Оплодотворение

В связи со сложностью процесса мейоза, большого значения знаний мейоза и митоза для понимания цитологических основ наследования целесообразно на следующем уроке значительную часть времени уделить проверке усвоения учащимися этих вопросов, но после рассмотрения оплодотворения. Изучение нового материала должно быть направлено на понимание сущности оплодотворения (восстановление диплоидного набора хромосом, включающего наследственную информацию отцовского и материнского организмов, в зиготе – первой клетке нового организма; на усвоение знаний механизма, обеспечивающего постоянство числа и формы хромосом в соматических клетках организма и в поколениях).

Особенности двойного оплодотворения цветковых растений следует рассмотреть в ознакомительном плане перед проверкой знаний.

Объяснение процесса оплодотворения начинается с восстановления знаний учащимися внешней стороны этого явления: опыление у цветковых растений, обливание спермой икры рыб и др. Затем учитель рассказывает о самом процессе оплодотворения как слиянии двух разноименных гамет и образовании зиготы. Он просит школьников объяснить, как при этом изменяется набор хромосом, увеличивается ли масса цитоплазмы, что затем происходит с зиготой.

В ходе обсуждения мнений учащихся выясняется, что после проникновения мужской гаметы в яйцеклетку ее ядро увеличивается, хромосомы в обоих ядрах становятся хорошо заметны, как в профазу митоза. Затем оболочки ядер растворяются, и в цитоплазме оказывается двойной набор хромосом, который обособляется мембраной в ядро зиготы. Таким образом, в зиготе все хромосомы оказываются парными: одна отцовская, другая материнская. Вскоре наступает интерфаза, происходит удвоение молекул ДНК, синтез белков, и начинается деление клетки, формирование нового организма.

Учитель отмечает, что оплодотворение у животных и растений, которым свойственно половое размножение, протекает примерно однотипно. В то же время он указывает на специфичность данного процесса у цветковых растений. Можно предложить учащимся прочитать этот материал в учебнике и ответить на вопросы, если они возникнут. Можно дать краткую характеристику двойного оплодотворения, раскрыть его сущность: слияние одного спермия с яйцеклеткой, а другого с центральной клеткой зародышевого мешка, имеющей диплоидный набор хромосом. В результате образуется диплоидная оплодотворенная яйцеклетка и триплоидная центральная клетка; из первой разовьется зародыш, из второй – эндосперм с питательными веществами для зародыша. Подробности образования спермиев, их продвижения к зародышевому мешку, образования яйцеклетки и центральной клетки рассматривать не следует; важно дать представление о сущности двойного оплодотворения, которое обеспечило цветковым растениям преимущества над другими группами. Важно отметить, что кратное увеличение числа хромосом повышает интенсивность обмена и ускоряет рост клеток эндосперма. Эти сведения предваряют введение понятия полиплоидии и проясняют роль эндосперма как источника специфической пищи для зародыша. Биологическая сущность двойного оплодотворения заключается в образовании эндосперма – пищи для зародыша. У голосеменных также формируется эндосперм, но его образование происходит до оплодотворения, поэтому он не всегда используется зародышем. У покрытосеменных эндосперм развивается всегда после оплодотворения, этим достигается более экономное расходование растением питательных веществ и энергии.

Объяснение нового материала учитель завершает установлением связи трех универсальных процессов: митоза, мейоза и оплодотворения, благодаря которым обеспечивается постоянство числа и формы хромосом в цепи поколений, а также появление наследственной изменчивости, лежащей в основе эволюции.

Закрепление знаний процесса оплодотворения следует совместить с контролем за усвоением понятий митоза и мейоза. Важно добиться усвоения учащимися биологической сущности митоза, мейоза и оплодотворения и значения всех процессов вместе для обеспечения преемственности между поколениями. Целесообразно проверить знания митоза, мейоза как целостных процессов, так и отдельных этапов в сравнительном плане. Например, можно предложить школьникам объяснить, как из одной диплоидной клетки в процессе митоза образуются две, как из одной диплоидной клетки в процессе мейоза образуются четыре гаплоидные гаметы? Чем профаза митоза отличается от профазы мейоза? Каких хромосом в гаметах больше: отцовских или материнских? В чем проявляется случайный характер распределения хромосом между гаметами? Какие процессы в митозе и мейозе увеличивают изменчивость организмов? В чем биологическая сущность процесса оплодотворения? В чем проявляется специализация половых клеток? Каковы этапы развития половых клеток? Чем развитие мужских гамет отличается от развития яйцеклеток?


Учителю биологии на заметку:

Индивидуальное развитие организмов – онтогенез
Дифференцировка и специализация клеток
Послезародышевое развитие организма. Обобщение знаний по теме
Задачи темы молекулярной биологии
Взгляды на сущность жизни и ее возникновение
Вклад Энгельса
Современные теории происхождения жизни
Закрепление знаний по возникновению жизни
Проверка усвоения знаний возникновения жизни
Задачи метода гибридологического анализа
Гибридологический метод изучения наследственности
Методика обучения общей биологии