Цілі уроку: ознайомити учнів з особливостями будови й утворення статевих клітин та їх значенням для живих організмів, докладно розглянути стадії мейозу, розвивати вміння аналізу й синтезу інформації, виховувати позитивне ставлення до природи та культуру спілкування.

О бладнання й матеріали: таблиці або слайди презентації зі схемами гаметогенезу та мейозу й зображень статевих клітин різних організмів.

Базові поняття й терміни: сперматозоїд, головка, шийка, хвіст, акросома, гаметогенез, сперматогенез, сім’яники, яйцеклітина, овогенез, яєчник, мейоз.

Хід уроку

І. Організаційний етап

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів

Питання для бесіди

1. Ч им відрізняються між собою нестатеве і статеве розмноження?

2. Я кі характерні ознаки статевого розмноження?

3. Я кі приклади статевого розмноження можна навести у тварин?

4. Я кі приклади статевого розмноження можна навести в рослин?

5. Я кі переваги має статеве розмноження?

6. Я кі недоліки має статеве розмноження?

III. Вивчення нового матеріалу

Розповідь учителя з елементами бесіди

Чоловічі статеві клітини хребетних — сперматозоїди — зазвичай дуже малі й рухливі. Типові сперматозоїди мають головку, шийку і хвіст. Головка майже цілком складається з ядра, вкритого тонким шаром цитоплазми. Спереду на головці є гострий твердий горбик (акросома), який сприяє проникненню сперматозоїда в яйцеклітину. До складу шийки входить цитоплазма, в якій є центріоль (складова частина клітинного центру), мітохондрії та АТФ як джерело енергії для забезпечення руху сперматозоїда. Хвіст сперматозоїда складається з тонких волокон, вкритих цитоплазматичним циліндром, — це орган руху. Загальна довжина сперматозоона у ссавців і людини становить 5 060 мкм. Кількість сперматозоїдів дуже велика (у ссавців їх упродовж життя дозріває сотні мільйонів).

Жіночі статеві клітини хребетних (яйцеклітини) нерухливі та, як правило, більші від сперматозоїдів. Зазвичай вони мають кулясту або овальну форму й різну будову оболонок. Характерною рисою яйцеклітини є наявність у ній запасних поживних речовин у виді жовтка, необхідних для розвитку нового організму, наявність особливого поверхневого, чи кортикального (cortex — кора), шару цитоплазми і спеціальних оболонок, що вкривають яйцеклітину. Яйцеклітина може мати до трьох оболонок. Розрізняють первинну, вторинну і третинну оболонки. Функції оболонок яйцеклітин багатогранні. У яйцеклітин, що знаходяться на стадії росту, вони відіграють роль мембрани, через яку здійснюється обмін речовин. Оболонки яйцеклітин у багатьох тварин перешкоджають поліспермії під час запліднення, беруть участь у диханні й харчуванні зародка, у постачанні його солями Кальцію, захищають зародок від несприятливого впливу зовнішнього середовища.

Яйцеклітина, в основному, має округлу форму, і величина її залежить від кількості жовтка в цитоплазмі. У тварин, зародок яких живиться за рахунок материнського організму, яйцеклітини мають невеликі розміри. У ссавців розміри яйцеклітин порівняно невеликі й становлять 100–200 мкм у діаметрі. В інших хребетних (риб, амфібій, плазунів, птахів) яйцеклітини великі, адже в їхній цитоплазмі міститься велика кількість поживних речовин. У птахів, наприклад, яйцеклітиною є та частина яйця, яку зазвичай називають жовтком. Діаметр яйцеклітини курки становить 3–3,5 см, а страуса — 10–11 см. Ці яйцеклітини вкриті кількома оболонками складної будови, які забезпечують нормальний розвиток зародка. Яйцеклітин утворюється значно менше, ніж сперматозоїдів. Наприклад, у жінки упродовж життя дозріває лише близько 400 яйцеклітин.

В основі утворення статевих клітин лежить процес мейозу. Характерним для нього є зменшення числа хромосом і кількості ДНК вдвічі. Це досягається за рахунок двох послідовних поділів з одноразовим подвоєнням числа хромосом. У кожному з поділів клітин є профаза, метафаза, анафаза й телофаза. Найважливіші процеси відбуваються в профазі першого поділу, який має найбільшу тривалість. На початку профази кожна хромосома складається з двох спіралізованих хроматид, сполучених між собою в місці центромери. Згодом гомологічні хромосоми наближаються одна до одної та кон’югують між собою. Вони тісно прилягають одна до одної по всій довжині й обвиваються та перехрещуються. При цьому утворюються перехрести й може відбуватися обмін ділянками між хромосомами. Це явище має велике біологічне значення, оскільки забезпечує рекомбінацію генетичної інформації в майбутніх гамет.

Унаслідок кон’югації в клітині утворюються тетради — комплекси з чотирьох хроматид. Число тетрад дорівнює гаплоїдному набору хромосом. Потім настає метафаза першого поділу мейозу, коли тетради розміщуються в площині екватора. Під час анафази кожна тетрада ділиться навпіл і до полюсів відходять цілі хромосоми, які мають по дві хроматиди. У телофазу під час поділу цитоплазми між двома дочірніми клітинами в кожну з них потрапляє по одній із кожної пари гомологічних хромосом. Отже, внаслідок першого поділу утворюються дві клітини, число хромосом яких зменшене вдвічі, але кожна з них містить подвійну кількість ДНК (тобто хромосоми двохроматидні). Інтерфаза після першого поділу дуже коротка, синтез ДНК в цю інтерфазу не відбувається, і майже відразу настає другий мейотичний поділ. У результаті в кінці мейозу утворюються чотири клітини з половинним (гаплоїдним) набором хромосом.

Значення мейозу полягає в підтриманні сталості числа хромосом в усіх поколіннях організмів, які розмножуються статевим шляхом. Якби не було мейозу, то гамети містили б диплоїдний набір хромосом, а в зиготі кожного наступного покоління число хромосом збільшувалося б удвічі. Крім того, під час мейозу відбувається перекомбінування генетичного матеріалу між утворюваними гаметами. У результаті в наступному поколінні організмів виникає велика різноманітність комбінацій спадкових ознак.

Процес утворення статевих клітин називають гаметогенезом. Гамети утворюються у статевих залозах або спеціалізованих клітинах. У тварин це сім’яники та яєчники. Гаметогенез відбувається послідовно у трьох зонах і закінчується дозріванням гамет. Розрізняють сперматогенез (процес утворення чоловічих статевих клітин) та овогенез (процес утворення жіночих статевих клітин).

Заповнення таблиці

Стадії гаметогенезу тварин

IV. Лабораторна робота

Тема. Будова статевих клітин

Мета: на прикладі сперматозоїдів та яйцеклітин хребетних докладно розглянути особливості будови статевих клітин.

Обладнання й матеріали: мікроскопи, постійні мікропрепарати або фотографії сперматозоїдів і яйцеклітин хребетних тварин, підручник, робочий зошит.

1. Розгляньте під мікроскопом постійний препарат сперматозоїдів (за відсутності препаратів розгляньте рисунок або фотографію сперматозоїдів).

2. У робочому зошиті намалюйте схему будови сперматозоїда й позначте його основні частини.

3. Розгляньте під мікроскопом постійний препарат яйцеклітини (за відсутності препаратів розгляньте рисунок або фотографію яйцеклітини).

4. У робочому зошиті намалюйте схему будови яйцеклітини й позначте її основні частини.

5. Зробіть висновок, у якому вкажіть, чим обумовлені відмінності в будові чоловічих і жіночих статевих клітин.

V. Домашнє завдання

Вивчити відповідний параграф підручника.