Биологические особенности половых клеток (отличие от соматических клеток)

ПОЛОВЫЕ КЛЕТКИ.

ЭВОЛЮЦИЯ ПОЛОВОГО РАЗМНОЖЕНИЯ. ПОЛОВОЙ ДИМОРФИЗМ.

Эволюционной основой возникновения полового размножения является обмен генетической информацией у прокариот.

У жгутиковых обмен генетической информацией сопровождался увеличением числа особей. В их жизненном цикле появляются специализированные клетки, которые выполняют функцию размножения.

У многоклеточных они формируются в половых железах или гонадах.

Первоначально мужские и женские гонады были смещены в одной особи (гермафродиты).

В ходе эволюции у гермафродитов сделалось невозможным самооплодотворение, а затем произошло разделение полов.

Половой диморфизм – феномен морфологических различий между полами, обеспечивающий возможность продления рода.

Аспекты:

¨ морфологический

¨ физиологический

¨ генетический (ХХ, ХУ)

¨ гормональный

¨ этологический (поведенческий)

Яйцеклетка – женская половая клетка. Довольно крупная по размерам, неподвижная, с большим запасом питательного вещества – лецитина.

Основная функция яйцеклетки питание зародыша на ранних стадиях развития.

По количеству желтка (лецитина) и его распределению в цитоплазме различают несколько типов яйцеклеток:

¨ алецитальные (желток отсутствует – плоские черви)

¨ изолецитальные (желтка не много, распределен равномерно)

¨ телолецитальные (резко (птицы или рептилии) или умеренно (земноводные), желтка достаточно много, распределен неравномерно – поляризация яйца, образование двух полюсов. Полюс, где желтка мало – вегетативный, желтка много – анимальный.)

¨ центролецитальные (желток находится в центре вокруг ядра - членистоногие)

У человека и млекопитающих яйцеклетки вторично изолецитальные.

Сперматозоид – мужская полова клетка. Основная функция доставка генетической информации к яйцеклетке. В строении выделяется три части:

¨ Головка, покрытая защитным чехликом. Основу занимает ядро в нем суперспирализованная хромосома, цитоплазмы практически нет. На переднем конце головки образуется акросома (видоизмененный комплекс Гольджи) – это приспособления для проникновения в яйцеклетку.

¨ Шейка – содержит две центриоли и митохондриальную спираль. Обеспечение энергией для движения сперматозоида.

¨ Хвостик – осуществляет движение.

¨ Гаплоидность

¨ Полнота генетической информации, активность всех генов

¨ Низкий уровень метаболизма до оплодотворения и резкое его повышение после

¨ Нетипичное ядерно-цитоплазматическое отношение – низкое у яйцеклетки, высокое у сперматозоида

Митоз – основа бесполого размножения.

(См. занятие.)

МЕЙОЗ – цитологическая основа гаметогенеза.

Мейоз - это особая форма деления клеток, которая обеспечивает редукцию числа хромосом до гаплоидного и рекомбинацию генетического материала.

Редукция числа хромосом обеспечивает их видовое постоянство, рекомбинация обеспечивает видовое разнообразие потомства.

(1)

После интерфазы I происходит редукционное деление, которое включает в себя 4 стадии:

¨ Профаза I – состоит из 5 подстадий:

1. лептонема (стадия тонких нитей) – хромосомы спирализуются, в них наблюдается утолщение - хромомеры

2. зигонема – стадия двойных нитей – происходит конъюгация гомологичных хромосом с образованием гаплоидного числа бивалентов (тетрады)

3. пахинема – стадия толстых нитей! происходит кроссинговер – обмен идентичными участками гомологичных хромосом (первый механизм комбинативной изменчивости)

4. диплонема – гомологичные хромосомы отталкиваются друг от друга, но сохраняют связь в тех местах, где произошел кроссинговер, образуются фигуры хиазмы, по количеству которых судят сколько кроссинговеров произошло

5. диакинез – движение вдоль – ведут к периферии ядра, заканчивается разрушение ядерной оболочки, биваленты свободно лежат в цитоплазме

¨ Метафаза I – на экваторе клетки выстраиваются биваленты, нити веретена деления прикрепляются к центромерам

¨ Анафаза I – нити веретена деления сокращаются, к полюсам расходятся целые (двухроматидные хромосомы)

¨ Телофаза I – происходит формирование двух дочерних клеток с гаплоидным набором с двухроматидных хромосом (образуется 2 клетки с формулой n2c)

В интерфазе II отсутствует S период, поэтому она очень короткая.

В результате эквационного деления образуется 4 гаплоидных клетки (стадии аналогичны митозу).

ОСОБЕННОСТИ РЕПРОДУКЦИИ ЧЕЛОВЕКА:

¨ Позднее наступление половой зрелости

¨ Длительный период внутриутробного развития

¨ Короткий репродуктивный период женщин по отношению к продолжительности их жизни

¨ Длительная лактация, что препятствует следующей беременности

¨ Небольшая продолжительность жизни половых клеток

¨ Человек сам планирует семью

ГАМЕТОГЕНЕЗ – ПРОЦЕСС ОБРАЗОВАНИЯ ПОЛОВЫХ КЛЕТОК.

Процесс образования яйцеклеток – овогенез.

Процесс образования сперматозоидов – сперматогенез.

Сперматогенез протекает в семенниках, начинается с момента полового созревания и не заканчивается.

Овогенез протекает в яичниках, начинается еще в эмбриональном периоде, заканчивается с наступлением менопаузы.

Сперматогенез:

В зоне размножения семенников предшественники половых клеток – сперматогонии делятся митозом, увеличивается их количество.

В зоне роста происходит формирование сперматоцитов 1 порядка.

В зоне созревания каждый сперматоцит I делится мейозом, в результате первого деления образуется два сперматоцита 2 порядка, в результате второго деления образуется 4 сперматиды.

В зоне формирования из каждой сперматиды образуется готовый, зрелый сперматозоид.

Овогенез:

В зоне размножения яичников овогонии делятся митозом, в зоне роста они превращаются в овоциты 1 порядка.

В зоне созревания после первого деления мейоза образуется овоцит 2 порядка и направительное или редукционное тельце. В результате второго деления образуется яйцеклетка и три направительных тельца.

Периода формирования нет.

Дата добавления: 2014-01-06