После рождения или выхода из яйца: рост, метаморфоз, старение
Постэмбриональное развитие не одинаково у саранчи, жука, лягушки и человека. Сравним прямое и непрямое развитие, полное и неполное превращение насекомых, регуляцию роста и возрастные этапы без идеи, что метаморфоз делает организм «лучше».
Федеральная программа · углублённый уровень · 10 класс
Размножение и развитие организмов
Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:
- Постэмбриональный период
- Прямое и непрямое развитие
- Личинка
- Метаморфоз насекомых
- Развитие саранчи и жука
- Метаморфоз лягушки
- Биологическое значение стадий
- Ограниченный и продолжающийся рост
- Гормональная регуляция роста
- Периоды онтогенеза человека
- Старение и смерть как биологические процессы
Как это устроено
Прямое и непрямое развитие различают по наличию личиночной стадии, заметно отличающейся от взрослой по устройству и образу жизни. Непрямое развитие встречается и у насекомых, и у многих амфибий, но их конкретные маршруты не одинаковы. Головастик лягушки обычно обитает в воде и затем перестраивает органы движения и дыхания; личинка жука и взрослая особь могут использовать разные ресурсы. Разные стадии иногда снижают конкуренцию внутри вида, но это возможное следствие, не неизменная цель метаморфоза.
У саранчи последовательность молодые стадии → взрослая особь проходит без куколки; у майского жука есть личинка и куколка перед взрослой формой. Путать нимфу с куколкой нельзя: нимфа активна и напоминает взрослую особь, куколка — отдельная стадия глубокой перестройки. У насекомых внешняя кутикула ограничивает увеличение размеров между линьками, а гормональная регуляция определяет время линек и переходов. Детали гормонов и числа стадий зависят от вида.
После появления на свет у человека выделяют младенческий, детский, подростковый, взрослый и поздние периоды; это ориентиры, а не одинаковые для всех точные даты. Рост, половое созревание и старение регулируются генами, питанием, гормонами, средой и состоянием здоровья. Нельзя выводить «нормальность» человека из отклонения от одной условной кривой роста. Старение не является одной болезнью и не сводится к одному механизму или одному гену.
Смерть отдельного организма завершает онтогенез, но в биологии причины и процессы различаются. Нельзя приписывать каждому виду одинаковую продолжительность жизни или утверждать, что любое животное перестаёт расти после размножения. При сравнении графиков роста укажите оси, единицы измерения, возрастные интервалы и условия; размер тела и зрелость — не одно и то же. Человеческие данные берут обезличенными, а учащихся не ранжируют по росту и развитию.
Словарь урока
Каждое понятие — с примером
- Постэмбриональное развитие
Изменения организма после завершения эмбрионального периода, включая рост, созревание, смену стадий и старение.
Пример: У лягушки после выхода из икринки проходит стадия головастика; у человека после рождения — младенчество и другие этапы.
- Прямое развитие
Развитие, при котором молодая особь в общих чертах сходна со взрослой и не проходит резко отличающуюся личиночную стадию данного цикла.
Пример: У многих млекопитающих детёныш не становится отдельной водной личинкой перед взрослой формой.
- Непрямое развитие
Развитие с личиночной стадией, строение и образ жизни которой могут заметно отличаться от взрослой стадии.
Пример: Головастик и взрослая лягушка различаются способом передвижения и газообмена.
- Личинка
Постэмбриональная стадия развития ряда животных, отличающаяся от зрелой особи строением и/или функциями.
Пример: Гусеница бабочки питается и растёт до стадии куколки.
- Метаморфоз
Закономерная перестройка строения и функций организма при переходе между стадиями развития.
Пример: У головастика при переходе к взрослой лягушке меняются органы дыхания и движения.
- Неполное превращение насекомого
Развитие без стадии куколки, обычно через яйцо и последовательные молодые стадии с линьками до взрослой особи.
Пример: У саранчи нимфы постепенно приобретают признаки взрослой особи.
- Полное превращение насекомого
Развитие через яйцо, личинку, куколку и взрослую особь с глубокой перестройкой между стадиями.
Пример: У майского жука личинка в почве и летающий взрослый жук имеют разные строение и питание.
- Линька
Смена наружного покрова у животных, чей рост ограничен устройством этого покрова.
Пример: Растущий молодой кузнечик периодически сбрасывает прежний наружный скелет.
- Рост с линьками
Увеличение размеров тела, видимое как последовательность стадий, разделённых сбрасыванием наружного скелета.
Пример: У насекомого размер может заметно увеличиться после линьки, а между линьками ограничен жёстким покровом.
- Ограниченный рост
Тип роста, при котором после достижения определённой стадии дальнейшее увеличение размеров тела в обычных условиях существенно замедляется или прекращается.
Пример: У большинства людей рост длины тела завершается после созревания, хотя ткани продолжают обновляться.
- Продолжающийся рост
Тип роста, при котором способность увеличиваться в размерах сохраняется после полового созревания, но фактическая скорость зависит от условий и возраста.
Пример: У некоторых рыб размеры могут расти в течение большей части жизни, но это не постоянная скорость.
- Старение
Возрастные изменения организма, связанные с изменением работы клеток и систем и ростом уязвимости; темп и проявления различаются.
Пример: У человека возраст влияет на восстановление тканей, но по одному признаку невозможно точно определить биологический возраст.
Пример по шагам
В таблице: саранча — яйцо, нимфа, взрослая особь; майский жук — яйцо, личинка, куколка, взрослая особь. У кого полное превращение и почему?
- Проверяем наличие отдельной стадии куколки и резкое различие личинки и взрослого.
- У майского жука есть куколка: это полное превращение.
- У саранчи нимфы проходят линьки без куколки: это неполное превращение.
Вывод: Критерий — строение жизненного цикла, а не число нарисованных кадров.
Практическая работа
Сравнение графиков роста и карточек стадий
- По готовым изображениям соберите отдельные циклы саранчи, майского жука и лягушки; подпишите линьку, куколку и метаморфоз там, где это уместно.
- На обезличенных опубликованных графиках сравните ограниченный и продолжающийся рост, помечая оси и диапазоны.
- Отдельно запишите, какие причинные факторы график сам по себе не доказывает.
Что можно заключить: Наличие стадий и форма кривой роста описывают развитие, но причинную регуляцию нужно проверять отдельными данными.
Безопасность: Не содержите и не травмируйте животных ради демонстрации; не сравнивайте личные антропометрические данные учащихся.
Попробуйте сами
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Сверка содержания
Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.