Біологія. 8 клас. Тагліна

§ 43. Репродуктивна система людини. Гаметогенез, статеві клітини

Поміркуйте й обговоріть ситуацію

У природі спостерігається так званий «статевий диморфізм» (від лат. di — два, morphe — форма), тобто відмінності між самцями і самицями одного й того самого біологічного виду за їхніми розмірами й анатомічною будовою. Різняться й статеві клітини, які формують чоловічий і жіночий організми.

Як ви вважаєте, чому виникає така різниця? Чи є такі відмінності адаптивними?

Репродуктивна система людини

Репродуктивна система людини є сукупністю органів, які забезпечують функцію розмноження. Чоловіча репродуктивна система утворює невеликі за розміром рухомі гамети — сперматозоїди, а жіноча — малорухомі гамети із запасом поживних речовин — яйцеклітини. Ба більше, жіноча репродуктивна система забезпечує запліднення й розвиток плоду впродовж вагітності й годування дитини в період лактації (період, у якому молочні залози виробляють грудне молоко для годування новонародженого немовляти).

Оскільки роль чоловічого й жіночого організмів щодо нащадків відрізняється, їхні статеві системи побудовані по-різному й по-різному функціонують.

Головним органом жіночої статевої системи є парні залози, у яких утворюються яйцеклітини й виробляються статеві гормони. Це яєчники. Яєчник має овальну форму і розташований у малому тазу. Яйцеклітини починають формуватися ще під час ембріонального розвитку. Коли настає статева зрілість, яйцеклітини продовжують формуватися в яєчниках і дозрівають у «мішечках» — фолікулах. Потім фолікул розривається, яйцеклітина потрапляє до фаллопієвої труби і за її допомогою опиняється в матці. Саме в матці відбуваються запліднення і внутрішньоутробний розвиток зародка й плода. Матка переходить у піхву, крізь яку в жіночий організм потрапляють сперматозоїди, а після завершення вагітності народжується дитина.

Жіноча репродуктивна система — це сукупність органів, які забезпечують утворення яйцеклітин, секрецію статевих гормонів, запліднення і внутрішньоутробний розвиток зародка та плода.

Головним органом чоловічої статевої системи є парні залози — яєчка (сім’яники), які й справді мають яйцеподібну форму. Яєчка виконують в організмі дві важливі функції: утворення чоловічих статевих клітин (сперматозоїдів) і синтез статевих гормонів. Розташовані яєчка в шкірному мішечку — мошонці (укр.: калитка). Це пов’язане з тим, що для дозрівання сперматозоїдів потрібна температура, нижча від тієї, що є всередині тіла. У мошонці температура нижча, що сприяє нормальному розвитку гамет.

Чоловіча репродуктивна система — це сукупність органів, які беруть участь у процесі репродукції, забезпечують утворення сперматозоїдів і секрецію статевих гормонів.

Складаються яєчка зі звивистих сім’яних канальців, у яких утворюються сперматозоїди. Потім сперматозоїди надходять до придатків яєчок, саме там вони досягають зрілості. Від придатків яєчок починається сім’явивідна протока, яка з’єднується з протокою сім’яних міхурців. Під сечовим міхуром навколо сечовивідного каналу розташовується передміхурова залоза (простата). Вона утворює секрет, який захищає чоловічі гамети й підтримує їхню рухливість. Назовні сперматозоїди виводяться крізь сечовивідний канал.

Робота в групі

Розгляньте малюнок. Порівняйте будову чоловічої й жіночої статевої системи. Що в них подібного? Що їх відрізняє? Які спільні функції вони виконують?

Будова чоловічої і жіночої систем

Гаметогенез

У статевих органах чоловіка й жінки відбувається гаметогенез: у жіночих яєчниках — овогенез, а в чоловічих — сперматогенез.

Гаметогенез (genesis — походження) — процес утворення статевих клітин — гамет.

Процес овогенезу відбувається в яєчниках і складається з трьох періодів: розмноження, росту і дозрівання.

Овогенез або оогенез — (грец. oon яйце) — процес розвитку жіночих гамет (яйцеклітин).

У періоді розмноження диплоїдні клітини діляться шляхом мітозу, утворюючи диплоїдні овоцити. У періоді росту в диплоїдних овоцитах відбувається подвоєння ДНК і формуються овоцити першого порядку, які мають по чотири молекули ДНК кожної хромосоми. У періоді дозрівання відбувається поділ овоцитів першого порядку шляхом мейозу. У результаті мейозу утворюється одна гаплоїдна яйцеклітина. Яйцеклітина під час поділу отримала майже всю цитоплазму, тому вона містить великий запас поживних речовин, бо три клітини «віддали» його їй (мал. 43.1).

Мал. 43.1. Схема овогенезу

Процес сперматогенезу відбувається в яєчках (сім’яниках) і складається з трьох періодів: розмноження, росту й дозрівання. Кожен період має певні особливості, які відрізняють сперматогенез від овогенезу.

Сперматогенез — процес утворення чоловічих гамет (сперматозоїдів).

У періоді розмноження диплоїдні клітини діляться шляхом мітозу, утворюючи диплоїдні сперматогонії. У періоді росту в диплоїдних сперматоцитах відбувається подвоєння ДНК і формуються сперматоцити першого порядку, які мають по 4 молекули ДНК кожної хромосоми. У періоді дозрівання відбувається поділ сперматоцитів першого порядку шляхом мейозу.

У результаті мейозу утворюється чотири гаплоїдні сперматиди, які всі отримали однакову частину цитоплазми. Вони перетворюються на зрілі сперматозоїди, які є невеличкими за розміром і не мають запасу поживних речовин. Сперматозоїди містять джгутик і можуть швидко рухатися (мал. 43.2).

Мал. 43.2. Схема сперматогенезу

Будова статевих клітин

Статеві клітини виконують важливу функцію передачі інформації від покоління до покоління. Тому їхня будова є особливою, такою, яка сприяє забезпеченню запліднення, формування зиготи й подальшого розвитку зародка (мал. 43.3).

Мал. 43.3. Будова сперматозоїда та яйцеклітини

Яйцеклітини значно більші, ніж соматичні клітини, бо містять запас поживних речовин — жовток. Структура цитоплазми яйцеклітини різна в різних видів тварин і забезпечує видові особливості розвитку зародка. Яйцеклітини містять кілька оболонок, які виконують захисну функцію й забезпечують живлення.

Сперматозоїди, на відміну від яйцеклітин, мають здатність рухатися за допомогою джгутика, що є важливим для зустрічі гамет. Сперматозоїд складається з головки, шийки і хвоста. У головці сперматозоїда розташоване ядро. На передньому кінці головки є одномембранна органела — акросома, що містить ферменти, за допомогою яких сперматозоїд розчиняє оболонки яйцеклітини для проникнення всередину. Сперматозоїд має достатню кількість мітохондрій, які забезпечують його активний рух.

Цитоплазми в сперматозоїдів обмаль, бо основною функцією цих клітин є доставлення спадкового матеріалу до яйцеклітини. Така різниця між будовою яйцеклітини і сперматозоїда сприяє забезпеченню запліднення.

Дослідження мікроскопічної будови статевих клітин (дослідження може бути проведене у віртуальному форматі)

Мета: ознайомитися з особливостями будови статевих клітин.

Обладнання й матеріали: мікроскоп, мікропрепарати та електронномікроскопічні світлини яйцеклітин і сперматозоїдів, схема будови статевих клітин.

Хід роботи

1. Підготуйте мікроскоп до роботи. За малого збільшення знайдіть на мікропрепараті сперматозоїди.
2. За великого збільшення знайдіть основні частини сперматозоїда (головку, шийку, хвіст). У головці знайдіть ядро та акросому. Порівняйте побачене з мікросвітлинами та схемою будови сперматозоїда.
3. За малого збільшення знайдіть на мікропрепараті яйцеклітину.
4. За великого збільшення знайдіть основні частини яйцеклітини (ядро, цитоплазму, оболонки). Порівняйте побачене з мікросвітлиною та схемою будови яйцеклітини.
5. Вкажіть відмінності між будовою яйцеклітини і сперматозоїда. Поясніть необхідність цих відмінностей.
6. Зробіть висновки.

Мікросвітлина яєчника. На світлині фолікул із великим круглим овоцитом, оточеним оболонкою і двома шарами фолікулярних клітин

Зображення сперматозоїдів, отримане за допомогою світлового мікроскопа

Знайдіть інформацію й виконайте завдання

Розгляньте малюнок. Знайдіть інформацію про розміри яйцеклітин і сперматозоїдів у людини та час їхнього існування. Поясніть, як будова статевих клітин допомагає виконувати їхні функції.

Яйцеклітина і сперматозоїди, які рухаються до неї

Розв'язання проблемних питань і завдань із теми

І яйцеклітини, і сперматозоїди містять по одній статевій хромосомі. У яйцеклітинах лише Х-хромосома. Половина сперматозоїдів містить Х-хромосому, половина — Y-хромосому. Усі нормальні сперматозоїди мають рівні шанси на запліднення.

Користуючись текстом і малюнком, дайте відповідь на запитання: «Від кого залежить стать майбутньої дитини: від батька чи від матері?». Допоможе вам це з'ясувати скрайбінг «Хлопчик чи дівчинка?».

Скрайбінг «Хлопчик чи дівчинка?»

rnk.com.ua/109379

Опорні точки

Репродуктивна система людини є сукупністю органів, які забезпечують функцію розмноження. Головним органом жіночої статевої системи є яєчники, у яких утворюються яйцеклітини й виробляються статеві гормони. Головним органом чоловічої статевої системи є яєчка (сім'яники), які утворюють чоловічі статеві клітини (сперматозоїди) й синтезують статеві гормони. Яйцеклітина містить запас поживних речовин для розвитку зародка, а сперматозоїд забезпечує зустріч із яйцеклітиною завдяки невеликому розміру й активному руху.

Запитання і завдання

1. Як будова жіночої статевої системи пов’язана з її функціями?

2. Як будова чоловічої статевої системи пов’язана з її функціями?

3. Чому сперматозоїд і яйцеклітина мають таку різну будову? Які функції вони виконують?

4. Навіщо парна залоза — яєчко (сім’яник) — із часом переміщується до шкірного мішечка — мошонки?

5. Знайдіть інформацію та підготуйте коротку доповідь-презентацію про (на вибір):

відомого українського вченого, видатного акушера-гінеколога, кріобіолога, кріомедика, академіка НАН України, доктора медичних наук професора Валентина Івановича Грищенка та його діяльність;
історію Інституту проблем кріобіології та кріомедицини Національної академії наук України;
те, що таке кріобіологія, кріомедицина, кріотехнології.

Зміст