Уроки 48-49 . Продление рода. Органы размножения. Способы размножения животных. Оплодотворение

Цели урока: Сформировать понятие о воспроизводстве, как одном из ос­новных свойств живой системы; познакомить учащихся с особенностями раз­множения и индивидуального развития животных разных групп; с биологической ролью в природе различных способов размножения; дать представление об оплодотворении, его видах, биологическом значении; сформировать представление об эволюции органов размножения животных разных групп.

Оборудование: Таблицы с изображением животных из разных систематич­еских групп.

I. Актуализация знаний

Фронтальный опрос:

Что такое органы чувств?

Приведите примеры наиболее распространенных органов чувств.

Какие органы чувств существуют у простейших? Приведите примеры.

Какие органы чувств существуют у свободноживущих плоских червей?

У паразитических плоских червей? С чем это связано?

Какова особенность зрительного анализатора у насекомых и ракооб­разных?

Какие органы чувств характерны для рыб? Каковы их особенности, с чем это связано?

Каковы особенности строения глаза земноводных по сравнению с гла­зом рыб?

Что такое бинокулярное зрение? Для кого оно характерно?

Что такое монокулярное зрение? Для кого оно характерно?

Какие органы чувств наиболее развиты у птиц? С чем это связано?

Какие органы чувств наиболее развиты у млекопитающих? С чем это связано?

Заполните пропуски в тексте:

Среди многочисленных органов чувств самыми распространенными явля­ются: …, …, …, …, ….

У простейших имеются органоиды, выполняющие осязательную функ­цию. При этом … «чувствует» всей поверхностью клеточного тела,… — только ресничками. У … имеется светочувствительный глазок — стигма, примитив­ный орган зрения, способный различать только свет и тьму.

Орган зрения ракообразных — … глаза, состоящие из … глазков.

У рыб есть особый орган — …, способный воспринимать направление и силу тока воды.

Глаза земноводных имеют целый ряд особенностей, связанных с … обра­зом жизни:… защищают глаз от высыхания и загрязнения; в углу глаза есть…,

выпуклая … и линзовидный …, позволяющие хорошо видеть в воздушной среде.

Орган слуха представлен кроме внутреннего уха еще и …, закрытым … пе­репонкой.

Для осуществления постоянной регуляции физиологических процессов используются два механизма: … и …. Гуморальная (…) регуляция физиоло­гических процессов осуществляется с помощью …, которые поступают из различных органов и тканей в кровь и разносятся по всему организму…. ре­гуляция заключается во взаимодействии органов тела с помощью… системы.

Изучение нового материала

Способность к размножению – одна из основных особенностей всех жи­вых организмов, чем они и отличаются от любых объектов неживой природы.

Какие еще признаки характерны для живых организмов?

Какие неживые организмы способны к «размножению»?

Размножение организмов – способность воспроизведения себе подобных.

Молодые организмы сменяют своих родителей, которые затем старятся и по­гибают. Это закономерный природный процесс.

У животных, как и у растений, существует два основных типа размноже­ния: бесполое и половое. (Приведите примеры полового и бесполого размножения у растений.)

При бесполом размножении новое поколение образуется при участии только одной родительской особи, которая полностью передает ему свои на­следственные качества. Этот способ размножения характерен для простейших, кишечнополостных, червей.

При половом размножении участвуют, как правило, два родителя, каждый из которых передает потомству половину наследуемой информации.

Как вы считаете, в чем преимущество полового размножения перед бес­полым?

Такой способ размножения дает новую комбинацию наследственных при­знаков, что создает благоприятные условия для приспособляемости вида при изменении каких — либо параметров окружающей среды. Потомки, оказав­шиеся более приспособленными к изменившейся среде, имеют больше шан­сов выжить и передать свои гены своему потомству. Благодаря этому виды способны изменяться, т.е. возможен процесс видообразования.

У большинства животных, размножающихся половым путем, существуют специальные органы размножения, с помощью которых половые клетки ро­дителей соединяются. Половая система состоит из половых желез —органов, в которых формируются половые клетки и протоков, проводящих половые клетки.

Женские половые железы — яичники. В них развиваются женские половые клетки (женские гаметы) — яйцеклетки. (Вспомните из курса ботаники, что такое гамета?)

Мужские половые железы – семенники. В них развиваются мужские по­ловые клетки — сперматозоиды.

В процессе эволюции сначала возникло бесполое размножение, а лишь позд­нее половое. Бесполое размножение представляет собой примитивную форму воспроизведения — копирование генетически идентичных поколений.

Идентичное потомство, происходящее от одной родительской особи, на­зывают клоном, единственным источником генетической изменчивости в этом случае служат случайные мутации.

Существует несколько типов бесполого размножения.

Деление — способ размножения, когда материнская особь делится на две или более дочерних клеток, идентичных родительской. Соответственно, су­ществует бинарное деление и множественное деление. Делением размножа­ются одноклеточные организмы, такие как амеба, парамеция, арцелла, инфузория.

Последовательность процессов при бинарном делении такова (рис. 181):

Материнская клетка перестает питаться, освобождается от ненужных продуктов жизнедеятельности и вытягивается.

Происходит деление ядра. Оно вытягивается, а затем постепенно удли­няется и перетягивается посередине.

Клетка тоже вытягивается , цитоплазма, вакуоли, жгутики распределя­ются по двум половинкам.

Недостающие органоиды обеих клеток достраиваются заново.

Молодые дочерние клетки расходятся.

Множественное деление характерно для паразитических простейших, на­пример споровиков, к которым относится малярийный плазмодий. При мно­жественном делении ядро многократно делится, затем каждое образовавшееся ядро окружается частичкой цитоплазмы и покрывается обо­лочкой. Сформировавшиеся таким образом мелкие клетки выходят наружу и растут. Каждая из клеток уже через небольшой промежуток времени снова готова к делению.

Почкование — форма бесполого размножения, когда дочерняя особь обра­зуется в виде выроста (почки) на теле материнской особи, а затем отделяется от нее, превращаясь в самостоятельный организм, идентичный родительско­му. Почкование характерно для кишечнополостных, например, для гидры (рис. 182). Помимо почкования для кишечнополостных характерно так же раз­множение половым путем. Половое размножение характерно для гидры в не­благоприятных условиях (наступление холодов). На теле гидры появляются особые бугорки, внутри которых образуются половые клетки. В одних бугор­ках развиваются мужские половые клетки – сперматозоиды, а в других – жен­ские (яйцеклетки). (Как называются половые клетки?) Созревшие сперматозоиды выходят в воду и передвигаются в ней с помощью жгутиков. Достигнув бугорка с яйцеклеткой, он проникает внутрь и сливается с яйце­клеткой. Происходит оплодотворение. Оплодотворением называется процесс слияния двух половых клеток (двух гамет). Далее оплодотворенная яйцеклет­ка покрывается оболочкой и делится. Осенью гидры погибают, а зародыши, покрытые плотной оболочкой, падают на дно. Весной из них развиваются новые гидры. Молодые гидры несут в себе признаки обоих родителей.

Половое размножение обладает несомненным преимуществом перед бес­полым. Впервые половая система как таковая возникает у плоских червей. Плоские черви являются гермафродитами, т.е. у них одна особь способна вос­производить мужские и женские гаметы. Гермафродитизм считается самой примитивной формой полового размножения и свойственен многим прими­тивным организмам. Он является приспособлением к сидячему, малоподвиж­ному или паразитическому образу жизни. Его преимуществом является то, что он дает возможность самооплодотворения, что очень важно для плоских червей, большинство из которых являются внутренними паразитами и ведут одиночный образ жизни (рис. 181).

Однако у большинства гермафродитных видов в оплодотворении участву­ют гаметы, происходящие от разных особей и у них имеются различные при­способления, препятствующие самооплодотворению. (Например, созревание женских и мужских гамет в различное время).

Большинство круглых червей раздельнополы. У некоторых из них выра­жен половой диморфизм — отличие самцов и самок по внешнему виду. Поло­вой аппарат круглых червей устроен проще, чем у плоских.

Среди кольчатых червей встречаются как раздельнополые (нереида), так и гермафродиты (дождевой червь). У дождевого червя половые органы сосредо­точены в отдельных сегментах переднего конца тела. Существует особый ор­ган, принимающий участие в размножении – поясок, который превращается в кокон, внутри которого развиваются яйца.

У членистоногих и моллюсков наблюдается дальнейшее усложнение орга­нов размножения. Длительное развитие личинок во внешней среде, их пре­вращение, привели к тому, большому снабжению женских половых клеток питательными веществами. Возникли сложные белковые оболочки, защищающие зародыш.

Среди моллюсков встречаются как гермафродиты, так и раздельнополые. Большинство двустворчатых моллюсков — раздельнополы. Оплодотворение яиц у них происходит в мантийной полости. Из оплодотворенных яиц разви­ваются личинки, которые выталкиваются наружу через сифон. У некоторых двустворчатых моллюсков (например, у перловиц) личинки прикрепляются к коже и жабрам рыб и развиваются на их теле. Это является приспособлением к расселению , так как взрослые особи ведут малоподвижный образ жизни.

Большинство членистоногих – раздельнополые животные. У многих из них развит половой диморфизм (насекомые, паукообразные). У некоторых видов существует забота о потомстве (пчелы, муравьи, речные раки). Многие виды насекомых развиваются с превращением.

У хордовых животных происходит дальнейшее усложнение половой сист­емы. Ходовые — раздельнополые животные. Половые железы у них парные. У представителей эволюционно более развитых групп наружное оплодотворение сменяется внутренним.

У ланцетников парные половые железы (семенники и яичники) распола­гаются в стенках околожаберной полости и не имеют половых протоков. Со­зревшие половые клетки через разрывы стенок половых желез попадают в воду. Оплодотворение у ланцетников наружное. Оно происходит в придонных слоях воды. Яйца у ланцетников мелкие, диаметром 0,1 мм. Развитие зародыша происходит очень быстро.

У рыб для вывода половых клеток существуют специальные половые про­токи и отверстия. У большинства рыб оплодотворение наружное, но сущест­вуют виды, для которых характерно внутреннее оплодотворение и даже живорождение (морской окунь, некоторые аквариумные рыбки). Икринки этих рыб развиваются в теле матери, а на свет появляются уже мальки, способ­ные самостоятельно плавать и питаться. Большинство же рыб откладывает мелкую, с тонкой студенистой оболочкой икру. Икринка является крупной яйцеклеткой с запасом питательных веществ. После оплодотворения из нее развивается зародыш.

Половые органы пресмыкающихся и земноводных сходны. Они располо­жены в полости тела по бокам от позвоночника. Каналы семенников и яични­ков открываются в клоаку. У бесхвостых земноводных оплодотворение наружное, у хвостатых — внутреннее. Яйца земноводных полупрозрачные и мягкие. Внешне очень похожи на икру рыб. Откладывают их в небольших во­доемах, на мелководьях. Личинки земноводных внешне совершенно не похо­жи на своих родителей, а напоминают рыб. Это является одним из доказательств эволюционного родства этих двух групп животных.

У пресмыкающихся оплодотворение внутреннее. Откладываемые самкой яйца снабжены большим количеством желтка и защищены от внешних повре­ждений. В яйцеводе самок имеются железы, формирующие оболочку яйца. У змей и ящериц яйца покрыты кожистой пергаментообразной оболочкой, а у черепах и крокодилов — известковой скорлупой. Яйца откладываются в теп­лый песок или закапываются в преющую листву. Интересно, что у некоторых видов пресмыкающихся (например у крокодилов) пол потомства зависит от температуры созревания яиц. У некоторых видов пресмыкающихся развитие зародышей в яйцах происходит еще в организме самки. Детеныши выходят из яиц сразу же после того, как они были отложены. Этот способ размножения называется яйцеживорождением. Он является приспособлением к жизни в неблагоприятных условиях с низкими температурами. Яйцеживорождение характерно для живородящей ящерицы, гадюки.

Как и у других позвоночных животных, у птиц в полости тела имеются по­ловые железы. Половые железы птиц тоже парные, но у самок (за редким ис­ключением) функционирует только левый яичник и левый яйцевод. Правый яичник редуцирован. Яйца в яичнике созревают не одновременно, а по очере­ди, что является приспособлением к полету (облегчение полетного веса). По мере созревания яйца поступают в яйцевод, где происходит оплодотворение. В верхней части яйцевода яйца покрываются толстым слоем белка й другими оболочками. Известковой скорлупой яйца покрываются в нижней части яй­цевода.

Половая система млекопитающих отличается наибольшей сложностью. Органы размножения обычно расположены в полости тела. Оплодотворение внутреннее и происходит в яйцеводах, как и у большинства других хордовых. Оплодотворенные яйцеклетки по мере продвижения по яйцеводу превраща­ются в многоклеточный зародыш и поступают в особый орган — матку, где он прикрепляется к ее стенке. В матке зародыш хорошо защищен и получает не­обходимые питательные вещества и кислород через плаценту. Через нее же удаляются все продукты жизнедеятельности. В этом принципиальное отличие млекопитающих от пресмыкающихся и рыб, у которых развитие зародыша происходит за счет питательных веществ, накопленных в яйцеклетках.

Таким образом, эволюция органов размножения шла по пути появления и обособления специализированных половых желез и в направлении живорож­дения, а также формирования органов для развития зародыша внутри материнского организма.