Интегрированный урок (биология + информатика) "Формы размножения организмов. Бесполое размножение"

Цели урока: углубить знания об особенностях и способах бесполого размножения организмов в природе; продолжить формирование умений систематизировать информацию, взятую из различных источников, обсуждать проблему, строить схемы; научить школьников определять формы размножения и объяснять роль бесполого размножения в жизни организмов.

Оборудование: набор схем в конвертах (размножение, половое, бесполое, образование половых клеток, почкование, деление клетки, спорообразование, бинарное деление, вегетативное размножение, черенки, усы, клубни, корневища, луковицы, фрагментация, шизогония); таблицы из разных курсов, иллюстрирующие формы размножения; тексты из дополнительной литературы; карточки с заданием для актуализации знаний; комнатное растение Бриофиллум Дегремона (каланхоэ), мультимедийная презентация.

На доске запись:

Жизнь на Земле существует и продолжается во времени благодаря уникальному свойству всех живых организмов – способности к размножению или самовоспроизводству.

1. Начинается спирализация хромосом, растворяется ядерная оболочка:

1. В анафазу.
2. В профазу.
3. В телофазу.
4. В метафазу.

2. Хромосомы выстраиваются по экватору клетки:

1. В профазу.
2. В метафазу.
3. В анафазу.
4. В телофазу.

3. В ходе мейоза из одной материнской клетки образуется:

1. 2 сперматозоида
2. 4 сперматозоида
3. 1 сперматозоид
4. 8 сперматозоидов

4. В результате митоза число хромосом в клетках тема:

1. Уменьшается вдвое
2. Увеличивается вдвое
3. Сохраняется неизменным
4. Изменяется случайно

5. В результате оплодотворения образуется зигота, в которой:

1. Восстанавливается диплоидный набор хромосом
2. Оказывается гаплоидный набор хромосом
3. Число хромосом не изменяется
4. Образуется триплоидный набор хромосом

6. В какой стадии мейоза происходит перекомбинация генетического материала?

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

8. Как называется первое и второе деление мейоза?

9. В какой стадии мейоза количество хромосом и ДНК равно 2n4c?

10. Сколько клеток образуется в результате двух делений мейоза?

1. Хроматиды отходят друг от друга и становятся самостоятельными хромосомами:

1. В профазу.
2. В метафазу.
3. В анафазу.
4. В телофазу.

2. Количество хромосом и ДНК равно 2n4c:

1. В профазу.
2. В метафазу.
3. В анафазу.
4. В телофазу.

3. В ходе мейоза из одной материнской клетки образуются:

1. 2 яйцеклетки
2. 8 яйцеклеток
3. 1 яйцеклетка
4. 4 яйцеклетки

4. Благодаря конъюгации и кроссинговеру в ходе мейоза хромосомы:

1. Удваиваются
2. Равномерно распределяются
3. Разрываются
4. Обмениваются генетической информацией

5. Восстановление диплоидного набора хромосом в зиготе происходит в результате:

1. Мейоза
2. Конъюгации
3. Оплодотворения
4. Митоза

6. В какой стадии мейоза количество хромосом и ДНК равно n2c?

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

8. В какой стадии мейоза количество хромосом и ДНК равно n4c?

9. Когда во время мейоза происходит конъюгация и кроссинговер?

10. Сколько клеток образуется в результате деления мейоза?

“Каждую секунду на земле гибнут десятки тысяч организмов. Одни от старости. Другие из-за болезни, третьих съедают хищники… Мы срываем в саду цветок, наступаем случайно на муравья, убиваем укусившего нас комара, ловим на озере щуку. Каждый организм смертен, поэтому любой вид должен заботиться о том, чтобы его численность не уменьшалась. Смертность одних особей компенсируется рождением других” (учебник “Общая биология”, соавторов В.И.Агафонова, Е.Т.Захарова).

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.

Бинарное и множественное деление.

Деление – наиболее простая форм бесполого размножения, широко распространенного у бактерий и простейших организмов (одноклеточных животных и растений). У этих организмов бесполое размножение заключается в делении их тела путем митоза. Часто материнская особь делится на две дочерние особи равной величины. Органоиды примерно равномерно распределяются между дочерними особями, а недостающие образуются у дочерних особей заново.

Такое деление характерно для таких простейших организмов, как амеба, эвглена, некоторые инфузории, хламидомонада.

Интересно происходит деление у бактерий. Кольцевая молекула ДНК закрепляется на клеточной мембране и удваивается. В клетке начинает образовываться поперечная перегородка со стороны прикрепления молекул ДНК. Затем поперечная перегородка раздваивается, перемещая закрепленные ДНК в разные части клетки. Рибосомы равномерно распределяются между двумя дочерними клетками, образуется перетяжка, которая разделяет клетку на две дочерние.

При подходящих условиях такое размножение приводит к быстрому росту их популяции.

Множественное деление (шизогония), при котором вслед за рядом повторных делений клеточного ядра происходит деление самой клетки на множество дочерних одноядерных клеток, наблюдается у споровиков – группы простейших, к которой относится, в частности, возбудитель малярии Plasmodium (плазмодий малярийный). Переносчиком малярийного плазмодия является комар. При укусе комара плазмодии попадают в кровь человека и затем в эритроциты. Внутри эритроцита плазмодии разрастаются, его ядро несколько раз делится митозом, вокруг каждого дочернего ядра обособляется участок цитоплазмы и в результате одновременно образуются 12-24 клеток. Эритроциты разрушаются, а освободившиеся клетки выходят в плазму крови, проникают в новые эритроциты, и весь процесс повторяется заново. Такая высокая плодовитость компенсирует большие потери из-за трудностей успешной передачи паразита от одного хозяина другому, а именно от человека – организму-переносчику, то есть малярийному комару, и в обратном направлении.

Спорообразование

Спора – это одноклеточная гаплоидная репродуктивная единица обычно микроскопических размеров, состоящая из небольшого количества цитоплазмы и ядра. Споры могут быть различными по своему типу и функциям и часто образуются в специальных структурах – спорангиях. Нередко споры образуются в больших количествах и имеют ничтожный вес, что облегчает их распространение ветром, а также животными. Вследствие малых размеров спора обычно содержит лишь минимальные запасы питательных веществ; из-за того, что многие споры не попадают в подходящее место для прорастания, потери спор очень велики. Главное достоинство таких спор – возможность быстрого размножения и расселения видов, особенно грибов.

Спорообразование широко распространено у споровых растений (водоросли, мхи, плауны, папоротники) и грибов. Споры же бактерий служат, строго говоря, не для размножения, а для того чтобы выжить при неблагоприятных условиях, поскольку каждая бактерия образует только одну спору. Бактериальные споры относятся к числу наиболее устойчивых: так, например, они нередко выдерживают обработку сильными дезинфицирующими веществами и кипячение в воде.

Размножение фрагментами (фрагментация)

Фрагментация – разделение особи на две или несколько частей, каждая из которых растет и образует новую особь. Фрагментация происходит, например, у клетчатых водорослей, таких как спирогира. Нить спирогиры может разорваться.

Фрагментация наблюдается также у некоторых низших беспозвоночных животных, которые в отличие от более высокоорганизованных форм сохраняют значительную способность к регенерации из относительно слабо специализированных клеток. Например, тело немертин (группа примитивных червей, главным образом морских) особенно легко разрывается на много частей, каждая из которых может дать в результате регенерации новую особь.

При неблагоприятных условиях плоский червь планария также распадается на отдельные части, каждая из которых при наступлении благоприятных условий может дать новый организм.

В этом случае регенерация – процесс нормальный и регулируемый; однако у некоторых животных (например, морских звезд) восстановление из отдельных частей происходит только при случайной фрагментации. Морская звезда способна к регенерации из любого фрагмента, который содержит щупальце и кусочек тела. Ловцы устриц с неприязнью относятся к морским звездам за то, что они истребляют устриц. Поэтому издавна попавшихся в сеть морских звезд рыбаки разрубали на куски и выбрасывали за борт. Узнав, что это приводит только к увеличению численности морских звезд, рыбаки стали бросать их в кипяток.

Почкование

Почкование – одна из форм бесполого размножения, при которой новая особь образуется в виде выроста (почки) на теле родительской особи, а затем отделяется от нее, превращаясь в самостоятельный организм, совершенно идентичный родительскому. Почкование встречается в разных группах организмов, особенно у кишечнополостных, например, у гидры, и у одноклеточных грибов, таких как дрожжи. В последнем случае почкование отличается от деления (которое тоже наблюдается у дрожжей) те, что две образующиеся части имеют разные размеры.

При почковании дрожжей на клетке образуется утолщение, постепенно превращающееся в полноценную дочернюю клетку дрожжей.

На теле гидры несколько клеток тела начинают делиться, постепенно на материнской особи вырастает маленькая гидра, у которой образуются рот со щупальцами и кишечная полость, связанная с кишечной полостью матери. Если материнская особь поймает добычу, то часть питательных веществ попадает и в маленькую гидру, и, наоборот, дочерняя особь, охотясь, также “делится” пищей с материнской особью. Вскоре маленькая гидра отделяется от материнского организма и обычно располагается рядом с ней. Теперь “мать” и “дочь” будут конкурировать за пищу. Вот почему гидры размножаются почкованием только тогда, когда условия существования хорошие и пищи достаточно.

Необычная форма почкования описана у растения Bryophyllum (lakenchoe), выращиваемое в качестве комнатного декоративного растения. Листья этого растения имеют зазубренные края, в основании которых развиваются миниатюрные растеньица, снабженные маленькими корешками. Эти почки, в конце концов, отпадают и начинают существовать как отдельные растения.

Вегетативное размножение

Вегетативное размножение – одна из форм бесполого размножения, при которой от растения отделяется относительно большая, обычно специализированная (дифференцированная) часть (орган, часть органа) и развивается в самостоятельное растение. По существу вегетативное размножение сходно с почкованием. Нередко растения образуют структуры, специально предназначенные для этой цели: луковицы, клубнелуковицы, корневища, клубни. А также распространено размножение корнями (корневыми отпрысками), листовыми и побеговыми черенками (листьями и частями побегов), надземными столонами (усами), отводками.

Способы вегетативного размножения растений в природе

При вегетативном размножении растение сохраняет определенную комбинацию генов, что делает его хорошо приспособленным к окружающим условиям и дает возможность заселять обширные пространства Земли.

Полиэмбриония

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

Клонирование

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.

IV. Закрепление знаний.

Экспресс-тест “Вопрос-ответ”

• Какая форма бесполого размножения характерна для мхов и папоротников?
• Какая форма бесполого размножения наиболее характерна для гидры, дрожжей?
• Какая форма бесполого размножения характерна для планарии, некоторых кольчатых червей?
• Верно ли суждение: Бесполое размножение увеличивает наследственную изменчивость организмов?
• Верно ли суждение: Бесполое размножение амебы происходит путем шизогонии?
• Верно ли суждение: При бесполом размножении все дочерние особи являются точной копией материнской?
• Какая естественная форма бесполого размножения известна у человека?

§ 31, ответить на вопросы.