Урок з біології  (10 клас)

Тема: Ембріогенез людини. Взаємодія частин зародка, що розвивається (явище ембріональної індукції).

Основні цілі:

Ø  сформувати знання про етапи ембріогенезу людини; вивчити процеси, що відбуваються на кожному з цих етапів; проаналізувати наслідки взаємодії частин зародка, що розвивається;

Ø  розвивати вміння логічно мислити та знаходити закономірності процесів ембріонального розвитку людини;

Ø  на прикладі основних процесів ембріогенезу людини виховувати розуміння єдності всіх біологічних процесів у живих організмах.

 Очікувані результати:

1.   Знаннєвий компонент

Оперує термінами та поняттями: онтогенез, мітоз, мейоз, амітоз, гаметогенез, запліднення, ембріогенез, ембріональна індукція, провізорні органи, плацента, борозни дробіння, бластула, бластомери, гаструла, гаструляція, дробіння, інвагінація, імміграція, ектодерма, ентодерма.

Називає:гіпотези старіння.

Наводить приклади:  порушень клітинного циклу.

Пояснює:суть та біологічне значення запліднення.

Характеризує: періоди ембріонального та постембріонального розвитку людини;

2.   Діяльнісний компонент

Складає порівняльну характеристику:  статевих клітин людини.

Демонструє навички:  роботи з мікроскопом.

3.   Ціннісний компонент

Оцінює: вплив позитивних і негативних чинників на ріст та розвиток людини. Обґрунтовує судження про: вплив способу життя на формування людського організму та репродуктивне здоров’я.

Виявляє власне ставлення щодо: трансплантації тканин та органів у людини, її перспектив.

4.   Наскрізні змістові лінії

Громадянська відповідальність: перспективи трансплантації тканин та органів у людини.

Здоров’я і безпека:вплив способу життя на формування людського організму та репродуктивне здоров’я.

Екологічна безпека і сталий розвиток: вплив позитивних і негативних чинників на ріст та розвиток людини.

Ключові компетентності: спілкування державною мовою, основні компетентності у природничих науках і технологіях, екологічна грамотність і здорове життя, уміння вчитися впродовж життя; збереження власного здоров'я.

Тип уроку:засвоєння нових знань.

Обладнання:таблиця таблиця «Стадії ембріогенезу людини», портрети Е. Геккеля і О. Ковалевського; Шаламов Біологія і екологія (рівень стандарту): підручник  для 10 кл. закаладів загальної середньої; Соболь В.І. Біологія і екологія (рівень стандарту): підручник  для 10 кл. закаладів загальної середньої освіти/ В.І.Соболь – Кам’янець-Подільський: Абетка, 2018. – 256 с.: іл., gg 62 – 64; мультимедійна презентація, комп’ютер, екран.

Структура  уроку

I.      Організаційний етап. Привітання вчителя і учнів. Перевірка готовності до уроку. Перевірка присутніх. Повідомлення теми уроку. Вправа «Хвилина позитиву».

II.   Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів.

Питання для бесіди:

1.      Дайте означення поняття онтогенез.

2.      Який період розвитку організму відносять до ембріонального?

3.      Які стадії проходять у своєму розвитку ембріони тварин (Рис.1)?

Рис. 1. Етапи ембріогенезу хордових тварин

ІІІ. Вивчення нововго матеріалу. Розповідь учителя з елементами бесіди.

1. Періодизація ембріонального розвитку людини.

        Ембріональний розвиток людини починається з утворення зиготи й закінчується народженням дитини. Він триває 40 тижнів, і за цей час із однієї клітини виростає організм, який складається з мільярдів спеціалізованих клітин. Вони утворюють тканини й органи зі спадковою інформацією, яка закодована в хромосомному наборі зиготи.

          Ембріональний період розвитку людини поділяють на три періоди:

•   початковий (1-й тиждень);

•   зародковий (з 2-го по 8-й тиждень);

•   плідний (з 9-го тижня до народження дитини).

І. Початковий період триває перший тиждень ембріонального розвитку. Перший мітотичний поділ зиготи закінчується приблизно через 30 годин після запліднення. Надалі відбувається формування бластомерів, бластули та гаструли. Частина клітин формує ембріобласт - частину зародка, з якої буде розвиватися безпосередньо плід. Інші клітини формують трофобласт - те, з чого розвиватимуться зародкові оболонки (рис. 2).

Рис. 2. Початковий період ембріогенезу людини

Електронна мікрофотографія чотирьох бластомерів

ІІ. Зародковий період триває від початку другого і до закінчення восьмого тижня вагітності. На початку другого тижня розпочинається гаструляція, на третьому - розвиток хорди, нервової трубки, серця та мозку. Загалом до закінчення восьмого тижня завершуються основні події гістогенезу й органогенезу. Одна з ембріональних оболонок (амніон) формує заповнений рідиною пухир, в якому знаходиться зародок. Інша (хоріон) утворює важливий орган - плаценту.

ІІІ. Плодовий період починається з дев’ятого тижня вагітності та завершується народженням. Зародок на цій стадії називають плодом. У цей час плід посилено росте й живиться за допомогою плаценти (рис.3). Крім того, плацента захищає плід від проникнення токсичних речовин і більшості хвороботворних мікроорганізмів. Однак через плаценту можуть проникати деякі віруси (наприклад ВІЛ), бактерії (збудники сифілісу тощо), одноклітинні (токсоплазма тощо) та багатоклітинні (різні види гельмінтів) паразитичні тварини - отже, захист плода материнським організмом не є абсолютним.

     Наприкінці другого місяця довжина плода зростає до 20-25 мм, - майже половина тіла припадає на голову; формуються риси обличчя, повіки, ніс, губи, очні западини, кінцівки, розпрямляється спина. В цей час, якщо клітини ембріона містять Y-хромосому, активується SRYген, і розпочинається формування плода за чоловічим типом. Наприкінці третього місяця розвиваються пальці.

Рис. 3. Плодовий період ембріогенезу людини

Плід, що росте й живиться за рахунок плаценти

      Постановка проблемного запитання учням:

 «Обґрунтуйте необхідність відповідального ставлення майбутньої матері до свого здоров’я під час вагітності».

       Упродовж шостого та сьомого місяців тривають ріст і збільшення маси. На п’ятому місяці плід починає рухатися. З початку останнього, дев’ятого місяця вагітності остаточно встановлюються пропорції плода. Перед пологами (38-40-й тиждень зародкового розвитку) доношений плід має довжину близько 45-60 см і масу 2,5-4 кг.

      Під час розвитку існує небезпека передчасного переривання вагітності внаслідок дії несприятливих факторів. Зародок людини найбільш чутливий до негативних впливів на 7-8-му днях ембріогенезу, коли він занурюється в слизову стінки матки (перший критичний період). Другий критичний період - це час розвитку плаценти (3-10-й тиждень зародкового розвитку, який збігається з періодом формування зачатків органів). В останні два місяці зростає ризик передчасних пологів.

2. Ембріональна індукція. Поняття про провізорні органи.

       Ембріональна індукція — це процес впливу одних частин зародка (індуктор) на інші (реагуюча частина). У результаті такої взаємодії утворюється орган.

Індуктор — частина зародка, що напрямляє розвиток інших частин зародка.

          Явища було відкрите 1921 р. німецьким ембріологом Гансом Шпеманом на зародках амфібій: тритона гребінчастого та тритона смугастого, який пересаджував частини їхніх зародків один одному. За результатами експериментальних досліджень було з’ясовано, що розвиток зародка відбувається в залежності одних органів від інших. Індукцію спричиняють хімічні сполуки — певні білки, стероїди, нуклеопротеїди. Увесь ембріогенез є ланцюгом послідовних індукційних процесів.

         Якщо, наприклад, перенести зачаток ока амфібії, взятого в одного зародка, під ектодерму іншого зародка, з останньої утвориться кришталик додаткового ока. Механізмом такої дії є вплив хімічних речовин, які називаються морфогенами. Ефект дії багатьох з них визначається концентрацією (рис.4). Ми розбирали приклади дії таких сполук раніше - фактори росту, транскрипційні фактори тощо, білкові продукти пригаданих вище hox-генів теж є морфогенами.

Рис. 4. Регуляція розвитку кінцівки

Регуляторна сполука (білок shh - продукт уже знайомого вам гена) утворюється лише в одній частині зародку кисті. Градієнт її концентрації визначає формування пальців різної форми.

Постановка проблемного запитання учням: Подумайте, якими можуть бути наслідки мутації в цьому гені.

         Провізорні органи — це тимчасові органи, які функціонують лише в ембріональному періоді. У людини до них належать:

•   хоріон (ворсиста оболонка зародка) — виконує захисну, трофічну, газообмінну та екскреторну функції;

•   амніон, або амніотичний мішок (водна оболонка) — захищає ембріон від висихання;

•   жовточний мішок (виріст кишки за запасам жовтка) — забезпечує живлення зародка;

•   алантоїс (сечовий мішок), накопичує відходи обміну речовин плоду, виконує видільну функцію;

•   плацента — забезпечує постійний зв’язок між організмом матері та плодом.

3. Критичні періоди розвитку зародка людини

          Критичні періоди — періоди, в які є найбільша вірогідність розвитку патологій або переривання вагітності. Виокремлюють такі критичні періоди:

1)   власне запліднення;

2)   вживлення зародка в стінку матки;

3)   розвиток основних зачатків органів та формування плаценти (3-8-й тижні розвитку);

4)   період посиленого росту головного мозку (15-20-й тижні);

5)   формування основних функціональних систем організму та диференціювання статевих органів (20-24-й тижні);

6)   плідний період (період посиленого розвитку плоду);7) народження (пологи).

IV. Лабораторне дослідження. Виконання Лабораторної роботи № 4

Тема: «Вивчення етапів ембріогенезу»

Мета: вивчити стадії та особливості ембріонального розвитку.

Обладнання і матеріали: мікроскопи, постійні мікропрепарати яйцеклітини, бластули, гаструли й нейрули.

Хід роботи

Завдання 1. Дослідження етапів ембріогенезу.

1.   Розгляньте постійні мікропрепарати ембріонального розвитку. Знайдіть у полі зору мікроскопа зародок на стадіях дроблення, гаструли. Порівняйте побачене зі схемами, замалюйте мікропрепарат, підпишіть малюнок, зробіть позначення.

Мал. 2. Будова гаструли

2.   Складіть порівняльну таблицю етапів ембріонального розвитку:

Етапи ембріогенезу

3.  
Визначте етапи ембріогенезу, зображені на малюнку, і підпишіть їх.

Мал. 3. Етапи ембріогенезу

4.   Охарактеризуйте зародкові листки, всі дані зведіть до таблиці.

Зародковий листок        На якій стадії утворюється     Які тканини й органи утворює Складіть висновок до лабораторної роботи.

V. Актуалізація набутих знань.

І. Робота в групах.

1.   Дайте означення поняття ембріогенез.

2.   Схарактеризуйте етапи ембріогенезу хордових тварин.

3.   Як відбувається регуляція ембріонального розвитку?

4.   Опишіть особливості ембріогенезу людини.

5.   У чому полягає явище ембріональної індукції?

ІІ.  Самостійна робота учнів. Тестування:

Запитання 1

Ембріональний розвиток триває:

 1). від дозрівання яйцеклітини до народження;  2). від запліднення яйцеклітини до народження;  3). від зародку до плодового періоду.

Запитання 2

Розташуйте правильну послідовність подій - етапів, які відбуваються протягом ембріогенезу:

1)    гаструляція → первинний органогенез → дроблення;

2)    дроблення → гаструляція → первинний органогенез; 3) дроблення → первинний органогенез → гаструляція. Запитання 3

Розпізнай описаний процес:

 "Ряд послідовних мітотичних поділів зиготи, який завершується утворенням бластоцисти. Утворені при цьому клітини - бластомери (від грец.бластос - зародок і мерос - частина) - в інтерфазі не ростуть, і тому їхні розміри зменшуються вдвічі, а об'єми ядер не змінюються".

1)      гаструляція;

2)      дроблення; 3) гістогенез.

Запитання 4

Проміжна стадія розвитку між зиготою та бластулою, яка за будовою нагадує супліддя (ягоду) шовковичного дерева і складається з 32-64 клітин-бластомерів, має назву:

1)      бластула;

2)      гаструла; 3) морула.

Запитання 5

Бластула, це

1)      стадія зародку, утворена двома зародковими листками - ектодермою і ентодермою (ендодермою);

2)      стадія зародку з одного шару 128 клітин-бластомерів, всередині якого є порожнина з рідиною;

3)      стадія зародку, де скупчення бластомерів більш-менш щільно притиснуті один до одного.

Запитання 6

Стадія ембріонального розвитку, під час якої збільшується тривалість мітотичних поділів, бластомери діляться несинхронно, що призводить до впинання частини зародку всередину, має назву

1)      бластуляція;

2)      гістогенез;

3)      органогенез; 4) гаструляція.

Запитання 7

Утворення трьох зародкових листків: зовнішнього - ектодерми, внутрішнього - етнодерми та середнього - мезодерми відбувається на стадії ембріональго розвитку:

1)      бластуляція;

2)      гаструляція;

3)      органогенезу; 4) гістогенезу.

Запитання 8

Протягом завершального етапу ембріогенезу відбувається:

1)      гаструляція;

2)      гістогенез та органогенез; 3) дроблення.

Запитання 9

Сукупність процесів, які забезпечують формування, існування та відтворення різних тканин в онтогенезі, це -

1)      органогенез;

2)      гістогенез;

3)      гаструляція.

Запитання 10

Процес первинного органогезезу (його ще називають нейруляцією) веде до формування органів, що визначають основу - вісь будови тіла майбутнього дорослого організму, а зародок на цій стадії має назву:

1)      морула;

2)      бластула;

3)      нейрула;

4)      гаструла.

Запитання 11

Правильна послідовність подій ембріогенезу людини:

1)      зародковий період → початковий період → плодовий період;

2)      початковий період → зародковий період → плодовий період;

3)      плодовий період → початковий період → зародковий період; 4) зародковий період → плодовий період → початковий період.

Запитання 12

Протягом початкового періоду ембріогенезу відбуваються наступні події:

1)      зародок на цій стадії називають плодом, який посиленно росте й живиться за допомогою плаценти;

2)      розпочинається гаструляція та розвиваються хорда, нервова трубка, серце та мозок;

3)      відбувається формування бластомерів, морули, бластули та гаструли. Запитання 13

Зародковий період ембріогенезу людини триває:

1)      перший тиждень ембріонального розвитку;

2)      від дев'ятого тижня вагітності і завершується народженням;

3)      від початку другого і до закінчення восьмого тижня вагітності.

Запитання 14

Протягом плідного періоду ембріогенезу відбуваються:

1)      гістогенез та органогенез, відбуваються фази нейруляції (утворення нервової трубки, травної трубки) та формування інших органів;

2)      процеси морфогенезу органів (удосконалення форми, прийняття нового вигляду завдяки процесам ембріональної індукції, апоптозу, росту тощо);

3)      сукупність мітотичних поділів зиготи, що завершується утворенням бластоцисти та її імплантацією.

Запитання 15

Явище взаємодії між частинами зародка, завдяки чому одна із них визначає напрям розвитку сусідньої та сприяє збільшенню різноманітності клітин, має назву:

1)      гістогенезу, органогенезу, ситемогенезу;

2)      морфогенезу;

3)      ембріональної індукції.

Запитання 16

Обери декілька відповідей. Критичними періодами ембріонального розвитку людини, коли виникає небезпека передчасного переривання вагітності, вважають:

1)      3 -10-й тижні зародкового періоду, коли формуються зачатки органів;

2)      поділ зиготи, який закінчується приблизно через 30 годин після запліднення;

3)      останні два місяці вагітності, коли зростає ризик передчасних пологів

4)      на п'ятому місяці вагітності, коли плід починає рухатись;

5)      на 7-8-мі днях ембріогенезу, коли зародок занурюється в слизову стінку матки.

Запитання 17

Вкажи, з якого зародкового листка формується мускулатура, скелет, кровоносна та сечостатева системи?

1)      Мезодерма;

2)      ентодерма (ендодерма); 3) ектодерма.

Запитання 18

З зародкового листка ектодерми формуються такі системи та органи:

1)      кишечник та пов'язані з ним органи: шлунок, печінка; органи дихання:

легені; хорда;

2)      мускулатура, скелет, кровоносна та сечостатева системи;

3)      нервова система, пов'язані з нею органи чуття, завнішні покриви організму, передня та задня кишки.

Запитання 19

Внутрішій зародковий листок, з якого формуються кишечник (шлунок, печінка тощо), дихальна система та хорда має назву:

1)      ектодерма;

2)      ентодерма (ендодерма); 3) мезодерма.

VІ. Оцінювання навчалтних досягнень учнів.

VІІ. Домашнє завдання.Опрацювати параграфи gg 62-64 підручника -10кл. (В.Соболь) або gg 62-64  підручника – 10кл. (Р.Шаламов)  . Підготувати повідомлення про вплив алкоголю, нікотину, наркотичних речовин та фізикохімічних факторів зовнішнього середовища на розвиток людини.