Гаметогенез: сперматогенез, овогенез, оплодотворение
Обновлено: 25.04.2024
Презентация на тему: " Тема: «Гаметогенез, оплодотворение» Пименов А.В. Задачи: Дать характеристику гаметогенезу и оплодотворению у животных Задачи: Дать характеристику гаметогенезу." — Транскрипт:
1 Тема: «Гаметогенез, оплодотворение» Пименов А.В. Задачи: Дать характеристику гаметогенезу и оплодотворению у животных Задачи: Дать характеристику гаметогенезу и оплодотворению у животных
2 Гаметогенез В образовании гамет различают три фазы: фазу размножения, фазу роста, фазу созревания. В сперматогенезе имеется еще одна фаза фаза формирования. Гаметогенез это процесс развития половых клеток гамет. Этапы гаметогенеза Процесс образования сперматозоидов называется сперматогенезом, а образование яйцеклеток овогенезом.
3 Фаза размножения: Диплоидные клетки многократно делятся митозом. Их называют овогонии и сперматогонии. Набор хромосом 2n. Фаза роста: Сущность этой фазы рост сперматогоний и овогоний, кроме того, в эту фазу происходит репликация ДНК, каждая хромосома становится двухроматидной (2n 4с). Образовавшиеся клетки называются овоциты 1-го порядка и сперматоциты 1-го порядка. Гаметогенез
4 Фаза созревания: Сущность фазы мейоз. В первое мейотическое деление вступают гаметоциты 1-го порядка. В результате первого мейотического деления образуются гаметоциты 2-го порядка (набор хромосом n2с), которые вступают во второе мейотическое деление, и образуются клетки с гаплоидным набором хромосом (nc). Овогенез на этом этапе практически заканчивается, а сперматогенез включает еще одну фазу, во время которой сперматозоиды приобретают свою специфическую структуру. Гаметогенез
6 Во время периода полового созревания диплоидные клетки в семенных канальцах семенников делятся митотически, в результате чего образуется множество более мелких клеток, называемых сперматогониями. Клетки Сертоли обеспечивают механическую защиту, опору и питание развивающихся гамет. Лейдиговы клетки образуют мужские половые гормоны. Сперматогонии вступают в фазу роста и увеличивается в размерах. Увеличившиеся в размерах сперматогонии называются сперматоцитами 1-го порядка. Сперматогенез
7 Период созревания начинается тогда, когда сперматоцит 1-го порядка подвергается первому мейотическому делению, в результате чего образуются два сперматоцита 2-го порядка. Затем эти вновь образовавшиеся клетки делятся (второе мейотическое деление), и в результате образуются гаплоидные сперматиды. Таким образом, из одного сперматоцита 1-го порядка возникают четыре гаплоидных сперматиды. Сперматогенез
8 Период формирования сперматозоидов характеризуется тем, что первично шаровидные сперматиды превращаются в сперматозоиды. Процесс превращения сперматид в сперматозоиды называется спермиогенезом. Сперматогенез
9 Аппарат Гольджи перемещается к одному из полюсов ядра и образует акросому. Центриоли занимают место у противоположного полюса ядра. У основания жгутика в виде спирального чехла концентрируются митохондрии. Почти вся цитоплазма сперматиды отторгается. Сперматогенез
10 Что происходит в зоне размножения при сперматогенезе? Диплоидные клетки многократно делятся митозом. Их называют сперматогонии. Набор хромосом 2n. Что происходит в зоне роста и созревания при сперматогенезе? В зоне роста – накопление питательных веществ, рост и репликация ДНК, в зоне созревания – мейоз. Какой набор хромосом и ДНК после первого и второго деления мейоза? После первого n2c, после второго nc. Что такое сперматогонии? Сперматоциты 1-го и сперматоциты 2-го порядка? Сперматогонии – предшественники гамет в зоне размножения, сперматоциты 1-го порядка – клетки, вступающие в первое деление мейоза, сперматоциты 2-го порядка – клетки, вступающие во второе деление мейоза. Каковы функции клеток Сертоли? Обеспечивают механическую защиту, опору и питание развивающихся гамет. Каковы функции Лейдиговых клеток? Образуют мужские половые гормоны. Что такое акросома? Видоизмененный комплекс Гольджи в головке сперматозоида. Содержит ферменты, необходимые для растворения оболочек яйцеклетки. Подведем итоги:
13 Все периоды развития яйцеклеток осуществляются у животных в яичниках. В отличие от образования сперматозоидов, которое происходит только после достижения половой зрелости (в частности, у позвоночных животных), процесс образования яйцеклеток начинается еще у зародыша. Период размножения полностью осуществляется на зародышевой стадии развития и заканчивается к моменту рождения (у млекопитающих и человека). Овогенез
15 1.Зона размножения. Овогонии подвергаются митотическому делению. 2.Зона роста. Дочерние клетки, возникшие в результате деления овогоний, после репликации ДНК называются овоцитами 1-го порядка (2n4c). Овоциты увеличиваются в размерах, накапливая питательные вещества. 3.Зона созревания. Овоциты 1-го порядка вступают в профазу I, которая останавливается на стадии диплотены. Происходит выпетливание «генов домашнего хозяйства», хромосомы имеют вид «ламповых щеток». Овогенез
16 В лет ежемесячно один из овоцитов 1-го порядка продолжает мейоз. В результате первого мейотического деления возникают две дочерние клетки. Одна из них, относительно мелкая, называется первым полярным тельцем, а другая, более крупная – овоцит 2-го порядка. Овогенез
17 Второе деление мейоза осуществляется до стадии метафазы II и продолжится только после того, как ооцит 2-го порядка вступит во взаимодействие со сперматозоидом, и произойдет оплодотворение. Таким образом, из яичника выходит, строго говоря, не яйцеклетка, а овоцит 2-го порядка. Лишь после оплодотворения он делится, в результате чего возникает яйцеклетка (или яйцо) и второе полярное тельце. Однако традиционно для удобства яйцеклеткой называют овоцит 2-го порядка, готовый к взаимодействию со сперматозоидом. Таким образом, в результате овогенеза образуется одна нормальная яйцеклетка и три полярных тельца. Овогенез
19 Яйцеклетка млекопитающих была открыта в 1821 году К.М.Бэром. Окончательное созревание яйцеклетки происходит уже после оплодотворения, поэтому фактически зрелой яйцеклетки не существует. Размер яйцеклеток колеблется в широких пределах от нескольких десятков микрометров до нескольких сантиметров (яйцеклетка человека около 100 мкм, яйцо страуса, имеющее длину со скорлупой порядка 155 мм тоже яйцеклетка). У большинства животных яйцеклетки имеют дополнительные оболочки, располагающиеся поверх цитоплазматической мембраны. В зависимости от происхождения различают: Первичные оболочки, возникающие в результате выделения ооцитом и, возможно, фолликулярными клетками веществ, образующих слой, контактирующий с наружной цитоплазматической мембраной яйцеклетки. У млекопитающих эта оболочка называется блестящей. Овогенез
20 Вторичные оболочки, образованные выделениями фолликулярных клеток яичника. Имеются не у всех яиц. Вторичная оболочка яиц многих насекомых, например, содержит канал микропиле, через который сперматозоид проникает в яйцеклетку. Третичные оболочки, образующиеся за счет деятельности специальных желез яйцеводов. Например, у птиц происходит образование белковой, подскорлуповой пергаментной, скорлуповой и надскорлуповой оболочек. Вторичные и третичные оболочки, как правило, образуются у яйцеклеток животных, зародыши которых развиваются во внешней среде. Их строение соответствует условиям среды. Овогенез
21 Поскольку у млекопитающих наблюдается внутриутробное развитие, их яйцеклетки имеют только первичную оболочку, поверх которой располагается лучистый венец слой фолликулярных клеток, доставляющих к яйцеклетке питательные вещества. В зависимости от количества желтка, содержащегося в яйцеклетках, различают: алецитальные яйца (млекопитающие, плоские черви); изолецитальные яйца (ланцетник, морской еж); умеренно телолецитальные яйца (рыбы, земноводные); резко телолецитальные яйца (птицы). Овогенез
22 В связи с накоплением питательных веществ, у яйцеклеток появляется полярность. Противоположные полюсы называются вегетативным и анимальным. Поляризация у разных животных выражена неодинаково и зависит от количества и распределения желтка. Овогенез
23 Различают два типа оплодотворения: наружное, при котором встреча сперматозоидов и яйцеклеток происходит во внешней среде; внутреннее, при котором встреча сперматозоидов и яйцеклеток происходит в половых путях самки (пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие). Чаще всего сперматозоид полностью втягивается в яйцо, иногда жгутик остается снаружи и отбрасывается. С момента проникновения сперматозоида в яйцо гаметы перестают существовать, так как образуют единую клетку зиготу. Ядро сперматозоида набухает, его хроматин разрыхляется, ядерная оболочка растворяется, и он превращается в мужской пронуклеус. Оплодотворение
24 Пронуклеусы перемещаются к центру яйцеклетки, происходит репликация ДНК, и после их слияния набор хромосом и ДНК зиготы становится 2n4c. Объединение пронуклеусов и представляет собой собственно оплодотворение. Таким образом, оплодотворение заканчивается образованием зиготы с диплоидным ядром. Оплодотворение необратимый процесс, то есть однажды оплодотворенное яйцо не может быть оплодотворено вновь. Это происходит одновременно с завершением второго деления мейоза ядра яйцеклетки, которое возобновилось благодаря оплодотворению. Постепенно ядро яйцеклетки превращается в женский пронуклеус. Оплодотворение
25 Когда происходит деление овогоний у человека (в зоне размножения)? Еще до рождения, начиная с трехмесячного возраста плода. На какой стадии останавливается деление овоцита первого порядка? Овоциты 1-го порядка вступают в профазу I, которая останавливается на стадии диплотены. Что образуется из овоцита первого порядка после первого деления созревания? Овоцит второго порядка и первое полярное тельце. На какой стадии происходит овуляция овоцита второго порядка? На стадии метафазы - 2. Когда завершается второе деление мейоза? После проникновения сперматозоида делится первое полярное тельце и заканчивается деление овоцита второго порядка. Что образуется в результате двух делений мейоза из овоцита? Яйцеклетка и три полярных тельца. Каков смысл таких неравномерных делений? Сохранение питательных веществ у одной клетки - яйцеклетки. Какие оболочки различают в яйцеклетке? Блестящую и лучистую. Подведем итоги:
26 У каких животных алецитальные яйцеклетки? У млекопитающих. У каких животных изолецитальные яйцеклетки? У ланцетника, морского ежа. У каких животных умеренно телолецильные яйцеклетки? У рыб и земноводных. У каких животных резко телолецитальные яйцеклетки? У птиц и пресмыкающихся. Какой полюс яйцеклетки называется анимальным? Вегетативным? Полюс, на котором активная цитоплазма с ядром – анимальный, противоположный, с большим количеством желтка – вегетативный. Какое оплодотворение называется наружным? Внутренним? Если оплодотворение происходит в воде – наружное, если в половых путях самки - внутреннее. На какой день месячного цикла происходит овуляция яйцеклетки? На 14 день. Какое время после овуляции яйцеклетка способна к оплодотворению? До 48 часов. Подведем итоги:
Сперматогенез и овогенез
Гаметогенезом называют процесс образования половых клеток (гамет). Этот процесс происходит у мужских и женских особей в гонадах (половых железах), представленных семенниками (яичками) и яичниками.
Гаметы (n) образуются в результате мейоза из клеток-предшественников (2n, как у соматических клеток). Половые клетки гаплоидны, то есть имеют в два раза меньшее число хромосом, чем клетки-предшественники. Мужская (n) и женская (n) гаметы, сливаясь друг с другом в процессе оплодотворения, образуют зиготу (2n).
Таким образом, за счет гаплоидности гамет (в результате мейоза) поддерживается постоянное количество хромосом в ряду поколений, не происходит их удвоения.
Процессы сперматогенеза и овогенеза (оогенеза) требуют нашего более детального изучения.
Сперматогенез (греч. sperma – семя + genesis – зарождение)
В ходе фазы размножения диплоидные сперматогенные клетки (2n2c) многократно делятся митозом, в результате образуются сперматогонии (2n2c) - стволовые клетки. Часть сперматогоний вступает в последующее митотическое деление, образуя такие же сперматогонии (2n2c).
Половые клетки в этой фазе называются сперматоцитами I порядка, они теряют способность к митотическому делению.
В этот период клетка растет, увеличивается количество органоидов и цитоплазмы. Происходит подготовка к мейозу, который начинается в следующей фазе - созревания.
На фазу роста приходится S-период: происходит удвоение ДНК, в результате чего набор хромосом сперматоцита I порядка становится (2n4c).
Происходит первое деление мейоза (мейоз I). В результате из сперматоцитов I порядка (2n4c) образуются сперматоциты II порядка (n2c). Между мейозом I и мейозом II практически отсутствует интерфаза, поэтому сперматоциты II порядка (n2c) сразу же вступают в мейоз II, в результате которого образуются сперматиды (nc).
Итак, в фазу созревания происходят первое и второе деления мейоза, которые приводят к тому, что образовавшаяся клетка - сперматида - имеет гаплоидный набор хромосом (nc).
В этой фазе у каждой сперматиды отрастает жгутик, после чего они получают полное право называться сперматозоидами. У основания жгутика концентрируются митохондрии - "энергетические станции клетки", которые всегда будут готовы предоставить АТФ для его активной работы.
Овогенез, или оогенез (греч. ōón — яйцо + genesis – зарождение)
Оогенезом называют процесс формирования женских гамет (половых клеток) - яйцеклеток. Он активируется в женском организме в период полового созревания (под действием женских половых гормонов) и длится до менопаузы (45-55 лет).
В результате многократных делений клеток яичника образуются стволовые клетки - овогонии (2n2c).
Половые клетки в этой фазе называются ооцитами I порядка, они теряют способность к митотическому делению.
В овогенезе эта фаза отличается более длительной продолжительностью, по сравнению с такой же фазой в сперматогенезе. Клетки накапливают большой запас питательных веществ. В этот период происходит удвоение ДНК в S-периоде - набор хромосом и ДНК ооцитов I порядка становится 2n4c.
Ооциты I порядка (2n4c) вступают в первое деление мейоза, в результате которого образуются ооциты II порядка (n2c) и первое полярное (направительное) тельце, которое не несет большой функциональной значимости и подвергается дегенерации.
Второе деление мейоза начинается только после взаимодействия овоцита II порядка (n2c) со сперматозоидом. В результате этого образуется яйцеклетка (nc) и второе полярное тельце, которое также подвергается дегенерации.
Строго говоря, при овуляции из яичников выходит не "яйцеклетка", а ооцит II порядка, который ждет встречи со сперматозоидом для продолжения деления и развития будущего зародыша. Если такого взаимодействия не происходит, то яйцеклетка подвергается дегенерации.
Оплодотворение
Оплодотворение - ключевой процесс полового размножения, обусловленный слиянием сперматозоида и яйцеклетки. После оплодотворения в результате ряда стадий образуется эмбрион.
Сперматозоид (nc) обладает положительным химическим таксисом к яйцеклетке (nc). Оплодотворение - слияние сперматозоида с яйцеклеткой и образование зиготы (2n2c).
При внутреннем оплодотворении сперматозоид сливается с яйцеклеткой в женских половых путях, куда самец вводит семенную жидкость со сперматозоидами.
При внешнем оплодотворении сперматозоид сливается с яйцеклеткой вне половых путей самки, например, у двустворчатых моллюсков оплодотворение происходит в мантийной полости самки.
Внешнее оплодотворение характерно для рыб, земноводных, моллюсков. Внутреннее - для пресмыкающихся, птиц и млекопитающих.
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Гаметогенез: сперматогенез, овогенез, оплодотворение
Гаметогенез: сперматогенез, овогенез, оплодотворение
Примордиальные половые клетки можно обнаружить на четвертой неделе развития за пределами зародыша в эндодерме желточного мешка. Оттуда они мигрируют в течение шестой недели в половые гребешки и объединяются с соматическими клетками, формируя примитивные гонады, которые вскоре дифференцируются в яички или яичники, в зависимости от состава половых хромосом зиготы (XY или XX).
И при сперматогенезе, и при овогенезе происходит мейотическое деление, однако имеются важные различия в его деталях и сроках, что может иметь клинические и генетические последствия для потомства. Женский мейоз начинается рано в ходе эмбрионального развития в ограниченном количестве клеток. Напротив, мужской мейоз происходит непрерывно во многих клетках в течение всей взрослой жизни мужчины.
Непосредственно изучать мейоз человека весьма затруднительно. У женщин основные этапы мейоза происходят в яичниках плода, в овоцитах перед овуляцией и после оплодотворения. Хотя клетки после оплодотворения можно изучать in vitro, доступ к более ранним этапам ограничен.
Добыть тестикулярный материал для исследования мужского мейоза менее сложно, так как биопсию яичка включают в обследование многих мужчин, посещающих клиники по лечению бесплодия. Получено множество сведений о цитогенетических, биохимических и молекулярных механизмах нормального мейоза и причинах и последствиях мейотических нарушений.
Сперматогенез
Сперматозоиды формируются в семенных канальцах яичек после достижения полового созревания. Канальцы заполнены сперматогониями на разных ступенях дифференцировки. Эти клетки происходят из первичных половых клеток в результате длинной серии митозов. Последним типом клетки в последовательности сперматогенеза являются первичные сперматоциты, которые вступают в первое деление мейоза, формируя два гаплоидных вторичных сперматоцита.
Вторичные сперматоциты быстро проходят второе деление мейоза, образуя две сперматиды, которые без дальнейшего деления созревают в сперматозоиды. У человека этот процесс занимает около 64 дней. Образуется огромные количество сперматозоидов, обычно около 200 млн на одно семяизвержение, а в течение целой жизни примерно 1012, для чего необходимы многие сотни предшествующих митозов.
Овогенез
В отличие от сперматогенеза, который начинается при достижении половой зрелости и продолжается всю жизнь, овогенез начинается еще в ходе пренатального периода. Яйцеклетка развивается из овогониев, клеток в коре яичника, происходящих из первичных половых клеток в результате примерно 20 митозов. Каждый овогоний — центральная клетка в развивающемся фолликуле.
Примерно на третьем месяце внутриутробного развития овогоний зародыша начинают образовывать первичные овоциты, большинство из которых входит в профазу первого деления мейоза. Процесс овогенеза не синхронизирован, и как ранние, так и конечные его этапы сосуществуют в яичниках плода. На момент рождения девочки имеется несколько миллионов овоцитов, но в основном они деградируют.
Созревают и овулируют в конечном счете всего около 400 яйцеклеток. Первичные овоциты практически завершают профазу первого деления мейоза к моменту рождения, и те из них, которые не подвергаются дегенерации, остаются в этой фазе довольно долго, до овуляции в ходе менструального цикла.
С наступлением половой зрелости отдельные фолликулы примерно один раз в месяц начинают расти, созревать и овулировать. Перед овуляцией овоцит быстро завершает деление мейоза I таким образом, что одна клетка-потомок становится вторичным овоцитом (или яйцеклеткой), содержащим почти всю цитоплазму с органеллами, а вторая превращается в первое направительное (полярное) тельце.
Быстро начинается второе деление мейоза, во время овуляции доходит до стадии метафазы, где процесс деления приостанавливается, завершаясь в случае наступления оплодотворения.
Оплодотворение у человека
Оплодотворение яйцеклетки обычно происходит в фаллопиевых трубах в течение примерно суток после овуляции. Хотя около яйцеклетки может присутствовать множество сперматозоидов, проникновение в яйцеклетку первого же из них запускает цепочку биохимических событий, предотвращающих проникновение других сперматозоидов.
За оплодотворением следует завершение второго деления мейоза с образованием второго полярного тельца. Хромосомы оплодотворенного яйца и сперматозоида образуют пронуклеусы, окруженные ядерной мембраной. Вскоре после оплодотворения хромосомы зиготы удваиваются и она делится митозом, формируя две диплоидных дочерних клетки. Это первый митоз в серии дроблений, инициирующий процесс развития эмбриона.
Хотя развитие начинается с образования зиготы (зачатия), в клинической медицине начало и длительность беременности обычно рассчитывают от начала последнего менструального цикла, примерно за 14 дней до зачатия.
Учебное видео: мейоз и его фазы
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
3. Образование половых клеток
У многоклеточных водорослей, многих грибов и споровых растений гаметы образуются в специальных органах полового размножения: женские — в архегониях, мужские — в антеридиях.
У большинства животных образование гамет происходит в половых железах: сперматозоиды формируются в семенниках, а яйцеклетки — в яичниках.
Существуют раздельнополые и обоеполые виды. Раздельнополые организмы продуцируют только один вид гамет, обоеполые — оба вида.
Гермафродитизм возник как приспособление к сидячему, малоподвижному или паразитическому образу жизни. Он встречается у кишечнополостных, плоских и кольчатых червей, моллюсков и у большинства растений.
Преимуществом гермафродитизма является возможность самооплодотворения при наличии только одной особи. Но у большинства гермафродитных организмов происходит перекрёстное оплодотворение между разными особями.
Сперматогенез происходит в семенниках. В них имеются семенные канальцы, в которых образуются и развиваются сперматозоиды.
В процессе образования сперматозоидов выделяют четыре периода (стадии): размножение, рост, созревание и формирование.
В период размножения происходит многократное митотическое деление первичных половых клеток (сперматогоний). При этом сохраняется диплоидный набор хромосом \(2n2c\).
Затем наступает период роста: образовавшиеся клетки несколько увеличиваются в размерах, в них удваиваются молекулы ДНК. Сперматогонии превращаются в сперматоциты первого порядка с хромосомным набором \(2n4c\).
В период созревания происходят два деления мейоза. После первого деления из одного сперматоцита первого порядка образуются два сперматоцита второго порядка (\(1n2c\)), а после второго — четыре сперматида (\(1n1c\)).
Оогенез ( овогенез ) происходит в яичниках и в отличие от сперматогенеза начинается ещё до рождения женского организма.
В период размножения первичные половые клетки (оогонии) делятся митозом. При этом диплоидный набор хромосом \(2n2c\) сохраняется, но клеток образуется значительно меньше, чем при сперматогенезе. Период размножения заканчивается до рождения женской особи. К этому времени образуется около \(30\) тысяч первичных половых клеток.
У половозрелой женской особи периодически начинается дальнейшее развитие отдельных оогоний. В период роста объём клетки значительно увеличивается за счёт синтеза и накопления веществ. Происходит удвоение ДНК. Образуется ооцит первого порядка (\(2n4c\)).
В период созревания происходит два деления мейоза. После первого деления из одного ооцита первого порядка образуются одна крупная гаплоидная клетка (ооцит второго порядка (\(1n2c\))) и одна маленькая (полярное, или направительное, тельце).
Образовавшийся ооцит выходит из яичника в брюшную полость и попадает в маточную трубу — происходит овуляция.
В маточной трубе клетка совершает второе мейотическое деление, в результате которого ооцит образует яйцеклетку (\(1n1c\)) и ещё одно полярное тельце. Первое полярное тельце, как правило, тоже делится.
При оогенезе из одной первичной половой клетки образуются одна яйцеклетка и три полярные тельца, которые вскоре разрушаются.
20. Гаметогенез (овогенез, сперматогенез), его периоды.
Гаметогенез-развитие половых клеток - гамет. Развитие мужских половых клеток называется - сперматогенез, а женских – овогенез.
Развитие сперматозоидов происходит в извитых канальцах семенника.
В сперматогенезе, как и в овогенезе, различают несколько периодов.
Период размножения(2с2п). из первичных половых клеток путем митоза образуются сперматогонии округлую форму, относительно большое ядро и небольшое количество цитоплазмы,
Период роста(4с2n). происходит рост половых клеток, интерфаза мейоза (репликация ДНК), накопление питательных веществ, образующиеся сперматоцитов I порядка Ядро их проходит стадию профазы мейоза I, т.е. совершается конъюгация гомологичных хромосом, кроссинговер и образуются биваленты.
Период созревания(2с 1n) происходит в два последовательных митотических деления. В результате первого деления из каждого сперматоцита I порядка образуются два сперматоцита II порядка, а после второго деления – 4 одинаковые по размерам сперматиды – мелкие округлые клетки. При этих делениях происходит уменьшение (редукция) числа хромосом вдвое (сДНК, n хромосом).
Период формирования превращаются в сперматозоиды
Овогенез протекает в яичнике и включает периоды размножения, роста, созревания.
В период размножения из зачатковых клеток гонобластов путем митозов увеличивается число диплоидных половых клеток – овогоний. Этот период завершается до рождения. Большая часть клеток гибнет.
Период роста(4с 2n). – объем клеток увеличивается в сотни раз за счет накопления желтка и образуется овоцит I порядка. Происходит репликация ДНК
Овоциты I порядка вступают в профазу I деления мейоза. Эта фаза у человека длится до полового созревания. С момента полового созревания происходит завершение первого деления мейоза и образуется маленькая клетка – направительное тельце и крупный овоцит II порядка (2с 1n). После второго деления мейоза овоцит II порядка снова делится и образуется 1 овотида (гаплоидная яйцеклетка) и направительное тельце. Первое направительное тельце тоже делится на два. Образующиеся направительные клетки затем исчезают.
У позвоночных рост овоцитов сопровождается образованием вокруг него фолликулярных клеток, которые регулируют синтез желтка в клетке, а на поздних стадиях овогенеза секретируются гормоны, индуцирующие созревание овоцита, фолликулярный слой выполняет защитную функцию. У человека мейоз завершается после оплодотворения.
21. Мейоз, цитологическая и цитогенетическая характеристика. Отличие мейоза от митоза.
Мейоз (редукционное деление) – способ деления клетки, который сопровождается уменьшением числа хромосом
Мейоз представляет собой последовательность двух делений.
Интерфаза 1- происходит репликация ДНК, активный синтез. Стадия короткая
Профаза 1 Лептотена – начинают конденсироваться хромосомы, имеют вид тонких длинных нитей. Зиготена – попарное соединение гомологичных хромосом КОНЪЮГАЦИЯ. Пахитена –усиливанная спирализации хромосомы. КРОССИНГОВЕР Диплотена – начинается процесс расхождения и отталкивания гомологичных хромосом Диакинез – происходит дальнейшая спирализация и ещё большее отталкивание хромосом, исчезают ядерная оболочка, ядрышко, образуется веретено деления – 4с 2п. Также возможно появление еще одна стадия: диктиотена- только у девочек при образовании овоцита.
Метафаза 1 4с 2п.. Происходит выстраивание бивалентов по экватору, они образуют экваториальную пластинку -
Анафаза 1. 4с 2п.К полюсам расходятся гомологичные хромосомы, а не хроматиды, как при митозе
Телофаза 1 2с п.Происходит деление цитоплазмы и образование двух клеток –
Интерфаза2 п2с Очень не продолжительна и редупликации ДНК не происходит.
Профаза 2 1п2с Центриоли расходятся к полюсам клетки, от центриолей начинают формироваться микротрубочки, которые тянутся от одного полюса к другому и по направлению к экватору клетки, образуя веретено деления. растворяются ядрышки, ядерная оболочка. К центромерам хромосом прикрепляются нити веретена деления, хромосомы спирализуются и устремляются к центру клетки. Метафаза 2 Короткая фаза, хромосомы располагаются на экваторе клетки, центромеры всех хромосом располагаются в экваториальной плоскости. Это стадия наибольшей спирализации хромосом, когда их удобнее всего изучать.
Анафаза 2- 2с 2п К полюсам расходятся хроматиды, из которых состоят хромосомы. Причём, хроматиды могут быть различны по генетическим свойствам вследствие произошедшего кроссинговера.
Телофаза2 1с 1п Происходит образование двух дочерних гаплоидных клеток
1.Редукция числа хромосом и количества ДНК в ядре половых клеток.
2.Перекомбинация генетического материала в результате кроссинговера приводит к генетической изменчивости будущего потомства. Перекомбинация – источник комбинативной изменчивости организма, дающий материал для отбора, который действует в ходе эволюции
Отличие митоза от мейоза:
1-Митоз происходит в соматических клетках, мейоз – в половых.
2-При митозе происходит одно деление клетки, мейоз предполагает деление в две стадии.
3-В результате мейоза происходит уменьшение числа хромосом в 2 раза, в процессе митоза – увеличение.
4-В мейозе происходит кроссинговер и конъюгация.
22. Оплодотворение, биологическое значение. Партеногенез, его формы. Гиногенез и андрогенез. Половой диморфизм, его генетическое, морфологическое значение, эндокринное и поведенческое выражение.
Оплодотворение – процесс слияния мужской и женской гамет, приводящее к образованию зиготы. При оплодотворении взаимодействуют мужская и женская гаплоидные гаметы, при этом сливаются их ядра (пронуклеусы), объединяются хромосомы, и возникает первая диплоидная клетка нового организма – зигота. Начало оплодотворения – момент слияния мембран сперматозоида и яйцеклетки, окончание оплодотворения – момент объединения материала мужского и женского пронуклеусов.
Оплодотворение происходит в дистальном отделе маточной трубы и проходит 3 стадии:
I стадия – дистантное взаимодействие, включает в себя 3 механизма:
· хемотаксис – направленное движение сперматозидов навстречу к яйцеклетке (гинигамоны 1,2);
· реотаксис – движение сперматозоидов в половых путях против тока жидкости;
· капацитация – усиление двигательной активности сперматозоидов, под воздействием факторов женского организма (рН, слизь и другие).
II стадия – контактное взаимодействие, за 1,5–2 ч сперматозоиды приближаются к яйцеклетке, окружают ее и приводят к вращательным движениям, со скоростью 4 оборота в минуту. Одновременно из акросомы сперматозоидов выделяются сперматозилины, которые разрыхляют оболочки яйцеклетки. В том месте где оболочка яйцеклетки истончается максимально происходит оплодотворение, оволемма выпячивается и головка сперматозоида проникает в цитоплазму яйцеклетки, занося с собой центриоли, но оставляя снаружи хвостик.
III стадия – проникновение, самый активный сперматозоид приникает головкой в яйцеклетку, сразу после этого в цитоплазме яйцеклетки образуется оболочка оплодотворения, которая препятствует полиспермии. Затем происходит слияние мужского и женского пронуклеусов, этот процесс носит название синкарион. Этот процесс (сингамия) и есть собственно оплодотворение, появляется диплоидная зигота (новый организм, пока одноклеточный).
Условия необходимые для оплодотворения:
· концентрация сперматозоидов в эякуляте, не менее 60 млн в 1 мл;
· проходимость женских половых путей;
· нормальная температура тела женщины;
· слабощелочная среда в женских половых путях.
Биологическое значение оплодотворения состоит в том, что при слиянии мужских и женских половых клеток, происходящих обычно из разных организмов, образуется новый организм, несущий признаки отца и матери. При образовании половых клеток в гаметы с разным сочетанием хромосом, поэтому после оплодотворения новые организмы могут сочетать в себе признаки обоих родителей в самых различных комбинациях. В результате этого происходит колоссальное увеличение наследственного разнообразия организмов.
Партеногенез —женские половые клетки (яйцеклетки) развиваются во взрослый организм без оплодотворения. Из оплодотворённых яйцеклеток развиваются самки, а из неоплодотворённых — самцы, партеногенез способствует регулированию численных соотношений полов (например, у пчёл).
Половой деморфизм — анатомические различия между самцами и самками одного и того же биологического вида, не считая половых органов.
Генетический аспект
Формирование половых морфологических и функциональных половых признаков определяется наличием в кариотипе данной особи в 23 паре хромосом X - или У-хромосомы. Особи, имеющие кариотип ХУ, развиваются по мужскому типу и у них формируются мужские половые признаки. Особи, имеющие кариотип XX, развиваются по женскому типу.
Морфофизиологический Половой диморфизм может проявляться в различных физическихпризнаках, например:Размер. Волосяной покров. Окраска. Кожа. Зубы.
Эндокринный На организменном уровне половой диморфизм проявляется в половых признаках. Выделяют первичные половые признаки и вторичные. К первичным половым признакам относят внутренние половые органы (половые железы (семенники и яичники) вместе с проводящими путями (семяпроводы и яйцепроводы), маткой) и внешние половые органы
Поведенческий Под половым диморфизмом понимают подразделение людей на лиц женского и мужского пола (мужчин и женщин). Наличие в природе полового диморфизма вообще отражает различия в задачах, решаемых в процессе полового размножения мужской и женской особью. У человека с появлением культуры половой диморфизм стал проявляться и в разделении труда, или вернее экологических функций в популяции (добывание пищи, рождение и воспитание потомства, приготовление пищи, постройка жилья и так далее).
23. Онтогенез, его типы и периоды.
Онтогенез – процесс индивидуального развития особи от зиготы при половом размножении до конца жизни. Термин «онтогенез» в 1866г. предложил немецкий ученый Э. Геккель. В основе онтогенеза лежит реализация наследственной информации на всех этапах развития.
Различают 3 типа онтогенеза:
1-Прямое развитие (неличиночное) характерно для рыб, рептилий, птиц.
2-Непрямое развитие (личиночное). Личиночный тип развития сопровождается метаморфозом, который характеризуется структурными преобразованиями особи. Различают развитие с неполным метаморфозом: 3 стадии (земноводные, прямокрылые) и с полным метаморфозом: 4 стадии (двукрылые, чешуекрылые).
3-Внутриутробное развитие (млекопитающие, человек).
Онтогенез многоклеточных организмов подразделяют на 3 периода:
- Прогенез (предэмбриональный) – формирование гамет, их слияние и образование зиготы.
- Эмбриогенез (эмбриональный) – начинается с момента образования зиготы и заканчивается рождением или выходом из яйцевых оболочек.
- Постэмбриональный период начинается после рождения или выхода из яйцевых оболочек и завершается старением и смертью.
Читайте также: