Деление клетки . Размножение организмов.

Дата проведения

Урок

Группа

Тема: « Деление клетки. Размножение живых организмов»

Цель: углубить знания учащихся о формах размножения организмов; сформировать новые понятия о митозе и мейозе и их биологическом значении.

Задача урока: сформировать знания о размножении организмом, его биологическом значении, о способах размножения, оплодотворения, эмбриональном и постэмбриональном развитии.

Образовательные задачи: расширить и систематизировать знания об основных формах и способах размножения и развития организмов.

Развивающие задачи: способствовать развитию навыков аргументированного выступления, логического мышления, анализа литературы, сравнения, продолжить развивать кратковременную память и навыки самостоятельной, учебной работы (составление опорных конспектов, таблиц и схем, работа в группах).

Воспитательные задачи: формирование умений применять полученные знания на практике (выявлять пути использования знаний о размножении и индивидуальном развитии в народном хозяйстве, здравоохранении), проводить экологическое воспитание путём показа значения размножения организмов для сохранения численности популяций,

Планируемые результаты обучения:

-предметные: знание о размножении организмов как важнейшим их свойством, его ролью , о способах размножения организ­мов — бесполом и половом, оплодотворении и стадиях развития животных.

-метапредметные: умение работать с текстом учебника, рисунками, в группе, слушать и слышать собеседника.

-личностные: развитие любознательности, формирование интереса к изучению природы.

Основные понятия урока: размножение — бесполое, половое, вегетативное, онтогенез, оплодотворение.

Оборудование:

1. Учебно-наглядные пособия: табл., плакаты

2. Технические средства обучения: интерактивная доска, мультимедийные презентации, обучающие компьютерные программы.

План урока:

1. Организационный момент

2. Повторение(Фронтальный опрос)

3. Изучение нового материала

Ход урока

I. Организационный момент(

1. Актуализация опорных знаний

Учитель биологии:

• Фронтальный опрос по вопросам обмена веществ

1. Метаболизм – это…

2. Пластический обмен - ?, энергетический обмен?

3. Обменные реакции в организме осуществляются, на каком уровне?

4. Обменным реакциям предшествует?

5. Мономерами белков являются?

6. Мономерами углеводов являются?

7. Мочевина и аммиак – это конечные продукты обмена

8. Витамины – это…

• Письменная работа: выберите возможные превращения веществ в организме человека

• Самопроверка (слайд)

В основе передачи наследственной информации, размножения, а также роста, развития и регенерации лежит важнейший процесс – деление клеток. Молекулярная сущность деления заключена в способности ДНК к самоудвоению молекул.

Объявление темы урока. Поскольку фазы митоза и мейоза в общих чертах мы уже изучали в 9 классе, задачей общей биологии является рассмотрение этого процесса на молекулярном и биохимическом уровне. В связи с этим особое внимание мы уделим изменению хромосомных структур.

Клетка является не только единицей строения и функции у живых организмов, но также и генетической единицей. Это единица наследственности и изменчивости, проявляющихся в процессе деления клеток. Элементарным носителем наследственных свойств клетки является ген. Ген представляет собой отрезок молекулы ДНК из нескольких сотен нуклеотидов, где закодировано строение одной молекулы белка и проявление какого-то наследственного признака клетки. Молекула ДНК в комплексе с белком образует хромосому. Хромосомы ядра и локализованные в них гены являются основными носителями наследственных свойств клетки. В начале клеточного деления хромосомы укорачиваются и окрашиваются более интенсивно, так что становятся видимыми по отдельности.

В делящейся клетке хромосома имеет вид двойной палочки и состоит из двух разделенных щелью вдоль оси хромосомы половинок или хроматид. Каждая из хроматид содержит одну молекулу ДНК.

Внутреннее строение хромосом, число нитей ДНК в них меняются в жизненном цикле клетки.

Вспомним: что такое клеточный цикл? Какие этапы выделяют в клеточном цикле? Что происходит на каждом этапе?

Интерфаза включает в себя три периода.

Пресинтетический период G₁ наступает сразу после деления клетки. В это время в клетке происходит синтез белков, АТФ, разных видов РНК и отдельных нуклеотидов ДНК. Клетка растет, и в ней интенсивно накапливаются различные вещества. Каждая хромосома в этот период однохроматидна, генетический материал клетки обозначается 2n 1xp 2с (n – набор хромосом,хр – число хроматид ,с – количество ДНК ).

В синтетическом периоде S осуществляется редупликация молекул ДНК клетки. В результате удвоения ДНК в каждой из хромосом оказывается вдвое больше ДНК, чем было до начала S-фазы, но число хромосом не изменяется. Теперь генетический набор клетки составляет 2n 2xp 4с (диплоидный набор, хромосомы двухроматидны, количество ДНК – 4).

В третьем периоде интерфазы – постсинтетическом G₂ – продолжается синтез РНК, белков и накопление клеткой энергии. По окончании интерфазы клетка увеличивается в размерах и начинается ее деление.

Деление клетки. В природе существует 3 способа клеточного деления – амитоз, митоз мейоз.

Амитозом делятся прокариотические организмы и некоторые клетки эукариот, например, мочевого пузыря, печени человека, а также старые либо поврежденные клетки. Сначала в них делится ядрышко, затем ядро на две или несколько частей путем перетяжек и в конце деления перешнуровывается цитоплазма на две или несколько дочерних клеток. Распределение наследственного материала и цитоплазмы не равномерно.

Митоз – универсальный способ деления эукариотических клеток, при котором из диплоидной материнской клетки образуются две подобные ей дочерние клетки.

Длительность митоза 1-3 часа и в его процессе 4 фазы: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

Профаза. Обычно самая продолжительная фаза клеточного деления.

Увеличивается объем ядра, хромосомы спирализуются. В это время хромосома состоит из двух хроматид, соединенных между собой в области первичной перетяжки или центромеры. Затем растворяются ядрышки и ядерная оболочка – хромосомы лежат в цитоплазме клетки. Центриоли расходятся к полюсам клетки и образуют между собой нити веретена деления, а в конце профазы нити крепятся к центромерам хромосом. Генетическая информация клетки, по-прежнему, как в интерфазе (2n 2хр 4с).

Метафаза. Хромосомы располагаются строго в зоне экватора клетки, образуя метафазную пластину. На стадии метафазы хромосомы имеют самую малую длину, так как в это время они сильно спирализованы и конденсированы. Поскольку хромосомы хорошо видны подсчет и изучение хромосом обычно проходит в этот период деления. По продолжительности это самая короткая фаза митоза, так как она длится то мгновение, когда центромеры удвоенных хромосом располагаются строго по линии экватора. И уже в следующий момент начинается следующая фаза.

Анафаза. Каждая центромера расщепляется на две, и нити веретена оттягивают дочерние центромеры к противоположным полюсам. Центромеры тянут за собой отделившиеся одна от другой хроматиды. На полюса приходят по одной хроматиде из пары – это дочерние хромосомы. Количество генетической информации на каждом полюсе теперь равно (2n 1хр 2с).

Завершается митоз телофазой. Процессы, происходящие в этой фазе, обратны процессам, которые наблюдались в профазе. На полюсах происходит деспирализация дочерних хромосом, они утоньшаются и становятся слаборазличимыми. Вокруг них образуются ядерные оболочки, а затем появляются ядрышки. Одновременно с этим идет деление цитоплазмы: в животных клетках – перетяжкой, а у растений со средины клетки к периферии. После образования цитоплазматической мембраны в растительных клетках формируется целлюлозная оболочка. Образуются две дочерние клетки с диплоидным набором однохроматидных хромосом (2n 1хр 2с).

Следует отметить, что все процессы, происходящие в клетке, в том числе и митоз, находятся под генетическим контролем. Гены контролируют последовательные стадии редупликации ДНК, движение, спирализацию хромосом и т.д.

Биологическое значение митоза:

1. Точное распределение хромосом и их генетической информации между дочерними клетками.

2. Обеспечивает постоянство кариотипа и генетическую преемственность во всех клеточных проявлениях; т.к. иначе было бы не возможным постоянство строения и правильность функционирования органов и тканей многоклеточного организма.

3. Обеспечивает важнейшие процессы жизнедеятельности – эмбриональное развитие, рост, восстановление тканей и органов, а также бесполое размножение организмов.

Мейоз

Образование половых клеток (гамет) происходит иначе, чем процесс размножения соматических клеток. Если бы образование гамет шло таким же путем, то после оплодотворения (слияния мужской и женской гамет) число хромосом каждый раз удваивалось бы. Однако этого не происходит. Каждому виду свойственно определенное число и свой специфический набор хромосом (кариотип).

Мейоз – это особый вид деления, когда из диплоидных (2п) соматических клеток половых органов образуются половые клетки (гаметы) у животных и растений или споры у споровых растений с гаплоидным (п) набором хромосом в этих клетках. Затем в процессе оплодотворения ядра половых клеток сливаются, и восстанавливается диплоидный набор хромосом (n+n=2n).

В непрерывном процессе мейоза идут два последовательных деления: мейоз I и мейоз II. В каждом делении те же фазы, что и в митозе, но разные по продолжительности и изменениям генетического материала. В результате мейоза I число хромосом в образовавшихся дочерних клетках уменьшается вдвое (редукционное деление), а при мейозе II гаплоидность клеток сохраняется (эквационное деление).

Профаза мейоза I – удвоенные в интерфазе гомологичные хромосомы попарно сближаются. При этом отдельные хроматиды гомологичных хромосом переплетаются, перекрещиваются между собой и могут разрываться в одинаковых местах. Во время этого контакта гомологичные хромосомы могут обмениваться соответствующими участками (генами), т.е. идет кроссинговер. Кроссинговер вызывает перекомбинацию генетического материала клетки. После этого процесса гомологичные хромосомы снова разъединяются, растворяются оболочки ядра, ядрышек и образуется веретено деления. Генетическая информация клетки в профазе составляет 2n 2хр 4с (диплоидный набор, хромосомы двухроматидные, количество молекул ДНК – 4).

Метафаза мейоза I – хромосомы располагаются в плоскости экватора. Но если в метафазе митоза гомологичные хромосомы имеют положение, независимое друг от друга, то в мейозе они лежат рядом – попарно. Генетическая информация прежняя (2n 2хр 4с).

Анафаза I – к полюсам клетки расходятся не половинки хромосом из одной хроматиды, а целые хромосомы, состоящие из двух хроматид. Значит, из каждой пары гомологичных хромосом в дочернюю клетку попадет лишь одна, но двухроматидная хромосома. Их число в новых клетках уменьшится вдвое (редукция числа хромосом). Количество генетической информации на каждом полюсе клетки становится меньше (1n 2хр 2с).

В телофазе первого деления мейоза формируются ядра, ядрышки и делится цитоплазма – образуются две дочерние клетки с гаплоидным набором хромосом, но эти хромосомы состоят из двух хроматид (1n 2хр 2с).

Вслед за первым наступает второе деление мейоза, но ему не предшествует синтез ДНК. После короткой профазы мейоза II двухроматидные хромосомы в метафазе мейоза II располагаются в плоскости экватора и крепятся к нитям веретена деления. Их генетическая информация прежняя – (1n 2хр 2с).

В анафазе мейоза II к противоположным полюсам клетки расходятся хроматиды и в телофазе мейоза II образуются четыре гаплоидные клетки с однохроматидными хромосомами (1n 1хр 1с). Таким образом, в сперматозоидах и яйцеклетках число хромосом уменьшается вдвое. Такие половые клетки образуются у половозрелых особей различных организмов. Процесс формирования гамет называют гаметогенез.

Биологическое значение мейоза:

1.Образование клеток с гаплоидным набором хромосом. При оплодотворении обеспечивается постоянный для каждого вида набор хромосом и постоянное количество ДНК.

2.Во время мейоза происходит случайное расхождение негомологичных хромосом, что приводит к большому числу возможных комбинаций хромосом в гаметах. У человека число возможных комбинаций хромосом в гаметах составляет 2ⁿ, где n – число хромосом гаплоидного набора: 2²³=8 388 608. Число возможных комбинаций у одной родительской пары 2²³ х 2²³

3.Происходящие в мейозе перекрест хромосом, обмен участками, а также независимое расхождение каждой пары гомологичных хромосом

определяют закономерности наследственной передачи признака от родителей потомству.

Из каждой пары двух гомологичных хромосом (материнской и отцовской), входящих в хромосомный набор диплоидных организмов, в гаплоидном наборе яйцеклетки или сперматозоида содержится только одна хромосома. При этом она может быть: 1) отцовской хромосомой; 2) материнской хромосомой; 3) отцовской с участком материнской хромосомы; 4) материнской с участком отцовской. Эти процессы приводят к эффективной рекомбинации наследственного материала в гаметах, образуемым организмом. В результате обуславливается генетическая разнородность гамет и потомства.

При объяснении учащиеся заполняют таблицу: «Сравнительная характеристика митоза и мейоза»

Закрепление изученного материала (по табл., тестовая работа).

2 урок (45 минут) Размножение и развитие организмов

Актуализация знаний

- Что такое размножение?

Размножение – это воспроизведение себе подобных. Благодаря этому свойству, жизнь на нашей планете существует и продолжается. Это единственный путь к бессмертию, именно в размножении заключается смысл жизни любого организма.(слайд 1).

- Что лежит в основе размножения организмов? (деление клеток, в основе его

лежит митоз).

Уже на ранних стадиях развития жизни возникла способность к размножению, которая постепенно совершенствовалась в процессе эволюции организмов.

Проблемный вопрос.

- Для чего в жизни, практике необходимо знать, как происходит размножение организмов.

Учащиеся высказывают собственное мнение.

- Какие формы размножения свойственные живым организмам вам известны?

- Половое и бесполое (слайд 2).

4. Изучение новой темы.

1.Размножение . Способы размножения живых организмов.

Информация для размышления.

рассмотрите рисунки и сравните организмы

В ходе беседы выясняются разные способы размножения организмов. Способы размножения: бесполое и половое.

Работа в группах с учебником-объяснить сущность каждого способа.

Какой организм возник раньше и каким способом он размножался? (растительный или животный)

Формы размножения.

Заполните в тетради таблицу, характеризующую разные формы размножения.

проверка работы с учебником

2.Оплодотворение. внешнее и внутреннее оплодотворение у животных.

Оплодотворение – это процесс слияния мужской (сперматозоида) и женской (яйцеклетки) гамет, сопровождающееся объединением их генетического материала. (слайд 4).

В чем заключается биологическое значение оплодотворения?

Биологическое значение оплодотворения заключается в том, что, восстанавливается диплоидный набор хромосом и поддерживается генетическое разнообразие организмов, которое служит материалом для естественного отбора и эволюции видов.

Типы оплодотворения

Наружное внутреннее

или внешее происходит в половых органах самки

при котором половые -пресмыкающиеся,

клетки сливаются птицы, млекопитающие.

вне организма.

-Рыбы, земноводные,

большинство моллюсков,

некоторые черви

3. Стадии развития животных; индивидуальное развитие, или онтогенез; периоды онтогенеза, их последовательность.

Каждый живой организм, обитающий на Земле в определенное время и в определенном месте, имеет начало и конец своего существования, проходит свой жизненный путь. Это и есть онтогенез, или индивидуальное развитие.

Как вы считаете, с чего начинается онтогенез каждого живого организма? (начинается с оплодотворенной яйцеклетки – зиготы).

Итак, записываем в тетрадях: Индивидуальным развитием, или онтогенезом, называют весь период жизни особи – с момента слияние сперматозоида с яйцом и образования зиготы до гибели организма. (слайд 5)

Онтогенез делится на два периода: 1) эмбриональный ( от греч. эмбрион – зародыш), который протекает в организме матери, т.е. – является  внутриутробным. Он начинается с момента образования зиготы до рождения или выхода из яйцевых оболочек; 2) постэмбриональный – начинается с момента  выхода из яйцевых оболочек или рождения до смерти организма.
Запишем это в виде следующей схемы:

Онтогенез

Эмбриональный период Постэмбриональный период период

(от образования зиготы до рождения) (от рождения до смерти)

В эмбриональный период происходит закладка всех органов и систем зародыша. И, несмотря на свое многообразие, большинство многоклеточных животных, в независимости от сложности их организации, имеют единые стадии эмбрионального развития (слайд 6).А именно – дробление, гаструляцию и первичный органогенез (слайд 7).

Работа с учебником в группах . Из учебника выписать основные этапы эмбрионального развития, с. 16-17

Типы индивидуального развития

Без превращений с превращением (непрямое или с

(прямое) метаморфозом)

Из яйца появляется особь, с неполным с полным

Похожая на взрослую особь. превращением превращением

• яйцо яйцо

• личинка личинка

• взрослая куколка

особь взрослая особь

5. Закрепление материала

Верны ли утверждения. ( ставите цифру и+ или-)

1. Спорообразование характерно для гидры. -

2. Амёба размножается путём деления клетки. +

3. При бесполом размножении участвует одна особь. +

4. Мхи и папоротники размножаются почкованием. -

5. При бесполом размножении потомство сильно отличается от родительских организмов. –

6. Для простейших характерно деление пополам. +

7. Размножение – это процесс воспроизведения себе подобных. +

8. Гидра размножается почкованием. +

9.Виноград, смородина, крыжовник, ива размножаются вегетативно. +

10.В бесполом размножении участвуют одна особь. +

11. Оногенез – это эмбриональное развитие организма –

12.Развитие с неполным превращением - яйцо личинка взрослая особь+

Подведение итогов

Выставляются оценки.

6. Рефлексия Сегодня урок легкий или трудный, интересный или скучный

полезный или ненужный.

Я ученик старательный или ленивый, внимательный или невнимательный

урок усвоил или не усвоил.

4. Домашнее задание

Изучить параграф ответить на вопросы.

Спасибо за урок!

Д/з