Конспект урока биологии Оплодотворение и его значение

Урок Оплодотворение и его значение

Рутина Ольга Петровна,

учитель биологии муниципального автономного общеобразовательного учреждения «Родниковская средняя общеобразовательная школа», Соликамского района Пермского края

телефон: (253) 98-4-69

Материал соответствует программе Н.И. Сонина

Тип урока: комбинированный

Методы обучения: частично - поисковый, проблемный, репродуктивный

Приемы работы: самостоятельная работа с учебником, дополнительной литературой, Интернет - сайтами, демонстрация видеофрагментов, компьютерной презентации, выступление с сообщениями по теме, решение проблемных вопросов, участие в мини-дебатах.

Девиз урока: Мне необходимо разобраться самому, а чтобы разобраться самому, надо думать сообща. (Б.Васильев)

Цели:

Личностные

Метапредметные

Предметные

Развитие интереса и способностей учащихся на основе получения знаний и опыта познавательной деятельности

Формирование информационной, коммуникативной и учебной компетенций учащихся

Формирование системы знаний об оплодотворении и значении искусственного оплодотворения в медицине и сельском хозяйстве

Задачи:

Личностные

Метапредметные

Предметные

Обеспечить познавательную мотивацию учащихся при изучении темы «Оплодотворение» и заложить основы знаний, необходимых будущим родителям.

1. Организовать фронтальную работу при решении учебных исследовательских задач и проблемных вопросов.

2. Организовать фронтальную работу учащихся с материалом учебника, сообщениями, видеофрагментами.

1. Решить учебную исследовательскую задачу: возможно ли размножение природного многообразия организмов без оплодотворения?

2. Решить учебную исследовательскую задачу: возможно ли размножение человека путем партеногенеза?

3. Организовать мини-дебаты учащихся «Экстракорпоральное оплодотворение: за или против? »

Планируемые результаты:

Личностные

Метапредметные

Предметные

Самоопределение: рефлексивная самооценка учебной деятельности Мотивация образовательной деятельности на основе демонстраций, участия в решении проблемных вопросов.

Самостоятельность в приобретении новых знаний.

Формирование ценностного отношения друг к другу, учителю, авторам открытий, результатам обучения

Коммуникативные:

умение представлять и отстаивать свои взгляды и суждения, вести дискуссию;

умение выражать свои мысли, умение выслушать собеседника, понимать его точку зрения, признавать право на иное мнение.

Познавательные:

Приобретение опыта самостоятельного поиска, анализа и отбора информации с использованием различных источников и новых информационных технологий.

Овладение УУД на примере выдвижения гипотезы для объяснения известных фактов.

Развитие внимания и логического мышления.

Регулятивные:

Оценка того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению.

Термины и факты: оплодотворение: наружное и внутреннее, перекрестное и самооплодотворение, оплодотворение гермафродитов. Партеногенез, конъюгация. Двойное оплодотворение. Бесплодие.

Экстракорпоральное оплодотворение.

Умения работать с литературой, в том числе и с учебником: преобразование материала текста в табличный вариант, сравнение биологических понятий и процессов.

Умение анализировать видеофрагменты, материал компьютерной презентации по проблемным вопросам, составленным учащимися и учителем.

Технологические особенности:

1. Демонстрационное оборудование: таблица «Двойное оплодотворение», рисованная схема «Конъюгация».

2. Компьютерная презентация.

3. Видеофрагменты: «Двойное оплодотворение», «Экстракорпоральное оплодотворение».

4. Дидактические карточки в двух вариантах.

Литература:

1. Большая иллюстрированная энциклопедия животных. Москва., Махаон., 2005.

2. Зверева И.В., Мамонтова А.Ю. Биология. 10 класс. Профильный курс 1-3 части. Волгоград: Издательско-торговый дом «Корифей», 2008.

3. Петросова Р.А. Темы школьного курса. Размножение организмов. М.: Дрофа, 2004.

4. Пименов А.В. Уроки биологии в 10 классе. Развернутое планирование. Ярославль, Академия развития, 2001.

5. Сивоглазов В.И., Агафонова И.Б., Захарова Е.Т. Учебник. Биология. Общая биология. Базовый уровень 10-11 классы, М.: Дрофа, 2009.

6. Петросова Р.А. Дидактический материал по общей биологии. Пособие для учителей биологии. М.: РАУБ-Цитадель», 1997.

Ход урока

Деятельность учителя на уроке

Деятельность учащихся на уроке

1. Организационный момент

2. Актуализация знаний

Дайте письменно правильные ответы.

Инструкция первому варианту: выберите номера верных утверждений из двенадцати предложенных.

1. В половых клетках гаплоидный набор хромосом.

2. Яйцеклетки образуются в семенниках.

3. Половые клетки образуются в результате митоза.

4. Овогенез и сперматогенез не имеют отличий.

5. При половом размножении возникает новая комбинация генов.

6. Во время мейоза парные гомологичные хромосомы тесно сближаются и обмениваются своими участками.

7. В клетках тела имеется одинарный набор хромосом.

8. Овогенез начинается еще в эмбриональный период.

9. Сперматогенез начинается с периода полового созревания.

10. Набор хромосом в гаметоцитах после второго деления в зоне созревания гаплоидный.

11. В анафазе первой мейоза первого по полюсам расходятся хроматиды.

12. Сперматозоиды мельче яйцеклеток, для развития организма содержат запас питательных веществ.

Правильные ответы: 1,5,6,8,9,10

Инструкция второму варианту: сравните овогенез и сперматогенез:

Вопросы для сравнения

Овогенез

Сперматогенез

1. Определение процесса

2. Стадии развития

3. Когда начинается?

4. Что расходится по полюсам в анафазу первую мейоза первого?

5. Что расходится по полюсам в анафазу вторую мейоза второго?

6. События и результат телофазы второй мейоза второго?

7. Набор хромосом в образовавшихся клетках в телофазу вторую мейоза второго?

8. В чем заключается биологическая роль мейоза?

III. Изучение нового материала

1. Стадия вызова

В 17-18 вв. среди натуралистов бытовало представление о том, что в мужской половой клетке человека можно разглядеть детали строения будущего организма. Ученые ссылались на мнение древнегреческого ученого и философа Гиппократа, который считал, что в только что снесенном яйце курицы уже содержится в готовом виде цыпленок, который только увеличивается в размерах при насиживании.

Можно ли согласиться с таким мнением?

Прав ли Гиппократ?

С чего начинается развитие организма?

Вместе с учащимися определяют тему и цели урока:

• Научиться сравнивать виды оплодотворения: а) по месту прохождения; б) по числу участвующих организмов.

• Расширить знания о двойном оплодотворении цветковых растений.

• Определить значение оплодотворения для медицины и сельского хозяйства

Объявляет проблемный вопрос урока: возможно ли размножение большинства организмов без оплодотворения?

2. Типы оплодотворения

При переходе к изучению новой темы учитель задает вопросы:

1. Что такое гаметы?

2. Как называются мужские половые клетки?

3. Как называются женские половые клетки?

4. Что образуется, если гаметы сливаются?

5. Какой набор хромосом имеет зигота?

6. Как называется процесс слияния гамет?

Дает задание: Пользуясь стр. 120-121 учебника, преобразуйте текст в табличный вариант:

Дает задание: Сравните типы оплодотворения:

Задает вопросы:

1. Кто такие гермафродиты?

Если это обоеполые существа, то с какой целью у них происходит перекрестное оплодотворение?

Дополняет: Дождевые черви сближаются своими передними концами и выделяют сперму со сперматозоидами. В области пояска образуется муфточка из вязкого секрета, в ней отложены яйца. Мышцы проталкивают ее на передний конец тела, где и происходит процесс оплодотворения «грудь в грудь»: кто первым уколол, тот и передал больше спермы.

2. Почему наружное оплодотворение невозможно на суше?

3. Известно, что количество продуцируемых гамет слишком отличается у различных животных: у млекопитающего животного слона - одна, редко две; у рыбки колюшки - 60 икринок, у рыбы-луны - 300 млн. икринок. Установите в этом закономерности и причины.

Дополняет: крошечный самец трехиглой колюшки в брачный сезон вспыхивает голубым и алым цветом. Он строит гнездо из стебельков водных растений и скрепляет их клейким секретом, который выделяют его почки. Самка наблюдает за постройкой гнезда, и, если жених понравился ей, откладывает туда икру. Самец оплодотворяет ее и ухаживает за потомством, загоняя плавниками воду, тем самым наводит чистоту и увеличивает количество кислорода для развивающейся молоди.

3. Как долго яйцеклетки животных и человека сохраняют способность к оплодотворению? Слушает предположения, предлагает прослушать сообщение ученика (приложение №1) и подумать над вопросом: зачем это нужно знать человеку?

Предлагает посмотреть слайд и сравнить виды внутреннего оплодотворения

3. Этапы внутреннего оплодотворения: Рассказывает об оплодотворении, просит по ходу объяснения определить этапы оплодотворения, сделать записи в тетради

Начинается процесс с осеменения - излияния самцом спермы в половые пути самки. Сперма со сперматозоидами попадает в матку и маточные трубы. Сюда же из яичников поступает яйцеклетка. Она выделяет особые химические вещества, активирующие сперматозоиды и позволяющие опознать яйцеклетку. Сперматозоиды движутся навстречу току жидкости, имеющей кислую среду, проходят трудный путь, аналогичный бегу человека на дистанцию 10 км. Акросомы 300 млн. сперматозоидов (именно столько нужно для оплодотворения, даже 2 млн. будет недостаточно) разрушаются, фермент гиалуронидаза растворяет оболочку яйцеклетки, первый сперматозоид проникает внутрь, отбрасывая хвостик. В этот момент появляется прочная оболочка, препятствующая проникновению в яйцеклетку следующего сперматозоида. Ядро сперматозоида увеличивается до размеров ядра яйцеклетки и сливается с ней. В зиготе восстанавливается диплоидный набор хромосом. Далее происходит активация зиготы к дальнейшему развитию.

Задает вопрос: в чем биологический смысл оплодотворения?

4. Размножение без оплодотворения

Возвращает к вопросу начала урока: Возможно ли размножение без оплодотворения? Как будет передаваться наследственность из поколения в поколение? Не приведет ли это к вымиранию видов?

Почему возможно размножение без оплодотворения?

Вам предлагается прослушать сообщение «Партеногенез» (Приложение №2) и ответить на вопрос: как восстанавливается диплоидный набор хромосом?

Может ли происходить партеногенез у человека?

Дополняет: Ученые доказали, что с искусственной активацией яйцеклетки можно, но ожидать полноценного ребенка нельзя. Поэтому такие эксперименты запрещены.

Просит сделать записи по ходу сообщения учащегося о типах полового размножения. Сообщение «Коньюгация» (Приложение №3). Сравнить коньюгацию и партеногенез.

5. Внутривидовой механизм оплодотворения

Задает вопросы: Мы рассмотрели разные формы полового размножения, а каков механизм, обеспечивающий оплодотворение внутри вида? Почему не может произойти оплодотворение и появление потомства у разных видов, например, у маленькой лисы и большой кошки?

А если все-таки процесс оплодотворения произошел у далеких в родственном отношении видов, в чем его плюсы и минусы?

6. Двойное оплодотворение у покрытосеменных растений

Посмотрев видеофрагмент «Двойное оплодотворение» и, вспомнив понятия андроцей, гинецей, подумайте, почему у цветковых растений оплодотворение называется двойным? Расшифруйте схему:

О_1:C₁ (n) +Я(n) З (2n)

семя плод

О_2:C₂ (n) +ВК (2n) Э (3n)

Краткое дополнение: Двойное оплодотворение было открыто в 1898 году С.Г. Навашиным, а триплоидная клетка открыта его сыном в 1915 году.

Задает вопрос: Людям, каких профессий могут понадобиться знания о двойном оплодотворении цветковых растений и оплодотворении у животных?

7. Искусственное оплодотворение

Задает проблемный вопрос: Известно, что в мире примерно 25% бесплодных браков. Как вы считаете, эти семьи обречены на бездетное существование, или у них все-таки есть шанс иметь собственных детей?

Предлагает прослушать сообщение одноклассника (Приложение №4). «Экстракорпоральное оплодотворение», посмотреть короткий видеофрагмент об искусственном оплодотворении, подготовиться к мини-дебатам «Экстракорпоральное оплодотворение: за или против?»

Организует мини-дебаты:

Есть ли среди вас те, кто «за» ЭКО? Обоснуйте вашу точку зрения.

Кто «против» ЭКО? Докажите вашу точку зрения.

Как получают сперматозоиды для оплодотворения?

Как получают яйцеклетки для оплодотворения?

Как происходит искусственное оплодотворение?

Какие проблемы могут возникнуть у детей, зачатых с помощью ЭКО?

В каких случаях лечение бесплодия у человека способствует возникновению этических и социальных проблем? Что это за проблемы?

8. Среда и будущее потомство

Объясняет по кадрам презентации: Результаты исследования эмбриолога М.Светлова указывают на то, что в развитии млекопитающих и человека существуют критические периоды, таким является период зачатия или оплодотворения. В этот период особенно опасны алкоголь, никотин, наркотики, лекарственные средства. Половые клетки быстрее всего поглощают алкоголь, значит, даже бокал шампанского в первую брачную ночь может сыграть роковую роль: произойдет нарушение в закладке органов будущего организма и, как следствие, и семья, и ребенок будут обречены на длительные мучения. Вы все будущие родители: помните это, это не банальная фраза, а доказанная временем истина.

IV. Закрепление знаний - обратная связь

• Мужские гаметы высших споровых растений и мужские гаметы животных называют сперматозоидами, а мужские гаметы семенных растений спермиями. Попробуйте объяснить, почему для схожих объектов используют разные названия?

• Для большинства наземных позвоночных (рептилий, птиц, млекопитающих) характерно внутреннее оплодотворение. В чем преимущества внутреннего оплодотворения по сравнению с наружным?

• Какие механизмы обеспечивают выживание потомства при наружном оплодотворении?

• При половом размножении молодая особь развивается в результате слияния двух половых клеток. Однако в клетках потомства количество хромосом не увеличивается, а остается постоянным. Объясните, почему число хромосом в клетках не увеличивается с каждым поколением?

1. Оплодотворение - это …

2. В результате оплодотворения образуется … с … набором хромосом

3. Оплодотворение по месту слияния гамет …

4. Оплодотворение по числу участвующих организмов …

5. Двойное оплодотворение происходит у …, при этом образуется … и …

6. Искусственное оплодотворение широко применяется в … с целью … и в … с целью …

7. Размножение большинства организмов без оплодотворения невозможно, за исключением партеногенеза у низкоорганизованных существ.

V. Выводы. Подведение итогов урока

За работу на уроке поставлены отметки за преобразование текста в табличный вариант, за сравнение видов оплодотворения, решение проблемных вопросов, участие в мини-дебатах, за работу с тетрадью, за выполненные сообщения.

VI. Домашнее задание

Изучите параграф 3.7.

Ответьте на вопросы в конце параграфа.

Запишите основные идеи материала параграфа.

Выполняют тестовое задание

Заполняют таблицу

Слушают и высказывают свое мнение

Определяют тему и цели урока

Решают в течение урока проблему.

Отвечают на вопросы

Записывают определение оплодотворения в тетрадь

Составляют и заполняют таблицу в тетради.

Сравнивают

Происходит уникальная комбинация генетического материала.

Решают вопросы, находят причины и закономерности совместными усилиями:

1.Сперматозоиды передвигаются с помощью жгутиков как гребных винтов, для этого им нужна жидкость.

2. Обнаружена закономерность: чем больше гамет, тем вероятнее успешность оплодотворения, т.к. часть икры съедают хищники, гибнет от неблагоприятных условий: мороза, солнечных ожогов. Прозрачная желеобразная оболочка икринок, словно линза, фокусирует свет, и зародыши выгорают.

Причина: количество гамет зависит от степени заботы родителей о потомстве.

Слушают сообщение одноклассника, обдумывают ответ. Дают ответ на вопрос: с целью планирования рождения детей.

Находят различие, делают записи в тетради.

Слушают, отбирают материал, делают записи:

1. Осеменение.

2. Проникнове-ние сперматозоида в яйцеклетку.

3. Слияние гаплоидных ядер яйцеклетки и сперматозоида.

4. Активация зиготы к дальнейшему развитию.

Обсуждают и записывают:

1. В зиготе восстанавливается диплоидный набор хромосом. 2. Образуется организм, сочетающий признаки обоих родителей, в результате этого значительно увеличивается генетическое и фенотипическое разнообразие организмов.

Учащиеся высказывают мнение: у большинства видов это невозможно, но у некоторых насекомых, например, пчел, может быть.

Возможно, на каком-то этапе восстанавливает-ся диплоидность. Дают ответ: в ходе созревания при первом делении митоза после удвоения ДНК хромосомы не расходятся.

Вопрос заставил задуматься. Ответ: теоретически: да.

Сравнивают и находят сходство и различие.

Выдвигают гипотезу: если они такие разные, то какой-то механизм обязательно препятствует их размножению. Выдвигают предположения о

разном количестве и структуре хромосом,

не соответствии строения полового аппарата партнеров,

разные места и сроки размножения.

Разрешают проблему: рождающиеся гибриды либо стерильны, либо неполноценны в развитиии.

Смотрят видеофрагменты, участвуют в обсуждени

Комментируют схему, предложенную учителем.

Отвечают на вопрос, высказывают свою точку зрения.

Участвуют в обсуждении: выдвигают аргументы, делают выводы.

Слушают сообщение, смотрят видеофрагмент,

Прогнозируют:

Как бы ни была мала вероятность того, что дети, родившиеся от одного донора, вступят в брак, но она существует. А это уже инцест, кровосмешение.

Слушают, смотрят кадры презентации, делают выводы

Вопросы решают совместно.

Подвижные - сперматозоиды, неподвижные - спермии.

Оплодотворение происходит в теле самки, велика вероятность успешного оплодотворения. Зародыш защищен оболочками, снабжен питательными веществами.

Большое количество гамет, степень заботы о потомстве родителей.

Мейоз происходит в период созревания гамет, в ходе которого диплоидное количество хромосом превращается в гаплоидное.

Выводы по уроку

Проблемный вопрос разрешен

Делают записи в дневниках.

Приложение №1.

Как долго яйцеклетки сохраняют способность к оплодотворению?

Яйцеклетки большинства млекопитающих сохраняют способность к оплодотворению в течение ограниченного времени после овуляции, как правило, не более 24 часов. Сперматозоиды, покинувшие мужскую половую систему, живут тоже очень недолго. Так, у большинства рыб сперматозоиды погибают в воде уже спустя 1-2 минуты, в половых путях кролика живут до 30 часов, у лошади 5-6 суток, а у птиц до трех недель.

Сперматозоиды человека во влагалище женщины гибнут спустя 2,5 часа, но те, которые успевают добраться до матки, сохраняют жизнеспособность в течение двух и более суток. Существуют в природе и исключительные случаи, например, сперматозоиды летучих мышей в семяприемнике самок сохраняют способность к оплодотворению целую зиму, а у пчел и некоторых морских черепах даже в течение нескольких лет.

Приложение №2. Партеногенез

У некоторых видов организмов встречается особая форма полового размножения - без оплодотворения. Такое развитие называют партеногенезом, или девственным развитием. В этом случае дочерний организм развивается из неоплодотворенной яйцеклетки на основе генетического материала одного из родителей, и образуются особи только одного пола.

Партеногенез встречается у низших ракообразных (дафний), насекомых (пчел, тлей), у некоторых птиц (индюшек). Партеногенез, как правило, чередуется с обычным половым размножением. Из неоплодотворенных яйцеклеток с гаплоидным набором хромосом развивается новый организм. При первом делении митоза после удвоения ДНК хромосомы не расходятся по полюсам клетки, и диплоидный набор восстанавливается.

Партеногенез может идти как при благоприятных условиях, так и при неблагоприятных. Например, у тлей, дафний летом развиваются самки, а осенью из неоплодотворенных яиц развиваются самцы. У пчел из неоплодотворенных яиц развиваются всегда самцы - трутни, а из оплодотворенных - самки (матки) и рабочие пчелы.

Партеногенез можно вызвать искусственно, воздействием какого-либо фактора на яйцеклетку, например, укалывая иглой.

Естественный партеногенез дает возможность резкого увеличения численности потомства и существует в тех популяциях, где контакт разнополых особей затруднен, например, скальных ящериц.

Приложение №3. Конъюгация

Еще одной разновидностью полового размножения является конъюгация - временное соединение двух особей и обмен частями ядерного аппарата и небольшим количеством цитоплазмы. Этот процесс характерен для простейших, в частности, инфузорий. У инфузорий перед началом конъюгации большое ядро (макронуклеус) разрушается, а малое генеративное ядро (микронуклеус) делится мейозом. Три из четырех образовавшихся гаплоидных ядер разрушается, а четвертое делится митозом на два ядра. Одним из этих ядер и обмениваются конъюгирующие особи. Обмененные ядра сливаются с оставшимися в клетках вторыми ядрами. В результате в каждой клетке образуется диплоидное ядро. После этого особи расходятся.

Новое ядро делится на две неравные части. Одна, большая часть превращается в макронуклеус, а другая - в микронуклеус. Этот процесс напоминает оплодотворение, так как слияние ядер разных организмов все же происходит, и генетическая информация обновляется.

Приложение №4. Дети из пробирки. Экстракорпоральное оплодотворение

В мире насчитываются миллионы бесплодных супружеских пар. Ученые выделяют 22 женских и 16 мужских факторов, приводящих к невозможности иметь детей. Факторы бесплодия со стороны женщины - это чаще всего непроходимость маточных труб. Наиболее частая причина мужского бесплодия - снижение количества и качества сперматозоидов. Эту проблему необходимо было решать, и способ был найден: искусственное оплодотворение.

В британском г. Олдэм 25 июля 1978 года родилась девочка Луиза Браун. Это был первый ребенок, зачатый в результате экстракорпорального оплодотворения (ЭКО). Мировая наука ликовала, Великобритания поздравляла своих новых героев: эмбриолога Роберта Эдвардса и гинеколога Патрика Стептоу. Восемь лет спустя, 7 февраля 1986 года и в России родился ребенок, зачатый путем ЭКО. Об этом сообщила московская лаборатория клинической эмбриологии Центра акушерства и гинекологии РАМН под руководством Б.В. Леонова. Сегодня в России лечением бесплодия методом ЭКО занимаются 50 клиник.

Рождение первого человека, зачатого вне организма матери, ознаменовало начало эры вспомогательных репродуктивных технологий, благодаря которым сегодня уже около 2 млн. супружеских пар во всем мире могут радоваться рождению долгожданных малышей.

Экстракорпоральное оплодотворение - это оплодотворение яйцеклетки сперматозоидом вне организма матери. Перед проведением процедуры ЭКО яичники женщины стимулируют повышенными дозами гормонов, в результате чего в них созревает не одна, а несколько яйцеклеток, готовых к овуляции и оплодотворению. Получение нескольких яйцеклеток необходимо для того, чтобы повысить шанс наступления беременности в результате лечения.

Изъятые из организма матери яйцеклетки с помощью специальных манипуляционных устройств под контролем бинокуляра помещают в специальную среду. Из семенной плазмы подвижные сперматозоиды выделяют методом центрифугирования. Из полученного осадка в раствор всплывают подвижные сперматозоиды. Их добавляют к яйцеклеткам in vitro (в пробирке), однако чашки, в которых оплодотворяют яйцеклетки и выращивают эмбрионы, вовсе не похожи на пробирки. Они выглядят как планшеты с четырьмя лунками.

После оплодотворения за развитием эмбрионов наблюдают в течение 3-5 суток, до момента имплантации в матку матери. Для переноса в матку выбирают самых жизнеспособных эмбрионов. Приемные матери давно за плату вынашивают и рожают чужих младенцев.

Уже на протяжении 25 лет медики пристально наблюдают за развитием и здоровьем почти двух миллионов рожденных ЭКО - малышей, и они едины во мнении: в результате ЭКО на свет появляются дети, ничем не отличающиеся от своих сверстников, зачатых естественным путем. Кроме того, при ЭКО обычно в матку трансплантируют более одного эмбриона. Это нередко приводит к возникновению многоплодной беременности, которая имеет большие риски, как для матери, так и для плодов.

У мужчин-доноров не получают разрешения, и они становятся анонимными отцами десятков детей.

Однако все чаще звучит этический вопрос: как бы ни была мала вероятность того, что дети, родившиеся от одного донора, вступят в брак, она существует. А это инцест, кровосмешение и все вытекающие отсюда последствия: дети, предрасположенные к серьезным заболеваниям, больные, мертворожденные.