Занятие №5 гаметогенез




Скачать 100.38 Kb.
НазваниеЗанятие №5 гаметогенез
Дата конвертации19.04.2013
Размер100.38 Kb.
ТипЗанятие


Лоскутникова О. А. Элективный курс «Мы и наши гены». Занятие № 5


ГАМЕТОГЕНЕЗ

Цель: сформировать систему знаний у обучающихся об этапах созревания половых клеток у человека и животных.

Половые клетки - гаметы обеспечивают передачу наследственной информации потомкам. Мужские гаметы - сперматозоиды, женские - яйцеклетки. Созревают гаметы в гонадах мужские - в семенниках, женские - в яичниках.

Процесс образования гамет называется гаметогенезом, развитие сперматозоидов - сперматогенезом, развитие, яйцеклетки - овогенезом.

Начало гаметам дают диплоидные (2n) первичные зародышевые клетки, или клетки зачаткового эпителия половых желез организма. (У человека первичные зародышевые клетки обособляются очень рано, уже на втором месяце развития зародыша.) Первичные зародышевые клетки многократно делятся, образуя сотни миллионов гониальных клеток. Гониальные клетки (сперматогонии и оогонии) вступают в гаметогенез.

 

Сперматогенез (на примере человека)

Сперматогенез включает 4 периода (фазы): 1) размножение (митотические деления), 2) рост, 3) созревание (мейоз) и 4) спермиогенез.

В фазе размножения диплоидные сперматогонии делятся несколько раз путем митоза. Образовавшиеся клетки вступают в фазу роста: увеличиваются в размерах и становятся диплоидными сперматоцитами первого порядка. В фазе созревания в результате первого деления мейоза образуются гаплоидные (1n) сперматоциты второго порядка, которые после второго мейотического деления  образуют сперматиды. В ходе спермиогенеза каждая сперматида в дальнейшем становится сперматозоидом.

Сперматозоиды животных имеют одинаковое принципиальное строение, но могут отличаться формой и размером. Сперматозоид имеет головку, в которую плотно упакована ДНК. Головка сперматозоида окружена очень тонким слоем цитоплазмы. На её переднем конце находится структура, называемая акросомой. Эта структура содержит ферменты, позволяющие сперматозоиду проникнуть через оболочку яйцеклетки. Сперматозоид имеет хвостик. Часть хвостика, прилегающая к головке ("шейка"), окружена митохондриями.  Они необходимы, чтобы обеспечить биение хвостика и движение сперматозоида в желательном ему направлении. На сперматозоиде имеется для выбора направления движения хеморецепторы, сходные с обонятельными клетками.

Созревание спермиев происходит в семенных канальцах тестикул. При превращении исходной клетки, сперматогония, в сперматоцит, сперматиды и зрелый сперматозоид происходит перемещение клетки от базальной мембраны семенного канатика к его полости.  После созревания сперматозоиды отделяются, попадая в просвет семенных канальцев,  и готовы к движению в поисках яйцеклетки и оплодотворению. Процесс созревания длится примерно три месяца. У млекопитающих  у особей мужского пола процесс созревания сперматозоидов – сперматогенез – начинается с возраста половой зрелости и продолжается затем до глубокой старости.

c:\users\oksana\desktop\fig10.jpg

Оогенез и оплодотворение (на примере человека)

Оогенез включает 3 периода (фазы): размножения, роста и созревания. Начинается оогенез на 2-3 месяце развития зародыша женского пола, а завершается для каждой данной яйцеклетки только после её оплодотворения.

В фазе размножения диплоидные оогонии делятся несколько раз путём митоза. Образовавшиеся клетки вступают в фазу роста, увеличиваются в размерах и превращаются в диплоидные ооциты первого порядка (ооциты I). В яйцеклетке накапливаются питательные вещества, необходимые в дальнейшем для развития зародыша, поэтому яйцеклетка – это очень крупная клетка, и когда она делится, цель – сохранить питательные вещества для будущего зародыша, поэтому деление цитоплазмы несимметрично. Для того чтобы сохранить все запасы цитоплазмы и при этом избавиться от ненужного генетического материала, от цитоплазмы отделяются полярные тельца, которые содержат очень мало цитоплазмы, но позволяют поделить хромосомный набор. Полярные тельца отделяются при первом и втором делении мейоза 

Ооциты I находятся на поверхности яичников в пузырьках–фолликулах. (Всего образуется около 2 миллионов таких фолликулов, но лишь около 450 из них завершает своё развитие.)

В фазе созревания в ооцитах I начинается мейоз. Однако первое деление мейоза блокируется во время рождения девочки на стадии метафазы I вплоть до полового созревания.

После завершения полового созревания примерно каждый месяц один ооцит I увеличивается в размерах (такая крупная клетка, независимо от уровня плоидности) обычно называется яйцом на всех дальнейших стадиях оогенеза) и окружается слоем фолликулярных клеток. Фолликул увеличивается в размерах до 1 см и превращается в Граафов пузырёк, который выступает на поверхности яичника в виде бугорка. Внутри Граафова пузырька ооцит I окружён рядом оболочек: плазматической мембраной, затем желточной оболочкой (или прозрачной оболочкой) и слоем фолликулярных клеток, образующихлучистый венец (яйценосный бугорок).

Перед овуляцией ооцит I завершает первое деление мейоза. В результате образуется две гаплоидные клетки (1n): ооцит второго порядка (ооцит II) и первое полярное тельце. При овуляции Граафов пузырёк лопается, и ооцит II, окружённый фолликулярными клетками вместе с первым полярным тельцем, выходит в брюшную полость и попадает в фаллопиеву трубу. (На месте лопнувшего Граафова пузырька образуется жёлтое тело.)c:\users\oksana\desktop\fig12.jpg

В яйцеклетке накапливаются питательные вещества, необходимые в дальнейшем для развития зародыша, поэтому яйцеклетка – это очень крупная клетка, и когда она делится, цель – сохранить питательные вещества для будущего зародыша.

Второе деление мейоза доходит до стадии метафазы II, но не продолжается до тех пор, пока ооцит второго порядка не сольется со сперматозоидом. Проникновение сперматозоида в ооцит II служит стимулом для завершения второго деления мейоза. После окончания мейоза ооцит II образует крупную оплодотворенную яйцеклетку и второе полярное тельце. Параллельно происходит деление первого полярного тельца. Полярные тельца дегенерируют, а все структуры сперматозоида, кроме ядра, рассасываются.

Ядра обеих гамет превращаются в пронуклеусы  и сближаются. Слияние пронуклеусов – кариогамия – происходит позднее. На этой стадии оплодотворенное яйцо получает название зиготы. Зигота вступает в первый митоз, в ходе которого происходит объединение женского и мужского хромосомных наборов.

c:\users\oksana\desktop\гаметогенез2.jpg

Во время эмбрионального развития  млекопитающих возникает большое количество яйцеклеток, и к рождению самки в её яичниках уже находится порядка 200-300 тысяч яйцеклеток, остановившихся на первой стадии деления мейоза. В период полового созревания яйцеклетки начинают реагировать на половые гормоны, Регулярные циклические изменения гормонов впоследствии вызывают созревание яйцеклетки, обычно одной, иногда двух или больше. Когда для лечения бесплодия женщине делают инъекции половых гормонов, чтобы индуцировать созревание яйцеклеток, избыток этих гормонов может привести к созреванию нескольких яйцеклеток, и как следствие этого – многоплодной беременности. Яйцеклетка созревает в пузырьке, называемом фолликулом.

За всю жизнь у женщин современных индустриализованных стран созревает всего 400-500 яйцеклеток, у женщин традиционной культуры – в племенах охотников-собирателей – менее 200 штук. Это связано с различиями в традиции деторождения: у европейских женщин рождается в среднем 1-2 ребенка, которых она кормит в среднем 3 -5 месяцев, (а известно, что лактация тормозит восстановление месячных циклов после родов), то есть у неё больший период времени остается для созревания яйцеклеток и прохождения менструальных циклов; в это же самое время у бушменов женщины рожают в среднем по 5 детей, они не делают абортов, в отличие от западных женщин, и они кормят грудью по 3-4 года, при этом овуляция тормозится, поэтому месячных циклов у них в 2 раза меньше, чем у западных женщин. Большее количество овуляторных циклов ведёт к повышению риска заболевания репродуктивных органов у женщин, так как каждая овуляция связана с делением клеток, а чем больше делений – тем больше может возникнуть мутаций, ведущих к появлению злокачественных образований.

Месячные циклы у женщины регулируются изменением концентрации гормонов. Под действием гормонов один из покоящихся фолликулов (пузырьков) с яйцеклеткой начинает развиваться. Через несколько дней фолликул лопается и из него выходит зрелая  яйцеклетка. Этот процесс называется овуляцией. Слизистая оболочка матки (эндометрий) при этом разрастается, готовясь принять оплодотворенную яйцеклетку. Если беременность не наступает, происходит дегенерация и отторжение верхнего слоя эндометрия, сопровождающееся кровотечением. Во время овуляции у женщины происходит повышение так называемой базальной температуры (то есть температуры, измеряемой ректально и вагинально сразу после пробуждения) на несколько десятых градуса (нижний график на рисунке), потом она может упасть или остаться слегка повышенной до начала менструации. У каждой женщины колебания базальной температуры индивидуальны, но более или менее постоянны при установившемся месячном цикле. Таким образом по изменению температуры можно примерно судить, когда происходит овуляция.

Яйцеклетка после выхода из фолликула сохраняет жизнеспособность примерно 24-48 часов. Спермии же после попадания в половые пути женщины жизнеспособны до 2-3 суток, далее они могут быть подвижны, но не способны к оплодотворению. Поэтому оплодотворение возможно в течение 2-3 дней до и 1-2 дней после овуляции. В остальное время зачатие произойти не может. Но на самом деле скачок температуры происходит не точно при овуляции, а при изменении концентрации гормонов, овуляцию вызывающих, поэтому точность определения дня овуляции по температурному графику составляет примерно 2 дня. Поэтому оплодотворение может произойти в 3+2=5 дней до овуляции и 2+2=4 дня после овуляции дней цикла. Осторожные люди прибавляют еще по 1-2 дня с каждой стороны. Остальные дни считаются "безопасными".  Хотелось бы отметить, что цикл подчиняется эмоциональной регуляции, например, во время войны из-за тяжелой жизни, недоедания у женщин прекращались менструации,  это явление называется "аменорея военного времени". Однако описаны случаи, когда муж  приезжал домой с фронта на 2 дня, за эти 2 дня у женщины происходила овуляция независимо от фазы цикла, и впоследствии рождался ребенок. О том, что физиологические процессы достаточно сильно могут регулироваться нервной системой, показывает процесс родов у обезьян. У человека первые роды длятся примерно 24 часа,  а у обезьян всего несколько часов, причем начинаются они обычно во время, когда стадо находится на стоянке. То есть к утру, когда стадо собирается отправляться в путь, мама готова путешествовать дальше с новорожденным. Если по каким-то причинам процесс родов к утру не завершился, а стадо уже готово идти дальше, то роды останавливаются, так как стадные животные не должны отставать от своих сородичей, и уже потом при новой остановке, роды возобновляются.

Процесс проникновения сперматозоидов в яйцеклетку называется оплодотворением. Яйцеклетка окружена несколькими оболочками, структура которых такова, что только сперматозоид собственного вида может попасть в яйцеклетку. После оплодотворения оболочки яйцеклетки меняются и другие сперматозоиды уже не могут в нее проникнуть.
Принципиальное отличие хода овогенеза от сперматогенеза
1. При сперматогенезе из 1 исходной клетки образуется 4 сперматозоида, а при овогенезе образуется 1 яйцеклетка и 3 направительных тельца.

2. При сперматогенезе зона роста очень короткая, при овогенезе длинная (накапливается запас питательных веществ для будущего зародыша).

З. При сперматогенезе есть зона формирования, при овогенезе - она не выражена.

Отличие половых клеток от соматических

1. В половых клетках гаплоидный набор хромосом, в соматических - диплоидный.

2. Форма и размеры половых клеток отличаются от соматических, сперматозоид имеет головку, шейку и хвостик, а яйцеклетка круглая с большим запасом питательных веществ. Яйцеклетка окружена питающими ее фолликулярными клетками и образует специализированную структуру - фолликул (граафов пузырек).

При соприкосновении с яйцеклеткой сперматозоид выделяет фермент гиалуронидазу, муциназу, которые разрушают оболочки яйцеклетки. Сперматозоид проникает в яйцеклетку, происходит оплодотворение, образуется зигота с диплоидным набором хромосом (2n2с): один набор - от отца (1n1c), другой - от матери (1п1с).

Таким образом, во всех клетках тела имеется диплоидный набор хромосом, а в половых - гаплоидный. Вся наследственная информация передаётся от родителей детям через, половые клетки.

Интернет - ресурсы
http://bio.fizteh.ru/student/files/biology/biolections/lection15.html

http://afonin-59-bio.narod.ru/2_heredity/2_heredity_self/hs_06_gsg.htm

http://medbiol.ru/medbiol/anatomia/00014115.htm

http://www.tryphonov.ru/tryphonov2/terms2/cytopl.htm рис. гаметогенез

http://t1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQYjK5QBvJtz_nndx9fDcbAmqGFK9BFC_oXzYvisUo6IviftlIRgIoUcJY рис. яйцеклетка


Похожие:

Занятие №5 гаметогенез icon11 класс, задание 3 Гаметогенез
Образование половых клеток гаметогенез происходит в половых железах (гонадах). У высших животных образование мужских гамет происходит...
Занятие №5 гаметогенез iconҚмму ф 4/3-04/02 Қмму бе 4/02 2007 ж. 14 маусымдағы
Мақсаты: Гаметогенез этаптарын, сперматозоидтың және жұмыртқа клеткасының құрылысын, гаметогенез этаптарын, жынысты көбеюдің биологиялық...
Занятие №5 гаметогенез iconЗанятие по гистологии 7-я неделя (10-14 октября) Лабораторное занятие : «Предмет изучения анатомии. Осевой скелет. Позвоночный столб»
Лабораторное занятие: «Объекты и методы исследования в современной гистологии. Основные этапы приготовления гистологических препаратов....
Занятие №5 гаметогенез iconЗанятие по гистологии 7-я неделя (11-15 октября) Лабораторное занятие : «Предмет изучения анатомии. Осевой скелет. Позвоночный столб»
Лабораторное занятие: «Объекты и методы исследования в современной гистологии. Основные этапы приготовления гистологических препаратов....
Занятие №5 гаметогенез iconЗанятие Методика и техника эндоскопического исследования лор-органов Занятие 2
Занятие Заболевания наружного и среднего уха: наружный отит, фурункул слухового прохода, острый и хронический средний отиты. Мастоидит...
Занятие №5 гаметогенез iconСеминарское занятие № Тема: Философия Средневековья (интерактивное занятие проводиться в виде ролевой игры) (2 часа)

Занятие №5 гаметогенез iconЗанятие «зайка в городе»
Интегрированное занятие в группе общеобразовательной направленности для детей 3-4 лет. (Формирование целостной картины мира)
Занятие №5 гаметогенез iconЧумаченко Сергей Вячеславович, учитель географии коу(В)сош п. Волчанец при ик-22 гуфсин по Приморскому краю Тип урока по структуре: семинарское занятие
Примечание (может быть выдан как: во1-х комбинированный урок, если объяснение сопровождается учителем с элементами беседы; во 2-х...
Занятие №5 гаметогенез iconКонтрольная работа Синтез белка. Размножение клеток и организмов. Митоз. Мейоз. Гаметогенез. Эмбриогенез
Репликация Репарация Регенерация Транспирация Транскрипция Трансляция Денатурация
Занятие №5 гаметогенез iconЗанятие по нравственному воспитанию
Мы стараемся побуждать детей поступать в соответствии с нормами и правилами, принятыми в обществе. Очень показательным в этом смысле...
Разместите кнопку на своём сайте:
kk.convdocs.org



База данных защищена авторским правом ©kk.convdocs.org 2012-2017
обратиться к администрации
kk.convdocs.org
Главная страница