Образование половых клеток и оплодотворение

Урок биологии в 11 классе на тему: «Образование половых клеток. Оплодотворение»

Задачи урока:

воспитывающие:

• половое воспитание, воспитание нравственных качеств личности.

развивающие:

• развитие самостоятельной деятельности учащихся, логического мышления, умения обращаться к своему опыту, эмоционально-волевой сферы;
• формирование коммуникативных компетенций;

образовательные

• изучить особенности образования и строения половых клеток, сущность процесса оплодотворения;
• развивать общебиологические понятия «связь строения с выполняемой функцией», «эволюционное развитие»;

Тип урока: изучение нового материала.

Планируемый результат: учащиеся должны знать этапы гаметогенеза, особенности строения половых клеток в связи с выполняемыми функциями, сущность и значение оплодотворения.

Формы организации учебной деятельности: групповая, фронтальная, индивидуальная.

Технология обучения: элементы технологии критического мышления.

Методы обучения: интерактивные, проблемный, частично-поисковые.

Оборудование: интерактивная доска, компьютер, проектор, учебники, справочники, иллюстрации, дидактический раздаточный материал.

План урока:

1. Оргмомент.
2. Вызов – актуализация и мотивация, формулировка темы и целей урока.
3. Осмысление.

1. Самостоятельная работа учащихся.
2. Отчеты о работе на интерактивной доске.
3. Мультимедийная презентация о половых клетках и оплодотворении.
4. Формулировка выводов.

Закрепление.

• тестирование
• творческая работа
• Мультимедийная презентация «Неоконченный дневник».

1. Рефлексия.
2. Домашнее задание.

Ход урока.

1. Приветствие учителя.

2. Мы продолжаем изучать клеточный уровень живых организмов и сегодня нам предстоит изучить особые клетки. Несколько слов из истории открытий.

В 1677 году голландский ученый Антони Ван Левенгук открыл под микроскопом мельчайшие клетки млекопитающих, похожие на головастиков. В 1828 году Петербургский академик Карл Бэр увидел под микроскопом другие клетки млекопитающих, имеющие определенное отношение к клеткам, открытым Левенгуком. Карл Бэр так рассказывал о своих чувствах после этого открытия. «Я должен был прийти в себя, прежде, нежели решился вновь заглянуть в микроскоп. Кажется странным, что зрелище, столь ожидаемое и желанное, может испугать….

В честь открытия Бэра Академия наук выпустила медаль с надписью по-латыни:

“Ortus ab ovo hominem homini ostendit”

«Начавши с яйца, он показал человеку его самого».

Эти клетки есть не только у млекопитающих, они формируются и у растений, и у многоклеточных животных. В «черном ящике» находятся клетки, которые мы употребляем в пищу. Принадлежат они представителям разных классов типа Хордовых.

Выскажите предположения, о каких клетках идет речь? (половых).

Запись темы урока «Образование половых клеток. Оплодотворение».

Вспомните, что вы уже знаете о половых клетках, а что хотели бы узнать? (Заполнение таблицы ЗХУ).

Цели урока: выяснить, как формируются половые клетки, какими особенностями строения они обладают, каково значение процесса оплодотворения в жизни организмов.

3. Осмысление.

Организуется самостоятельная работа с учебником, информационными текстами, рисунками, схемами. Учащимся предлагается три задания на выбор: гаметогенез, половые клетки, оплодотворение по заданиям в рабочих листах. На работу – 5-7 минут.

Отчеты по самостоятельной работе на интерактивной доске. Формулировка выводов.

Просмотр презентации, подготовленной по опережающему заданию.

4. Закрепление. Тест или составление диаманты на выбор. Один ученик работает у доски.

Благодаря процессу оплодотворения начинается новая жизнь, так начались и мы с вами, так начиналась и следующая история.

Мультимедийная презентация «Неоконченный дневник»

В последние годы в России на каждую 1000 женщин совершается 123 аборта, 34% из них приходится на девушек в возрасте от 14 до 19 лет

5.Рефлексия.Подходит к концу наш урок, поделитесь, как вы усвоили тему, с какими трудностями столкнулись, что было интересно, кто или что вам помогло, что мешало? На какие вопросы не сумели получить ответы. Поделитесь своими мыслями, чувствами, как изменились вы за 45 минут? Какой урок из урока возьмете с собой в большую жизнь?

Спасибо всем за хорошую работу. Вы молодцы! Оценки за урок…

6. Домашнее задание.

изучить текст учебника стр.128-132,

повторить способы деления клеток.

*Выяснить особенности оплодотворения у цветковых растений.

Рабочий лист ___________________________________________________________________
Тема урока: ____________________________________________________________________

Задание 1. Гаметогенез. Используя схему, определите, где отображен сперматогенез, а где овогенез. Укажите в центре таблицы:

• название зон образования половых клеток,
• тип деления (этап жизненного цикла) клеток,
• количество хромосом (n) и хроматид (ДНК) (с) в каждой зоне.

Задание 2. Гаметы.

Половые клетки	Черты различия	Черты сходства
Сперматозоид
Яйцеклетка

Вывод: ______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________Задание 3. Оплодотворение. Заполните схемы:

Типы оплодотворения у животных
+ =

______________________ _________________________

Значение процесса оплодотворения __________________________________________________

Тест

1. В какой зоне при гаметогенезе клетки делятся путем мейоза?

2. Что образуется в результате овогенеза?

3. В какой части сперматозоида расположены митохондрии?

4.Какой набор хромосом (n) и ДНК (с) в зрелой яйцеклетке?

5. Наружное оплодотворение характерно для:

* Составьте диаманту:

яйцеклетка

2прилагательных _____________________________________________________________

3 глагола____________________________________________________________________

4 ассоциации________________________________________________________________

3 глагола ____________________________________________________________________

2прилагательных _____________________________________________________________

сперматозоид
Домашнее задание:

1. Изучить текст учебника на стр.128-132 учебника.

2. Повторить способы деления клеток.

Информационные листы

Гаметогенез– это процесс развития половых клеток – гамет. Предшественники гамет (гаметоциты) диплоидны. Процесс образования сперматозоидов называется сперматогенезом, а образование яйцеклеток – оогенезом (овогенезом). В половых железах различают три разных участка, или зоны: зона размножения, зона роста, зона созревания. Сперматогенез и оогенез включают три одинаковые фазы: размножения, роста, сзревания (деления). В сперматогенезе имеется еще одна фаза – формирования.

Фаза размножения: диплоидные клетки многократно делятся митозом. Количество клеток в гонадах растет, их называют оогонии и сперматогонии. Набор хромосом 2n. В фазе роста происходит их рост, образовавшиеся клетки называются ооциты 1-го порядка и сперматоциты 1-го порядка. В фазе созревания происходит мейоз, в результате первого мейотического деления образуются гаметоциты 2-го порядка (набор хромосом n2c), которые вступают во второе мейотическое деление, и образуются клетки с гаплоидным набором хромосом (nс). Оогенез на этом этапе практически заканчивается, а сперматогенез включает еще фазу формирования, во время которой формируются сперматозоиды.

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). В период роста ооциты увеличиваются в размерах за счет накопления питательных веществ (белков, жиров, углеводов) и пигментов – образуется желток. Затем ооциты 1-го порядка вступают в период созревания. В результате первого мейотического деления возникают две дочерние клетки. Одна из них, относительно мелкая, называемая первым полярным тельцем,не является функциональной, а другая, более крупная (ооцит 2-го порядка), подвергается дальнейшим преобразованиям.

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 ооцит 2-го порядка. После оплодотворения он делится, в результате чего возникают яйцеклетка (или яйцо) и второе полярное тельце. Однако традиционно для удобства яйцеклеткой называют ооцит 2-го порядка, готовый к взаимодействию со сперматозоидом. Таким образом, в результате оогенеза образуется одна нормальная яйцеклетка и три полярных (направительных) тельца.

Гаметы. Это половые клетки, при слиянии которых образуется зигота, дающая начало новому организму. Они представляют собой высокоспециализированные клетки, участвующие в осуществлении процессов, связанных с половым размножением. Гаметы имеют ряд особенностей, отличающих их от соматических клеток: хромосомный набор соматических клеток – диплоидный (2n2с), а гамет – гаплоидный (nс); гаметы не делятся; гаметы имеют измененное ядерно-цитоплазматическое соотношение по сравнению с соматическими клетками (в яйцеклетке ядро занимает значительно меньший объем, чем цитоплазма, в сперматозоиде – наоборот, причем ядро имеет такие же размеры, что и в яйцеклетке). Активная роль в оплодотворении принадлежит сперматозоиду. Поэтому он имеет малые размеры и подвижен (у животных). Яйцеклетка не только приносит в зиготу свой набор хромосом, но и обеспечивает развитие зародыша на ранних стадиях. Поэтому она имеет крупные размеры и, как правило, содержит большой запас питательных веществ.

Яйцеклетка.

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). Яйцеклетка имеет ряд оболочек, располагающихся поверх плазматической мембраны, и запасные питательные вещества. У млекопитающих яйцеклетки имеют блестящую оболочку, поверх которой располагается лучистый венец – слой фолликулярных клеток.

Количество питательных веществ, накапливаемых в яйцеклетке, зависит от условий, в которых происходит развитие зародыша. Так, если развитие яйцеклетки происходит вне организма матери и приводит к формированию крупных животных, то желток может составлять более 95% объема яйцеклетки. Яйцеклетка млекопитающих содержит менее 5% желтка.

Сперматозоид. Длина сперматозоида человека – 50–60 мкм. Функции сперматозоида определяют и его строение. Головка – самая крупная часть сперматозоида, образованная ядром, которое окружено тонким слоем цитоплазмы. На переднем конце головки расположена акросома – часть цитоплазмы с видоизмененным аппаратом Гольджи. Она вырабатывает фермент, который способствует растворению оболочек яйцеклетки. В месте перехода головки в среднюю часть образуется перехват – шейка сперматозоида, в которой расположены две центриоли. За шейкой располагается средняя часть сперматозоида, содержащая митохондрии, и хвост, который имеет типичное для всех жгутиков эукариот строение и является органоидом движения сперматозоида. Энергию для движения поставляет гидролиз АТФ, происходящий в митохондриях средней части сперматозоида.

Оплодотворение. Совокупность процессов, приводящих к слиянию мужских и женских гамет, объединению их ядер и образованию зиготы, которая дает начало новому организму, называется оплодотворением.

Различают наружное оплодотворение, при котором встреча сперматозоидов и яйцеклеток происходит во внешней среде, и внутреннее оплодотворение, при котором встреча сперматозоидов и яйцеклеток происходит в половых путях самки.

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. Зигота получает различный наследственный материал от отца и матери, что приводит к генетическому разнообразию.

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.

Мейоз

Центральным событием гаметогенеза является особая форма клеточного деления — мейоз. В отличие от широко распространенного митоза, сохраняющего в клетках постоянное диплоидное число хромосом, мейоз приводит к образованию из диплоидных клеток гаплоидных гамет. При последующем оплодотворении гаметы формируют организм нового поколения с диплоидным кариотипом (пс + пс == 2n2c). В этом заключается важнейшее биологическое значение мейоза, который возник и закрепился в процессе эволюции у всех видов, размножающихся половьм путем (см. разд. 3.6.2.2).

Мейоз состоит из двух быстро следующих одно за другим делений, происходящих в периоде созревания. Удвоение ДНК для этих делений осуществляется однократно в периоде роста. Второе деление мейоза следует за первым практически сразу так, что наследственный материал не синтезируется в промежутке между ними (рис. 5.5).

Первое мейотическое деление называют редукционным, так как оно приводит к образованию из диплоидных клеток (2п2с) гаплоидных клеток п2с. Такой результат обеспечивается благодаря особенностям профазы первого деления мейоза.

"Образование половых клеток и оплодотворение"

В профазе I мейоза, так же как в обычном митозе, наблюдается компактная упаковка генетического материала (спирализация хромосом). Одновременно происходит событие, отсутствующее в митозе: гомологичные хромосомы конъюгируют друг с другом, т.е. тесно сближаются соответствующими участками.

В результате конъюгации образуются хромосомные пары, или биваленты, числом п. Так как каждая хромосома, вступающая в мейоз, состоит из двух хроматид, то бивалент содержит четыре хроматиды. Формула генетического материала в профазе I остается 2n4c. К концу профазы хромосомы в бивалентах, сильно спирализуясь, укорачиваются. Так же как в митозе, в профазе I мейоза начинается формирование веретена деления, с помощью которого хромосомный материал будет распределяться между дочерними клетками (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Стадии мейоза

Отцовские хромосомы обозначены черным цветом, материнские —неокрашснные. На рисунке не изображена метафаза I, в которой биваленты располагаются в плоскости экватора веретена деления, и телофаза I, быстро переходящая в профазу II

Процессы, происходящие в профазе I мейоза и определяющие его результаты, обусловливают более продолжительное течение этой фазы деления по сравнению с митозом и дают возможность выделить несколько стадий в ее пределах (рис. 5.5).

Лептотена —наиболее ранняя стадия профазы I мейоза, в которой начинается спирализация хромосом, и они становятся видимыми в микроскоп как длинные и тонкие нити. Зиготена характеризуется началом конъюгации гомологичных хромосом, которые объединяются синаптонемальным комплексом в бивалент (рис. 5.6). Пахитена — стадия, в которой на фоне продолжающейся спирализации хромосом и их укорочения, между гомологичными хромосомами осуществляется кроссинговер — перекрест с обменом соответствующими участками. Диплотена характеризуется возникновением сил отталкивания между гомологичными хромосомами, которые начинают отдаляться друг от друга в первую очередь в области центромер, но остаются связанными в областях прошедшего кроссинговера — хиазмах (рис. 5.7).

Диакинез — завершающая стадия профазы I мейоза, в которой гомологичные хромосомы удерживаются вместе лишь в отдельных точках хиазм. Биваленты приобретают причудливую форму колец, крестов, восьмерок и т.д. (рис. 5.8).

Рис. 5.6. Образование бивалентов конъюгирующими хромосомами в зиготене:

1 — центрмеры

Таким образом, несмотря на возникающие между гомологичными хромосомами силы отталкивания, в профазе I не происходит окончательного разрушения бивалентов. Особенностью мейоза в овогенезе является наличие специальной стадии — диктиотены, отсутствующей в сперматогенезе. На этой стадии, достигаемой у человека еще в эмбриогенезе, хромосомы, приняв особую морфологическую форму «ламповых щеток», прекращают какие-либо дальнейшие структурные изменения на многие годы. По достижении женским организмом репродуктивного возраста под влиянием лютеинизирующего гормона гипофиза, как правило, один овоцит ежемесячно возобновляет мейоз.

В метафазе I мейоза завершается формирование веретена деления. Его нити прикрепляются к центромерам хромосом, объединенных в биваленты, таким образом, что от каждой центромеры идет лишь одна нить к одному из полюсов веретена. В результате нити, связанные с центромерами гомологичных хромосом, направляясь к разным полюсам, устанавливают бивалентны в плоскости экватора веретена деления.

Рис. 5.7. Стадии диплотены в мейозе кузнечика

В анафазе I мейоза ослабляются связи между гомологичными хромосомами в бивалентах и они отходят друг от друга, направляясь к разным полюсам веретена деления. При этом к каждому полюсу отходит гаплоидный набор хромосом, состоящих из двух хроматид (см. рис. 5.5).

Рис. 5.8. Стадия диакинеза в мейозе у человека.

Стрелками указаны хиазмы

В телофазе I мейоза у полюсов веретена собирается одинарный, гаплоидный набор хромосом, каждая из них содержит удвоенное количество ДНК.

Формула генетического материала образующихся дочерних клеток соответствует п2с.

Второе мейотическое (эквационное) деление приводит к образованию клеток, в которых содержание генетического материала в хромосомах будет соответствовать их однонитчатой структуре пс (см. рис. 5.5). Это деление протекает, как митоз, только клетки, вступающие в него, несут гаплоидный набор хромосом. В процессе такого деления материнские двунитчатые хромосомы, расщепляясь, образуют дочерние однонитчатые.

Одна из главных задач мейоза — создание клеток с гаплоидным набором однонитчатых хромосом —достигается благодаря однократной редупликации ДНК для двух последовательных делений мейоза, а также благодаря образованию в начале первого мейотического деления пар гомологичных хромосом и дальнейшего их расхождения в дочерние клетки.

Процессы, протекающие в редукционном делении, обеспечивают также не менее важное следствие — генетическое разнообразие гамет, образуемых организмом. К таким процессам относят кроссинговер, расхождение гомологичных хромосом в разные гаметы и независимое поведение бивалентов в первом мейотическом делении (см. разд. 3.6.2.3).

Кроссинговер обеспечивает перекомбинацию отцовских и материнских аллелей в группах сцепления (см. рис. 3.72). Ввиду того что перекрест хромосом может происходить в разных участках, кроссинговер в каждом отдельном случае приводит к обмену разным по количеству генетическим материалом. Необходимо отметить также возможность возникновения нескольких перекрестов между двумя хроматидами (рис. 5.9) и участия в обмене более чем двух хроматид бивалента (рис. 5.10). Отмеченные особенности кроссинговера делают этот процесс эффективным механизмом перекомбинации аллелей.

Рис. 5.9.

многократный кроссинговер между гомологичными хромосомами:

А—Е, а—е — локусы хромосом

Расхождение гомологичных хромосом в разные гаметы в случае гетерозиготности приводит к образованию гамет, различающихся по аллелям отдельных генов (см. рис. 3.74).

Случайное расположение бивалентов в плоскости экватора веретена деления и последующее их расхождение в анафазе I мейоза обеспечивают перекомбинацию родительских групп сцепления в гаплоидном наборе гамет (см. рис. 3.75).

Рис. 5.10. Множественный обмен участками на стадии четырех хроматид

в пахитене мейоза

В кроссинговер могут вступать все четыре хроматиды бивалента, латинскими буквами обозначены мутантные аллели; знаком «+» —нормальные аллели

Последние стадии овогенеза воспроизводятся и вне организма женщины, в искусственной питательной среде. Это позволило осуществить зачатие человека «в пробирке». Перед овуляцией хирургическим путем яйцо извлекается из яичника и переносится в среду со сперматозоидами. Возникающая в результате оплодотворения зигота, будучи помещена в подходящую среду, осуществляет дробление. На стадии 8—16 бластомеров зародыш переносится в матку женщины-реципиента, которая осуществляет донашивание и роды. Число успешных результатов такого переноса в последнее время возрастает.

Гаметогенез отличается высокой производительностью. За время половой жизни мужчина продуцирует не менее 500 млрд. сперматозоидов. На пятом месяце эмбриогенеза в зачатке женской половой железы насчитывается 6—7 млн. клеток-предшественниц яйцеклеток. К началу репродуктивного периода в яичниках обнаруживается примерно 100 000 овоцитов. От момента полового созревания до прекращения гаметогенеза в яичниках созревает 400—500 овоцитов.

Предыдущая70717273747576777879808182838485Следующая

Дата добавления: 2015-09-07; просмотров: 1522;

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Понятия гаметогенеза

Биологическое значение мейоза

1) является основным этапом гаметогенеза;

2) обеспечивает передачу генетической информации от организма к организму при половом размножении;

3) дочерние клетки генетически не идентичны материнской и между собой.

Гаметогенез

Гаметогенез — ϶ᴛᴏ процесс образования половых клеток. Протекает он в половых желœезах – 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 принято называть сперматогенезом.

Гаметогенез — ϶ᴛᴏ последовательный процесс, которых складывается из нескольких стадий – размножения, роста͵ созревания клеток. В процесс сперматогенеза включается также стадия формирования, которой нет при овогенезе.

1. Стадия размножения. Клетки, из которых в последующем образуются мужские и женские гаметы, называются сперматого-ниями и овогониями соответственно. Οʜᴎ несут диплоидный набор хромосом 2n2c. На этой стадии первичные половые клетки многократно делятся митозом, благодаря чему их количество существенно возрастает. Сперматогонии размножаются в течение всœего 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.

В случае 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. Клетки 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. Οʜᴎ приобретают двунитчатую структуру: генетическая формула клеток в данный период выглядит как 2n4c.

3. Стадия созревания. Происходят два последовательных делœения – редукционное (мейоз I) и эквационное (мейоз II), которые вместе составляют мейоз. После первого делœения (мейоза I) образуются сперматоциты и овоциты II порядка (с генетической формулой n2c), после второго делœения (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. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, в результате стадии созревания один сперматоцит I порядка (с формулой 2n4c) дает четыре спермати-ды (с формулой nc), а один овоцит I порядка (с формулой 2n4c) образует одну зрелую яйцеклетку (с формулой nc) и три редукционных тельца.

4. Стадия формирования, или спермиогенеза (только при сперматогенезе). В результате этого процесса каждая незрелая спермати-да превращается в зрелый сперматозоид (с формулой nc), приобретая всœе структуры, ему свойственные. Ядро сперматиды уплотняется, происходит сверхспирализация хромосом, которые становятся функционально инœертными. 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, в связи с этим головка сперматозоида ее почти не содержит.

Онтогенез

Читайте также

— 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 2п2с. На этой стадии первичные половые клетки многоократно делятся митозом, в… [читать подробнее].

— Стадии гаметогенеза

1. Стадия размножения.

№2. Образование половых клеток. Оплодотворение.

Клетки, из которых в последующем образуются мужские и женские гаметы, называются сперматогониями и овогониями соответственно. Они несут диплоидный набор хромосом 2п2с. На этой стадии первичные половые клетки многоократно делятся митозом, в… [читать подробнее].

Прогенез — образование и формирование родительских половых клеток, которые сформируют зиготу.

Гаметогенез – процесс развития половых клеток, то есть гамет.

Овогенез – формирование женских половых клеток.

Сперматогенез – формирование мужских половых клеток.

Периоды гаметогенеза:

1. Размножение – происходит в зоне размножения половой железы митотическим путем, образуются гаметогонии с набором 2n2c.
2. Роста – в зоне роста, образуются гемоциты 1 порядка с набором 2n2с.
3. Созревание – происходит два мейотических деления:

• Гаметоциты 2 порядка с набором 1n2c;
• Гаметы с набором 1n1c.

1. Формирование – формирование жгутика у сперматозоидов.

Особенности овогенеза:

• Овогенез заканчивается в начале 3 года
• В профазе-1 на стадии диплотены происходит задержка расхождения хромосом (до полового созревания);
• Формирование зрелой яйцеклетки происходит только после оплодотворения, то есть проникновения в нее сперматозоида;

• В результате гаметогенеза образуются 4 гаплоидные клетки: одна крупная яйцеклетка и три полярных (редукционных) тельца;
• Нет стадии формирования;
• Яйцеклетки образуются в женских половых железах – яичниках;
• В период созревания один ооцит 1 раз в месяц (28-29 дней) окулирует и попадает в маточные трубы;
• Образование зрелой яйцеклетки происходит только после оплодотворения яйцеклетки.

Особенности сперматогенеза:

• Есть зона формирования, в которой из сперматиды образуется сперматозоид;
• Образование сперматозоидов происходит в мужских половых железах – семенниках с начала полового созревания под влиянием гормонов гипофиза;
• За одни сутки может образоваться 100 млн. сперматозоидов;
• Сперматозоид идет в придатки семенника;
• Мужской гормон – тестостерон.

19. Мейоз. Фазы мейоза, их характеристика и значение. Рекомбинация наследственного материала, её медицинское и эволюционное значение.

Мейоз — деление ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом в два раза. Происходит в два этапа (редукционный и эквационный этапы мейоза).

Фазы мейоза:

1 деление — редукционное:

1. Профаза -1:

• Лептотена – стадия длинных тонких слобо спирализированных хромосом, на которых видны утолщения-хромомеры.
• Зиготема– стадия попарно соединенных гомологичных хромосом, при которых хромомеры одной гомологичной хромосомы точно прикладываются к соответствующим хромомерам другой – конъюгация
• Пахинема– стадия толстых нитей. Гомологичные хромосомы соединены в пары- биваленты.

Образование половых клеток и оплодотворение у живых организмов

Число бивалентов соответствует гаплоидному набору хромосом. НА этой стадии каждая из хромосом, входящих в бивалент, состоит уже из 2 хроматид, поэтому каждый бивалент включает в себя четыре хроматиды. В это время конъюгирующие хромосомы переплетаются, что приводит к обмену участками хромосом, происходит кроссинговер.

• Диплонема — стадия, когда гомологичные хромосомы начинают отталкиваться друг от друга, но в ряде участков, где происходит кроссинговер, они продолжают быть еще связанными.
• Диакинез, стадия, на которой отталкивание гомологичных хромосом продолжается, но они еще не остаются связанными в биваленты своими концами, образуя характерные структуры- кольца и кресты. На этой стадии хромосомы максимально спирализованы, укорочены и утолщены. Непосредственно после диакинеза ядерная оболочка растворяется.

1. Метофаза-1 – формирование веретена деления, биваленты располагаются на экваторе клетки;
2. Анафаза-1 – диады расходятся к полюсам веретена деления;
3. Телофаза-1 – диады скапливаются у полюсов клетки (1n2c – в конце первого деления).

Второе деление мейоза (эквационное) проходит как митоз, в результате получаются клетки с гаплоидным набором хромосом (1n1c).

Значение мейоза:

Дата публикования: 2015-01-26; Прочитано: 1286 | Нарушение авторского права страницы

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

§ 23. Образование половых клеток и оплодотворение

Процесс образования половых клеток — гаметогенез — протекает в половых железах (гонадах). У высших животных женские гаметы образуются в яичниках, мужские — в семенниках. Процесс образования к сперматозоидов называют сперматогенезом; яйцеклеток — оогенезом.

Гаметогенез делят на несколько фаз: размножения, роста, созревания и выделяемую при сперматогенезе — фазу формирования.

Фаза размножения

Характеризуется многократными митотическими делениями клеток стенки семенника или яичника, приводящими к образованию многочисленных сперматогоний и оогоний. Эти клетки, как и все клетки тела, диплоидны. Фаза размножения у мужчин начинается с наступлением половой зрелости и продолжается постоянно в течение почти всей жизни. В женском организме размножение оогоний начинается в эмбриогенезе и завершается к третьему году жизни.

Фаза роста

Сопровождается увеличением объема цитоплазмы клеток, накоплением ряда веществ, необходимых для дальнейших делений, репликацией ДНК и удвоением хромосом. В фазе роста клетки получают название сперматоцитов I порядка и ооцитов I порядка. Фаза роста более выражена в оогенезе, поскольку ооциты I порядка накапливают значительные количества питательных веществ.

Фаза созревания

Характеризуется мейозом. При сперматогенезе в результате I мейотического деления образуются два одинаковых сперматоцита II порядка, каждый из которых после второго деления мейоза формирует по две сперматиды.

При оогенезе профаза первого мейотического деления осуществляется еще в эмбриональном периоде, а остальные события мейоза продолжаются после полового созревания организма. Каждый месяц в одном из яичников половозрелой женщины созревает одна яйцеклетка. При этом завершается первое деление мейоза, образуются крупный ооцит II порядка и первое полярное (направительное) тельце, которые вступают во второе деление мейоза. На стадии метафазы второго мейотического деления ооцит II порядка овулирует — выходит из яичника в брюшную полость, откуда попадает в яйцевод. Дальнейшее созревание его возможно лишь после слияния со сперматозоидом. Если оплодотворения не происходит, ооцит II порядка погибает и выводится из организма. В случае оплодотворения он завершает второе мейотическое деление, образуя зрелую яйцеклетку — оотиду — и второе полярное тельце. Полярные тельца никакой роли в оогенезе не играют и, в конце концов, погибают. Таким образом, в результате фазы созревания из каждой диплоидной клетки формируются гаплоидные клетки: при сперматогенезе — четыре сперматиды, при оогенезе — одна оотида и три полярных тельца.

Фаза формирования

Характерна только для сперматогенеза. Суть ее состоит в том, что сперматиды приобретают свойственную сперматозоидам морфологию и подвижность.