Как поступить
в Онлайн-школу и получить аттестат?

Подробно расскажем о том, как перевестись на дистанционный формат обучения, как устроены онлайн-уроки и учебный процесс, как улучшить успеваемость и повысить мотивацию!

Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных

Конспект урока: Развитие гамет. Оплодотворение

Биология развития

Развитие гамет. Оплодотворение

План урока

  • Сравнительная характеристикаполовых клеток животных
  • Образование половых клеток у животных
  • Оплодотворение
    • Условия оплодотворения
    • Биологическое значение оплодотворения
    • Типы оплодотворения животных
    • Этапы оплодотворения
    • Формы оплодотворения
  • Оплодотворение у цветковых растений

Цели урока

  • Выделять существенные признаки овогенеза и сперматогенеза
  • Приводить доказательства преимущества внутреннего оплодотворения перед наружным

Разминка

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


Гаметы, или половые клетки, — репродуктивные клетки, имеющие гаплоидный (одинарный) набор хромосом и участвующие, в частности, в половом размножении.


 

Сравнительная характеристика половых клеток животных

 

Признаки

Яйцеклетки (рис.1.Б)

Сперматозоиды (рис.1.А)

Место

образования

Яичники

Семенники

Процесс

образования

Овогенез , или оогенез

Сперматогенез

Хромосомный
набор 

гаплоидный

гаплоидный

Размер

Крупные

Мелкие

Особенности строения

 

 

 

Почему яйцеклетка млекопитающих во много раз меньше яйцеклетки птиц?

Округлые клетки, содержащие в цитоплазме запас питательных веществ в виде желтка. 

 

В ядрах содержатся ДНК и запасные и-РНК, в которых записана структура важнейших белков будущего зародыша. 

 

В зависимости от количества и характера распределения желтка выделяют несколько видов яйцеклеток:

- изолецитальные с равномерным распределением желтка (моллюски, ланцетник);

- телолецитальные – с неравномерным (некоторые рыбы, птицы, рептилии, яйцекладущие млекопитающие);

- алецитальные с небольшим количеством желтка (плацентарные млекопитающие).

Сперматозоид состоит из:

- головки , в которой находится ядро с гаплоидным набором хромосом; 

- шейки , в которой находятся центриоли и митохондрии;

- хвоста , образованного микротрубочками (много митохондрий). 

- акросомы в передней части головки есть (видоизменённый аппарат Гольджи), в которой находится особый фермент, необходимый для растворения оболочки яйцеклетки.

Подвижность

Неподвижные

Подвижные

Количество

Образуется немного, например, у женщины, способной к деторождению, формируется около 400 яйцеклеток.

Образуется огромное количество, например, у мужчины в течение жизни созревает до 1010 сперматозоидов.

 

Рис.1. Строение половых клеток животных: А - Сперматозоид; Б - Яйцеклетка Рис.1. Строение половых клеток животных: А - Сперматозоид; Б - Яйцеклетка

 

Воспроизведение — является одним из важнейших свойств жизни. Преемственность заключается в том, что в процессе воспроизведения дочернему поколению передается вся генетическая информация, заложенная в родительском поколении.

 

Образование половых клеток у животных


Гаметогенез — процесс образования половых клеток, который происходит в несколько стадий (фаз).


 

Овогенез

Сперматогенез

Процесс образования женских половых клеток.

Процесс происходит в яичниках.

Образуются яйцеклетки.

Процесс образования мужских половых клеток.

Процесс происходит в семенниках.

Образуются сперматозоиды.

I - период Размножения

Хромосомный набор: диплоидный (2n)

Процесс: деление митоз.

Результат: первичные половые клетки зачаткового эпителия, делятся митозом, в результате увеличивается их количество.

Интенсивно размножаются в период внутриутробного развития

 

 

 

 

 

Образуется: 

овогенная ткань  зачаткового эпителия ( овогонии )

Начинается внутриутробно, потом приостанавливается, затем возобновляется с периода полового созревания и продолжается почти всю жизнь.

Интенсивно − в период половой зрелости в течении всего репродуктивного периода. 

Образуется: 

сперматогенная ткань  зачаткового эпителия ( сперматогонии )

II − период Роста

Хромосомный набор: диплоидный (2n)

Процесс: интерфаза.

Результат: рост клетки, накопление питательных веществ.

Значительно продолжителен.

Клетка сильно увеличивается в размерах, запасая желток (совокупность питательных веществ: белки, липиды, углеводы).

Накапливается РНК (для синтеза белков у зародыша). 

Образуются: овоциты I порядка

Выражен не резко.

Клетки растут и незначительно увеличиваются в размерах.

 

 

Накапливается АТФ (для активного перемещения).

Образуются: сперматоциты I порядка

III - период Созревания

Хромосомный набор: гаплоидный (1n, 1chr, 1c).

Процесс: мейоз.

Результат: из одной первичной диплоидной клетки образуется четыре гаплоидные клетки.

Цитоплазма всегда остается в одной клетке, а другие три клетки становятся направительными тельцами ⇒ образуется одна крупная жизнеспособная клетка и три мелкие, которые погибают (1 яйцеклетка и 3 направительных тельца) 

Образуются:

- мейоз I – овоциты II порядка  (внутриутробно),

- мейоз II – оотиды (яйцеклетка)  в период половой зрелости может завершиться только после оплодотворения, ежемесячно).

Одинаковые по величине:

цитоплазма распределяется равномерно по всем клеткам образуется ⇒ 4 равноценные клетки

Образуются: 

Мейоз I – сперматоциты II порядка

Мейоз II – сперматиды

IV - период Формирования

Хромосомный набор: гаплоидный (n)

Результат: образование созревших половых клеток

Эта стадия отсутствует.

Формирование созревшего сперматозоида со специфическим строением, длительный: из гаплоидных клеток формируются подвижные сперматозоиды — спермиогенез

Образуются: сперматозоиды .

 

Рис.2. Гаметогенез животных: А - сперматогенез; Б - овогенез. Рис.2. Гаметогенез животных: А - сперматогенез; Б - овогенез.

 

Оплодотворение


Оплодотворение — это процесс слияния гамет, в результате которого образуется зигота. 


Зигота — первая клетка нового организма, которая в ядре содержит генетический материал сперматозоида и яйцеклетки, т. е. восстанавливается диплоидный набор хромосом: n + n = 2n.


 

Условия оплодотворения

 

  1. Одновременное созревание гамет.
  2. Своевременная доставка мужских гамет к женским.
  3. Биологическая совместимость двух половых клеток.

 

Биологическое значение оплодотворения

 

  1. Осуществление материальной непрерывности между поколениями.
  2. Восстановление диплоидного набора хромосом.
  3. Объединение в одном организме отцовских и материнских наследственных задатков.
  4. Обеспечение относительного постоянства вида.

 

Типы оплодотворения животных

 

Внешнее

Внутреннее

Происходит вне тела самки, обычно в водной среде

(рыбы, земноводные, многие моллюски, некоторые черви).

Происходит в половых путях самки 

(практически все наземные и некоторые водные виды организмов).

 

Этапы оплодотворения

 

1 этап — сближение сперматозоида и яйцеклетки (рис. 3.1)

- цитоплазматическая мембрана сперматозоида встраивается в мембрану яйцеклетки.

2 этап — проникновение одного сперматозоида в яйцеклетку (рис. 3.2)

- отслаивание от яйцеклетки оболочки оплодотворения, что препятствует проникновению других сперматозоидов;

- активация в яйцеклетке метаболических процессов (в т.ч. завершение мейоза II с образованием зрелого овоцита);

- проникновение в цитоплазму яйцеклетки ядра сперматозоида (оно набухает и достигает величины ядра яйцеклетки).

3 этап — слияние ядер сперматозоида и яйцеклетки (рис. 3.3)

- восстановление диплоидности.

Рис.3. Этапы оплодотворения Рис.3. Этапы оплодотворения

3.1 - сближение сперматозоида и яйцеклетки;

3.2 - проникновение одного сперматозоида в яйцеклетку;

3.3 - слияние ядер сперматозоида и яйцеклетки.

 

Формы оплодотворения

 

Полиспермия — слияние с яйцеклеткой несколько сперматозоидов, при этом с ядром сливается ядро только одного сперматозоида, а ядра других разрушаются. Тем не менее для оплодотворения требуется участие многих сперматозоидов, так как они выделяют ферменты, обеспечивающие их проникновение в яйцеклетку.

 

Самооплодотворение – истинное слияние половых клеток, но лишь одного организма. Не связано с генетической рекомбинацией. Характерно для некоторых растений (фиалки), для плоских червей (бычий и свиной цепень).

 

Перекрёстное оплодотворение  - слияние половых клеток разных мужских и женских особей одного вида. У многих раздельнополых животных оплодотворение бывает только перекрестным. Даже у гермафродитных видов, особи которых обладают одновременно органами разных полов, есть механизмы, препятствующие самооплодотворению: 

  • созревание гамет разного пола в одном организме происходит в разное время;
  • яйца гермафродита, оплодотворенные собственными сперматозоидами, не развиваются.

 

Оплодотворение у цветковых растений

 

Для цветковых растений характерен особый тип оплодотворения, который был открыт русским учёным Сергеем Гавриловичем Навашиным (1857 - 1930 г.г.) в 1898 году и получил название двойного оплодотворения.

 

В завязи пестика развивается женский гаметофит, который представлен зародышевым мешком, содержащим восемь гаплоидных ядер. Два из них сливаются и образуют центральное диплоидное ядро. Таким образом, в зародышевом мешке содержится одна диплоидная клетка, одна яйцеклетка и пять гаплоидных вспомогательных клеток (рис. 4.А).

Пыльцевое зерно (мужской гаметофит) созревает в пыльниках тычинок и имеет две клетки: генеративную и вегетативную. Первая содержит два неподвижных спермия, а вторая прорастает в пестике, образует пыльцевую трубку, по которой они проникают в завязь (рис. 4.Б).

Когда спермии проникают в зародышевый мешок, один из них сливается с яйцеклеткой, а другой — с диплоидной клеткой. В результате в дальнейшем из оплодотворённой яйцеклетки развивается зародыш, а из крупной центральной триплоидной клетки формируется эндосперм — запас питательных веществ для него. Таким образом, у цветковых растений в оплодотворении участвуют два спермия, за что процесс получил название двойного оплодотворения (рис.5).

 

Рис.4. Гаметофиты цветковых растений. А - женский гаметофит; Б - мужской гаметофит. Рис.4. Гаметофиты цветковых растений. А - женский гаметофит; Б - мужской гаметофит.

Рис.5. Этапы двойного оплодотворения. Рис.5. Этапы двойного оплодотворения.

 

После оплодотворения

 

Из семязачатка образуется семя:

 

  • из завязи — плод;
  • из стенок завязи – кожура плода,
  • из покровов семязачатка – кожура семени:
  • зигота - путем митотических делений превращается в многоклеточный зародыш;
  • из триплоидной клетки - эндосперм.

 

Кратное увеличение числа хромосом в эндосперме повышает интенсивность обмена веществ и ускоряет рост клеток эндосперма. 


Контрольные вопросы

 

  1. Чем половое размножение отличается от бесполого?
  2. Что такое гаметогенез?
  3. Какие периоды выделяют в развитии половых клеток?
  4. Назовите основные отличия в развитии мужских и женских половых клеток.
  5. Как протекает период созревания половых клеток?
  6. В чём заключается биологический смысл мейоза?
  7. Почему зрелые половые клетки одного организма несут разные комбинации генов? Каково значение этого явления?
  8. Что такое оплодотворение?
  9. Какой набор хромосом имеет зигота?
  10. Для каких животных характерно наружное оплодотворение?
  11. Каковы особенности внутреннего оплодотворения?
  12. Какие оно имеет преимущества перед наружным оплодотворением?
  13. В чём заключается процесс двойного оплодотворения?
  14. Какие причины могли послужить возникновению внутреннего оплодотворения?
  15. В чём преимущество двойного оплодотворения покрытосеменных растений по сравнению с оплодотворением голосеменных?


Подумай

 

  1. Для большинства наземных позвоночных (рептилий, птиц, млекопитающих) характерно внутреннее оплодотворение. В чём преимущество внутреннего оплодотворения по сравнению с наружным? Какие механизмы обеспечивают выживание потомства при наружном оплодотворении?
  2. Яйцеклетки многих животных поверх плазматической мембраны покрыты довольно толстой и прозрачный вителиновой оболочкой. Она отделена от плазматической мембраны пространством, заполненным жидкостью, выполняет защитную роль. Прежде чем произойдет слияние ядра сперматозоида с ядром яйцеклетки, он должен преодолеть этот барьер. Объясните, как это происходит. Какие структуры сперматозоида этому способствуют?


Предыдущий урок
Селекция. Этапы развития селекции
Генетика
Следующий урок
Индивидуальное развитие постэмбриональный период
Биология развития
  • Проводники в постоянном электрическом поле. Диэлектрики в постоянном электрическом поле

    Физика

  • Имя числительное как часть речи. Склонение имен числительных

    Русский язык

  • Человек в ХХI веке

    Обществознание

Зарегистрируйся, чтобы присоединиться к обсуждению урока

Добавьте свой отзыв об уроке, войдя на платфому или зарегистрировавшись.

Отзывы об уроке:
Пока никто не оставил отзыв об этом уроке