Методическая разработка "Половое размножение"

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Половое размножение появилось в процессе эволюции гораздо позднее бесполого. Половое размножение осуществляется с помощью специализированных клеток (гамет) и встречается у представителей царств растений, животных и грибов. Этот способ размножения позволяет получить потомков с комбинацией свойств, отсутствующих у родительских особей, т.к. в процессе оплодотворения объединяется наследственная информация двух гамет – женской и мужской. Разновидностью полового размножения является гермафродитизм. Особым случаем полового размножения является партеногенез, при котором новые особи развиваются из неоплодотворенной яйцеклетки. Однако у полового размножения есть свои слабые стороны. К ним относятся долгое ожидание периода половозрелости, поиск партнера на расстоянии десятков и сотен километров, высокий процент случайной гибели молодых особей и невозможность быстрого воспроизведения потерянного потомства, невысокая плодовитость у некоторых видов живых организмов.

Тема лекции:

Половое размножение

Цель занятия:

1. Обучающая:

Познакомить студентов с особенностями полового размножения, систематизировать знания студентов о формах полового размножения, раскрыть значение полового размножения.

уметь:

- объяснять значение полового размножения для эволюции жизни;

- приводить примеры полового размножения.

- объяснять влияние никотина, алкоголя и наркотических веществ на половые

клетки человека

знать:

- определение, формы и значение полового размножения;

- определение, стадии и биологическое значение гаметогенеза.

Выработать компетенции:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их выполнение и качество.

ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать и осуществлять повышение квалификации.

2. Развивающая:

Развивать у студентов сознательное восприятие учебного материала, познавательный интерес, мышление, внимание. Способствовать развитию умения анализировать, выделять главное.

3. Воспитательная:

Воспитать понимание необходимости знаний в области биологии с целью сохранения здоровья потомства и предупреждения аномалий развития.

Продолжительность занятия – 90 мин

Тип занятия – занятие усвоения новых знаний

Межпредметные связи: генетика человека с основами медицинской генетики

Оснащение:

- интерактивная доска, презентация преподавателя, таблицы, задания.

Место проведения: аудитория медицинского колледжа.

Содержание лекции:

1. Введение

2. Основная часть

2. 1. Половое размножение. Формы полового размножения

2. 2. Гаметогенез. Значение гаметогенеза

2.3. Влияние никотина, алкоголя и наркотических веществ на половые

клетки человека

2. 4. Значение полового размножения

3. Выводы

4. Заключение

5. Литература

ХРОНОКАРТА ЗАНЯТИЯ

Приложение №1

Введение

Преподаватель включает интерактивную доску и демонстрирует название темы и план лекции на интерактивной доске.

Тема лекции: «Половое размножение»

План лекции

1. Половое размножение. Формы полового размножения

2. Гаметогенез. Значение гаметогенеза

3. Влияние никотина, алкоголя и наркотических веществ на половые

клетки человека

4. Значение полового размножения

Цель: изучить особенности и формы полового размножения.

МОТИВАЦИЯ ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ:

Тема «Половое размножение» имеет важное значение в профессиональной деятельности медицинских специалистов, т.к. частой причиной бесплодия или рождения ребенка с врожденными аномалиями является нарушение образования половых клеток в процессе гаметогенеза. Изучение данной темы поможет в освоении дисциплины «генетика человека с основами медицинской генетики».

Приложение №2

(текст лекции)

Основная часть

I. Повторение изученного материала

Преподаватель проводит опрос, студенты устно отвечают на вопросы и дают определение понятий:

1. Бесполое размножение

2. Клон

3. Соматические клетки

4. Простое деление

5. Спорообразование

6. Шизогония

7. Вегетативное размножение

8. Фрагментация

9. Почкование

10. Полиэмбриония

Эталоны ответов:

1. Бесполое размножение – тип размножения, происходящий без образования специализированных половых клеток (гамет), и для его осуществления необходим только один организм.

2. Клон – генетически однородное потомство, происходящее от одной родительской особи.

3. Соматические клетки – неполовые клетки организма.

4. Простое деление – деление на две клетки, которому предшествует удвоение молекулы ДНК.

5. Спорообразование – способ бесполого размножения, при котором в специальных органах (спорангиях) образуются специализированные клетки – споры.

6. Шизогония - способ бесполого размножения, при котором ядро материнской клетки делится несколько раз подряд без деления цитоплазмы, а затем образовавшаяся многоядерная клетка распадается на множество одноядерных клеток.

7. Вегетативное размножение - способ бесполого размножения, при котором дочерний организм развивается из группы родительских клеток.

8. Фрагментация – это разделение тела на две и более частей, каждая из которых дает начало новой полноценной особи.

9. Почкование – это образование на теле материнской особи группы клеток – почки, из которой развивается новая особь.

10. Полиэмбриония – способ размножения, при котором зародыш на ранней стадии развития делится на несколько фрагментов и каждый из них дает начало полноценному организму.

II. Работа над новым материалом

1. Половое размножение. Формы полового размножения

Преподаватель: Половое размножение – это процесс образования дочернего организма при участии половых клеток (гамет). Половое размножение – более прогрессивная форма размножения, очень широко распространено в природе, как среди растений, так и среди животных.

Студенты записывают в тетрадях определение понятия половое размножение.

Преподаватель задает студентам вопрос: Почему половое размножение является прогрессивным?

Эталон ответа:

Образующиеся в процессе полового размножения организмы отличаются друг от друга генетически, а также по характеру приспособленности к условиям обитания.

Преподаватель: Теперь давайте заполним таблицу «Формы полового размножения»

Студенты начинают выполнять задание, пользуясь учебниками. Преподаватель следит за выполнением задания, подходит к студентам, помогает им.

После выполнения задания один из студентов зачитывает свой ответ. Другие студенты слушают, проверяют и оценивают свои работы.

Задание № 1 Таблица «Формы полового размножения»

Эталон заполнения таблицы

«Формы полового размножения»

Преподаватель: Виды, у которых есть и мужские, и женские особи, называют раздельнополыми. Виды, у которых одна особь способна формировать и женские, и мужские гаметы, называют гермафродитными (двуполыми). В природе явление гермафродитизма распространено чрезвычайно широко. Он считается самой примитивной формой полового размножения.

Преподаватель задает студентам вопрос: Приведите примеры организмов, которые являются гермафродитами?

Эталон ответа:

Гермафродитизм распространен у покрытосеменных растений, многих кишечнополостных, плоских и кольчатых червей (пиявки, дождевые черви, цепни), некоторых ракообразных, моллюсков, отдельных видов рыб и пресмыкающихся.

Преподаватель: Если есть возможность гермафродиты предпочитают перекрестное оплодотворение, обмениваясь половыми клетками друг с другом.

Преподаватель демонстрирует изображение на интерактивной доске.

Рисунок 1. Примеры организмов-гермафродитов

Преподаватель задает студентам вопрос: В чем заключается преимущество гермафродитизма?

Эталон ответа:

Одним из основных преимуществ гермафродитизма заключается в возможности самооплодотворения, что очень важно для некоторых крупных внутренних паразитов, ведущих одиночный образ жизни.

Преподаватель: Еще одной модификацией полового размножения является партеногенез. При таком способе размножения женская гамета развивается в дочернюю особь без оплодотворения мужской гаметой. Партеногенез существует в тех популяциях, где контакт разнополых особей затруднен. Ярким примером партеногенеза является размножение общественных насекомых, пчел, муравьев, термитов. Образование яйцеклетки при партеногенезе происходит путем митоза. Если пчелиная матка откладывает диплоидные оплодотворенные яйца, из них развиваются рабочие пчелы и новая матка. Из гаплоидных неоплодотворенных яиц появляются трутни. Партеногенез можно вызвать искусственно, стимулируя яйцеклетку химическими веществами или механически.

Преподаватель демонстрирует изображения на интерактивной доске.

Рисунок 2. Организмы, размножающиеся путем партеногенеза

Преподаватель: Теперь рассмотрим какие организмы размножаются без участия гамет.

Преподаватель демонстрирует изображения на интерактивной доске.

Рисунок 3. Организмы, размножающиеся без участия гамет

Рисунок 4. Размножение цветковых растений без участия гамет

Рисунок 5. Размножение мукора без участия гамет

Преподаватель: Кроме того, различают три вида полового размножения с оплодотворением.

Изогамия – форма полового размножения, при котором сливаются две подвижные клетки одинакового размера.

Гетерогамия - форма полового размножения, при котором сливаются две клетки, имеющие жгутики, но разные по размеру.

Оогамия - форма полового размножения, при котором различают крупную, с запасом питательных веществ яйцеклетку и мелкий подвижный сперматозоид.

Студенты записывают в тетрадях определения понятий изогамия, гетерогамия, оогамия.

Преподаватель демонстрирует изображения на интерактивной доске.

Рисунок 6. Виды полового размножения с оплодотворением

2. Гаметогенез. Значение гаметогенеза

Преподаватель: У животных и человека половое размножение связано с образованием половых клеток, которое происходит в специализированных органах – половых железах (гонадах), в результате особого процесса. Половые клетки, как правило, имеют половинный набор хромосом (гаплоидный), так что при их слиянии восстанавливается двойной (диплоидный) набор, из зиготы развивается новая особь.

Мужские гаметы - это сперматозоиды, а женские - яйцеклетки. Созревают мужские гаметы в семенниках, а женские - в яичниках. Процесс образования гамет называется гаметогенезом. Процесс развития сперматозоидов называется сперматогенезом, а яйцеклеток – оогенезом или овогенезом.

Студенты записывают в тетрадях определения понятий гаметогенез, овогенез, сперматогенез.

Преподаватель демонстрирует изображение на интерактивной доске.

Рисунок 7. Стадии образования гамет

Преподаватель: Развитие половых клеток подразделяют на несколько стадий: размножение, рост, созревание, а в процессе сперматогенеза выделяют еще и стадию формирования.

1. Стадия размножения. Здесь из соматических клеток половых желез путем митоза образуются незрелые первичные половые диплоидные клетки.

2. Стадия роста. В клетках увеличивается количество органоидов, удваивается ДНК, увеличивается размер клеток, накапливаются белки, жиры, углеводы, пигменты.

3. Стадия созревания. На этой стадии в клетках протекает мейоз. Мейоз ведет к уменьшению генетического материала вдвое, благодаря чему количество генетического материала у особей данного вида в ряду поколений остается постоянным.

Преподаватель задает студентам вопрос: Вспомните пройденный ранее материал и скажите, какие важные процессы происходят во время мейоза?

Эталон ответа:

Во время мейоза происходит несколько важных процессов: случайное расхождение хромосом (независимое расчленение), обмен генетическим материалом между гомологичными хромосомами (кроссинговер). В результате этих процессов возникают новые комбинации генов.

Поскольку ядро зиготы после оплодотворения содержит генетический материал двух родительских особей, это повышает генетическое разнообразие внутри вида.

4. Стадия формирования. Предшественники сперматозоидов приобретают головку, шейку и хвостик, становятся подвижными.

Студенты записывают в тетрадях стадии гаметогенеза.

Преподаватель: В овогенезе 2-е мейотическое деление заканчивается образованием ооцита или зрелой половой яйцеклетки и трех направительных (полярных) телец, которые вскоре погибают.

Преподаватель задает студентам вопрос: Какую роль выполняют направительные тельца?

Эталон ответа:

В направительные тельца уходит избыток хромосомного материала, а запас питательных веществ остается в яйцеклетке.

Преподаватель задает студентам вопрос: Чем отличаются процессы гаметогенеза в женском и мужском организме?

Студенты отвечают, высказывают своё мнение.

Эталон ответа:

Отличие сперматогенеза от оогенеза

1) Мужские первичные половые клетки размножаются на протяжении всего периода половой зрелости мужской особи. Женские первичные половые клетки образуются еще на ранней стадии эмбрионального развития женского организма.

2) При сперматогенезе зона роста очень короткая, при оогенезе длинная (накапливается запас питательных веществ для будущего зародыша).

3) При овогенезе первое деление мейоза протекает в эмбриогенезе, а второй этап мейоза – после полового созревания.

4) При сперматогенезе есть зона формирования, при оогенезе - она не выражена.

5) При сперматогенезе из одной исходной клетки образуется 4 сперматозоида, а при оогенезе образуется 1 яйцеклетка и 3 направительных тельца.

Преподаватель: Значение гаметогенеза заключается в том, что образуются половые клетки, содержащие гаплоидный набор хромосом. Во время мейоза диплоидное число хромосом сокращается до гаплоидного.

3. Влияние никотина, алкоголя и наркотических веществ на половые

клетки человека

Преподаватель задает студентам вопрос: Как может отразиться на половых клетках употребление алкоголя, наркотиков, курение?

Студенты отвечают, высказывают своё мнение.

Преподаватель: Развитие половых клеток определяет здоровье будущего поколения. Курение, употребление алкогольных напитков, наркотических препаратов может оказать необратимое влияние на формирующиеся половые клетки, что в дальнейшем приведет к бесплодию или рождению ребенка с наследственными или врожденными нарушениями.

Этиловый спирт угнетающе действует на сперматозоиды, в результате чего они становятся менее подвижными, возникают аномалии их строения (например, отсутствует головка или хвостик). Нахождение в сперме большого количества неподвижных сперматозоидов делает невозможным наступление беременности. Алкоголь проникает в яйцеклетку сквозь оболочку яичников, подвергая ее определенным мутациям. Бесконтрольное употребление алкогольных напитков негативно влияет на хромосомы и один «сломанный» ген может привести к рождению ребенка с генетическими отклонениями. Регулярное употребление крепких напитков женщиной в итоге может привести к тому, что она не сможет выносить ни одну беременность. Если же она все-таки забеременела, то необходимо знать, что прием алкоголя в первом половине беременности может спровоцировать развитие у ребенка фетального алкогольного синдрома.

Никотин тоже угнетает способность сперматозоидов к передвижению. Кроме того, количество сперматозоидов снижается и продолжительность их жизни становиться короче, что может привести к бесплодию. Никотин снижает выработку лютеинизирующего, фолликулостимулирующего гормонов и пролактина. Эти гормоны отвечают за репродуктивную функцию женщины. Никотин и другие вещества, содержащиеся в табачном дыме, обладают способностью накапливаться в яичниках и вызывать гибель и ослабление яйцеклетки, повреждать ДНК яйцеклетки. Курение отца увеличивало риск появления детей в врожденными уродствами в 2 раза. А если курит мама – этот показатель увеличивается еще в 2-3 раза.

Под влиянием наркотических веществ у обоих полов происходят структурные изменения – атрофические процессы половых органов. Наркотические вещества влияют на половые клетки и меняют генетический материал, т.е. являются мутагенами. Повреждение генетического материала влечет за собой уродства, мутации, врожденные пороки, во многих случаях несовместимые с жизнью. Длительное употребление наркотиков приводит к невозможности вынашивания плода.

Яйцеклетки формируются в утробе матери, поэтому девочка рождается с полным набором половых клеток. Они не защищены от воздействия токсинов. Принимая наркотики, алкоголь молодая девушка рискует вмешаться в генетическую составляющую своих будущих детей. Это станет причиной заболеваний у будущих детей, независимо от того, сколько лет пройдет после отказа от курения, приема алкоголя или наркотиков. У мужчин обновление половых клеток происходит всю жизнь, но постоянное токсическое воздействие может повлечь фатальные последствия. Таким образом, на здоровье будущего ребенка влияет образ жизни его родителей на всех стадиях репродуктивного развития.

4. Значение полового размножения

Преподаватель: Половое размножение имеет очень большие эволюционные преимущества по сравнению с бесполым. Вид, размножающийся только бесполым путем, может процветать достаточно длительное время, если он обитает в относительно постоянных условиях. При возникновении в среде его обитания изменений, которые вызывают гибель отдельных особей, весьма вероятно, что погибнут все особи, потому что они очень сходны генетически. Сущность полового размножения заключается в объединении в наследственном материале потомка генетической информации из двух разных источников – родителей. В ядре зиготы все хромосомы становятся парными: в каждой паре одна из хромосом отцовская, другая – материнская. Дочерний организм, который разовьется из такой зиготы, в одинаковой мере снабжен наследственной информацией обоих родителей.

Биологический смысл полового размножения состоит в том, что возникающие организмы могут сочетать полезные признаки отца и матери. Такие организмы более жизнеспособны. Половое размножение играет важную роль в эволюции организмов. Если суть и биологическое значение полового процесса едины для всех организмов, то его формы очень разнообразны и зависят от уровня эволюционного развития, среды обитания, образа жизни и некоторых других особенностей.

Преподаватель: Теперь давайте заполним таблицу «Сравнительная характеристика бесполого и полового размножения»

Студенты начинают выполнять задание, пользуясь учебниками. Преподаватель следит за выполнением задания, подходит к студентам, помогает им.

После выполнения задания один из студентов зачитывает свой ответ. Другие студенты слушают, проверяют и оценивают свои работы.

Задание № 2 Таблица «Преимущества и недостатки бесполого и полового размножения»

Студенты дают свои ответы. Преподаватель обсуждает со студентами их ответы

Эталон заполнения таблицы

«Преимущества и недостатки бесполого и полового размножения»

ВЫВОДЫ

1. При половом размножении объединяется генетическая информация разных особей, формируя новые сочетания и увеличивая генетическое разнообразие вида.

2. Половое размножение способствует приспособлению вида в изменяющихся условиях среды.

3. В результате гаметогенеза образуются половые клетки, содержащие гаплоидный набор хромосом, что позволяет при оплодотворении восстанавливать число хромосом, характерное для вида.

4. На здоровье будущего ребенка влияет образ жизни его родителей на всех стадиях репродуктивного развития.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Преподаватель вместе со студентами подводит итоги занятия, проводит фронтальный опрос и письменную работу для закрепления темы и выставляет оценки.

Приложение № 3

(перечень вопросов по изучаемой теме)

1. Что такое половое размножение?

2. Чем половое размножение отличается от бесполого?

3. Какое размножение дает новой особи возможность приобретать новые свойства?

4. Какой тип размножения обеспечивает адаптацию организмов к жизни в изменяющихся условиях?

5. Какие формы полового размножения Вам известны?

6. Что такое гонады?

7. Какой процесс лежит в основе образования половых клеток?

8. Какие факторы окружающей среды и каким образом могут повлиять на развитие половых клеток человека?

9. Какие периоды выделяют в процессе образования половых клеток?

10. Какое значение имеет гаметогенез?

Приложение № 4

(контролирующие материалы по изучаемой теме)

Вариант 1

Выбрать один ответ

1. В эволюционном плане более прогрессивным является:

а) половое размножение, т. к. потомство более разнообразно

б) половое размножение, т. к. потомство более многочисленно

в) бесполое размножение, т. к. потомство копирует родителей

г) бесполое размножение, т. к. потомство более многочисленно

2. Гермафродиты - организмы, которые:

а) развиваются из неоплодотворенных яйцеклеток

б) могут размножаться и половым, и бесполым способом

в) образуют мужские и женские гаметы

г) не образуют гаметы

3. Процесс образования мужских половых клеток у живот­ных, в том числе человека, называется:

а) митозом

б) амитозом

в) сперматогенезом

г) овогенезом

4. Половое размножение у цветковых растений осуществляется с помощью:

а) спор

б) семян

в) луковиц

г) клубней

5. Развитие дочернего организма из неоплодотворенной яйцеклетки происходит при:

а) овогенезе

б) партеногенезе

в) сперматогенезе

г) онтогенезе

Выберите правильные суждения, поставьте знак «+» или «-»:

6. На стадии роста хромосомный набор клеток – 2n.

7. В процессе овогенеза из одной первичной половой клетки образуются четыре полноценные яйцеклетки.

8. У женщин образование первичных половых клеток завершается еще в эмбриональном периоде.

9. Гаметы имеют гаплоидный набор хромосом.

10. Установите соответствие между способом размножения и его примерами.

Вариант 2

1. В половых клетках (гаметах) содержится хромосом

а) столько же, сколько в соматических клетках

б) в два раза меньше, чем в соматических

в) в два раза больше, чем в соматических

г) в четыре раза больше, чем в соматических

2. Процесс формирования у родительских особей половых клеток называется

а) гаметогенез

б) онтогенез

в) партеногенез

г) филогенез

3. Партеногенез характерен для

а) рачка дафнии

б) гидры

в) речного рака

г) лягушки

4. Гермафродитом является:

а) таракан       

б) паук-крестовик     

в) дождевой червь         

г) аскарида

5. При половом размножении в отличие от бесполого:

а) численность популяции увеличивается с большей скоростью

б) дочерний организм является копией материнского

в) все потомки имеют одинаковые генотипы

г) увеличивается генетическое разнообразие потомства.

Выберите правильные суждения, поставьте знак «+» или «-»:

6. На стадии созревания происходит мейотическое деление.

7. При половом размножении животных взаимодействуют, как правило, разнополые особи.

8. Мейоз протекает в клетках половых желез.

9. На стадии размножения в клетках увеличивается цитоплазма, накапливаются необходимые вещества и удваивается ДНК.

10. Установите соответствие между типом размножения и его характеристикой.

Эталон ответов

Вариант 1

1. а

2. в

3. в

4. б

5. б

6. +

7. -

8. +

9. +

10.

1) а, д, е

2) б, в, г

Вариант 2

1. б

2. а

3. а

4. в

5. г

6. +

7. +

8. +

9. -

10.

1) а, д

2) б, в, г, е

Литература

Основной источник

1. Сивоглазов В.И., Агафонова И.В., Захарова Е.Т. Общая биология. 10 кл. Базовый уровень: учебник / В.И. Сивоглазов, И.В. Агафонова, Е.Т. Захарова. - М.: Дрофа, 2017.

Дополнительные источники

1. Козлова И.И., Волков И.Н., Мустафин А.Г. Биология: учебник / И.И. Козлова, И.Н. Волков, А.Г. Мустафин. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2015.

2. Чернова Н.М. Экология 10-11 класс: учебник / Н.М. Чернова, В.М. Галушкин, В.М. Константинов; под ред. Н.М. Черновой. – 3-е изд., М.: Дрофа, 2014.

Справочная литература

1. Лернер Г.И. Биология. Полный справочник для подготовки к ЕГЭ / Г.И. Лернер. - М.: АСТ, 2014.

Интернет источники

1. Справочник по биологии

mirbiologii.ru/tag/spravochniki-po-biologii

2. Биологический словарь On-line

http://www.bioword.narod.ru

3. Учебные материалы, занимательные статьи, новости биологии.

http://xn--90aeobapscbe.xn--p1ai/

4. Зоопортал Экзотика
http://www.ekzotika.com/

5. Образовательный проект «Естествознание»

http://www.nscience.ru/

6. Институт цитологии и генетики, Сибирское отделение РАН

http://www.bionet.nsc.ru/public/

7. База знаний по биологии человека. Генетика

http://humbio.ru/humbio/genetics.htm/

8. Медико-генетический научный центр РАМН

http://www.med-gen.ru

9. Наука – это жизнь!

http://nauka.relis.ru/