Гаметогенез в общей схеме (рассматриваем внимательно схему и сопоставляем изображение с текстом)

В стадии размножения диплоидные клетки, из которых образуются гаметы, называют сперматогониями и овогониям и. Эти клетки осуществляют серию последовательных митотических делений, в результате чего их количество существенно возрастает. Так как способом размножения клеток-предшественниц женских и мужских гамет является митоз, то овогонии и сперматогонии, как и все соматические клетки, характеризуются диплоидностью.

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.

Основными событиями стадии созревания являются два последовательных деления, которые вместе составляют мейоз. После первого деления образуются сперматоциты и овоциты II порядка, а после второго сперматиды и зрелая яйцеклетка.

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 (на схеме не указано). Ядра сперматид уплотняются. 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, и головка зрелого сперматозоида ее практически лишена.

 

Сравнение сперматогенеза и овогенеза (на примере млекопитающих)

Стадия	Сперматогенез	Оогенез
Размножение (митоз) 2n2c	Размножение первичных половых клеток (клетки-предшественницы) начинается с периода полового созревания и продолжается всю жизнь, образуются сперматогонии	Клетки-предшественницы закладываются в период эмбрионального развития женской особи; их размножение заканчивается к рождению особи, образуются овогонии
Рост (интерфаза) 2n4c	Незначительный рост клетки: сперматоциты I порядка	Значительный рост клетки: овоциты I порядка
Созревание — мейоз I (n2с)   — мейоз II (nc)	В профазе I конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер: образуется 2 сперматоцита II порядка   Из каждого сперматоцита II порядка образуются 2 сперматиды	В профазе I конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер: образуется 1 овоцит II порядка и редукционное тельце   Из овоцита II порядка образуется 1 яйцеклетка и 1 редукционное тельце. Первое редукционное тельце образует 2 редукционных тельца
Формирование (nc)	Из каждой сперматиды формируется сперматозоид	Стадия отсутствует

Строение и специализация гамет

Специализация гамет

Гаметы	Функции	Особенности строения
Яйцеклетка	Обеспечение развития зародыша питательными веществами; хранение генетической информации	От от 0,01 мм до 23 см; крупная и неподвижная; содержит большой запас питательных веществ; крупное ядро с гаплоидным набором хромосом
Сперматозоид	Внесение генетической информации в яйцеклетку; стимуляция развития яйцеклетки после её оплодотворения	Размер около 70 мкм; маленькие и подвижные; есть головка, шейка, хвостик; небольшое ядро с гаплоидным набором хромосом; нет запаса питательных веществ; аппарат Гольджи преобразован в акросому, расположенную на переднем конце головки: акросома выделяет ферменты, растворяющие оболочку яйцеклетки; митохондрия упаковывается вокруг жгутика, образуя шейку.

Оплодотворение

Оплодотворение – это процесс соединения двух гамет (n), в результате чего образуется оплодотворенная яйцеклетка – зигота (2n).

 

Наружное оплодотворение:

· копулятивные органы отсутствуют;

· встреча животных необязательна;

· гаметы выделяются в воду, там происходит оплодотворение;

· свойственно только водным животным (рыбы, земноводные).

Внутреннее оплодотворение:

· есть копулятивные органы;

· не зависит от внешней среды;

· экономная продукция гамет;

· свойственно ряду водных животных и всем наземным.

 

1. При контакте с яйцеклеткой акросома сперматозоида разрывается и ее содержимое высвобождается.

2. Под воздействием ферментов акросомы оболочка яйцеклетки в месте контакта растворяется.

3. Внутренняя поверхность акросомы вытягивается, и формируется акросомальный отросток, который проникает через растворенную зону яйцевых оболочек и сливается с мембраной яйцеклетки.

4. В этом месте из цитоплазмы образуется воспринимающий бугорок. Он захватывает ядро, центриоли и митохондрии сперматозоида и увлекает их внутрь яйцеклетки.

5. Цитоплазматическая мембрана сперматозоида встраивается в мембрану яйцеклетки.

6. Проникновение сперматозоида в яйцеклетку вызывает отслаивание от яйцеклетки оболочки оплодотворения.

7. Между ней и поверхностью яйцеклетки возникает пространство, заполненное жидкостью. Образование оболочки оплодотворения препятствует проникновению других сперматозоидов в яйцеклетку.

8. Проникшее в цитоплазму яйцеклетки ядро сперматозоида набухает, достигает величины ядра яйцеклетки.

9. Ядра сближаются и сливаются. Этот момент и есть собственно оплодотворение.

 

В результате из двух гамет образуется одна диплоидная зигота, т. е. восстанавливается диплоидный набор хромосом.

 

Домашнее задание.