czwartek, 2 marca 2017

Od komórki do organizmu wielokomórkowego

Tytuł: Od komórki do organizmu wielokomórkowego

Autor/wykonawca: dr hab. Janina Dziekońska-Rynko, prof. UWM, dr Dorota Juchno

Cykl trzech zajęć objętych wspólnym tytułem ,,Od komórki do organizmu wielokomórkowego” , które będą obejmowały następujące podtytuły:
1. Powstawanie i budowa komórek płciowych,
2. Sposoby zapłodnienia i rozwoju zarodkowego (rozwój prosty i złożony),
3. Przebieg rozwoju embrionalnego zwierząt jajorodnych (ryb i ptaków).

Umiejscowienie w cyklu naukowym: hipotezy i planowanie badań, eksperymenty i obserwacje, wyciąganie wniosków, pisanie sprawozdania, przedstawianie wyników na szkolnej konferencji naukowej.

Zalecany wiek uczestników:  starsze klasy szkoły podstawowej, gimnazjum

Typ (forma) zajęć: wykład (krótkie wprowadzenie), warsztaty, zajęcia terenowe, zajęcia laboratoryjne.

Wprowadzenie
Komórki rozrodcze powstają bardzo wcześnie już podczas rozwoju zarodkowego w procesie gametogenezy. Budowa tych komórek (zawartość materiałów zapasowych i ich rozmieszczenie, wykształcenie osłon jajowych) zależy od miejsca rozwoju i długości pozostawania zarodka w osłonach jajowych. Początek rozwoju osobniczego to połączenie komórki płciowej żeńskiej z komórką płciową męską. Następny etap rozwoju osobniczego to rozwój zarodkowy, w którym możemy wyróżnić bruzdkowanie, gastrulację i organogenezę. Podczas bruzdkowania zarodek przybiera strukturę wielokomórkową. W czasie gastrulacji wytwarzają się trzy listki zarodkowe (ektoderma, mezoderma i endoderma) w obrębie których w następnym etapie powstają narządy charakterystyczne dla danego gatunku.

Zakres tematyczny zajęć
W trakcie zajęć uczniowie  na podstawie obserwacji wskazują różnice w budowie komórek rozrodczych żeńskich i męskich. Przy pomocy osoby prowadzącej próbują wywnioskować dlaczego komórka rozrodcza żeńska różni się budową od komórek męskich i dlaczego komórki rozrodcze żeńskie różnych gatunków zwierząt różnią się budową.

W trakcie następnych zajęć na podstawie krótkiego filmu uczniowie poznają sposoby zapłodnienia i przy pomocy osoby prowadzącej spróbują wywnioskować jakie czynniki mają wpływ na takie zróżnicowanie. W trakcie dalszych zajęć uczniowie poznają typy rozwoju i podczas pracy w grupach poznają różne typy rozwoju złożonego u owadów. Przy pomocy osoby prowadzącej próbują wyciągnąć wnioski.

W trzeciej części zajęć uczniowie poznają budową jaja płaza, ryby i ptaka (co jest komórką jajową a co osłonami jajowymi). Przy pomocy osoby prowadzącej spróbują wywnioskować jakie znaczenie podczas rozwoju odgrywają poszczególne osłony jajowe. W trakcie pracy w grupach uczniowie oglądają preparaty trwałe przedstawiające kolejne etapy rozwoju zarodkowego ptaka a następnie spróbują wskazać jak zmienia się kształt zarodka i dlaczego takie zmiany zachodzą.

Uczniowie swoje obserwacje i wnioski mogą przedstawić w formie prezentacji.

Zaleca się  aby uczniom wcześniejsze zapoznali się z tematem budowy komórkowej rozmnażania na poziomie szkoły podstawowej lub gimnazjalnej.

Pytania badawcze:
  • Czy komórki rozrodcze wszystkich zwierząt zbudowane są jednakowo? Jeżeli nie, to na czym polegają różnice w budowie i od czego one zależą?  
  • Czy rozwój embrionalny u wszystkich zwierząt przebiega podobnie? 
  • U których zwierząt w trakcie rozwoju występuje stadium larwy?
  • Czy zarodki wszystkich gatunków zwierząt podczas rozwoju zmieniają kształt?

Zakładane efekty
Uczeń potrafi wymienić różnice w budowie komórki rozrodczej żeńskiej i męskiej. Uczeń wie jak są zbudowane komórki rozrodcze żeńskie u różnych zwierząt i potrafi wyjaśnić te różnice. Uczeń potrafi wyjaśnić jakie są etapy rozwoju zarodkowego, jak przebiegają u różnych gatunków zwierząt i jak zmienia się kształt zarodka podczas rozwoju u różnych gatunków zwierząt.

Potrzebne materiały i pomoce dydaktyczne
Preparaty trwałe: przekroje przez gonady wybranych zwierząt, budowa plemnika, stadia rozwojowe owadów, płazów, ptaków i ssaków, komórki jajowe różnych gatunków zwierząt, filmy, atlasy

Przebieg zajęć
1. Powstawanie i budowa komórek płciowych
Wprowadzenie (pogadanka z uczniami).
Komórki rozrodcze powstają bardzo wcześnie już podczas rozwoju zarodkowego w procesie gametogenezy. Budowa tych komórek (zawartość materiałów zapasowych i ich rozmieszczenie, wykształcenie osłon jajowych) zależy od miejsca rozwoju i długości pozostawania zarodka w osłonach jajowych.
Jakie znamy typy rozmnażania? Kiedy zaczynają tworzyć się komórki rozrodcze i jak nazywamy ten proces? Dlaczego komórki rozrodcze żeńskie różnią się od komórek rozrodczych męskich? Czy u wszystkich gatunków zwierząt komórki rozrodcze mają podobną budowę?
W trakcie zajęć uczniowie na podstawie obserwacji wskazują różnice w budowie komórek rozrodczych żeńskich (komórka jajowa ssaka, ptaka, płaza, ryby, ślimaka, owada) i męskich (plemnik byka, płaza, nicienia, ślimaka). Przy pomocy osoby prowadzącej próbują wywnioskować dlaczego komórka rozrodcza żeńska różni się budową od komórek męskich i dlaczego komórki rozrodcze żeńskie różnych gatunków zwierząt różnią się wielkością i budową.

2. Sposoby zapłodnienia i rozwoju zarodkowego (rozwój prosty i złożony)
Początek rozwoju osobniczego to połączenie komórki płciowej żeńskiej z komórką płciową męską. Następny etap rozwoju osobniczego to rozwój zarodkowy, w którym możemy wyróżnić bruzdkowanie, gastrulację i organogenezę. Podczas bruzdkowania zarodek przybiera strukturę wielokomórkową. W czasie gastrulacji wytwarzają się trzy listki zarodkowe (ektoderma, mezoderma i endoderma) w obrębie których w następnym etapie powstają narządy charakterystyczne dla danego gatunku. U niektórych zwierząt forma młodociana jest bardzo podobna do formy dorosłej a różni się jedynie mniejszymi rozmiarami i niezdolnością do rozrodu. U niektórych zwierzą występuje bardziej skomplikowany dalszy rozwój pozazarodkowy. Może zachodzić z przeobrażeniem, kiedy powstaje stadium larwy, które u niektórych gatunków może przekształcić się w stadium poczwarki. Larwa różni się od dorosłego osobnika: niezdolnością do rozrodu, wielkością, ale także budową, często też środowiskiem życia i sposobem odżywiania.
W trakcie zajęć na podstawie krótkiego filmu uczniowie poznają sposoby zapłodnienia i przy pomocy osoby prowadzącej spróbują wywnioskować jakie czynniki mają wpływ na takie zróżnicowanie. W trakcie dalszych zajęć uczniowie poznają typy rozwoju i podczas pracy w grupach poznają różne typy rozwoju złożonego u owadów. Przy pomocy osoby prowadzącej wyciągają wnioski.
Jakie znamy typy rozwoju i czym się one różnią? Jakie owady (przykłady) mają rozwój prosty a jakie złożony. Jak nazywamy larwy muchy, motyla, chrabąszcza majowego? Co to jest i jak wygląda poczwarka?
W trakcie zajęć uczniowie na podstawie obserwacji wnioskują, że rozwój może być prosty i złożony. Wymieniają owady, które mają rozwój prosty i takie u których występuje rozwój złożony. Rozpoznają i nazywają larwy i poczwarki owadów o rozwoju złożonym.

3. Przebieg rozwoju embrionalnego zwierząt jajorodnych (ryby, płazy i ptaki)

W trakcie zajęć uczniowie poznają budowę jaja ryb, płazów i ptaków (co jest komórką jajową a co osłonami jajowymi). Przy pomocy osoby prowadzącej spróbują wywnioskować jakie znaczenie podczas rozwoju odgrywają poszczególne osłony jajowe. W trakcie pracy w grupach uczniowie oglądają preparaty trwałe przedstawiające kolejne etapy rozwoju zarodkowego płaza i ptaka, a następnie spróbują wskazać jak zmienia się kształt zarodka ptaka i dlaczego takie zmiany zachodzą.
Jakie są różnice w budowie jaj ryb, płazów i ptaków? Jakie osłony jajowe występują w jajach ryb, płazów i ptaków? Jaką rolę pełnią osłony jajowe? Jak zmienia się kształt zarodka podczas rozwoju?
W trakcie zajęć uczniowie wnioskują, że budowa jaj u zwierząt jest związana ze środowiskiem rozwoju i długością pozostawania w osłonach jajowych. Zwierzęta, których rozwój zachodzi w środowisku wodnych wytwarzają mniej osłon jajowych (płazy – osłona galaretowata) aniżeli zwierzęta, których jaja rozwijają się na lądzie (ptaki). Zarodki zwierząt rozwijających się w środowisku wodnym nie zmieniają swego kształtu podczas rozwoju natomiast zarodki zwierząt rozwijające się w osłonach jajowych lub w organizmie matki (łożyskowce) przyjmują kształt liter ,,C”

Sprawozdanie z zajęć 
Uczniowie swoje obserwacje i wnioski mogą przedstawić w formie sprawozdania lub prezentacji w klasie lub w czasie szkolnego festiwalu nauki.

Pracownicy naukowi, prowadzący zajęcia, mogą udzielić konsultacji po zajęciach, w ramach Klubu Młodego Odkrywcy (internetowo) lub formie Żywej Biblioteki (konsultacje bezpośrednie lub internetowe), po wcześniejszym uzgodnieniu terminu.

Polecana literatura do tematu
- encyklopedie i inne podręczniki szkolne lub na poziomie szkolnym z zakresu biologii

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz