Гаметогенез. Наследственность и внешняя среда

Половые клетки бывают двух типов: мужские, сперматозоиды, и женские, овоциты или ооциты (допускаются оба названия). Процесс их созревания называется гаметогенезом.

У половых клеток во время развития повышена чувствительность к неблагоприятным условиям среды, таким как радиация, воздействие на организм ядов, наркотиков, алкоголя, табака.

Именно поэтому здоровый образ жизни нужно поддерживать, ведь все эти факторы скажутся на здоровье будущего потомства.

Это могут быть и генетические мутации, заболевания, врожденные пороки развития плода и даже летальный исход.

Особенно уязвимы именно женские половые клетки, ведь они не образуются в течение всей жизни, а только во время эмбриогенеза, затем они хранятся в яичниках до полового созревания. Дальше эти клетки выходят яйцеводы, двигаются к матке. Либо происходит оплодотворение, зигота прикрепляется к стенке матки для дальнейшего развития, либо яйцеклетка выводится из организма.

Что касается мужских клеток, то они приступают к гаметогенезу вместе с началом полового созревания особи, а заканчивается гаметогенез в старости.

Несмотря на то, что клетки очень разные, в фазах их развития присутствуют сходства. Разберем их.

Сходства в фазах гаметогенеза

I Фаза. Фаза размножения.

Как можно догадаться из названия, в это время созревания гаметы активно увеличивают своё количество, то есть делятся.

Так как это только начало цикла, то клетки, которые кладут начало всему называются первичными клетками, они диплоидны.Эти клетки называются овогониями и сперматогониями соответственно.

Увеличения количества используется митоз. Это сравнимо с размножением любых других клеток организма.

В случае самцов процесс называется сперматогене´з, а у самок – овогене´з / оогене´з.

II Фаза. Фаза роста.

Будущие гаметы увеличиваются в размерах, запасают питательные вещества, а ДНК удваивается. Напоминает синтетическую фазу интерфазы. Клетки готовятся к новым делениям.

Дальше пути развития расходятся.

Различия гаметогенеза

III Фаза. Фаза созревания. Сперматогенез.

В фазу созревания клетки переходят в привычное нам состояние, то есть становятся гаплоидными.

Для того, чтобы не путать, диплоидны они или гаплоидны, вспомните о том, что половые клетки нужны для того, чтобы в ходе слияния получилась зигота, а затем эмбрион и особь того же вида.

Легко соотнести это с человеком, у которого 46 хромосом, набор диплоидный, значит, сливаются 23 и 23 хромосомы, то есть 2 гаплоидные клетки.

Для того чтобы клетка из диплоидной стала гаплоидной, она претерпевает мейотическое деление, не зря его называют редукционным. Как мы уже знаем, в результате мейоза из одной диплоидной клетки получаются 4 гаплоидных.

Затем из этих 4 гаплоидных клеток образуются 4 сперматозоида, каждый из которых способен оплодотворить яйцеклетку. Это фаза формирования. У мужских половых клеток появляется жгутик и другие особенности строения.

III Фаза. Фаза созревания. Овогенез.

Гаметы в эту фазу так же делятся мейотически, но распределение цитоплазмы между дочерними клетками идет иначе: клетки, из которых будут развиваться сперматозоиды, получаются абсолютно идентичны, чего не сказать о клетках в цикле овогенеза.

Одна из клеток первой волны деления получает существенно больше цитоплазмы, чем другая. Они по закономерностям деления становятся гаплоидными.

Затем идет второе деление мейоза, Клетка с большим количеством цитоплазмы делится. Одна из ее дочерних клеток получает много цитоплазмы, а вторая – мало. Тем временем делится вторая клетка, получившаяся в результате первого деления. У нее мало цитоплазмы, она делится, получаются клетки, идентичные ей.

В результате, после фазы созревания овогенеза имеет 1 большую яйцеклетку и 3 крохотных. Эти маленькие яйцеклетки не способны к оплодотворению, они называются направительными тельцами. Такой механизм заложен для того, чтобы количество яйцеклеток не было большим, а питательных веществ было достаточно для последующего развития плода. Фазы формирования у женских гамет нет.

Гаметогенез. Наследственность и внешняя среда Задание EB0819D Установите соответствие между процессами и зонами гаметогенеза, обозначенными на рисунке цифрами 1, 2, 3: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.Гаметогенез. Наследственность и внешняя среда

ПРОЦЕССЫ ЗОНЫ ГАМЕТОГЕНЕЗА
  • А)   образование гаплоидных клеток
  • Б)    редукция числа хромосом
  • В)    конъюгация, кроссинговер
  • Г)    значительное увеличение размера клетки
  • Д)    митотическое деление
  1. 1)     1
  2. 2)     2
  3. 3)     3

Цифрами на рисунке обозначены стадии гаметогенеза:

  1. Зона размножения: клетка множественно делится митозом.
  2. Зона роста: клетка увеличивается в размерах, ДНК удваивается
  3. Зона созревания: клетка делится мейозом

Образование гаплоидных клеток происходит в результате редукционного деления, т.е мейоза.

  • Редукция числа хромосом – мейоз.
  • Конъюгация и кроссинговер происходят в только мейозе.
  • Значительное увеличение размера клетки – зона роста.
  • Митотическое деление – зона размножения.

Ответ: 33321

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

Задание EB11131 В чем заключается сходства и различия яйцеклеток лягушки и человека?

  1. Сходства: содержат одинарный набор хромосом, вырабатываются в яичниках, самостоятельно не способны к передвижению, имеют округлую форму.
  2. Различия: в размерах (у человека невидимая простым глазом), в кариотипе (разное количество , размеры, формы хромосом), в содержании питательных веществ, в расположении (у лягушки — в откладываемых в воду икринках, у человека — внутри организма).

Ответ: см. решение

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

Задание EB22274 Установите последовательность этапов сперматогенеза. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.

  1. образование сперматоцитов первого порядка
  2. образование сперматозоидов
  3. митотическое деление сперматогониев
  4. мейоз сперматоцитов первого порядка
  5. рост сперматоцитов и накопление питательных веществ
  6. образование сперматоцитов второго порядка
  1. 3) митотическое деление сперматогониев
  2. Рост
  3. Мейоз 1
  4. 1) образование сперматоцитов первого порядка
  5. 5) рост сперматоцитов и накопление питательных веществ (обратите внимание, что рост не сперматогониев, которые получается после митозов, а сперматоцитов)
  6. 4) мейоз сперматоцитов первого порядка
  7. 6) образование сперматоцитов второго порядка
  8. Сперматиды
  9. 2) образование сперматозоидов

Ответ: 315462

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

Задание EB18491 Установите, в какой последовательности происходит процесс созревания женских половых клеток, оплодотворение и начало развития зародыша

  • А) овуляция
  • Б) начало формирования многоклеточного зародыша
  • В) созревание фолликула в яичнике
  • Г) прикрепление зародыша к стенке матки
  • Д) оплодотворение
  • Е) образование плаценты
  • Вначале в яичнике созревает фолликул.
  • Затем овуляция.
  • В случае оплодотворения начинает формироваться зародыш.
  • Затем он прикрепляется к стенке матки.
  • Образуется плацента.

Ответ: ВАДБГЕ

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

Задание EB19087 Установите соответствие между процессом, происходящим при сперматогенезе, и зоной, в которой происходит данный процесс.

ПРОЦЕСС СТАДИЯ СПЕРМАТОГЕНЕЗА
  1. А) митотическое деление первичных половых клеток
  2. Б) образование диплоидных сперматогониев
  3. В) образование сперматоцитов 1-го порядка
  4. Г) мейотическое деление клеток
  5. Д) образование гаплоидных сперматид
  • 1) зона роста
  • 2) зона размножения
  • 3) зона созревания

 Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Гаметогенез – процесс развития и созревания половых клеток: сперматозоидов и яйцеклеток.

Гаметогенез. Наследственность и внешняя среда

  1. На каждой стадии у клеток есть свои названия:
  2. Клетки, получившиеся в результате митозов называются сперматогонии и овогонии.
  3. Клетки, которые делятся первый раз мейозом- сперматоцит и овоциты I порядка.
  4. Второй раз мейоз — сперматоциты и овоциты II порядка.
  5. После второго мейоза сперматоциты становятся сперматидами, а потом- сперматозоидами.
  6. После второго мейоза 3 клетки отмирают, а одна становится яйцеклеткой.

Гаметогенез. Наследственность и внешняя среда

Рассмотрим еще одну схему. Стадия размножения охватывает многократное деление митозом первичных половых клеток.

Увеличение размеров клеток и первый мейоз – стадия роста.

Второй мейоз и до конца – созревание.

Ответ: 22133

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

Задание EB20686 Все приведённые ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания процесса сперматогенеза. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в ответ цифры, под которыми они указаны.

  1. образуются мужские половые клетки
  2. образуются женские половые клетки
  3. уменьшается вдвое число хромосом
  4. образуются четыре половые клетки из одной
  5. образуется одна половая клетка

Поговорим про сперматогенез и сразу про овогенез.

Сперматогенез — развитие мужских половых клеток (сперматозоидов), происходящее под регулирующим воздействием гормонов. Одна из форм гаметогенеза.

Читайте также:  Почему под лопаткой появилась отдающая в руку боль

Оогенез или овогенез — развитие женской половой клетки — яйцеклетки. Одна из форм гаметогенеза.

Гаметогенез. Наследственность и внешняя среда

  • На каждой стадии у клеток есть свои названия:
  • Клетки, получившиеся в результате митозов называются сперматогонии и овогонии.
  • Клетки, которые делятся первый раз мейозом- сперматоцит и овоциты I порядка.
  • Второй раз мейоз — сперматоциты и овоциты II порядка.
  • После второго мейоза сперматоциты становятся сперматидами, а потом- сперматозоидами.
  • После второго мейоза 3 клетки отмирают, а одна становится яйцеклеткой.
  • Таким образом, к сперматогенезу не относятся два ответа: образуются женские половые клетки и в результате образуется одна клетка.

Ответ: 25

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

Биология. 11 класс

Как уже отмечалось, бóльшая часть видов эукариот обладает способностью к половому размножению. Вам также известно, что специализированные клетки, обеспечивающие половое размножение организмов, называются половыми клетками, или гаметами. Их слияние (за исключением случаев партеногенеза) приводит к образованию зиготы, из которой в дальнейшем развивается новая особь.

Для большинства организмов, кроме некоторых протистов и грибов, характерно образование гамет двух типов — мужских и женских. Они существенно отличаются по размерам, строению и физиологическим свойствам.

Мужские половые клетки обычно значительно меньше женских и обладают подвижностью — это сперматозоиды. У семенных растений мужские гаметы — спермии — неподвижны.

Женские половые клетки называют яйцеклетками.

Гаметогенез — процесс образования половых клеток — у многоклеточных организмов, как правило, протекает в специальных органах. У животных, за исключением самых примитивных (например, кишечнополостных), гаметогенез осуществляется в половых железах *— гонадах*.

Мужские половые железы называются семенниками, женские — яичниками. *Формирование половых клеток у ряда водорослей, грибов и растений происходит в гаметангиях.

Так, у споровых растений сперматозоиды образуются в антеридиях, а яйцеклетки — в архегониях.*

Строение половых клеток. Рассмотрим особенности строения гамет на примере типичных половых клеток животных — сперматозоида и яйцеклетки.

Сперматозоиды животных обычно состоят из головки, шейки, средней части *(вставочного, или промежуточного отдела)* и жгутика (хвоста), обеспечивающего активное передвижение (рис. 19.1). В головке находится ядро, перед ним располагается акросома — особый мембранный пузырек.

Он содержит ферменты, растворяющие оболочки яйцеклетки при оплодотворении. В узкой шейке сперматозоида находятся две центриоли, *расположенные перпендикулярно друг другу*. От одной из них, более удаленной от ядра, берет начало *аксонема —* осевая нить жгутика.

*Аксонема устроена типично для жгутиков эукариот: ее основу составляют девять пар периферических микротрубочек, окружающих две центральные (9 × 2 + 2).* Начальный отдел осевой нити, проходящий через несколько расширенную среднюю часть сперматозоида, окружен митохондриями.

Они вырабатывают АТФ, *за счет гидролиза которой молекулы белка динеина, связанные с периферическими микротрубочками аксонемы,* приводят жгутик в движение.

Гаметогенез. Наследственность и внешняя среда

Таким образом, сперматозоид лишен запаса питательных веществ и содержит минимальное количество внутриклеточных структур, обеспечивающих его подвижность и способность к оплодотворению яйцеклетки. Энергию, необходимую для движения, сперматозоиды получают, прежде всего, за счет расщепления веществ, которые содержатся в окружающей их семенной жидкости.

*Голландский микроскопист А. ван Левенгук, впервые описавший сперматозоиды в 1677 г., высказал предположение о том, что в каждом из них уже содержится маленький сформированный человечек — «гомункулюс». Женский организм, по мнению Левенгука, лишь предоставляет «питательную почву» для роста этого человечка.

Многие натуралисты XVII—XIX вв. и вовсе считали, что сперматозоиды являются паразитами, живущими в семенной жидкости. Только в 1876 г. немецкий зоолог О.

 Гертвиг исследовал механизм оплодотворения и доказал, что началу развития нового организма предшествует проникновение сперматозоида в яйцеклетку и последующее слияние ядер этих клеток.

В 1 мл семенной жидкости человека обычно содержится 60—100 млн мужских половых клеток. Скорость движения сперматозоидов составляет от 2 до 5 мм/мин. В женских половых путях они могут оставаться жизнеспособными до 5 сут, однако сохраняют способность к оплодотворению яйцеклетки, как правило, не более 24 ч.

Сперматозоиды некоторых животных (определенных видов рыб, ракообразных и др.) имеют не один жгутик, а два или более. Мужские гаметы круглых червей вообще лишены жгутиков.

Они имеют амебоидную форму и передвигаются при помощи ложноножек. У некоторых сумчатых млекопитающих сперматозоиды сдвоены и передвигаются в паре, при этом их жгутики работают синхронно.

Разделение такой пары происходит непосредственно перед оплодотворением яйцеклетки.*

Яйцеклетки большинства животных неподвижны и обычно имеют округлую форму (рис. 19.2). Женская половая клетка содержит крупное ядро и цитоплазму с различными органоидами, а также с запасом питательных веществ для развития зародыша.

Как правило, яйцеклетки намного крупнее сперматозоидов и большинства соматических клеток. Так, диаметр яйцеклетки человека составляет 150–200 мкм, в то время как длина сперматозоида равна приблизительно 60 мкм при ширине головки около 3 мкм.

Гаметогенез. Наследственность и внешняя среда

Самые крупные женские гаметы характерны для животных, зародыши которых развиваются вне материнского организма — птиц, пресмыкающихся, земноводных, многих рыб. Например, размер яйцеклетки (икринки) лягушки составляет 2 мм, лососевых рыб — 6–9 мм. У птиц диаметр яйцеклеток может достигать нескольких сантиметров.

Поверх плазмалеммы яйцеклетка может быть окружена еще одной или несколькими оболочками. Они выполняют главным образом защитную функцию. *Различают первичные, вторичные и третичные оболочки яйцеклеток.

Первичная оболочка, называемая желточной, имеется у яйцеклеток почти всех животных, за исключением губок и большинства кишечнополостных. Эта оболочка является производной цитоплазматической мембраны. Она обеспечивает видоспецифичное узнавание сперматозоидов, благодаря чему половые клетки особей одного вида не сливаются с гаметами других видов живых организмов.

Вторичные оболочки формируются за счет функционирования специальных клеток, окружающих яйцеклетку. Например, у млекопитающих яйцеклетки окружены несколькими слоями фолликулярных клеток — так называемым лучистым венцом.

В процессе развития женской гаметы фолликулярные клетки обеспечивают ее питание, участвуют в формировании блестящей оболочки (названной так из-за ее оптических свойств), а также вырабатывают гормоны, которые стимулируют созревание будущей яйцеклетки.

Женские половые клетки некоторых животных (амфибий, рептилий, птиц, первозверей и др.) имеют также третичные оболочки. Ими яйцеклетки покрываются благодаря деятельности особых секреторных клеток, входящих в состав стенок яйцеводов.

Так, у птиц яйцеклетка во время прохождения по яйцеводу сначала окружается белковой оболочкой, затем двумя подскорлуповыми, скорлуповой и надскорлуповой (в 8-м классе вы изучили роль этих оболочек, вспомните их функции).*

гаметогенез — Биология Егэ

Мейоз лежит в основе процессов спорогенеза – образование спор у растений и грибов, и гаметогенеза – образование половых клеток, который состоит из сперматогенеза и овогенеза.

Сперматогенез  Овогенез
процесс образования сперматозоидов процесс образования яйцеклеток
Из исходной клетки сперматогония образуется 4 сперматозоида.  Из исходной клетки овогония образуется 1 яйцеклетка, а оставшиеся 3 клетки превращаются в направительные или редукционные тельца.
Начинается при половом созревании и длится до конца жизни. Длится в течение эмбрионального периода, и от начала полового созревания, до менопаузы.
Сперматозоиды образуются в МПЖ семенниках. Яйцеклетки формируются в женских половых железах — яичниках.
Мелкие, подвижные Крупные, неподвижные
Тестостерон Прогестерон
  • Фазы гаметогенеза:
  • 1) РАЗМНОЖЕНИЕ – митоз
  • • Сперматогенез: из клеток сперматогенной ткани гоноцитов образуются диплоидные первичные половые клетки сперматогонии(2n2с).
  • • Овогенез: из клеток овогенной ткани яичников гоноцитов образуются первичные половые диплоидные клетки овогонии (2n2с).
  • 2) РОСТ – интерфаза мейоза I

 Сперматогенез: из каждого сперматогония развивается сперматоцит 1ого порядка (2n4с). Репликация ДНК.

• Овогенез: репликация ДНК, из каждого овогония развивается овоцит 1ого порядка (2n4с). Запас питательных веществ (желток, жир).

3) СОЗРЕВАНИЕ – деление мейоза

• Сперматогенез: после первого деления образуются два сперматоцита 2ого порядка (n2c). После второго – четыре гаплоидных сперматиды (nc).

• Овогенез:после первого деления — 1 редукционное тельце и один овоцит 2ого порядка(n2c)После второго деления — 3 редукционных тельца и одна крупная овотида, из которой впоследствии сформируется яйцеклетка и еще одно редукционное тельце. Если оплодотворения не происходит, то овотида погибает и выводится из организма.

  1. 4) ФОРМИРОВАНИЕ
  2. • Сперматогенез: сперматиды превращаются в сперматозоиды (nc), приобретают свойственные им признаки и подвижность.
  3. • Овогенез: практически отсутствует
  4. Сперматозоиды состоят из — головка: ядро и акросома, которая выделяет фермент, растворяющий оболочку яйцеклетки — шейка: митохондрии и комплекс Гольджи
  5. — хвост из микротрубочек.
Читайте также:  Компьютерная томография при раке верхней доли правого легкого

Гаметогенез. Наследственность и внешняя среда

Гаметогенез. Сперматогенез. Овогенез

  • АО 
    «Медицинский университет Астана»
  • Кафедра биологии
  • Реферат
  • на 
    тему:
  • «Гаметогенез.
  • Сперматогенез.
  • Овогенез»
  • Выполнила: Нурушева Шынар
  • Студентка I курса 132 гр.
  • Факультета «Общая медицина»

Проверила: Жалмаканова 
Ж.Ж.

  1. Астана 2012
  2. Содержание
  3. Введение.

1. Биологический смысл полового размножения.

2. Гаметогенез. 

2.1 Сперматогенез. 

2.2 Овогенез.

  • Заключение.
  • Список использованной литературы.
  • Введение
  • Огромное влияние 
    на жизнь человечества в наши дни 
    оказывают генетика и связанные с ней исследования физиологических особенностей размножения человека.

Современные люди часто не помнят или забывают о 
прошлом и считают, что интерес 
к генетике и связанным с ней 
вопросам возник недавно. Но можно утверждать, что интерес к вопросам размножения столь же древен, как и наш собственный биологический вид.

Размножение — основное проявление жизнедеятельности для 
любого вида, даже если его представители 
этого и не осознают.

Мендель открыл основные законы наследственности приблизительно в то же время, когда другие биологи принялись изучать строение клетки.

Поэтому когда законы генетики открыли заново в 1900-х годах, ученые уже смогли понять, что так называемые факторы должны соответствовать наблюдаемым в реальности структурам — хромосомам.

Отождествление абстрактных понятий и реальных структур — крупнейшее достижение генетики на ранней стадии ее развития, и оно было сделано в основном благодаря исследованию природы пола.

1. БИОЛОГИЧЕСКИЙ СМЫСЛ ПОЛОВОГО РАЗМНОЖЕНИЯ

Процесс полового размножения осуществляется при 
наличии половых клеток. Оплодотворение — это процесс слияния половых клеток. Образующаяся диплоидная зигота является начальным этапом развития нового организма.

Процесс оплодотворения складывается из трех этапов — сближения половых клеток, активации яйцеклетки и слияния гамет (сингамия). Образование половых клеток, как правило, связано с прохождением мейоза на какой-либо стадии жизненного цикла организма.

В большинстве случаев, половое размножение сопровождается слиянием половых клеток, или гамет, при этом восстанавливается удвоенный, относительно гамет, набор хромосом.

В зависимости от систематического положения эукариотических организмов, половое размножение имеет свои особенности, но как правило, оно позволяет объединять генетический материал от двух родительских организмов и позволяет получить потомков с комбинацией свойств, отсутствующей у родительских форм.

Эффективности комбинирования генетического материала у потомков, полученных в результате полового размножения способствуют:

  1. случайная встреча двух гамет;
  2. случайное расположение и расхождение к полюсам деления гомологичных хромосом при мейозе;
  3. кроссинговер между хроматидами.

Процесс формирования половых 
клеток (гамет) известен под общим 
названием гаметогенеза. Он характеризуется рядом весьма важных биологических процессов и протекает несколько по-разному при созревании сперматозоидов (сперматогенез) и яйцеклеток (овогенез).

 
Первому этапу благоприятствуют ряд факторов: физиологическая зрелость мужского и женского организмов, синхронизация созревания яйцеклетки и сперматозоидов, определенное половое поведение партнеров, а также группа химических веществ — аттрактантов, способствующих сближению. Эта группа веществ также называется гамонами, т. е.

гормонами, продуцируемыми гаметами. Сперматозоиды выделяют секрет, способствующий их сегрегации и активирующий их движение. 
Кроме того, структурный компонент сперматозоида — акросома — выделяет протеолитические ферменты, разрушающие яйцевые оболочки.

Способность к капацитации (оплодотворению) сперматозоиды приобретают только в половых путях самки, а в случае искусственного оплодотворения in vitro — при наличии в питательной среде веществ, стимулирующих оплодотворение.

В момент контакта сперматозоида и яйцеклетки происходит активация акросомы, под действием секрета яйцевые оболочки растворяются. 
Цитоплазматические мембраны яйцеклетки и сперматозоида сливаются, формируется так называемый цитоплазматический мостик. Через него внутреннее содержимое сперматозоида проникает в яйцеклетку.

Хвостик сперматозоида также может проникнуть внутрь яйцеклетки, но затем, как правило, рассасывается. Слияние гамет активирует ядро яйцеклетки, запуская так называемый кортикальный цикл реакций. 
Мембранный потенциал клетки меняется, она становится проницаемой для ионов натрия.

После этого волнообразно происходит увеличение концентрации ионов кальция и растворение кортикальных структур зиготы. Выделяемые ферменты способствуют отслоению желточной оболочки, которая затвердевает, формируя оболочку оплодотворения. 
Одной из главнейших функций кортикального цикла является предотвращение полиспермии, т. е. одновременного оплодотворения одной яйцеклетки несколькими сперматозоидами и, как следствие, полиплоидии. 

У костистых рыб, морского ежа все указанные изменения отражаются на морфологии и биохимии цитоплазмы. Это явление получило название сегрегации цитоплазмы. После активации происходит трансляция белка.

2. ГАМЕТОГЕНЕЗ

Гаметогенез — это процесс образования половых клеток. Протекает он в половых железах — гонадах (в яичниках у самок и в семенниках у самцов). Гаметогенез в организме женской особи сводится к образованию женских половых клеток (яйцеклеток) и носит название овогенеза.

У особей мужского пола возникают мужские половые клетки (сперматозоиды), процесс образования которых называется сперматогенезом. 
 
Гаметогенез — это последовательный процесс, которых складывается из нескольких стадий — размножения, роста, созревания клеток.

В процесс сперматогенеза включается также стадия формирования, которой нет при овогенезе. 
 
Стадии гаметогенеза 
 
1. Стадия размножения. Клетки, из которых в последующем образуются мужские и женские гаметы, называются сперматогониями и овогониями соответственно. Они несут диплоидный набор хромосом 2n2c.

На этой стадии первичные половые клетки многократно делятся митозом, в результате чего их количество существенно возрастает. Сперматогонии размножаются в течение всего репродуктивного периода в мужском организме. Размножение овогоний происходит главным образом в эмбриональном периоде.

У человека в яичниках женского организма процесс размножения овогоний наиболее интенсивно протекает между 2 и 5 месяцами внутриутробного развития. 
 
К концу 7 месяца большая часть овоцитов переходит в профазу I мейоза.

 
Если в одинарном гаплоидном наборе количество хромосом обозначить как n, а количество ДНК — как c, то генетическая формула клеток в стадии размножения соответствует 2n2c до синтетического периода митоза (когда происходит репликация ДНК) и 2n4c после него. 

2. Стадия роста. Kлетки 
увеличиваются в размерах и превращаются в сперматоциты и овоциты I порядка (последние достигают особенно больших размеров в связи с накоплением питательных веществ в виде желтка и белковых гранул). Эта стадия соответствует интерфазе I мейоза. Важное событие этого периода — репликация молекул ДНК при неизменном количестве хромосом.

Они приобретают двунитчатую структуру: генетическая формула клеток в этот период выглядит как 2n4c. 
 
3. Стадия созревания. Происходят два последовательных деления — редукционное (мейоз I) и эквационное (мейоз II), которые вместе составляют мейоз.

После первого деления (мейоза I) образуются сперматоциты и овоциты II порядка (с генетической формулой n2c), после второго деления (мейоза II) — сперматиды и зрелые яйцеклетки (с формулой nc) с тремя редукционными тельцами, которые погибают и в процессе размножения не участвуют. Так сохраняется максимальное количество желтка в яйцеклетках.

Таким образом, в результате стадии созревания один сперматоцит I порядка (с формулой 2n4c) дает четыре сперматиды (с формулой nc), а один овоцит I порядка (с формулой 2n4c) образует одну зрелую яйцеклетку (с формулой nc) и три редукционных тельца.

Отмеченные выше различия в ходе овогенеза и сперматогенеза имеют определенный биологический смысл, связанный с разным функциональным назначением мужских и женских гамет (помимо переноса генетической информации).

Накопление в цитоплазме яйцеклетки большого количества запасных питательных веществ необходимо, так как на этой «базе» осуществляется развитие дочернего организма из оплодотворенного яйца. Неравномерное клеточное деление при овогенезе и обеспечивает формирование крупной яйцеклетки.

Функция же сперматозоидов заключается в отыскании яйцеклетки, проникновении в нее и доставке своего хромосомного набора. Их существование кратковременно, а поэтому нет необходимости в запасании большого количества веществ в цитоплазме. А поскольку сперматозоиды в массе гибнут в процессе поиска яйцеклетки, их образуется огромное количество. 
 
Центральное событие в процессе гаметогенеза — редукция диплоидного набора хромосом (в ходе мейоза) и формирование гаплоидных гамет. 
 

4. Стадия формирования, или спермиогенеза (только при сперматогенезе). В результате этого процесса каждая незрелая сперматида превращается в зрелый сперматозоид (с формулой nc), приобретая все структуры, ему свойственные. Ядро сперматиды уплотняется, происходит сверхспирализация хромосом, которые становятся функционально инертными.

Читайте также:  Шизофрения. Что мы представляем под шизофренией?

Комплекс Гольджи перемещается к одному из полюсов ядра, формируя акросому. К другому полюсу ядра устремляются центриоли, причем одна из них принимает участие в формировании жгутика. Вокруг жгутика спирально закручивается одна митохондрия. Почти вся цитоплазма сперматиды отторгается, поэтому головка сперматозоида ее почти не содержит.

2.1. Сперматогенез

Процесс образования сперматозоидов называется сперматогенез.

Семенник состоит 
из многочисленных канальцев. На поперечном разрезе через каналец видно, что его стенка имеет несколько слоев клеток. Они представляют собой последовательные стадии развития сперматозоидов.

Различают несколько 
стадий развития сперматозоида. Первая из них — стадия размножения первичных половых клеток — сперматогониев, которые интенсивно делятся путем митоза. Затем эти клетки вступают в профазу I мейоза и превращаются в сперматоциты первого порядка.

В результате непрекращающегося 
синтеза РНК и, следовательно 
белка, профазные клетки увеличиваются 
в размерах — это стадия роста.

Стадия, во время которой 
проходят одно за другим два мейотических деления получила назваание стадии созревания.

в результате первого 
деления созревания из одного сперматоцита первого порядка образуется два 
сперматоцита второго порядка. После второго деления из каждого сперматоцита второго порядка возникают две гаплоидные клетки — сперматиды. Таким образом, из одной исходной клетки, вступившей в мейоз, образуются четыре сперматиды. Они имеют гаплоидный набор хромосом.

В стадии формирования сперматиды превращаются в сперматозоиды.

У большинства 
диких животных сперматогенез происходит лишь в определенные периоды года. В промежутках между ними в 
канальцах семенников содержатся лишь сперматогонии. Но у человека и большинства домашних животных сперматогенез происходит в течение всего года.

Сперматогенез у человека

Сперматогенез у человека в норме начинается в пубертатном периоде (около 12 лет) и продолжается до глубокой старости. Продолжительность полного сперматогенеза у мужчин составляет примерно 73—75 дней[1]. Один цикл зародышевого эпителия составляет приблизительно 16 дней[2]

Сперматозоиды образуются в яичках, а именно в извитых семенных канальцах. Стенка семенного канальца делится базальной мембраной на люминальную и адлюминальную стороны. На люминальной стороне расположены клетки Сертоли (сустентоциты) и предшественники половых клеток (сперматогонии, сперматоциты I и II порядков и сперматиды).

Сперматогонии, лежащие 
непосредственно на базальной мембране извитых семенных канальцев, проходят несколько последовательных стадий митотического деления. Общее количество сперматогоний в яичке мужчины составляет около 1 млрд. Различают две основные категории сперматогоний: А и В.

Сперматогонии А, которые делятся митотически, сохраняют способность к делению и поддерживают свою популяцию. Остальные дефференцируются в сперматогоний В, которые «эвакуируются» клеточными контактами сустентоцитов (образуют под основанием половой клетки новый контакт и резорбируют старый). Сперматогония.

В делится митотически, дифференцируясь в сперматоцит I порядка, вступающий в мейоз.

В результате первого 
деления мейоза образуются две дочерние клетки сперматоциты второго порядка, каждый из которых содержит гаплоидный набор (23 у человека) d-хромосом[3].

Вторичные сперматоциты расположены ближе к просвету канальца. Во втором делении мейоза образуются две сперматиды.

Таким образом, в результате деления одной сперматогонии образуются четыре сперматиды, каждая из которых обладает гаплоидным набором хромосом.

В ходе сложного процесса спермиогенеза сперматиды дифференцируются в зрелые сперматозоиды. Дифференцирующиеся сперматиды лежат в углублениях 
плазматической мембраны клеток Сертоли. При спермиогенезе комплекс Гольджи формирует акросому, содержащую протеолитические ферменты , которые при контакте с яйцеклеткой растворяют участок её блестящей оболочки (zona pellucida).

Сложный процесс сперматогенеза регулируется гонадотропными гормонами гипофиза и стероидными гормонами яичка.

После полового созревания гипоталамус начинает выделять гонадотропный рилизинг-гормон, под влиянием которого гипофиз секретирует фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), стимулирующий развитие и функционирование клетки Сертоли илютеинизирующий гормон (ЛГ), стимулирующий клетки Лейдига к выработке тестостерона. Тестостерон оказывает воздействие на развитие клеток Сертоли, а также на предшественники половых клеток (в ассоциации с андроген-связывающим белком, выделяемым клетками Сертоли).

Секреторная активность гипофиза регулируется клетками Сертоли и клетками Лейтига. Тестостерон, выделяемый клетками Лейдига подавляет активность гипофиза к выработке ЛГ и ФСГ.

Ингибин и эстрадиол, образующийся в клетках Сертоли, подавляют гипофиз к выработке ФСГ и клетки Лейдига к выработке тестостерона.

Морфофункциональное состояние яичка регулируется гормонами аденогипофиза — ФСГ и ЛГ, причём уровень гормонов постоянный, имеются лишь незначительные колебания.

Строение сперматозоида 
человека

2.2 Овогенез

Процесс образования 
яйцеклетки называется овогенез.

Яйцеклетка — это очень большая клетка, которая несёт материнскую часть генетической информации Зрелое яйцо является высокоспециализированной клеткой, содержащей огромный запас питательных веществ, необходимых для развития зародыша. После оплодотворения со сперматозоидом образует зиготу (зародыш), которая впоследствии станет новым организмом.

Яйцеклетки образуются в яичниках. Так же как и при 
образовании сперматозоидов, вступлению в мейоз женских половых клеток предшествует стадия размножения первичных 
половых клеток — оогониев — 
путем митоза. Число митотических делений обычно меньше, чем при размножении сперматогониев.

 
Вступив в профазу I мейоза, оогоний становится ооцитом первого порядка. У млекопитающих и человека этот процесс заканчивается еще до рождения особи. Сформировавшиеся к моменту рождения ооциты первого порядка сохраняются без изменения долгие годы. С наступлением половой зрелости отдельные ооциты периодически вступают в стадию роста.

Стадия роста ооцита отличается от соответствующей стадии сперматогенеза своей продолжительностью. Иногда на этой стадии ооцит находится несколько месяцев, достигает гигантских размеров.

В его цитоплазме образуется много митохондрий, рибосом, развивается гладкая и шероховатая эндоплазматическая сеть, идет синтез питательных веществ, которые запасаются в виде желточных и белковых гранул.

5.3.1.Гаметогенез

Гаметогенез
процесс
образования яйцеклеток (овогенез)
и сперматозоидов (сперматогенез)
подразделяется
наряд стадий (рис.
5.4).

В
стадии размножения

диплоидные клетки, из которых образуются
гаметы, называют сперматогониями
и овогониями.
Эти клетки осуществляют серию
последовательных митотических делений,
в результате чего их количество
существенно возрастает.

Сперматогонии
размножаются на протяжении всего периода
половой зрелости мужской особи.
Размножение
овогоний приурочено главным образом к
периоду эмбриогенеза. У человека в
женском организме этот процесс наиболее
интенсивно протекает в яичниках между
2-м и 5-м месяцами внутриутробного
развития.

К 7-му месяцу большая часть
овоцитов входит в профазу
I мейоза.

Так
как способом размножения клеток-предшественниц
женских и мужских гамет является митоз,
то овогоний и сперматогонии, как и все
соматические клетки, характеризуются
диплоидностью.

В ходе митотического
цикла их хромосомы имеют либо однонитчатую
(после митоза и до завершения синтетического
периода интерфазы), либо двунитчатую
(постсинтетический период, профаза и
метафаза митоза) структуру в зависимости
от количества биспиралей ДНК.

Если в
одинарном, гаплоидном наборе число
хромосом обозначить как п,
а количество ДНК
— как с,
то генетическая формула клеток в стадии
размножения соответствует 2п2с
до
S-периода
и 2n4c
после него.

Рис.
5.4. Схема
гаметогенеза:

1

сперматогенез,
2

овогенез, n — количество
хромосомных наборов,

с
— количество
ДНК, РТ
— редукционные
тельца

На
стадии роста
происходит увеличение клеточных размеров
и превращение мужских и женских половых
клеток в сперматоциты
и овоциты
I

порядка,

причем последние достигают больших
размеров, чем первые.

Одна часть
накапливаемых веществ представляет
собой питательный материал (желток в
овоцитах), другая
— связана
с последующими делениями. Важным событием
этого периода является репликация ДНК
при сохранении неизменным числа хромосом.

Последние приобретают двунитчатую
структуру, а генетическая формула
сперматоцитов и овоцитов
I порядка
приобретает вид 2n4с.

Основными
событиями стадии
созревания

являются два последовательных деления:
редукционное и эквационное, которые
вместе составляют мейоз
(см. разд.
5.3.2). После
первого деления образуются сперматоциты
и овоциты
II

порядка

(формула n2с),
а после второго
сперматиды
и зрелая яйцеклетка
(пс).

В
результате делений на стадии созревания
каждый сперматоцит
I порядка
дает четыре сперматиды,
тогда как каждый овоцит
I порядка

одну
полноценную
яйцеклетку

и редукционные
тельца,

которые в размножении не участвуют.
Благодаря этому в женской гамете
концентрируется максимальное количество
питательного материала
— желтка.

Процесс
сперматогенеза завершается стадией
формирования,

или спермиогенеза.
Ядра сперматид уплотняются вследствие
сверхспирализации хромосом, которые
становятся функционально инертными.

Пластинчатый комплекс перемещается к
одному из полюсов ядра, образуя акросомный
аппарат, играющий большую роль в
оплодотворении. Центриоли занимают
место у противоположного полюса ядра,
причем от одной из них отрастает жгутик,
у основания которого в виде спирального
чехлика концентрируются митохондрии.

На этой стадии почти вся цитоплазма
сперматиды отторгается, так что головка
зрелого сперматозоида практически ее
лишена.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector