Загальна біологія. 11 клас. Кучеренко

Про що ми дізналися з цього розділу. Розмноження та індивідуальний розвиток організмів

Однією з універсальних властивостей живих організмів є здатність до розмноження, завдяки якій підтримується безперервність життя на нашій планеті. Існують різні форми розмноження організмів. Нестатеве розмноження здійснюється за допомогою окремих нестатевих клітин, вегетативне - відокремленням від материнського організму багатоклітинних частин. При партеногенезі новий організм розвивається з незаплідненої яйцеклітини. Особливою формою розмноження є поліембріонія, за якої з однієї заплідненої яйцеклітини розвивається кілька зародків.

За статевого розмноження дочірній організм розвивається із зиготи, що утворюється внаслідок злиття яйцеклітини та сперматозоїда. Статевий процес може відбуватись у формі копуляції або кон’югації. Статеві клітини забезпечують передачу спадкової інформації від батьківських організмів нащадкам. У хребетних тварин статеві клітини утворюються у статевих залозах у кілька стадій: розмноження, росту, дозрівання та формування.

Розвиток зародка багатоклітинних тварин починається з дробіння зиготи або незаплідненої яйцеклітини, внаслідок якого утворюється одношарова бластула з порожниною всередині. З бластули утворюється дво- або тришаровий зародок - гаструла. Шари клітин, із яких складається гаструла, називають зарод-

ковими листками (зовнішній - ектодерма, середній - мезодерма і внутрішній - ентодерма); вони дають початок усім тканинам і органам дорослих особин.

Під час зародкового розвитку спостерігається процес диференціації - виникнення відмінностей у будові та функціях клітин, тканин і органів.

Сукупність процесів, що забезпечують формування тканин у багатоклітинних організмів, називають гістогенезом. Він пов’язаний з органогенезом - процесами закладання органів та їхньою подальшою диференціацією. У процесі зародкового розвитку спостерігається явище взаємодії між частинами зародка, що розвивається, за якої одна з них визначає місце й напрям розвитку сусідньої.

Кожному організмові притаманний певний життєвий цикл. Розрізняють прості та складні життєві цикли. Прості життєві цикли відбуваються без чергування поколінь, тимчасом як при складних спостерігають закономірну зміну поколінь, що розмножуються статевим і нестатевим способами, статевого і партеногенетичного, роздільностатевого та гермафродитного.

ПІДСУМКОВІ ЗАВДАННЯ

Завдання 1. Порівняти різні форми розмноження організмів, заповнивши таблицю:

Запитання для порівняння

Форма розмноження

нестатеве

вегетативне

статеве

За рахунок чого відбувається?

Чи є нащадки точною копією батьків?

Скільки особин беруть участь у процесі розмноження?

Яке біологічне значення?

Завдання 2. Порівняти процеси утворення чоловічих (сперматогенез) та жіночих (овогенез) статевих клітин, заповнивши таблицю:

Стадія

Сперматогенез

Овогенез

Розмноження

Росту

Дозрівання

Формування

Завдання 3. Порівняти процеси запліднення у ссавців і покритонасінних рослин, заповнивши таблицю:

Група організмів

Скільки клітин беруть участь у процесі запліднення

Де відбувається злиття статевих клітин

Біологічне значення

Ссавці

Покритонасінні

Завдання 4. Охарактеризувати основні етапи зародкового розвитку тварин, заповнивши таблицю:

Етап зародкового розвитку

3 якого моменту починається

Які події відбуваються

Дробіння

Утворення бластули

Утворення гаструли

Формування тканин і органів

Завдання 5. Які органи і системи органів тварин формуються з перелічених зародкових листків? Відповідь дайте у вигляді таблиці:

Зародковий листок

Органи і системи органів, які формуються

Ектодерма

Мезодерма

Ентодерма

Завдання 6. Порівняти прямий і непрямий типи розвитку тварин, заповнивши таблицю:

Тип розвитку

Характерні риси

У яких тварин спостерігають

Біологічне значення

Прямий

Непрямий

Завдання 7. Порівняти прості й складні життєві цикли організмів, заповнивши таблицю:

Тип життєвого циклу

Характерні риси

Приклади

Простий

Складний

ТЕМАТИЧНА ПЕРЕВІРКА ЗНАНЬ

I рівень

(вибрати із запропонованих відповідей правильну)

1. Нестатеве розмноження відбувається за рахунок: а) розвитку з незаплідненої яйцеклітини; б) окремих нестатевих клітин; в) відокремлення багатоклітинних частин; г) розвитку із зиготи; ґ) вегетативних органів рослин або їхніх частин.

2. Поліембріонія відбувається завдяки: а) поділу нестатевої клітини; б) відокремлення багатоклітинних частин; в) розвитку з незаплідненої яйцеклітини; г) розвитку кількох зародків з однієї зиготи; ґ) спороутворенню.

3. Гермафродитні організми: а) мають лише один тип статевих залоз; б) мають як чоловічі, так і жіночі статеві залози; в) розмножуються вегетативно; г) розмножуються партеногенетично; ґ) розмножуються спорами.

4. Під час самозапліднення: а) зливаються гамети, утворені однією особиною; б) зливаються гамети, утворені різними особинами; в) зливаються спори, утворені однією особиною; г) зливаються спори, утворені різними особинами; ґ) відбувається розвиток із незаплідненої яйцеклітини.

5. У процесі гаметогенезу мейоз відбувається на стадії: а) розмноження; б) росту; в) дозрівання; г) формування.

6. Подвійне запліднення притаманне: а) водоростям; б) мохоподібним; в) папоротеподібним; г) голонасінним; ґ) покритонасінним.

7. Прямий розвиток притаманний: а) комахам; б) хрящовим рибам; в) кістковим рибам; г) багатощетинковим червам.

8. Зародкові листки формуються на стадії: а) дробіння; б) бластули; в) гаструли; г) органогенезу.

9. Нервова система формується з: а) ектодерми; б) мезодерми; в) ентодерми; г) спільного зачатка екто- та мезодерми.

10. Ріст особини протягом усього життя називається: а) обмеженим; б) необмеженим; в) регенерацією.

11. Непрямий розвиток супроводжується: а) обмеженим ростом; б) глибокими змінами структури організму; в) необмеженим ростом; г) не супроводжується глибокими змінами структури організму.

12. Органи тварин формуються на стадії: а) дробіння; б) утворення бластули; в) утворення гаструли; г) органогенезу.

II і III рівні

(вибрати із запропонованих відповідей одну чи кілька правильних)

1. Нестатеве розмноження може відбуватись: а) відокремленням багатоклітинних частин; б) поділом клітини навпіл; в) брунькуванням клітини; г) утворенням спор; ґ) розвитком із незаплідненої яйцеклітини.

2. Вегетативне розмноження притаманне: а) лише одноклітинним організмам; б) лише багатоклітинним організмам; в) як одноклітинним, так і багатоклітинним організмам; г) багатоклітинним рослинам, грибам і тваринам.

3. Статевий процес може здійснюватись: а) відокремленням багатоклітинних частин; б) кон’югацією; в) спороутворенням; г) брунькуванням; ґ) копуляцією.

4. Полярні тільця виникають під час гаметогенезу на стадії: а) розмноження; б) росту; в) дозрівання; г) формування.

5. Гаструла складається з: а) одного шару клітин; б) двох шарів клітин; в) трьох шарів клітин; г) чотирьох шарів клітин; ґ) грудки клітин.

6. Бластула складається з: а) одного шару клітин; б) двох шарів клітин; в) трьох шарів клітин; г) чотирьох шарів клітин; ґ) грудки клітин.

7. Порожнина первинної кишки формується на стадії: а) дробіння; б) бластули; в) морули; г) гаструли; ґ) органогенезу.

8. У процесі подвійного запліднення беруть участь: а) один спермій; б) два спермії; в) три спермії; г) чотири спермії.

9. Партеногенез притаманний лише: а) тваринам; б) рослинам; в) грибам; г) грибам і рослинам; ґ) тваринам і рослинам.

10. З ентодерми формуються: а) зовнішній шар покривів; б) травні залози; в) легені; г) нервова система; ґ) зачатки скелета.

11. Складні життєві цикли притаманні: а) вищим рослинам; б) ссавцям; в) птахам; г) кишковопорожнинним; ґ) форамініферам.

12. Складні життєві цикли супроводжуються: а) зміною статевого і нестатевого поколінь; б) зміною поколінь, які розмножуються статево і партеногенетично; в) складними морфологічними перетвореннями на різних фазах розвитку; г) не супроводжуються зміною поколінь або складними морфологічними перетвореннями на різних фазах розвитку.

IV рівень

1. Який існує зв’язок між вегетативним розмноженням і регенерацією? Відповідь обґрунтуйте.

2. Що спільного та відмінного між вегетативним і нестатевим розмноженням?

3. Що спільного та відмінного між нестатевим розмноженням і партеногенезом?

4. Чи завжди у процесі утворення статевих клітин відбувається мейоз? Відповідь обґрунтуйте.

5. Що спільного та відмінного між копуляцією і кон’югацією?

6. Які механізми запобігають самозаплідненню у гермафродитних організмів?

7. Який спосіб запліднення (зовнішнє чи внутрішнє) притаманний більшості наземних хребетних? Відповідь обґрунтуйте.

8. Чим можна пояснити те, що у більшості голонасінних рослин на відміну від покритонасінних ендосперм гаплоїдний, а не диплоїдний? Відповідь обґрунтуйте.

9. Який існує зв’язок між процесами гістогенезу та органогенезу?

10. Чому пересадка ділянок одного зародка на другий на пізніх етапах зародкового розвитку не спричинює докорінних змін у розвитку другого зародка? Відповідь обґрунтуйте.

11. Яке значення має статеве розмноження для спадкової мінливості?

12. Яке біологічне значення має чергування у життєвому циклі організмів поколінь, що розмножуються статевим способом і нестатевим або статевим способом і партеногенетично?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1

Тема

Форми розмноження організмів та їхні цитологічні основи

Обладнання і матеріали

Світлові мікроскопи, предметні й накривні скельця, крапельниці, водяна бовтанка пивних дріжджів, міцелій цвілевого гриба мукора, постійні препарати сперматозоїдів, яйцеклітин і яєчника ссавців (морської свинки, миші тощо), мікрофотографії сперматозоїдів і яйцеклітин.

Хід роботи

1. Підготувати мікроскоп до роботи.

2. Нанести на предметне скло краплину бовтанки пивних дріжджів і накрити її накривним скельцем. При малому збільшенні мікроскопа знайти клітини дріжджів. При великому збільшенні знайти клітини, що брунькуються: на одному з їхніх полюсів помітне невелике випинання - бруньку, яка містить ядро.

3. У краплину води на предметному склі внести кілька ниток міцелію мукора і накрити накривним скельцем. Розглянути виготовлений мікропрепарат. Знайти спорангії - кулясті утвори на ниткоподібній ніжці. Іноді можна помітити також і спори, які висипалися зі спорангію.

4. Розглянути мікропрепарат сперматозоїдів ссавців.

5. Розглянути мікропрепарат яєчника ссавців. Знайти на ньому великі кулясті яйцеклітини.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2

Тема

Ембріогенез хордових

Обладнання і матеріали

Світлові мікроскопи, постійні мікропрепарати, муляжі або малюнки різних етапів розвитку ланцетника, кісткових риб, земноводних, плазунів, птахів, ссавців; постійні препарати яйцеклітини, бластули і гаструли жаби або ікра жаби на різних стадіях розвитку.

Хід роботи

1. Підготувати мікроскоп до роботи.

2. Використовуючи постійні препарати, муляжі або малюнки, прослідкувати етапи дробіння зиготи, утворення бластули і гаструли. Звернути увагу на будову шарів гаструли, на початок гісто- і органогенезу.

3. Розглянути постійні препарати яйцеклітин жаби під час дробіння. Звернути увагу на утворення бластомерів. Якщо готових препаратів яйцеклітини, бластули і гаструли жаби немає, їх можна виготовити самостійно. Спочатку зафіксовані ікринки жаби на різних стадіях розвитку відмивають від формаліну, розміщують у краплину води на предметному склі і накривають накривним скельцем.

4. Розглянути зиготи, які почали дробитися.

5. Розглянути мікропрепарат «Зародкові листки». Знайти на препараті різні зародкові листки.

КОРОТКИЙ СЛОВНИК ТЕРМІНІВ

Акросома - органела сперматозоїда, що забезпечує його проникнення в яйцеклітину.

Бластомери - клітини, що утворюються внаслідок дробіння зиготи або незаплідненої яйцеклітини.

Бластула - стадія зародкового розвитку багатоклітинних тварин, що утворюється внаслідок дробіння; складається з одного шару клітин (бластомерів).

Гамети - статеві клітини, що забезпечують передачу спадкової інформації від батьків нащадкам; зливаючись під час запліднення, утворюють запліднену яйцеклітину (зиготу).

Гаметогенез - процес утворення статевих клітин (гамет).

Гаструла - стадія зародкового розвитку багатоклітинних тварин; складається з двох або трьох зародкових листків.

Генеративні органи (органи статевого розмноження) - органи, в яких утворюються й дозрівають статеві клітини, а у голонасінних і покритонасінних рослин відбуваються ще й процеси запилення.

Гермафродитизм - явище, за якого жіночі та чоловічі статеві залози закладаються в одному організмі. Тварин, які мають обидва типи статевих залоз, називають гермафродитами.

Гістогенез - сукупність процесів, що забезпечують формування тканин у багатоклітинних тварин.

Диференціація - виникнення відмінностей у будові та функціях клітин, тканин і органів під час індивідуального розвитку багатоклітинних тварин.

Дробіння - ряд послідовних мітотичних поділів зиготи або незаплідненої яйцеклітини, внаслідок яких утворюються клітини - бластомери.

Ембріон (зародок) - стадія онтогенезу, що відбувається всередині яйця, насінини або материнського організму.

Живородіння - спосіб відтворення нащадків, за якого зародок розвивається в материнському організмі та народжується більш-менш сформованим.

Життєвий цикл - сукупність усіх фаз розвитку організмів певного виду.

Запліднення - процес злиття двох гамет з утворенням зиготи.

Зародковий диск - частина яйцеклітини, з якої розвивається зародок.

Зародкові листки - шари тіла зародка багатоклітинних тварин (ектодерма, мезодерма, ентодерма), що утворюються під час формування гаструли; дають початок різним тканинам і органам.

Зигота - запліднена яйцеклітина, що містить характерний для особин певного виду хромосомний набір.

Кон’югація - загальна назва кількох форм статевого процесу, за якого відбувається обмін спадковим матеріалом між двома клітинами.

Копуляція - процес злиття двох гамет, а також процес парування у тварин.

Личинка - фаза непрямого розвитку тварин, що значно відрізняється від дорослих особин будовою та способом життя.

Лялечка - стадія розвитку комах з повним перетворенням.

Морула - стадія розвитку деяких тварин, що утворюється внаслідок дробіння; складається з щільно прилеглих одна до одної клітин (бластомерів) і не має порожнини.

Нейрула - зародок хордових тварин на стадії утворення зачатка центральної нервової системи.

Овогенез - процес утворення жіночих статевих клітин - яйцеклітин.

Онтогенез (індивідуальний розвиток) - процес розвитку організмів, що починається від зародження (утворення зиготи, спори, поділу материнського організму тощо) і завершується смертю.

Органогенез - процеси формування зачатків органів і їхня подальша диференціація в онтогенезі багатоклітинних організмів.

Партеногенез - розвиток організму з незаплідненої яйцеклітини.

Поліембріонія - розвиток кількох зародків з однієї яйцеклітини.

Регенерація - процес відновлення організмом втрачених або ушкоджених частин.

Роздільностатеві організми - організми, які мають тільки один тип статевих залоз і утворюють лише один тип статевих клітин (сперматозоїди чи яйцеклітини).

Розмноження - процес, унаслідок якого відбувається відтворення організмами собі подібних, що забезпечує безперервність існування виду.

Сперматогенез - процес утворення чоловічих статевих клітин - сперматозоїдів.

Сперматозоїд - чоловіча статева клітина.

Фрагментація - форма вегетативного розмноження, що здійснюється шляхом відокремлення певних багатоклітинних частин тіла.

Яйцеживородіння - явище, за якого зародок звільняється від оболонок яйця ще в материнському організмі. Яйцеклітина - жіноча статева клітина.

Яйцеродіння - явище, за якого зародок завершує період розвитку і виходить з оболонок яйця поза організмом матері.