Урок 48. Самоорганизация в развитии организмов
Предмет: Естествознание, 10 класс

Конспект урока

Естествознание 10 класс

Урок № 48. Самоорганизация в развитии организмов

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:

Что такое онтогенез?
Каковы основные этапы индивидуального развития и их особенности?
Как образуются экто-, энто- и мезодерма?
Как осуществляется регуляция онтогенеза?

Глоссарий по теме:

Онтогенез – процесс индивидуального развития организма от момента оплодотворения (при половом размножении) или от момента отделения от материнской особи (при бесполом размножении) до смерти; включает совокупность последовательных морфологических, физиологических и биохимических преобразований, претерпеваемых организмом.

Эмбриональный период – начинается с момента оплодотворения и продолжается до выхода зародыша из яйцевых оболочек. Термин «онтогенез» впервые был введён Э. Геккелем в 1866 году. В ходе онтогенеза происходит процесс реализации генетической информации, полученной от родителей.

Постэмбриональный период – начинается с выхода новой особи из яйцевых оболочек или (при живорождении) из организма матери. Оно подразделяется на три периода — ювенильный, пубертатный и период старения.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Естествознание. 10 класс [Текст]: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень / И.Ю. Алексашина, К.В. Галактионов, И.С. Дмитриев, А.В. Ляпцев и др. / под ред. И.Ю. Алексашиной. – 3-е изд., испр. – М.: Просвещение, 2017.: с 218 – 222.

Электронные ресурсы:

Развитие. Образовательный портал «Открытая биология» [Электронный ресурс] // адрес доступа: https://biology.ru/textbook/chapter10/section4/paragraph6/

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Биологические системы постоянно обмениваются веществом и энергий и преобразует их. Другими словами, каждый организм по сути является динамической неравновесной системой. Развитие биологических систем реализуется в ходе индивидуального развития организма – онтогенеза.

Развитие одноклеточных организмов, развивающихся бесполым путём связано с увеличением цитоплазмы клетки и формированием органелл. Жизненный цикл завершается делением клетки в результате которого появляется новое поколение организмов. При бесполом размножении многоклеточных организмов онтогенез выражен более ярко начинается из клетки или группы клеток материнского организма и заканчивается естественной смертью дочернего организма.

Для многоклеточных организмов, размножающихся половым путём, онтогенез начинается с образования зиготы и заканчивается смертью организма. Первый этап предполагает увеличение количества клеток, их дифференциацию и в конечном итоге формирование целостного организма. Дальнейший рост и развитие организма связаны с наступлением половой зрелости. Онтогенез предполагает реализацию генетической информации, которая была получена зиготой в результате оплодотворения, существенное влияние на ход которого оказывают факторы окружающей среды.

Этапы онтогенеза. Индивидуальное развитие организма при половом способе размножения можно разделить на следующие последовательные этапы: зигота – эмбриональный период – рождение особи – постэмбриональный период – естественная смерть.

Эмбриональное развитие проходит через следующие стадии: зигота, дробление, бластула, гаструла, органогенез. Каждая стадия соответствует специфическим преобразованием клеток. Формирование из одной клетки многоклеточного организма происходит вследствие прямого митотического деления. Поскольку рост клеток при этом не происходит такое множественное деление называют дроблением. Увеличение количества клеток приводят к тому, что они формируют бластулу – шарообразной формы структура, образованная одним слоем клеток, внутренняя полость «шара» (бластоцель) заполнена жидкостью. При этом все клетки зародыша (бластомеры) идентичны. Дальнейшее превращение в гаструлу связано с перегруппировкой клеток, в ходе которого часть клеток погружается вовнутрь. В результате, образуется двуслойный зародыш, имеющий наружный слой клеток – эктодерму, внутренний слой – энтодерму, у некоторых образуется дополнительный средний слой - мезодерма. Слои гаструлы дают начало тканям и отдельным органам организма, формирование которых происходит на стадиях гисто- и органогенеза. У отдельных видов организмов прохождение стадий эмбрионального периода могут отличаться. Что иллюстрирует эволюционное становление этого процесса.

С момента рождения особи начинается постэмбриональный период. Его длительность может быть различной у разных организмов и видов. Естественная смерть, по-видимому, генетически запрограммирована. В процессе жизни организма накапливаются определённые структурные и функциональные изменения. Они обуславливают наступление сначала старости, а при их критическом сочетании наступает смерть. Единого взгляда на механизмы старения на сегодняшний день нет.

Регуляция онтогенеза. До XVIII века существовала гипотеза преформизма, согласно которой в половых клетках имеется уже сформированный организм, только малых размеров. Его развитие связано только с ростом его частей. Исходя из современных представлений организм развивается вследствие специализации клеток. Все клетки многоклеточного организма развиваясь из зиготы имеют абсолютно идентичную генетическую информацию. Однако при развитии зародыша происходит активация определённых генов молекулярными механизмами, в результате чего клетки выполняют специализированные функции. Первоначальные изменения зародыша осуществляется с помощью специальных белков, имеющихся в яйцеклетке. На более поздних стадиях дифференциация связана со взаимным влиянием клеток разных типов. В постэмбриональном периоде ключевым выступает гормональный механизм регуляции.

Способность к дифференцировке сделала возможным возникновение огромного разнообразия многоклеточных организмов, приспособление их к условиям среды, выработку сложнейших механизмов саморегуляции, многоуровневой регуляции процессов, протекающих в организме.

Процессы самоорганизации организма неразрывно связаны с факторами окружающей среды. Зрелый организм имеет сложную систему саморегуляции и поддержания гомеостаза. Протекание же эмбрионального и постэмбрионального периодов, когда идёт формирование и налаживание функционирования системы организма, оказывается наиболее уязвимым для действия повреждающих факторов. Действие негативных факторов в точках бифуркации онтогенеза могут привести к нарушениям в развитии.

Развитие каждого организма связано с уникальным сочетанием условий окружающей среды. Поэтому даже при одинаковом генетическом материале (как в случае вегетативного размножения; однояйцевых близнецов и т.п.), двух абсолютно одинаковых организмов невозможно найти.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля:

Задание 1. Выберите один правильный ответ.

Процесс индивидуального развития от рождения до смерти организма называется:

Онтогенез;
Эмбриональный период;
Постэмбриональный период

Ответ: Постэмбриональный период

Пояснение: в контексте вопроса под рождением понимается выход новой особи из яйцевых оболочек или (при живорождении) из организма матери

Задание 2. Найдите ошибку (ошибки) и вычеркните их.

«Индивидуальное развитие организма при половом способе размножения можно разделить на следующие последовательные этапы: мейоз – оплодотворение – зигота – эмбриональный период – рождение особи – постэмбриональный период – беременность – естественная смерть.»

Ответ:

«Индивидуальное развитие организма при половом способе размножения можно разделить на следующие последовательные этапы: мейоз – оплодотворение – зигота – эмбриональный период – рождение особи – постэмбриональный период – беременность – естественная смерть»

Пояснение: мейоз и оплодотворение – процессы полового размножения. Беременность – состояние женщины (и живородящих вообще) в период развития в её организме зародыша, плода, т.е связано с развитием конкретной особи.