Оплодотворение внешнее. Этапы оплодотворения у животных Какой тип оплодотворения

Цель : Развить понятие о размножении и оплодотворении как необходимом условии возникновении нового организма половым путем.

Учебно-воспитательные задачи урока: 1. Образовательные

сформировать понятия о формах полового размножения, участии половых желез в половом размножении животных;

познакомить с процессом оплодотворения и его видами.

2. Развивающие

развивать умение обосновывать роль полового размножения в эволюции организмов, их приспособленности к различным средам обитания, воспроизведении потомства;

формировать умения работать с таблицами, узнавать органы и системы органов на рисунках;

научить учащихся формулировать выводы;

развивать мышление ученика, речь.

3. Воспитательные

формировать мировоззренческие представления о проявлении заботы о потомстве у разных животных; сохранении многообразия живых организмов на планете.

4. Здоровьесберегающие

смена видов деятельности во время урока;

правильность осанки во время урока;

5. Эстетическое воспитание

показать красоту окружающего мира, многообразие организмов;

развивать наблюдательность детей.

Тип урока : изучение нового материала.

Вид урока : комбинированный, с использованием компьютерных технологий, таблиц, рисунков.

Структура урока : приветствие, настрой учащихся на урок, актуализация знаний, изучение нового материала, закрепление знаний, вывод.

Методы обучения : словесный, наглядный.

Приемы обучения : беседа, рассказ, наглядные объекты.

Дидактические задачи : учебные (работа с учебником, тетрадью, дополнительной литературой); экспериментально-познавательные; индивидуальная работа.

Оборудование :
1. Компьютер, проектор.
2.Таблицы: «Митоз», «Мейоз», «Строение половых клеток».

План урока:

I. Организационный момент.
II. Изучение нового материала.
1) Половое размножение как способ развития живых организмов.
2) Половые клетки, участвующие в процессе размножения.
3) Формы полового размножения.

4)Органы размножения позвоночных животных

5)Осеменение
6) Оплодотворение, его виды.
5) Биологическое значение полового размножения.
III. Закрепление знаний. Тесты.
IV. Рефлексия. Подведение итогов.

ХОД УРОКА:

I. Организационный момент ( приветствие, настрой учащихся на урок, определение задач урока)

II. Изучение нового материала.

НА ДОСКЕ: Тема урока « Размножение и оплодотворение у животных ». ( )
Учитель: Эволюционное развитие многоклеточных животных привело к возникновению колоссального количества форм на планете. Все они обладают основными признаками характерными для живого организма.
Вопрос классу: Назовите основные признаки живого. ( а,б)
Ответ учеников: Обмен веществ, питание, дыхание, рост и развитие, подвижность, выделение, размножение.
Учитель: Процессы размножения наблюдаются и на клеточном, и даже молекулярном уровне. Размножение клеток лежит в основе таких процессов, как рост, развитие, регенерация тканей и органов. Благодаря способности ДНК к размножению (самоудвоению) возможна передача наследственной информации от поколения к поколению.
Вопрос классу: Что такое размножение?

Размножение – способность живых организмов воспроизводить себе подобных, обеспечивая непрерывность жизни в ряду поколений. Учитель: Главным признаком размножения является увеличение числа молекул, клеток, органов, особей. Формы размножения сложны и разнообразны, но все их можно свести к двум основным способам размножения: половому и бесполому.

Бесполое размножение основано, на каком процессе ?- митоз .

А половое размножение ?- мейоз .
Учитель: Способность к самовоспроизведению – непременное условие сохранения вида. Продолжительность жизни каждой особи ограничена. В результате размножения одно поколение особей сменяет другое. В процессе эволюции основным способом размножения становится половой, который возможен благодаря развитию у обоих полов специальной системы.

Половое размножение как способ развития живых организмов.

Учитель: В половом размножении принимают участие две родительские особи, мужская и женская. Новые организмы быстрее и лучше приспосабливаются к изменяющимся условиям среды, более жизнестойки, т.к. обладают новыми генетическими комбинациями, несут новые признаки обоих родителей. ( )

Половое размножение - с пособ размножения в органическом мире, осуществляемый с помощью половых клеток – гамет. Результатом полового размножения является рождение потомства, обладающего новыми, по сравнению с родителями, генетическими комбинациями. ( Посмотрите на доску, прочитаем определение и запишем в тетрадь ).

Половые клетки, участвующие в процессе размножения.

Вопрос: Что лежит в основе всего живого на земле? Ответ: Клетка – основная структурная единица всего живого.
Учитель: В половом процессе принимают участие специальные клетки – гаметы , которые бывают двух типов: мужские (сперматозоиды) и женские (яйцеклетки). ( )

У вас на столах рисунки половых клеток. Используя информацию из учебника, вы должны подписать рисунки, т.е. из чего состоят половые клетки.
Сонина Н.И., Мамонтова «Общая биология 10-11 класс»: стр. 207-209 – половые клетки животных (самостоятельная работа ).

Вопросы для 3 групп:

В результате, какого процесса формируются половые клетки? – мейоза (таблица)

В чем проявляется различие в строении этих половых клеток?

В чем проявляется сходство в строении этих половых клеток?

Сперматозоид: 1.акросома, 2.ядро, 3.митохондрии, 4.центриоли, 5.хвостик

Яйцеклетка: 1.ядро, 2.желточные зерна.

СПЕРМАТОЗОИД – зрелая гаплоидная мужская половая клетка. Клетки мелкие, подвижные, состоящие из головки на заостренном конце располагается – специализированный пузырек – акросома, которая является производной аппарата Гольджи. Она заполнена специальным ферментом, разрушающий оболочку яйцеклетки. В шейке располагаются центриоли и многочисленные митохондрии, обеспечивающие энергией сперматозоид при его движении. Хвостик служит для движения сперматозоида, строение были открыты в 1617 году.
ЯЙЦЕКЛЕТКА или ЯЙЦО – гаплоидная, неподвижная, крупная женская половая клетка, содержащая ядро, все органоиды и много питательных веществ в виде желтка. У любого вида животных она значительно крупнее сперматозоидов. Питательные вещества яйцеклетки обеспечивают развитие зародыша на начальной стадии (у рыб, амфибий, млекопитающих) или на всем протяжении эмбриогенеза (у рептилий, птиц).

Формы полового размножения

В природе встречаются особи с различными формами полового размножения: (Слайд №5 )

обоеполые особи или гермафродиты . Особи, способные в своем организме

воспроизводить два типа половых гамет (мужские и женские), называются ОБОЕПОЛЫМИ (или гермафродитами). Представителями являются плоские (ленточные, сосальщики), некоторые кольчатые черви, кишечнополостные, моллюски; некоторые рыбы, ящерицы.

партеногенез , как одна из форм полового размножения. У некоторых животных

зародыш развивается из одной половой клетки, яйцеклетки, без оплодотворения, такая форма полового размножения называется ПАРТЕНОГЕНЕЗ. Представители: пчелы, осы, тли, ракообразные, земноводные. Самец медоносной пчелы оплодотворяет самку 1 раз в 4 – 5 лет, половые клетки в теле самки находятся в специальных кармашках – резервуарах, до тех пор, пока самка не будет готова. Из оплодотворенных яиц развиваются самки и самцы, а из неоплодотворенных – рабочие пчелы. Партеногенез бывает и у растений.

раздельнополые организмы . Виды животных, особи которых образуют только

мужские половые клетки (сперматозоиды) или только женские (яйцеклетки) – называются – РАЗДЕЛЬНОПОЛЫМИ.

Органы размножения позвоночных животных.

Половые железы женского организма – ЯИЧНИКИ. Яичники продуцируют половые клетки – ЯЙЦЕКЛЕТКИ. ( 6)
Половые железы мужского организма – СЕМЕННИКИ.
Семенники продуцируют мужские половые клетки – СПЕРМАТОЗОИДЫ.
Яйцеклетка и сперматозоид несут (n, гаплоидный) набор хромосом.
Вопрос: В результате, какого процесса формируются половые клетки? Т.е. как образуются гаплоидный набор хромосом у яйцеклеток и сперматозоид.

Ученик: в результате гаметогенеза. Образование женских половых клеток – оогенез или овогенез , а образование мужских половых клеток - сперматогенез (показать на таблице).

В определенное время года у животных начинает проявляться интерес к особи противоположного пола. Самки и самцы внешне не похожи друг на друга. Животные стараются привлечь к себе внимание. Ухаживание, танцы, пение активизируют работу половых желез. ( 7-17)

Самцы сверчков, саранчи, кузнечиков представляют собой стрекотание, возникающее за счет трения одной части тела о другую. Самки комаров в период спаривания привлекают внимание самцов характерным тонким писком, который издают крыльями.

2. В Австралии и Новой Гвинее обитают более 40 видов райских птиц, отличающихся необыкновенно роскошным оперением.

3.Самец манящего краба машет своей громадной клешней, отгоняя соперников и привлекая самок. Как и некоторые другие ракообразные, он может изменять свой цвет, бледнея или темнея в соответствии с ритмом приливов.

4.Самцы европейских тритонов украшены спинным гребнем и похожи на маленьких разноцветных драконов.

5.В брачный период усатый самец мандаринки выглядит очень впечатляюще: на голове у него хохол, по сторонам шеи свисают бакенбарды, а на крыльях имеются «паруса».

6.Самец воротничкового рябчика привлекает самок при помощи звуков, напоминающих барабанную дробь, которые он издает, стоя на пне и стуча крыльями.

7.Журавли любят танцевать – поодиночке, парами, группами. При этом они подпрыгивают, кружатся, вытягиваются, кланяются и подбрасывают в воздух прутики.

Осеменение

Оплодотворение предшествует осеменение - это процесс, обеспечивающий у животных встречу половых клеток яиц и сперматозоидов: ( 18)

1. Наружное осеменение (взаимодействие сперматозоида и яйцеклетки происходит во внешней среде: рыбы, бесхвостые амфибий).

2. Внутренне осеменение (введение семенной жидкости самцов, содержащий сперматозоиды, в половые пути самки: рептилий, птицы, млекопитающие).

3. Смешанное осеменение (выведение пакета – сперматофоры со сперматозоидами в водную среду с последующим его захватыванием клоакой самки: хвостатые амфибий).

Оплодотворение, его виды

Если пойдет СД - диск ДРОФА

Слияние половых клеток, гамет, называется ОПЛОДОТВОРЕНИЕМ. ( 19)
Образовавшаяся ЗИГОТА (оплодотворенная яйцеклетка) несет полный (2n, диплоидный) набор хромосом от обоих родителей.

Оплодотворение – процесс восстановление двойного набора хромосом, увеличение разнообразия генов у потомков.

ТИПЫ ОПЛОДОТВОРЕНИЯ:

НАРУЖНОЕ

ВНУТРЕННЕЕ

Наружное оплодотворение характерно для водных животных: рыбы, земноводные. ( ) В определенный период года яйцеклетки и сперматозоиды выметываются непосредственно в воду (на камни, стебли подводных растений). Соединение гамет становится делом случая (унесло течение, съедена другими животными, изменилась температура воды), поэтому, животные выметывают огромное количество икры от 200-300 тысяч до 10 мил. В основном икра мелкая, напоминающая студенистый шарик.

При внутреннем оплодотворении слияние яйцеклетки и сперматозоида происходит внутри самки. Такое оплодотворение требует согласованных действий. После брачного периода самки пресмыкающихся и птиц откладывают кладку яиц, о которых заботятся. ( 21 видеофрагмет ). А у млекопитающих развитие плода происходит в особом органе – матке, где зародыш и плод защищен от внешних воздействий. ( 22-23)

И в самых радостных краях

Не знаю ничего красивей

Достойной матери счастливой

С ребенком малым на руках

Т.Г.Шевченко.

Выводы:

Биологическое значение полового размножения

В половом размножении принимают участие две родительские особи

Половое размножение осуществляется с помощью специализированных клеток – половых

Оплодотворенная яйцеклетка – зигота – несет наследственные признаки обоих родителей

При слиянии гамет восстанавливается диплоидный набор хромосом

Потомство лучше приспосабливается к условиям окружающей среды и более жизнеспособна

III. Закрепление знаний.

Ответить на вопрос:

Какие формы полового размножения бывают?

Как называются половые железы самца и самки?

Назовите половые клетки мужского и женского организма. Какой хромосомный набор они несут?

Что такое оплодотворение? Какие типы оплодотворения существуют в природе? Приведите примеры животных с разными типами оплодотворения.

IV . Рефлексия .

На каком этапе урока вы пробовали применить свои знания?

Какое ощущение у вас в конце урока?

КРОССВОРД «ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ ЖИВОТНЫХ».

Процесс, воспроизведения себе подобных организмов.

Половые клетки.

Оплодотворенная яйцеклетка.

Мужская половая железа.

Слияние мужской и женской половой клетки.

Форма оплодотворения.

Женские половые железы.

Оплодотворение, при котором организм развивается в специальном органе – матке.

11)

22)

33)

44)

66)

77)

1. Половой способ размножения встречается у:

А) растений

Б) всех живых организмов

В) многоклеточных живых организмов.

2. К гермафродитам относятся:

А) дождевой червь

Б) амеба

В) заяц-беляк.

3. Наружное оплодотворение происходит у:

А) птиц, млекопитающих

Б) рыб, земноводных

В) пресмыкающихся.

4. Где происходит оплодотворение икры у земноводных:

А) в воде

Б) на суше

В) как в воде, так и на суше

5. Матка – это:

А) специальный орган размножения

Б) орган дыхания

В) орган выделения

6. Для сперматозоидов не характерно наличие:

А) Запаса питательных веществ

Б) Митохондрий

В) Гаплоидного ядра

7. Женская гамета образуется:

А) Спорангиях

Б) Яичниках

В) Семенниках

8. В результате оплодотворения образуется:

А) Гамета

Б) Яйцеклетка

В) Зигота

Вопросы гр. С

1. 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, митоз 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.

2.Охарактеризуйте функции половых клеток.

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.

3.благодоря каким процессам обеспечивается постоянство числа, формы и размера хромосом от поколения к поколению? Ответ обоснуйте.

1)благодаря митозу, мейозу и оплодотворению. В процессе мейоза образуется гаметы с гаплоидным набором хромосом.

2)при оплодотворении в зиготе восстанавливается диплоидный набор хромосом.

3)рост дочернего организма происходит за счет митоза, обеспечивающего постоянство числа хромосом в соматических клетках.

БИОЛОГИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ

РАЗМНОЖЕНИЕ – способность живых организмов воспроизводить себе подобных, обеспечивая непрерывность и преемственность жизни в ряду поколений.

ТИПЫ РАЗМНОЖЕНИЯ – бесполое и половое.

БЕСПОЛОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ – размножение, происходящее без участия половых клеток, поддерживает существование вида, сохраняя его наследственные особенности.

Способы бесполого размножения – деление, фрагментация, клонирование, почкование.

ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ – способ размножения в органическом мире, осуществляемый с помощью половых клеток – гамет. Результатом полового размножения является рождение потомства, обладающего новыми, по сравнению с родителями, генетическими комбинациями.

ГАМЕТА – половая клетка, обеспечивающая передачу наследственной информации от одного из родителей потомству. Обладает гаплоидным набором хромосом.

ПОЛОВЫЕ КЛЕТКИ: а) ЯЙЦЕКЛЕТКА или ЯЙЦО – гаплоидная, неподвижная, крупная женская половая клетка.

б) СПЕРМАТОЗОИД – зрелая гаплоидная мужская половая клетка. Мелкие, подвижные клетки, состоящие из головки, шейки, хвоста.

ОПЛОДОТВОРЕНИЕ – слияние мужской половой клетки (сперматозоида) с женской (яйцом, яйцеклеткой), приводящее к образованию зиготы.

ЗИГОТА – оплодотворенная яйцеклетка содержащая диплоидный набор хромосом, из которой развивается новый организм .

ПОЛОВЫЕ ЖЕЛЕЗЫ: мужской организм – СЕМЕННИКИ,

Женский организм – ЯИЧНИКИ.

ФОРМЫ ОПЛОДОТВОРЕНИЯ : НАРУЖНОЕ, ВНУТРЕННЕЕ.

Но бывает такое, что рождаются дети с патологическими признаками, которые не передаются по наследству. Причины этого, может быть много. Это алкоголь, никотин, наркотические вещества, бытовые химические вещества (СМС), лекарственные препараты, рентгеновское облучение, нервные стрессы и т.д. - внешние мутагены, причинами которых являются различные нарушения строения хромосом или при созревании половых клеток, т.е. в мейозе, произошло нарушение расхождении хромосом или хроматид. ( 25-27)

Медико-генетическая консультация. ( 28)

В республике с 1990 г. Функционирует медико-генетическая консультация, где проводятся обследования семей с риском рождения детей с врожденными и наследственными заболеваниями. В 2001г. открыт Перинатальный центр матери и ребенка, а в 2007г. он назван Президентским перинатальным центром матери и ребенка, где появилось современное медицинское оборудование. Сегодня в центре могут выходить недоношенных детей весом 500 г как в Европейских странах.

В медико-генетическом отделении сегодня наследственные болезни изучаются на уровне ДНК. Раньше эти анализы проводились только в Москве или С-Петербурге.

Центр работает и экстракорпоральным оплодотворением. За время работы центра в Чувашии с помощью этого метода родились около 1000 детей. Первым ребенком из пробирки стала девочка. Сейчас ей 12 лет. Перинатальный центр ставит задачу, чтобы каждая женщина на ранних сроках беременности прошла медико-генетическую консультацию.

другие презентации на тему «Типы оплодотворения у животных»

«Двойное оплодотворение у растений» - Внутреннее оплодотворение. Развитие зародыша млекопитающего. Оплодотворение у растений Макроспорогенез. Яйцекладный. Внешнее. Происходит у насекомых, рыб, земноводных Метаморфоз – превращение во взрослую особь. Рыбы, земноводные, большинство моллюсков, некоторые черви. Оплодотворение у животных. Онтогенез.

«Классификация животных» - Млекопитающие. Животные. Плотоядные. Проблема: «От чего зависит питание животного?». Классификация животных по типу питания. Земноводные (амфибии). Как питаются животные. Цель: обобщить и систематизировать знания о строении и разнообразии животных; выявить особенности питания животных. Пресмыкающиеся (рептилии).

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

«Окружающий мир Животные» - Заводы выбрасывают очень много вредных веществ. О братьях наших меньших. Проект рассчитан на учащихся 3 класса. Длительность – одна неделя. Творческое название. Может ли быть наша планета без животных? О проекте. Мир животных. Основополагающий вопрос. Состав УМК. Цели проекта. Предметная область данного проекта – «Окружающий мир».

«Типы животных» - Тело сегментировано, полость заполнена жидкостью. Пищеварительная система. Подошва. Нервная система и органы чувств. Рот. Устье. Из личинки развивается ВЗРОСЛЫЙ ЧЕРВЬ, который откладывает яйца. Кишка. План повторения. Коралловые полипы Прикрепленные Имеют скелет, образованный роговым веществом. Класс Головоногие.

Механизм взаимодействия живого и косного вещества состоит в вовлечении неорганической материи в сферу жизни, в ее превращениях в живом веществе и возвращении в прежнее состояние косного вещества. В связи с этим в любой экосистеме можно выделить по типу питания три функциональные группы организмов: продуценты, консументы и редуценты.

Продуценты - зеленые растения, производящие живое вещество из неживого. Они способны аккумулировать солнечную энергию в процессе фотосинтеза и создавать органические вещества.

Консументы , или потребители, - организмы, использующие органические вещества продуцентов. К ним относятся животные. Травоядные животные употребляют растительную пищу, а плотоядные - животную.

Редуценты - грибы и бактерии, превращающие органическое вещество в минеральное, разлагая остатки мертвых растений, животных микроорганизмов. Продукты минерализации вновь используются продуцентами.

Таким образом, в экосистеме пищевые и энергетические связи идут в следующем направлении: продуценты - консументы - редуценты.

В каждую функциональную группу входит множество популяций и только тесное взаимодействие всех трех групп обусловливает функционирование экосистемы.

2. Деление клетки, основа роста развития и размножения организмов. Митоз.

Деление клеток - основа роста и размножения организмов, передачи наследственной информации от материнского организма (клетки) к дочернему, что обеспечивает их сходство.

Деление клеток образовательной ткани - причина роста корня и побега верхушками.

Значение митоза - образование из материнской двух дочерних клеток с таким же набором хромосом, равномерное распределение между дочерними клетками генетической информации.

Билет №16

1. Оплодотворение, его значение. Особенности оплодотворения у животных.

Биологическое значение оплодотворения состоит в том, что при слиянии мужских и женских половых клеток, происходящих обычно из разных организмов, образуется новый организм, несущий признаки отца и матери. При образовании половых клеток вмейозевозникают гаметы с разным сочетанием хромосом, поэтому после оплодотворения новые организмы могут сочетать в себе признаки обоих родителей в самых различных комбинациях. В результате этого происходит колоссальное увеличение наследственного разнообразия организмов.

Особенности оплодотворения у животных.

У большинства водных и земноводных животных оплодотворение непосредственно связано с водой. Эти животные в период размножения выделяют очень много яйцеклеток и сперматозоидов в воду, где сперматозоиды проникают в яйцеклетку и оплодотворяют ее. Это - внешнее осеменение. У животных, обитающих на суше, наблюдается внутреннее осеменение.

В процессе оплодотворения сперматозоид сначала приближается к яйцеклетке. Под воздействием ферментов, находящихся в головке сперматозоида, оболочка яйцеклетки растворяется и в ней образуется небольшое отверстие, через которое ядро сперматозоида проникает внутрь яйцеклетки. Гаплоидные ядра обеих гамет, соединяясь, образуют единое гаплоидное ядро, после чего начинается деление и развитие ядра зиготы.

В большинстве случаев одну яйцеклетку оплодотворяет только один сперматозоид. У некоторых животных в яйцеклетку могут проникать два или несколько сперматозоидов, однако в оплодотворении яйцеклетки участвует только один сперматозоид, остальные погибают.

Как возникла жизнь на нашей планете? Можно верить в теорию большого взрыва, божественное начало или учение Чарльза Дарвина об эволюции. Наверняка известно лишь то, что все виды организмов на Земле продолжают свое существование благодаря размножению. Которое, в свою очередь, немыслимо без оплодотворения. Что такое оплодотворение, его типы и виды, значение и этапы, а также другие интересные подробности, рассмотрим в этой статье.[фото1]

Соединение двух разнополых клеток, мужской и женской, в результате которого образуется начальная стадия нового организма, и есть оплодотворение. Мужская клетка (сперматозоид) оказывает на женскую (яйцеклетка) стимулирующее действие и вызывает начало ее развития. Внесение набора отцовских хромосом в материнскую яйцеклетку отражает сущность оплодотворения. Его биологическое значение состоит в образовании зиготы — клетки, которая сочетает в себе признаки обоих родителей в различных пропорциях и комбинациях. Таким образом, наследственные задатки материнского и отцовского организмов объединяются и награждают ими свое потомство. Благодаря этому создается множество генетических разновидностей, которые влияют на эволюционный процесс вида и его естественный отбор.

Виды оплодотворения

Определившись с тем, что такое оплодотворение, следует разобраться с его видами. В зависимости от того, какое количество организмов участвует в процессе полового размножения, различают перекрестное и самооплодотворение. В перекрестном оплодотворении принимают участие разные особи. Его суть легко представить на примере с цветком: пыльца с пестика одного растения переносится на рыльце совершенно другого. Перекрестное оплодотворение растений называется опылением. Оно напрямую зависит от внешних факторов, которые способствуют его осуществлению. Всем млекопитающим и человеку присущ именно перекрестный вид оплодотворения. Самооплодотворение — процесс, в котором принимают участие клетки одной и той же особи. Происходит в животном мире у обоеполых организмов, у которых соединяются собственные женские и мужские клетки. Яркий пример – ленточные черви. Также самооплодотворение свойственно нераскрывающимся цветкам, способным к самоопылению.

Типы оплодотворения

В зависимости от того, в каком именно месте происходит процесс оплодотворения, различают несколько типов:

• Наружное оплодотворение.
  Присуще тем земноводным, моллюскам, рыбам, амфибиям, оплодотворение у которых происходит вне организма их самки. Обычно происходит в водной среде, куда представители мужских и женских особей откладывают свои разнополые клетки. Поскольку их встреча напрямую зависит от внешних факторов, организмами образуется огромное количество яйцеклеток и спермы, от нескольких тысяч до нескольких миллионов. Ведь при наружном типе оплодотворения большинство половых клеток гибнет и именно такой подход обеспечивает сохранность выживания вида.
• Внутреннее оплодотворение.
  Происходит у всех видов наземных животных. Также присуще некоторым водным. Встреча и слияние мужской и женской клетки происходит в этом случае в организме самки, а точнее, в ее половых путях. Это обеспечивает наибольшую вероятность оплодотворения, поэтому для участия в процессе необходимо гораздо меньше разнополых клеток. Далее в материнском организме происходит развитие зародыша и возможность его гибели сводится к минимуму. У животных, как правило, рождается немногочисленное потомство и поэтому они заботятся о нем и проявляют признаки сложного родительского поведения. Человеку для осуществления оплодотворения необходима 1 яйцеклетка и 1 сперматозоид, способный, однако, преодолеть для встречи с ней большой путь.
• Двойное оплодотворение.
  Встречается у покрытосеменных и цветковых растений. Протекание процесса обеспечивается наличием 2-х мужских спермий и 8-ю женскими ядрами. Одна спермия оплодотворяет яйцеклетку, формирующуюся впоследствии в зародыш, другая сливается с крупным ядром центральной клетки и образует питательную среду, необходимую для формирования нового организма.
• Искусственное оплодотворение. Этот тип получил широчайшее применение в животноводстве и сельском хозяйстве, когда для получения необходимого сочетания свойств используется заранее спланированное искусственное скрещивание или осеменение. Таким образом получают дополнительное потомство от выдающегося производителя или выводят сорта растений с определенными качествами. У людей искусственное оплодотворение получило применение при лечении бесплодия. Оно носит название экстракорпоральное, внетелесное, или ЭКО.
  Его принцип состоит в том, что оплодотворение яйцеклетки сперматозоидом происходит вне женского организма. Только после слияния клеток в единую, оплодотворенную яйцеклетку помещают в матку. Метод получения «ребенка из пробирки» приобретает огромную популярность и дает шанс стать родителями тем парам, которые не имеют возможности зачать ребенка естественным путем. Зачастую, в этом случае происходит использование донорских мужских или женских половых клеток.

Некоторые организмы способны к размножению без процесса оплодотворения. Пчелы, тля, некоторые птицы и земноводные способны к партеногенезу. Здесь для развития клетки используется генетический материал только одного родителя и на свет производится однополое потомство.
Кроме вышеперечисленных типов оплодотворения, оно делится на моноспермию – когда в яйцеклетку проникает только один сперматозоид, и полиспермию – в этом случае в женскую клетку одновременно попадает несколько мужских. Но даже в этом случае происходит одноядерное слияние, остальные же ядра подвергаются разрушению. Первому варианту оплодотворения подвержено большинство представителей животного и растительного мира, а второй присущ только некоторым группам животных и отдельным видам растений.

Этапы оплодотворения

Для того, чтобы процесс слияния клеток произошел, они должны пройти несколько этапов:

1. Яйцеклетка и сперматозоид должны сблизится и начать взаимодействовать. Этому помогает способность мужской клетки двигаться только против вещества, которое выделяет женская клетка, называемое хемотаксис. А также реотаксис, который подразумевает умение сперматозоида продвигаться вперед и против тока жидкости в маточных трубах.
2. Клетки (или гаметы) приступают к контактному взаимодействию. Внешней блестящей оболочки яйцеклетки достигает достаточно большое количество сперматозоидов. Только тот, который сумеет первым преодолеть эти внешние оболочки путем размягчения прилегающего участка, прикрепляется к яйцеклетке.
3. Сперматозоид проникает в яйцеклетку.
4. В человеческом организме на этой стадии происходит пассивное и медленное перемещение женской яйцеклетки по маточной трубе к матке. В организме животных – оплодотворенная клетка начинает подготовку к дроблению.

Основной принцип оплодотворения

Оплодотворение должно происходить строго внутри вида. Этому соответствует определенное число и строение мужских и женских хромосом, а также их химическое сродство. Если все-таки происходит оплодотворение чужеродных половых клеток, развитие зародыша происходит ненормально и, как правило, ведет к появлению стерильных, неспособных к деторождению, особей.

Процесс зарождения жизни у человека

Встреча и соединение мужского сперматозоида и женской яйцеклетки являются первой ступенькой на этапе зарождения новой человеческой жизни. Зигота – клетка, образовавшаяся в результате этого процесса, объединяет в себе комплект из 46 родительских хромосом, содержащих весь их генетический код. Пол будущего ребенка случаен, как выигрыш в лотерею, но определен уже именно на этом этапе. Процесс оплодотворения, с одной стороны, выглядит достаточно просто. На самом деле это довольно сложная и неодномоментная реакция. Несмотря на стремительное развитие в области репродуктивных технологий, до сих пор процесс оплодотворения представляется неким чудом, таинством. Поняв, что такое оплодотворение, очень важно осознавать, какой генетический код передадим своим потомкам мы, люди, и обитатели всей нашей планеты в целом.

Вспомните из учебника «Животные», как происходит. размножение у животных. Как оплодотворяют ся яйцеклетки и где развиваются зародыши насекомых, рыб, земноводных, птиц и млекопитающих?

Процесс образования мужских и женских половых клеток предшествует половому размножению, т. е. размножению с участием сперматозоидов и яйцеклеток. Половое размножение может происходить с оплодотворением и без оплодотворения.

Оплодотворение. Процесс слияния ядер мужских и женских половых клеток называют оплодотворением. В результате оплодотворения образуется зигота (от греч. зигота - соединенный вместе) - оплодотворенная яйцеклетка. Ее ядро всегда имеет двойной набор хромосом. Из зиготы развивается зародыш, который дает начало новому организму.

Процесс оплодотворения начинается с проникновения сперматозоида в яйцеклетку. Под действием ферментов пузырька сперматозоида оболочка яйцеклетки в месте контакта растворяется. Ядро сперматозоида попадает внутрь яйцеклетки (рис. 87). При этом оболочка яйцеклетки становится непроницаемой для остальных сперматозоидов. После этого ядра гамет сливаются и формируется ядро зиготы.

Рис. 87. Оплодотворение у животных

Существуют два способа оплодотворения - наружный и внутренний. При наружном оплодотворении самка выметывает яйцеклетки (икру), а самец - сперму во внешнюю среду, где и происходит оплодотворение. Такой способ характерен для водных животных, например рыб и земноводных. При внутреннем оплодотворении слияние гамет происходит в половых путях самки. Так размножаются наземные и некоторые водные обитатели, например насекомые, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие.

Оплодотворенное яйцо может развиваться как в теле самки, например у млекопитающих, так и во внешней среде. В последнем случае яйца покрыты специальной оболочкой или скорлупой, и самка откладывает их в безопасное место, например в гнездо (у птиц).

Партеногенез. Разновидность полового размножения, когда развитие взрослой особи происходит из неоплодотворенного яйца, называется партеногенезом (от греч. партенос - девственность). Партеногенез встречается у ракообразных (дафний), насекомых (пчел, тлей), у некоторых птиц (индеек) (рис. 88). Развитие без оплодотворения чаще всего чередуется с обычным половым размножением. Из неоплодотворениых яйцеклеток начинают развиваться клетки, у которых в первом делении митоза хромосомы не расходятся и восстанавливается двойной набор хромосом.

Рис. 88. Животные, способные к партеногенезу: 1 - дафния; 2 - пчелы

Онтогенез организма и эмбриональное развитие. Индивидуальное развитие организма - онтогенез (от греч. онтос - сущее и генезис - рождение) охватывает весь период его жизни. За это время организм проходит несколько последовательных стадий: формируется зародыш, рождается новый организм, он растет, развивается, размножается, стареет и умирает. Онтогенез делят на два периода - эмбриональный и постэмбриональный.

Эмбриональный период, или эмбриогенез (от греч. эмбрион - зародыш и генезис) длится от момента образования зародыша из зиготы до его выхода из яйца или рождения. Он протекает в несколько этапов.

После оплодотворения из зиготы начинает развиваться зародыш. Оплодотворенное яйцо делится митозом на 2, далее на 4, 8, 16 и т. д. клеток. Этот процесс называют дроблением, так как в отличие от обычного деления клетки не увеличиваются, т. е. не растут (рис. 89). Дробящиеся клетки используют питательные вещества, накопленные в яйце. Процесс проходит очень быстро. Например, за 4 часа от момента оплодотворения из одной клетки зиготы возникают 64 клетки.

Рис. 89. Стадии развития заролыша хордового животного: 1 - дробление; 2 - бластула; 3 - впячнвании и формирование двух слоев клеток; 4 - гаструла: 5 - органогенез (а - нервная трубка; б - хорда; в - пищеварительная трубка)

Дробление заканчивается образованием бластулы (от греч. бластос - росток) зародышевого пузырька с полостью внутри. Стенки пузырька состоят из одного слоя клеток (рис. 89).

После образования бластулы наступает вторая стадия развития зародыша - гаструла (от греч. гастер - желудок). Она представляет собой двухслойный мешок. Его образование начинается с впячивания нижней стенки бластулы внутрь полости. В результате формируются два зародышевых листка: наружный - эктодерма (от греч. эктос - снаружи и дерма - кожа) и внутренний - энтодерма (от греч. энтос - внутри).

Рис. 90. Дробление икринки лягушки

На стадии гаструлы заканчивается развитие у губок и кишечнополостных. У более высокоорганизованных многоклеточных животных далее происходит формирование третьего зародышевого листка. Между эктодермой и энтодермой закладывается - мезодерма (от греч. мезос - средний, промежуточный и дерма). Она образуется за счет перемещения части клеток из наружного и внутреннего слоев. В результате образуется трехслойный зародыш. Одновременно на этой стадии формируются осевые органы, например у хордовых, нервная трубка, хорда и пищеварительная трубка.

Последующее развитие зародыша у хордовых животных связано с взаимодействием трех зародышевых листков, из которых развиваются все ткани и органы будущего организма. Стадия формирования органов у зародыша называется органогенезом.

Из эктодермы развиваются эпителиальная и нервная ткани, эпидермис кожи и его производные (ногти, волосы), а также нервная система и органы чувств. Из энтодермы образуются слизистый эпителий и органы пищеварения. Из мезодермы формируются мышечная и все виды соединительной ткани. Из хорды впоследствии у большинства хордовых образуется хрящевой или костный скелет, а из боковых участков мезодермы - мышцы, кровеносные сосуды, сердце, почки и органы половой системы.

Влияние различных факторов на развитие зародыша. Все клетки зародыша развиваются из одной исходной клетки - зиготы (рис. 90), имеют одинаковый набор хромосом и генетическую информацию. Однако в клетках разных зародышевых листков реализуется наследственная информация неодинаковых генов, что приводит к биосинтезу различающихся белков и, следовательно, к формированию из них разных тканей и органов.

Специфичность работы клеток возникает не сразу, а на определенном этапе эмбриогенеза. Установлено, что на стадии 2-16 клеток (в зависимости от вида животного) каждая клетка может развиться в нормальный организм. Если эти клетки разъединяются, то из каждой образуется самостоятельный организм - возникают однояйцевые близнецы. Они похожи друг на друга и всегда одинакового пола (рис. 91).

Рис. 91. Образование однояйцевых близнецов

Исследования показали, что в развитии зародыша животных имеются критические периоды, когда может произойти нарушение нормального развития. Например, такими периодами являются середина дробления, начало гаструляции и стадия формирования осевых органов. В это время зародыш особенно чувствителен к недостатку кислорода, температурным перепадам, механическому воздействию. Чем лучше защищено яйцо, тем менее оно подвержено внешним влияниям. Отрицательно воздействуют на развитие зародыша некоторые вирусные заболевания, например корь у человека. Такое же влияние оказывают ряд медикаментов, например, антибиотики, гормональные препараты, наркотические вещества и алкоголь. Мощными факторами, вызывающими нарушения зародышевого развития животных и человека, служат рентгеновские лучи и радиоактивное излучение. Их воздействие может привести к гибели зародыша или рождению организмов с уродствами (рис. 92).

Рис. 92. Нарушение зародышевого развития может привести к развитию уродств: 1 - двуглавая змея; 2 - сиамские близнецы Чанг и Энг

Упражнения по пройденному материалу

1. Как происходит процесс оплодотворения у животных?
2. В чем преимущества внутреннего оплодотворения по сравнению с наружным?
3. Объясните, почему некоторые животные размножаются партеногенезом. Приведите примеры.
4. В чем отличие дробления от обычного деления клетки?
5. На какой стадии развития зародыша происходит специализация клеток по строению и функциям?
6. Какие факторы внешней среды могут оказывать отрицательное воздействие на развитие зародыша у животных?