On

Стадии развития половых клеток

Posted by admin

У позвоночных животных женские половые клетки образуются в половых железах — яичниках, а мужские — в семенниках. Именно в половых железах из исходных диплоидных клеток образуются гаплоидные гаметы.

*Формирование зрелых сперматозоидов в организме млекопитающих начинается с наступлением половой зрелости, а яйцеклеток — во внутриутробном периоде развития женского организма.

Рис 53 Схема развития половых клеток
Период размножения МИТОЗ
Период роста интерфаза
Период созревания профаза-I метафаза-I
анафаза-I телофаза-I

МЕЙОЗ

профаза-II метафаза-II
анафаза-II телофаза-II

Период формирования Формирование половых клеток

В развитии половых клеток выделяют несколько стадий (рис.53). Первую стадию развития половых клеток называют размножением. Для этой стадии характерно деление диплоидных клеток путем митоза При этом из каждой материнской клетки образуются две дочерние диплоидные клетки. За счет митозов увеличивается число клеток.

Затем наступает стадия роста. В этот период размеры клеток увеличиваются. Клетки находятся в состоянии интерфазы. В них синтезируются белки, углеводы, липиды, АТФ, удваиваются хромосомы.

На стадии созревания клетки делятся путем мейоза. Число хромосом уменьшается вдвое, и из каждой диплоидной клетки образуются четыр 1000 е гаплоидные дочерние клетки.

У особей мужского пола все образовавшиеся в результате мейоза клетки одинаковые, полноценные У особей женского пола только в одной клетке — яйцеклетке — накапливается большой запас питательных веществ, необходимых для развития будущего зародыша, остальные три маленькие клетки в дальнейшем погибают.

Развитие половых клеток завершается периодом формирования, во время которого образуются гаметы — сперматозоиды и яйцеклетка.

Своеобразно происходит формирование половых клеток у покрытосеменных растений. Гаметы образуются в тычинках и пестиках. В пыльниках тычинки содержится много диплоидных клеток, каждая из которых делится путем мейоза В результате из каждой диплоидной клетки образуются четыре гаплоидные, превращающиеся в пыльцевые зерна На этом процесс формирования пыльцы не заканчивается Гаплоид-ное ядро каждого пыльцевого зерна делится путем митоза Так образуются две гаплоидные клетки — генеративная и вегетативная Генеративная клетка еще раз делится путем митоза, в результате чего образуются два гаплоидных спермия. Спермии — мужские гаметы Они неподвижны, так как лишены жгутиков и доставляются к семязачатку через пыльцевую трубку

Таким образом, зрелое пыльцевое зерно содержит три клетки: вегетативную, или клетку пыльцевой трубки, и два спермия.

В завязи расположен семязачаток, в котором формируется женская половая клетка. В семязачатке из одной диплоидной клетки в результате мейоза образуются четыре гаплоидные клетки. Три клетки погибают, а одна оставшаяся трижды делится путем митоза. Так возникает восемь гаплоидных клеток, которые образуют зародышевый мешок. Одна из них превращается в яйцеклетку, две клетки сливаются и образуют диплоидную клетку — вторичное ядро зародышевого мешка. Оставшиеся пять клеток играют вспомогательную роль, образуя стенку зародышевого мешка.

Процесс образования половых клеток называется гаметогенезом

Яйцеклетки и сперматозоиды, как правило, имеют гаплоидный (одинарный) набор хромосом. Они обра­зуются в половых железах из первичных диплоидных половых клеток.

Процесс образования половых клеток проходит ряд последовательных стадий: размножения, роста, созре­вания и формирования.

На стадии размноженияпервичные половые клетки делятся путем последовательных митозов, в ре­зультате чего их количество многократно возрастает. На стадии ростаобразовавшиеся клетки увеличи­ваются до определенных размеров. На стадии со­зреванияпервичные диплоидные половые клетки делятся мейотически и превращаются в незрелые гаплоидные гаметы. Этот процесс имеет свои особен­ности при образовании сперматозоидов и яйцеклеток.

При созревании мужских половых клеток в резуль­тате двух мейотических делений образуются четыре одинаковые гаплоидные клетки. На стадии фор­мированияядро и цитоплазма сперматозоидов уплотняются, благодаря чему размеры зрелого спер­матозоида уменьшаются.

Развитие и строение половых клеток

Только после созревания сперматозоиды способны самостоятельно двигаться и оплодотворять яйцеклетку.

При созревании женских половых клеток после пер­вого деления мейоза образуются две разные по размерам гаплоидные клетки: крупная, содержащая запас питательных веществ, и мелкая — полярное тельце. После второго деления мейоза образуются четыре гаплоидные клетки: одна крупная яйцеклетка и три мелких полярных тельца. Полярные тельца в процес­се размножения участия не принимают и через неко­торое время исчезают. На стадии формирования у яйцеклетки образуется часть внешних оболочек.

Различия в образовании сперматозоидов и яйце­клеток объясняются тем, что сперматозоид при оп­лодотворении только вносит в яйцеклетку половину наследственного материала и поэтому его масса не имеет значения для развития будущего зародыша. Яйцеклетка, кроме своей половины наследственного материала, содержит все органеллы и запас питатель­ных веществ, используемых зародышем в процессе его развития. Сохраняя максимальную массу ци­топлазмы, яйцеклетка должна стать гаплоидной. Это достигается двумя последовательными, но неравно­мерными делениями мейоза: мелкие полярные тель­ца как раз и предназначены для удаления излишнего наследственного материала.

Дата публикования: 2014-11-28; Прочитано: 84 | Нарушение авторского права страницы

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.001 с)…

Развитие половых клеток

Эмбриология – наука о закономерностях развития зародыша. Этапы развития: описательный (Мальпиги, Вольф 17-18 вв), сравнительный (Мечников, Бэр 18-19вв), экспериментальный (Фогт, Ру 19-21вв). Эмбриогенез человека – часть его онтогенеза, включающая стадии:

1) оплодотворение и образование зиготы;

2) дробление и образование бластулы;

3) гаструляция;

4) гистогенез и органогенез зародышевых и внезародышевых органов;

5) системогенез. Яйцеклетка человека алецитальная, поэтому развитию зародыша предшествует формирование провизорных органов-развитие по меробластическому типу.

Процесс формирования половых клеток (гаметогенез) включает в себя сперматогенез (развитие мужских половых клеток) и овогенез (развитие женских половых клеток). Развитие половых клеток имеет три особенности: 1. Предшественники половых клеток обособляются (т.е. вступают на строго детерминированный путь дифференцировки) на очень ранних стадиях развития зародыша. Развитие из них других клеток организма или образование половых клеток из других предшественников исключено.2. Последнее деление при созревании половых клеток проходит путем мейоза, который не встречается у других клеток. В результате чего образуется гаплоидный набор хромосом в ядрах половых клеток.3. Предшественники половых клеток и сами эти клетки отличны от других клеток, и не могут быть отнесены ни к какому из основных типов тканей организма. Они образуют совершенно особую популяцию клеток.

Сперматогенез – начало индивидуального развития (прогенез); характеризуется стадиями:

1) размножение – митотическое деление клеток сперматогоний, располагающихся в стенке извитого семенного канальца на периферии около базальной мембраны; образуются сперматогонии типа В

2) рост – сперматогонии дифференцируются в сперматоциты 1-го порядка, увеличиваются в объеме и вступают в первое деление мейоза (редукционное деление);

3) созревание – характеризуется двумя редукционными делениями: при первом делении сперматоцит первого порядка дает два сперматоцита второго порядка; при втором – из двух сперматоцитов второго порядка образуются четыре сперматиды;

4) формирование – сперматиды превращаются в сперматозоиды.

Овогенез проходит три периода:

1) размножение – протекает в период внутриутробного развития, размножаясь, овогони в овоциты 1-го порядка- вступают в фазу малого роста;

2) рост – протекает в функционирующем яичнике, овоциты 1-го порядка первичного фолликула превращается в овоцит 1-го порядка в зрелом фолликуле;

3) созревание – при первом редукционном делении образуется овоцит второго порядка и редукционное тельце; при втором делении образуется яйцеклетка и второе редукционное тельце (в процессе овуляции, в маточных трубах).

Период гаметогенеза делят на два цикла: 1. митотический – период разменожения; 2. Мейотический – рост и созревание. Основные изменения в клетках начинаются в профазе первого редукционного деления (стадия роста). Сперматоцит и овоцит первого порядка проходят 5 стадий мейоза:

1) лептотена – хромосомы имеют вид длинных нитей, вдоль которых находятся утолщения (хромомеры), хромосомы лежат в виде букета.

2) зиготена – гомологичные хромосомы расположены парами (конъюгация), образуют биваленты.

3) пахитена – биваленты становятся короче и толще (увеличивается диаметр витков спирали); каждый бивалент превращается в тетраду, состоящую из четырех хроматид.

4) диплотена — происходит обмен гомологичными участками хроматид (перекрест или кроссинговер), в двух хроматидах, принадлежащих разным хромосомам, происходит поперечный разрыв, а затем соединение части одной хромотиды с частью другой; начинается процесс отталкивания, гомологичные хромосомы отходят друг от друга, но остаются соединенными в точках взаимного обмена; изменяется содержание генетического материала.

5) диакинез – биваленты укорачиваются и утолщаются. Биологическое значение редукционного деления: обеспечивается поддержание постоянства числа хромосом; при мейозе образуется большое число новых комбинаций негомологичных хромосом; в процессе кроссинговера происходит рекомбинация генетического материала.

Половые клетки. Сперматозоид состоит из: головки и хвоста. Головка может быть разной по форме (от округлой до овально-веретеновидной). Основной компонент головки – ядро с гаплоидным набором конденсированных хромосом, плотно упакованных. Спереди большая часть ядра покрыта акросомой (уплощенный пузырек, происходящий из комплекса Гольджи и во многом сходный с лизосомой). Акросома содержит ферменты (коллагеназа, гиалуронидаза, акрозин, кислая фосфотаза), необходимые для проникновения сперматозоида в яйцеклетку.

Развитие и строение половых клеток

Вся головка и хвост окружены мембраной; в области головки эта мембрана содержит специальные белки, одни из них заряжены отрицательно и способствуют направленному движению сперматозоида к яйцеклетке; другие белки участвуют в связывании с яйцеклеткой.

В хвосте различают:

1) шейку – короткая шейка содержит 2 центриоли, от одной из них начинается аксонема хвоста, идет вдоль оси до самого конца хвоста, имеющая обычное для жгутиков и ресничек строение, т.е. образована микротрубочками;

2) промежуточная часть – вокруг аксонемы 9 наружных фибрилл и митохондриальная оболочка, образованная расположенными по спирали митохондриями;

3) главная часть – по строению напоминает ресничку с набором микротрубочек в аксонеме, окруженных фибриллами и плазмолеммой;

4) конечная часть – содержит единичные сократительные филаменты.

Яйцеклетка — крупная шаровидная клетка, содержащая желток (белково-липидные включения); имеет несколько оболочек; не может самостоятельно передвигаться. Имеет ядро, цитоплазму, ЭС слабо развита, митохондрии не имеют крист. На периферии – кортикальные гранулы, содержащие кислые мукополисахариды; исчезают после оплодотворения. По количеству желтка яйцеклетки бывают: алецитальные (не содержат желтка), олиголецитальные (небольшое количество желтка), мезолецитальные (среднее количество желтка), полилецитальные (много желтка). По распределению желтка: изолецитальные (небольшое количество желтка распределено равномерно), умеренно телолецитальные (желток сосредоточен у вегетативного полюса яйцеклетки), резко телолецитальные (желток занимает почти всю яйцеклетку). Яйцеклетка диаметром 130 мкм, к цитолемме прилежит блестящая (прозрачная) зона, состоящая из гликопротеинов и гликозаминогликанов (хондроитинсерная, гиалуроновая, сиаловая кислоты) и слой фолликулярных клеток, выполняющих трофическую и защитную функции.

Мужские и женские половые клетки имеют одинаковый гаплоидный набор хромосом. Яйцеклетка имеет Х хромосому, сперматозоид – Х и У хромосомы. Пол зародыша связан с Х и У хромосомами и устанавливается в момент оплодотворения. В процессе мейоза происходят хромосомные абберации.

Выделяют 4 типа:

1) делеция (нехватка) – возникает вследствие потери хромосомой какого-либо участка;

2) дупликация (удвоение) – связана с включение лишнего участка хромосомы;

3) инверсия – происходит при разрыве хромосомы и переворачивании оторвавшегося участка на 180°;

4) транслокация – участок хромосомы одной пары прикрепляется к хромосоме из другой пары. К хромосомным болезням приводят нарушения хромосомного набора в зиготе.

Половой хроматин (тельце Барра) – глыбка хроматина в нуклеоплазме под ядерной оболочкой или около ядрышка. У женщин он встречается в 60-80 % клеток, у мужчин – 0 – 4 % и рассматривается в качестве генетического признака пола, т.к. он появляется на ранней стадии развития, когда другие признаки дифференцировки не выражены.



Половое размножение. Развитие половых клеток

Строение половых клеток.

Эмбриология — наука о закономерностях развития организма животных от момента оплодотворения яйцеклетки и образования зиготы до рождения или вылупления из яйца.

Эмбриогенез является частью индивидуального развития, то есть онтогенеза. Он тесно связан с прогенезом, который делится на гаметогенез и оплодотворение.

Половые клетки (гаметы) самок называются яйцеклетки, самцов – сперматозоиды.

Отличия половых клеток от соматических:

1. Набор хромосом половых клеток — гаплоидный, соматических — диплоидный.

2. Для половых клеток характерно сложное, стадийное развитие; при этом имеет место особый способ деления — мейоз.

3. Половые клетки имеют специальные приспособления:

— сперматозоид имеет акросому (для проникновения через оболочки яйцеклетки) и мощный двигательный аппарат — хвостик;

— яйцеклетка имеет желток (запас питательных веществ и строительных материалов) и дополнительные оболочки, кроме цитолеммы.

4. У половых клеток особое ядерно-цитоплазматическое отношение: у сперматозоида очень высокое (преобладает ядро над цитоплазмой), в яйцеклетках очень низкое (преобладает цитоплазма над ядром).

5. Обмен веществ в зрелых половых клетках до оплодотворения находится на очень низком уровне (почти до анабиоза).

6. Биологическое назначение: если от соматической клетки может образоваться лишь такая же дочерняя клетка, то от половых клеток формируется новый организм.

В строении сперматозоида различают головку, шейку и хвостик.

Передняя часть головки сперматозоида называется акросомой. Она богата ферментом гиалуронидазой, под действием которой разрушается фолликулярный слой яйцеклетки и происходит ее оплодотворение. В головке располагается ядро с гаплоидным набором хромосом.

Шейка – небольшой участок сперматозоида, содержащий две центриоли.

В хвостике сперматозоида различают следующие отделы:

— промежуточный — является основанием хвостика и состоит из осевой нити хвостика и окружающей её цитоплазмы, богатой митохондриями. Здесь находятся запасы гликогена, что обеспечивает спермиям энергию;

— главный — состоит из осевой нити и окружающей цитоплазмой, содержащий фермент аденозинтрифосфатозу;

— кольцевой — состоит из истончающейся осевой нити и плазмолеммы.

Биологические свойства сперматозоида:

1. Находясь в половых органах самца, имеет очень низкий уровень обмена веществ. Они не подвижны, лежат плотными массами. Попадая в концевой отдел придатка семенника, приобретают одинаковый электронный заряд и начинают отталкиваться друг от друга. При осеменении они быстро активизируются и энергично передвигаются. Скорость передвижения ровна 2 – 5 мм в мин.

2. Способность направленного прямолинейного движения.

3. Способность двигаться против тока жидкости (реотаксис).

4. Быстро расходует ничтожный запас энергии и через 24 – 36 час. погибает.

5. Чувствительность к кислой среде и ионам двух- и трёхвалентных металлов.

По сравнению со спермиями яйцеклеткиобразуются в меньшем количестве и имеют значительно больший размер.

Яйцеклетка состоит из ядра, цитоплазмы и оболочек. Ядро шаровидной формы содержит гаплоидное число хромосом. Ядрышко крупное. В цитоплазме большое количество рибосом, эндоплазматической сети, комплекса Гольджи, митохондрий, желтка. Желток представляет собой совокупность включений, состоящих из различных питательных веществ (протеинов, углеводов, фосфолипидов).

Яйцеклетка покрыта оболочками. Различают первичную, вторичную и третичную оболочки.

Первичная оболочка – это цитолемма яйцеклетки.

Вторичная оболочка состоит из фолликулярных клеток и выполняет трофическую, защитную функции и препятствует полиспермии.

Третичная оболочка яйцеклетки секретируется клетками яйцевода. Эта оболочка играет защитную функцию и развита у птиц и пресмыкающихся. Третичной оболочкой у птиц является белок, подскорлуповая и скорлуповая оболочки яйца.

Величина яйцеклетки зависит от количества желтка.

Яйцеклетки различают по количеству желтка:

1. Олиголецитальные, содержащие малое количестве желтка (у ланцетника и млекопитающих).

2. Мезолецитальные со средним количеством желтка (у амфибий).

3. Полилецитальные содержащие большое количество желтка (пресмыкающиеся, птицы).

По расположению желтка различают:

1. Гомолецитальные (изолецитальные) – желток располагается диффузно по всей яйцеклетки.

2. Телолецитальные – желток располагается у одного полюса клетки.

3. Центролецитальные – желток расположен в центре яйцеклетки.

Дата добавления: 2017-02-20; просмотров: 292;

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *