Тема: Запліднення. Періоди онтогенезу в багатоклітинних організмів. Ембріогенез. Лабораторна робота №4. Ембріогенез хордових.

Мета: розглянути особливості процесу запліднення, ембріогенезу в багатоклітинних організмів, значення природного та штучного запліднення, визначити фактори, які будуть впливати на процес запліднення; розвивати вміння використовувати отримані раніше знання; виховувати позитивне мислення.

Обладнання: підручники, зошити для лабораторних та практичних робіт, мультимедійна презентація, мікроскоп, мікропрепарати.

Тип уроку: засвоєння нових знань, умінь і навичок.

Хід уроку

І Організація класу до уроку

ІІ Повідомлення теми. Постановка мети і завдань

- Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів

1. Які переваги має статеве розмноження порівняно з нестатевим?

2. Які типи статевих клітин вам відомі?

3. Які особливості будови притаманні чоловічим статевим клітинам?

4. Які особливості будови притаманні жіночим статевим клітинам?

5. Як відбувається процес сперматогенезу?

6. Як відбувається процес овогенезу?

Тема: Запліднення. Періоди онтогенезу в багатоклітинних організмів. Ембріогенез. Лабораторна робота №4. Ембріогенез хордових.

ІІІ Формування і засвоєння нових знань, умінь і навичок

Запліднення. Періоди онтогенезу

— Що таке онтогенез?

Онтогенез — індивідуальний розвиток організму з моменту утворення зиготи до природної смерті.

Гамети — це статеві клітини.

Зигота — це клітина, яка утворюється після запліднення яйцеклітини.

Запліднення (сингамія) — процес злиття чоловічої та жіночої статевих клітин (гамет) у рослинних і тваринних організмів, який є основою статевого розмноження.

Запліднення – процес злиття статевих клітин (буває зовнішнє (риби, земноводні) та внутрішнє (птахи, ссавці)).

Схема подвійного запліднення та утворення насіння у квіткових рослин:

1. Спермій + яйцеклітина = зигота → (зародок насіння).

2. Спермій + диплоїдна центральна клітина зародкового мішка = триплоїдна клітина → (ендосперм (запас поживних речовин)).

Ембріогенез багатоклітинних організмів

Ембріональний (зародковий) період — період онтогенезу від утворення зиготи до народження або виходу з яєчних оболонок.

Основні стадії ембріогенезу:

Зигота → Дробіння → Бластуляція → Гаструляція → Утворення трьох зародкових листків і гістогенез → Органогенез

Дробіння — це процес послідовних мітотичних поділів заплідненого або ініційованого до розвитку яйця. Розвиток зародка починається з того, що зигота шляхом мітозу починає ділитися на 2, потім на 4, 8 і т. д. клітин. Клітини, що утворюються під час дробіння, називаються бластомерами. Дробіння відбувається завдяки поживним речовинам яйцеклітини. Відмінністю дробіння від звичайного мітозу є те, що клітини, які утворюються, не збільшуються в об’ємі (не ростуть), а збільшується тільки їх число.

Дробіння закінчується утворенням бластули.

Бластуляція — одна зі стадій розвитку зародка багатоклітинних організмів, якою завершується процес дробіння заплідненої яйцеклітини.

Бластула — одношаровий кулястий зародок із порожниною всередині. Стінки бластули утворені одним шаром клітин.

При повному дробінні яйця бластула має кулясту форму і всередині її утворюється порожнина — бластоцель; при неповному дробінні утворюється бластула без порожнини.

Гаструляція — процес відокремлення двох первинних зародкових листків, тобто формування двошарового зародка — гаструли у багатоклітинних організмів. У ході гаструляції клітини зародка практично не діляться і не ростуть.

Гаструляція починається із вгинання нижніх клітин бластули всередину порожнини. У результаті утворюється два шари клітин (ектодерма — зовнішній шар; ентодерма — внутрішній шар) і вторинна порожнина з отвором — бластопом.

Інвагінація — вгинання частини стінки бластули (бластодерми) всередину зародка, внаслідок чого утворюється гаструла з порожниною (гастроцілем), сполученою із зовнішнім середовищем бластопором.

Імміграція — заповзання окремих клітин бластодерми в бластоцель з одного місця (уніполярна імміграція) або з різних (мультиполярна імміграція), гастроціль при цьому не утворюється.

Епіболія — обростання великих нерухомих клітин вегетативної півкулі зародка більш дрібними клітинами його анімальної ділянки.

Деламінація, або розшарування,— утворення ентодерми або шляхом ділення клітин паралельно поверхні (рідкісна форма гаструляції), або шляхом диференціювання спочатку однорідних клітин морули (без їх розподілу) на екто- і ентодерму залежно від положення клітин (на поверхні або в глибині зародка). Зазвичай гаструляція здійснюється поєднанням цих способів.

Утворення трьох зародкових листків і гістогенез — стадія закладання третього зародкового листка — мезодерми між екто- і ентодермою. Мезодерма утворюється в результаті міграції частини клітин зовнішнього і внутрішнього шарів. На цій стадії утворюється тришаровий зародок. Починається гістогенез.

— Відшукайте в підручнику визначення термінів «гістогенез» і «органогенез» і запишіть їх у зошит.

Гістогенез — сукупність процесів, що приводять до утворення і відновлення тканин у процесі онтогенезу.

Органогенез — процес утворення всіх тканин й органів майбутнього організму із трьох зародкових листків. З ектодерми — шкірні покриви, нервова система, органи чуттів; з ентодерми — травна система, печінка, підшлункова залоза, легені; мезодерма дає початок хрящовому і кістковому скелету, м’язам, кровоносній системі, ниркам, статевим залозам.

- Відшукайте в підручнику відповіді на запитання:

— Що таке нейруляція?

— Що таке нейрула?

Визначення термінів запишіть у зошит.

Нейруляція — процес утворення під час зародкового розвитку осьових органів нервової пластинки (і її замикання в нервову трубку) та хорди у хордових тварин і людини.

Нейрула — стадія розвитку зародка хордових тварин і людини, яка настає за гаструлою, коли з ектодерми виділяється нервова пластинка (дає розвиток нервовій системі).

Біогенетичний закон

Філогенез — історичний розвиток як окремих видів і систематичних груп організмів, так і органічного світу в цілому.

Біогенетичний закон — онтогенез кожної особини є коротким і швидким повторенням філогенезу.

Таке повторення називається рекапітуляцією.

Явище рекапітуляції було відкрите К. М. Бером, досліджувалося Ч. Дарвіном, але найдокладніше його описали Ф. Мюллер і Е. Геккель.

Біогенетичний закон дає змогу пояснити еволюційне вчення.

Наприклад, зародки ссавців (і людини у тому числі), птахів і рептилій протягом перших днів або тижнів розвитку мають рибоподібну форму і зяброві борозни; у шеститижневого зародка коня на кінцівках є по три пальці; у молодих качкодзьобів є зуби багатогорбкового типу; черепашки амонітів у процесі індивідуального розвитку мають швові лінії, характерні для предкових форм; перші листки у папоротеподібних розгалужені дихотомічно, як у первісних наземних рослин.

Проте зародок або молодий індивід у процесі свого розвитку не може повторити всі минулі етапи розвитку предків. У зв’язку з цим біогенетичний закон іноді називають біогенетичним правилом. Проте спроби зовсім відкинути існування біогенетичного закону суперечать реальній дійсності. Біогенетичний закон є одним із доказів поступового розвитку організмів від найпростіших до найскладніших.

Довідка

Бер довів, що зародковий розвиток організму являє собою не ріст «готових» елементів (як це здавалося прихильникам преформізму), а послідовне формування частин зародка із заплідненого яйця. Бер помітив, що на ранніх стадіях зародки різних тварин дуже схожі, що свідчить про їх філогенетичну спорідненість (закон зародкової подібності). Бер розробив учення про зародкові листки та їхні похідні, простежив розвиток багатьох органів, у 1827 р. відкрив яйцеклітину птахів і ссавців. Бер досліджував тваринний світ Нової Землі, островів Фінської затоки, Лапландії, риболовних промислів Чудського озера, Балтики, дельти Волги, Каспійського й Азовського морів.

Життєвим циклом називається сукупність усіх фаз розвитку, починаючи від зиготи і закінчуючи періодом, коли організм досягає зрілості та може дати початок наступному поколінню. Розрізняють прості та складні життєві цикли.

Штучне запліднення і його значення

Вивчення фізіології запліднення дозволяє зрозуміти роль великої кількості сперматозоонів, які беруть участь у заплідненні. Встановлено, що коли при штучному осіменінні кролів у сім’яній рідині міститься менше 1000 сперматозоонів, запліднення не відбувається.

Не відбувається запліднення і при введенні дуже великої кількості сперматозоонів (більше 100 млн.). Це пояснюється в першому випадку недостатньою кількістю, а у другому - надлишком ферментів, які необхідні для проникнення сперматозоонів у яйцеклітину.

Розроблено методики штучного осіменіння яйцеклітини людини поза організмом, і здебільшого це здійснюється за медичними показаннями. Напередодні овуляції хірургічним шляхом яйцеклітину виймають із яєчника. ЇЇ поміщають у спеціально розроблене хімічне середовище зі сперматозоонами, де і відбувається злиття статевих клітин. Зародок на стадії 8-16 бластомерів імплантують у матку жінки, де він і розвивається.

В яйцеклітину проникає зазвичай один сперматозоон (моноспермія). У комах, риб, птахів і деяких інших тварин у цитоплазму яйцеклітини їх може потрапити декілька (поліспермія). Роль поліспермії не зовсім зрозуміла, проте встановлено, що ядро лише одного із сперматозоонів (чоловічий пронуклеус) зливається з жіночим пронуклеусом. Отже, у передаванні спадкової інформації бере участь тільки цей сперматозоон. Ядра інших руйнуються.

Таким чином, біологічна суть запліднення полягаєтв наступному:

1) внаслідок об'єднання гаплоїдних наборів хромосом відновлюється диплоїдне число хромосом;

2) запліднення забезпечує безперервність матеріального зв'язку між поколіннями організмів;

3) у результаті поєднання спадкових особливостей двох організмів у нащадків утворюються нові ознаки, - з'являється матеріал для добору, підвищується мінливість потомства, зростає комбінативна мінливість;

4) вибірковість запліднення (запліднення тільки в межах виду) забезпечує збереження виду як цілого.

Порушення запліднення, його наслідки.

Запліднення - одна з ланок біологічного існування виду. Цьому передує тривала і складна підготовка двох особин, під час якої вони зазнають різноманітної дії навколишнього середовища, що може негативно вплинути на процес запліднення.

Яйцеклітина і сперматозоїд мають обмежену тривалість життя і ще меншу тривалість здатності до запліднення. Так, у ссавців, і в людини зокрема, звільнена з яєчника яйцеклітина зберігає спроможність до запліднення впродовж 24 год. Порушення цього часового терміну неминуче призведе до втрати здатності до запліднення.

Сперматозоїди чоловіка в статевих шляхах жінки залишаються рухомими понад 4 доби, але запліднювальну здатність вони втрачають вже через 1—2 доби. Із збільшенням тривалості в часі незахищені клітини зазнають негативного впливу різних чинників. Останні можуть викликати порушення висхідного стану генофонду гамет, що неминуче призведе до незапрограмованих відхилень розвитку зиготи з відповідними наслідками для виду в цілому.

Швидкість руху сперматозоїдів, за звичайних умов, складає 1,5-3 мм/хв. Різне відхилення від такого поступального переміщення викликає втрату здатності до запліднення. До цього призводить також зміна рН середовища піхви, запальні явища та ін.

В еякуляті чоловіка в середньому міститься 350 млн. сперматозоїдів, здатних до запліднення. Якщо кількість сперматозоїдів менша, ніж 150 млн. (або менше 60 млн. в 1 мл), то ймовірність запліднення різко знижується. Отже, надмірна концентрація сперматозоїдів в еякуляті має виняткове значення в механізмі запліднення.

Порушення запліднення виникає при патологічних змінах морфології сперматозоїдів.

На біологічну повноцінність гамет істотно впливає термін перебування їх у статевих шляхах жінки. Так, перезрівання сперматозоїдів і яйцеклітин у жіночому статевому тракті за різних причин обумовлює зростання частоти хромосомних аберацій в абортованих плодах.

• Які фактори можуть впливати на порушення процесу запліднення?

ІV Узагальнення і систематизація знань, умінь і навичок

Лабораторна робота №4. Ембріогенез хордових.

Мета: ознайомитися з ембріогенезом хордових, етапами ембріогенезу, порівняти основні етапи ембріогенезу.

Хід роботи

1. Ембріогенез – це…..

2. Ембріогенез триває…..

3. етапи ембріогенезу хордових:

І-й…………………………………

ІІ-й………………………………...

ІІІ-й………………………………..

4. Зародкові листки – це…..

5. Диференціація клітин – це……

6. Розглянути постійні мікропрепарати яйцеклітини, зиготи, бластули, гаструли жаби на різних стадіях розвитку. Прослідкувати етапи дроблення зиготи, утворення морули, бластули, гаструли.

7. Розглянути постійні мікропрепарати різних етапів ембріонального розвитку ланцетника, кісткових риб чи інших хребетних тварин. Звернути увагу на утворення еластомерів, будову шарів гаструли, початок гістогенезу та органогенезу.

8. Порівняти побачені під мікроскопом етапи гістогенезу з малюнками, схемами.

9. Зробити схематичні малюнки різних етапів гістогенезу хордових:

- зигота

- морула

- бластула

- гаструла

органогенез

V Домашнє завдання

§ опрацювати відповідний параграф підручника

VІ Підсумок уроку