос:

а. Назовите свойства живых организмов?

Обмен веществ

Рост и развитие

Размножение

Раздражимость и др.

На одном из этих свойств мы сегодня остановимся.

б. Что такое размножение?

(- воспроизведение себе подобных, обеспечивающее непрерывность и преемственность жизни с ее видовой спецификой и общим физико-химическим единством).

Легенда: Господь Бог решил наказать грешника. Долго придумывал самое суровое наказание и решил лишить его способности давать потомство.

Почему это самое суровое наказание?

в. каков биологический смысл размножения?

(это основа существования вида, поддержания численности в популяциях).

Учащиеся открывают тетради, записывают число и тему.(1 слайд) На экран проецируется проблемный вопрос (2 слайд). В ходе беседы по 3 слайду учащиеся заполняют схему в тетрадь.

• какие формы размножения Вы знаете?

Размножение

Бесполое Половое

Собственно-бесполое Вегетативное

Назовите особенности бесполого размножения? Какие способы бесполого размножения Вам известны? Какие организмы размножаются такими способами? Каковы особенности вегетативного размножения? Назовите виды вегетативного размножения? Приведите примеры.

Собственно-бесполое. (слайд 4)

1.деление клетки.

(бактерии, простейшие, водоросли, клетки тканей в многоклеточном организме).

2.спорообразование.

(водоросли, мхи, папоротники, грибы, малярийный плазмодий – класс споровики).

Вегетативное. (слайд 5)

1. почкование.

(грибные дрожжи).

1. фрагментация.

(грибы, водоросли, лишайники, иглокожие – морская звезда, кольчатые черви – дождевой червь).

3.листом.

(фиалка, бегония).

4.корневым черенком.

(малина, вишня, роза).

1. побегом.

выводковыми почками; черенками; усами; луковицей; клубнем; корневищем.

1. метод культуры тканей.

(картофель).

Полиэмбриония.

Млекопитающие: Американский Броненосец.

Кувшинка, тюльпан (несколько зародышей в семени).

Ответы учащихся с элементами рассказа учителя:

1. деление клетки – деление надвое, из одной клетки образуется две дочерние, каждая из которых становится новым организмом (хламидомонада). Шизогония – множественное деление (малярийный плазмодий – многократное деление ядра, а затем и цитоплазмы, обособляющейся вокруг ядер. Из одной клетки образуется много дочерних).

2. Спорообразование – образование специализированных клеток спор, каждая из которых прорастает и дает начало новому организму. Споры образуются на растении бесполого поколения – спорофите в обычных вегетативных клетках материнского организма или специальных органах спорангиях и представляют собой микроскопические одноклеточные или многоклеточные образования (грибы, мхи, водоросли – в водной среде зооспоры).

Споры у бактерий – это способ перенесения неблагоприятных условий.

Вегетативное размножение – осуществляется путем регенерации (восстановления) целого организма из части.

1. Почкование – от родительской особи отпочковываются идентичные ей особи более мелких размеров (появляется бугорок с ядром), которые в конечном итоге отрываются от нее (если нет, то образуются колонии).

Вольвокс, дрожжевые грибы.

1. фрагментация:

водоросли – обрывками нитей; грибы – обрывками гиф; лишайники – обломками слоевищ.

1. побег:

черенками – элодея, смородина, традесканция; клубнями – картофель, топинамбур; луковицами – лук, чеснок, тюльпаны; корневищем - хвощ, пырей, иван-чай; усами – земляника, хлорофитум.

1. метод культуры тканей.

Используется для размножения сортового картофеля. Несколько клеток меристемы (образовательной ткани) помещают в стерильные условия с питательной средой. С помощью термостата создают благоприятные условия: температуру, освещенность, влажность и др.. Появляется заросток, с помощью которого можно вырастить новое растение.

У многоклеточных животных в силу высокой специализации клеток организма вегетативное размножение встречается значительно реже. Кроме кишечно-полостных оно наблюдается у губок, плоских и некоторых кольчатых червей. (Чарльз Дарвин разрезал лопатой дождевых червей, так как ему казалось, что они питаются корнями растений).

На Австралийском Барьерном рифе представленном коралловыми полипами было замечено, что их поедают морские звезды. Для их уничтожения водолазы стали разрубать их на мелкие кусочки.

Полиэмбриония.

У млекопитающего южноамериканского Броненосца в ранний период эмбрионального развития зародышевый диск делится и дает начало нескольким особям (от 4 до 8). Подобное можно наблюдать и у человека – однояйцовые близнецы.

У растений образование нескольких зародышей в семени (кувшинка, тюльпан).

- какой вывод из особенностей бесполого размножения можно сделать? (слайд 7)

Вывод: При любом способе бесполого размножения (частями тела или спорами) наблюдается увеличение численности особей данного вида без повышения их генетического разнообразия – все особи являются точной копией материнского организма. (эта особенность используется человеком для получения однородного, выгодного для человека потомства у плодово-ягодных культур. Новые признаки у таких организмов появляются только в результате мутаций).

- Какое размножение бесполое или половое возникло раньше? Назовите особенности полового размножения? Какие способы полового размножения Вы знаете? Приведите примеры организмов, размножающихся такими способами?

Половое размножение (слайд 6) характеризуется наличием полового процесса, одним из важнейших этапов которого является слияние (оплодотворение) половых клеток или гамет. Исключение партеногенез. Характерно для эукариот.

Конъюгация – половой процесс у кишечной палочки. Две бактериальные клетки через тонкие цитоплазматические мостики обмениваются частью хромосомного материала. Передача эта происходит односторонне, при этом как бы одна бактерия оплодотворяется и является женской, а вторая оплодотворяет – мужская.

- каков биологический смысл этого «оплодотворения» если сразу после этого увеличения числа особей не происходит?

(увеличивается возможность синтеза различных белков и вероятность выживания в ходе естественного отбора за счет приобретения новых свойств).

Слияние гамет:

Изогамия – слияние одинаковых по строению и величине подвижных гамет (хламидомонада, улотрикс и др.).

Гетерогамия – слияние гамет разных размеров (кишечно-полостные, млекопитающие, папоротникообразные, покрытосеменные).

Материнским и отцовскими организмами вырабатываются специализированные, физиологически различные половые клетки – гаметы. Женские – яйцеклетки, мужские – неподвижные – спермии и подвижные – сперматозоиды.

Гаметы всегда гаплоидны, при оплодотворении восстанавливается диплоидный набор хромосом. Размеры и форма гамет различаются у разных видов беспозвоночных и позвоночных животных. Яйцеклетки чаще всего имеют округлую форму, и в их цитоплазме содержится запасное питательное вещество – желток. Яйцеклетки не подвижны. У большинства позвоночных животных яйцеклетки мелкие (кролик – d=0,2 мм). У рыб, амфибий, рептилий яйцеклетки крупные и содержат много желтка. Очень крупные яйцеклетки у птиц. На яйцеклетку возложено развитие нового организма. Имеет несколько защитных оболочек.

Сперматозоиды отличаются меньшими размерами и подвижностью. Состоят из головки, шейки и хвостика. В головке располагается ядро, содержащее ДНК, в шейке – центриоль, с помощью хвостика осуществляется движение.

Гермафродиты – обоеполые организмы. Некоторые способны к самовоспроизведению (паразитические ленточные черви), у других железы функционируют в разное время (устрицы).

У покрытосеменных растений обоеполым цветкам может быть характерно самоопыление.

Раздельнополые организмы – круглые черви, членистоногие и другие.

Партеногенез (девственное размножение) – развитие организма из неоплодотворенной яйцеклетки.

Возникающие при этом организмы либо гаплоидны (самцы пчел – трутни), либо диплоидны (яйцеклетка сливается с одним из направительных телец или хромосомы удваиваются без последующего разделения ядра и клетки).

Естественный партеногенез открыт в 1762 году швейцарским естествоиспытателем Шарле Боине.

Искусственный – в 1885 году русским зоологом Александром Андреевичем Тихомировым.

В природе партеногенез встречается у насекомых: палочник европейский – самки, пчелы – самцы; у круглых червей – коловратки; у серебряного карася, т.к. стимулятором икры является сперма других видов рыб. Оплодотворения нет, происходит химическое раздражение. Скальные ящерицы в Армении – всегда самки, т.к. не найти полового партнера – партеногенез.

У сложноцветных партеногенетические семена имеют ястребинки.

Искусственный партеногенез можно вызвать уколом яйца лягушки, воздействием температуры вывести цыплят; даже у млекопитающих путем воздействия на яйцеклетку временным повышением температуры, различными химическими веществами и физическими факторами.

Искусственным партеногенезом занимался академик Астауров для выведения самцов тутового шелкопряда при высоких температурах, т.к. они плетут более прочную нить.

Гетерогония – чередование полового процесса с партеногенезом (круглые черви – коловратки; дафнии; тли).

Партенокарпия – образование плодов растений, обычно бессемянных без оплодотворения (некоторые сорта огурцов, арбузов, винограда, мандарин, крыжовника, банан).

-какой вывод из особенностей полового размножения мы можем сделать? (слайд 7)

Вывод: поскольку каждая особь несет в себе различные наследственные задатки, слияние гамет приводит к обогащению генетического материала дочернего организма и более равномерному его распределению внутри популяции. В популяции создается более высокая генетическая изменчивость организмов, что способствует их приспособлению к меняющимся условиям среды.

На основе знаний о формах размножения, полученных в ходе урока, учащиеся дают ответ на первую половину проблемного вопроса.

На вторую половину они дадут ответ, прослушав два сообщения, подготовленные индивидуально двумя учениками в виде опережающего домашнего задания.

Первый ученик.

При бесполом размножении на образование каждого потомка затрачивается относительно большое количество энергии, например, материал из которого строится тело потомка, а также энергия для перемещения этого материала и формирования из него новой особи. Зато энергия эта используется эффективно, поскольку почти вся она идет на рост новой особи. Кроме того, поскольку потомки имеют относительно крупные размеры вероятность того, что они доживут до репродуктивного возраста, довольно велика.

При половом процессе энергия используется неэффективно. При наружном оплодотворении миллионы гамет не находят друг друга, энергия на их образование затрачивается в пустую.

При внутреннем оплодотворении меньше гамет погибает, но необходимо затрачивать энергию на поиски брачных партнеров, ухаживания, привлечение насекомых- опылителей и т. д. много энергии на заботу о потомстве.

Итак, затраты энергии при бесполом размножении меньше, чем при половом.

Второй ученик.

Некоторые организмы могут размножаться как половым, так и бесполым путем. Было обнаружено, что иногда генетическая изменчивость выгодна, а иногда нет. У многих кишечно-полостных, водорослей летом наблюдается бесполое размножение, а затем осенью когда температура понижается, а дни становятся короче, происходит половое размножение.

Экспериментально: изменяя условия среды, лишая животных пищи, тепла, света, кислорода бесполое размножение сменяется на половое.

Организмы, хорошо приспособленные к своей среде, могут производить летом, пока внешние факторы остаются постоянными, многочисленные одинаково хорошо приспособленные копии самого себя. Затем осенью, когда условия изменяются, организм переходит к половому размножению, производя большое число генетически различных потомков. В виду, различая этих потомков, вполне вероятно, что некоторые из них смогут выжить в новых изменившихся условиях.

Многие виды бактерий и других «низших» организмов распространены по всему земному шару, встречаясь в самых разнообразных местах обитания, и некоторые из них совсем не изменились за более чем 500 млн. лет своего существования. Эти организмы устойчивы к широкому диапазону условий. Трудно представить себе такое катастрофическое и крупномасштабное изменение во внешней среде, которое могло бы привести их к вымиранию.

Большинство же высокоорганизованных животных и растений специализированы и населяют лишь те немногие места обитания, которые способны обеспечить необходимые им условия.

Вид, размножающийся только бесполым путем, может процветать в течение некоторого времени, но, в конечном счете, он обречен на вымирание, которое для него гораздо более вероятно, чем для видов с половым размножением.

Ответ на вторую часть проблемного вопроса.

Половое размножение не эффективно для организмов, живущих во многих различных областях и легко переносящих изменения условий среды. Что же касается более специализированных видов, то они живут под постоянной угрозой вымирания, рискуя не оставить потомков, если они не обладают генетическим разнообразием которое обеспечивает половое размножение.

Проверка усвоения учащимися знаний о формах и способах размножения проводится с помощью теста. Из 10 предложенных высказываний ученики выбирают только верные. Задания по двум вариантам. На работу отводится 2-3 минуты. С помощью компьютера проверяется качество первичной усвояемости. (тест прилагается)

Подводится итог урока.

Фронтальный опрос:

Значение размножения? Особенности бесполого и полового размножения? Важнейшая роль полового размножения в процессе эволюции организмов? Что лежит в основе любого размножения? (деление клеток).

Домашнее задание: записи в тетради наизусть, повторить деление клеток по учебнику ботаники п. 10., просмотреть материалы веб-сайта и ответить на вопрос, желающие могут создать веб-страницу по бесполому размножению.

Тест – I вариант.

1. Бесполое и половое размножение – это формы размножения.

2. Партеногенезом называется развитие взрослого организма из оплодотворенной яйцеклетки.

3. Размножение – это воспроизведение себе подобных.

4. Споры – это способ размножения бактерий.

5. Образование спор у папоротников – это половой процесс.

6. У пресноводной гидры происходит смена бесполого и полового размножения.

7. Пчелы размножаются исключительно партеногенезом.

8. У покрытосеменных растений происходит только половое размножение.

9. При вегетативном размножении потомство является точной копией своего родителя.

10. Половой процесс является необходимым условием для приспособления к изменяющимся условиям окружающей среды.

Тест II вариант.

1. Бесполое и половое размножение - это способы размножения .

2. Спорообразование – это способ размножения малярийного плазмодия.

3. Почкование характерно для пресноводной гидры.

4. Для уничтожения иглокожих, их достаточно разрубить на несколько частей.

5. Только благодаря размножению возможно существование каждого вида животных.

6. Деление клеток тканей в многоклеточном организме – это половое размножение.

7. Конъюгация – это способ переноса генетического материала от одной бактериальной клетки к другой.

8. Благодаря бесполому размножению живые организмы могут приспособиться к изменяющимся условиям среды.

9. Партенокарпия – это образование плодов у арбузов, мандаринов путем партеногенеза.

10. В результате спорообразования происходит перекомбинация наследственных признаков обоих родителей.

Опорный конспект по половому размножению.

Половое размножение.

1. конъюгация.

Бактерии, инфузория туфелька.

1. Слияние гамет.

Изогамия. (хламидомонада, улотрикс, простейшие – корненожки, радиолярии).

Гетерогамия (кишечно-полостные, покрытосеменные).

1. Партеногенез.

Круглые черви – коловратки; скальные ящерицы Армении; сложноцветные – ястребинки.