Постэмбриональное развитие животных. Влияние генотипа и факторов окружающей среды на развитие организма.

Постэмбриональное развитие животных. Влияние  генотипа и факторов окружающей среды на развитие организма.
Цель: сформировать понятие о разных типах постэмбрионального развития животных, показать, как осуществляются рост и регенерация у разных организмов.
Оборудование и материалы: таблицы со схемами разных типов развития животных; схемы, показывающие этапы регенерации у различных организмов.
Базовые понятия и термины: постэмбриональное развитие, прямое развитие, эмбрионизация, непрямое развитие (метаморфоз), развитие с полным превращением, развитие с неполным превращением. Ограниченный рост, неограниченный рост, непрерывный рост, периодический рост, регенерация.
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УРОКА
1.Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности
ВОПРОСЫ К УЧАЩИМСЯ
как вы думаете, что происходит с организмами после их рождения? Какие биологические функции должен выполнить живой организм?
Что вы помните о развитии насекомых? В чём его особенности?
Что вы помните о постэмбриональном развитии человека?
2. ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА
Рассказ учителя.
1.Типы постэмбрионального развития животных. Обратить внимание на прямой тип развития, который возможен благодаря эмбрионизации. Показать биологическое значение этого явления. Обсудить отличия настоящего живорождения, яйцеживорождения и яйцерождения. Рассказать о развитии с метаморфозом, обсудить преимущества такого типа онтогенеза. Рассказать о непрямом развитии и обсудить его биологические функции.
2.Как происходит рост и регенерация организмов. Показать отличия роста и развития организмов. Обсудить биологическое значение органического и неорганического роста. Дать представление о биологической роли регенерации и объяснить, почему с повышением уровня организации организмов способность к регенерации уменьшается.
ИНФОРМАЦИЯ  К ТЕМЕ УРОКА
После появления организма на свет начинается его постэмбриональное развитие (постнатальное для человека), которое протекает от несколько дней до сотен лет в зависимости от видовой принадлежности организма. Продолжительность жизни является видовым признаком, не зависящим от  уровня организации она определяется генотипом.
В постэмбриональном развитии различают ювенильный и пубертальный период, а также период старости и смерть.
Ювенильный период у разных организмов протекает неодинаково и зависит от типа онтогенеза. Для ювенильного периода характерно либо прямое либо непрямое развитие. В случае прямого развития вылупившиеся из яйцевых оболочек организмы сходны со взрослыми формами, отличаются от последних лишь меньшими размерами. Для роста в ювенильный период типично увеличение количества и размеров клеток, изменение пропорций тела. Различают ограниченный и неограниченный рост.
Ограниченный рост  свойствен организмам, которые растут лишь ограниченное время  жизни, как например, насекомые и млекопитающие. Неограниченны рост характерен для организмов, которые растут всю жизнь (моллюски, рыбы, земноводные, рептилии). В случае непрямого развития организмы претерпевают метаморфозы, которые представляют собой видоизменения организмов в процессе развития.  Неполный метаморфоз – это такое развитие, при котором из яйцевых оболочек выходит организм, имеющий строение, сходное со строением взрослого организма, но намного меньшим размером. Такой организм называют личинкой. В  процессе роста и развития размеры личинок увеличиваются, но их хитинизированный покров  мешает дальнейшему прибавлению массы тела, что приводит к линьке т. е. сбрасыванию покрова, под которым находится мягкая кутикула. Последняя расправляется, и размеры животного увеличиваются . После несколько линек организм достигает зрелости. Полный метаморфоз – это такое развитие, при котором из яйцевых оболочек высвобождается личинка, существенно отличающаяся по строению от взрослых особей. Например, у бабочек личинки называются гусеницами. Они подвержены линьке и могут линять несколько раз, превращаясь затем в куколки. Из последних развиваются  взрослые формы (имаго).
У хордовых для личиночной стадии характерно наличие провизорных органов, которые либо повторяют признаки предков,  либо определённо имеют приспособительное значение. Например, для головастика, представляющего собой личиночную форму лягушки и повторяющего признаки исходной формы, характерны обтекаемое тело, жаберное дыхание, один круг кровообращения, боковая линия. К приспособительным признакам головастиков относится их присоски, длинный кишечник. Заметив, что личинки лягушки имеют жаберное дыхание, тогда как взрослые животные – легочное.
Развитие и дифференциация, связанные с метаморфозом, являются результатом естественного отбора,  поскольку многие личиночные формы, например гусеницы насекомых и головастики  лягушек, адаптированы к среде лучше, чем взрослые.
Пубертатный период называют еще зрелым, он связан с половой зрелостью организма. На рост и развитие в постэмбриональный период большое влияние оказывают условия внешней среды. Для растений решающими факторами являются свет, влажность, температура, количество и качество питательных веществ в почве. Для животных первостепенное значение имеет полноценное кормление (наличие в корме белков, углеводов, липидов, минеральных солей, витаминов, микроэлементов).
Во всех периодах онтогенеза организмы способны к восстановлению утерянных или поврежденных частей тела. Это свойство носит название регенерации. Различают регенерацию физиологическую и репаративную.
Физиологическая регенерация – это замена утраченных частей тела в процессе жизнедеятельности организма. Регенерация этого типа  очень распространена в животном мире. Например, у членистоногих она представлена линькой, которая связана с ростом, у рептилий – замещением хвоста и чешуи, у птиц – перьев, когтей и шпор. У            млекопитающих примером физиологической регенерации может быть ежегодное сбрасывание оленями рогов.
Репаративная  регенерация – это восстановление части тела организма, отторгнутой насильственным путем. Регенерация  этого типа возможна у многих животных, но ее проявления различны. Например, она часто осуществляется у гидр и связана с размножением последних,  поскольку  из части восстанавливается все  животное. У других организмов регенерация выражается способностью отдельных органов к восстановлению после утраты ими какой – то части. У человека достаточно высокой регенеративной способностью обладают эпителиальная, соединительная, мышечная и костная ткани.  Данные о регенерации имеют большое значение в медицине, в  частности в хирургии.
Старость. Это предпоследний период онтогенеза, и его длительность определяется общей продолжительностью жизни, которая является видовым признаком. В соответствии с  рекомендациями  ВОЗ старым человек считается в возрасте, начиная с 75 лет, пожилым – от 60 до 75 лет. В случае человека различают физиологическую старость, связанную с календарным возрастом, и преждевременное старение под влиянием социальных факторов и болезней, причем старость характеризуется рядом внешних и внутренних признаков.
Стремление понять природу старения возникло давно и нашло отражение в разных теориях старения. Современные генетические представления о механизмах старения сводятся к тому, что в процессе жизни в клетках организма накапливается мутантные гены, в результате действия которых происходит синтез дефектных белков. Эти белки играют дезинтегрирующую роль в клеточном метаболизме, что ведет к старению. Несомненно, что в понимании сущности старения имеется значительный прогресс, однако исчерпывающей теории старения еще создано.
Смерть. Завершающий этап  онтогенеза – смерть. У одноклеточных организмов смертью является их гибель. Но прекращение существования клетки может быть связана с делением.  Следовательно, здесь мы видим, что недолговечность компенсируется размножением. В случае  более организованных животных , например млекопитающих,  смерть в полном смысле слова завершает жизнь организма. У человека различают смерть клиническую и биологическую. Клиническая смерть выражается в потере сознания, прекращении сердцебиения и дыхания. Однако при этом большинство клеток т органов остаются живыми. Клиническая смерть обратима, поскольку человека можно «возвратить» к жизни, но лишь в течении 6 – 7 мин. от начало клинической смерти. Биологическая смерть характеризуется тем, что она необратима и сопровождается прекращением процессов самообновления, гибелью и разложением клеток.
Однако умирание клеток начинается не во всех органах одновременно. Вначале гибнет кора головного мозга, затем – эпителий кишечника, легких, печени, клетки мышц, сердца.
На представлениях о клинической смерти основаны мероприятия по реанимации (оживлению) организмов, которая имеет исключительно важное значение в современной медицине.
3.ОБОБЩЕНИЕ, СИСТЕМАТИЗАЦИЯ И КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ УЧАЩИХСЯ
Беседа.
Как называется период онтогенеза, который начинается с момента выхода из оболочек, покрывающих зародыш и заканчивается смертью организма?
Как называется явление, зародышевый период удлиняется благодаря питанию эмбриона за счет ресурсов материнского организма?
Какой процесс рождения называют настоящим живорождением? Чем настоящее живорождение отличается от яйцеживорождения?
Чем отличаются циклы развития насекомых с полным и неполным превращением?
Какие важные биологические функции, способствующие существованию вида, обеспечивает непрямое развитие?
4. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА УЧАЩИХСЯ
Дать ответы на вопросы.
В каких случаях наблюдается ограниченный рост?
Есть ли биологические преимущества неограниченного роста?
Какие процессы могут протекать благодаря регенерации?
Для каких организмов характерна регенерация целостных органов?

5. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ