Уроки биологии в 10(11)-м классе

Уважаемые читатели! Мы предлагаем вашему вниманию главы из книги «Уроки биологии в 10 (11)--м классе. Развернутое планирование», вышедшей в серии «Учитель года России». Издание осуществлено издательством «Академия развития» совместно с НО «Фонд поддержки российского учительства».

Главы 5, 6. Размножение и развитие организмов

Материалы глав формируют знания о важнейшем свойстве живых организмов – способности к размножению, формах размножения в органическом мире, закономерностях развития живых организмов.
Распределение материала по урокам.

1-й урок. Митоз.
2-й урок. Мейоз.
3-й урок. Формы бесполого размножения.
4-й урок. Половое размножение.
5-й урок. Двойное оплодотворение цветковых растений.
6-й урок. Онтогенез.
7-й урок. Зачет по теме.

Урок 1. Митоз

Задачи. Сформировать знания о трех видах деления клеток, значении деления клеток для одноклеточных и многоклеточных организмов, морфологии хромосом, жизненном и митотическом циклах, процессах, происходящих в различные периоды митотического цикла. Рассмотреть механизмы, обеспечивающие генетическую идентичность дочерних клеток по сравнению с материнскими; показать необходимость защиты природной среды от загрязнения мутагенами.

Демонстрационный материал: таблицы по общей биологии, диафильм «Деление клетки», кодограмма.

ХОД УРОКА

Изучение нового материала.

Размножение. Размножение клеток. Размножение – важнейшее свойство живых организмов. Размножение на уровне молекул – репликация ДНК; размножение на уровне органоидов – деление митохондрий, хлоропластов; размножение на уровне клеток – деление клеток. Лежит в основе передачи наследственной информации, размножения, роста, развития, регенерации.
Носителями наследственной информации являются хромосомы. Хромосомный набор, характерный для вида, – кариотип; хромосомный набор, полученный от родителей, – генотип, хромосомный набор гаметы – геном. Диплоидный набор хромосом – двойной, гаплоидный набор – одинарный.
Морфология хромосом: хроматиды, центромера, плечи хромосом и теломеры, вторичная перетяжка. Биохимический состав – 60% белки, 40% – ДНК.
Способы деления клеток: амитоз – прямое деление; митоз – непрямое деление; мейоз – деление, характерное для фазы созревания половых клеток.

Амитоз, или прямое деление, – способ деления ядра соматических клеток пополам путем перетяжки без образования хромосом. Если при амитозе не происходит деление цитоплазмы, то возникают дву- и многоядерные клетки. Данный способ деления характерен для некоторых простейших, специализированных клеток или для патологически измененных клеток. Распределение ядерного материала оказывается случайным и неравномерным. Возникшие дочерние клетки наследственно неполноценны.

Митотический и жизненный циклы. Период существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клетки (включая само деление) до собственного деления или смерти называют жизненным (клеточным ) циклом.
Продолжительность жизненного цикла различных клеток многоклеточного организма различна. Так, клетки нервной ткани после завершения эмбрионального периода перестают делиться и функционируют на протяжении всей жизни организма, а затем погибают. Клетки же зародыша на стадии дробления, завершив одно деление, сразу приступают к следующему, минуя все остальные фазы.

Митоз – непрямое деление соматических клеток, в результате которого сначала происходит удвоение, а затем равномерное распределение наследственного материала между дочерними клетками.
Биологическое значение митоза: в результате митоза образуются две клетки, каждая из которых содержит столько же хромосом, сколько их было в материнской. Дочерние клетки генетически идентичны родительской. Число клеток в организме увеличивается, что представляет собой один из главных механизмов роста. Многие виды растений и животных размножаются бесполым путем при помощи одного лишь митотического деления клеток, таким образом, митоз лежит в основе размножения. Митоз обеспечивает регенерацию утраченных частей и замещение клеток, происходящее в той или иной степени у всех многоклеточных организмов.

Митотический цикл состоит из интерфазы и митоза. Длительность митотического цикла у разных организмов сильно варьирует. Непосредственно на деление клетки уходит обычно 1–3 ч, то есть основную часть жизни клетка находится в интерфазе.

Интерфазой называют промежуток между двумя клеточными делениями. Продолжительность интерфазы, как правило, составляет до 90% всего клеточного цикла. Интерфаза состоит из трех периодов: пресинтетический, или G1; синтетический, или S; постсинтетический, или G2.

Начальный отрезок интерфазы – пресинтетический период (2n2с, где n – количество хромосом, с – количество ДНК), период роста, начинающийся непосредственно после митоза. Синтетический период по продолжительности очень различен: от нескольких минут у бактерий до 6–12 ч в клетках млекопитающих. Во время синтетического периода происходит самое главное событие интерфазы – удвоение молекул ДНК. Каждая хромосома становится двухроматидной, а число хромосом не изменяется (2n4с).

Постсинтетический период. Обеспечивает подготовку клетки к делению и также характеризуется интенсивными процессами синтеза белков, входящих в состав хромосом; синтезируются ферменты и энергетические вещества, необходимые для обеспечения процесса деления клетки.

Митоз. Для удобства изучения происходящих во время деления событий митоз разделяют на четыре стадии: профазу, метафазу, анафазу, телофазу.

Профаза (2n4с). В результате спирализации хромосомы уплотняются, укорачиваются. В поздней профазе хорошо видно, что каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных центромерой. Хромосомы начинают передвигаться к клеточному экватору. Формируется веретено деления, ядерная оболочка исчезает, и хромосомы свободно располагаются в цитоплазме. Ядрышко обычно исчезает чуть раньше.

Метафаза (2n4с). Хромосомы выстраиваются в плоскости экватора, образуя так называемую метафазную пластинку. Центромеры хромосом лежат строго в плоскости экватора. Нити веретена прикрепляются к центромерам хромосом, некоторые нити проходят от полюса к полюсу клетки, не прикрепляясь к хромосомам.

Анафаза (4n4с). Начинается с деления центромер всех хромосом, в результате чего хроматиды превращаются в две совершенно обособленные, самостоятельные дочерние хромосомы. Затем дочерние хромосомы начинают расходиться к полюсам клетки.

Телофаза (2n2с). Хромосомы концентрируются на полюсах клетки и деспирализуются. Веретено деления разрушается. Вокруг хромосом формируется оболочка ядер дочерних клеток, затем происходит деление цитоплазмы клетки (или цитокинез).

При делении животных клеток на их поверхности в плоскости экватора появляется борозда, которая, постепенно углубляясь, разделяет материнскую клетку на две дочерние. У растений деление происходит путем образования так называемой клеточной пластинки , разделяющей цитоплазму. Она возникает в экваториальной области веретена, а затем растет во все стороны, достигая клеточной стенки.

Закрепление.

Задание на дом.

Урок 2. Мейоз

Задачи. Сформировать знания об особенностях образования половых клеток с гаплоидным набором хромосом, уникальности гамет и механизмах перекомбинации генетического материала во время мейоза, о сходстве и различиях мейоза и митоза, о необходимости защиты природной среды от загрязнения мутагенами.

Демонстрационный материал: таблицы по общей биологии, диафильм «Деление клетки», кодограмма.

ХОД УРОКА

Повторение. Письменная работа с карточками на 10 мин.

1. Характеристика интерфазы.
2. Характеристика митоза.
3. Морфология хромосом.

Работа с карточкой у доски: приложение 3.
Компьютерное тестирование: приложение 4.
Устное повторение.

Изучение нового материала. Объяснение с использованием диафильма.

Первое деление мейоза. Мейоз – основной этап образования половых клеток. Во время мейоза происходит не одно, как при митозе, а два следующих друг за другом клеточных деления. Первому мейотическому делению предшествует интерфаза I – фаза подготовки клетки к делению, в это время происходят те же процессы, что и в интерфазе митоза.
Первое мейотическое деление называют редукционным, так как именно во время этого деления происходит уменьшение числа хромосом, образуются две клетки с гаплоидным набором хромосом, однако хромосомы остаются двухроматидными. Сразу же после первого деления мейоза совершается второе – по типу обычного митоза. Это деление называют эквационным, так как во время этого деления хромосомы становятся однохроматидными.

Биологическое значение мейоза: благодаря мейозу происходит редукция числа хромосом. Из одной диплоидной клетки образуется четыре гаплоидных. Благодаря мейозу образуются генетически различные гаметы, т.к. в процессе мейоза трижды происходит перекомбинация генетического материала: за счет кроссинговера; случайного и независимого расхождения гомологичных хромосом, а затем и хроматид. Благодаря мейозу поддерживается постоянство диплоидного набора хромосом в соматических клетках.
Первое и второе деления мейоза складываются из тех же фаз, что и митоз, но сущность изменений в наследственном аппарате другая.

Профаза I. Самая продолжительная и сложная фаза мейоза. Состоит из ряда последовательных стадий. Гомологичные хромосомы начинают притягиваться друг к другу сходными участками и конъюгируют. Конъюгацией называют процесс тесного сближения гомологичных хромосом. Пару конъюгирующих хромосом называют бивалентом. Биваленты продолжают укорачиваться и утолщаться. Хромосомный набор можно обозначить как 2n4с. Каждый бивалент образован четырьмя хроматидами. Поэтому его называют тетрадой. Важнейшим событием является кроссинговер – обмен участками хромосом. Кроссинговер приводит к первой во время мейоза рекомбинации генов. В конце профазы I исчезают ядерная оболочка и ядрышко. Биваленты перемещаются в экваториальную плоскость. Центриоли, если они есть, перемещаются к полюсам клетки, и формируется веретено деления.

Метафаза I (2n; 4с). Заканчивается формирование веретена деления. Спирализация хромосом максимальна. Биваленты располагаются в плоскости экватора. Причем центромеры гомологичных хромосом обращены к разным полюсам клетки. Расположение бивалентов в экваториальной плоскости равновероятное и случайное, то есть каждая из отцовских и материнских хромосом может быть повернута в сторону того или другого полюса. Это создает предпосылки для второй за время мейоза рекомбинации генов. Нити веретена прикрепляются к центромерам хромосом.

Анафаза I (2n; 4с). К полюсам расходятся целые хромосомы, а не хроматиды, как при митозе. У каждого полюса оказывается половина хромосомного набора. Причем пары хромосом расходятся так, как они располагались в плоскости экватора во время метафазы. В результате возникают самые разнообразные сочетания отцовских и материнских хромосом, происходит вторая рекомбинация генетического материала.

Телофаза I (1n; 2c). У животных и некоторых растений хроматиды деспирализуются, вокруг них формируется ядерная оболочка. Затем происходит деление цитоплазмы (у животных) или образуется разделяющая клеточная стенка (у растений). У многих растений клетка из анафазы I сразу же переходит в профазу II.

Второе деление мейоза. Интерфаза II (1n; 2c). Характерна только для животных клеток. Репликация ДНК не происходит.
Вторая стадия мейоза включает также профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Она протекает так же, как обычный митоз.

Профаза II (1n; 2c). Хромосомы спирализуются, ядерная мембрана и ядрышки разрушаются, центриоли, если они есть, перемещаются к полюсам клетки, формируется веретено деления.

Метафаза II (1n; 2c). Формируются метафазная пластинка и веретено деления, нити веретена деления прикрепляются к центромерам.

Анафаза II (2n; 2c). Центромеры хромосом делятся, хроматиды становятся самостоятельными хромосомами, и нити веретена деления растягивают их к полюсам клетки. Число хромосом в клетке становится диплоидным, но на каждом полюсе формируется гаплоидный набор. Поскольку в метафазе II хроматиды хромосом располагаются в плоскости экватора случайно, в анафазе происходит третья рекомбинация генетического материала клетки.

Телофаза II (1n; 1с). Нити веретена деления исчезают, хромосомы деспирализуются, вокруг них восстанавливается ядерная оболочка, делится цитоплазма.

Таким образом, в результате двух последовательных делений мейоза диплоидная клетка дает начало четырем дочерним, генетически различным клеткам с гаплоидным набором хромосом.

Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.

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

Приложение 1. Кодограмма к уроку 1

Тема: «Деление клетки. Митоз». § 17 Размножение. Размножение клеток На уровне молекул? Органоидов? На уровне клеток: митоз, мейоз. Хромосомный набор вида – кариотип, особи – генотип, гаметы – геном. У человека геном =23,одинарный, гаплоидный (n ) – 100 000 генов; в соматических клетках – двойной, диплоидный (2n ) – 100 000 пар генов (n– количество хромосом). Гомологичные хромосомы? Первичная перетяжка – центромера. Равноплечие, неравноплечие, одноплечие хромосомы. У некоторых – есть вторичная перетяжка. Перед делением в хромосоме – 2 молекулы ДНК, 2 хроматиды, после – 1. Плечи хромосомы заканчиваются теломерами. ДНК в ядре около 2 м! В 1-й хромосоме – до 8 см. Митотический и жизненный циклы клеток Интерфаза: G1 – пресинтетический – рост, S – синтетический – удвоение ДНК, G2 – постсинтетический – подготовка к делению, n? с – количество ДНК. Профаза (?) 2n4с. Метафаза (?) 2n4с. Анафаза (?) 4n4с. Телофаза (?) 2n4с. Биологический смысл, значение митоза?

Приложение 2. Кодограмма к уроку 2

Тема: «Деление клетки. Мейоз». § 19 Значение и стадии мейоза Мейоз? 1-е деление – редукционное, 2-е деление – эквационное. Значение мейоза? Биологам. В профазе 1: лептотена, зиготена, пахитена, диплотена, диакинез. Первое деление мейоза. Профаза I. Кроме обычных процессов, происходит конъюгация (?) с образованием бивалентов (тетрад) и кроссинговер (обмен участками гомологичных хромосом, перекомбинация ). 2n4с. Метафаза I. Образуется метафазная пластинка из бивалентов. 2n4с. Анафаза I. Гомологичные хромосомы расходятся к разным полюсам клетки, разделяются на 2 гаплоидных набора. Происходит перекомбинация хромосом, 2n4с. Телофаза I. Происходит, как при митозе, 1n2с. ИнтерфазаII. Короткая, нет S-периода, 1n2с. Второе, эквационное, деление мейоза происходит идентично митозу. Профаза II – 1n2с; метафаза II – 1n2c; анафаза II – 2n2с (перекомбинация ), телофаза II – 1nс. Когда происходит перекомбинация генетического материала (3)? Отличия от митоза – дома!

Приложение 3. Карточка для работы у доски

Приложение 4. Компьютерное тестирование

«Митоз»

Тест 1. В какой период митотического цикла удваивается количество ДНК?

1. В пресинтетический период.
2. В синтетический период.

4. В метафазе.

Тест 2. В какой период происходит активный рост клетки?

1.В пресинтетический период.
2. В синтетический период.
3. В постсинтетический период.
4. В метафазе.

Тест 3. В какой период жизненного цикла клетка имеет набор хромосом и ДНК 2n4с и готовится к делению?

1. В пресинтетический период.
2. В синтетический период.
3. В постсинтетический период.
4. В метафазе.

Тест 4. В какой период митоза начинается спирализация хромосом, растворяется ядерная оболочка?

1. В анафазе.
2. В профазе.
3. В телофазе.
4. В метафазе.

Тест 5. В какой период митоза хромосомы выстраиваются по экватору клетки?

1. В профазе.
2. В метафазе.
3.В анафазе.
4. В телофазе.

Тест 6. В какой период митоза хроматиды отходят друг от друга и становятся самостоятельными хромосомами?

1. В профазе.
2. В метафазе.
3. В анафазе.
4. В телофазе.

*Тест 7. В какие периоды митоза количество хромосом и ДНК равно 2n4с?

1. В профазе.
2. В метафазе.
3. В анафазе.
4. В телофазе.

Тест 8. В какой период митоза количество хромосом и ДНК равно 4n4с?

1. В профазе.
2. В метафазе.
3. В анафазе.
4. В телофазе.

Тест 9. Как называется неактивная часть ДНК в клетке?

1. Хроматин.
2. Эухроматин.
3. Гетерохроматин.
4. Вся ДНК в клетке активна.

*Тест 10. В какие периоды клеточного цикла количество хромосом и ДНК в клетке равно 2n4с?

1. В пресинтетический период.
2. В конце синтетического периода.
3. В постсинтетический период.
4. В профазе.
5. В метафазе.
6. В анафазе.
7. В телофазе.

* На вопрос дается несколько правильных ответов.

Продолжение следует

Задание 1 Строение хромосом

Когда в ядре клетки видны хромосомы?

Задание 2 Жизненный цикл клетки

Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы:

Какие периоды интерфазы обозначены цифрами 1 - 3? Какой набор хромосом и ДНК в различные периоды интерфазы? Какие периоды митоза обозначены цифрами 4 - 7? Какой набор хромосом и ДНК в различные периоды митоза?

Задание 3. Митотический цикл

Заполните таблицу:

Периоды интерфазы и митоза	Происходящие процессы	Количество хромосом (n) и количество ДНК (с)
Пресинтетический (G1) Синтетический (S) Постсинтетический (G2)
Метафаза Телофаза

Задание 4. Митотический цикл

Тест 1. В какой период митотического цикла удваивается количество ДНК?

1. В пресинтетический период.

2. В синтетический период.

4. В метафазу.

Тест 2. В какой период происходит активный рост клетки?

1. В пресинтетический период.

2. В синтетический период.

3. В постсинтетический период.

4. В метафазу.

Тест 3. В какой период жизненного цикла клетка имеет набор хромосом и ДНК 2n4c и готовится к делению?

1. В пресинтетический период.

2. В синтетический период.

3. В постсинтетический период.

4. В метафазу.

Тест 4. В какой период митотического цикла начинается спирализация хромосом, растворяется ядерная оболочка?

1. В пресинтетический период.

2. В синтетический период.

3. В постсинтетический период.

4. В метафазу.

Тест 5. В какой период митотического цикла хромосомы выстраиваются по экватору клетки?

1. В пресинтетический период.

2. В синтетический период.

3. В постсинтетический период.

4. В метафазу.

Тест 6. В какой период митотического цикла хроматиды отходят друг от друга и становятся самостоятельными хромосомами?

1. В пресинтетический период.

2. В синтетический период.

3. В постсинтетический период.

4. В метафазу.

Тест 7. В какие периоды митоза количество хромосом и ДНК равно 2n4c?

1. В профазу.

2. В метафазу.

3. В анафазу.

4. В телофазу.

Тест 8. В какой период митоза количество хромосом и ДНК равно 4n4c?

1. В профазу.

2. В метафазу.

3. В анафазу.

4. В телофазу.

Тест 9. Как называется неактивная часть ДНК в клетке?

1. Хроматин.

2. Эухроматин.

3. Гетерохроматин.

4. Вся ДНК в клетке активна.

Тест 10. Как называется хромосомы в интерфазный период?

1. Хроматин.

2. Эухроматин.

3. Гетерохроматин.

4. Хромосомы.

Задание 5. Митоз

Дайте ответы на вопросы:

1. Что такое диплоидный набор хромосом?

2. Что такое гаплоидный набор хромосом?

3. Какой набор хромосом и ДНК в пресинтетический период интерфазы?

4. Какой набор хромосом и ДНК в постсинтетический период интерфазы?

5. Какой набор хромосом и ДНК в профазу и метафазу митоза?

6. Какой набор хромосом и ДНК в анафазу митоза?

7. Какой набор хромосом и ДНК в телофазу митоза?

8. Сколько молекул ДНК в ядре соматической клетки человека перед митозом?

9. Сколько молекул ДНК в ядре соматической клетки человека после митоза?

10. Как называются хромосомы в интерфазный период?

Задание 6. Дайте определения или раскройте понятия:

1. Интерфаза. 2. Хроматин. 3. Хромосома. 4. Хроматиды. 5. Центромера. 6. Профаза. 7. Метафаза. 8.Анафаза. 9. Телофаза. 10. Диплоидный набор хромосом.

Тема: Деление клетки. Мейоз

Задание 7. Первое и второе деления мейоза

Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы:

Какой набор хромосом и ДНК у клеток перед первым делением мейоза? Какой набор хромосом и ДНК у клеток в различные периоды первого деления мейоза? Какой набор хромосом и ДНК у клеток перед вторым делением мейоза? Какой набор хромосом и ДНК у клеток в различные периоды второго деления мейоза? В какую стадию мейоза происходит конъюгация и перекрест хромосом? ***В мейозе трижды происходит перекомбинация генетического материала. Когда? Каков биологический смысл мейоза?

Задание 8. Мейоз

Заполните таблицу:

Деления мейоза	Происходящие процессы	Количество хромосом (n) и количество ДНК (с)
Профаза-1 Метафаза-1 Анафаза-1 Телофаза-1
Интерфаза
Профаза-2 Метафаза-2 Анафаза-2 Телофаза-2

Задание 9. Мейоз

Укажите правильные варианты ответов:

Тест 1. Когда при мейозе происходит конъюгация гомологичных хромосом?

1. ПрофазаПрофаза 2.

2. МетафазаМетафаза 2.

3. АнафазаАнафаза 2.

4. ТелофазаТелофаза 2.

Тест 2. Какой набор хромосом и ДНК в конце 1-го деления мейоза?

1. 1n1c. 5. 2n4c.

2. 1n2c. 6. 4n4c.

Тест 3. Какой набор хромосом и ДНК в конце 2-го деления мейоза?

1. 1n1c. 5. 2n4c.

2. 1n2c. 6. 4n4c.

Тест 4. В какие стадии мейоза набор хромосом и ДНК 1n4c?

1. ПрофазаПрофаза 2.

2. МетафазаМетафаза 2.

3. АнафазаАнафаза 2.

4. ТелофазаТелофаза 2.

Тест 5. В какие стадии мейоза набор хромосом и ДНК 2n4c?

1. ПрофазаПрофаза 2.

2. МетафазаМетафаза 2.

3. АнафазаАнафаза 2.

4. ТелофазаТелофаза 2.

Тест 6. В какие стадии мейоза набор хромосом и ДНК 1n2c?

1. ПрофазаПрофаза 2.

2. МетафазаМетафаза 2.

3. АнафазаАнафаза 2.

4. ТелофазаТелофаза 2.

Тест 7. В какие стадии мейоза набор хромосом и ДНК 2n2c?

1. ПрофазаПрофаза 2.

2. МетафазаМетафаза 2.

3. АнафазаАнафаза 2.

4. ТелофазаТелофаза 2.

Тест 8. В какие стадии мейоза набор хромосом и ДНК 1n1c?

1. ПрофазаПрофаза 2.

2. МетафазаМетафаза 2.

3. АнафазаАнафаза 2.

4. ТелофазаТелофаза 2.

***Тест 9. В какие стадии мейоза происходит перекомбинация генетического материала?

1. ПрофазаПрофаза 2.

2. МетафазаМетафаза 2.

3. АнафазаАнафаза 2.

4. ТелофазаТелофаза 2.

Тест 10. В какие стадии мейоза происходит кроссинговер?

1. ПрофазаПрофаза 2.

2. МетафазаМетафаза 2.

3. АнафазаАнафаза 2.

4. ТелофазаТелофаза 2.

Задание 10. Мейоз

Дайте ответы на вопросы:

1. Какой набор хромосом и ДНК перед первым делением мейоза?

2. Какой набор хромосом и ДНК перед вторым делением мейоза?

3. Какие хромосомы называются гомологичными?

4. Какие процессы происходят в профазу-1 мейоза?

5. В какие фазы первого деления мейоза происходит перекомбинация генетического материала?

6. Что характерно для интерфазы между первым и вторым делениями мейоза?

7. Какой набор хромосом и ДНК в профазу-2 и метафазу-2?

8. В какую фазу второго мейотического деления происходит перекомбинация генетического материала?

9. Какой набор хромосом и ДНК в конце второго мейотического деления?

10. Сколько клеток образуется в результате мейоза из одной материнской клетки?

Задание 11. Дайте определения или раскройте понятия:

1. Гомологичные хромосомы. 2. Конъюгация. 3. Кроссинговер. 4. Диплоидный набор хромосом. 5. Гаплоидный набор хромосом. 6. Редукционное деление мейоза. 7. Перекомбинация в анафазуПерекомбинация в анафазуБиологический смысл мейоза.

Тема: Бесполое и половое размножение

Задание 12. Различные формы бесполого размножения

Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы:

Какие формы бесполого размножения обозначены на рисунке цифрами 1 - 6? Какой генетический материал имеют дочерние особи при бесполом размножении?

Задание 13. Характеристика различных форм бесполого размножения

Заполните таблицу:

Формы бесполого размножения	Характерные особенности
1. Бесполое размножение бактерий 2. Бинарное деление 3. Шизогония 4. Спорообразование 5. Почкование 6. Фрагментация 7. Вегетативное размножение 8. Полиэмбриония 9. Клонирование

Задание 14. Сравнение бесполого и полового размножения

Заполните таблицу:

Сравниваемые признаки	Бесполое размножение	Половое размножение
1. Количество особей, участвующих в размножении 2. Генетический материал потомства 3. Перекомбинация генетического материала 4. Значение для отбора

Задание 15. Бесполое и половое размножение

Укажите правильные варианты ответов:

Тест 1. Какая форма бесполого размножения наиболее характерна для мхов, папоротников?

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

1. Бинарное деление. 5. Клонирование.

2. Шизогония. 6. Вегетативное размножение.

3. Фрагментация. 7. Полиэмбриония.

4. Почкование. 8. Спорообразование.

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

1. Бинарное деление. 5. Клонирование.

2. Шизогония. 6. Вегетативное размножение.

3. Фрагментация. 7. Полиэмбриония.

4. Почкование. 8. Спорообразование.

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

1. Бинарное деление. 5. Клонирование.

2. Шизогония. 6. Вегетативное размножение.

3. Фрагментация. 7. Полиэмбриония.

4. Почкование. 8. Спорообразование.

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

1. Бинарное деление. 5. Клонирование.

2. Шизогония. 6. Вегетативное размножение.

3. Фрагментация. 7. Полиэмбриония.

4. Почкование. 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 человека.

**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. разработал способы направленного получения 100% особей одного пола.

4. Бактерии делятся путем митоза.

**Тест 10. Укажите верные суждения:

1. Бесполое размножение не имеет преимуществ по сравнению с половым размножением.

2. Гаметы и зигота имеют гаплоидный набор хромосом.

3. В половом размножении всегда принимают участие две особи.

4. Половое размножение резко увеличивает наследственную изменчивость потомков.

Тема: Образование половых клеток и оплодотворение

Задание 16. Гаметогенез

Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы:

1. ***Что обозначено на рисунке цифрами 1 - 12?

2. Каковы размеры яйцеклетки у человека?

3. Что находится в цитоплазме яйцеклетки?

4. Где расположено ядро и митохондрии в сперматозоиде?

Задание 18. Гаметогенез. Оплодотворение

Укажите правильные варианты ответов:

Тест 1. Какой набор хромосом имеют предшественники гамет в зоне размножения?

1. Диплоидный.

2. Гаплоидный.

3. Сперматогонии диплоидный, овогонии - гаплоидный.

4. Сперматогонии гаплоидный, овогонии - диплоидный.

Тест 2. Какой набор хромосом имеют клетки в зоне созревания после первого деления мейоза?

Тест 3. Какой набор хромосом имеют гаметы?

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

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

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 формируются еще на эмбриональной стадии.

3. Яйцеклетка человека имеет две оболочки - блестящую и лучистую.

4. В яйцеклетке человека отсутствуют рибосомы и митохондрии.

Тема: Индивидуальное развитие организмов

Задание 19. Основные этапы эмбриогенеза

Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы:

***Что обозначено на рисунке цифрами 1 - 10? Что образуется в результате дробления зиготы? ***Что в дальнейшем образуется из бластоцели? Как называется отверстие в гаструле? Из какого зародышевого листка образуется нервная трубка? Как называется зародыш со сформированным осевым комплексом? Что произойдет, если из одной гаструлы взять участок эктодермы, из которого формируется нервная система, и пересадить под брюшную эктодерму другой гаструлы?

Задание 20. Производные зародышевых листков

Заполните таблицу:

Зародышевые листки	Производные зародышевых листков
Эктодерма
Энтодерма
Мезодерма

Задание 21. Онтогенез

Укажите правильные варианты ответов:

Тест 1 .Что образуется в результате полного дробления зиготы?

1. Нейрула.

2. Бластула.

3. Гаструла.

4. Морула.

Тест 2 . Как называется полость внутри бластулы?

1. Бластоцель.

2. Гастроцель.

3. Вторичная полость тела.

Тест 3 . Как называется двухслойный зародыш с зародышевыми листками: эктодермой и энтодермой?

1. Гаструла.

2. Бластула.

3. Нейрула.

4. Морула.

Тест 4 . Как называется полость, в которую ведет первичный рот?

1. Бластоцель.

2. Гастроцель.

3. Вторичная полость тела.

4. Смешанная полость тела (миксоцель).

Тест 5 . Какие организмы относятся к вторичноротым?

1. Кишечнополостные и губки.

2. Плоские и круглые черви.

3. Моллюски и членистоногие.

4. Иглокожие и хордовые.

Тест 6 . Как называется зародыш с осевым комплексом органов?

1. Гаструла.

2. Бластула.

3. Нейрула.

4. Морула.

Тест 7 . Укажите производные эктодермы:

Тест 8 . Укажите производные энтодермы:

1. Эпидермис кожи. 6. Пищеварительная система.

2. Эпителий пищеварительной системы. 7. Пищеварительные железы.

3. Кровеносная система. 8. Дыхательная система.

4. Выделительная система. 9. Половая система.

5. Нервная система. 10. Органы чувств.

Тест 9 . Укажите производные мезодермы:

1. Эпидермис кожи. 6. Пищеварительная система.

2. Эпителий пищеварительной системы. 7. Пищеварительные железы.

3. Кровеносная система. 8. Дыхательная система.

4. Выделительная система. 9. Половая система.

5. Нервная система. 10. Органы чувств.

Тест 10. Укажите животных с непрямым постэмбриональным развитием:

1. Млекопитающие. 5. Бабочки.

2. Птицы. 6. Саранча.

3. Пресмыкающиеся. 7. Пауки.

4. Земноводные. 8. Тараканы.

Задание 22. Онтогенез

Биологический диктант:

1. Как называется индивидуального развития организма от образования зиготы до конца жизни?

2. Как называется развитие организма от зиготы до рождения или до выхода из яйцевых оболочек?

3. Как называется период от рождения до конца жизни?

4. Чем заканчивается период дробления?

5. Как называется зародыш с тремя зародышевыми листками: эктодермой, энтодермой и мезодермой?

6. Какие организмы относятся к вторичноротым?

7. Как называется зародыш, у которого сформировался осевой комплекс органов?

8. Какие системы органов образуются из эктодермы?

9. Укажите производные энтодермы.

10. Запишите по два вида животных с прямым и непрямым типом постэмбрионального развития.

Задание 23. Дайте определения или раскройте понятия:

1. Оплодотворение. 2. Зигота. 3. Бластомеры. 4. Бластула. 5. Бластоцель (первичная полость). 6. Гаструла. 7. Мезодерма. 8. Вторичный рот. 9. Нейрула. 10. Непрямое постэмбриональное развитие.

Использованы материалы, Заслуженного учителя школы Российской Федерации; , к. б.н.

ГБОУ ВПО ФТА ТТД г. Королев МО

Учебно – методический комплекс

по биологии

Тема: «Размножение и индивидуальное развитие организмов»

для специальности 262019 «Конструирование, моделирование и технология швейных изделий»

Разработчик: А. В. Царёва - преподаватель дисциплины «Биология»

г.Королев, 2014

Технологическая карта комплекса

Цели: Образовательные : сформировать у студентов знания о важнейшем свойстве живых организмов – размножении, о его формах – бесполом и половом, о видах деления клеток, значении деления клеток для одноклеточных и многоклеточных организмов, морфологии хромосом, жизненном и митотическом циклах, процессах, происходящих в различные периоды митотического цикла. Сформировать знания об особенностях сперматогенеза, овогенеза, о строении половых клеток и оплодотворении у животных, и двойном оплодотворении у покрытосеменных растений; изучить этапы индивидуального развития организмов, основных стадиях эмбриогенеза, производных зародышевых листков, типах постэмбрионального развития. Показать вредное влияние на эмбрион никотина, алкоголя и других мутагенов.

Развивающие : совершенствовать умения учащихся обобщать, делать выводы, анализировать, сравнивать, устанавливать причинно-следственную зависимость между факторами внешней среды и последствиями для наследственного материала.

Воспитательные : создание условий для осознания необходимости грамотного отношения к своему здоровью и окружающей среде, формирование у студентов знаний о вредном воздействии алкоголя, никотина, наркотических средств на развитие зародыша и негативного отношения к этим явлениям;

прививать студентам элементы здорового образа жизни, неприятие вредных привычек; формирование у студентов активной жизненной позиции.

Межпредметные связи.

Валеология Тема: «Факторы риска для здоровья»

Методы: словесный, наглядный, проблемно-поисковый, контроль знаний.

Обеспечение занятия.

Наглядные пособия: таблица «Схема митоза», Схема мейоза», Гаметогенез».

Раздаточный материал: дидактические карточки, тестовые задания.

Оборудование : учебник, компьютер, мультимедиапрезентации, видеоролики.

Литература основная :

2. Гальперин М.В. Экологические основы природопользования: учебник.- М.: ИД «ФОРУМ», 2011. -256 с.

3. "Общая биология" 10-11 Беляев Д.К. - М.:Просвещение, 2009. -304 с.

4. "Общая биология" Константинов ВМ., Резанов А.Г., Фадеева Е.О.Учебник для СПО. - М.: издательский центр "Академия", 2012, 256 с.

5. "Общая биология с основами экологии и природоохранной деятельности" Тупикин Е.И. Учебник для СПО. - М.: издательский центр "Академия", 2011, 384 с.

Дополнительные источники:

1. Константинов В.М. Экологические основы природопользования: учеб. Пособие для студентов учреждений сред. проф. образования. – М.:Издательский центр «Академия», 2011. -208 с.
2. Николайкин Н.И. Экология: учебник для вузов. – М.: Дрофа, 2009. – 622 с.
3. Образовательные ресурсы Интернета

Студент должен знать: сущность понятий: амитоз, митоз, мейоз, интерфаза, репликация, гаплоидный, диплоидный, оплодотворение, гаметогенез, онтогенез, эмбриогенез; формы и способы бесполого и полового размножения; строение и функции половых клеток; биологическое значение кроссинговера; оплодотворение у животных и растений; стадии эмбрионального периода развития; влияние среды на эмбриональное и постэмбриональное развитие организма; биогенетический закон.

Студент должен уметь: объяснить механизмы разных способов деления и процессов гаметогенеза, оплодотворения, эмбриогенеза; показать влияние вредных привычек на онтогенез.

В результате освоения учебной данной темы студент должен овладеть общими (базовыми) и профессиональными компетенциями:

1. Общие (базовые компетенции):

Умение искать, анализировать, преобразовывать, применять информацию для решения проблем;

Успешное владение и использование информационных технологий;

Способность к сотрудничеству с другими людьми, диалогу, умение работать в группе;

Готовность к постоянному приобретению новых знаний;

Умение ставить цели, планировать, ответственно относиться к здоровью, полноценно использовать личностные ресурсы;

Демонстрировать глубину полученных знаний и применять их в профессиональной деятельности;

2. Профессиональные компетенции:

Понимать сущность и социальную значимость своей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес;

Умение разрабатывать и анализировать основные направления организации своей жизненной позиции, образа жизни, реализовывать мероприятия по развитию самого себя и окружающих;

Быть готовым брать на себя нравственные обязательства по отношению к природе, обществу и человеку.

Вести здоровый образ жизни и участвовать в санитарно-гигиеническом просвещении населения.

Распределение занятий по темам:

3.1. Формы и способы бесполого размножения. Деление клетки. Митоз.

3.2. Половое размножение. Мейоз. Кроссинговер.

3.3. Гаметогенез. Оплодотворение.

3.4. Индивидуальное развитие организма. Эмбриогенез.

3.5. Постэмбриональное развитие.

3.6. Индивидуальное развитие человека. Репродуктивное здоровье. Последствия влияния алкоголя, никотина, наркотических веществ, загрязнения среды на развитие человека.

Организм – единое целое. Многообразие организмов. Размножение – важнейшее свойство живых организмов. Половое и бесполое размножение. Мейоз. Образование половых клеток и оплодотворение.

Индивидуальное развитие организма. Эмбриональный этап онтогенеза. Основные стадии эмбрионального развития. Органогенез . Постэмбриональное развитие .

Сходство зародышей представителей разных групп позвоночных как свидетельство их эволюционного родства. Причины нарушений в развитии организмов. Индивидуальное развитие человека. Репродуктивное здоровье. Последствия влияния алкоголя, никотина, наркотических веществ, загрязнения среды на развитие человека.

Демонстрации

Деление клетки. Митоз. Бесполое размножение организмов. Образование половых клеток. Мейоз. Оплодотворение у растений. Индивидуальное развитие организма. Типы постэмбрионального развития животных.

Лабораторные и практические работы

Выявление и описание признаков сходства зародышей человека и других позвоночных как доказательство их эволюционного родства.

Аудиторная форма работы:

• составления конспекта;
• работа с учебной литературой;
• составление схем и таблиц;
• работа с дидактическими карточками и тестами.

Внеаудиторная форма работы:

• работа с конспектом лекций;
• составление тестов;
• подготовка сообщений и презентаций на темы:

«Влияние вредных привычек на развитие зародыша»

«Естественный и искусственный партеногенез»,

«Клонирование»,

«Гермафродитизм»,

«Роль гормонов в жизни организмов»,

«Старение и бессмертие».

Занятие №1.

Формы и способы бесполого размножения.

Деление клетки. Митоз.

Лекция

Размножение – важнейшее свойство живых организмов. Размножение на уровне молекул – репликация ДНК; размножение на уровне органоидов – деление митохондрий, хлоропластов; размножение на уровне клеток – деление клеток. Лежит в основе передачи наследственной информации, размножения, роста, развития, регенерации.
Носителями наследственной информации являются хромосомы. Хромосомный набор, характерный для вида, – кариотип; хромосомный набор, полученный от родителей, – генотип, хромосомный набор гаметы – геном. Диплоидный набор хромосом – двойной, гаплоидный набор – одинарный.
Морфология хромосом: хроматиды, центромера, плечи хромосом и теломеры, вторичная перетяжка. Биохимический состав – 60% белки, 40% – ДНК.
Способы деления клеток: амитоз – прямое деление; митоз – непрямое деление; мейоз – деление, характерное для фазы созревания половых клеток.

Амитоз, или прямое деление, – способ деления ядра соматических клеток пополам путем перетяжки без образования хромосом. Если при амитозе не происходит деление цитоплазмы, то возникают дву- и многоядерные клетки. Данный способ деления характерен для некоторых простейших, специализированных клеток или для патологически измененных клеток. Распределение ядерного материала оказывается случайным и неравномерным. Возникшие дочерние клетки наследственно неполноценны.

Митотический и жизненный циклы. Период существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клетки (включая само деление) до собственного деления или смерти называют жизненным (клеточным ) циклом.
Продолжительность жизненного цикла различных клеток многоклеточного организма различна. Так, клетки нервной ткани после завершения эмбрионального периода перестают делиться и функционируют на протяжении всей жизни организма, а затем погибают. Клетки же зародыша на стадии дробления, завершив одно деление, сразу приступают к следующему, минуя все остальные фазы.

Митоз – непрямое деление соматических клеток, в результате которого сначала происходит удвоение, а затем равномерное распределение наследственного материала между дочерними клетками.
Биологическое значение митоза: в результате митоза образуются две клетки, каждая из которых содержит столько же хромосом, сколько их было в материнской. Дочерние клетки генетически идентичны родительской. Число клеток в организме увеличивается, что представляет собой один из главных механизмов роста. Многие виды растений и животных размножаются бесполым путем при помощи одного лишь митотического деления клеток, таким образом, митоз лежит в основе размножения. Митоз обеспечивает регенерацию утраченных частей и замещение клеток, происходящее в той или иной степени у всех многоклеточных организмов.

Митотический цикл состоит из интерфазы и митоза. Длительность митотического цикла у разных организмов сильно варьирует. Непосредственно на деление клетки уходит обычно 1–3 ч, то есть основную часть жизни клетка находится в интерфазе.

Интерфазой называют промежуток между двумя клеточными делениями. Продолжительность интерфазы, как правило, составляет до 90% всего клеточного цикла. Интерфаза состоит из трех периодов: пресинтетический, или G1; синтетический, или S; постсинтетический, или G2.

Начальный отрезок интерфазы – пресинтетический период (2n2с, где n – количество хромосом, с – количество ДНК), период роста, начинающийся непосредственно после митоза. Синтетический период по продолжительности очень различен: от нескольких минут у бактерий до 6–12 ч в клетках млекопитающих. Во время синтетического периода происходит самое главное событие интерфазы – удвоение молекул ДНК. Каждая хромосома становится двухроматидной, а число хромосом не изменяется (2n4с).

Постсинтетический период. Обеспечивает подготовку клетки к делению и также характеризуется интенсивными процессами синтеза белков, входящих в состав хромосом; синтезируются ферменты и энергетические вещества, необходимые для обеспечения процесса деления клетки.

Митоз. Для удобства изучения происходящих во время деления событий митоз разделяют на четыре стадии: профазу, метафазу, анафазу, телофазу.

Профаза (2n4с). В результате спирализации хромосомы уплотняются, укорачиваются. В поздней профазе хорошо видно, что каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных центромерой. Хромосомы начинают передвигаться к клеточному экватору. Формируется веретено деления, ядерная оболочка исчезает, и хромосомы свободно располагаются в цитоплазме. Ядрышко обычно исчезает чуть раньше.

Метафаза (2n4с). Хромосомы выстраиваются в плоскости экватора, образуя так называемую метафазную пластинку. Центромеры хромосом лежат строго в плоскости экватора. Нити веретена прикрепляются к центромерам хромосом, некоторые нити проходят от полюса к полюсу клетки, не прикрепляясь к хромосомам.

Анафаза (4n4с). Начинается с деления центромер всех хромосом, в результате чего хроматиды превращаются в две совершенно обособленные, самостоятельные дочерние хромосомы. Затем дочерние хромосомы начинают расходиться к полюсам клетки.

Телофаза (2n2с). Хромосомы концентрируются на полюсах клетки и деспирализуются. Веретено деления разрушается. Вокруг хромосом формируется оболочка ядер дочерних клеток, затем происходит деление цитоплазмы клетки (или цитокинез).

При делении животных клеток на их поверхности в плоскости экватора появляется борозда, которая, постепенно углубляясь, разделяет материнскую клетку на две дочерние. У растений деление происходит путем образования так называемой клеточной пластинки , разделяющей цитоплазму. Она возникает в экваториальной области веретена, а затем растет во все стороны, достигая клеточной стенки.

Формы бесполого размножения.

Бесполое размножение широко распространено в природе. Наиболее распространено оно у одноклеточных, но часто встречается и у многоклеточных. Характерны следующие особенности: в размножении принимает участие только одна особь; осуществляется без участия половых клеток; в основе размножения лежит митоз; потомки идентичны и являются точными генетическими копиями материнской особи. Преимущество – быстрое увеличение численности.

Самостоятельная работа студентов с текстом учебника: выписать в тетрадь определения основных способов бесполого размножения.

1. Бинарное деление – деление, при котором образуются две равноценные дочерние клетки (амеба).

2. Множественное деление, или шизогония. Материнская клетка распадается на большое количество более или менее одинаковых дочерних клеток (малярийный плазмодий).

3. Споруляция. Размножение посредством спор – специализированных клеток грибов и растений. Если споры имеют жгутик и подвижны, то их называют зооспорами (хламидомонада).

4. Почкование. На материнской особи происходит образование выроста – почки, из которой развивается новая особь (дрожжи, гидра).

5. Фрагментация – разделение особи на две или несколько частей, каждая из которых развивается в новую особь. У растений (спирогира) и у животных (кольчатые черви). В основе фрагментации лежит свойство регенерации.

6. Вегетативное размножение. Характерно для многих групп растений. При вегетативном размножении новая особь развивается либо из части материнской, либо из особых структур (луковица, клубень и т.д.), специально предназначенных для вегетативного размножения.

Вегетативный орган	Способ вегетативного размножения	Примеры
Корень	Корневые черенки	Шиповник, малина, осина, ива, одуванчик
	Корневые отпрыски	Вишня, слива, осот, бодяк, сирень
Надземные части побегов	Деление кустов	Флокс, маргаритка, примула, ревень
	Стеблевые черенки	Виноград, смородина, крыжовник
	Отводки	Крыжовник, виноград, черемуха
Подземные части побегов	Корневище	Спаржа, бамбук, ирис, ландыш
	Клубень	Картофель, седмичник, топинамбур
	Луковица	Лук, чеснок, тюльпан, гиацинт
Клубнелуковица	Гладиолус, крокус
Лист	Листовые черенки	Бегония, глоксиния, колеус

7. Полиэмбриония. Размножение во время эмбрионального развития, при котором из одной зиготы развивается несколько зародышей – близнецов (однояйцевые близнецы у человека). Потомство всегда одного пола.

8. Клонирование. Искусственный способ бесполого размножения. В естественных условиях не встречается. Клон – генетически идентичное потомство, полученное от одной особи в результате того или иного способа бесполого размножения.

Вопросы для обсуждения: 1. Что такое размножение? 2. Какие виды размножения существуют на Земле? 3. Какой вид размножения является самым древним? 4. В чём сущность бесполого размножения? 5. Раскройте смысл почкования, как одной из формы бесполого размножения. 6. Раскройте смысл фрагментации, как одной из формы бесполого размножения? 7. Что является источником генетической изменчивости при бесполом размножении? 8. Раскройте смысл деления, как одной из формы бесполого размножения. 9. Раскройте смысл шизогонии, как одной из формы бесполого размножения. 10. Раскройте смысл вегетативного размножения, как одной из форм бесполого размножения?

1. Работая с текстом учебника и схемой митоза, ответьте на вопросы:

2. Как называется хромосомный набор, полученный от родителей?
3. Как называется набор хромосом гаметы?
4. Как называются структуры на концах хромосом?
5. Сколько хроматид в хромосоме перед митозом? После митоза?
6. Сколько хромосом и ДНК в различные периоды интерфазы?
7. Сколько хромосом и ДНК в профазе митоза?
8. Сколько хромосом и ДНК в метафазе митоза?
9. Сколько хромосом и ДНК в анафазе митоза?
10. Сколько хромосом и ДНК в телофазе митоза?

Тестирование: «Митоз»

1. В какой период митотического цикла удваивается количество ДНК?

1. В пресинтетический период.
2. В синтетический период.

4. В метафазе.

2. В какой период происходит активный рост клетки?

1. В пресинтетический период.
2. В синтетический период.
3. В постсинтетический период.
4. В метафазе.

3. В какой период жизненного цикла клетка имеет набор хромосом и ДНК 2n4с и готовится к делению?

1. В пресинтетический период.
2. В синтетический период.
3. В постсинтетический период.
4. В метафазе.

4. В какой период митоза начинается спирализация хромосом, растворяется ядерная оболочка?

1. В анафазе.
2. В профазе.
3. В телофазе.
4. В метафазе.

5. В какой период митоза хромосомы выстраиваются по экватору клетки?

1. В профазе.
2. В метафазе.
3. В анафазе.
4. В телофазе.

6. В какой период митоза хроматиды отходят друг от друга и становятся самостоятельными хромосомами?

1. В профазе.
2. В метафазе.
3. В анафазе.
4. В телофазе.

* 7. В какие периоды митоза количество хромосом и ДНК равно 2n4с?

1. В профазе.
2. В метафазе.
3. В анафазе.
4. В телофазе.

8. В какой период митоза количество хромосом и ДНК равно 4n4с?

1. В профазе.
2. В метафазе.
3. В анафазе.
4. В телофазе.

9. Как называется неактивная часть ДНК в клетке?

1. Хроматин.
2. Эухроматин.
3. Гетерохроматин.
4. Вся ДНК в клетке активна.

*10. В какие периоды клеточного цикла количество хромосом и ДНК в клетке равно 2n4с?

1. В пресинтетический период.
2. В конце синтетического периода.
3. В постсинтетический период.
4. В профазе.
5. В метафазе.
6. В анафазе.
7. В телофазе.

• На вопрос дается несколько правильных ответов.

Ответы по теме «Митоз». Тест 1. 2. Тест 2. 1. Тест 3. 3. Тест 4. 2. Тест 5. 2. Тест 6. 3. *Тест 7. 1, 2. Тест 8. 3. Тест 9. 3. *Тест 10. 2, 3, 4, 5.

Занятие №2.

Половое размножение. Мейоз. Кроссинговер.

Фронтальный опрос:

1. Какова роль размножения в природе?
2. В чем особенности бесполого размножения?
3. Каково значение бесполого размножения?
4. Для чего проводят прививку у плодовых деревьев?
5. Что характерно для вегетативного размножения?
6. Каковы формы вегетативного размножения?
7. Какие формы размножения существуют в органическом мире?

Познавательная задача: В чем заключается биологическое значение полового размножения?

Лекция

Мейоз. Первое деление мейоза. Мейоз – основной этап образования половых клеток. Во время мейоза происходит не одно, как при митозе, а два следующих друг за другом клеточных деления. Первому мейотическому делению предшествует интерфаза I – фаза подготовки клетки к делению, в это время происходят те же процессы, что и в интерфазе митоза.
Первое мейотическое деление называют редукционным, так как именно во время этого деления происходит уменьшение числа хромосом, образуются две клетки с гаплоидным набором хромосом, однако хромосомы остаются двухроматидными. Сразу же после первого деления мейоза совершается второе – по типу обычного митоза. Это деление называют эквационным, так как во время этого деления хромосомы становятся однохроматидными.

Биологическое значение мейоза: благодаря мейозу происходит редукция числа хромосом. Из одной диплоидной клетки образуется четыре гаплоидных. Благодаря мейозу образуются генетически различные гаметы, т.к. в процессе мейоза трижды происходит перекомбинация генетического материала: за счет кроссинговера; случайного и независимого расхождения гомологичных хромосом, а затем и хроматид. Благодаря мейозу поддерживается постоянство диплоидного набора хромосом в соматических клетках.
Первое и второе деления мейоза складываются из тех же фаз, что и митоз, но сущность изменений в наследственном аппарате другая.

Профаза I. Самая продолжительная и сложная фаза мейоза. Состоит из ряда последовательных стадий. Гомологичные хромосомы начинают притягиваться друг к другу сходными участками и конъюгируют. Конъюгацией называют процесс тесного сближения гомологичных хромосом. Пару конъюгирующих хромосом называют бивалентом. Биваленты продолжают укорачиваться и утолщаться. Хромосомный набор можно обозначить как 2n4с. Каждый бивалент образован четырьмя хроматидами. Поэтому его называют тетрадой. Важнейшим событием является кроссинговер – обмен участками хромосом. Кроссинговер приводит к первой во время мейоза рекомбинации генов. В конце профазы I исчезают ядерная оболочка и ядрышко. Биваленты перемещаются в экваториальную плоскость. Центриоли, если они есть, перемещаются к полюсам клетки, и формируется веретено деления.

Метафаза I (2n; 4с). Заканчивается формирование веретена деления. Спирализация хромосом максимальна. Биваленты располагаются в плоскости экватора. Причем центромеры гомологичных хромосом обращены к разным полюсам клетки. Расположение бивалентов в экваториальной плоскости равновероятное и случайное, то есть каждая из отцовских и материнских хромосом может быть повернута в сторону того или другого полюса. Это создает предпосылки для второй за время мейоза рекомбинации генов. Нити веретена прикрепляются к центромерам хромосом.

Анафаза I (2n; 4с). К полюсам расходятся целые хромосомы, а не хроматиды, как при митозе. У каждого полюса оказывается половина хромосомного набора. Причем пары хромосом расходятся так, как они располагались в плоскости экватора во время метафазы. В результате возникают самые разнообразные сочетания отцовских и материнских хромосом, происходит вторая рекомбинация генетического материала.

Телофаза I (1n; 2c). У животных и некоторых растений хроматиды деспирализуются, вокруг них формируется ядерная оболочка. Затем происходит деление цитоплазмы (у животных) или образуется разделяющая клеточная стенка (у растений). У многих растений клетка из анафазы I сразу же переходит в профазу II.

Второе деление мейоза. Интерфаза II (1n; 2c). Характерна только для животных клеток. Репликация ДНК не происходит.
Вторая стадия мейоза включает также профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Она протекает так же, как обычный митоз.

Профаза II (1n; 2c). Хромосомы спирализуются, ядерная мембрана и ядрышки разрушаются, центриоли, если они есть, перемещаются к полюсам клетки, формируется веретено деления.

Метафаза II (1n; 2c). Формируются метафазная пластинка и веретено деления, нити веретена деления прикрепляются к центромерам.

Анафаза II (2n; 2c). Центромеры хромосом делятся, хроматиды становятся самостоятельными хромосомами, и нити веретена деления растягивают их к полюсам клетки. Число хромосом в клетке становится диплоидным, но на каждом полюсе формируется гаплоидный набор. Поскольку в метафазе II хроматиды хромосом располагаются в плоскости экватора случайно, в анафазе происходит третья рекомбинация генетического материала клетки.

Телофаза II (1n; 1с). Нити веретена деления исчезают, хромосомы деспирализуются, вокруг них восстанавливается ядерная оболочка, делится цитоплазма.

Таким образом, в результате двух последовательных делений мейоза диплоидная клетка дает начало четырем дочерним, генетически различным клеткам с гаплоидным набором хромосом.

Составление на доске схемы мейоза:

Половое размножение. Половое размножение осуществляется при участии двух родительских особей (мужской и женской), у которых в особых органах образуются специализированные клетки - гаметы . Процесс формирования гамет называется гаметогенезом, основным этапом гаметогенеза является мейоз. Дочернее поколение развивается из зиготы - клетки, образовавшейся в результате слияния мужской и женской гамет. Процесс слияния мужской и женской гамет называется оплодотворением . Обязательным следствием полового размножения является перекомбинация генетического материала у дочернего поколения.

В зависимости от особенностей строения гамет, можно выделить следующие формы полового размножения : изогамию, гетерогамию и овогамию.

Изогамия (1) - форма полового размножения, при которой гаметы (условно женские и условно мужские) являются подвижными и имеют одинаковые морфологию и размеры.

Гетерогамия (2) - форма полового размножения, при которой женские и мужские гаметы являются подвижными, но женские - крупнее мужских и менее подвижны.

Овогамия (3) - форма полового размножения, при которой женские гаметы неподвижные и более крупные, чем мужские гаметы. В этом случае женские гаметы называются яйцеклетками , мужские гаметы, если имеют жгутики, - сперматозоидами , если не имеют, - спермиями .

Овогамия характерна для большинства видов животных и растений. Изогамия и гетерогамия встречаются у некоторых примитивных организмов (водоросли). Кроме вышеперечисленных, у некоторых водорослей и грибов имеются формы размножения, при которых половые клетки не образуются: хологамия и конъюгация. При хологамии происходит слияние друг с другом одноклеточных гаплоидных организмов, которые в данном случае выступают в роли гамет. Образовавшаяся диплоидная зигота затем делится мейозом с образованием четырех гаплоидных организмов. При конъюгации (4) происходит слияние содержимого отдельных гаплоидных клеток нитевидных талломов. По специально образующимся каналам содержимое одной клетки перетекает в другую, образуется диплоидная зигота, которая обычно после периода покоя также делится мейозом.

Половое размножение характерно для большинства живых организмов. Преимущества: каждая особь обладает уникальным генотипом, что позволяет в результате естественного отбора приспособиться к различным условиям среды.

Разновидностью полового размножения является партеногенез – девственное развитие, когда новый организм развивается из неоплодотворенной яйцеклетки (дафнии, тли, трутни, тутовый шелкопряд, скальные ящерицы).

Задания для закрепления и проверки знаний

1. Что характерно для полового размножения? (2 особи, гаметы..)
2. Какими могут быть животные при половом размножении? (раздельнополые, обоеполые – гермафродиты)
3. Что такое партеногенез? (развитие из неоплодотворенного яйца)
4. При каких условиях возникает партеногенез? (стратегия выживания)
5. Какая стратегия выживания характерная для рыб? (откладывания много икринок если не заботятся о потомстве)
6. Голуби и орлы откладывают по 2 яйца. Почему голубей много, а орла встречаются редко?(особенность жилища, и пища)
7. Как называются половые железы позвоночных животных? (семенники, яичники)
8. Что такое половой диморфизм? (различие между самцом и самкой)

Тестирование: «Мейоз»

Тест 1. Когда при мейозе происходит конъюгация гомологичных хромосом?

1. Профаза I.
2. Метафаза I.
3. Анафаза I.
4. Телофаза I.
5. Профаза II.
6. Метафаза II.
7. Анафаза II.
8. Телофаза II.

Тест 2. Какой набор хромосом и ДНК в конце 1-го деления мейоза?

1. 1n1c.
2. 1n2c.
3. 1n4c.
4. 2n2c.
5. 2n4c.
6. 4n4c.

Тест 3. Какой набор хромосом и ДНК в конце 2-го деления мейоза?

1. 1n1c.
2. 1n2c.
3. 1n4c.
4. 2n2c.
5. 2n4c.
6. 4n4c.

*Тест 4. На каких стадиях мейоза набор хромосом и ДНК 2n4c?

1. Профаза I.
2. Метафаза I.
3. Анафаза I.
4. Телофаза I.
5. Профаза II.
6. Метафаза II.
7. Анафаза II.
8. Телофаза II.

Тест 5. На какой стадии мейоза набор хромосом и ДНК 2n2c?

1. Профаза I.
2. Метафаза I.
3. Анафаза I.
4. Телофаза I.
5. Профаза II.
6. Метафаза II.
7. Анафаза II.
8. Телофаза II.

*Тест 6. На каких стадях мейоза набор хромосом и ДНК 1n2c?

1. Профаза I.
2. Метафаза I.
3. Анафаза I.
4. Телофаза I.
5. Профаза II.
6. Метафаза II.
7. Анафаза II.
8. Телофаза II.

Тест 7. На какой стадии мейоза набор хромосом и ДНК 4n4c?

1. Профаза I.
2. Метафаза I.
3. Анафаза I.
4. Телофаза I.
5. Профаза II.
6. Метафаза II.
7. Анафаза II.
8. Такого набора хромосом и ДНК в норме не может быть.

Тест 8. На какой стадии мейоза набор хромосом и ДНК 1n1c?

1. Профаза I.
2. Метафаза I.
3. Анафаза I.
4. Телофаза I.
5. Профаза II.
6. Метафаза II.
7. Анафаза II.
8. Телофаза II.

*Тест 9. На каких стадиях мейоза происходит перекомбинация генетического материала?

1. Профаза I.
2. Метафаза I.
3. Анафаза I.
4. Телофаза I.
5. Профаза II.
6. Метафаза II.
7. Анафаза II.
8. Телофаза II.

Тест 10. В какую стадию мейоза происходит кроссинговер?

1. Профаза I.
   2. Метафаза I.
   3. Анафаза I.
   4. Телофаза I.
   5. Профаза II.
   6. Метафаза II.
   7. Анафаза II.
   8. Телофаза II.

Задание по теме «Мейоз». Тест 1. 1. Тест 2. 2. Тест 3. 1. *Тест 4. 1, 2, 3. Тест 5. 7. *Тест 6. 4, 5, 6. Тест 7. 8, Тест 8. 8. *Тест 9. 1, 3, 7. Тест 10. 1.

Задание на дом:

Занятие №3.

Гаметогенез. Оплодотворение.

Фронтальный опрос:

Сравнение бесполого и полового размножения по следующим характеристикам:

1. Число особей, участвующих в размножении;

Образуются ли гаметы? У какого способа отсутствует мейоз?

1. На кого похожи потомки?
2. Для каких организмов характерны?
3. Где быстрее происходит увеличение численности?

Индивидуальный опрос:

1. Характеристика 1-го деления мейоза.
2. Характеристика 2-го деления мейоза.
3. Отличия мейоза от митоза.

Работа с карточками у доски:

Запишите номера вопросов, против них – правильные ответы. 1. Как называется бесполое размножение амебы? 2. Как называется деление, при котором происходит множественное деление ядра и образуется несколько особей (у трипаносом, малярийного плазмодия)? 3. Как осуществляется бесполое размножение папоротников и мхов? 4. Как осуществляется бесполое размножение гидры, дрожжей? 5. Как осуществляется бесполое размножение человека? 6. Что характерно для генотипов дочерних особей по сравнению с материнской при бесполом размножении? 7. Что характерно для генотипов дочерних особей по сравнению с родительскими при половом размножении? 8. Как называется размножение, при котором развитие нового организма происходит из неоплодотворенной яйцеклетки?

Изучение нового материала.

1.Самостоятельная работа студентов с учебником, заполнение таблицы:

Сравниваемые признаки	Женские гаметы	Мужские гаметы
1. Форма и размеры
2. Особенности строения
3. Выполняемые функции

Гаметы. Это половые клетки, при слиянии которых образуется зигота, дающая начало новому организму. Они представляют собой высокоспециализированные клетки, участвующие в осуществлении процессов, связанных с половым размножением. Гаметы имеют ряд особенностей, отличающих их от соматических клеток: хромосомный набор соматических клеток – диплоидный (2n2с), а гамет – гаплоидный (nс); гаметы не делятся; гаметы, особенно яйцеклетки, более крупные, чем соматические клетки; яйцеклетка содержит много питательных веществ, сперматозоид – мало (практически отсутствуют); гаметы имеют измененное ядерно-цитоплазматическое соотношение по сравнению с соматическими клетками (в яйцеклетке ядро занимает значительно больший объем, чем цитоплазма, в сперматозоиде – наоборот, причем ядро имеет такие же размеры, что и в яйцеклетке). Активная роль в оплодотворении принадлежит сперматозоиду. Поэтому он имеет малые размеры и подвижен (у животных). Яйцеклетка не только приносит в зиготу свой набор хромосом, но и обеспечивает развитие зародыша на ранних стадиях. Поэтому она имеет крупные размеры и, как правило, содержит большой запас питательных веществ.

Организация яйцеклеток животных. Размер яйцеклеток колеблется в широких пределах – от нескольких десятков микрометров до нескольких сантиметров (яйцеклетка человека – около 100 мкм, яйцо страуса, имеющее длину со скорлупой порядка 155 мм, – тоже яйцеклетка). Яйцеклетка имеет ряд оболочек, располагающихся поверх плазматической мембраны, и запасные питательные вещества. У млекопитающих яйцеклетки имеют блестящую оболочку, поверх которой располагается лучистый венец – слой фолликулярных клеток.

Количество питательных веществ, накапливаемых в яйцеклетке, зависит от условий, в которых происходит развитие зародыша. Так, если развитие яйцеклетки происходит вне организма матери и приводит к формированию крупных животных, то желток может составлять более 95% объема яйцеклетки. Яйцеклетка млекопитающих содержит менее 5% желтка. В связи с накоплением питательных веществ у яйцеклеток появляется полярность. Противоположные полюсы называются вегетативным и анимальным. Поляризация проявляется в том, что происходит изменение местоположения ядра в клетке (оно смещается в сторону анимального полюса), а также в особенностях распределения цитоплазматических включений (во многих яйцах количество желтка возрастает от анимального к вегетативному полюсу).

Организация сперматозоидов. Длина сперматозоида человека – 50–60 мкм. Функции сперматозоида определяют и его строение. Головка – самая крупная часть сперматозоида, образованная ядром, которое окружено тонким слоем цитоплазмы. На переднем конце головки расположена акросома – часть цитоплазмы с видоизмененным аппаратом Гольджи. Она вырабатывает фермент, который способствует растворению оболочек яйцеклетки. В месте перехода головки в среднюю часть образуется перехват – шейка сперматозоида, в которой расположены две центриоли. За шейкой располагается средняя часть сперматозоида, содержащая митохондрии, и хвост, который имеет типичное для всех жгутиков эукариот строение и является органоидом движения сперматозоида. Энергию для движения поставляет гидролиз АТФ, происходящий в митохондриях средней части сперматозоида.

2. Объяснение преподавателя с использованием таблиц и составлением конспекта в тетради.

Сперматогенез, оогенез. Гаметогенез – это процесс развития половых клеток – гамет. Предшественники гамет (гаметоциты ) диплоидны. Процесс образования сперматозоидов называется сперматогенезом, а образование яйцеклеток – оогенезом (овогенезом ) . В половых железах различают три разных участка, или зоны: зона размножения, зона роста, зона созревания. Сперматогенез и оогенез включают три одинаковые фазы: размножения, роста, созревания (деления). В сперматогенезе имеется еще одна фаза – формирования.

Фаза размножения: диплоидные клетки многократно делятся митозом. Количество клеток в гонадах растет, их называют оогонии и сперматогонии. Набор хромосом 2n. В фазе роста происходит их рост, образовавшиеся клетки называются ооциты 1-го порядка и сперматоциты 1-го порядка. В фазе созревания происходит мейоз, в результате первого мейотического деления образуются гаметоциты 2-го порядка (набор хромосом n2c), которые вступают во второе мейотическое деление, и образуются клетки с гаплоидным набором хромосом (nс). Оогенез на этом этапе практически заканчивается, а сперматогенез включает еще фазу формирования, во время которой формируются сперматозоиды.

В отличие от образования сперматозоидов, которое происходит только после достижения половой зрелости (в частности, у позвоночных животных), процесс образования яйцеклеток начинается еще у зародыша. Период размножения полностью осуществляется на зародышевой стадии развития и заканчивается к моменту рождения (у млекопитающих и человека). В период роста ооциты увеличиваются в размерах за счет накопления питательных веществ (белков, жиров, углеводов) и пигментов – образуется желток. Затем ооциты 1-го порядка вступают в период созревания. В результате первого мейотического деления возникают две дочерние клетки. Одна из них, относительно мелкая, называемая первым полярным тельцем, не является функциональной, а другая, более крупная (ооцит 2-го порядка ), подвергается дальнейшим преобразованиям.

Второе деление мейоза осуществляется до стадии метафазы II и продолжится только после того, как ооцит 2-го порядка вступит во взаимодействие со сперматозоидом и произойдет оплодотворение. Таким образом, из яичника выходит, строго говоря, не яйцеклетка, а ооцит 2-го порядка. После оплодотворения он делится, в результате чего возникают яйцеклетка (или яйцо ) и второе полярное тельце. Однако традиционно для удобства яйцеклеткой называют ооцит 2-го порядка, готовый к взаимодействию со сперматозоидом. Таким образом, в результате оогенеза образуется одна нормальная яйцеклетка и три полярных тельца.

Оплодотворение. Совокупность процессов, приводящих к слиянию мужских и женских гамет, объединению их ядер и образованию зиготы, которая дает начало новому организму, называется оплодотворением.

Различают наружное оплодотворение, при котором встреча сперматозоидов и яйцеклеток происходит во внешней среде, и внутреннее оплодотворение, при котором встреча сперматозоидов и яйцеклеток происходит в половых путях самки.

Чаще всего сперматозоид полностью втягивается в яйцо, иногда жгутик остается снаружи и отбрасывается. С момента проникновения сперматозоида в яйцо гаметы перестают существовать, так как образуют единую клетку – зиготу. В зависимости от количества сперматозоидов, проникающих в яйцеклетку при оплодотворении, различают: моноспермию – оплодотворение, при котором в яйцо проникает только один сперматозоид (наиболее обычное оплодотворение), и полиспермию – оплодотворение, при котором в яйцеклетку проникает несколько сперматозоидов. Но даже в этом случае с ядром яйцеклетки сливается ядро только одного из сперматозоидов, а остальные ядра разрушаются.

Двойное оплодотворение. 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. 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).

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 Навашиным в 1898 году.

Задания для закрепления и проверки знаний

Фронтальная беседа.

1. Когда начинается сперматогенез у человека?
2. Когда начинается оогенез у человека?
3. Какие зоны различают в гонадах?
4. Что образуется из ооцита после мейоза?
5. Какой набор хромосом в гаметоцитах 2-го порядка после первого деления созревания?
6. Какой набор хромосом в гаметах?
7. Как называются оболочки яйцеклетки?
8. Где располагаются митохондрии в сперматозоидах? Где располагаются центриоли?
9. У каких организмов внешнее оплодотворение?
10. Каковы размеры яйцеклетки?

Диктант терминов «Размножение растений и животных»

1. Половые клетки, участвующие в размножении, называются … (Гаметы. )

2. Мужские гаметы называются … (Сперматозоиды. )

3. Женские гаметы называются … (Яйцеклетки. )

4. Процесс слияния половых клеток называют … (Оплодотворение. )

5. Животные, у которых одни особи производят только сперматозоиды, а другие яйцеклетки, называются … (Раздельнополые. )

6. Особи, способные производить в своем теле одновременно мужские и женские гаметы, называются … , или... (Обоеполые, или гермафродиты. )

7. Способность зародыша развиваться из неоплодотворенной яйцеклетки называется … (Партеногенез .)

8. Оплодотворенная яйцеклетка называется... (Зигота .)

9. Половые органы самцов – … (Семенники .)

10. Половые органы самок – … (Яичники .)

11. Для растений характерны два способа размножения – … и... (Бесполое и половое. )

12. Образование новых особей из корня, побега называют … (Вегетативное размножение. )

13. Органом полового размножения растений является … (Цветок .)

14. Процесс, при котором пыльца попадает на рыльце пестика, называют … (Опыление .)

15. Спермии развиваются в … (Пыльцевых зернах. )

16. Первый спермий сливается с … , а второй спермий – с … (Яйцеклеткой ; центральной клеткой. )

17. При слиянии спермия с яйцеклеткой образуется … (Зигота .)

18. При слиянии спермия с центральной клеткой образуется … (Эндосперм .)

19. Стенки завязи становятся стенками … (Плода .)

Занятие №4.

Индивидуальное развитие организма. Эмбриогенез.

Лекция

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.

Фронтальная беседа.

1. Развитие с момента оплодотворения до рождения организма называют … (Зародышевое .)

2. Стадию деления зиготы на множество клеток называют … (Дробление .)

3. Шарообразный зародыш с полостью внутри называют … (Бластула .)

4. Стадию образования у зародыша трех зародышевых слоев называют … (Гаструла .)

5. Наружный зародышевый слой называется … (Эктодерма .)

6. Внутренний зародышевый слой называется … (Энтодерма .)

7. Средний зародышевый слой называется … (Мезодерма .)

8. Стадия, на которой происходит образование систем органов, называется … (Нейрула .)

9. Развитие организма с момента его рождения до смерти называют … (Постэмбриональным .)

Занятие №5.

Постэмбриональное развитие.

Лекция

Постэмбриональный период развития начинается в момент рождения или выхода организма из яйцевых оболочек и продолжается вплоть до его смерти. Постэмбриональное развитие включает в себя: рост организма; установление окончательных пропорций тела; переход систем органов на режим взрослого организма (в частности, половое созревание). Различают два основных типа постэмбрионального развития : 1) прямое, 2) с превращением.

При прямом развитии 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); внутриутробный тип, при котором зародыш развивается внутри организма матери и связан с ним через плаценту (плацентарные млекопитающие).

При развитии с превращением (метаморфозом) из яйца выходит личинка, устроенная проще взрослого животного (иногда сильно отличающаяся от него); как правило, она имеет специальные личиночные органы, часто ведет иной образ жизни, чем взрослое животное (насекомые, некоторые паукообразные, амфибии).

Например, у бесхвостых земноводных из яйцевых оболочек выходит личинка - головастик. Он имеет обтекаемую форму тела, хвостовой плавник, жаберные щели и жабры, органы боковой линии, двухкамерное сердце, один круг кровообращения. Со временем, под влиянием гормона щитовидной железы, головастик претерпевает метаморфоз. У него рассасывается хвост, появляются конечности, исчезает боковая линия, развиваются легкие и второй круг кровообращения, т.е. постепенно он приобретает признаки, характерные для земноводных.

Занятие №6.

Индивидуальное развитие человека. Репродуктивное здоровье. Последствия влияния алкоголя, никотина, наркотических веществ, загрязнения среды на развитие человека.

Лекция

Развитие организма человека. Индивидуальное развитие человека (онтогенез) начинается с момента оплодотворения, когда происходит слияние женской (яйцеклетка) и мужской (сперматозоид) половых клеток. Начальные этапы развития протекают в половых путях женщины, поэтому весь онтогенез принято делить на пренаталъный и постнатальный (от лат. natus - роды) периоды, т. е. дородовой и послеродовой.
В пренатальном (внутриутробном) периоде онтогенеза в свою очередь выделяют зародышевый (эмбриональный) и плодный (феталъный) периоды. Первый длится 2 месяца, второй - с 3-го по 9-й включительно (рис. 1).
В эмбриональном периоде происходит увеличение числа клеток, которые постепенно дифференцируются в зачатки всех типов тканей (гистогенез). В течение второго месяца внутриутробного развития образуются органы (органогенез); в основных чертах формируются части тела: голова, шея, туловище и конечности. С 3-го месяца начинается интенсивный рост и развитие тела плода, продолжающийся и после рождения ребенка.
С момента рождения начинается процесс самостоятельной жизни индивидуума и его адаптация к окружающей среде. Вновь приобретаемые признаки наслаиваются на переданные по наследству, в результате чего в организме происходят сложные преобразования. Физическое развитие индивидуума характеризуется весом, ростом и размерами отдельных частей тела (рис. 2).
Эти показатели в течение жизни изменяются неравномерно. Ускоренный рост наблюдается в период раннего детства (от 1 года до 3 лет), в возрасте от 5 до 7 лет и в период полового созревания (от 11-12 до 15-16 лет), при этом изменяются и основные пропорции тела. Параллельно с ростом наблюдаются возрастные изменения во всех органах и системах. Примерно к 20-25 годам рост человека прекращается и наступает относительно стабильный период существования - зрелый возраст. После 55-60 лет человек начинает постепенно стареть, и в ряде органов возникают склеротические изменения. Это в свою очередь вызывает снижение различных функций организма.
С момента рождения начинается процесс самостоятельной жизни индивидуума и его адаптация к окружающей среде. Вновь приобретаемые признаки наслаиваются на переданные по наследству, в результате чего в организме происходят сложные преобразования. Физическое развитие индивидуума характеризуется весом, ростом и размерами отдельных частей тела (рис. 2). Эти показатели в течение жизни изменяются неравномерно.
Ускоренный рост наблюдается в период раннего детства (от 1 года до 3 лет), в возрасте от 5 до 7 лет и в период полового созревания (от 11-12 до 15-16 лет), при этом изменяются и основные пропорции тела. Параллельно с ростом наблюдаются возрастные изменения во всех органах и системах. Примерно к 20-25 годам рост человека прекращается и наступает относительно стабильный период существования - зрелый возраст. После 55-60 лет человек начинает постепенно стареть, и в ряде органов возникают склеротические изменения. Это в свою очередь вызывает снижение различных функций организма.
В процессе развития и роста организма и формирования его нервной системы меняется характер и уровень потребностей человека. У новорожденного доминируют витальные потребности, связанные с осуществлением жизненно важных функций: питания, дыхания, сна и т. п. Постепенно формируются и интенсивно развиваются разнообразные физиологические потребности, связанные с перемещением в пространстве, с усвоением различных пищевых веществ, ростом и развитием, а также самостоятельным выполнением и произвольным регулированием физиологических функций. Сравнительно рано, уже на первом году жизни, начинают формироваться познавательные потребности, особенно в период раннего детства (1-3 года) и позднее на протяжении дошкольного и школьного периодов развития ребенка. Формирование социально-коммуникативных потребностей занимает довольно длительный период онтогенеза, включая зрелую жизнь индивидуума.
В период полового созревания в развитии личности субъекта доминируют социально-коммуникативные потребности. Вершиной в развитии личности являются творческие потребности, связанные с накоплением новых знаний и культурных ценностей. Начало формирования этих потребностей следует отнести к концу раннего детства и переходу к дошкольному периоду развития. Однако доминирующей мотивационной основой они могут стать позднее, когда личность человека уже сформирована, и наступает период зрелого существования.

Развитие после рождения.

Вариант 1

А1. Что у ребенка растет наиболее быстро в возрасте 7-10 лет?

1)голова

2) руки

3) ноги

4) туловище

А2. Во сколько раз длина ног взрослого человека больше, чем у новорожденного?

1) в 5 раз 3) в 3 раза

2) в 4 раза 4) в 2 раза

A3. Что свидетельствует о наступлении биологической зрелости юношей?

1) появление неуклюжести и размашистости движений

2) появление менструаций

3) появление поллюций

4) ускоренный рост рук

А4. Что отражает степень физического развития субъекта?

1) календарный возраст

2) биологический возраст

3) внутреннее ощущение человеком своего возраста

4) возраст, на который человек выглядит

В1. Какая часть тела у зародыша растет быстрее в первый месяц развития?

С1. Почему в первый месяц развития у зародыша голова растет быстрее всего?

Индивидуальное развитие организма. Внутриутробное развитие организма.

Развитие после рождения.

Вариант 2

А1. Когда окончательно формируется телосложение человека?

1) в подростковый период

2) в 18 лет

3) в 20 лет

4) в 30 лет

А2. Во сколько раз размер головы взрослого человека больше, чем у новорожденного?

1) в 4,5 раза

2) в 4 раза

3) в 3 раза

4) в 2 раза

A3. Что свидетельствует о наступлении биологической зрелости девушек?

1) ускоренный рост ног

2) появление поллюций

3) появление менструаций

4) рост груди

А4. Когда у ребенка начинают работать сосудосуживающие рефлексы, а грудное дыхание сменяется грудобрюшным?

1) в 3 года

2) после полуростового скачка (5-7 лет)

3) в 7-10 лет

4) в подростковом возрасте

В1. Где происходит оплодотворение яйцеклетки?

________________________________________________________________________

В2. Сколько недель продолжается период беременности у человека?

________________________________________________________________________

С1. Что такое полуростовой скачок?

Задание на дом: изучить текст параграфа, ответить на вопросы.

Подготовить сообщения: «Влияние вредных привычек на развитие зародыша»

«Влияние алкоголя, курения и наркомании на постэмбриональное развитие»

Вопросы к зачёту:

Группа делится на два варианта, каждому варианту предлагается 10 тестовых и один теоретический вопрос.

Вариант 1

1. Как называется набор хромосом, характерный для вида?
2. Какой набор хромосом в соматических и половых клетках?
3. Сколько хромосом и ДНК в различных периодах интерфазы?
4. Как называются парные, одинаковые хромосомы соматической клетки?
5. Как называются первичная перетяжка и концы хромосомы?
6. Сколько хромосом и ДНК в клетке перед митозом и в конце митоза?
7. Сколько хромосом и ДНК в профазе, метафазе и анафазе митоза?
8. Каков смысл мейоза?
9. Как называются первое и второе деления мейоза?
10. Какие процессы происходят в клетке в профазе I мейоза?
11. Сколько хромосом и ДНК перед мейозом, после первого и второго делений?
12. Какой набор хромосом и ДНК в метафазе I и анафазе I мейоза?


15. Когда в мейозе происходит перекомбинация генетического материала?
16. Перечислите фазы мейоза, во время которых хромосомы двухроматидные.

18. Как называется деление, при котором происходит множественное деление ядра и образуется несколько особей (у трипаносом, малярийного плазмодия)?
19. Что характерно для генотипов дочерних особей по сравнению с материнской при бесполом размножении?
20. Какой набор хромосом имеют споры?
21. Как называются оболочки яйцеклетки млекопитающих?
22. Когда начинается оогенез у человека?
23. Как называется размножение, при котором развитие нового организма происходит из неоплодотворенной яйцеклетки?
24. Каков набор хромосом гаметогониев, гаметоцитов 1-го порядка, гаметоцитов 2-го порядка?
25. Что образуется после сперматогенеза из одного сперматоцита?
26. Что образуется после оогенеза из одного ооцита?
27. У каких организмов внешнее оплодотворение?
28. Чем представлены мужской и женский гаметофиты цветковых растений?
29. Что образуется из интегументов и центральной клетки зародышевого мешка?
30. Из чего образуется околоплодник?
31. Кто открыл двойное оплодотворение?
32. Из каких периодов складывается онтогенез животных?
33. Из каких периодов складывается эмбриогенез животных?
34. Что образуется в результате дробления зиготы?
35. Как называется двухслойный зародыш ланцетника?
36. Что образуется из эктодермы, энтодермы и мезодермы нейрулы?
37. Из каких зародышевых листков образуются позвоночник, эпидермис и легкие?
38. Какие животные относятся к вторичноротым?
39. Назовите трех животных с прямым постэмбриональным развитием.
40. Назовите трех животных с непрямым постэмбриональным развитием.

Теоретические вопросы

1. Митотический цикл клетки.
2. Зарисуйте и объясните поведение пары гомологичных хромосом в профазу, метафазу, анафазу и телофазу первого мейотического деления.

Вариант 2

1. Что образуется после сперматогенеза из одного сперматоцита?
2. Какие животные относятся к вторичноротым?
3. Что образуется из интегументов и центральной клетки зародышевого мешка?
4. Как называется набор хромосом, характерный для вида?
5. Сколько хромосом и ДНК в различных периодах интерфазы?
6. Сколько хромосом и ДНК в профазе, метафазе и анафазе митоза?
7. Как называется двухслойный зародыш ланцетника?
8. Каков смысл мейоза?
9. Какие процессы происходят в клетке в профазе I мейоза?
10. Сколько хромосом и ДНК перед мейозом, после первого и второго деления?
11. Какой набор хромосом и ДНК в метафазе I и анафазе I мейоза?
12. Из чего образуется околоплодник?
13. Что характерно для интерфазы между первым и вторым делениями мейоза?
14. Какой набор хромосом и ДНК в метафазе II и анафазе II мейоза?
15. Что образуется после оогенеза из одного ооцита?
16. Как называются парные, одинаковые хромосомы соматической клетки?
17. Что характерно для бесполого размножения?
18. Из каких периодов складывается эмбриогенез животных?
19. Сколько хромосом и ДНК в клетке перед митозом и в конце митоза?
20. Как называется деление, при котором происходит множественное деление ядра и образуется несколько особей (у трипаносом, малярийного плазмодия)?
21. Что характерно для генотипов дочерних особей по сравнению с материнской при бесполом размножении?
22. Из каких зародышевых листков образуются позвоночник, эпидермис и легкие?
23. Какой набор хромосом имеют споры?
24. Как называются оболочки яйцеклетки млекопитающих?
25. Как называются первичная перетяжка и концы хромосомы?
26. Когда начинается оогенез у человека?
27. Назовите трех животных с непрямым постэмбриональным развитием.
28. Как называется размножение, при котором развитие нового организма происходит из неоплодотворенной яйцеклетки?
29. Каков набор хромосом гаметогониев, гаметоцитов 1-го порядка, гаметоцитов 2-го порядка?
30. Какой набор хромосом в соматических и половых клетках?
31. У каких организмов внешнее оплодотворение?
32. Чем представлены мужской и женский гаметофиты цветковых растений?
33. Кто открыл двойное оплодотворение?
34. Из каких периодов складывается онтогенез животных?
35. Перечислите фазы мейоза, во время которых хромосомы – двухроматидные.
36. Что образуется в результате дробления зиготы?
37. Как называются первое и второе деления мейоза?
38. Что образуется из эктодермы, энтодермы и мезодермы нейрулы?
39. Когда в мейозе происходит перекомбинация генетического материала?
40. Назовите трех животных с прямым постэмбриональным развитием.

Теоретические вопросы

1.Митотический цикл клетки.
2. Зарисуйте и объясните поведение пары гомологичных хромосом в профазе, метафазе, анафазе и телофазе первого мейотического деления.
3. Бесполое размножение и его формы.
4. Яйцеклетки, сперматозоиды. Гаметогенез.
5. Типы онтогенеза. Стадии эмбриогенеза.
6. Образование спор и гамет у цветковых растений. Двойное оплодотворение.

Время занятия - 90 мин.

Место проведения - учебная аудитория

Вид занятия - семинарское занятие

Цели занятия :

1. Обучающая:

Обобщить знания студентов по изученному материалу, умения, навыки; оценить уровень знания; провести контроль знаний, умений, навыков; систематизировать знания.

1. Развивающая:

Научить анализировать, выделять главное, развивать профессиональные умения

1. Воспитательная:

Воспитание настойчивости и целеустремленности в достижении цели, уверенности в знаниях, выработать умение мыслить; воспитание культуры общения, любознательность, объективность.

1. Методическая

Активизировать познавательную деятельность студентов путем решения поставленных перед ними задач.

Задачи:

1. Развитие речи учащегося, логического мышления и внимания, умения анализировать, сравнивать, выделять главное.

2. воспитание ценностного отношения к жизни, ценности практических знаний.

3. углубление знаний учащихся по данному материалу, активизация познавательной деятельности.

Форма работы : индивидуальная, групповая.

Квалификационные требования

К знаниям:

Студенты должны знать материал по темам: «Свойства живых организмов», «Клетка», «Деление клетки», «Митоз», «Мейоз».

К умениям:

Студенты должны уметь свободно ориентироваться в материале изученных тем.

Сопоставлять знания и находить решения.

Делать выводы, заключения, обосновывать свою точку зрения.

Межпредметные связи: Анатомия, психология, медицина.

Внутрипредметные связи: Темы: «Свойства живых организмов», «Клетка», «Деление клетки», «Митоз», «Мейоз», «Оплодотворение», «Формы размножения организмов»

Оборудование: иллюстрационный материал, видеопрограмма, мультимедийный комплекс, световые микроскопы, магнитная доска, микропрепараты «Митоз в корешке лука», «Деление яйцеклетки».

Оснащение:

1. Мультимедийный комплекс
2. Дидактический материал: карточки

1. Литература:

Основная литература

Интернет-ресурсы:

1.Российская государственная библиотека [Электронный ресурс] / Центр информ. технологий РГБ; ред. Власенко Т.В. ; Web-мастер Козлова Н.В. — Электрон. дан. — М. :Рос. гос. б-ка, 1997—Режим доступа: http://www.rsl.ru, свободный. — Загл. с экрана.— Яз. рус., англ. 2.Подборка интернет-материалов для учителей биологии по разным биологическим дисциплинам [Электронный ресурс] / НПБ им. К.Д. Ушинского РАО - Режим доступа: http://www.gnpbu.ru 3.Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов [Электронный ресурс] / 2006-2012 ФГАУ ГНИИ ИТТ "Информика" Свидетельство о регистрации средства массовой информации Эл № ФС 77 - 47492 от 25 ноября 2011 года- Режим доступа: http://school-collection.edu.ru , свободный. - Загл. С экрана. - Яз. рус. 4.Сайт для преподавателей учащихся [Электронный ресурс] / Издательский дом «Первое сентября» - Режим доступа: http://1september.ru , свободный. - Загл. С экрана. - Яз. рус. 5.Персональный сайт преподавателя биологии Капшученко А.Н. [Электронный ресурс] свободный. - Загл. С экрана. - Яз. рус.

Обоснование темы

Тема «Митоз» является одной из ключевых тем биологии. Она связывает большинство разделов биологии в единое целое. Является ключевой для изучения таких тем как «Оплодотворение», «Эмбриональное развитие», «Онтогенез», «Закономерности наследования признаков», «Изменчивость» и других. Тема напрямую связана с изучением ряда медицинских наук: акушерство, гинекология, анатомия, физиология, медицинская генетика, психология.

Позволяет рассмотреть ряд социальных аспектов, перспективы и достижения современной науки. Нацелить студентов на изучение последующих тем биологии. Определить межпредметные связи.

План занятия

№	Этап занятия	Время		Деятельность
				преподавателя	студента
	Организационный		Объявление темы, цели занятия	Приветствует студентов, организует внимание, сообщает тему и цель занятия.	Приветствуют преподавателя,
			Оценка готовности аудитории и студентов	Проверяет присутствующих	Участвуют в перекличке
			Характеристика порядка проведения семинарского занятия.	Объясняет порядок проведения семинарского занятия, критерии оценки за практическое занятие. Выясняет вопросы, которые вызвали затруднения, даёт пояснения	Внимательно слушают, задают вопросы
	Систематизация знаний		Фронтальный опрос	Задает вопросы	Отвечают на вопросы
	Контроль знаний и умений.		Характеристика порядка проведения практической работы	Объясняет порядок выполнения заданий, контролирует выполнение, дает пояснения, индивидуальные консультации	Выполняют работу
	Заключи-тельный этап		Обобщение, выводы	Анализ достижений цели. Оценка работы студентов.	Слушают, анализируют, оценивают свою работу
			Ответы на вопросы студентов	Отвечает на вопросы студентов, дает необходимые объяснения	Задают вопросы, слушают ответы
	Всего

Приложение 1.

Вопросы для фронтального опроса

1. Какие существуют типы деления клеток?
2. Чем отличается амитоз от других типов деления клеток?
3. Что такое митоз? В чем его биологический смысл?
4. Какие процессы происходят в ядре в интерфазе?
5. Почему к началу митоза хромосомы состоят из двух хроматин?
6. Какие изменения происходят в профазе митоза в ядре?
7. К какому участку хромосомы присоединяется нить веретена деления?
8. Что характерно для метафазы митоза?
9. Почему телофазу называют «профаза наоборот»?
10. Какие хромосомы расходятся к полюсам клетки в анафазе?
11. Что представляют собой хромосомы к началу интерфазы?
12. Сколько клеток, и с каким набором хромосом образуется в результате митоза?
13. Для каких клеток характерен митоз?
14. Какие хромосомы называются гомологичными?
15. Что характерно для профазы?
16. Сколько клеток получается в результате митоза?
17. В чем отличие митоза от мейоза?

Приложение 2

1. Повторение пройденного материала. На доске записываются следующие термины:

1. Центриоль
2. Репликация
3. Клеточный цикл
4. Хроматин
5. Хроматиды
6. Хромосомы
7. Центромера
8. Интерфаза

Учащимся предлагается ответить на следующие вопросы и выбрать правильный ответ, записав его в виде цифрового варианта:

1. Как называется комплекс, состоящий из ДНК и белков - гистонов?
2. Как называется структура, образующаяся перед делением ядра?
3. Как называется период предшествующий ядерному делению?
4. Как называется участок, куда прикрепляются нити веретена деления?
5. Каково название структуры клеточного центра?
6. Как называется процесс удвоения молекулы ДНК?
7. Как называется период в жизни клетки от её образования до деления на дочерние?
8. Как называется одна из двух нуклеопротеидных нитей, образующихся при удвоении хромосом?

Приложение 3

1. Определение времени и места митоза в клеточном цикле.

На магнитной доске находится изображение клеточного цикла, выделен участок «митоз», определяется среднее время: интерфаза длится 10 - 20 часов, митоз 1 - 2 часа. Также возможно определение генетического материала перед делением. После митоза происходит цитокинез.

1. Определение митоза

«митоз (от гр. - митоз - нить) - непрямое деление ядра клетки и её тела, в ходе которого каждая из двух возникающих клеток получает генетический материал, идентичный исходной клетке». Синонимами для деления ядра является - кариокинез (в переводе с гр. карион - орех, ядро ореха, кинезис - движение)

1. Фазы митоза : профаза, метафаза, анафаза, телофаза, а затем следует цитокинез (работа в тетради)

Приложение 4

1. Лабораторная работа учащихся . Задание: каждая группа получает конверт, в котором находится информация о каждой фазе митоза, кроме того иллюстрированный материал. Рассматривая микропрепараты, найти по описанию определённую фазу, из фрагментов сложить определённый текст, наклеить его на лист бумаги.

1 группа. Профаза.

Хроматиды укорачиваются и утолщаются. Хроматиды хорошо видны. Центромеры не выявляются. Центриоли расходятся по полюсам. Начинает формироваться звезда из микротрубочек. Ядрышки уменьшаются. К концу профазы ядерная мембрана распадается, образуется веретено деления.

2 группа. Метафаза.

Пары хроматид прикрепляются своими центромерами к нитям веретена деления и перемещаются вверх и вниз по веретену до тех пор, пока их центромеры не выстроятся по экватору клетки.

3 группа. Анафаза.

Короткая стадия. Каждая центромера расщепляется на две, и нити веретена оттягивают дочерние центромеры с противоположным полюсом. Центромеры тянут за собой отделившиеся друг от друга хроматиды, которые теперь называются хромосомами.

4 группа. Телофаза.

Хромосомы достигают полюсов клетки, деспирализуются, удлиняются, не различимые нити веретена разрушаются, центриоли реплицируются. Вокруг хромосом образуется ядерная мембрана. Появляется ядрышко.

5 группа. Цитокинез.

Следует за телофазой и ведёт к первому периоду интерфазы, органеллы распределяются между дочерними клетками. В результате образуются две клетки с набором хромосом идентичным родительской.

1. Учащиеся представляют свои работы на доске и показывают фазу митоза на экране мультимедио комплекса.
2. Интерактивная часть (компьютерная программа)
3. Иллюстрированный материал к видеоматериалу.

Митоз лежит в основе роста, регенерации и вегетативного размножения всех эукариотических организмов. Далее мы с вами увидим, как это происходит в момент дробления оплодотворённой яйцеклетки - процессе, который лежит в основе образования многоклеточного зародыша (демонстрация микропрепарата «дробление яйцеклетки» на электронном и световом микроскопе).

1. Демонстрация видеофрагмента «Митоз»
2. Митоз - очень значимый процесс, много сил и времени было потрачено учёными, для познания всех особенностей этого процесса. Например, было выяснено, что митоз в растительных и животных клетках протекает с определёнными отличиями, что существуют факторы, которые негативно влияют на его протекание. Кроме того в литературе вы можете увидеть другую форму деления - прямое или амитоз. Работа с дополнительной литературой.

1 группа: задание «Амитоз»

Выделите из текста «опорные» точки, т.е. в 4-5 положениях укажите главные признаки амитоза. «Митоз - наиболее распространённый, но не единственный тип деления клеток. Практически у всех эукариот обнаружено так называемое прямое деление ядер, или амитоз. При амитозе не происходит конденсация хромосом и не образуется веретена деления, а ядро делится перетяжкой или фрагментацией, оставаясь в интерфазном состоянии. Цитокинезис всегда следует за делением ядра, в результате чего формируется многоядерная клетка. Амитотическое деление характерно для клеток, которые заканчивают развитие: отмирающих эпителиальных, фолликулярных клеток яичников... Так же амитоз встречается при патологических процессах: воспалении, злокачественном новообразовании… после него клетки не способны к митотическому делению».

2 группа: задание «нарушение митоза»

Составить логические пары: тип воздействия - последствия.

«правильное течение митоза может быть нарушено различными внешними факторами: высокими дозами радиации, некоторыми химическими веществами. Например, под воздействием рентгеновских лучей ДНК хромосомы может разорваться, хромосомы также при этом разрываются. Такие хромосомы не способны двигаться, например в анафазе. Некоторые химические вещества, не свойственные живым организмам (спирты, фенолы) нарушают согласованность митотических процессов. Одни хромосомы при этом двигаются быстрее, другие медленнее. Некоторые из них вообще могут не включаться в дочерние ядра. Есть вещества, которые препятствуют образованию нитей веретена деления. Их называют цитостатиками, например, колхицин и колцемид. Воздействуя ими на клетку можно остановить деление на стадии прометафазы. В результате такого воздействия в ядре возникает удвоенный набор хромосом »

3 группа: задание:

Восстановите хронологическую последовательность изучения клетки в том числе и процессы митоза. Ответ оформить в виде таблицы:

«начало изучения клетки было положено с изобретения микроскопа. Первым, кто оценил огромное значение этого прибора был английский физик и ботаник Роберт Гук. Он ввёл термин «клетка» (1665 год) Представления о самовоспроизведении клеток сложились у биологов к середине 19 века. В 1838 - 39 годах ботаник Шлейден и зоолог Шванн объединили идеи разных учёных и сформировали клеточную теорию, которая постулировала «основной единицей строения, и функции живых организмов является клетка» Несколько ранее было открыто ядро Робертом Брауном, он описал данную структуру, как характерное сферическое тельце, обнаруживаемое в растительных клетках. В 1868 году Геккель установил, что хранение и передачу наследственных признаков осуществляет ядро. Десятью годами ранее Рудольф Вирхов, расширил клеточную теорию, провозгласив «каждая клетка из клетки» В 1879 году Бовери и Флеминг описали происходящие в клетке события, в результате которых образуются две идентичные клетки».

4 группа. Задание: «Различие митоза у растений и животных».

Проанализировав текст, найдите отличия в протекании митоза у растений и животных. Заполните таблицу.

Самое главное событие, происходящее во время митоза - это равномерное распределение удвоившихся хромосом между двумя дочерними клетками. Митоз в клетках растений и животных протекает почти одинаково, но отличия всё-таки имеются. Так, например, в растительных клетках нет центриолей. В конце телофазы в растительных клетках из нитей веретена деления в экваториальной части формируется фрагмопласт, в эту же область перемещаются рибосомы, митохондрии, ЭПС. Всё это приводит к формированию клеточной пластинки, которая впоследствии разделит клетку надвое. Этого процесса не наблюдается у животных. Есть и различия в цитокинезе, например, только у животных образуется перетяжка. Митозы у животных происходят в различных тканях и участках организма, чего не скажешь о растениях. Там митоз происходит в строго определённых местах, где расположена образовательная ткань, то есть в меристемах. Например, на кончиках корня (зона роста), в почке (конус нарастания), камбии.

5 группа. Задание: создайте символический знак, который бы подошёл к теме нашего урока. Работа в тетради и на листе бумаги с использованием цветных карандашей.

1. Выступления учащихся.
2. Выводы.

Сегодня урок был посвящён важнейшему процессу - митозу. Мы уделили достаточно времени самому процессу, его особенностям, проблемам. Самое главное, что этот процесс обеспечивает генетическую стабильность вида, а так же процессы регенерации, роста, бесполого (вегетативного) размножения. Процесс сложный, многоступенчатый и очень чувствительный к воздействию факторов среды.

Приложение 5

1. Мозговой штурм (закрепление изученного материала)

№	Клетка и её фазы	Общая масса всех молекул ДНК	Кол-во хромосом
	В одной неделящейся соматической клетке	6*10-9мг	46
	В одной соматической клетке к концу интерфазы, перед профазой
	В материнской соматической клетке в её профазе и метафазе митоза
	Материнской соматической клетке в анафаза
	В одной дочерней соматической клетке в конце телофазы митоза
	В двух дочерних соматических клетках (сумма) в конце телофазы митоза

Приложение 5

Тестирование: «Митоз»

1. В какой период митотического цикла удваивается количество ДНК?

2. В синтетический период.

4. В метафазе.

2. В какой период происходит активный рост клетки?

1. В пресинтетический период.

2. В синтетический период.

3. В постсинтетический период.

4. В метафазе.

3. В какой период жизненного цикла клетка имеет набор хромосом и ДНК 2n4с и готовится к делению?

1. В пресинтетический период.

2. В синтетический период.

3. В постсинтетический период.

4. В метафазе.

4. В какой период митоза начинается спирализация хромосом, растворяется ядерная оболочка?

1. В анафазе.

2. В профазе.

3. В телофазе.

4. В метафазе.

5. В какой период митоза хромосомы выстраиваются по экватору клетки?

1. В профазе.

2. В метафазе.

3. В анафазе.

4. В телофазе.

6. В какой период митоза хроматиды отходят друг от друга и становятся самостоятельными хромосомами?

1. В профазе.

2. В метафазе.

3. В анафазе.

4. В телофазе.

*7. В какие периоды митоза количество хромосом и ДНК равно 2n4с?

1. В профазе.

2. В метафазе.

3. В анафазе.

4. В телофазе.

8. В какой период митоза количество хромосом и ДНК равно 4n4с?

1. В профазе.

2. В метафазе.

3. В анафазе.

4. В телофазе.

9. Как называется неактивная часть ДНК в клетке?

1. Хроматин.

2. Эухроматин.

3. Гетерохроматин.

4. Вся ДНК в клетке активна.

*10. В какие периоды клеточного цикла количество хромосом и ДНК в клетке равно 2n4с?

1. В пресинтетический период.

2. В конце синтетического периода.

3. В постсинтетический период.

4. В профазе.

5. В метафазе.

6. В анафазе.

7. В телофазе.

На вопрос дается несколько правильных ответов.

Ответы по теме «Митоз»:

Тест 1. 2.

Тест 2. 1.

Тест 3. 3.

Тест 4. 2.

Тест 5. 2.

Тест 6. 3.

*Тест 7. 1, 2.

Тест 8. 3.

Тест 9. 3.

*Тест 10. 2, 3, 4, 5.

Как это так - ДНК вне клетки?

Клетки бактерий могут выделять ДНК в окружающую среду - это связано с процессами их размножения и обмена информацией. Так, например, распространяется устойчивость к антибиотикам: одна бактерия приобретает соответствующий ген, копирует и делится им с остальной популяцией. У эукариотических (ядерных) организмов подобные процессы долгое время были неизвестны: полагали, что они используют ДНК только для хранения, считывания и передачи информации.

Но в 1948 году в плазме крови обнаружили внеклеточную ДНК - фракцию ДНК, не связанную с клетками и существующую отдельно от них. За последующие годы ученые нашли такую ДНК у всех исследованных организмов, от растений до животных и человека. Ее находили в межклеточном веществе, в циркулирующих жидкостях и даже в отдельно взятых культурах клеток. Похоже, что ДНК вне клеток встречается регулярно и, следовательно, может играть определенную роль в жизни организма.

Внеклеточная ДНК не похожа на обычную.

Геномная ДНК состоит из длинных нитей-хромосом, а вкДНК - набор небольших последовательностей, иногда в миллион раз короче хромосомы.

Случаен ли выбор этих последовательностей или нет - до сих пор остается спорным вопросом.

Внеклеточная ДНК не всегда находится в растворе сама по себе. Иногда она связана с гистонами - белками, которые клетка использует для компактной упаковки нитей ДНК в ядре. В других случаях вкДНК может встречаться внутри экзосом - пузырьков, окруженных мембраной, которые отпочковываются от клеток, путешествуют по организму и могут сливаться с другими клетками. Более того, одна группа ученых выделила из крови животных целый комплекс из ДНК, жиров и белков, отвечающих за ее копирование. То есть, вероятно, по организму плавают целые молекулярные машины, копирующие и распространяющие информацию прямо на ходу. Впрочем, какую часть от общей вкДНК составляют такие структуры, пока неизвестно.

Откуда появляется внеклеточная ДНК?

Кажется логичным, что вкДНК не образуется сама, а выделяется клетками. Что может заставить клетки выбрасывать наружу молекулы, несущие их наследственную информацию?

Гипотеза клеточной гибели предполагает, что ДНК высвобождается, когда разрушаются клетки. Эта теория помогает объяснить, почему вкДНК представлена маленькими фрагментами: например, при апоптозе (программируемой клеточной гибели) ДНК внутри клетки разрезается на небольшие участки, прежде чем вся клетка распадается. Также это согласуется с тем, что в состояниях, сопровождающихся гибелью клеток (инфаркт миокарда, ожоги), количество вкДНК в крови увеличивается.

Но не все так просто: внеклеточную ДНК находили в любых тканевых культурах, даже там, где не было массовой гибели клеток. Это пытается объяснить гипотеза «метаболической ДНК»: вероятно, клетки в ходе своей жизнедеятельности постоянно синтезируют новую ДНК, увеличивая количество копий информации, чтобы удобнее было ее считывать. Cо временем молекулы ДНК изнашиваются и клетки выделяют их в окружающую среду вместе с продуктами обмена веществ.

Существует и мнение, что выделение вкДНК - это способ клеток обмениваться сигналами. Так, например, из разных внутриорганизменных жидкостей были выделены мембранные пузырьки, содержащие небольшие количества ДНК. Такие пузырьки могут сливаться с клетками, передавая им молекулы ДНК.

У меня в крови нашли ДНК. Это плохо?

Внеклеточная ДНК - естественный компонент плазмы крови, и ее можно обнаружить у любого человека. В норме ее концентрация довольно низкая, хотя и может варьировать, но в случае патологических и стрессовых состояний количество вкДНК резко вырастает. Например, при ожогах или заболеваниях, связанных с массовой гибелью клеток, - инфаркте миокарда или ревматоидном артрите. Даже у здорового человека возможны сильные колебания уровня вкДНК, если он подвергается стрессу, например сильной физической нагрузке. Однако после прекращения нагрузки концентрации возвращаются к нормальным значениям.

Сложнее обстоит дело при онкологических заболеваниях. Не до конца понятно, откуда в этом случае возникает вкДНК - в результате гибели здоровых тканей или как продукт целенаправленного выделения опухолевых клеток. Тем не менее ее количество также сильно отличается от нормы.

Пока медицина не научилась диагностировать конкретные заболевания по концентрации вкДНК в крови, однако уже можно оценивать тяжесть состояния и прогнозировать развитие болезни.

Так, если сравнить количества вкДНК у людей, перенесших инфаркт миокарда, то оказывается, что чем больше вкДНК, тем сильнее осложнения и риск повторного инфаркта или остановки сердца.

Возможно, тщательное изучение последовательностей вкДНК поможет ставить более точные диагнозы. На это делают ставку и в области пренатальной диагностики: в крови матери присутствует вкДНК плода , а это значит, что можно получить генетический материал ребенка без оперативного вмешательства. Это открывает широкое поле для генетических анализов - для выявления болезней плода (например, резус-конфликта) или определения пола.

Что клетки «думают» о внеклеточной ДНК?

Внеклеточная ДНК постоянно присутствует вокруг клеток, и можно предположить, что изменение ее концентрации или свойств послужит сигналом, на который другие клетки отреагируют.

На некоторые клетки повышение концентрации вкДНК оказывает активирующий эффект. Клетки иммунной системы способны запускать иммунный ответ при распознавании вкДНК. Это происходит за счет механизма, который в норме отвечает за реакцию на молекулы чужеродной, например вирусной, ДНК в крови. Те же самые рецепторы, которые узнают вирусную ДНК, реагируют и на собственную вкДНК организма, активируя клетки иммунной системы.

Для других клеток вкДНК может работать как сигнал тревоги - в них развивается «эффект свидетеля». Допустим, у нас есть культура клеток, подвергающаяся стрессу: низкий уровень кислорода, облучение или другие аномальные условия. В этих клетках ДНК повреждается и развивается окислительный стресс - накапливаются агрессивные вещества, разрушающие клеточное содержимое. Если перенести вкДНК, выделенную пострадавшими клетками, на культуру здоровых клеток, то в них также начинают обнаруживаться повреждения ДНК и окислительный стресс. Такие клетки называют «свидетелями», так как они переживают стресс, не подвергаясь действию изначальных факторов.

Однако этим эффекты вкДНК не исчерпываются: она может стимулировать или замедлять деление клеток, влиять на активность генов и синтез белка. Судя по всему, вкДНК оказывает на многие клетки системный эффект, изменяя их физиологию, но конкретная его природа пока остается загадочной.

Что мы еще (не)знаем о внеклеточной ДНК?

В последнее время появились данные о том, что клетки животных и человека могут поглощать вкДНК из крови . В некоторых случаях эти молекулы достигают клеточного ядра, проникают внутрь и встраиваются в собственный геном клетки. Часто интеграция такой блуждающей молекулы вкДНК в геном заканчивается повреждением ДНК клетки-реципиента и ее гибелью. Но если встраивание оказывается успешным, процессы считывания информации меняются: фрагменты бывшей вкДНК блокируют работу генов в ядре клетки или запускают считывание собственной информации. Таким образом, перед нами особенный механизм межклеточного взаимодействия - обмен генетической информацией.

Этот механизм, вероятно, играет важную роль в развитии заболеваний. Несколько лет назад была сформулирована концепция «генного метастаза»: предполагается, что опухолевые клетки могут выделять множественные копии своих мутантных генов. Здоровые клетки их поглощают, интегрируют в свой геном и начинают производить мутантные опухолевые белки.

Похожие процессы теоретически могут происходить и при взаимодействии клеток разных организмов. Хотя вкДНК плода обнаруживается в крови матери, пока нет сведений о ее поглощении клетками. Зато обнаружено, что при переливании крови не только клетки донора поселяются в организме реципиента, но и вкДНК донора может интегрировать в клетки реципиента.

Исследования функций внеклеточной ДНК начались относительно недавно, однако уже можно говорить об открытии принципиально нового механизма коммуникации как между клетками в пределах организма, так, вероятно, и между самими организмами.