9. Половое размножение у многоклеточных. Морфофизиологические особенности половых клеток. Процесс оплодотворения, биологическое значение.

Яйцеклетка:

1) это крупная неподвижная или малоподвижная клетка

2) содержит гаплоидный набор однохроматидной хромосомы

3) объем цитоплазмы намного превышает объема ядра

4) по кол-ву желтка выделяют:

-алицетальные (почти нет желтка, для плацентарных млекопитающих)

-олиголецитальные (мало желтка, черви ланцетник)

-мезолецитальные (среднее кол-во, рыбы, земноводные)

-полилецитальные (много желтка, пресмыкающиеся, птицы, яйцекладущие)

5)по распределению желтка:

-изолецитальные (равномерное распределение, ланцетник)

-телолецитальные (у апикального полюса (умеренно (амфибии) и резко (птицы, пресмыкающиеся)))

-центролецитальные (в середине обособлено, насекомые)

Функции: передача наследственной информации от матери потомкам, обеспечение зародыша питательными веществами.

Сперматозоид:

1) мелкая подвижная клетка

2) содержит гаплоидный набор (nc)

3) объем ядра больше, чем объем цитоплазмы

4) выделяют головку, шейку и хвостик

Функции: передача наследственной информации от отца к потомкам.

Оплодотворением называют процесс слияния сперматозоида и яйцеклетки, сопровождающийся объединением геномов отцовского и материнского организмов и завершающийся образованием зиготы. Различают наружное оплодотворение (рыбы, земноводные), когда половые клетки сливаются вне организма, и внутреннее (рептилии, птицы, млекопитающие), когда половые клетки сливаются внутри половых путей особи. Также существует перекрестное оплодотворение, когда объединяются половые клетки разных особей; самооплодотворение – при слиянии гамет, продуцируемых одним и тем же организмом; моноспермия и полиспермия в зависимости от числа сперматозоидов, оплодотворяющих одну яйцеклетку(морские ежи).

Выделяют 3 этапа оплодотворения:

1)дистантное взаимодействие гамет (сближение гамет) - яйцеклетка вырабатывает особые БАВ, к которым сперматозоид обладает положительным хемотаксисом, т.е. движется по направлению увеличения концентрации этих веществ.

2)контактное взаимодействие гамет (проникновение сперматозоида в яйцеклетку)-сперматозоид взаимодействует с оболочкой яйцеклетки своей акросомой, выделяются ферменты, которые растворяют оболочку яйцеклетки и сперматозоид проникает внутрь, чаще только головка, затем яйцеклетка образует плотную оболочку, через которую не могут проникать другие сперматозоиды.

3)слияние мужских и женских ядер – в цитоплазме яйцеклетки происходит набухание ядер, удваивается ДНК, ядерная оболочка растворяется и на экваторе образованной зиготы выстраивается диплоидный набор двухроматидных хромосом. Образованная зигота готовится к дроблению.

10. Сперматогенез. Цитологическая и цитогенетическая характеристика. Биологическое значение полового размножения.

Сперматогенез - это развитие и формирование мужских половых клеток. Сперматогенез протекает в извитых канальцах семенников, и его средняя продолжительность от 68 до 75 суток. Сперматогенез у человека начинается с момента полового созревания и продолжается в течение всего активного полового периода в больших количествах.

Стадии сперматогенеза:

• размножение;

• рост;

• созревание-деление;

• формирование.

Стадия размножения. Начальной фазой сперматогенеза является размножение сперматогоний путем митоза, большая часть клеток продолжает делиться, а меньшая часть вступает в стадию роста. В этот период клетки растут, накапливают питательные вещества, и на стадии роста превращаются в сперматоциты 1-го порядка.

Следующая фаза созревание-деление, характеризуется двумя редукционными делениями, без интерфазы. В результате 1-го деления 1 сперматоцит 1-го порядка дает начало 2-м сперматоцитам 2-го порядка, а 2-ое деление-созревание приводит к появлению 4 сперматид. Фаза формирования происходит в присутствии тестостерона, происходит преобразование сперматид в сперматозоиды. Ядро сперматиды приобретает видоспецифическую форму, хроматин конденсируется. Комплекс Гольджи мигрирует к верхушке головки сперматозоида и образует чехлик и акросому. Центриоли идут к противоположному полюсу, проксимальная центриоль образует колечко в области шейки, а дистальная центриоль дает начало аксонемме - осевой нити сперматозоида. Митохондрии укладываются в промежуточной части хвостика. Микрофиламенты окружают аксонемму в главном отделе хвостика, терминальный отдел хвостика представляет собой ресничку. Акросома содержит сперматолизины (трипсин, гиалуронидаза).

Сперматозоиды - это мелкие, подвижные клетки, размером 30-60 мкм. В сперматозоиде различают головку и хвост. Головка сперматозоида имеет овоидную форму и включает в себя небольшое плотное ядро, окруженное тонким слоем цитоплазмы. Ядра сперматозоидов характеризуются высоким содержанием нуклеопротаминов и нуклеогистионов. Передняя половина ядра покрыта плоским мешочком, составляющим "чехлик" сперматозоида. В нем у переднего полюса располагается акросома. Чехлик и акросома являются производными комплекса Гольджи. Акросома содержит набор ферментов, среди которых важное место принадлежит гиалуронидазе и протеазам, способным растворять оболочки, покрывающие яйцеклетку. За головкой имеется кольцевидное сужение. Головка так же, как и хвостовой отдел, покрыта клеточной мембраной.

Хвостовой отдел сперматозоида состоит из связующих, промежуточных, главной и терминальной частей. В связующей части или шейке располагаются центриоли - проксимальная и дистальная, от которой начинается осевая нить (аксонема). Промежуточная часть содержит 2 центральных и 9 пар периферических микротрубочек, окруженных расположенными по спирали митохондриями. Именно митохондрии обеспечивают энергией двигательную активность сперматозоидов, нарушение которой нередко связано с поражением процесса энергообразования в митохондриях. Главная часть по строению напоминает ресничку. Она окружена тонким фибриллярным влагалищем. Терминальная, или конечная часть содержит единичные сократительные филаменты.

Биологическое значение полового размножения:

1. увеличение числа особей ( самовоспроизведение ) ; особи при этом имеют перекомбинированные наследственные свойства и признаки двух родителей и поэтому чрезвычайно разнообразны

2. обеспечение биологического разнообразия , наследственной изменчивости особей одного вида , что даёт материал для естественного отбора , прогрессивной эволюции , адаптациогенеза )