Умблик
8 класс · углублённый
Биология · 8 класс · углублённый уровень
Биология · углублённый уровень · 8 класс · Урок 18

Базовая опора: Размножение и развитие: от гаметы до взрослого животного

Повторение основы перед углублённым разбором. Разберём бесполое и половое размножение, строение яйца птицы, плаценту млекопитающих и развитие с превращением без смешения стадий.

Животные

Федеральная программа · углублённый уровень · 8 класс

Животные

Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:

  • Бесполое размножение: деление, почкование, фрагментация
  • Половое размножение и его генетическое значение
  • Семенники, яичники, гаметы, оплодотворение и зигота
  • Партеногенез
  • Зародыш, яйцо птицы, зародышевые оболочки, плацента и пуповина млекопитающих
  • Прямое и непрямое постэмбриональное развитие, полный и неполный метаморфоз
  • Практика: строение куриного яйца по готовой модели
Индивидуальное развитие: два примера жизненного циклаЯйцоЛичинкаКуколкаИмагоПример: бабочка — развитие с полным превращением.ЗародышДетёнышВзрослая особьПример: многие млекопитающие — без личинки и куколки.
Два условных цикла: бабочка с полным превращением и млекопитающее с прямым постэмбриональным развитием; детали зависят от вида.

Как это устроено

При делении одноклеточного образуются две клетки-организма; при почковании новая особь развивается как вырост; при фрагментации часть тела может дать начало целому организму лишь у видов с нужной регенерационной способностью. Не следует думать, что любая оторванная часть животного обязательно становится новым животным. Половое размножение обычно даёт новое сочетание наследственных вариантов и повышает разнообразие потомства; оно не гарантирует «более сильных» детёнышей в каждом случае.

В семенниках образуются сперматозоиды, в яичниках — яйцеклетки. После их слияния возникает зигота, затем зародыш проходит последовательные деления и образование тканей. Партеногенез — важное исключение из простой схемы: развитие начинается из неоплодотворённой яйцеклетки. У пчёл из таких яиц развиваются трутни, но это нельзя автоматически переносить на всех насекомых.

В яйце птицы скорлупа защищает и пропускает газы через поры; белок содержит воду и белки; желток богат запасами для развития; зародышевые оболочки защищают зародыш и участвуют в обмене. Желток — не сам зародыш. У плацентарных млекопитающих плод связан с плацентой пуповиной; обмен кислорода, питательных веществ и продуктов обмена идёт через плацентарный барьер. Обычного прямого смешения крови матери и плода нет.

После рождения или выхода из яйца развитие может быть прямым: молодая особь имеет сходный с взрослой общий план строения, хотя ещё растёт и созревает. При непрямом развитии личинка существенно отличается и позже преобразуется. У бабочки есть куколка — полное превращение. У кузнечика личиночная стадия (нимфа) похожа на взрослую и куколки нет — неполное превращение. Названия «личинка» и «нимфа» применяют в зависимости от группы и учебной классификации.

Не смешивайте два независимых вопроса: как возник новый организм и как он развивается после начала жизни. Гидра может образовать новую особь почкованием без слияния гамет; пчелиный трутень возникает из неоплодотворённой яйцеклетки — это партеногенез, а не почкование. После оплодотворения у птицы зигота начинает делиться; зародыш развивается из небольшой области яйца, а желток служит запасом веществ. У млекопитающего обмен между матерью и плодом обеспечивается плацентой и сосудами пуповины, без обычного прямого смешения крови. Эти примеры не образуют линейной шкалы «от простого к лучшему», а показывают разные жизненные циклы.

Словарь урока

Каждое понятие — с примером

Бесполое размножение

Образование нового организма без слияния гамет; дочерние организмы происходят от одного родителя, но мутации могут создавать отличия.

Пример: Гидра образует почку, из которой может развиться новая особь.

Деление одноклеточного организма

Способ бесполого размножения, при котором после удвоения наследственного материала исходная клетка разделяется и возникают две дочерние клетки-организма.

Пример: Инфузория может делиться надвое при благоприятных условиях.

Почкование

Способ бесполого размножения, при котором новая особь формируется как вырост на теле родителя и затем отделяется либо остаётся в колонии.

Пример: На теле гидры появляется почка, у которой постепенно образуются рот и щупальца.

Фрагментация

Размножение за счёт отделения части тела, способной у данного вида восстановить недостающие структуры и развиться в новую особь.

Пример: У некоторых плоских червей отдельный фрагмент способен восстановить целое тело.

Важно: Не каждый вид и не любой фрагмент обладают такой способностью.

Половое размножение

Размножение, связанное с образованием половых клеток и обычно с их слиянием, создающим новые сочетания наследственного материала.

Пример: У большинства птиц развитие зародыша начинается после слияния яйцеклетки и сперматозоида.

Важно: Партеногенез показывает, что не всякое развитие из яйцеклетки сопровождается её оплодотворением.

Гамета

Специализированная половая клетка, участвующая в половом цикле; у большинства животных зрелая гамета несёт один набор хромосом, а при оплодотворении два набора объединяются в зиготе.

Пример: Яйцеклетка и сперматозоид медоносной пчелы — гаметы, но трутень в обычном цикле развивается из яйцеклетки без её слияния со сперматозоидом.

Семенник

Половой орган, в котором образуются сперматозоиды; его клетки у многих животных также выделяют гормоны, влияющие на развитие и работу репродуктивной системы.

Пример: В семенниках самца млекопитающего формируются сперматозоиды; перед оплодотворением они проходят дополнительные этапы созревания в половых путях.

Яичник

Половой орган, в котором развиваются женские половые клетки; у многих животных его клетки также производят гормоны, связанные с половым циклом и развитием.

Пример: У птицы яйцеклетка развивается в яичнике, а белок и скорлупа добавляются позже в отделах яйцевода, поэтому весь состав яйца не создаётся яичником.

Оплодотворение

Процесс слияния половых клеток и объединения их наследственного материала, приводящий к образованию зиготы.

Пример: После слияния яйцеклетки и сперматозоида образуется зигота.

Зигота

Первая клетка нового организма после слияния гамет и объединения их наследственного материала; она начинает последовательность делений и раннего развития зародыша.

Пример: После оплодотворения яйцеклетки образуется зигота: сначала это одна клетка, затем её деления приводят к многоклеточному зародышу.

Партеногенез

Развитие нового организма из неоплодотворённой яйцеклетки по особому механизму данного вида.

Пример: У медоносной пчелы трутни развиваются из неоплодотворённых яиц.

Важно: Генетические механизмы партеногенеза у разных животных неодинаковы.

Зародыш

Ранняя стадия развития многоклеточного организма после начала делений зиготы и до рождения или выхода из яйца.

Пример: Зародыш птицы развивается внутри яйца, используя запас питательных веществ.

Яйцо птицы

Яйцо с развивающимся зародышем и его оболочками, запасами питательных веществ и защитными структурами: скорлупой, подскорлуповыми оболочками, белком и желтком.

Пример: В оплодотворённом курином яйце зародыш развивается из области зародышевого диска, а не из всего желтка.

Важно: Пищевое яйцо может быть неоплодотворённым; не всякое яйцо из магазина содержит развивающийся зародыш.

Зародышевые оболочки

Временные внезародышевые структуры амниот, которые помогают защитить развивающийся организм и обеспечить среду, питание, газообмен или размещение отходов в зависимости от оболочки.

Пример: В яйце птицы амнион окружает зародыш жидкостью, желточный мешок связан с запасом питания, а аллантоис и хорион участвуют в обеспечении газообмена и обращения с продуктами обмена.

Плацента

Орган связи тканей матери и зародыша у плацентарных млекопитающих, через который происходит обмен веществами без обычного смешения их крови.

Пример: Кислород и питательные вещества поступают к плоду через плаценту.

Важно: Не у всех млекопитающих плацента устроена одинаково; яйцекладущие млекопитающие имеют иной способ развития.

Пуповина

Структура, соединяющая плод с плацентой и содержащая сосуды, по которым идёт обмен веществ через плаценту.

Пример: Сосуды пуповины связывают кровообращение плода с плацентой.

Постэмбриональное развитие

Часть жизненного цикла после выхода из яйца или рождения, в течение которой животное растёт, изменяется и достигает зрелости.

Пример: Развитие гусеницы после выхода из яйца относится к постэмбриональному периоду.

Прямое развитие

Постэмбриональное развитие без личинки, резко отличающейся от взрослого животного по общему плану строения.

Пример: Детёныш кошки похож по плану строения на взрослую кошку, хотя ещё растёт и меняется.

Непрямое развитие

Постэмбриональное развитие с личиночной стадией, которая заметно отличается от взрослой формы и позже преобразуется.

Пример: Гусеница бабочки отличается от имаго и претерпевает метаморфоз.

Метаморфоз

Существенная перестройка строения и функций в постэмбриональном развитии между личинкой и взрослой стадией.

Пример: У бабочки гусеница превращается во взрослую бабочку через стадию куколки.

Полное превращение

Тип развития некоторых насекомых со стадиями яйца, личинки, куколки и взрослой особи.

Пример: Бабочка проходит стадии гусеницы и куколки до имаго.

Неполное превращение

Тип развития насекомого без стадии куколки, при котором молодая стадия постепенно становится взрослой через линьки.

Пример: У кузнечика после яйца развивается нимфа, затем взрослая особь.

Пример по шагам

В яйце птицы обнаружен крупный желток. Является ли весь желток зародышем и есть ли в нём плацента?

  1. Желток содержит главным образом запас питательных веществ; зародыш развивается из небольшой области яйцеклетки после оплодотворения.
  2. Для развития в яйце птицы важны зародышевые оболочки, белок, желток и газообмен через скорлупу.
  3. Плацента характерна для развития плода в матке плацентарных млекопитающих, не для куриного яйца.

Вывод: Зародыш, запас питательных веществ и плацента — разные структуры и ситуации развития.

Практическая работа

Строение яйца и сравнение циклов

  1. На готовой схеме куриного яйца отметьте скорлупу, воздушную камеру, белок, желток и место зародышевого диска.
  2. Составьте два ряда стадий развития — бабочки и кузнечика — и обведите стадию, которая есть только в одном ряду.
  3. Подпишите, какие элементы схемы действительно можно увидеть на бытовом яйце, а какие изучают по микропрепарату или рисунку.

Что можно заключить: Питательные запасы яйца не тождественны зародышу; полный и неполный метаморфоз различают по наличию куколки.

Безопасность: Не вскрывайте развивающиеся яйца и не тревожьте гнёзда; используйте учебные модели, рисунки или пищевое яйцо под надзором учителя.

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.