Конспект по биологии Половое размножение, образование половых клеток (9 класс)

Половое размножение. Развитие половых клеток. Оплодотворение.

Цели: изучить процесс образования половых клеток, выявить его преимущества.

Задачи:

образовательная: рассмотреть процесс образования половых клеток, выявить его закономерности и преимущества перед бесполым размножением;

развивающая: формировать умения и навыки, сравнивать, анализировать, выделять главное, формулировать выводы;

воспитательная: половое воспитание на примере образования мужских и женских половых клеток.

Тип урока: комбинированный.

Метод проведения: лекция, беседа, работа с опорным конспектом.

Планируемые предметные результаты:

ученик должен

иметь представление о сути полового размножения;

знать определения: «мейоз», «гаметогенез», «кроссинговер», «конъюгация», «оплодотворение», «зигота» и др.;

уметь: объяснять процесс формирования половых клеток, иллюстрировать роль полового процесса.

Междисциплинарные связи: биохимия.

Внутридисциплинарные связи: зоология, анатомия и физиология человека, цитология, генетика.

Образовательные ресурсы: таблица «Мейоз»; опорный конспект.

Ход урока

I. Фронтальный опрос (с. 149 учебника, вопросы 1-5).

II. Мотивация учебной деятельности.

Сообщение темы, цели.

Половое размножение имеет ряд преимуществ перед бесполым размножением. Что определяет эти преимущества?

III. Открытие новых знаний.

1. Половое размножение.

Половое размножение имеет большие эволюционные преимущества по сравнению с бесполым. Это обусловлено тем, что в результате полового процесса новая особь получает комбинацию генов, принадлежащих обоим родителям, что повышает возможности организма в приспособлении к изменяющимся условиям окружающей среды. При половом размножении в результате оплодотворения две клетки разного пола - гаметы - объединяются в одну - зиготу, из которой развивается новая особь.

- Какой набор хромосом имеют половые клетки?

- Что происходит при оплодотворении?

(Гаметы - гаплоидные клетки, а после оплодотворения набор хромосом в зиготе становится диплоидным.)

Значит, на каком-то последующем этапе (но не позже) образования новых гамет хромосомный набор должен снова уменьшиться наполовину.

Происходит это путем мейоза. Цикл полового размножения включает, следовательно, чередование диплофазы с двойным и гаплофазы с одинарным набором хромосом, то есть происходит смена ядерных фаз.

2. Мейоз - процесс образования половых клеток.

Учитель проводит объяснение, демонстрируя таблицу «Мейоз». Учащиеся по ходу объяснений могут работать с рис. 82 на с. 151 учебника.

Деление клеток при их созревании отличается от митоза и носит название мейоза. При мейозе диплоидное число хромосом уменьшается до гаплоидного: расхождение гомологичных хромосом происходит так, что каждая дочерняя клетка получает по одной хромосоме из каждой пары.

Мейоз включает два последовательных деления: сразу же после первого деления мейоза (редукционного) совершается второе деление - обычный митоз. Причем в каждом делении выделяют четыре стадии: профазу, метафазу, анафазу и телофазу (см. схему «Гаметогенез»).

В профазе 1 деления мейоза происходит спирализация хромосом, они принимают характерные для них форму и размеры. В спаренных гомологичных хромосомах образовалось уже по две хроматиды, соединенные в области центромеры. На этой четыреххроматидной стадии путем кроссинговера (перекреста) может происходить обмен участками хроматид. При этом в каждой из двух гомологичных хромосом в гомологичной области разрывается одна хроматида и образовавшиеся фрагменты воссоединяются крест-накрест - возникает хиазма. Эти места перекреста смещаются к концам хромосом (терминализация, и хромосомы не разделяются в этих участках до конца метафазы 1. Кроссинговер делает возможным обмен участками хроматид и тем самым - внутрихромосомную рекомбинацию.

В метафазе 1 хромосомы располагаются в экваториальной плоскости после растворения ядерной оболочки. Центромеры гомологичных хромосом обращены к разным полюсам клетки. К ним прикрепляются нити веретена деления.

В анафазе 1 плечи гомологичных хромосом окончательно разделяются, хромосомы расходятся к различным полюсам. В результате диплоидный набор хромосом уменьшается до гаплоидного. Тем не менее каждая хромосома состоит из двух хроматид, то есть по-прежнему содержит удвоенное количество ДНК, и, значит, хромосомный набор клетки после завершения первого мейотического деления будет 1n2c.

В телофазе 1 хромосомы остаются на полюсах, на короткое время образуется ядерная оболочка. В период интерфазы между 1 и 2 делениями мейоза редупликации ДНК не происходит, так как хромосомы гаплоидных клеток остаются удвоенными.

Вторая стадия мейоза включает также профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Она протекает так же, как обычный митоз.

В анафазе 2 центромеры, соединяющие сестринские хроматиды в каждой хромосоме, делятся, и хроматиды (как и при митозе) становятся самостоятельными хромосомами.

С завершением телофазы 2 заканчивается и весь процесс мейоза. В результате к концу мейоза 2 имеются 4 гаплоидных ядра, а в результате цитокинеза образуются 4 клетки с одинарным набором хромосом.

3. Сперматогенез и овогенез.

- Мы говорили о том, что при половом размножении растений и животных участвуют две особи: мужская и женская. В их половых органах образуются половые клетки: яйцеклетки и сперматозоиды. Половые клетки развиваются у животных в семенниках и яичниках. Процесс образования сперматозоидов называется сперматогенезом, а образование яйцеклеток - овогенезом.

В половых железах различают три разных участка (или зоны): размножения, роста, созревания половых клеток.

Зона размножения располагается в самом начале половой железы: здесь находятся первичные половые клетки, которые размножаются путем митоза, и число их увеличивается. Первичные половые клетки затем попадают в зону роста, где деление клеток уже не происходит: клетки растут, достигая тех размеров, которые свойственны половым клеткам каждого вида животных.

После завершения периода роста клетки переходят в зону созревания. Здесь уже формируются яйцеклетки и сперматозоиды. В зоне созревания в результате мейоза у мужских особей образуются 4 гаплоидные клетки, которые превращаются в зрелые сперматозоиды.

Рассмотрите в учебнике рис. 84 на с. 154.

Сперматозоид млекопитающих имеет форму длинной нити, в которой различают головку, шейку, хвостик. В головке располагается ядро, содержащее ДНК, в шейке находится центриоль, а с помощью хвостика сперматозоид передвигается.

В зоне созревания яичников после мейоза также образуются четыре гаплоидные клетки, но они неодинаковы по размерам: одна большая и три маленькие, называемые направительными тельцами, они погибают. Женские половые клетки в процессе созревания одеваются оболочками и готовы к оплодотворению после окончания мейоза. У пресмыкающихся, птиц и млекопитающих за счет деятельности клеток, окружающих яйцеклетку, вокруг нее образуется ряд дополнительных оболочек.

Рассмотрите рис. 83 учебника.

- Какую функцию выполняют оболочки, окружающие яйцеклетку? Назовите эти оболочки. (Оболочки служат для защиты яйцеклетки и развивающегося зародыша от внешних неблагоприятных воздействий.)

Сперматозоиды доставляют в яйцеклетку генетическую информацию и стимулируют ее дальнейшее развитие.

IV. Закрепление.

Формулировка вывода о значении мейоза.

Образование в результате мейоза половых клеток с перекомбинированным набором наследственной информации способствует дальнейшему процветанию вида и его приспособленности к изменяющимся условиям среды.

На этом этапе урока учитель по своему усмотрению может использовать опорный конспект для закрепления полученных знаний.

В опорном конспекте содержатся сведения о созревании половых клеток, зонах их развития (размножения, роста, созревания); о процессе мейоза; двух делениях мейоза, в результате которых число хромосом в сперматозоидах и яйцеклетках уменьшается вдвое (1n); о сущности процесса оплодотворения (образование диплоидной зиготы путем слияния женской и мужской гамет - клеток с гаплоидным набором хромосом) и необходимых для него условиях.

Гаметогенез

V. Рефлексия.

Учащиеся оценивают степень реализации поставленных на уроке целей, свои учебные действия и содержательно обосновывают правильность (ошибочность) результата.

Домашнее задание: § 31, с. 150-155; вопросы 1-5.