Половые клетки

Содержание

28. Половые клетки, их строение и функции. Эволюция половых клеток

Половые клетки

Половые клетки (гаметы) – это клетки,которые развиваются в половых железах.Обеспечивают передачу признаков отродителей к потомству. Обладаютуменьшенным вдвое набором хромосом.

Сперматозоиды -небольшие подвижныеклетки, состоящие изголовки, шейки и хвости­ка.В головке находится ядро. В шейкенаходятся центриоли и много­численныемитохондрии, обеспечивающие энер­гиейсперматозоид. Хвостик служит для движениясперматозоида и по строе­нию сходенсо жгутиком. Имеют одинако­вую величину.

Яйцеклетка -округлая неподвижнаяклетка, содержащая ядро и многопитательного ве­щества. Размерыяйцеклеток различны у разных видовживотных. На верхнем полюсе яйцеклеткинаходитсязародышевый диск, где располагаетсяядро. Имеется овоплазма, лучистый венец,полярная зона.

Обеспечивают передачу наследственнойинформации между особями разныхпоколений, тем самым сохраняют жизньво времени.

Эволюция:

– У гамет не наблюдается морфологическойдифференцировки. Имеет место изогамия.

– Анизогамия – гаметы делятся на крупныеи мелкие (макрогаметы и микрогаметы).

При оплодотворении попарно сливаются(Б+М, М+М).

– Оогамия – гаметы резкоотличаются друг от друга. Яйцеклетканеподвижна, а сперматозоид подвижен.Сливаются обычно М+Ж.

29. Гаметогенез. Сущность и значение фаз сперматогенеза

Гаметогенез – процесс образованияполовых клеток.

Сперматогенез – процесс образованиямужских половых клеток. Фазы:

– Размножение – диплоидныеклетки стенки семенных канальцевсеменников сперматогонии несколькораз делятся митозом. Они содержат 2n2cдо S-периода,а потом 2n4c.

– Рост – сперматогонииувеличиваются в размерах и образуютсяклетки – сперматоциты 1 порядка, которыесодержат 2n4с,а после 2n4c

– Созревание – редукционноеделение, состоящее из 2 делений.1-мейотическое (собственное редукционное)и 2-мейотическое (эквационного).

Врезультате 1-мейотического деления изкаждого сперматоцита 1 порядка образуется2 сперматоцита 2 порядка, которые имеютнабор n2c.После 2-мейотического деления образуется4 сперматиды, имеющие nc.

Уменьшение числа хромосом во время 1деления, происходит а анафазу-1.

– Формирование – Клетки приобретаютпризнаки характерные для сперматозоидов.

30. Овогенез, его стадии, их характеристика

Овогенез – процесс образования женскихполовых клеток. Фазы:

– Размножение – в яичниках специальныеклетки овогонии делятся митозом.

– Рост – в их цитоплазмеувеличивается число рибосом, накапливаетсялицетин. Образуется овоцит 1 порядка(2n4c).-Созревание – 1 и 2 мейотическое деление.В результате 1-мейотического деленияобразуется крупная клетка овоцит 2порядка и мелкая клетка полоцит.

Врезультате 2-мейотического деления изовоцита 2 порядка образуется овотида иполоцит. Из полоцита образуется 2полоцита. В дальнейшем овотида превращаетсяв яйцеклетку (nc).3 полоцита или растворяются или принимаютучастие в образовании оболочек яйцеклетки.

31. Мейоз, его стадии, их характеристика.Биологическое значение этого процесса.Мейоз– сложное, непрямое, редукционноеделение специализированных клетокрепродуктивных органов. Стадии:

1). Первое мейотическое деление:

– Профаза-1 – сложная ипродолжительная фаза. Выделяют 5 стадий:

+ Лептотена – стадия стадиятонких нитей. В эту стадию хромосомыначинают спирализироваться, утолщаться,укорачиваться, ядро набухает.

+ Зиготена – стадия слипающихсянитей. Конъюгация гомологичных хромосоми образование фигур под названиембиваленты.

+ Пахитена – стадия толстыхнитей. Происходит кроссинговер,гомологичные хромосомы обмениваютсяаллельными генами. Кроссинговерпроисходит за счёт отталкивания хроматидв каждой из гомологичных хромосом.

+ Диплотена – стадия двойных нитей.Отталкиваются гомологичные хромосомы.Хромосомы становятся толстыми. Происходитих спирализация. Исчезают ядрышки.

+ Диакинез – стадия обособленных двойныхнитей.

– Метафаза-1 – по экватору располагаютсябиваленты.

– Анафаза-1 – к полюсам расходятсягомологичные хромосомы.

– Телофаза-1 – из гаплоидного наборахромосом на полюсах формируются ядра,и происходит цитокинез.

В конце 1-мейотическогоделения клетки имеют (n2c).В интерфазу не происходит синтеза ДНК.Вступают клетки с гаплоидным наборомхромосом.

2). Второе мейотическое деление:

– Профаза-2 – растворяется ядернаяоболочка. Хромосомы спирализуются,утолщаются, укорачиваются, погружаютсяв гиалоплазму. Формируется веретеноделения.

– Метафаза-2 – хромосомы выстраиваютсяпо экватору клетки.

– Анафаза-2 – возникают силы отталкиваниямежду хроматидами. Рвётся связь поцентромере. Сокращаются нити веретенаделения и хроматиды растягиваются кполюсам.

– Телофаза-2 – хромосомыдеспирализуются, становятся тоньше, длиннее, переплетаются в клубочек. Засчёт репликации ДНК достраиваются дополной хромосомы. Появляются ядрышки,ядерная оболочка, происходит цитокинез.

В конце 2-мейотического деления образуется4 клетки.

Биологическое значение:- Благодарямейозу сохраняется постоянное числохромосом у особей одного вида.

– При мейозе образуются гаметы с различнойкомбинацией негомологичных хромосом.

– В результате кроссинговерапроисходит рекомбинация наследственногоматериала.

Источник: https://StudFiles.net/preview/3968906/page:9/

Развитие и строение половых клеток

Половые клетки

Строение мужских, женских половых клеток обусловливает выполнение их важнейшей функции – осуществления генеративного размножения. Оно свойственно представителям как растений, так и животных. Особенности строения половых клеток будут рассмотрены в нашей статье.

Гаметы: взаимосвязь строения и функций

Специализированные клетки, осуществляющие процесс генеративного размножения, называются гаметами. Мужские и женские половые клетки – сперматозоиды и яйцеклетки – имеют гаплоидный, т. е. одинарный набор хромосом.

Такое строение половых клеток обеспечивает генотип организма, который образуется при их слиянии. Он является диплоидным, или двойным.

Таким образом, половину генетической информации организм получает от матери, а другую часть – от отца.

Несмотря на общие черты, строение половых клеток растений и животных во многом отличается друг от друга. Это прежде всего касается определенных мест их формирования.

Так, у покрытосеменных растений спермии расположены в пыльниках тычинки, а яйцеклетка – в завязи пестика.

Многоклеточные животные имеют специальные органы – железы, в которых происходит формирование половых клеток: яйцеклеток – в яичниках, а сперматозоидов – в семенниках.

Процесс формирования половых клеток

Строение и развитие половых клеток определяется ходом гаметогенеза – процессом их формирования, который протекает в несколько этапов. В ходе фазы размножения первичные гаметы делятся несколько раз путем митоза. При этом сохраняется двойной набор хромосом.

У особей разного пола этот этап имеет свои отличия. Так, у самцов млекопитающих он начинается с момента наступления полового созревания и длится до глубокой старости. У самок деление первичных половых клеток происходит только во время внутриутробного развития плода.

А до наступления полового созревания они остаются в состоянии покоя.

Фаза роста является следующей. В этот период первичные гаметы увеличиваются в размерах, происходит репликация (удвоение) ДНК. Важным процессом является также запасание питательных веществ, ведь они будут необходимы для последующих делений.

Последний этап гаметогенеза называется фазой роста. В его ходе первичные половые клетки делятся путем редукционного деления – мейоза. Его результатом являются четыре гаплоидные клетки, образованные из первичных диплоидных.

Сперматогенез

В результате образования мужских половых клеток, т. е. сперматогенеза, образуется четыре одинаковых и полноценных структуры. Они обладают способностью к оплодотворению.

Строение мужской половой клетки, точнее ее особенность, заключается в возникновении специфических приспособлений. В частности, это жгутик, с помощью которого происходит движение мужских гамет.

Этот процесс происходит в последнюю дополнительную фазу формирования, которая характерна только для процесса сперматогенеза.

Овогенез

Строение женских половых клеток, как и процесс их формирования (овогенез), имеет ряд характерных особенностей. При созревании яйцеклеток в ходе мейоза цитоплазма распределяется между будущими клетками неравномерно.

Только одна из них в результате становится яйцеклеткой, способной дать начало будущей жизни. Остальные три превращаются в направительные тельца и в результате разрушаются.

Биологический смысл этого процесса заключается в уменьшении количества зрелых, способных к оплодотворению женских половых клеток. Только при этом условии единственная яйцеклетка сможет получить необходимое количество питательных веществ, являющееся главным условием развития будущего организма.

В итоге в течение времени, когда женщина является способной к рождению детей, способно сформироваться всего около 400 половых клеток. В то время как у мужчины эта цифра достигает нескольких сотен миллионов.

Строение мужских половых клеток

Сперматозоиды являются очень мелкими клетками. Их размер едва достигает нескольких микрометров. В природе такие размеры, естественно, компенсируются их количеством. Строение половых клеток мужского организма имеет свои особенности.

Сперматозоид состоит из головки, шейки и хвоста. Каждая из этих частей выполняет определенные функции. В головке располагается постоянная клеточная органелла эукариот – ядро. Оно является носителем генетической информации, заключенной в молекулы ДНК.

Именно ядро обеспечивает передачу и хранение наследственного материала. Вторым компонентом головки сперматозоида является акросома. Эта структура является видоизмененным комплексом Гольджи и выделяет особые ферменты, способные растворить оболочки яйцеклетки. Без этого процесс оплодотворения будет невозможным.

В шейке находятся органеллы митохондрии, которые обеспечивают движения хвоста. В этой части сперматозоидов находятся и центриоли. Эти органеллы играют важную роль образования веретена деления во время дробления оплодотворенной яйцеклетки.

Хвост сперматозоидов образован микротрубочками, которые, используя энергию митохондрий, обеспечивают движение мужских половых клеток.

Строение яйцеклеток

Женские половые клетки гораздо крупнее сперматозоидов. Их диаметр у млекопитающих составляет до 0,2 мм. А вот этот же показатель у кистеперых рыб составляет 10 см, а у сельдевой акулы – до 23 см. В отличие от мужских половых клеток яйцеклетки неподвижны. Они имеют округлую форму.

В цитоплазме этих клеток содержится в большом количестве находится запас питательных веществ в виде желтка. В ядре кроме ДНК, несущей генетическую информацию, находится другая нуклеиновая кислота – РНК. Она содержит сведения о структуре важнейших белков будущего организма.

Желток может располагаться в яйцеклетке неравномерно. Например, у ланцетника он находится в центре, а у рыб занимает практически всю поверхность, сдвигая ядро и цитоплазму к одному из полюсов клетки. Снаружи яйцеклетка надежно защищена оболочками: желточной, прозрачной и наружной.

Именно их приходится растворять акросоме головки сперматозоида для осуществления процесса оплодотворения.

Типы оплодотворения

Строение и функции половых клеток обусловливают осуществление процесса оплодотворения – слияния гамет. В результате этого процесса генетический материал гамет соединяется в едином ядре, и образуется зигота. Она и является первой клеткой нового организма.

В зависимости от места прохождения данного процесса различают наружное (внешнее) и внутреннее оплодотворение. Первый тип осуществляется вне организма женской особи. Обычно это происходит в водной среде обитания.

Примерами организмов, у которых происходит наружное оплодотворение, являются представители класса рыбы. Их самки мечут икру в воду, где самцы и поливают ее семенной жидкостью.

Количество икринок таких животных достигает нескольких тысяч, из которых выживает и вырастает не так уж много особей. Большинство из них съедают водные животные.

А вот для всех млекопитающих животных характерно внутреннее оплодотворение, которое происходит внутри женского организма при помощи специализированных копулятивных органов самца. При этом количество яйцеклеток, готовых к оплодотворению, невелико.

Строение мужской, женской половой клетки и репродуктивной системы растений значительно отличается от таковой у животных. Поэтому и процесс слияния гамет происходит иначе. Мужские половые клетки растений не имеют хвоста и не способны к движению. Поэтому оплодотворению предшествует опыление.

Это процесс переноса пыльцы с пыльника тычинки на рыльце пестика. Оно происходит при помощи ветра, насекомых или человека. Оказавшись таким образом на рыльце пестика, спермии опускаются по зародышевой трубке в его расширенную нижнюю часть – завязь. Там располагается яйцеклетка.

При слиянии гамет образуется зародыш семени.

Понятие о партеногенезе

Строение половых клеток, в частности женских, делает возможным одну из необычных форм генеративного размножения. Она называется партеногенезом. Его биологическая суть заключается в развитии взрослого организма из неоплодотворенной яйцеклетки. Такой процесс наблюдается в жизненном цикле рачков дафний, в ходе которого чередуются половое и партеногенетическое поколения.

Женская половая клетка содержит достаточно питательных веществ, чтобы дать начало новой жизни. Однако при партеногенезе не происходит возникновения новых комбинаций генетической информации, а значит, появление новых признаков также невозможно.

Однако партеногенез имеет важное биологическое значение, поскольку делает возможным процесс полового размножения даже без наличия особи противоположного пола.

Фазы менструального цикла

В женском организме половые клетки не всегда готовы к оплодотворению, а только в определенные фазы менструального цикла. Во время этого физиологического процесса в организме происходят циклические закономерные изменения функций половой системы. Регулируется этот процесс гуморальной системой. Продолжительность этого цикла составляет 21-36 дней при среднем показателе 28.

Этот период можно разделить на три фазы. В первую (менструальную), которая продолжается примерно первые 5 дней, происходит отторжение слизистой оболочки матки. Это сопровождается разрывом небольших кровеносных сосудов. На 6-14-й день под воздействием гипофиза выделяется фолликул, в котором созревает яйцеклетка. Слизистая оболочка матки в этот период начинает восстанавливаться.

В этом заключается суть послеменструальной фазы. С 15-го по 28-й день происходит образование жировой соединительной ткани – желтого тела. Оно выполняет роль временной железы внутренней секреции, которая вырабатывает гормоны, задерживающие созревание фолликулов. В период с 17-го по 21-й день вероятность к оплодотворению наиболее высока.

Если этого не происходит, половая клетка разрушается и слизистая оболочка снова отслаивается.

Что такое овуляция

На 14-й день менструального цикла строение женской половой клетки несколько изменяется. Яйцеклетка разрывает фолликулярную оболочку и выходит из яичника в маточную трубу. Именно там завершается ее созревание. Этот процесс называется овуляцией. Это очень важный период, в ходе которого матка приобретает способность принять оплодотворенную яйцеклетку.

Хромосомный набор половых клеток

Яйцеклетки и сперматозоиды имеют одинарный набор генетической информации. Например, у человека половые клетки содержат по 23 хромосомы, а зигота – 46. При слиянии гамет половину генов организм получает от матери, а вторую часть – от отца. Это касается также и пола.

Среди хромосом различают аутосомы и одну пару половых. Они обозначаются латинскими буквами. У человека женские клетки содержат две одинаковые половые хромосомы, а мужские – разные. Половые клетки содержат по одной из них.

Таким образом, пол будущего ребенка полностью зависит от мужского организма и от вида хромосом, который несет сперматозоид.

Функции половых клеток

Строение женской половой клетки, как и мужской, взаимосвязано с функциями, которые они выполняют. Являясь частью репродуктивной системы, они осуществляют функцию генеративного размножения.

В отличие от бесполого, при котором сохраняется целостность генетической информации организма, половое размножение обеспечивает создание новых признаков.

Это является необходимым условием возникновения адаптации, а значит, и всего существования живых организмов.

Источник: http://fb.ru/article/248258/razvitie-i-stroenie-polovyih-kletok

Строение, развитие, а также деление мужских и женских половых клеток

Половые клетки

Организмы, которые размножаются половым путем, производят половые клетки, также называемые гаметами. Эти клетки значительно отличаются у мужчин и женщин. У мужчин половые клетки или сперматозоиды имеют хвостоподобные выросты (жгутики) и являются относительно подвижными.

Женские половые клетки, называемые яйцеклетками, не подвижны и намного больше относительно мужских гамет. Когда эти клетки сливаются в процессе, называемом оплодотворением, результирующая клетка (зигота) содержит смесь унаследованных генов от отца и матери. Половые клетки человека производятся органами репродуктивной системы — гонадами.

Гонады продуцируют половые гормоны, необходимые для роста и развития первичных и вторичных репродуктивных органов и структур.

Строение половых клеток человека

Мужские и женские половые клетки сильно отличаются друг от друга по размеру и форме. Мужские сперматозоиды напоминают длинные, подвижные снаряды. Это небольшие клетки, которые состоят из головки, средней и хвостовой частей. Головка содержит колпачковое покрытие, называемое акросомой.

Акросома включает ферменты, которые помогают клетке спермы проникать в наружную оболочку яйцеклетки. Ядро расположено в головке сперматозоида. ДНК в ядре плотно упаковано и клетка не содержит много цитоплазмы. Средняя часть включает несколько митохондрий, обеспечивающих энергию для движения клетки.

Хвостовая часть состоит из длинного выроста, называемого жгутиком, который помогает в клеточной локомоции.

Женские яйцеклетки являются одними из самых крупных клеток в организме и имеют округлую форму. Они вырабатываются в женских яичниках и состоят из ядра, большой цитоплазматической области, зоны пеллюциды (zona pellucida) и лучистого венца.

Zona pellucida — это мембранное покрытие, которое окружает плазматическую мембрану яйцеклетки. Она связывает клетки спермы и помогает в оплодотворении.

Лучистый венец является внешним защитным слоем фолликулярных клеток, окружающий zona pellucida.

Образование половых клеток

Половые клетки человека продуцируются посредством двухэтапного процесса деления клеток, называемого мейозом.

Через серию последовательных событий, реплицированный генетический материал в родительской клетке распределяется между четырьмя дочерними клетками.

Поскольку эти клетки имеют половину числа хромосом от родительской клетки, они являются гаплоидными клетками. Половые клетки человека содержат один набор из 23 хромосом.

Существуют два этапа мейоза: мейоз I и мейоз II. До мейоза хромосомы реплицируются и существуют в виде сестринских хроматид. В конце мейоза I образуется две дочерние клетки.

Сестринские хроматиды каждой хромосомы в дочерних клетках все еще связаны центромерой. В конце мейоза II образуются сестринские хроматиды и четыре дочерние клетки.

Каждая клетка содержит половину хромосом от родительской клетки.

Мейоз подобен процессу деления неполовых клеток, известному как митоз. Митоз продуцирует две дочерние клетки, которые генетически идентичны и содержат такое же количество хромосом, как и родительская клетка.

Эти клетки являются диплоидными, потому что включают два набора хромосом. Человеческие диплоидные клетки включают 23 пары или 46 хромосом.

Когда половые клетки объединяются во время оплодотворения, гаплоидные клетки становятся диплоидной клеткой.

Производство сперматозоидов известно как сперматогенез. Этот процесс происходит непрерывно внутри мужских яичек. Сотни миллионов сперматозоидов должны быть выпущены, чтобы произошло оплодотворение. Подавляющее большинство сперматозоидов не доходят до яйцеклетки.

При оогенезе или развитии яйцеклеток, дочерние клетки делятся неравномерно в мейозе. Такой асимметричный цитокинез приводит к образованию одной большой яйцеклетки (ооцита) и меньших клеток, называемых полярными телами, которые деградируют и не оплодотворяются.

После мейоза I, яйцеклетка называется вторичным ооцитом. Вторичный ооцит завершит вторую стадию мейоза, если начнется процесс оплодотворения. Как только завершится мейоз II, клетка становится яйцеклеткой и может сливаться с клеткой спермы.

Когда оплодотворение завершено, объединенная сперма и яйцеклетка становятся зиготой.

Половые хромосомы

Мужские сперматозоиды у человека и других млекопитающих являются гетерогаметическими и содержат один из двух типов половых хромосом: Х или Y. Однако женские яйцеклетки содержат только X-хромосому и поэтому гомогаметичны.

Сперматозоид определяет пол индивидуума. Если клетка спермы, содержащая Х-хромосому, оплодотворяет яйцеклетку, результирующая зигота будет XX или женский пол.

Если клетка спермы содержит Y-хромосому, тогда результирующая зигота будет XY или мужской пол.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: https://natworld.info/raznoe-o-prirode/stroenie-razvitie-a-takzhe-delenie-muzhskih-i-zhenskih-polovyh-kletok

Строение половых клеток, стадии развития яйцеклеток и сперматозоидов, оплодотворение

Половые клетки

Половое размножение встречается у представителей всех типов растительного и животного мира. Оно связано с образованием особых половых клеток: женских — яйцеклеток и мужских — сперматозоидов.

Для половых клеток (гамет) характерно одинарное (гаплоидное) число хромосом (см. Мейоз). Кроме того, они отличаются соотношением объемов цитоплазмы и ядра (по сравнению с соматическими клетками).

Строение мужской половой клетки (сперматозоид)

Мужские половые клетки — сперматозоиды — обычно очень мелкие и подвижные. Типичные сперматозоиды состоят из головки, шейки и хвоста.

Головка почти целиком состоит из ядра, покрытого тонким слоем цитоплазмы. Самый передний ее участок заострен, покрыт колпачком.

Шейка сужена, в ней находятся центриоль (составная часть клеточного центра) и митохондрии.

Хвост сперматозоидов состоит из тончайших волокон, покрытых цитоплазматическим цилиндром: он является органоидом движения.

Общая длина сперматозоида, включая головку, шейку и хвост, у млекопитающих и человека составляет 50-60мкм. Характерно, что сперматозоиды образуются обычно в огромных количествах (у млекопитающих их в течение жизни созревает сотни миллионов).

Строение женской половой клетки (яйцеклетка)

Строение яйцеклетки

Женские половые клетки (яйцеклетки) неподвижны и, как правило, крупнее сперматозоидов. Обычно они имеют шаровидную форму и разнообразное строение оболочек.

У млекопитающих размеры яйцеклеток сравнительно небольшие и составляют 100-200мкм в диаметре. У других позвоночных (рыб, амфибий, рептилий, птиц) яйцеклетки крупные.

В цитоплазме они содержат огромное количество питательных веществ.

У птиц, например, яйцеклеткой является та часть яйца, которая обычно называется желтком. Диаметр яйцеклетки курицы составляет 3-3,5см, а у таких крупных птиц, как страусы, — 10-11см. Эти яйцеклетки покрыты несколькими оболочками сложного строения (слой белка, подскорлуповая и скорлуповая оболочки и др.), которые обеспечивают нормальное развитие зародыша.

Количество образующихся яйцеклеток обычно значительно меньше, чем количество сперматозоидов. Например, у женщины в течение жизни созреет около 400 яйцеклеток.

Строение мужских и женских половых клеток растений описано здесь.

Развитие яйцеклеток и сперматозоидов

Созревание и развитие половых клеток называется гаметогенезом. У животных и человека он происходит в половых железах: яйцеклетки развиваются в яичниках, а сперматозоиды — в яичках.

Стадии развития

Процессы развития мужских половых клеток (сперматогенез) и женских половых клеток (овогенез) имеют ряд сходных черт. И в яичнике, и в яичках различают три разных стадии:

  • Стадии размножения;
  • стадии роста;
  • стадии созревания половых клеток.

Стадии развития половых клеток

На первой стадии сперматогонии и овогонии (клетки — предшественники сперматозоидов и яйцеклеток) размножаются митотическим путем и число их увеличивается.

У мужчин митотическое деление сперматогоний начинается в период полового созревания и продолжается десятки лет. У женщин деление овогоний происходит только в эмбриональный период их жизни и заканчивается еще до рождения. У животных деление этих клеток зависит от сроков и периодов размножения.

Во второй стадии сперматогонии и овогонии перестают размножаться, начинают расти и увеличиваться в размерах, превращаясь в первичные сперматоциты и овоциты.

Особенно значительно возрастают размеры у овоцитов. Например, у лягушек линейные размеры овоцита больше в 2 тыс. раз, чем у овогонии.

Это связано с тем, что в них накапливаются питательные вещества, необходимые для развития зародыша.

Наиболее важные изменения происходят с будущими половыми клетками на третьей стадии созревания. Здесь проявляются и существенные отличия между спермато- и овогенезом. В этой зоне первичные овоциты дважды делятся путем мейоза. При первом мейотическом делении образуется крупный вторичный овоцит и мелкая клетка— первичный полоцит (первое полярное, или направительное, тельце).

При втором мейотическом делении вторичный овоцит делится на крупную незрелую яйцеклетку и мелкий вторичный полоцит (второе полярное тельце). Первичный полоцит тоже может разделиться еще на два полоцита.

Таким образом, в результате двух мейотических делений из одного первичного овоцита получается 4 клетки с гаплоидным набором хромосом — незрелая половая клетка (которая превращается в зрелую яйцеклетку) и три полоцита, которые в дальнейшем погибают.

При сперматогенезе первичный сперматоцит в зоне созревания тоже дважды делится путем мейоза. Но при этом возникают 4 одинаковых гаплоидных сперматиды. В дальнейшем они путем сложных преобразований (изменения формы, развития хвоста) превращаются в зрелые сперматозоиды.

Оплодотворение

Оплодотворение — это процесс слияния ядер сперматозоида и яйцеклетки и восстановление диплоидного набора хромосом. Оплодотворенная яйцеклетка носит название зиготы. Образование зиготы происходит только при проникновении сперматозоида в яйцеклетку.

Процесс оплодотворения

Этот процесс у разных организмов осуществляется неодинаково. У млекопитающих проникновение сперматозоида в яйцеклетку сопровождается растворением ее оболочки при помощи различных ферментов, выделяемых сперматозоидом.

У многих насекомых яйцеклетки имеют плотную оболочку, и сперматозоид проникает через небольшие отверстия.

У некоторых водных организмов на поверхности яйцеклетки образуется в месте контакта со сперматозоидом небольшой воспринимающий бугорок, который затем втягивается внутрь вместе со сперматозоидом.

Обычно в цитоплазму яйцеклетки проникает только головка сперматозоида с митохондрией и центриолью, а хвост остается снаружи. Оболочка головки растворяется, ядро начинает набухать, пока не достигнет размеров ядра яйцеклетки. Затем оба ядра сближаются и, наконец, сливаются.

Иногда в яйцеклетку одновременно проникает несколько сперматозоидов, но слияние с ядром происходит только у одного из них.

В зиготе все хромосомы становятся парными: в каждой паре гомологичных хромосом одна хромосома принадлежит яйцеклетке, вторая — сперматозоиду. Это явление имеет большое значение для эволюции.

Организм, развивающийся из зиготы, обладает большим диапазоном комбинативной изменчивости, следовательно и более широкими возможностями приспособления к меняющимся условиям внешней среды.

Двойное оплодотворение характерно для цветковых растений.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:)
Загрузка…

Источник: https://animals-world.ru/polovye-kletki/

Половые клетки и их развитие

Половые клетки

Определение 1

Половые клетки (гаметы) – это особые клетки живого организма, которые выполняют функцию передачи наследственной информации от особей родительского поколения к потомкам.

Если неполовые (соматические) клетки организма имеют двойной набор хромосом (диплоидный), то половые клетки имеют одинарный набор хромосом – гаплоидный. Такое распределение хромосом обеспечивает при слиянии гамет (оплодотворении) образование зиготы с диплоидным набором хромосом.

Половые клетки делят на два вида – мужские (спермии у растений и сперматозоиды у животных) и женские (яйцеклетки).У различных видов организмов встречается разное соотношение размеров мужских и женских гамет.

Определение 2

Если обе разновидности гамет практически не отличаются по размеру, такое явление называется изогамией («изос» – «равный, одинаковый»).

Определение 3

Если одна разновидность гамет несколько большая по размеру чем другая, такое явление носит название гетерогамии («гетерос» – «разный, различный»).

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Определение 4

Если яйцеклетка имеет значительные размеры, а сперматозоиды очень мелкие, то это называется оогамией (или овогамией).

Как правило, яйцеклетки неподвижны и могут быть покрыты различными оболочками, имеют значительные размеры, ибо содержат запас питательных веществ для развития зародыша.

Сперматозоиды, как правило, значительно меньше по размеру, чем яйцеклетки. Они имеют небольшую головку, в которой находится ядро.

На переднем конце головки имеется акросома – особая органелла (производное от комплекса Гольджи), которая обеспечивает проникновение сперматозоида в яйцеклетку. За головкой расположена шейка.

За шейкой находится промежуточный отдел, в котором находятся центриоли, окруженные митохондриями. На заднем конце сперматозоида находится жгутик. Растения и некоторые группы животных имеют сперматозоиды без жгутиков (спермии).

В природе существуют виды животных, особи которых имеют только один тип половых желез. Такие животные называются раздельнополыми. Но существуют виды животных, у особей которых формируются и женские и мужские половые клетки. Такое явление называется гермафродизмом. Он свойственен некоторым кишечнополостным, ракообразным, моллюскам.

Сперматогенез

Определение 5

Сперматогенез – это процесс образования и развития мужских половых клеток – сперматозоидов.

Сперматозоиды возникают в мужских половых железах из первичных половых клеток и проходят несколько последовательных стадий: размножение, рост, созревание и формирование.

  • На стадии размножения из первичных половых клеток путем митоза образуется большое количество сперматогониев.
  • На второй стадии из сперматогониев образуются сперматоциты первого порядка, происходит рост клеток.
  • На стадии созревания происходит мейоз.
  • В результате первого мейоза образуются сперматоциты второго порядка. А после второго мейоза – сперматиды.
  • В ходе сперматогенеза из одного диплоидного сперматоцита первого порядка образуется четыре гаплоидных сперматиды.
  • На стадии созревания сперматиды превращаются в сперматозоиды.

Овогенез

Определение 6

Овогенез (оогенез) – это процесс образования, развития и формирования яйцеклеток.

По аналогии со сперматогенезом, овогенез происходит в женских половых железах. Стадии овогенеза аналогичны стадиям сперматогенеза. Но происходящие там процессы несколько отличаются. На стадии размножения из первичных половых клеток образуются овогонии.

На стадии роста происходит увеличение размеров клеток и формирование желтка. Клетки становятся овоцитами первого порядка. На фазе созревания происходит мейоз. После первого мейоза образуется овоцит второго порядка и направляющее (или полярное) тельце.

После второго мейоза образовывается гаплоидная яйцеклетка и еще одно направляющее тельце (первое направляющее дельце также проходит мейоз и дает еще два тельца). Роль направляющих телец – отбор «лишних» хромосом от яйцеклетки.

Кроме того они формируют среду вокруг яйцеклетки.

Таким образом, в результате ряда последовательных процессов формируются половые клетки – гаметы, имеющие гаплоидный набор хромосом и запас питательных веществ в яйцеклетках.

Источник: https://spravochnick.ru/biologiya/polovye_kletki_i_ih_razvitie/

Строение половых клеток

Половые клетки

Одна молодая, но принципиальная учительница биологии однажды поставила двойку ученику, который спутал гаметы с гонадами.

На первый взгляд, всё совершенно справедливо: гаметы — это половые клетки, а гонады – это половые органы.

Но ведь ученик смотрел прямо в корень: функция гонад, или половых органов — это создание половых клеток с целью оплодотворения и продолжения рода. Так что, наверное, можно было бы двойку и не ставить.

Действительно, а можно ли вообще обойтись без гамет, и размножаться без половых клеток? О размножении наедине, или зачем нужны гаметы, рассмотрим ниже.

  • 1 Особенности
  • 2 Отличия
  • 3 Строение
    • 3.1 Сперматозоид
    • 3.2 Яйцеклетка

Особенности

В природе возможно размножение наедине, иногда так и происходит, но только у некоторых видов и при некоторых обстоятельствах. Это явление называется партеногенезом. С помощью партеногенеза могут размножаться тли, некоторые ящерицы. Гораздо более известно почкование у гидры, при котором одно многоклеточное животное превращается в два разных существа.

Важно отметить, что гидра — это примитивное существо, поэтому этот вид размножения для нее можно признать естественным. И то, при возможности гидра старается использовать половое размножение. Что касается ящериц, то в условиях партеногенеза способна к размножению только женская особь.

Из неоплодотворенной яйцеклетки, которая начинает дробиться (от «безысходности»), получается дочь, генетически идентичная своей матери. Поэтому без натяжек партеногенез можно назвать клонированием.

Конечно, так размножаться могут только женские особи, потому что они могут вынашивать потомство. Мужские особи с удовольствием бы проделывали то же самое, но самцы к вынашиванию, и тем более, к рождению потомства не способны.

Также существует копирование генома родительской особи и у растений. Всем известно размножение смородины отводками, а садовой земляники — усами. Но со временем генетический материал истощается, урожай становится меньше, а ящерицы, долгое время не сумевшие найти себе хоть какого–нибудь кавалера, проигрывают битву под солнцем.

Поэтому гаметы (яйцеклетки и сперматозоиды) нужны для того, чтобы обеспечить будущему потомству здоровый и полноценный генетический материал, взятый поровну от отца и от матери. Именно половое размножение позволило возникнуть большому разнообразию признаков, сделало возможным появление эволюции, и снабдило нас самыми разными видами полезных человеку растений и животных.

Образование половых клеток и оплодотворение — это совершенные механизмы поддержания и развития жизни на нашей планете. Но обратимся теперь к половым клеткам человека. В чём их уникальность, и чем они отличаются от обычных клеток, коих в нас многие миллиарды?

Отличия

Человек, изучивший биологию, может дать несколько ответов на вопрос, чем половые клетки человека отличаются от соматических (то есть, от обычных клеток). И в каждом случае он будет прав.

Так, сперматозоиды — это подвижные клетки со жгутиками, которых больше в организме нигде нет, а яйцеклетки определяют менструальный цикл, что тоже больше не делает ни одна клетка в организме.

Всё это правильно.

Но главным отличием гамет от других высокодифференцированных клеток, из которых построен наш организм, является половинное и «перетасованное» содержание наследственного материала. Что это значит?

Известно, что кариотип человека содержит 46 хромосом. Из них 22 хромосомы парные, то есть всего у человека 44 хромосомы, которые кодируют самые разные белки организма. Их называют аутосомами.

Ещё в кариотипе существует 2 непарные хромосомы, которые называются половыми. У женщин эти хромосомы одинаковые — XX, а у мужчины разные — ХУ. Поэтому каждая клетка организма, за исключением гамет, содержит 46 хромосом (аутосомы + половые хромосомы). Этот набор называется двойным, или диплоидным, поскольку можно организовать 22 пары аутосом в каждой клетке.

Поскольку мужская и женская гамета соединяются вместе, то в итоге должно получиться число хромосом — 46. Поэтому половые клетки содержат половинный, или гаплоидный набор. Сколько аутосом в половых клетках человека? Конечно, 23. Парный набор образуется во время оплодотворения.

Кроме гаплоидного набора, гаметы отличаются от соматических клеток ещё и особым типом полового размножения клеток, который называется мейозом.

Если соматические клетки просто делятся пополам, предварительно удвоив свой генетический материал, то при мейозе генетический материал, напротив, уменьшается вдвое.

Конечно, половые клетки человека формируются в особых условиях, и этот процесс намного сложнее, чем деление соматических клеток.

Мейоз характерен для половых клеток не только тем, что позволяет подготовить отдельное «ключик» — сперматозоид и «замочек» — яйцеклетку, но также во время мейоза существуют две очень важные процедуры, которые позволяют избежать накопления мутаций, и освежить генетический материал.

Это так называемое независимое распределение, когда во время мейоза хромосомы расходятся совершенно случайно по разным полюсам клетки, и кроссинговер.

Кроссинговер — это процесс обмена наследственным материалом между хромосомами внутри одной диплоидной пары, которые пока еще не разделились на гаплоидные наборы. После кроссинговера возникают новые комбинации наследственного материала, который случайно так, как тасуется колода карт перед сдачей, попадает в одну гамету. В половых клетках человека эти процессы обязательны.

В результате существенно повышается разнообразие, и следовательно, наследование признаков. После слияния гаплоидных гамет образуется нормальная, диплоидная зигота — или оплодотворенная яйцеклетка. В зиготе уже существует два набора хромосом родителей, и на свет появляется новая особь с уникальным генетическим кодом. Вот чем половые клетки человека отличаются от других его клеток в главном.

Но даже и у полового размножения, с его совершенной перетасовкой и подменой генетического материала, со временем, если его не обновлять, возникают определенные проблемы. О том, что генетический материал постепенно истощается, накапливаются мутации и возникают болезненные особи, человечество узнало давно.

В некоторых не очень развитых изолированных культурах северных народов, где много близкородственного скрещивания, часто почетный гость, проезжающий через племя, должен был разделить ложе с женой хозяина чума. Это был единственный способ подбросить здоровый генетический материал в угасающий от мутаций племенной генофонд.

Строение

Первичные знания о строении половых клеток были получены в давние времена, при попытке создания различных сортов сельскохозяйственных культур, поскольку изучать растительные источники наследственного материала гораздо легче, и можно не обращать внимания на многочисленные запреты, в том числе и религиозного характера.

Мы уже узнали, что половые клетки человека содержат половинное количество хромосом, готовых соединиться вместе. Чтобы произошло оплодотворение, сперматозоид должен суметь донести генетическую информацию до яйцеклетки, а яйцеклетка должна принять в «свое лоно» самого здорового и активного сперматозоида.

Строение половых клеток человека как нельзя лучше показывает, насколько они приспособлены к этой функции. Рассмотрим очень коротко, как устроены сперматозоид и яйцеклетка человека.

Сперматозоид

Сперматозоид является очень мелкой и очень подвижной гаметой. В семенниках ежедневно образуются многие миллионы сперматозоидов, и созревают они каждые 2 месяца. С момента полового созревания и до старости они вырабатываются непрерывно, и в каждый момент времени мужчина располагает большим числом зрелых сперматозоидов. В отличие от женщины, мужчина всегда готов к оплодотворению.

Мужской сперматозоид состоит из головки, шейки, промежуточного отдела и жгутика.

Головка сперматозоида содержит самое главное — гаплоидное число хромосом, сверху головка прикрыта особой шапочкой — акросомой, как лобовой броней. Акросома содержит специальные ферменты, которые перед оплодотворением помогают сперматозоиду растворить поверхность яйцеклетки. Таким образом, акросома — это «химическое оружие».

Коротенькая шейка сперматозоида содержит осевые структуры, или центриоли. Центриоли состоят из микротрубочек, которые формируют жгутик или жесткий каркас все клетки.

Что касается промежуточного отдела, то в нем находится огромное число митохондрий, или энергетических аккумуляторов — батареек.

Сперматозоид должен постоянно бить своим хвостом, и митохондрии должны доставлять большое количество энергии для движения сперматозоидов к яйцеклетке.

Главное, что он должен сделать без утомления — то пройти от влагалища до места оплодотворения (иногда очень далеко, в яичник).

Затем сперматозоиды скапливаются около яйцеклетки, некоторое время совершают свои движения, при этом ориентируются в определённом месте на ее поверхности. После этого начинается проникновение сперматозоидов сквозь множество мембрана яйцеклетки, и на этом этапе «открывания незнакомых дверей» побеждает сильнейший.

Яйцеклетка

Отличие овогенеза от сперматогенеза заключается в том, что сперматозоиды мужчина начинает продуцировать только после полового созревания, а у девочек все яйцеклетки возникают еще во внутриутробном периоде. Говоря простым языком, каждая женщина рождается с совершенно ограниченным набором яйцеклеток, и ни одной новой яйцеклетки после рождения у женщины не возникает.

В отличие от мужчин яйцеклетки (гаметы) у женщин выделяются не постоянно, а циклически, и этот процесс называется овариально-менструальным циклом. Через каждые 28 дней, если не состоялось оплодотворение, то подготовленный эпителий матки за ненадобностью отторгается в виде месячных, и всё начинается сначала.

Если проследить развитие яйцеклетки по дням, то оказывается, что самые первичный фолликул, в котором находится незрелый ооцит, постепенно созревает, увеличивается в размерах, и в конце концов, превращается в зрелый фолликул, или граафов пузырек. Его видно невооружённым глазом, поскольку он возвышается над поверхностью яичника и в поперечнике составляет около одного сантиметра.

После этого созревший фолликул лопается, и яйцеклетка выходит наружу. Так происходит овуляция. Во время овуляции яйцеклетка представляет собой так называемый ооцит второго порядка. Именно этот ооцит второго порядка и содержит гаплоидный набор хромосом.

В процессе созревания ооцитов в яичнике у женщины происходит первое деление мейоза, а второе деление мейоза (с окончательной перетасовкой генетического материала) происходит после оплодотворения. Гаметы у человека образуются в результате мейоза, в отличие от простого деления соматических клеток, которое называется митозом.

Конечно, знания о том, что происходит со сперматозоидом и яйцеклеткой при созревании, могли быть получены только в обществе, где господствует научное мировоззрение, есть предпосылки к совершению открытий, существует материально-техническая база.

В настоящее время эти знания успешно применяются на практике. Стало возможным проведение экстракорпорального оплодотворения, и скоро наступит время, когда не будет никаких наследственных заболеваний, а наука научиться обновлять генетический материал, и это спасет мир от онкологических болезней. Надеемся, что нашим потомкам удастся дожить до этого действительно светлого будущего.

Источник: https://1ivf.info/ru/conception/stroenie-polovyh-kletok

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

    ×
    Рекомендуем посмотреть