Статеве розмноження організмів.

Дата ___/___/___ Клас __________  

Статеве розмноження організмів

Мета уроку: ознайомити учнів з особливостями статевого розмноження та його формами, з поняттям «партеногенез»; формувати в учнів навички узагальнення та систематизації знань; розвивати в учнів пам’ять, увагу і мислення; формувати вміння та навички колективної навчальної діяльності на основі демократичних норм взаємовідносин.

Очікувані результати: учні мають характеризувати нестатеве і статеве розмноження організмів; учні мають порівнювати статеве і нестатеве розмноження; учні мають робити висновки про значення розмноження для існування виду.

Обладнання: ___________________________________________________________

Тип уроку: урок засвоєння знань.

•   1. Організаційний етап

1.1. Привітання.

1.2. Перевірка готовності класного приміщення до уроку.

1.3. Перевірка готовності учнів до уроку.

1.4. Перевірка присутності учнів: кількість за списком ____, кількість присутніх на уроці ___, відсутніх ___.

•   2. Повідомлення теми, мети і завдань уроку

2.1. Повідомлення теми уроку.

2.2. Формулювання разом з учнями мети уроку і завдань, які необхідно виконати для досягнення мети.

Мета уроку: ознайомитися з поняттям «статеве розмноження».

Завдання уроку:

1. Визначити: що таке статеве розмноження; що таке статевий процес; які організми називають роздільностатевими, а які гермафродитами.

2. Дізнатися: про особливі форми статевого розмноження (партеногенез); які організми розмножуються статево; яким організмам притаманні незвичні форми статевого розмноження.

•   3. Перевірка домашнього завдання й актуалізація опорних знань учнів

3.1. Складання схеми «Розмноження».

Учитель малює заготовку схеми на дошці заздалегідь і пропонує кому-небудь з учнів заповнити її. Інші учні складають схему в зошитах і доповнюють відповіді.

3.2. Фронтальне опитування.

1. Які організми розмножуються нестатево? Наведіть приклади.

2. У чому полягають переваги і недоліки нестатевого розмноження?

•   4. Мотивація навчальної діяльності

Слово вчителя

Уявіть собі, що ваші батьки були б цілком однакові. А якими були б тоді їхні батьки, тобто ваші бабуся і дідусь? А якими були б усі ваші пращури? Отже, виходить, що всі люди на Землі були б цілком однаковими: однієї статі, одного зросту, одного кольору шкіри тощо… Так навіщо ж природа поділила людей та інші живі організми на різні статі? Перевага статевого розмноження перед нестатевим полягає в тому, що при такому типі розмноження утворюються особини з новими комбінаціями генетичного матеріалу. Різноманітність цих комбінацій дозволяє виду найкраще пристосовуватися до мінливих умов середовища.

•   5. Засвоєння нового матеріалу

«Ажурна пилка»     Робота в групах:

1 група — статеве розмноження;

2 група — статевий процес (кон’югація, копуляція);

3 група — роздільностатеві організми та гермафродити;

4 група — партеногенез.

•   6. Узагальнення і закріплення знань

«Ти — мені, я — тобі»

Учні складають запитання з вивченої на уроці теми, щоб поставити його будь-кому зі своїх однокласників. Учень, який отримав запитання і дав на нього відповідь, має право поставити своє запитання.

•   7. Підбиття підсумків уроку, рефлексія

Фронтальна бесіда

1. Що таке статеве розмноження, гамети та зигота?

2. Що таке статевий процес? В яких формах він може здійснюватись?

3. Які організми називають роздільностатевими, а які гермафродитами? Наведіть приклади обох видів організмів.

4. Що таке партеногенез?

5. Які організми розмножуються статево?

6. Яке значення має статеве розмноження для існування виду?

•   8. Інформування учнів про домашнє завдання, інструктаж щодо його виконання

8.1. Завдання для всього класу.

Підручник _______________________________________________________________

Робочий зошит ___________________________________________________________

8.2. Індивідуальне завдання.

Підготувати повідомлення:

1. Подвійне запліднення у рослин.

2. С. Г. Навашин та його роль у відкритті процесу подвійного запліднення у рослин.

Статеве розмноження організмів

• 3. Перевірка домашнього завдання й актуалізація опорних знань учнів

3.1. Складання схеми «Розмноження»

Учням пропонується заповнити пропущені ділянки у схемі. Учитель самостійно визначає, які частини схеми залишити незаповненими.

• 5. Засвоєння нового матеріалу

Пошуковий метод (робота з підручником), словникова робота

«Ажурна пилка»

Цей вид діяльності дає змогу працювати разом, щоб засвоїти значну кількість інформації за незначну кількість часу, а також допомагає учням учитися навчаючись. Організація роботи: учні поділяються на групи. Спочатку всі працюють у «домашній» групі, а потім (за сигналом учителя) представники груп переходять в іншу групу, і там вони виступають в ролі спікерів питань, над якими працювали в «домашній» групі,
й отримують інформацію від представників інших груп. У такий спосіб спікери побувають у всіх групах. На останньому етапі заняття спікери повертаються
в «домашню» групу, щоб поділитись інформацією, яку вони отримали.

Розподілити учнів на чотири групи для самостійного опрацьовування тем.

1 група. Статеве розмноження

Статеве розмноження — утворення нового організму за участю двох батьківських організмів. Під час статевого розмноження відбувається злиття статевих клітин — гамет чоловічого і жіночого організму. Новий організм несе спадкову інформацію обох батьків. Статеві клітини формуються особливим типом поділу, за якого число хромосом в утворених клітинах удвічі менше, ніж у вихідній материнській клітині. Отже, гамети мають удвічі менше число хромосом. У результаті злиття двох гамет число хромосом у клітині, що утворилася,— зиготі збільшується вдвічі (тобто відновлюється), причому одна половина усіх хромосом є батьківською, інша — материнською.

Статеве розмноження поширене у представників рослинного і тваринного світу (як в одноклітинних, так і в багатоклітинних організмів). Воно пов’язане з утворенням особливих статевих клітин: жіночих — яйцеклітин і чоловічих — сперматозоїдів.

Статеве розмноження відсутнє у бактерій, ціанобактерій, багатьох нижчих грибів, лишайників. Учені вважають, що у ціанобактерій статевого розмноження, мабуть, ніколи не було, а в нижчих грибів і лишайників воно, ймовірно, втрачене в процесі еволюції.

Статеве розмноження є значним еволюційним придбанням організмів і забезпечує оптимальні умови для створення генетичного різноманіття і рекомбінації генетичного матеріалу в межах виду. Безстатеві форми, що успішно виживають у стабільних умовах, менш конкурентоспроможні при нестабільності навколишнього середовища, оскільки швидкість мутацій у них низька. При цьому будь-які негативні мутації призводять до загибелі цілої лінії організмів з однаковим генотипом. Спадкування дочірнім організмом генетичної інформації від двох батьків призводить до комбінативної мінливості, сприяє кращому пристосуванню особин до умов існування. Отже, перевага статевого розмноження полягає в забезпеченні інтенсивної рекомбінації ознак в умовах дії добору, що швидко змінює свій напрямок.

Для людини є характерним тільки статеве розмноження, під час якого відбувається злиття двох статевих клітин (гамет) — жіночої (яйцеклітини) і чоловічої (сперматозоїда), що утворюються і дозрівають у статевих залозах (гонадах).

2 група. Статевий процес (кон’югація, копуляція)

Статевий процес — це поєднання в одній клітині генетичного матеріалу двох різних клітин. Він може здійснюватись у формах кон’югації та копуляції.

Статевий процес у формі кон’югації відбувається у бактерій, деяких одноклітинних тварин, у колоніальних форм водоростей (родина Вольвоксові) та деяких багатоклітинних (спірогіра).

Кон’югація (від латин. conjugatio — сполучення) — це загальна назва кількох форм статевого процесу: 1) у водоростей відбувається злиття вмісту двох зовнішньо схожих вегетативних клітин; 2) в інфузорій — обмін статевими ядрами та наступне їх попарне злиття; 3) у бактерій — перенос генетичного матеріалу від однієї бактеріальної клітини до іншої через прямий міжклітинний контакт. Бактеріальна кон’югація відносно рідка серед бактерій і часто неправильно розцінюється як бактеріальний еквівалент статевого розмноження або спаровування. Але цей процес не є статевим, оскільки він не залучає злиття статевих клітин і створення зиготи. Це просто передача генетичної інформації від клітини-донору до клітини-одержувача. Для того щоб процес кон’югації відбувся, одна з бактерій, донор, повинна мати певний мобільний генетичний елемент, найчастіше кон’югаторну плазміду. Більшість кон’югаторних плазмід мають системи, які гарантують, що клітина-одержувач не містить подібного елементу.

Це один із механізмів горизонтального переносу генів, як і трансформація та трансдукція, хоча ці механізми не потребують контакту між клітинами. Перенесена генетична інформація може бути вигідна одержувачу, наприклад, при наданні резистентності до певного антибіотику або перенесенні гену фермента, який сприяє кращому перетравлюванню поживних речовин середовища. Проте ці елементи можуть також розглядатися як генетичні паразити на бактерії, а кон’югація — як механізм, що використовується цим елементом для потрапляння до нових хазяїв.

Копуляція (від латин. copulatio — сполучення): 1) з’єднання двох особин під час статевого акту; 2) процес злиття двох статевих клітин (гамет). Під копуляцією зазвичай розуміють злиття зовнішньо майже (або зовсім) однакових статевих клітин. Якщо чоловіча гамета значно відрізняється від жіночої, то процес їхнього злиття називається заплідненням (сингамія). Однакові вони переважно в нижчих рослин (хламідомонада), відрізняються у вищих рослин, хордових тварин.

Ізогамія — процес, під час якого зливаються дві однакові за будовою гамети. Ізогамія притаманна деяким нижчим організмам, зокрема багатьом водоростям.

Анізогамія — процес, під час якого зливаються два типи гамет — чоловічі та жіночі, що відрізняються будовою.

Оогамія — форма анізогамії, за якої жіноча гамета (яйцеклітина) є великою та нерухомою, а чоловіча (сперматозоїд, спермій) — значно дрібнішою. Оогамія притаманна багатоклітинним тваринам, вищим рослинам та деяким грибам.

3 група — Роздільностатеві організми та гермафродити

У статевому процесі, зазвичай, беруть участь дві особини. В їхніх особливих статевих залозах формуються статеві клітини. Організм, що має лише один тип статевих залоз, тобто лише чоловічі (сім’яники) або лише жіночі (яєчники), й утворює лише один тип статевих клітин, називається роздільностатевим. Якщо організм здатний утворювати як чоловічі, так і жіночі статеві клітини, то він називається гермафродитом.

Гермафродитизм є нормою для таких видів, як земляні хробаки й равлики, і є звичайним явищем для квіткових рослин. Перехресне запліднення є правилом серед гермафродитів, коли батьки виконують чоловічі і жіночі функції одночасно або функції однієї зі статей на певний проміжок часу. Псевдогермафродити мають внутрішні статеві органи однієї статі, а зовнішні — іншої. Реальна стать виявляється лише
у зрілому віці, коли нормальна діяльність гормонів змушує функціонувати внутрішні органи.

В одних випадках гермафродити можуть одночасно утворювати як чоловічі, так
і жіночі статеві клітини (наприклад різні види плоских червів). В інших випадках організм спочатку функціонує як особина однієї статі, а за деякий час — іншої (деякі риби, ракоподібні). Як випадкове явище гермафродитизм спостерігається
у роздільностатевих тварин, а також у людини.

Біологічне значення гермафродитизму полягає у підвищенні ймовірності залишити нащадків та зменшенні витрат енергії на пошуки партнера для розмноження. Гермафродитизм дуже важливий для організмів, які ведуть прикріплений спосіб життя, паразитів, а також глибоководних видів (певні види ракоподібних, риб, двостулкових молюсків тощо).

У більшості гермафродитів є різноманітні механізми, що запобігають самозаплідненню (неодночасне дозрівання чоловічих і жіночих статевих клітин, певні особливості будови статевої системи тощо).

Роздільностатевими є більшість тварин (кишковопорожнинні, черви, членистоногі, хордові), також роздільностатевими бувають і рослини (мохи, тополі, кукурудза тощо).

Рослини, у яких органи, що формують чоловічі та жіночі статеві клітини, розташовані на різних особинах, називають дводомними (зозулин льон, верба, обліпиха), а на одній особині,— однодомними (кукурудза).

4 група. Партеногенез

Партеногенез (від грец. παρθενος — незаймана та γενεσις — народження) — форма статевого розмноження, коли розвиток яйцеклітини відбувається без запліднення. Притаманний багатьом рослинам та безхребетним тваринам (попелиці, палочники, коловертки, деякі види цвіркунів, метеликів та ос), а також деяким хребетним (риби, амфібії, ящірки).

Гіногенез (від грец. gyno — жінка та латин. genesis — походження) — форма розмноження, за якої сперматозоїд, проникнувши до яйцеклітини, стимулює її розвиток, але його ядро не зливається з ядром яйцеклітини і не бере участі в розвитку зародку. Роль сперматозоїда обмежується активацією яйцеклітини до розвитку.

Андрогенез (від латин. andros — чоловік та genesis — походження) — форма розмноження організмів, за якої у розвитку зародка бере участь ядро чоловічої гамети, але не бере участь ядро жіночої гамети, тобто відбувається розвиток яйцеклітини
з чоловічим ядром, привнесеним до неї спермієм у процесі запліднення.

Педогенез (від грец. pais — дитина та латин. genesis — походження) — форма партеногенезу, за якої зародок починає розвиватися ще на личинкових (або інших ранніх) стадіях онтогенезу батьківських особин.

У випадках, коли партеногенетичні види представлені (завжди або періодично) тільки самицями, одне з найголовніших біологічних переваг партеногенезу полягає
в прискоренні темпу розмноження виду, оскільки всі особини схожих видів здатні залишати нащадків. У випадках, коли із запліднених яйцеклітин розвиваються самиці,
а з незапліднених — самці, партеногенез сприяє регулюванню кількісного співвідношення статей (наприклад у бджіл).

Розрізняють природний партеногенез — нормальний спосіб розмноження деяких організмів у природі та штучний, що спричиняються експериментально дією різних подразників на незапліднену яйцеклітину.

•   Зверніть увагу учнів

Партеногенез слід відрізняти від нестатевого розмноження, що здійснюється завжди за допомогою соматичних органів та клітин (розмноження поділом, брунькуванням тощо).

Цікавий факт

•                 Гермафродит — двостатева істота грецької міфології, син бога Гермеса і богині Афродити.
•                 Гіногенез у природі зустрічається вкрай рідко. Виявлений у деяких нематод, кісткових риб (карась срібний), земноводних (деякі саламандри роду Амбіостома), а також у рослин родини Амарілісові. Інколи
  в гіногенетичних популяціях яйця до розвитку стимулює сперма інших риб (наприклад ікра карася — молоками щуки).
•                 Андрогенез спостерігається у деяких видів тварин (наприклад наїзники Habrobracom) та рослин (кукурудза, деякі сорти тютюну) у тих випадках, якщо ядро яйцеклітини гине до запліднення.
•                 Явище педогенезу було вперше описано російським зоологом
  М. П. Вагнером у його роботі «Мимовільні розмноження гусениць у комах»
  (1862 р.).
•                 Серед комах педогенез трапляється у жуків (Coleoptera), віялокрилих (Strepsiptera), метеликів-мішечників (Psychidae). Також педогенез притаманний деяким морським гіллястовусим ракоподібним (Cladocera)
  і паразитичним плоским черв’якам — трематодам.
•                 Штучний партеногенез у тварин вперше здійснив російський зоолог
  А. А. Тихомиров. У 1886 р. він довів можливість штучного партеногенезу
  в шовковичного шовкопряда в результаті стимуляції незапліднених яєць різними механічними, термічними, хімічними подразниками. На сьогодні штучний партеногенез проведено у багатьох безхребетних (комах, голкошкірих) і хребетних тварин (земноводних).

• 6. Узагальнення і закріплення знань

«Ти — мені, я — тобі»

Можливі варіанти запитань учнів:

— Яким може бути розмноження?

— Які тварини-гермафродити вам відомі?

— У яких організмів відбувається партеногенез?

— Чи трапляється партеногенез у людини?

— Які рослини називають дводомними, а які — однодомними?

— Чим кон’югація відрізняється від копуляції?