Методическая разработка по теме "Партеногенез. Половой диморфизм"

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ
«БАРАБИНСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

Рассмотрено на заседании ЦМК

Протокол № ____от________________

Председатель_____________________

(Ф.И.О)

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ

Специальность 34.02.01 Сестринское дело (с базовой подготовкой)

Дисциплина ОУД.11. Биология

Раздел 4. Размножение и индивидуальное развитие организма

Тема 4.4. Партеногенез. Половой диморфизм

Разработчик: преподаватель биологии Дъячук Людмила Владимировна

2019

Содержание

Методический лист …………………………………………………………..4 Интегративные связи…………………………………………………………6

Примерная хронокарта занятия……………………………………………...7

Исходный материал………………………………………………………….10

Контроль знаний по предыдущей теме…………………………………….15

Задания для закрепления и систематизации знаний……………………….16

Предварительный контроль знаний………………………………………...16

Задание для самостоятельной внеаудиторной работы студентов………...17

Список использованных источников……………………………………….18

Выписка из рабочей программы
дисциплины ОУД.11. Биология
для специальности 34.02.01 Сестринское дело (с базовой подготовкой)

МЕТОДИЧЕСКИЙ ЛИСТ

Тип занятия – комбинированный урок

Вид занятия – лекция, объяснение с демонстрацией наглядных пособий, выполнения заданий.

Продолжительность – 90 мин.

ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ

1. Учебные цели:

- сформировать знаний об особенностях партеногенеза, его значении, полового диморфизма как биологического явления. Сформировать умения подтверждать примерами изученный теоретический материал.

2. Развивающие цели:

- развивать логическое мышление, внимание, память, умение осуществлять самостоятельный поиск информации в различных источниках, организовывать собственную деятельность, необходимую для выполнения профессиональных задач.

3. Воспитательные цели:

- создавать содержательные и организационные условия для развития самостоятельности в добывании студентами знаний, скорости восприятия и переработки информации, культуры речи, воспитании настойчивости в достижении цели, формирование способности организовывать собственную деятельность при повторении изученного материала.

Методы обучения – объяснительно-иллюстративный, репродуктивный, частично – поисковый.

Место проведения занятия – кабинет биологии, анатомии и генетики

человека с основами медицинской генетики.

МОТИВАЦИЯ

Размножение или репродукция, - одно из основных свойств живого, это – способность живых организмов производить подобных себе особей. Целостный организм состоит из дискретных единиц – клеток. Существование вида поддерживается размножением. Известны две формы размножения – бесполое и половое. Каждый из способов размножения имеет свои преимущества и недостатки, более древним является бесполое размножение, наиболее совершенным является половое размножение, которое сформировалось гораздо позднее в ходе эволюции и обеспечило живым организмам преимущество в выживании.

Медицинский работник должен знать и понимать общие механизмы функционирования живых систем, в том числе и особенности их размножения и развития, что позволит использовать эти знания для профилактики заболеваний, пропаганды здорового образа жизни, организации собственной деятельности для эффективного выполнения профессиональных задач.

Интегративные связи

Генетика человека с основами медицинской генетики

Анатомия и физиология человека

Основы патологии

Партеногенез. Половой диморфизм

Здоровый человек и его окружение

ПРИМЕРНАЯ ХРОНОКАРТА ЗАНЯТИЯ

Исходный материал

План

1. Партеногенез

1.1. Классификации партеногенеза

1.2. Распространённость партеногенеза

2. Половой диморфизм

2.1. Формы полового диморфизма

1. Партеногенез

Так называемое «девственное размножение», одна из форм полового размножения организмов, при которой женские половые клетки (яйцеклетки) развиваются во взрослый организм без оплодотворения. Хотя партеногенетическое размножение не предусматривает слияния мужских и женских гамет, партеногенез все равно считается половым размножением, так как организм развивается из половой клетки. Считается, что партеногенез возник в процессе эволюции организмов у раздельнополых форм.

В тех случаях, когда партеногенетические виды представлены (всегда или периодически) только самками. Одно из главных биологических преимуществ партеногенеза заключается в ускорении темпа размножения вида, так как все особи подобных видов способны оставить потомство. Такой способ размножения используется некоторыми животными (хотя чаще к нему прибегают относительно примитивные организмы).

В тех случаях, когда из оплодотворённых яйцеклеток развиваются самки, а из неоплодотворённых — самцы, партеногенез способствует регулированию численных соотношений полов (например, у пчёл). Часто партеногенетические виды и расы являются полиплоидными и возникают в результате отдалённой гибридизации, обнаруживая в связи с этим гетерозис и высокую жизнеспособность. 

Партеногенез следует относить к половому размножению и следует отличать от бесполого размножения, которое осуществляется всегда при помощи соматических органов и клеток (размножение делением).

1.1. Классификации партеногенеза

Существует несколько классификаций партеногенетического размножения.

По способу размножения

Естественный - нормальный способ размножения некоторых организмов в природе.

Искусственный - вызывается экспериментально действием разных раздражителей на неоплодотворённую яйцеклетку, в норме нуждающуюся в оплодотворении.

По полноте протекания

Рудиментарный (зачаточный) — неоплодотворённые яйцеклетки начинают деление, однако зародышевое развитие прекращается на ранних стадиях. Вместе с тем в некоторых случаях возможно и продолжение развития до конечных стадий (акцидентальный или случайный партеногенез).

Полный - развитие яйцеклетки приводит к формированию взрослой особи. Эта разновидность партеногенеза наблюдается во всех типах беспозвоночных и у некоторых позвоночных.

По наличию мейоза в цикле развития

Амейотический - развивающиеся яйцеклетки не проделывают мейоза и остаются диплоидными. Такой партеногенез (например, у дафний) является разновидностью клонального размножения.

Мейотический - яйцеклетки проделывают мейоз (при этом они становятся гаплоидными). Новый организм развивается из гаплоидной яйцеклетки (самцы перепончатокрылых насекомых и коловраток), или яйцеклетка тем или иным способом восстанавливает диплоидность (например, путём эндомитоза или слияния с полярным тельцем)

По наличию других форм размножения в цикле развития

Облигатный — когда он является единственным способом размножения

Циклический — партеногенез закономерно чередуется с другими способами размножения в жизненном цикле (например, у дафний и коловраток).

Факультативный — встречающийся в виде исключения или запасного способа размножения у форм, в норме двуполых.

1.2. Распространённость партеногенеза

Партеногенез редок у позвоночных и встречается примерно у 70 видов, что составляет 0,1 % всех позвоночных животных. Например, существует несколько видов ящериц, в естественных условиях размножающихся партеногенезом (Дарвиновские, комодские вараны). Партеногенетические популяции также найдены и у некоторых видов рыб, земноводных, птиц (в том числе куриц). Случаи однополого размножения пока не известны только среди млекопитающих.

Партеногенез у  комодских варанов возможен потому, что овогенез сопровождается развитием полоцита (полярного тельца), содержащего удвоенную копию ДНК яйца; полоцит при этом не погибает и выступает в качестве спермы, превращая яйцеклетку в эмбрион.

Аналогичный процесс у растений называется апомиксис. Он может представлять собой вегетативное размножение, или размножение семенами, возникшими без оплодотворения: либо в результате разновидности мейоза, не уменьшающей число хромосом в два раза, либо из диплоидных клеток семязачатка. Так как у многих растений существует особый механизм: двойное оплодотворение, то у некоторых из них (например, у нескольких видов лапчатки) возможна псевдогамия  - когда семена получаются с зародышем, развивающимся из неоплодотворённой яйцеклетки, но содержат триплоидный эндосперм, возникший в результате опыления и последующего тройного слияния.

Индуцированный «партеногенез» млекопитающих

В начале 2000 гг. было показано, что обработкой in vitro ооцитов млекопитающих (крыс, макак, а затем и человека) либо предотвращением отделения второго полярного тельца при мейозе возможно индуцировать партеногенез, при этом в культуре развитие можно довести до стадии бластоцист. Полученные таким образом бластоцисты человека потенциально являются источником плюрипотентных стволовых клеток, которые могут быть использованы в клеточной терапии.

В 2004 году в Японии слиянием двух гаплоидных ооцитов, взятых у разных особей мыши, удалось создать жизнеспособную диплоидную клетку, деление которой привело к формированию жизнеспособного эмбриона, который, пройдя стадию бластоцисты, развился в жизнеспособную взрослую особь. Предполагается, что этот эксперимент подтверждает участие роли геномного импринтинга в гибели эмбрионов, образующихся из ооцитов, полученных от одной особи, на бластоцистарной стадии.

 Значение партеногенеза заключается в возможности размножения при редких контактах разнополых особей (например, на экологической периферии ареала), а также в возможности резкого увеличения численности потомства (что важно для видов и популяций с большой циклической смертностью). 

2. Половой диморфизм

 Половой диморфизм (от лат. Di - два, morphe - форма) - анатомические различия между самцами и самками одного и того же биологического вида, не считая половых органов.

Половой диморфизм может проявляться в различных физических признаках, например:

• Размер. У млекопитающих и многих видов птиц самцы крупнее и тяжелее, чем самки. У земноводных и членистоногих самки, как правило, крупнее самцов.

• Волосяной покров. Борода у человека, грива у львов или бабуинов

• Окраску. Цвет перьев у птиц, особенно утиных.

• Кожа. Характерные наросты или дополнительные образования, такие, как рога у оленевых, расческа петухов, или женскую грудь человека.

• Зубы. Бивни у самцов индийских слонов, большие клыки у самцов моржей и кабанов.

Диморфизм очень сильный среди некоторых групп насекомых, особенно общественных.

Некоторые животные, прежде всего рыбы, демонстрируют половой диморфизм только во время спаривания. Согласно одной из теорий, половой диморфизм выражен тем больше, чем более различаются взносы обоих полов в уход за потомством. Также он является показателем уровня полигамии.

Половой диморфизм — общебиологическое явление, довольно распространенное среди разнополых животных и растений. В некоторых случаях половой диморфизм проявляется в развитии таких признаков, явно вредных для их обладателей и снижает их жизнеспособность. Таковы, например, украшения и яркая окраска самцов у многих птиц, длинные хвостовые перья самца райской птицы, лирохвоста, мешающие при полете. Громкие крики и пение, резкие запахи самцов или самок также могут привлечь внимание хищников и ставят их в опасное положение. Развитие таких признаков казалось необъяснимым с позиций естественного отбора. Для их объяснения в 1871 Дарвин предложил теорию полового отбора. Она вызвала споры еще во времена Дарвина. Неоднократно высказывалось мнение, что это самое слабое место дарвиновского учения.

Слабость дарвиновской теории трактовать половой диморфизм, как следствие полового отбора, является результатом методологической ошибки: широкое явление нельзя трактовать как следствие узкого механизма. Теория всегда должна быть шире трактуемого явления.

С точки зрения эволюционной теории пола, половой диморфизм рассматривается как следствие асинхронной эволюции пола. Итак, половой диморфизм возникает только по эволюционирующим признакам. Это эволюционная «дистанция» между полами, которая появляется с началом эволюции признака и исчезает с ее концом. Соответственно, половой диморфизм может быть следствием любого вида отбора, а не только полового, как считал Дарвин.

2.1. Формы полового диморфизма

Репродуктивный — это постоянный диморфизм первичных и вторичных половых признаков, различий в мужской и женской стати, и то, что имеет прямое отношение к размножению (гаметы, гонады, гениталии, молочные железы, борода человека, грива льва, шпоры петуха и т.д.). Это фундаментальные видовые признаки, гены которых должны быть общими для двух полов. А поскольку по общим генам не может быть генотипического полового диморфизма, то репродуктивный половой диморфизм - гормональный, то есть фенотипический. Его назначение — задать программы двух полов.

Модификационный — временный, в пределах онтогенеза. Он возникает в результате изменений женского пола, имеет более широкую норму реакции. Он предшествует эволюции любого признака, и чем шире норма реакции признака, тем больше может быть половой диморфизм по нему. Назначение модификационного полового диморфизма — защита женского пола от действия отбора, пока не появятся новые гены, проверенные в мужском геноме. Пример такого диморфизма — адаптация женщин арктических популяций: толстый жировой слой, короткие ноги, высокая минерализация скелета.

Эволюционный — генотипический, возникает при эволюции любого признака, в результате опережающего изменения мужского генома. Вектор эволюционного полового диморфизма совпадает с направлением эволюции признака — от женской формы к мужской.

Приложение 1

Контроль знаний по предыдущей теме

1) Гаметы. Строение сперматозоида

2) Каково строение яйцеклетки? Виды яйцеклеток по расположению питательных веществ

3) Сравнительная характеристика яйцеклетки и сперматозоида

4) Проверка зарисовки схемы «Строение половых клеток»

Критерии оценки за устный опрос (контрольные вопросы):

Оценка "5" ставится, если обучающийся: показывает глубокое и полное знание и понимание материала; полное понимание сущности рассматриваемых понятий, явлений и закономерностей, теорий, взаимосвязей; умеет составить полный и правильный ответ; правильно и обстоятельно отвечает на дополнительные вопросы; допускает не более одного недочёта, который легко исправляет.

Оценка "4" ставится, если обучающийся: показывает знание всего изученного материала; даёт полный и правильный ответ; допускает незначительные ошибки и недочёты; небольшие неточности в формулировке понятий; материал излагает в логической последовательности, допуская негрубую ошибку или два недочёта, которые может исправить.

Оценка "3" ставится, если обучающийся: излагает материал фрагментарно; не всегда последовательно, допускает ошибки при формулировке выводов, ошибки при определении понятий; отвечает неполно на вопросы преподавателя.

Оценка "2" ставится, если обучающийся: не раскрывает основное содержание материала; не делает выводов и обобщений; допускает более двух грубых ошибок, которые не может исправить даже при помощи преподавателя.

Критерии оценки рисунков

Оценка «5 (отлично)»:

- схема строения составлена правильно, соответствует теме;

- проявлены умения использовать учебную и дополнительную литературу;

- обозначены части клеток

Оценка «4 (хорошо)»:

- схема составлена правильно, но допущены незначительные ошибки в обозначении частей клетки

Оценка «3 (удовлетворительно)»:

- схема недостаточно полная; допущены существенные ошибки;

Оценка «2 (неудовлетворительно)»

- схема составлена неправильно, не соответствует теме;

- не проявлены умения использовать учебную и дополнительную литературу.

Приложение 2

Задания для закрепления знаний по теме «Партеногенез. Половой диморфизм»

Кратко ответьте на следующие вопросы:

1) Как называют форму полового размножения организмов, при которой женские половые клетки (яйцеклетки) развиваются во взрослый организм без оплодотворения? (партеногенез).

2) Почему партеногенез считают формой полового размножения? (партеногенез считается половым размножением, так как организм развивается из половой клетки).

3) В чём биологическое преимущество партеногенеза? (одно из главных биологических преимуществ партеногенеза заключается в ускорении темпа размножения вида).

4) Назовите критерии классификации партеногенеза (по способу размножения, по полноте протекания, по наличию мейоза в цикле развития, по наличию других форм размножения в цикле развития).

5) Для каких организмов характерен партеногенез (партеногенез характерен для беспозвоночных, у позвоночных встречается редко – у рыб, птиц, земноводных).

6) Как называют партеногенез у растений? (апомиксис).

7) Что называется половым диморфизмом? (половой диморфизм - различия между самцами и самками одного и того же биологического вида, не считая половых органов).

8) Перечислите формы полового диморфизма (репродуктивный, эволюционный, модификационный).

(за каждый правильный ответ 1 балл, максимально 8 баллов)

Приложение 3

Предварительный контроль новых знаний

Выберите правильные высказывания (ответ запишите в виде цифр)

1) Одна из форм  размножения организмов, при которой женские половые клетки (яйцеклетки) развиваются во взрослый организм без оплодотворения, называется партеногенезом.

2) Партеногенез – это форма бесполого размножения.

3) По способу размножения партеногенез делят на амейотический и мейотический.

4) При полном партеногенезе развитие яйцеклетки приводит к формированию взрослой особи.

5) При мейотическом партеногенезе новый организм развивается из диплоидной яйцеклетки.

6) Для дафний характерен циклический партеногенез.

7) Половой диморфизм особенно характерен для общественных насекомых.

8) Репродуктивный половой диморфизм – это временный диморфизм, проявляющийся в пределах онтогенеза.

9)  Значение партеногенеза заключается в возможности размножения при редких контактах разнополых особей, а также в возможности резкого увеличения численности потомства.

Эталон ответа:

1,4,6,7,9

(за каждый правильный ответ 1 балл, максимально 5 баллов)

Критерии оценок за работу по новой теме

Оценка «5»: обучающийся набирает 7 баллов

Оценка «4»: обучающийся набирает 5-6 баллов

Оценка «3»: обучающийся набирает 4 балла (ставится по желанию).

Приложение 4

Задание для самостоятельной внеаудиторной работы студентов

Повторить материал по теме «Размножение организмов», пользуясь конспектами лекций и информацией в учебнике (1, с. 101-116), подготовиться к проверочной работе по изученной теме.

Список использованных источников

1.Биология [Текст]: учеб. для студ. учреждений сред. проф. образования / Н.В. Чебышев, Г.Г.Гринёва, Г.С. Гузикова; под ред. Н.В.Чебышева. – 6-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2011. – 416 с.

2. Биология [Текст]: учебное пособие для учащихся медицинских училищ / Ярыгин В.Н., Волков Н.И., Васильев В.И.; под ред. В.Н. Ярыгина. – М.: Медицина, 1987. – 448 с.: ил.

3.Биология. 11 класс [Текст]: поурочные планы по учебнику В. И. Сивоглазова, И.Б. Агафоновой «Общая биология. 10-11 классы» / сост. Т.В. Зарудняя. – Волгоград: Учитель, 2011. – 127 с.

4. Биология. Общая биология. 10-11 класс. [Текст]: Рабочая тетрадь к учебнику В.И. Сивоглазова, И.Б. Агафоновой «Биология. Общая биология. 10-11 классы» / И.Б. Агафонова, В.И. Сивоглазов; под ред. И.Б. Морзунова. – М.: Дрофа, 2013. – 143 с.: ил.