Усі уроки біології 10 клас - Р. С. Євсеєв 2018

Репродукція і розвиток
Статеві клітини

Цілі уроку:

освітня: сформувати знання про будову та функції статевих клітин; з'ясувати їхнє значення в житті живих організмів;

розвивальна: розвивати вміння логічно мислити та знаходити закономірності між будовою та функціями статевих клітин та їхніх частин;

виховна: на прикладі спільних рис та особливостей статевих клітин людини і тварин виховувати розуміння єдності біологічних процесів у живих організмах.

Обладнання і матеріали: таблиці «Будова сперматозоїда», «Будова яйцеклітини».

Базові поняття і терміни: сперматозоїд, голівка, шийка, хвостик, акросома, яйцеклітина, жовток.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Ключові компетентності: спілкування державною мовою; наукове розуміння природи; уміння аналізувати, формулювати висновки; знання та розуміння фундаментальних принципів біології.

Хід уроку

I. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

ІІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ І МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ УЧНІВ

Питання для бесіди

1. Які особливості статевого розмноження організмів?

2. Які типи статевих клітин вам відомі? У чому їхні особливості?

ІІІ. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Розповідь учителя з елементами бесіди

1. Типи статевого процесу за участі статевих клітин

Існують три типи статевого процесу за участі статевих клітин різного розміру та будови: ізогамія, гетерогамія та оогамія. Розглянемо їх за рівнем складності.

Ізогамія — найбільш проста, примітивна форма статевого процесу, за якого зливаються дві однакові за будовою та величиною статеві клітини (гамети). Обидва типи статевих клітин рухливі й повністю схожі між собою, але відрізняються фізіологічно. За злиття вони зберігають рухливість, оскільки мають джгутики на передньому кінці кулястого або грушоподібного тіла.

За ізогамії гамети не розділяються на чоловічі та жіночі, але мають різний тип парування. За запліднення дві гамети різного типу парування зливаються, утворюючи зиготу. Ізогамія відбувається у воді й притаманна рівноджгутиковим зеленим водоростям, хітридієвим грибам та багатьом одноклітинним (корененіжкам, радіоляріям, деяким грегаринам).

Наступна за складністю — гетерогамія. За гетерогамії обидві гамети є рухливими, мають джгутики, але відрізняються за розмірами. Одна з них менша за розмірами і більш рухлива — її вважають чоловічою гаметою. Інша — більша у кілька разів і менш рухлива. В її цитоплазмі міститься деяка кількість запасних речовин. її вважають жіночою гаметою. Гетерогамія притаманна деяким зеленим та бурим водоростям.

Наступна і ще більш складна — оогамія. За оогамії гамети значно відрізняються за формою і будовою. Одна з них — чоловіча — дуже дрібна, має ядро і тонкий шар цитоплазми. В одній із частин клітини міститься невелика кількість плазми, від якої виходять джгутик або джгутики. чоловіча гамета здатна активно рухатися за допомогою джгутика (або джгутиків) і має назву сперматозоїд. Жіноча гамета нерухома і має назву яйцеклітина. Вона має великий протопласт, велике ядро. В її цитоплазмі міститься велика кількість поживних речовин. Оогамія притаманна всім багатоклітинним тваринам та справжнім вищим рослинам. Може відбуватися всередині жіночого організму або поза його межами (зазвичай у воді).

2. Будова сперматозоїда людини

Сперматозоїд складається з головки, шийки, тіла (або проміжної частини) та хвоста. Середня довжина сперматозоїда людини — 55 мкм. Голівка при цьому дорівнює 5 мкм у довжину, тіло — 4,5 мкм, хвостик — 45 мкм.

Головка овальної форми. Майже повністю зайнята ядром, що містить спадкову інформацію (одинарний набір хромосом, у тому числі статеву хромосому Х або Y), акросому (виступ спереду від ядра та одразу ж під плазматичною мембраною) з ферментами для руйнування оболонки яйцеклітини і полегшення проникнення сперматозоїда. Акросома є видозміною апарату Гольджі. Шар цитоплазми в голівці дуже тонкий.

У шийці міститься дві центріолі, АТФ та базальне тіло джгутика. Тіло сформоване мітохондріальною спіраллю — комплексом, який складають мітохондрії. Хвіст сформований щільними білковими фібрилами та оболонкою. Рух сперматозоїда відбувається переважно за допомогою джгутика.

Головна функції сперматозоїда:

• транспортування спадкового матеріалу до яйцеклітини;

• проникнення в яйцеклітину;

• запуск процесу утворення зародка.

Кількість сперматозоїдів дуже велика (до 60 млн у 1 см3), а самі вони дуже малі й рухливі. Така велика кількість потрібна для збільшення вірогідності потрапляння хоча б одного з них до яйцеклітини (оскільки на шляху до яйцеклітини є ймовірність загибелі або закінчення запасу енергії для руху). Сперматозоїди, на відміну від яйцеклітин, не містять значної кількості цитоплазми і поживних речовин і тому можуть вироблятися в значній кількості. Малі розміри також сприяють більш швидкому руху сперматозоїда.

Сперматозоїди утворюються у чоловічих статевих залозах — сім’яниках. З кожної первинної статевої клітини утворюється чотири сперматозоїди.

3. Різноманітність сперматозоїдів у тварин

У різних видів тварин сперматозоїди мають спільний план будови — схожий на розглянутий нами сперматозоїд людини. Але у різних видів є й певні відмінності. Так, акваріумна рибка тетрагон має сперматозоїд із двома джгутиками. Сперматозоїди деяких ракоподібних мають по кілька джгутиків. У круглих червів сперматозоїди амебоїдної форми і взагалі не мають джгутиків (утратили в процесі еволюції), а пересуваються за допомогою несправжніх ніжок. У тритона хвіст несе ундулюючу мембрану («плавець»).

Голівки сперматозоїдів теж різноманітні. Так, у сперматозоїда людини голівка яйцеподібна, сплощена з боків. У мишей та щурів — у формі гачка. У нижчих ракоподібних бувають кулясті сперматозоїди. У деяких сумчастих сперматозоїди здвоєні й пересуваються парами, синхронно рухаючи хвостами. Роз’єднання відбувається безпосередньо перед заплідненням яйцеклітини.

Розмір сперматозоїдів не завжди пов’язаний з розмірами самого організму. Так, сперматозоїди миші у 1,5 рази більші за людські, а сперматозоїди тритону більші за сперматозоїди людини у кілька разів і становлять 500 мкм. У свійських тварин (собаки, бика, коня, барана) розміри сперматозоїдів від 40 до 75 мкм.

4. Будова яйцеклітини людини

Яйцеклітини більші за сперматозоїди і не здатні до самостійного руху. Діаметр яйцеклітини людини 0,15 мм. Мають кулясту форму й оточені оболонками. Містять одинарний (гаплоїдний) набір хромосом, серед яких одну статеву хромосому Х. Мають запас поживних речовин у вигляді жовтка, який необхідний для розвитку нового організму. Жовток складається з білків, фосфоліпідів та нейтральних жирів.

Ззовні яйцеклітина оточена оболонками: жовтковою, прозорою і зовнішньою, що складається з фолікулярних клітин. Оболонки яйцеклітини виконують роль мембрани, через яку здійснюється обмін речовин, перешкоджають поліспермії під час запліднення, беруть участь у диханні й живленні зародка, захищають зародок від несприятливого впливу зовнішнього середовища.

Функції яйцеклітини:

• забезпечення передачі спадкової інформації від материнського організму нащадкам;

• забезпечення зародка поживними речовинами.

Яйцеклітини утворюються в жіночих статевих залозах — яєчниках. З первинної статевої клітини формується лише одна яйцеклітина, що вбирає весь запас поживних речовин, та три полярні тільця, що згодом зникають. За життя в жіночому організмі утворюється близько 400 яйцеклітин.

5. Різноманітність яйцеклітин у тварин

Найбільші за розміром яйцеклітини у риб і птахів. Так, діаметр яйцеклітини страуса сягає 10 см, а всього яйця — до 20 см. В оселедцевої акули — 22-29 см. У тварин, зародок яких живиться за рахунок материнського організму, розмір яйцеклітин невеликий: діаметр яйцеклітини миші — 60 мкм, корови — 100 мкм.

За кількістю жовтка у різних тварин яйцеклітини бувають:

• полілецитальні — містять багато жовтка (членистоногі, рептилії, птахи, риби — окрім осетрових);

• мезолецитальні — містять середню кількість жовтка (осетрові риби, амфібії, більшість сумчастих ссавців);

• оліголецитальні — містять мало жовтка (молюски, голкошкірі, ланцетник, ссавці — за винятком яйцекладних та деяких сумчастих).

За розташуванням жовтка:

• телолецитальні — жовток зміщено до одного з полюсів клітини (риби, амфібії, рептилії, птахи);

• ізолецитальні — жовток розподілено рівномірно (молюски, голкошкірі, ссавці);

• центролецитальні — жовток розташовано в центрі клітини (членистоногі).

У деяких тварин накопичується стільки жовтка, що його можна побачити неозброєним оком (ікринки риб і земноводних, яйця плазунів і птахів).

IV. ЛАБОРАТОРНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ

Лабораторна робота № 3

Тема. Дослідження будови статевих клітин людини

Мета: ознайомитися з особливостями будови статевих клітин людини; з’ясувати зв’язок будови цих клітин з виконуваними функціями.

Обладнання і матеріали: мікроскопи, мікропрепарати та електронно-мікроскопічні фотографії яйцеклітини і сперматозоїдів, картки зі схемами будови статевих клітин людини, таблиці.

Хід роботи

Дослід 1. Дослідження будови сперматозоїда

1. За малого збільшення мікроскопа знайдіть на постійному мікропрепараті сперматозоїди.

2. За великого збільшення знайдіть основні частини сперматозоїда: головку, шийку, хвіст. Зверніть увагу на їхні розміри. У голівці знайдіть ядро та акросому.

3. Порівняйте побачене з мікрофотографіями та схемою будови сперматозоїда.

4. Намалюйте схематичну будову сперматозоїда, підпишіть малюнок, позначте голівку, шийку, хвостик, акросому, ядро.

5. Дайте відповіді на запитання:

· які функції виконує сперматозоїд?

· як сперматозоїд пристосований до переміщення у рідкому середовищі?

· як сперматозоїд пристосований до проникнення в яйцеклітину?

· чому сперматозоїдів утворюється значно більше, ніж яйцеклітин?

Дослід 2. Дослідження будови яйцеклітини

1. За малого збільшення мікроскопа знайдіть на мікропрепараті яєчника яйцеклітину, яка дозріває. це велика округла клітина, оточена оболонкою з дрібних клітин.

2. За великого збільшення знайдіть основні частини яйцеклітини: ядро з ядерцями, неоднорідну цитоплазму, оболонки.

3. Порівняйте побачене з мікрофотографіями та схемою будови яйцеклітини. Визначте риси відмінності від сперматозоїда.

4. Намалюйте схематичну будову яйцеклітини, підпишіть малюнок, позначте її частини.

5. Дайте відповіді на запитання:

· які функції яйцеклітини?

· чому яйцеклітини людини мають невелику кількість запасних речовин порівняно з яйцеклітинами риб, земноводних та птахів?

Заповніть порівняльну таблицю:

Ознаки

Сперматозоїд

Яйцеклітина

Розміри



Форма



Відділи



Маса



Оболонки



Здатність до активного руху



Кількість поживних речовин



Особливості хромосомного набору



Де утворюються



Хромосомний набір



Загальна кількість



V. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Опрацювати відповідний параграф підручника. Підготувати повідомлення «Сперматогенез», «Овогенез».





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити