Цель урока:

1. Обобщить и синтезировать знания об индивидуальном развитии организмов, используя задания для подготовки к ЕГЭ по данной теме.

2. Отработать навыки решения заданий части В и С2.

Задачи: Формировать навыки работы с заданиями части В иС.

Развивать теоретическое мышление.

Воспитывать ответственное отношение к своему здоровью.

Работа по инструктивной карточке. В которой даны задания которые необходимо выполнить, указания к работе, которую необходимо выполнить и оценивание результата части В – 2 баллами, частьС в зависимости от количества правильных ответов от 1 до 3 баллов.

Ход урока по биологии в 10 классе: «Онтогенез. Подготовка к ЕГЭ».

1. Введение

Жизнь – есть воспроизведение себе подобных через себе неподобных.

Как можно объяснить это изречение? (Да, речь идет о жизненных циклах. Прежде чем особь достигнет способности к репродукции она пройдет рад непохожих друг на друга стадий).

Итак, речь сегодня пойдет об особенностях индивидуального развития организмов.

Заполните схему:

Какими особенностями характеризуется каждый из периодов онтогенеза? Выполните задание №1 в инструктивной карточке.

Задание №1
В6. Установите соответствие между периодами онтогенеза и его особенностями

2. Эмбриональный период развития.

Итак эмбриональный период развития, давайте выполним задание №2 на установление последовательности явлений и процессов, происходящих в эмбриогенезе.

Задание №2.
В7. Установите последовательность явлений и процессов, происходящих в эмбриогенезе.

А) нейруляция

Б) зигота

В) бластула

Г) морула

Д) гаструла

Е) нейрула

Ответ: бгвдае

При подготовке к ЕГЭ следует уделить внимание заданиям части С2, работу с рисунками.

Задание №3
С2. Рассмотрите рисунок и назовите зародышевый листок позвоночного животного, обозначенного цифрой 3. Какие типы тканей и органы формируются из него?

Ответ:

1. Зародышевый листок под цифрой 3 – МЕЗОДЕРМА

2. Из мезодермы формируются ткани – соединительная и мышечная.

3. Из мезодермы формируются органы – опорно-двигательной системы, кровеносной, выделительной и половой систем

Какие органы образуются из эктодермы и энтодермы? Заполните таблицу, поставив знак плюс.

органы	эктодерма	энтодерма	мезодерма
Головной мозг
Почки
Кости и хрящи
Легкие
Кровь
Кишечник
Эпителий кожи
Органы слуха
Пищеварительные железы
Мышечная ткань

В заданиях для подготовки к ЕГЭ встречаются некорректные задания или задания с ошибками (опечатками).

В чем заключается некорректность данного задания?

Задание В6.
Установите соответствие

Структура организма	Зародышевые листки
А) печень Б) органы чувств В) скелет Г) кожа Д) головной мозг Е) кровеносная система Ж) органы слуха З) спинной мозг	1)Эктодерма 2)Энтодерма 3)Мезодерма

(Различные слои кожи образуются из разных зародышевых листков. Эпителий из эктодермы, дерма и гиподерма из мезодермы).

Давайте подведем итог эмбрионального развития живых организмов. Выполните задание №4.

Задание №4
С2.Найди ошибки в приведенном тексте

1. Онтогенез начинается с момента образования гамет в организме.

2. Гаметы участвуют в оплодотворении.

3. Зигота, образовавшаяся после оплодотворения, делится мейозом.

4. После многократного деления формируется однослойный зародыш.

5. Эмбриональный период развития завершается у позвоночных животных образованием нейрулы.

Ответы: 1. 3. 5.

1. Онтогенез начинается с момента образования зиготы.

3. Зигота, подвергается дроблению, в основе которого лежит митоз.

5. Эмбриональный период развития завершается у позвоночных животных после выхода из яйца или рождения.

Какой из ученых эмбриологов ввел понятие «онтогенез» и в чем еще его заслуга как ученого эмбриолога? (Геккель, вместе с Мюллером открыл биогенетический закон).

3. Постэмбриональное развитие.

Почему стал необходим постэбриональный период развития в онтогенезе?

(У родившейся (или вылупившейся из яйца) особи не всегда полностью сформированы все органы и ткани. Необходимо чтобы образовалась взрослая особь, способная к воспроизводству себе подобных).

Что такое прямое развитие, непрямое или развитие с метаморфозом? (прямое – родившиеся особи имеют все органы, свойственные взрослым организмам, непрямое – новый организм внешне не похожий на взрослую особь, имеет особые личиночные органы).

На какие группы оно делится? (у насекомых с полным и неполным превращением)

В чем заключается преимущество непрямого развития?

Личинки и взрослые особи часто живут в разных условиях (нет конкуренции за место).

Личинки и взрослые особи питаются разной пищей (нет конкуренции за пищу).

Переживание неблагоприятных условий среды (н-р, куколка насекомых).

Выполните задание №5.

В6. Установите соответствие

Организмы	Способы постэмбрионального развития
А) Речной рак Б) Сизый голубь В) Уж обыкновенный Г) Остромордая лягушка Д) Прыткая ящерица Е) Медуза	1) Прямое 2) Непрямое

Какая стадия отсутствует у насекомых с неполным превращением?

Для каких насекомых оно характерно?

Работа с информацией на слайде.

Назовите, какие стадии в своем развитии проходит бабочка?

Для каких насекомых характерен такой тип развития?

Выполним задание №6.

В6. Установите соответствие:

Организмы	Типы развития
А) Майский жук Б) Капустная белянка В) Клоп водомерка Г) Зелёная тля Д) Пчела медоносная Е) Азиатская саранча Ж) Таракан	1) С полным превращением 2) С неполным превращением

3. Особенности онтогенеза животных.

Онтогенез животных имеет свои отличительные особенности от онтогенеза других организмов.

Задание №7
В3. Какие признаки развития проявляются у животных только в онтогенезе?

1) Одноклеточная стадия

2) Покровительственная окраска

3) Размеры тела

4) Плавательная перепонка

5) Бластула

6) гаструла

Ответ: 2 3 4.

На слайде представлены изображения этапов цикла развития печеночного сосальщика в неправильной последовательности.

Установите последовательность этапов, в цикле развития печеночного сосальщика выполнив задание №8.

Задание №8
В7. Установите последовательность этапов в цикле развития печеночного сосальщика, начиная с яйца

А) Внедрение личинок в организм моллюска.

Б) Выход из яйца личинок с ресничками.

В) Попадание цист в кишечник крупного рогатого скота.

Г) Выход из моллюска плавающей хвостатой личинки.

Д) выход оплодотворенных яиц из кишечника в окружающую среду.

Е) инцистирование личинок.

Ответ: дбагев.

6.Онтогенез человека имеет свои особенности и в эмбриональный (апоптоз клеток возникающих у зародыша на определенном этапе развития) и в постэбриональный период, имеет свои критические периоды.

Выполните задание №8.

В7.Установите последовательность процессов эмбриогенеза при формировании однояйцовых близнецов у человека.

А) развитие двух организмов из нейрулы

Б) гаструляция и формирование трехслойного зародыша

В) образование оплодотворённой яйцеклетки

Г) закладка эмбриональных зачатков у нейрул

Д) дробление зиготы и формирование двух бластул

Ответ: в д б г а

В онтогенезе человека имеются свои критические периоды. Обратите внимание на слайд. И хотелось бы напомнить вам известные рекомендации, позволяющие снизить риск отрицательных влияний на человека в критические периоды онтогенеза.

Содействовать сохранению нормальной экологической обстановки;

Не ухудшать не сейчас ни в будущем экологию родного края;

Не употреблять алкогольные напитки;

Не курить;

Не принимать наркотические средства;

Полноценно питаться;

Заниматься спортом.

Рефлексия:

Подсчитайте результат своей работы (баллы) и оцените его по критериям, сложив результаты всех заданий:

Критерии оценки:

«2» - 0 – 7

«3» - 8 – 11

«4» - 12 – 14

«5» - 15 - 20

И наш урок хотелось бы закончить словами:

Ребенок-это чудо, Божий величайший дар, которым Бог может наградить человека.

Скачать презентацию урока по биологии в 10 классе: «Онтогенез. Подготовка к ЕГЭ».

Ответ :

1) зародышевый листок - мезодерма;

2) формируются ткани - соединительная, мышечная;

3) формируются органы опорно-двигательной, кровеносной, выделительной, половой систем.

С2. Назовите способ и фазу деления клеток, изображенных на рисунке. Какой процесс они иллюстрируют и в чем состоит его сущность?

Ответ :

1) профаза мейоза I;

2) изображены конъюгация и кроссинговер;

3) кроссинговер – обмен участками, генами между гомологичными хромосомами, который приводит к перекомбинации генов.

С2. Определите тип и фазу деления клетки, изображенной на рисунке. Какие процессы происходят в эту фазу?

Ответ :

1) на рисунке изображена метафаза митоза;

2) в эту фазу двухроматидные хромосомы выстраиваются в плоскости экватора;

3) нити веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом.

С2. Пользуясь рисунком, определите способ и фазу деления клетки. Какие процессы происходят в эту стадию? Укажите набор хромосом и количество ДНК в клетке в эту стадию. Ответ поясните.

Ответ:

1) метафаза митоза, так как все хромосомы выстраиваются в одной плоскости экватора;

2) хромосомы прикрепляются к нитям веретена деления и выстраиваются в экваториальной плоскости клетки, заканчивается формирование веретена деления;

3) количество хромосом 2n – 4; поскольку хромосомы состоят из двух сестринских хроматид, то количество молекул ДНК в два раза больше, чем хромосом – 8.

C 2 № 14191. Опре­де­ли­те тип и фазу де­ле­ния клет­ки, изоб­ражённой на ри­сун­ке. Ответ обос­нуй­те. Какие про­цес­сы про­ис­хо­дят в этой фазе?

Ответ:

1) Тип и фаза де­ле­ния клет­ки: митоз; ана­фа­за;

2) Сокращение нитей веретена деления;

3) Деление центромер хромосом, расхождение к полюсам клетки однохроматидных хромосом.

С3. Докажите, почему вегетативное размножение растений относят к бесполому. Приведите не менее трёх доказательств.

Ответ :

1) в размножении участвует одна особь;

2) потомки являются копиями родительской особи;

3) новый организм образуется из соматических клеток (вегетативных органов).

С4. Объясните, какой процесс лежит в основе образования половых клеток у животных. В чём состоит биологическое значение этого процесса?

Ответ :

1) в основе образования половых клеток лежит редукционное деление – мейоз;

2) образуются наследственно разнородные гаметы (за счёт кроссинговера и независимого расхождения хромосом);

3) при оплодотворении в зиготе восстанавливается диплоидный набор хромосом, характерный для данного вида.

C4. В чем заключается биологический смысл митоза?

Ответ :

1) Митоз обеспечивает точную передачу наследственной информации от материнской клетки к дочерним.
2) Лежит в основе роста тканей, органов.
3) Является способом размножения некоторых одноклеточных организмов.

C4. В чем заключается биологический смысл мейоза?

Ответ :

1) Это способ образования половых клеток.
2) Уменьшение вдвое набора хромосом в гаметах позволяет при оплодотворении восстановить двойной набор хромосом, характерный для вида.
3) Перекрест и обмен участками гомологичных хромосом увеличивает разнообразие потомства.

C4. Что называется зиготой?

1) Зигота - это оплодотворенная яйцеклетка.
2) Содержит диплоидный набор хромосом.
3) Служит для образования зародыша.

C4. В чем заключается сходства и различия яйцеклеток лягушки и человека?

1) Сходства: содержат одинарный набор хромосом, вырабатываются в яичниках, самостоятельно не способны к передвижению, имеют округлую форму.
2) Различия: в размерах (у человека невидимая простым глазом), в кариотипе (разное количество, размеры, формы хромосом), в содержании питательных веществ, в расположении (у лягушки - в откладываемых в воду икринках, у человека - внутри организма).

C4. Каково значение интерфазы в жизни клетки?

1) Интерфаза это период между двумя делениями клетки.
2) В ней происходит усиленный синтез веществ и их накопление, увеличение количества органоидов, накопление АТФ.
3) Происходит удвоение молекул ДНК.

C4. Каково значение двойного оплодотворения у цветковых растений?

1) В процессе двойного оплодотворения происходит два слияния клеток.
2) Один спермий сливается с яйцеклеткой и образуется зигота.
3) Другой - с крупной диплоидной центральной клеткой и образуется триплоидный эндосперм - питательная ткань для зародыша. Таким образом, в результате двойного оплодотворения образуется семя, состоящее из зародыша, обеспеченного питательными веществами и защищенного семенной кожурой.

C4. В чем заключаются преимущества и недостатки бесполого и полового размножений?

1) Преимущества бесполого размножения: позволяет быстро увеличить численность особей при благоприятных условиях и распространяться.
2) Недостатки бесполого размножения: так как потомство одинаково, при неблагоприятных условиях все особи могут погибнуть, неэффективно происходит процесс естественного отбора.
3) Преимущества полового размножения: более эффективно происходит естественный отбор из-за разнообразия потомства, быстрее происходит приобретение приспособлений, усложнение организации, больше шансов для сохранения вида.
4) Недостатки: требуется время для достижения половозрелости, нужны определенные условия (наличие воды для споровых растений, наличие пищевых ресурсов для выкармливания потомства и т.д.), требуется дополнительные энергозатраты для перемещения на места размножений, для создания пар, для построения гнезд, нор и т.д.

C4. Чем отличаются клетки печени осла от клеток печени лошади?

Клетки отличаются кариотипом:
1) количеством,
2) размерами,
3) формами хромосом.

C4. Опишите строение и функции яйцеклеток животных.

1) Яйцеклетки - женские гаметы, вырабатываются яичниками в процессе мейоза, содержат гаплоидный набор хромосом, не способны самостоятельно двигаться, содержат все органоиды и запас питательных веществ.
2) Функции: обеспечивают передачу наследственной информации от материнского организма потомству, и обеспечивают питательными веществами зародыш.
3) У разных видов отличаются размерами и формами.

C4. Раскройте механизмы, обеспечивающие постоянство числа и формы хромосом в клетках организмов из поколения в поколение?

1) Митоз обеспечивает постоянство числа хромосом в соматических клетках и за счет него организм растет.
2) Мейоз образует гаметы с гаплоидным набором хромосом.
3) При оплодотворении диплоидный набор хромосом, характерный для вида, восстанавливается.

C4. Объясните, почему при половом размножении появляется более разнообразное потомство, чем при вегетативном.

1) У потомства при половом размножении комбинируются признаки обоих родителей;
2) причина комбинативной изменчивости - кроссинговер, мейоз и случайное сочетание гамет при оплодотворении;
3) при вегетативном размножении потомки сходны друг с другом, имеют большое сходство с родительским организмом, из соматических клеток которого они формируются.

C4. Охарактеризуйте функции половых клеток животных и человека.

1) Обеспечивают преемственность поколений;
2) обеспечивают передачу наследственной информации и комбинацию признаков;
3) яйцеклетка обеспечивает развитие зародыша за счет питательных веществ, а большое число сперматозоидов повышает вероятность оплодотворения, у некоторых животных из не оплодотворенных яйцеклеток развивается потомство (явление партеногенеза).

C4. Яйцеклетка кролика в 3000 раз меньше яйцеклетки лягушки, содержит мало питательных веществ. Почему зародыш кролика не погибает от недостатка питательных веществ?

1) Лягушка - представитель класса земноводных. Развитие их личинок происходит в окружающей среде (воде) за счет питательных веществ оплодотворенной яйцеклетки.
2) Кролик - представитель класса млекопитающих, для которых характерно внутриутробное развитие.
3) Во время развития зародыш млекопитающих находится в матке и питается за счет питательных веществ материнского организма.

C4. В чем проявляется связь между митозом, мейозом и оплодотворением?

1) Мейоз - основа образования гамет с гаплоидным набором хромосом.
2) Образование зиготы с диплоидным набором хромосом происходит в результате оплодотворения.
3) Деление клеток путем митоза - основа роста дочернего организма.
т.о. Митоз, мейоз и оплодотворение - основа сохранения постоянства числа и формы хромосом в клетках.

C4. Почему у разных животных разная плодовитость?

1) Чем больше выражена забота о потомстве, тем меньше плодовитость.
2) Для всех организмов действует закономерность: чем больше вероятность гибели потомства, тем больше плодовитость.
3) Чем крупнее животное, тем меньше плодовитость.

С5. Какое деление мейоза сходно с митозом? Объясните, в чем оно выражается и к какому набору хромосом в клетке приводит.

Ответ :

1) сходство с митозом наблюдается во втором делении мейоза;

2) все фазы сходны, к полюсам клетки расходятся сестринские хромосомы (хроматиды);

3) образовавшиеся клетки имеют гаплоидный набор хромосом.

С5. Как изменится число хромосом и молекул ДНК в телофазе мейоза 1 и мейоза 2 по сравнению с интерфазой в половых клетках дрозофилы? Её соматические клетки содержат 8 хромосом. Ответ поясните.

Ответ :

1) в интерфазе молекулы ДНК удваиваются, поэтому число хромосом – 8, молекул ДНК – 16;

2) в телофазе мейоза 1 происходит редукционное деление, поэтому число хромосом – 4, молекул ДНК – 8;

3) в телофазе мейоза 2 клетки содержат 4 хромосомы и 4 молекулы ДНК, так как происходит митотическое деление.

С5. Общая масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах одной соматической клетки человека составляет около 6х10 -9 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в ядре при овогенезе перед началом мейоза, в анафазе мейоза I и мейоза II.

Ответ :

1) перед началом деления в процессе репликации число ДНК удваивается и общая масса ДНК равна 2х6х10 -9 мг =12х10 -9 мг;

2) в анафазе мейоза I масса ДНК не изменяется и равна 12х10 -9 мг, так как все хромосомы находятся в одной клетке;

3) перед началом мейоза II клетка содержит уже гаплоидный набор хромосм, но каждая хромосома состоит из двух молекул ДНК, поэтому в анафазе мейоза II масса ДНК равна 12х10 -9:2=6х10 -9 мг

С5. В соматических клетках дрозофилы содержится 8 хромосом. Какое число хромосом и молекул ДНК содержится в ядре при гаметогенезе перед началом мейоза, в профазе мейоза I и мейоза II?

Ответ :

1) перед началом деления (в интерфазе 2n4c). Молекулы ДНК удваиваются, количество хромосом не меняется, следовательно количество хромосом 8, а ДНК 16;

2) в профазе мейоза I (2n4c), следовательно количество хромосом 8, а ДНК 16;

3) в профазе мейоза II (n2c) после редукционного деления мейоза I число хромосом 4, молекул ДНК – 8.

С5. Какой хромосомный набор характерен для клеток зародыша и эндосперма семени, листьев цветкового растения. Объясните результат в каждом случае.

Ответ:

1) в клетках зародыша семени диплоидный набор хромосом – 2n, так как зародыш развивается из зиготы – оплодотворённой яйцеклетки;

2) в клетках эндосперма семени триплоидный набор хромосом – 3n, так как образуется при слиянии двух ядер центральной клетки семязачатка (2n) и одного спермия (n);

3) клетки листьев цветкового растения имеют диплоидный набор хромосом – 2n, так как взрослое растение развивается из зародыша

С5 . Какой набор хромосом характерен для клеток пыльцевого зерна и спермиев сосны? Из каких клеток и в результате какого процесса они образуются?

Ответ:

1) клетки пыльцевого зерна и спермиев сосны гаплоидны;

2) клетки пыльцевого зерна формируются из гаплоидной микроспоры путем митоза;

3) спермий формируется из генеративной клетки пыльцевого зерна путем митоза.

С5. Какой хромосомный набор характерен для клеток мякоти иголок и спермиев сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки.

Элементы ответа:

1) в клетках иголок сосны набор хромосом – 2n; в спермиях сосны – n;

2) взрослое растение сосны развивается из зиготы (2n);

3) спермии сосны развиваются из гаплоидных спор (n) путём митоза

C2. Какими цифрами обозначены на рисунке «Цикл развития папоротника» гаплоидные стадии развития? Назовите их.

1) 2 - спора;
2) 3 - заросток с развивающимися на нем антеридиями - 4 и архегониями 5;
3) 6 - спермий (сперматозоид) и 7 - яйцеклетка.

С5. Какой хромосомный набор характерен для гамет и спор растения мха кукушкина льна? Объясните, из каких клеток и в результате какого деления они образуются.

С5. Для соматической клетки животного характерен диплоидный набор хромосом. Определите хромосомный набор (n) и число молекул ДНК (с) в клетке в конце телофазы мейоза I и анафазе мейоза II. Объясните результаты в каждом случае.

С5. Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетках кончика корня в профазе и конце телофазы митоза. Объясните полученные результаты в каждой фазе.

С5 . Какой хро­мо­сом­ный набор ха­рак­те­рен для ядер кле­ток эпи­дер­ми­са листа и вось­ми­ядер­но­го за­ро­ды­ше­во­го мешка се­мя­за­чат­ка цвет­ко­во­го рас­те­ния? Объ­яс­ни­те, из каких ис­ход­ных кле­ток и в ре­зуль­та­те ка­ко­го де­ле­ния об­ра­зу­ют­ся эти клет­ки.

1. Эпи­дер­мис листа имеет ди­пло­ид­ный набор хро­мо­сом. Взрос­лое рас­те­ние яв­ля­ет­ся спо­ро­фи­том.

2. Все клет­ки за­ро­ды­ше­во­го мешка га­п­ло­ид­ны, но в цен­тре на­хо­дит­ся ди­пло­ид­ное ядро(об­ра­зу­ет­ся в ре­зуль­та­те сли­я­ния двух ядер) - это уже не вось­ми­ядер­ный, а се­ми­кле­точ­ный за­ро­ды­ше­вый мешок. Это га­ме­то­фит.

3. Спо­ро­фит об­ра­зу­ет­ся из кле­ток за­ро­ды­ша се­ме­ни путем ми­то­ти­че­ско­го де­ле­ния. Га­ме­то­фит об­ра­зу­ет­ся путем ми­то­ти­че­ско­го де­ле­ния из га­п­ло­ид­ной споры.

©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-27

Заполните пропуски

(заполните пропуски в предложениях, используя слова,

выделенные курсивом)

1. Последовательность событий в клетке с момента ее возникновения до деления на дочерние или гибели называется (1…).

2. Деспирализация хромосом происходит в период (2…).

3. Деспирализованные, невидимые в микроскоп хромосомы называются (3…).

4. Удвоение ДНК называется (4…).

5. Обмен идентичными участками гомологичных хромосом называется (5…) и происходит в (6…) делении мейоза, которое является (7…).

6. Клетки тела животных и человека называют (8…).

7. Процесс образования мужских и женских гамет называется (9…) и (10…) соответственно.

8. При созревании яйцеклетки на каждую полноценную клетку образуются три (11…).

9. В сперматозоиде человека содержится (12…) набор хромосом.

10. Оплодотворенная яйцеклетка называется (13…).

11. Индивидуальное развитие особи называется (14…), а историческое развитие вида – (15…).

12. Полость внутри бластулы называется (16…).

13. Двуслойное строение зародыша хордовых характерно для стадии (17…).

14. Для рыб характерен (18…) способ оплодотворения.

15. Для земноводных характерен (19…) тип развития.

(Клеточным циклом, I, гаструляции, репликацией, кроссинговером, телофазы, бластоцель, внешний, редукционным, хроматином, соматическими, направительных тельца, гаплоидный, непрямой, филогенезом, сперматогенезом, зиготой, онтогенезом, оогенезом.)

Дайте развернутый ответ на вопросы

1. Назовите зародышевый листок позвоночного животного, обозначенный на рисунке цифрой 3. Какой тип ткани и какие органы формируются из него?

2. Назовите зародышевый листок позвоночного животного, обозначенный на рисунке цифрой 2. Какие типы тканей и органы формируются из него?

Назовите зародышевый листок позвоночного животного, обозначенный на рисунке цифрой 3. Какой тип ткани, и какие органы формируются из него? Зародышевый листок – энтодерма; 2) ткань – эпителиальная (эпителий кишечника и органов дыхания); 3) органы: кишечник, пищеварительные железы, органы дыхания, некоторые железы внутренней секреции.

Картинка 4 из презентации «ЕГЭ по биологии Часть С»

Размеры: 345 х 279 пикселей, формат: png. Чтобы бесплатно скачать картинку для урока биологии щёлкните по изображению правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как...». Для показа картинок на уроке Вы также можете бесплатно скачать презентацию «ЕГЭ по биологии Часть С.pptx» целиком со всеми картинками в zip-архиве. Размер архива - 2923 КБ.

Скачать презентацию

«Классы позвоночных животных» - Отряд хищные. Отряд насекомоядные. Класс Земноводные. Форма тела зависит от местообитания и особенностей биологии рыбы. Из яиц выходят маленькое, но вполне сформированное животное. Отряд грызуны. Летучие мыши обладают замечательной способностью ориентироваться в воздухе с помощью ультразвуков. Некоторые пресмыкающиеся живородящие.

«Окружающий мир Животные» - Мир животных. Основополагающий вопрос. Цели проекта. Проблемный вопрос. Птицы. Творческое название. Аннотация. Поэтому умирает много рыб, птиц и других животных. О братьях наших меньших. Проект рассчитан на учащихся 3 класса. Состав УМК. Итоговое завершение проекта – обобщающий урок. О проекте. Этапы проекта.

«Классификация животных» - Цель: обобщить и систематизировать знания о строении и разнообразии животных; выявить особенности питания животных. Цель: обобщить и систематизировать знания о строении и разнообразии животных; выявить особенности питания животных. - узнал -задумался -удивился. Тема. «СТРОЕНИЕ И РАЗНООБРАЗИЕ ЖИВОТНЫХ".

«Животные 2 класс» - С помощью жабр рыбы дышат кислородом, растворённым в воде. Корова. Тигр. Звери. Насекомые. Пресмыкающиеся. Зачем нужны домашние животные? Животные, тело которых покрыто скользкой чешуёй. Дикие Звери. Рыбы. Берегите природу! Кто лишний? Животные. Нужно ли такое разнообразие животных? Животные, тело которых покрыто перьями.

Рис. 1. Миграция и дифференциация нервного гребня у мыши. A–C - поперечные разрезы через зародыш вскоре после образования нервной трубки. Клетки нервного гребня окрашены зеленым, другие клетки - синим. A - начало миграции нервного гребня, B - продолжение миграции: потоки клеток нервного гребня пробиваются сквозь мезодерму; C - многие клетки нервного гребня уже достигли своего окончательного положения, а именно - зачатков жаберных дуг (PA, pharyngeal arches). D - фотография более позднего зародыша целиком; в зеленый цвет окрашены производные нервного гребня, относящиеся к периферической нервной системе. E - кишечник с расположенными в нем сплетениями метасимпатической нервной системы, которая тоже является производным нервного гребня; здесь она окрашена красным. F - череп, в основном образованный скелетными производными нервного гребня: кость (красная) и хрящ (синий). Иллюстрация из обсуждаемой статьи в Current Topics in Developmental Biology

У позвоночных животных есть особый эмбриональный зачаток, называемый нервным гребнем (он расположен рядом с нервной трубкой). Из клеток нервного гребня образуется удивительно много разных структур, от некоторых нервных узлов до большей части черепа. Многие современные ученые считают нервный гребень четвертым зародышевым листком, наряду с эктодермой, энтодермой и мезодермой. У ближайших родственников позвоночных - оболочников - есть группа зародышевых клеток, близкая по свойствам к нервному гребню, которая дифференцируется в пигментные клетки покровов. Вероятно, эта группа клеток сохранилась и у позвоночных, значительно расширив набор путей своей дифференцировки. Кроме того, у позвоночных появились новые регуляторные гены с экспрессией, специфичной для нервного гребня; это было облегчено тем, что в их эволюции произошла полногеномная дупликация. Таким образом, две уникальные особенности подтипа позвоночных - полногеномная дупликация и присутствие «четвертого зародышевого листка» - наверняка связаны между собой.

Можно ли свести устройство всех животных к единой схеме? Простого ответа на этот вопрос нет. Все зависит от детальности требуемой схемы и от того, как именно мы ее собираемся использовать. Тем не менее вопрос о наличии у животных «единого плана строения» рассматривался в классической зоологии как важнейший, и между сторонниками разных ответов на него бывали грандиозные споры (см., например: Б. Жуков, 2011. Спор двух истин). И правда, вопрос этот важен - хотя бы потому, что любая наука стремится описывать свои объекты по общему для всех шаблону, а «единый план строения» как раз и мог бы предоставить такой шаблон.

В середине XIX века эмбриология подарила эволюционной науке ценное обобщение, позволившее, по крайней мере, сравнивать сколь угодно разных животных между собой. Было установлено, что зародыш любого (или почти любого) животного, достигнув определенной стадии, делится на устойчивые слои клеток, которые называются зародышевыми листками . Всего зародышевых листков три: эктодерма (наружный), энтодерма (внутренний) и мезодерма (средний). Из эктодермы образуется кожный покров (эпидермис) и нервная система. Из энтодермы образуется кишечник - точнее, пищеварительный тракт - и органы, развивающиеся как его выросты, например печень. Из мезодермы, как правило, образуются опорно-двигательная, кровеносная и выделительная системы.

У некоторых животных (например, у гидроидных полипов, к которым относится пресноводная гидра) есть эктодерма и энтодерма, но мезодермы нет. У двусторонне-симметричных животных, к которым относимся и мы, есть все три зародышевых листка. Животных с двумя зародышевыми листками называют двуслойными (диплобластами), животных с тремя зародышевыми листками - трехслойными (триплобластами).

Автор известного курса общей эмбриологии Б. П. Токин назвал теорию зародышевых листков «самым крупным морфологическим обобщением за всю историю эмбриологии». К рубежу XIX–XX веков эта теория стала общепринятой. Более того, сложилось своеобразное представление о «святости» зародышевых листков, границы которых считались непоколебимыми. Если некоторый орган образуется из одного зародышевого листка, он никогда, ни у какого организма не может образоваться из другого.

Но, как часто бывает, живая природа оказалась объемнее академических схем. В данном случае это выяснилось быстро. В 1893 году американская исследовательница-эмбриолог Джулия Платт (Julia Platt) обнаружила, что некоторые хрящи жаберного аппарата позвоночных развиваются не из мезодермы (как следовало бы ожидать по классической теории зародышевых листков), а из эктодермы. Джулия Платт сделала целую серию работ по прослеживанию судьбы эктодермальных клеток, образующих хрящи. Ее результаты были подтверждены несколькими другими эмбриологами. Но широкого признания это открытие не нашло, в основном из-за чисто догматических сомнений: хрящам «положено» развиваться из мезодермы - значит, развиваться из эктодермы они не могут, и всё тут! Джулия Платт даже не получила постоянной ставки в университете, после чего решила вообще оставить науку. Она занялась общественной деятельностью, стала заметным в штате Калифорния политиком, много сделала для охраны природы, так что человечество в целом тут, может, и не пострадало. Но вот особое происхождение жаберных хрящей стало общепринятым фактом только в конце 1940-х годов, после очень тонких опытов шведского эмбриолога Свена Хёрстадиуса (Sven Hörstadius), усомниться в результатах которых было уже трудно.

Казалось бы, какое значение для нашего мировоззрения может иметь вопрос о том, из каких именно зародышевых клеток формируются жаберные дуги тритона или акулы? Не мелочь ли это? Нет, не мелочь. Потянув, как за ниточку, за данные Платт и Хёрстадиуса, мы оказываемся перед серьезной макроэволюционной проблемой.

Мы уже знаем, что эктодерма - самый внешний из трех зародышевых листков. У позвоночных она делится на две части: (1) покровная эктодерма и (2) нейроэктодерма. Из покровной эктодермы образуется эпидермис, из нейроэктодермы - центральная нервная система. Покровная эктодерма, естественно, одевает тело будущего животного снаружи. Что касается нейроэктодермы, то она сначала представляет собой расположенную на будущей спине нервную пластинку , которая потом погружается, сворачивается и замыкается в нервную трубку . Эта трубка и становится центральной нервной системой, то есть мозгом (спинным и головным).

На самой границе нейроэктодермы и покровной эктодермы у позвоночных находится группа клеток, называемая нервным валиком , или нервным гребнем . Клетки нервного гребня не входят ни в состав нервной трубки, ни в состав эпидермиса. Зато они способны расползаться по всему организму, мигрируя, как амебы, с помощью ложноножек. Именно судьбу клеток нервного гребня и изучала Джулия Платт. Действительно, из них формируются многочисленные структуры, далеко не только нервные. Свен Хёрстадиус в свое время показал, что если у зародыша хвостатой амфибии микрохирургически удалить нервный гребень в передней трети тела, то у него нормально развивается затылок, нормально развиваются ушные капсулы - а всего остального черепа просто нет. Ни большая часть мозговой коробки, ни капсулы органов обоняния, ни челюсти не развиваются без вклада клеток нервного гребня (рис. 2).

Рис. 2. Схема зародыша позвоночного на стадии миграции клеток нервного гребня (поперечный разрез). Внизу в условных областях, принадлежащих эктодерме и мезодерме, показаны типы клеток, которые могут дифференцироваться не из этих тканей, а из нервного гребня. Остеобласты и остеокласты - клетки кости, хондроциты - клетки хряща; остальные пояснения см. в тексте. Изображение с сайта web.biologie.uni-bielefeld.de (с изменениями)

Вот список (наверняка неполный) производных нервного гребня у позвоночных:

• Нервные узлы спинных корешков спинномозговых нервов (часто их называют просто спинальными ганглиями).
• Нервные узлы вегетативной нервной системы (симпатической, парасимпатической и метасимпатической).
• Мозговое вещество надпочечников .
• Шванновские клетки , образующие оболочку отростков нейронов.
• Внутренняя выстилка (эндотелий) и гладкомышечный слой некоторых сосудов, в том числе аорты.
• Ресничные мышцы, сужающие и расширяющие зрачок.
• Одонтобласты - клетки, выделяющие дентин, твердое вещество зубов.
• Пигментные клетки покровов: эритрофоры (красные), ксантофоры (желтые), иридофоры (отражающие), меланофоры и меланоциты (черные).
• Часть адипоцитов - клеток жировой ткани.
• Парафолликулярные клетки щитовидной железы, выделяющие гормон кальцитонин .
• Хрящи и кости черепа, в первую очередь его висцерального (глоточного) отдела, в который входят не только жаберные дуги, но и челюсти.

Богатый перечень, не правда ли? Ну, спинномозговые ганглии - это неудивительно: они расположены как раз примерно на месте нервного гребня, клеткам которого в данном случае даже не приходится совершать миграцию. Вегетативные ганглии - тоже ничего удивительного. Они расположены гораздо дальше от спинного мозга, но, в конце концов, это часть нервной системы. И мозговое вещество надпочечников - это фактически вегетативный ганглий, только преобразованный. И шванновские клетки - часть нервной ткани. Но дальше-то в списке идут структуры, не имеющие к нервной системе никакого отношения, притом разнообразные и многочисленные. У человека есть и болезни, вызываемые аномалиями производных нервного гребня, -нейрокристопатии .

Исключительно важен последний пункт списка: череп! Из нервного гребня образуется, собственно, большая его часть (кроме слухового отдела и затылка). Между тем весь остальной скелет - позвоночник, скелет конечностей - образуется из мезодермы. Классическая концепция, согласно которой однотипные органы не должны развиваться из разных зародышевых листков, тут явно дала сбой.

Еще один важный момент: весь список производных нервного гребня относится не к хордовым , а именно к позвоночным . Кроме позвоночных в тип хордовых входят еще две современные группы животных: оболочники и ланцетники . Так вот у них нервный гребень не выражен. Это уникальный признак подтипа позвоночных.

Что же такое нервный гребень? Если это часть эктодермы (как считалось во времена Джулии Платт), то какая-то уж слишком необычная. В 2000 году канадский эмбриолог Брайан Холл (Brian Keith Hall) предложил считать нервный гребень не чем иным, как отдельным - четвертым - зародышевым листком. Эта трактовка быстро распространилась в научной литературе, где нервный гребень сейчас вообще является популярной темой. Получается, что позвоночные - единственные четырехслойные животные (квадробласты).

Четвертый зародышевый листок - такая же важная особенность позвоночных, как, например, случившаяся в начале их эволюции полногеномная дупликация (см., например: Своим сердцем позвоночные обязаны полногеномной дупликации , «Элементы», 17.06.2013). Но как он возник? Американские биологи Уильям Муньос (William A. Muñoz) и Пол Трэйнор (Paul A. Trainor) опубликовали статью о современном состоянии этой проблемы (рис. 1). Пол Трэйнор - видный эмбриолог позвоночных, уже много лет специализирующийся как раз на нервном гребне, так что обзор, подписанный им, точно заслуживает внимания.

По современным данным, от эволюционного древа хордовых первой отошла веточка, ведущая к ланцетнику (см., например:Причина особенностей генома оболочников - детерминированность их эмбрионального развития , «Элементы», 01.06.2014). Оболочники и позвоночные - более близкие родственники; вместе они образуют группу, которая называется Olfactores («животные с органом обоняния»). Раз ланцетник представляет более древнюю ветвь, то у него можно ожидать более древних признаков. Действительно, никаких близких аналогов клеток нервного гребня у ланцетника не найдено. Большинства органов и тканей, которые у позвоночных образуются из материала нервного гребня, в его теле просто нет. Существует одно серьезное исключение: волокна чувствительных спинномозговых нервов ланцетника окружены вспомогательными (глиальными) клетками, очень похожими на шванновские клетки позвоночных. Шванновские клетки - важнейшие производные нервного гребня. Но их аналоги у ланцетника образуются из обычной нейроэктодермы, то есть из материала нервной трубки. Этот пример только подтверждает: никакого нервного гребня у ланцетника нет.

С оболочниками дело обстоит сложнее и интереснее. У асцидии Ciona intestinalis (вполне типичный и хорошо изученный оболочник) аналоги производных нервного гребня есть - это пигментные клетки, содержащие меланин. И их эмбриональный источник расположен как раз «где надо»: на границе нервной пластинки и покровной эктодермы. Особенности индивидуального развития асцидии позволяют проследить судьбу этих клеток очень точно. Прежде чем занять свое место в покровах, они совершают долгую миграцию (иногда сквозь рыхлую мезодерму, а иногда между мезодермой и эпидермисом); все это очень похоже на поведение клеток типичного нервного гребня. Более того, в предшественниках пигментных клеток асцидии экспрессируется антиген HNK-1, специфичный для клеток нервного гребня позвоночных, вплоть до птиц и млекопитающих.

«Нервный гребень» асцидии происходит от определенного бластомера (то есть от определенной клетки раннего зародыша; для асцидии составлена карта раннего развития, где все бластомеры пронумерованы). Интересно, что пигментными клетками становятся не все потомки этого бластомера. Некоторые из них входят в состав мезодермы и могут, например, становиться клетками крови или мышцами стенки тела. Связь нервного гребня и мезодермы изучена пока недостаточно подробно, но она наверняка не случайна. Похоже, здесь мы прикоснулись к довольно тонкому и глубокому эволюционному механизму. У большинства животных пигментные клетки развиваются именно из мезодермы. Скорее всего, так было и у предков асцидии. Затем, в процессе эволюции хордовых, возникающий нервный гребень «перехватил» у мезодермы путь дифференцировки пигментных клеток, начав формировать их из себя. У позвоночных этот процесс продолжился: нервный гребень «перехватил» пути дифференцировки еще и таких традиционно мезодермальных тканей, как хрящ, кость, жировая ткань и гладкие мышцы, причем во всех этих случаях - только частично.

Именно так мог бы проявляться меторизис - процесс изменения границы зародышевых листков, когда один из них частично замещает другой. Это понятие ввел в 1908 году профессор Петербургского (впоследствии Петроградского) университета, академик Владимир Михайлович Шимкевич . Но Шимкевич не знал, что путем меторизиса может образоваться целый новый зародышевый листок. У позвоночных, получается, произошло именно это. Вот чем уникален их план строения.

Скелетная ткань, которая у всех известных нам животных развивается исключительно из нервного гребня - это дентин. К счастью, дентин очень тверд, и он отлично сохраняется в ископаемом состоянии. Например, мы знаем, что представители одной из самых древних групп бесчелюстных позвоночных - Pteraspidomorphi - были буквально закованы в броню из дентина (рис. 3). Видимо, это можно рассматривать как документальное свидетельство того, что нервный гребень у них уже был полностью развит. Но скорее всего, он возник еще раньше.

Рис. 3. Два ископаемых панцирных бесчелюстных из группы Pteraspidomorphi: Anglaspis (сверху) и Pteraspis (снизу). Великолепно развитая покровная «броня» у них состоит из дентина, который, скорее всего, и тогда был производным нервного гребня. Рисунок со страницы kahless28.deviantart.com

Остается еще один интригующий вопрос. Связаны ли между собой два уникальных признака позвоночных: четвертый зародышевый листок и полногеномная дупликация?

Да, такая связь скорее всего есть. Это можно показать на некоторых примерах, несмотря на то, что система генов, управляющих развитием нервного гребня, изучена пока не очень полно. Считается общепризнанным, что в начале эволюции позвоночных произошло подряд два события полногеномной дупликации (whole-genome duplication event, WGD). Дупликация, то есть удвоение всего генома, не может не привести к появлению дополнительных копий генов, в том числе и контролирующих индивидуальное развитие. Пример такого гена - ген FoxD , относящийся к крупному генному семейству Fox . У ланцетника этот ген один. Область его экспрессии включает некоторые участки нервной трубки, а также осевую мезодерму. У асцидии ген FoxD тоже один, поскольку никакой полногеномной дупликации у оболочников не было. Но у асцидии, в отличие от ланцетника, есть зачаток нервного гребня. Ген FoxD экспрессируется и в нем тоже. А у позвоночных генов FoxD становится несколько, и в клетках нервного гребня экспрессируется только один из них - ген FoxD3 . Это - разделение функций, типичное для последствий дупликации. Есть идея, что любая дупликация сама по себе «побуждает» новые копии гена по возможности разделять между собой задачи, чтобы в генной сети не возникало сбоев из-за дублирования (см. Конфликт между копиями удвоившегося гена ведет к избыточному усложнению генно-регуляторных сетей , «Элементы», 10.10.2013).

С другой стороны, можно сказать, что дупликация дала геному позвоночных дополнительные степени свободы, которые пригодились, в частности, при создании нового зародышевого листка. Ведь у асцидии такого разнообразия производных нервного гребня нет и отдаленно; у них это рядовой мелкий зачаток, обеспечивающий формирование единственного типа клеток. У позвоночных этот зачаток «взбесился», захватив огромное количество разных путей дифференцировки вместе с типами клеток, к которым эти пути ведут. А увеличение числа генов явно послужило тут предпосылкой.

В свете этих данных старое наивное представление, что позвоночные устроены сложнее всех других животных, начинает, как ни странно, выглядеть верным. Полногеномная дупликация и новый зародышевый листок - весомые объективные показатели сложности. Еще одним подобным показателем может быть, например, количество регуляторных микроРНК (см. Усложнение организма у древних животных было связано с появлением новых регуляторных молекул , «Элементы», 04.10.2010). Но пример с нервным гребнем даже ярче.