При використанні матеріалів цього сайту - АКТИВНЕ ГІПЕРПОСИЛАННЯ та розміщення банеру -ОБОВ'ЯЗКОВЕ!!!

Розробка уроку по біології для 11 класу на тему: "Статеві аномалії розвитку"

«Мені потрібно розібратись самому, а щоб це зробити треба подумати спільно».

Б.Васильєв.

Мета уроку:

• сформувати поняття про рівень статевої диференціації, про хромосомний тип визначення статі, про спеціалізацію гонад на ранніх етапах ембріогенезу, механізмах дії статевих гормонів, показати можливі відхилення на прикладі синдрому Моріса;
• на базі наукових біологічних понять виховувати правильне ставлення до проблеми статі, продовжувати формування навичок працювати в групах.

Обладнання: портрет Орлеанської діви, схема формування фенотипів у ссавців.

Роздатковий матеріал на кожен стіл учня - алгоритм повідомлення на задану тему, опис синдрому Моріса.

Кожному учневі - кружечки червоного кольору (гормон пептидної природи П),зелений - гормон стероїдної природи - С, букви Ж і Ч.

Хід уроку

І. Підготовка до активного сприйняття матеріалу.

Повідомлення теми та мети уроку.

Лекція вчителя.

Інтерес до статі завжди був надзвичайно високим, покритим ореолом чогось таємничого , підвладного тільки Богу. Ця цікавість і понині існує, але завдяки розвитку науки й техніки, людина зазирнула і в це природне таїнство. То ж сьогодні ми повинні розібратись з вами на досить глибокому рівні наскільки важливо чи ні народження дівчинки чи то хлопчика, чи нехай і понині це буде таємницею природи.

Проблема визначення статі в біології до цього часу одне із найцікавіших і не регулюємих питань. Ми знаємо, що зараз не є проблемою народження дітей із пробірки, навіть можемо клонувати собі подібних , а чи вміємо ми регулювати кількість народження особин чоловічої чи жіночої статі.

Можливо, в ХХІ сторіччі ми зможемо замовляти немовля із певними ознаками і певної статі, а чи треба це?

Ось і попробуємо ознайомитися з досить хрупким механізмом диференціації статі, та його відхиленнями від норми.

ІІ. Вивчення нового матеріалу.

Проведемо інтелектуальну розминку (терміни, їх визначення): гонади, гемізигота, алель, гетерогаметність, гетерозигота, гібрид, ген, мутація, локус, інтрон, генетичний тягар, сплайсінг, фенотип, генотип, овогенез, сперматогенез, статевий диморфізм, гермафродитизм, синдром, фемінізація, маскулінізація.

Ця частина уроку складається з двох блоків:

А - Визначення статі. Рівні статевої диференціації

Б - Порушення процесу статевої диференціації на прикладі синдрому Моріса (синдром тестикулярної фемінізації).

Кожна із 5 груп отримує алгоритм завдання, виконує його і потім після цього делегує одного представника для звіту перед класом. Виступи групи закінчуються формуванням висновку по даному питанню і фіксації в зошиті.

Теми повідомлень груп:

1. Хромосомне визначення статі.
2. Визначення статі на рівні гонад.
3. Гормональна регуляція формування статі.
4. Механізм дії гормонів.
5. Гоносомні синдроми (з чоловічими та жіночими фенотипами (синдром Моріса).

Блок А. Визначення статі. Рівні статевої диференціації

1 .Повідомлення вчителя.

Ми говорили про стать, а що ж це таке. Стать - це сукупність генетичних , морфологічних, фізіологічних особливостей, які забезпечують статеве розмноження людини (записати в зошиті). В більш широкому розумінні це - комплекс фізіологічних, соціальних та поведінкових ознак, визначаючих індивіда чоловіка (хлопчика) чи жінку (дівчинку).

В природі стать розподіляється приблизно однаково 1:1, серед людей 100 + на 106 >, але потім вирівнюється із-за ранньої смерті хлопчиків.

Статеві ознаки у людини розвиваються по 4 рівням:

1. хромосомний набір ХХ, XY - 23 пара хромосом.
2. на рівні гонад (статевих залоз) їх наявність.
3. по фенотипу (зовнішні ознаки - вторинні статеві ознаки чоловічі чи жіночі).
4. по психологічним особливостям (біологічна чи соціальна стать, транссексуали, трансвестити).

Більш детально про це скажуть представники груп, що готували інформацію по першим трьом алгоритмам (Випереджуюче навчання).

Інформація для першої групи.

У ссавців стать визначається хромосомним набором і звичайно не залежить від навколишнього середовища . У самок хх хромосом , у самців ху. Від наявності у-хромосоми залежить стать у ссавців і в людини. Навіть у випадках, коли особина буде мати п'ять х-хромосом і одну у- вона буде чоловічої статі. Якщо ж особина має одну х, без у- вона буде жіночою. Зараз виявлено h-у-антиген, визначаючий стать. Цей антиген секретують чоловічі первинні клітини зародкового шляху. Як тільки вони попадають в зачатки гонад, починається диференціація сім'яників. Це відбувається на 5-6 тижнях вагітності. У визначенні статі бере участь невелика частина у-хромосом. Вважають, що у людини ген, відповідальний за фактор детермінації сім'яників знаходиться в короткому плечі у-хромосоми.

Завдання 1. Визначити фенотип за генотипом:

Хоч ми вже і знаємо, що у-хромосома відповідальна за чоловічу стать, багато питань залишається без відповідей . Яка частина у-хромосом необхідна для детермінації сім'яників? Достатньо одного гена, чи в цьому процесі приймають участь і інші гени? Яким чином відбувається перехід від детермінації яєчника на детермінацію сім'яників?

Завдання 2.

1. Від чого залежить визначення статі у ссавців?
2. Від батька, чи матері залежить стать майбутньої дитини. Замалюйте схему з зошиті зустрічі гамет.
3. Намалюйте х й у- хромосому. Покажіть де знаходяться h- у -антиген.

х- хромосома

у-хромосома

p і q- плечі хромосоми

1 - номер їх ділянок

Висновок: Н-Y- антиген - що знаходиться з короткому р- плечі у-хромосом являється фактором, що впливає на стать.

Інформація для другої групи.

Визначення статі на рівні гонад. Розвиток гонад - це унікальне ембріологічне явище. Всі останні зачатки органів диференціюються в орган одного типу. Наприклад - зачаток печінки - тільки печінки, легені - тільки легені. Що ж стосується зачатка гонад, то вони в нормі мають властивість розвиватись в двох напрямках - в результаті диференціації можуть перетворюватись на сім'яники, чи то яєчники. Зачатки гонад у ембріонів (5-6 тиждень вагітності) нічим не відрізняються і не мають клітин зародкових шляхів. Первинні клітини зародкового шляху у людини можна знайти на 3 тижні ембріогенезу— в ектодермі жовточного міхура. Потім вони під впливом хемотаксичних сигналів мігрують в гонади. Ця міграція не залежить від статі.

Розвиток статевих ознак залежить від диференціації гонад.

Статеві органи формуются із мюллєрових та вольфових протоків, які походять від первинної нирки. У жінок мюллєрові протоки розвиваються в фалопієві труби та матку, а вольфові протоки атрофуються. У чоловіків навпаки - Вольфові розвиваються в сім'яні протоки і сім'яні міхурці, мюллєрові - атрофуються. Всі ці процеси відбуваються під гормональним контролем.

Завдання 1.

1. Дайте відповідь на питання:
2. Чим відрізняється розвиток гонад від розвитку останніх органів?
3. Де знаходяться клітини зародкового шляху?
4. Під впливом чого зони мігрують до гонад?
5. Із яких зачатків розвивається статеві органи у чоловіків та жінок?

2. Заповніть таблицю:

Інформація для третьої групи.

Зачитати уривки з наукової літератури. "Формування чоловічого фенотипу пов'язане із секрецією тестикулярних гормонів, що впливають на розвиток Вольфова канала і атрофію мюллєрова. Перший із цих гормонів -антимюллєровський, секретується клітинами Сертолі, визиває дегенерацію Мюллєрова каналу. Другий гормон - це стероїд тестостерон, що виробляється клітина Лейдіга. Цей гормон зумовлює диференціацію Вольфового каналу в придаток яєчка, сім'яні міхурці та сім'явиносний канал. Із сечостатевого горбика під впливом тестостерону розвивається мошонка і статевий член." ("Біологія розвитку" Гілберт т. 3 ст.242).

"Приблизно на 6-му тижні вагітності, коли завершується міграція статевих клітин у ембріонів генетично чоловічої статі з у -хромосомою, починається інтенсивна проліферація тканин гонад. В результаті із первинної статевої тканини утворюється сперматозоони, а із мезенхіми - клітини Сертолі і інтерстиціальні клітини Лейдіга" («Фізіологія людини»). "Під впливом хоріонічного гонадотропіну матері клітини Лейдіга в ембріональних сім'яниках синтезують стероїдні гормони тестостерон і 5-дигідротестостерон. В клітинах Сертолі синтезується гормон, що називається мюллєровим інгібуючим фактором (МІF). Ці гормони діють на біпотентні зачатки зовнішніх і внутрішніх статевих органів, на вольфові та Мюллєрові протоки та сечостатевий синус. Нормальні індивіди чоловічої статі розвиваються, якщо всі ці елементи нормально функціонують. ("Генетика людини" Інге-Вечтомов).

Завдання: Заповніть таблицю.

Тестикулярні гормони і їх вплив на формування статі.

Колективна робота з класом із схемою:

"Формування фенотипів у ссавців"

Розгляньте схему, яка зображена і дайте відповідь на питання:

1. Від чого залежить диференціація сім'яників? (від фактора детермінації, що знаходиться в у-хромосомах).
2. Які клітини сім'яників продукують тестостерон? (клітини Лейдіга)
3. Які три основних процеси ініціює тестостерон (формування сперміїв із первинних статевих клітин, розвиток пеніса із сечостатевого горбика, формування придатка яєчка, сім'явиносного канала та сім'яних міхурців із вольфового каналу).
4. В якому разі із мезодерми індиферентної гонади утворяться яєчники?(якщо буде відсутній фактор детермінації сім'яників).
5. Під впливом якого гормону відбувається розвиток мюллєрового каналу в жіночі статеві органи? (під впливом естрогена).
6. Який гормон може зупинити цей процес? (антимюллєрівський фактор, який виділяють клітини Сертолі сім'яників)
7. Сформулюйте висновок про причини розвитку жіночого організму (фенотип організму залишається жіночим, якщо його не змінять два гормони, що

Блок Б. Порушення процесів статевої диференціації на прикладі синдрому Моріса

Інформація для четвертої групи.

Механізм дії гормонів на клітину-мішень.

Гормони - це біологічно активні речовини, що виділяють ЗВС. Вони являються посередниками (медіаторами), які разом з нервовою системою в складі інтегрованого регуляторного апарату координують самі різноманітні дії організму-метаболізм, розмноження, імунітет, біоритми і т.п. Гормони попадають у внутрішнє середовище і розносяться по всьому організму. Регулюючий ефект вони зумовлюють шляхом впливу на рецептори ефекторних шляхів або тканин-мішенів, впливаючи на складні клітинні структури-мембрани, ферментативні системи. На ці органи гормони впливають специфічно, так як ніякі інші речовини цього не можуть зробити. При цьому достатньо дуже низької концентрації гормону.

Згідно цього особливості гормонів:

1. секретуються ЗВС.
2. вихід в циркулюючі рідини організму.
3. дія відбувається навіть в малих дозах гормону.
4. дистантна дія.

Механізм дії гормонів.

Дія гормонів впливає стимуляцію чи пригнічення каталітичної функції деяких ферментів в клітинах органів-мішенів. Ця дія може досягатись шляхом активації або інгибіруванні наявних ферментів. Можливе збільшення концентрації ферментів за рахунок їх біосинтеза шляхом активації генів.

За хімічною природою гормони поділяються на стероїди та пептиди (похідні білків, амінокислот).

Механізм дії гормонів цих груп різний. Аміни і пептидні гормони не проникають з клітину, а приєднуються до специфічних рецепторів в клітинній мембрані і залишаються на поверхні. Комплекс гормону з рецептором активізує складний ланцюг реакцій, які призводять до активізації окремих ферментів, наявних в клітині, які і будуть втілювати кінцевий ефект гормону.

Стероїдні гормони - відносно невеликі гормони, що потрапляють через мембрану.

Гормон утворює комплекс з рецептором в цитоплазмі. Утворений гормон - рецепторний комплекс транспортується в ядро клітини, де вступає у взаємодію з ДНК й ініціює синтез білка - фермента. Шляхом включення специфічних генів на окремій ділянці ДНК однієї з хромосом синтезується м-РНК, яка потрапляє з ядра на рибосоми і синтезує білок. На відміну від гормонів-пептидів, стероїди викликають синтез нових ферментних клітин. У зв'язку з цим ефект стероїдних гормонів набагато повільніший, але триваліший.

Завдання. Заповнення таблиці. Порівняльна характеристика гормонів.

Інформація для п'ятої групи.

1 .Гоносомні синдроми поділяються на синдроми з чоловічим і жіночим фенотипом.

Синдроми з чоловічим фенотипом:

а) полісомія по х-хромосомі - синдром Клайнфельтера - класична форма хху- 80% всього синдрому, частота прояву 1:500-700, на останні 20% - 48 ххху (зустрічаються дуже рідко) і мозаїки 46 ху/47, хху; 45, хо/46, ху/47, хху; 46, ху/46, хх/47,хху.

Для цього синдрому характерна тріада ознак: гінекомастія, безпліддя і атрофія тестикул.

Хворі мають високий зріст, євнухоїдні пропорції тіла. До цієї групи хвороб відносять також синдром Кальмана (гіпогонадизм, аносмія) та синдром Рейфенштейна (гінекомастія, в сечі високий рівень гонадотропних гормонів), але каріотип - 46, ху в нормі.

б) полісомія по у-хромосомі.

Зустрічаються цитогенетичні варіанти 47, хуу(частота 1:1000): 48, ххуу (1:25000):49, хуууу(1:250000). Клінічно прояви такі: високий зріст, довгі верхні кінцівки, розумовою відсталістю, веретеноподібними пальцями. В усіх випадках виявляється соціальна агресія або злочинна поведінка. Ступінь розумової відсталості прямо пропорційний кількості у-хромосом.

Існують ще захворювання, коли каріотип 46, ху- чоловічий, але розвиток йде як це не парадоксально по жіночому типу. Термін тестикулярна фемінізація був запропонований Моррісом в 1953 р. Це спадкова хвороба, пов'язана з відсутністю чутливості периферійних тканин до гормонів - андрогенів. Такий стан зумовлений відсутністю в у-хромосомі гена тканинного рецептора чоловічого гормону. В результаті цього ембріональний, постембріональний розвиток відбувається по жіночому типу (каріотип 46, ху).

Під час народження ця аномалія ніяк не проявляється; хворі виглядають як звичайні дівчата, але якщо є пахові грижі, то часто там знаходять сім'яники.

З настанням статевого дозрівання формується псевдогермафродит - висока, струнка, фізично сильна жінка з розвиненими молочними залозами. Ноги як правило довші за звичайні. Через те хворі зустрічаються дуже часто серед манекенниць та зірок кіно.

Фізіологічно - аменорея, піхва закінчується сліпим мішком. Замість матки залишки мюллєрових протоків, а замість фаллопієвих труб - м'язово-волокнисті тяжі. Сім'яники є і продукують гормони. Індивіди безплідні, але здатні до статевого життя і зберігають нормальний статевий потяг до чоловіків.

Частота цієї хвороби 1:65000 жінок. Серед спортсменок -1%, в 600 разів частіше, ніж серед населення.

Жінки із синдромом Морріса відрізняються емоціональною стійкістю, життєлюбством, активністю, фізичною і розумовою енергією.

Найбільше вони зустрічаються серед спортсменок, вчених, менеджерів, рекламодавців, але як правило без дітні.

Висновок в зошиті записується:

1. велика фізична сила і витривалість.
2. високий зріст, довгі кінцівки.
3. сміливість і рішучість.
4. потяг до носіння чоловічого одягу (брюки, краватки)
5. сильна воля, високий інтелект.
6. аменорея і безпліддя.

Чому ж з'являється цей синдром? (розповідь учителя) У цих хворих сім'яники є і продукують нормальну кількість клітин Лейдіга і гормонів. Але зовсім недавно був відкритий дефект рецепторів андрогенів.

Після попадання тестостерона в цитоплазму клітини він зв'язується із 8S - рецептором, потім через 4S - рецепторним комплексом, з 5S - рецепторним, який і транспортується в ядро. Мабуть мутації і зачіпають 8S та 4S та 5S - комплекси.

Таким чином, не відбувається реакції на тестостерон, хоч він і є в крові. Але водночас реагують на естроген. Сім'яники, що є реагують на АМГ (антимюллерівський гормон) і їх мюллерові протоки дегенерують, через те вони розвиваються з нормальних, але фертильних жінок, без матки і яйцеводів.

Висновок з зошит.

Відсутність в цитоплазмі клітин-мішенів 8S - рецепторів, що зв'язують тестостерон.

Розповідь учителя з використанням портрета Жанни Д'Арк. Зачитати біографію:

Народилася в 1412 р. Батьки були прості, неосвічені люди, сама Жанна теж до кінця життя була неосвіченою. Батько був суворою, діловою людиною, мати - богобоязливою, тихою , покірною. У Жанни були 3 брати і одна молодша сестра.

Жили, трудились на землі, відвідували церкву, що потім вплинуло на світогляд Жанни. Жанна була здоровою, красивою, фізично розвиненою дівчинкою. Коли підросла, стала допомагати батькам. Серед однолітків була мовчазною, задумливою, тихою. В її характері були риси ніжності, незлоби, самопожертви, любові до ближнього, в той же час вона була мрійлива.

... 6 березня 1429 Жанні 18 років. Очевидці описують, що вона була висока, струнка, з чорним волоссям, приємним голосом. Вміла володіти зброєю, винослива, весь час в сідлі, любила носити чоловічий одяг, з небажанням одягала жіночі речі.

Герцог Алансонський був в дружніх стосунках з Жанною і говорив, що на війні вона була зосереджена, діяла розумно, обережно, чого не можна сказати про деяких офіцерів-чоловіків.

Але вона все ж жінка і їй теж доводилось плакати, коли її поранили. Її вплив на маси був настільки великим, що під час осади Орлеану, .побачивши, що на військо вплинуло її поранення і як вони почали відступати, зона вирвала стрілу із рани, і на коні поскакала вперед, незважаючи на біль і перемога була здобута.

У неї ніколи не було місячних (як стверджує біологічний словник в Парижі). Всі ці характеристики дозволяють нам після 5,5 століть з впевністю виставити Жанні Д'Арк д-з: синдром Морріса. Жанна була спалена в 19 років на вогнищі.

Рекомендація прочитати книгу «Орлеанська діва»(міжпредметний зв'язок з історією, літературою)

Висновки і закріплення матеріалу.

У вас на столах є кружочки і букви. Я зачитаю питання, а вам достатьо підняти відповідну букв.

І . Механізм диференціації статі.

1. Від батька чи матері залежить стать майбутньої дитини(ч)?
2. Яким буде фенотип особини, якщо її генотип хо(ж)?
3. Яким буде фенотип, якщо її генотип ххху (ч)?
4. В нормі Мюллерові протоки атрофуються у кого (ч)?
5. В нормі Вольфові протоки атрофуються у кого (ж)?
6. Естроген і прогестерон - це гормони ... (ж).
7. Антимюллєровський і тестостерон - це гормони (ч).
8. Якщо не будуть вироблятись АМГ й тестостерон, яким буде організм? (ж)

ІІ. Для другої вправи ми будемо користуватись кружечками різного кольору. Відповідаючи на мої питання, достатньо підняти відповідний кружечок.

1. адреналін, інсулін, глюкагон (п)
2. тестостерон, естроген (с)
3. попадають в середину клітини-мішені (с)
4. зв'язуються на мембрані клітини-мішені (п)
5. активізують роботу вже наявних ферментів (п)
6. викликають синтез нових ферментів (с)
7. ефект гормону швидко проявляється (п)
8. ефект довгий і повільний (с)

ІІІ. Заключна частина уроку.

Виходячи з нашої теми, ми повинні зрозуміти, що розвиток статевих ознак зумовлений диференціацією гонад.

Статеві органи формуються із мюллєрових протоків (ж) і вольфозих каналів (ч). Формування чоловічого фенотипу в першу чергу залежить від 2 гормонів, а взагалі від 19 факторів. Нормальні особини формуються, якщо ці фактори проявляються в певний час, в достатній кількості і відповідному місці. Для формування жіночого організму цього не треба.

Навіть незначні відхилення в роботі цього механізму можуть призвести до чоловічого псевдогермафродитизму.

І на останок, мені хотілося привести слова Джоста, про те що ,,становлення чоловічого організму - це тривалий, нелегкий ризикований процес , свого роду боротьба проти іманентного прагнення до жіночності”.

Дякую всім за роботу і за увагу. Виставлення оцінок.

Література.

1. Основы клинической генетики Мутовин м. 2000г.
2. Генетика с основами селекций Инге-Вечтомов М. 1989г.
3. Общая зоология Э.Хадорн. Венер М. Мир, 1989г.
4. Беседи по биологии пола. Минск 1976г. Медведева Н.И.
5. Эфроимсон В.П. Пол и интелект. Гениальная Жанна (химия и жизнь 1995г. №9).
6. Гилберт биология развития М.Мир 1995г.
7. Ковалевский П.И. Психиатрические эскизы из истории (Орлеанская дева) М.Терра 1995г.

Розробка уроку по біології для 11 класу на тему: "Статеві аномалії розвитку"

Опубліковано 02.12.2012 г.