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.

Источник: jbio.ru

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.
и 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.
сле 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. 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.

 

 

Источник: xn--90aeobapscbe.xn--p1ai

Вспомните!

Где в организме человека происходит образование половых клеток?

Какой набор хромосом содержат гаметы? Почему?

Для осуществления полового размножения необходимы специализированные клетки – гаметы, содержащие одинарный (гаплоидный) набор хромосом. При их слиянии (оплодотворении) происходит образование диплоидного набора, в котором каждая хромосома имеет пару – гомологичную хромосому. В каждой паре гомологичных хромосом одна хромосома получена от отца, а вторая – от матери.

У животных процесс образования половых клеток – гаметогенез – протекает в специальных органах – половых железах (гонадах). У большинства животных мужские половые клетки (сперматозоиды) образуются в семенниках, женские гаметы (яйцеклетки) – в яичниках. Развитие яйцеклеток называют овогенезом или оогенезом, а сперматозоидов – сперматогенезом.

Строение половых клеток.

Яйцеклетки – это относительно крупные неподвижные клетки округлой формы. У некоторых рыб, пресмыкающихся и птиц они содержат большой запас питательных веществ в виде желтка и имеют размеры от 10 мм до 15 см. Яйцеклетки млекопитающих, в том числе и человека, гораздо мельче (0,1–0,3 мм) и желтка практически не содержат.

Сперматозоиды – мелкие подвижные клетки, у человека их длина всего около 60 мкм. У разных организмов они отличаются формой и размерами, но, как правило, все сперматозоиды имеют головку, шейку и хвост, обеспечивающий их подвижность. В головке сперматозоида находится ядро, содержащее хромосомы, и акросома – особый пузырёк с ферментами, необходимыми для растворения оболочки яйцеклетки. В шейке сосредоточены митохондрии, которые обеспечивают движущийся сперматозоид энергией (рис. 63).

Рис. 63. Сперматозоид млекопитающего: А – электронная фотография; Б – схема строения

Образование половых клеток. Развитие половых клеток подразделяют на несколько стадий: размножение, рост, созревание, а в процессе сперматогенеза выделяют ещё и стадию формирования (рис. 64).

Рис. 64. Гаметогенез у человека

Рис. 65. Фазы мейоза

Стадия размножения. На этой стадии клетки, формирующие стенки половых желёз, активно делятся митозом, образуя незрелые половые клетки. Эта стадия у мужчин начинается с наступлением половой зрелости и продолжается почти всю жизнь. У женщин образование первичных половых клеток завершается ещё в эмбриональном периоде, т. е. общее количество яйцеклеток, которые у женщины будут созревать в течение её репродуктивного периода, определяется уже на ранней стадии развития женского организма. На стадии размножения первичные половые клетки, как и все остальные клетки тела, диплоидны.

Стадия роста. На стадии роста, которая гораздо лучше выражена в овогенезе, происходит увеличение цитоплазмы клеток, накопление необходимых веществ и редупликация ДНК (удвоение хромосом).

Стадия созревания. Третья стадия – это мейоз. Мейоз – это особый способ деления клеток, приводящий к уменьшению числа хромосом вдвое и к переходу клетки из диплоидного состояния в гаплоидное.

Будущие гаметы на стадии созревания делятся дважды. Клетки, приступающие к мейозу, содержат диплоидный набор уже удвоенных хромосом. В процессе двух мейотических делений из одной диплоидной клетки образуются четыре гаплоидные.

Мейоз состоит из двух последовательных делений, которым предшествует однократное удвоение ДНК, осуществлённое на стадии роста. В каждом делении мейоза выделяют четыре фазы, характерные и для митоза (профазу, метафазу, анафазу, телофазу), однако они отличаются некоторыми особенностями (рис. 65).

Профаза первого мейотического деления (профаза I) значительно длиннее, чем профаза митоза. В это время удвоенные хромосомы, каждая из которых состоит уже из двух сестринских хроматид, спирализуются и приобретают компактные размеры. Затем гомологичные хромосомы располагаются параллельно друг другу, образуя так называемые биваленты или тетрады, состоящие из двух хромосом (четырёх хроматид). Между гомологичными хромосомами может произойти обмен соответствующими гомологичными участками (кроссинговер), что приведёт к перекомбинации наследственной информации и образованию новых сочетаний отцовских и материнских генов в хромосомах будущих гамет (рис. 66).

К концу профазы I ядерная оболочка разрушается.

В метафазе I гомологичные хромосомы попарно в виде бивалентов, или тетрад, располагаются в экваториальной плоскости клетки, и к их центромерам присоединяются нити веретена деления.

В анафазе I гомологичные хромосомы из бивалента (тетрады) расходятся к полюсам. Следовательно, в каждую из двух образующихся клеток попадает только одна из каждой пары гомологичных хромосом – число хромосом уменьшается в два раза, хромосомный набор становится гаплоидным. Однако каждая хромосома при этом всё ещё состоит из двух сестринских хроматид.

Рис. 66. Перекрёст хромосом и обмен гомологичными участками

В телофазе I образуются клетки, имеющие гаплоидный набор хромосом и удвоенное количество ДНК.

Спустя короткий промежуток времени клетки приступают ко второму мейотическому делению, которое протекает как типичный митоз, но отличается тем, что участвующие в нём клетки гаплоидны.

В профазе II разрушается ядерная оболочка. В метафазе II хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости клетки, нити веретена деления соединяются с центромерами хромосом. В анафазе II центромеры, соединяющие сестринские хроматиды, делятся, хроматиды становятся самостоятельными дочерними хромосомами и расходятся к разным полюсам клетки. Телофаза II завершает второе деление мейоза.

В результате мейоза из одной исходной диплоидной клетки, содержащей удвоенные молекулы ДНК, образуется четыре гаплоидные клетки, каждая хромосома которых состоит из одиночной молекулы ДНК.

При сперматогенезе на стадии созревания в результате мейоза образуется четыре одинаковые клетки – предшественники сперматозоидов, которые на стадии формирования приобретают характерный вид зрелого сперматозоида и становятся подвижными.

Мейотические деления в овогенезе характеризуются рядом особенностей. Профаза I завершается ещё в эмбриональном периоде, т. е. к моменту рождения девочки в её организме уже имеется полный набор будущих яйцеклеток. Остальные события мейоза продолжаются только после полового созревания женщины. Каждый месяц в одном из яичников у женщины продолжает развитие одна из остановившихся в своем делении клеток. В результате первого деления мейоза образуется крупная клетка – предшественник яйцеклетки и маленькое, так называемое полярное, тельце, которые вступают во второе деление мейоза. На стадии метафазы II предшественница яйцеклетки овулирует, т. е. выходит из яичника в брюшную полость, откуда попадает в яйцевод. Если происходит оплодотворение, второе мейотическое деление завершается – образуется зрелая яйцеклетка и второе полярное тельце. Если слияния со сперматозоидом не происходит, не закончившая деление клетка погибает и выводится из организма.

Полярные тельца служат для удаления избытка генетического материала и перераспределения питательных веществ в пользу яйцеклетки. Спустя некоторое время после деления они погибают.

Значение гаметогенеза. В результате гаметогенеза образуются половые клетки, содержащие гаплоидный набор хромосом, что позволяет при оплодотворении восстанавливать число хромосом, характерное для вида. В отсутствие мейоза слияние гамет приводило бы к удвоению числа хромосом у каждого последующего поколения, возникающего в результате полового размножения. Этого не происходит благодаря существованию особого процесса – мейоза, во время которого диплоидное число хромосом (2n) сокращается до гаплоидного (1n). Таким образом, биологическая роль мейоза заключается в поддержании постоянства числа хромосом в ряду поколений вида.

Повторите и вспомните!

Человек

Половые клетки. Образование сперматозоидов у мужчин начинается с момента полового созревания. Длительность всех четырёх фаз сперматогенеза составляет около 80 дней. За всю жизнь в организме мужчины образуется огромное количество сперматозоидов – до 10¹⁰.

Несмотря на то что в женском эмбрионе закладывается очень много яйцеклеток, созревают из них лишь немногие. За репродуктивный период, т. е. когда женщина способна к деторождению, окончательно формируются около 400 яйцеклеток.

Развитие половых клеток (овогенез и сперматогенез) определяет здоровье будущего поколения. Курение, употребление алкогольных напитков, наркотических препаратов может оказать необратимое влияние на формирующиеся половые клетки, что в дальнейшем приведёт к бесплодию или рождению ребёнка с наследственными или врождёнными нарушениями.

Следующая глава >

Источник: bio.wikireading.ru

растения.Г. Животные.А.2 Автотрофные организмы — это: А. Вирусы.Б. Рыбы.В. Животные.Г. Растения, содержащие хлорофилл.А.3 Бактериальная клетка: А. Нейрон.Б. Аксон.В. Дендрит.Г. Холерный вибрион.А.4 Отличительной особенностью растительных клеток является наличие: А. Ядра.Б. Цитоплазмы.В. Мембран.Г. Клеточной стенки из целлюлозы.А.5 В результате митоза происходит: А. Выделение.Б. Регенерация тканей и органов организма..В. Пищеварение.Г. Дыхание.А.6 Укажите одно из положений клеточной теории: А. Одной капли чистого никотина (0,05 г) достаточно, чтобы убить человека.Б. Все новые клетки образуются при делении исходных клеток.В. Вирусы и бактериофаги — представители царства животных.Г. Вирусы и бактериофаги — представители Подцарства Многоклеточные.А.7 Размножение – это: А. Получение питательных веществ из окружающей среды.Б. Выделение ненужных веществ.В. Воспроизведение себе подобных.Г. Поступление в организм кислорода.А.8 Процесс образования женских половых гамет называется: А. ОвогенезБ. СперматогенезВ. ДроблениеГ. ДелениеА.9 Внутреннее оплодотворение происходит у: А. Акул.Б. Щук.В.Обезьян.Г. Лягушек.А.10 Для развивающегося эмбриона человека губительным является: А. Прогулки на свежем воздухе.Б. Соблюдение будущей мамой режима питания.В. Наркотическая зависимость женщины.Г. Соблюдение будущей мамой режима труда и отдыха.А.11 Непрямой тип развития — у: А. Человека разумного.Б. Человекообразных обезьян.В. Узконосых обезьян.Г. Бабочки капустницы.А.12 Генопит — это совокупность всех: А. Признаков организма.Б. Генов организмов.В. Дурных привычек.Г. Полезных привычек.А.13 При дигибридном скрещивании изучается наследование: А. Многих признаков.Б. Трёх признаков.В. Двух признаков.Г. Одного признака.ЗАДАНИЕ В. Задания с кратким ответомВ.1 Найдите соответствие..1.Доминантный признак у человека. А. Серые глаза.2. Рецессивный признак у человека. Б. Карие глаза.В. Светлые волосы.Г. Чёрные волосы.1 2В. 2 Сравните характеристики бесполого и полового размножения. Впишите номер ответа в нужную колонку.Половое размножение. Бесполое размножение1. В процессе размножения участвует одна особь.2. В процессе размножения участвуют две особи разного пола.3. Начало новому организму даёт зигота, возникающая в результате слияния мужской и женской половых клеток.4. Начало новому организму (организмам) даёт соматическая клетка.5. Дизентерийная палочка.6. Самец и самка прудовой лягушки.В.3 Выберите правильный ответ. Выпишите номера правильных утверждений. №___________1.Сперматозоид — женская половая гамета.2. Сперматозоид — мужская половая гамета3. Яйцеклетка — мужская половая гамета4. Яйцеклетка — женская половая гамета5.Овогенез – процесс развития яйцеклеток.6. Овогенез – процесс развития сперматозоидов.7. Сперматогенез — процесс развития яйцеклеток.8. Сперматогенез — процесс развития сперматозоидов9. Оплодотворение — это процесс слияния половых гамет: двух сперматозоидов.10. Оплодотворение — это процесс слияния половых гамет: двух яйцеклеток.11. Оплодотворение — это процесс слияния половых гамет: сперматозоида и яйцеклетки. В.4 Установите правильную последовательность усложнения организмов по плану: неклеточные формы жизни-прокариоты-эукариоты.1.Вирус гриппа Н7N92. Амёба пресноводная.3. Холерный вибрион.В.5 Гетерозиготная (Аа) чёрная крольчиха скрещивается с гетерозиготным (Аа) черным кроликом. 1. Какого расщепления по фенотипу следует ожидать при таком скрещивании?А. 3:1; Б. 1:1; В. 1:2:12. Сколько процентов составляет вероятность рождения белых крольчат — (гомозиготных по двум рецессивным генам — аа) ? Ответ:_________________В.6 Внимательно прочитайте текст, подумайте и ответьте на вопрос:»Вспомнить о возможной эволюционной роли симбиоза учёных заставило изучение внутреннего строения клетки — в середине прошлого века после появления электронного микроскопа открытия в этой области посыпались одно за другим. Оказалось, в частности, что не только хлоропласты растений, но и митохондрии — «энергетические установки» любых настоящих клеток — в самом деле похожи на бактерий причём не только внешне: у них есть собственная ДНК и они размножаются независимо от клетки — хозяина.»( По материалам журнала «Вокруг Света»).Какие органоиды имеют собственную ДНК?

Источник: russkij-yazyk.neznaka.ru

Вопрос 1. Поясните, когда происходит образование половых клеток.

Образование половых клеток у человека. В женском организме в период его зародышевого развития проходят две фазы оогенеза. Третья фаза длится много лет. Так, мейоз I начинается у девочки сразу после ее рождения, в результате чего образуются ооциты II порядка и первые направительные тельца. В период полового созревания ооциты II порядка проходят второе мейотическое деление, в ходе которого образуется яйцеклетка и три направительных тельца (отмирающие).

Процесс сперматогенеза начинается в зародышевом периоде развития мужского организма и продолжается в детском возрасте (фаза размножения сперматогониев). По мере наступления половой зрелости часть сперматогониев вступает в фазу роста и созревания, образуя сперматозоиды, а остальные продолжают делиться путем митоза для следующего сперматогенеза. Весь процесс сперматогенеза у человека длится 70 – 80 дней, он прекращается по мере старения организма.

У растений мейоз происходит перед образованием спор, из которых развиваются заростки.

Вопрос 2. Каково биологическое значение разницы в размерах женской и мужской половых клеток?

Мужская половая клетка — сперматозоид, отбрасывает большую часть цитоплазмы сперматиды, ядро уменьшается в размере, но сохраняет неизменно все хромосомы и ДНК. В итоге такого преобразования сперматида становится очень маленькой, но очень подвижной клеткой — сперматозоидом. Т. е. клетка сбросила все лишнее, для успешного выполнения своей функции.

В результате роста женской половой клетки, она увеличивается в размере, в основном за счет накопления рибосом и желтка. Эта цитоплазма в яйцеклетке с запасом питательных веществ, что необходимо для питания зародыша.

Вопрос 3. Заполните таблицу по предложенной схеме: а) впишите названия периодов процесса образования половых клеток; б) охарактеризуйте особенности сперматогенеза и оогенеза по их периодам.

Источник: resheba.me