Оплодотворение. §36

У каких из перечисленных животных (рыбы, лягушки, ящерицы, змеи, птицы) оплодотворение наружное, а у каких - внутреннее?

Почему животные с наружным оплодотворением откладывают больше яиц (карп - 100 тысяч икринок), чем животные с в нутренним оплодотворением (синица - 9-14 яиц)?

Возможно ли наружное оплодотворение у животных, яйца которых имеют жесткую оболочку (ящерица, змея, черепаха,птицы)? Почему?

Почему наружное оплодотворение протекает, как правило в водной среде?

Приведи примеры животных с внутренним и наружным оплодотворением.

8.Кто такие гермафродиты?

11.Что такое оплодотворение?

1.Какое значение имеет размножение для животных? 2.Чем половое размножение отличается от бесполого? 3.Почему половое размножение-наиболее

распространённый способ размножения?

4.Как называются половые клетки?

5.Где образуются половые клетки?

6.Чем яйцеклетки отличаются от сперматозоидов и почему?

7.Какие животные называются раздельнополомы?

8.Кто такие гермафродиты?

9.Вчём состоит сущность партеногенеза?

10.Какие животные способны к партегенезу?

11.Что такое оплодотворение?

12.Для каких животных характерно наружное оплодотворение?

Часть 1.

Выберите (обведите) правильный ответ на вопрос:

1А. Укажите признак, характерный только для царства животных.
1) дышат, питаются, размножаются
2) состоят из разнообразных тканей
3) Имеют механическую ткань
4) имеют нервную ткань
2А. Животные какого типа имеют наиболее высокий уро­вень организации?
1) Кишечнополостные 3) Кольчатые черви
2) Плоские черви 4) Круглые черви
3А.Какое животное обладает способностью восстанавли­вать утраченные части тела?
1) пресноводная гидра
2) большой прудовик
3) рыжий таракан
4) человеческая аскарида
4А.Внутренний скелет - главный признак
1) позвоночных 3) ракообразных
2) насекомых 4) паукообразных
5А. Чем отличаются земноводные от других наземных по­звоночных?
1) расчлененными конечностями и разделенным на отделы позво­ночником
2) наличием сердца с неполной перегородкой в желудочке
3) голой слизистой кожей и наружным оплодотворением
4) двухкамерным сердцем с венозной кровью
6А. К какому классу относят позвоночных животных имеющих трехкамерное сердце с неполной перегородкой в желудочке?
1) пресмыкающихся 3) земноводных
2) млекопитающих 4) хрящевых рыб
7А. Повышению уровня обмена веществ у позвоночных животных способствует снабжение клеток тела кровью
1) смешанной
2) венозной
3) насыщенной кислородом
4) насыщенной углекислым газом
8А. Заражение человека аскаридой может произойти при употреблении
1) немытых овощей
2) воды из стоячего водоема
3) плохо прожаренной говядины
4)консервированных продуктов

Часть 2.
Выберите (обведите) три правильных ответа из шести:

В1. У насекомых с полным превращением
1) три стадии развития
2) четыре стадии развития
3) личинка похожа на взрослое насекомое
4) личинка отличается от взрослого насекомого
5) за стадией личинки следует стадия куколки
6) во взрослое насекомое превращается личинка

Установите соответствие между содержанием первого и второго столбцов. Впишите в таблицу цифры выбранных ответов.
В2. Установите соответствие между видом животного и особенностью строения его сердца.
ВИД ЖИВОТНОГО ОСОБЕННОСТЬ СТРОЕНИЯ СЕРДЦА

A) прыткая ящерица 1) трехкамерное без перегород­ки в желудочке
Б) жаба
B) озёрная лягушка
Г) синий кит 2) трехкамерное с неполной перегородкой
Д) серая крыса
Е) сокол сапсан 3) четырехкамерное

А
Б
В
Г
д
Е
Установите правильную последовательность биологических процессов, явлений и т.п.. Запишите в таблицу буквы выбранных ответов.
В3. Установите последовательность появления групп хордовых животных в процессе эволюции:
А)Млекопитающие
Б)Пресмыкающиеся
В)Рыбы
Г) Птицы
Д) Бесчерепные хордовые
Часть 3.
Дайте полный свободный ответ на вопрос:
С1.Назовите не менее трёх признаков отличающих строение Пресмыкающихся и Млекопитающих.

Вопрос 1. Почему наружное оплодотворение требует большого числа сперматозоидов?

Наружное оплодотворение наблюдает-ся у рыб и амфибий, гаметы которых вы-брасываются в воду, где происходит их слияние друг с другом. Для успешного оп-лодотворения факторы окружающей сре-ды должны быть оптимальными: требует-ся определенная температура, соленость, давление воды, отсутствие хищников. Од-нако в реальности такие условия склады-ваются далеко не всегда. Например, как молоки, так и икра рыб могут быть съеде-ны хищными рыбами, унесены течением, возможно негативное влияние низкой или чересчур высокой температуры воды. По-этому, чтобы вероятность встречи муж-ской и женской половых клеток оказа-лась высокой, при наружном оплодотво-рении возникает необходимость не только в большом количестве сперматозоидов, но и яйцеклеток.

Вопрос 2. Что такое зигота?

Зигота — клетка, образовавшаяся в результате слияния двух гамет. С зиготы начинается развитие зародыша. Поэтому зиготу называют еще одноклеточной ста-дией развития организма.

Вопрос 3. Почему на суше невозможно на-ружное оплодотворение?

Оплодотворение — процесс слияния двух половых клеток (гамет), которые способны существовать только в жидкой среде: либо внутри организма, либо в во-де. Кроме того, только жидкая среда по-зволяет сперматозоиду активно передви-гаться, чтобы достичь яйцеклетки.

1. Какой процесс называется оплодотворением?

Оплодотворение - это процесс слияния гамет, в ходе которого образуется зигота - оплодотворённая яйцеклетка с двойным набором хромосом.

2. Каким растениям присуще двойное оплодотворение?

У цветковых(покрытосеменных) растений в оплодотворении участвуют два спермия, поэтому оплодотворение у них называют двойным.

3. Как происходит оплодотворение у млекопитающих?

Мелкие яйцеклетки млекопитающих имеют малое количество питательных веществ. Оплодотворение у млекопитающих внутреннее. Созревшие яйцевые клетки поступают в парные яйцеводы, где происходит их оплодотворение. Миллионы сперматозоидов после эякуляции попадаю в матку при помощи жгутиков. Первый сперматозоид, достигший яйцеклетки, проникает внутрь ее оболочки. После этого вокруг яйцеклетки начинает формироваться защитная оболочка, делающая ее недоступной для других сперматозоидов. Ядро сперматозоида сливается с ядром яйцеклетки.

Вопросы

1. Какой процесс называется гаметогенезом?

Процесс образования половых клеток (сперматозоидов и яйцеклеток) называется гаметогенезом.

2. Из каких стадий состоит мейоз?

Мейоз представляет собой два последовательных деления: мейоз I (первое деление) и мейоз II (второе деление). Каждое из этих делений состоит из тех же фаз, что и митоз: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.

3. Сколько клеток из одной образуется при мейозе? Сколько в них хромосом?

В результате мейоза из одной диплоидной клетки (2n) образуется четыре гаплоидные клетки (1n). Т.е. в дочерних клетках хромосом в два раза меньше, чем в материнской.

4. Почему наружное оплодотворение требует большого числа сперматозоидов?

При наружном оплодотворении сперматозоиды и яйцеклетки выводятся в воду (т. е. во внешнюю среду), где и происходит их слияние. Значительная часть гамет погибает от неблагоприятных условий среды, поэтому у животных с наружным типом оплодотворения (костных рыб, амфибий, многих водных беспозвоночных) вырабатывается большое количество половых клеток. Например, треска выметывает около 10 млн икринок, а рыба-луна - до 300 млн.

5. Что такое зигота?

Зигота – одноклеточная стадия развития организма, которая возникает в результате слияния сперматозоида и яйцеклетки.

6. Почему на суше невозможно наружное оплодотворение?

На суше повышается опасность гибели половых клеток и исключается возможность их перемещения.

Задания

Сравните митоз и мейоз. Объясните, что общего и в чём различия этих процессов. В чём заключается биологическая сущность мейоза?

Мейоз связан с размножением, в результате его образуются клетки с одинарным набором хромосом, т.е. число хромосом в дочерних клетках уменьшается в два раза. Это необходимо для сохранения постоянства числа хромосом в клетках организма при половом размножении. Кроме того, при перекрёсте во время конъюгации в гаметах возникают новые комбинации генов, что повышает шансы выживаемости вида.

1. Что такое оплодотворение? Каково его биологическое значение? Какие этапы включает процесс оплодотворения?

Оплодотворение – это процесс слияния половых клеток (гамет), в результате которого формируется зигота. В ядре зиготы все хромосомы становятся парными: в каждой паре гомологичных хромосом одна является отцовской, другая – материнской. Следовательно, оплодотворение приводит к восстановлению диплоидного набора хромосом и объединению в зиготе наследственной информации родительских особей.

Процесс оплодотворения включает несколько этапов:

● Проникновение сперматозоида в яйцеклетку, что вызывает у яйцеклетки отслоение оболочки оплодотворения, препятствующей проникновению других сперматозоидов.

● Слияние гаплоидных ядер обеих гамет с образованием диплоидной зиготы: ядро сперматозоида увеличивается и достигает размеров ядра яйцеклетки, затем ядра сближаются и сливаются, в результате образуется зигота.

● Активация зиготы к дальнейшему развитию.

2. Для каких животных характерно наружное оплодотворение? Внутреннее? В чём заключается преимущество внутреннего оплодотворения перед наружным?

Наружное оплодотворение характерно для большинства организмов, постоянно обитающих (или только размножающихся) в водной среде – костных рыб, амфибий, многих водных беспозвоночных. Внутреннее оплодотворение характерно прежде всего для обитателей суши – многих беспозвоночных (например, круглых червей, пауков, насекомых) и всех наземных позвоночных (рептилий, птиц, млекопитающих). Этот тип оплодотворения наблюдается и у некоторых водных животных, например, у хрящевых рыб и головоногих моллюсков.

При наружном оплодотворении половые клетки выводятся в воду (т.е. во внешнюю среду), где и происходит их слияние. Значительная часть гамет погибает от неблагоприятных условий среды, поэтому животным с наружным типом оплодотворения необходимо продуцировать большое количество половых клеток. Внутреннее оплодотворение происходит в материнском организме, для этого сперматозоиды вводятся в половые пути самки. Вероятность встречи мужских и женских гамет гораздо выше, чем при наружном оплодотворении, поэтому у животных со внутренним оплодотворением формируется меньшее количество половых клеток.

3. Как происходит оплодотворение у цветковых растений? Почему оно называется двойным?

У цветковых растений оплодотворению предшествует опыление – перенос пыльцевых зёрен с тычинок на рыльце пестика. Пыльцевое зерно вскоре начинает прорастать, образуя пыльцевую трубку, которая достигает семязачатка (семяпочки).

Внутри каждого семязачатка содержится зародышевый мешок, содержащий семь клеток – гаплоидную яйцеклетку, диплоидную центральную клетку, а также пять вспомогательных гаплоидных клеток. При входе в зародышевый мешок конец пыльцевой трубки лопается, и из неё изливается внутреннее содержимое с двумя мужскими гаметами – спермиями.

Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу, а другой – с центральной клеткой зародышевого мешка. Таким образом, почти одновременно осуществляются два слияния половых клеток, из-за чего оплодотворение у цветковых растений называется двойным.

В дальнейшем из зиготы развивается зародыш семени, имеющий диплоидный набор хромосом, а из оплодотворённой центральной клетки – эндосперм, клетки которого имеют триплоидный набор хромосом. В эндосперме откладываются питательные вещества, необходимые зародышу. После оплодотворения каждый семязачаток превращается в семя, а в результате разрастания завязи формируется плод.

Процесс двойного оплодотворения у покрытосеменных растений был открыт русским учёным С. Г. Навашиным в 1898 г. В результате двойного оплодотворения происходит формирование не только зародыша, но и питательной ткани (эндосперма), что ускоряет весь процесс развития семени.

4. Чем диплоидный партеногенез отличается от гаплоидного?

5. В чём заключаются преимущества и недостатки партеногенеза перед обычными формами полового размножения?

Важное преимущество партеногенеза – отсутствие необходимости в поиске партнёра. Это помогает поддерживать численность популяции в условиях, когда затруднена встреча особей разного пола, либо в условиях интенсивного истребления организмов (например, тлей – хищными насекомыми, дафний – рыбами).

У ряда насекомых, например пчёл, способность к размножению как путём гаплоидного партеногенеза, так и с оплодотворением, лежит в основе формирования различных каст организмов. Такой механизм размножения позволяет регулировать численность потомков мужского и женского пола.

Главный недостаток партеногенеза – низкое генетическое разнообразие дочерних особей, что ограничивает возможности их адаптации к условиям окружающей среды.

6. Назовите отличительные особенности, а также преимущества и недостатки бесполого и полового размножения.

Отличительные особенности бесполого размножения:

● Происходит без участия гамет.

● Во всех случаях участвует только один родительский организм.

Отличительные особенности полового размножения:

● Происходит с участием гамет.

● В большинстве случаев участвуют две родительские особи (исключения – самооплодотворение у некоторых гермафродитных видов и партеногенез).

Основные преимущества бесполого размножения:

● Нет необходимости в поиске партнёра, практически любая особь может оставить потомство.

● "Удачные" сочетания генов и признаков передаются следующему поколению. Эта особенность широко используется человеком, например, для получения однородного потомства культурных растений (потомки сохраняют все сортовые качества).

Основное преимущество полового размножения:

● Генетическое разнообразие потомства, что повышает возможность организмов приспосабливаться к меняющимся условиям окружающей среды и имеет первостепенное значение в эволюции живой природы.

Основные недостатки бесполого размножения:

● В большинстве случаев (кроме способа, при котором формированию спор предшествует мейоз) потомство генетически идентично родителю, что снижает адаптивные возможности организмов.

● Все "неудачные" сочетания родительских генов и признаков (в ряде случаев – и вредные мутации) передаются следующему поколению.

Основные недостатки полового размножения:

● Потомство может оставить не каждая особь, необходимы определённые условия для встречи партнеров, образования родительских пар, выведения потомства.

● У отдельных особей могут возникать "неудачные" (неподходящие для данных условий среды) сочетания родительских генов и признаков, проявляться вредные мутации, возникшие в половых клетках родителей (например, синдром Дауна у человека).

7*. Тли производят за лето несколько партеногенетических поколений, состоящих только из бескрылых самок. При перенаселении или других неблагоприятных обстоятельствах самки начинают откладывать яйца, из которых развиваются крылатые особи обоих полов. Какое это имеет биологическое значение?

Появление разнополого потомства обусловливает высокое генетическое разнообразие особей следующего поколения (по сравнению с предшествующими партеногенетическими поколениями), что повышает адаптивные возможности организмов. Наличие крыльев способствует расселению особей в новые местообитания. Всё это увеличивает шансы на выживание.

* Задания, отмеченные звёздочкой, предполагают выдвижение учащимися различных гипотез. Поэтому при выставлении отметки учителю следует ориентироваться не только на ответ, приведённый здесь, а принимать во внимание каждую гипотезу, оценивая биологическое мышление учащихся, логику их рассуждений, оригинальность идей и т. д. После этого целесообразно ознакомить учащихся с приведённым ответом.