Гаметогенез, оплодотворение

Гаметогенез
В образовании гамет различают три фазы: фазу размножения, фазу роста, фазу созревания. В сперматогенезе имеется еще одна фаза — фаза формирования.
Гаметогенез — это процесс развития половых клеток — гамет.
Этапы гаметогенеза
Процесс образования сперматозоидов называется сперматогенезом, а образование яйцеклеток — овогенезом.

Фаза размножения:
Диплоидные клетки многократно делятся митозом. Их называют овогонии и сперматогонии. Набор хромосом 2n.
Фаза роста:
Сущность этой фазы — рост сперматогоний и овогоний, кроме того, в эту фазу происходит репликация ДНК, каждая хромосома становится двухроматидной (2n 4с). Образовавшиеся клетки называются овоциты 1-го порядка и сперматоциты 1-го порядка.
Гаметогенез

Фаза созревания:
Сущность фазы — мейоз. В первое мейотическое деление вступают гаметоциты 1-го порядка. В результате первого мейотического деления образуются гаметоциты 2-го порядка (набор хромосом n2с), которые вступают во второе мейотическое деление, и образуются клетки с гаплоидным набором хромосом (nc). Овогенез на этом этапе практически заканчивается, а сперматогенез включает еще одну фазу, во время которой сперматозоиды приобретают свою специфическую структуру.
Гаметогенез

Гаметогенез

Во время периода полового созревания диплоидные клетки в семенных канальцах семенников делятся митотически, в результате чего образуется множество более мелких клеток, называемых сперматогониями.
Клетки Сертоли обеспечивают механическую защиту, опору и питание развивающихся гамет.
Лейдиговы клетки образуют мужские половые гормоны.
Сперматогонии вступают в фазу роста и увеличивается в размерах. Увеличившиеся в размерах сперматогонии называются сперматоцитами 1-го порядка.
Сперматогенез

Период созревания начинается тогда, когда сперматоцит 1-го порядка подвергается первому мейотическому делению, в результате чего образуются два сперматоцита 2-го порядка.
Затем эти вновь образовавшиеся клетки делятся (второе мейотическое деление), и в результате образуются гаплоидные сперматиды. Таким образом, из одного сперматоцита 1-го порядка возникают четыре гаплоидных сперматиды.
Сперматогенез

Период формирования сперматозоидов характеризуется тем, что первично шаровидные сперматиды превращаются в сперматозоиды.
Процесс превращения сперматид в сперматозоиды называется спермиогенезом.
Сперматогенез

Аппарат Гольджи перемещается к одному из полюсов ядра и образует акросому. Центриоли занимают место у противоположного полюса ядра. У основания жгутика в виде спирального чехла концентрируются митохондрии. Почти вся цитоплазма сперматиды отторгается.
Сперматогенез

Что происходит в зоне размножения при сперматогенезе?
Диплоидные клетки многократно делятся митозом. Их называют сперматогонии. Набор хромосом 2n.
Что происходит в зоне роста и созревания при сперматогенезе?
В зоне роста – накопление питательных веществ, рост и репликация ДНК, в зоне созревания – мейоз.
Какой набор хромосом и ДНК после первого и второго деления мейоза?
После первого n2c, после второго nc.
Что такое сперматогонии? Сперматоциты 1-го и сперматоциты 2-го порядка?
Сперматогонии – предшественники гамет в зоне размножения, сперматоциты 1-го порядка – клетки, вступающие в первое деление мейоза, сперматоциты 2-го порядка – клетки, вступающие во второе деление мейоза.
Каковы функции клеток Сертоли?
Обеспечивают механическую защиту, опору и питание развивающихся гамет.
Каковы функции Лейдиговых клеток?
Образуют мужские половые гормоны.
Что такое акросома?
Видоизмененный комплекс Гольджи в головке сперматозоида. Содержит ферменты, необходимые для растворения оболочек яйцеклетки.
Подведем итоги:

Подведем итоги:
1
2
3
4

Подведем итоги:
1
2
3
4
5
6
1
1
2
3
4
5
6
7
8

Все периоды развития яйцеклеток осуществляются у животных в яичниках. В отличие от образования сперматозоидов, которое происходит только после достижения половой зрелости (в частности, у позвоночных животных), процесс образования яйцеклеток начинается еще у зародыша.
Период размножения полностью осуществляется на зародышевой стадии развития и заканчивается к моменту рождения (у млекопитающих и человека).
Овогенез

Овогенез

Зона размножения. Овогонии подвергаются митотическому делению.
Зона роста. Дочерние клетки, возникшие в результате деления овогоний, после репликации ДНК называются овоцитами 1-го порядка (2n4c). Овоциты увеличиваются в размерах, накапливая питательные вещества.
Зона созревания. Овоциты 1-го порядка вступают в профазу I, которая останавливается на стадии диплотены. Происходит выпетливание «генов домашнего хозяйства», хромосомы имеют вид «ламповых щеток».
Овогенез

В 12-13 лет ежемесячно один из овоцитов 1-го порядка продолжает мейоз. В результате первого мейотического деления возникают две дочерние клетки. Одна из них, относительно мелкая, называется первым полярным тельцем, а другая, более крупная – овоцит 2-го порядка.
Овогенез

Второе деление мейоза осуществляется до стадии метафазы II и продолжится только после того, как ооцит 2-го порядка вступит во взаимодействие со сперматозоидом, и произойдет оплодотворение.
Таким образом, из яичника выходит, строго говоря, не яйцеклетка, а овоцит 2-го порядка.
Лишь после оплодотворения он делится, в результате чего возникает яйцеклетка (или яйцо) и второе полярное тельце. Однако традиционно для удобства яйцеклеткой называют овоцит 2-го порядка, готовый к взаимодействию со сперматозоидом. Таким образом, в результате овогенеза образуется одна нормальная яйцеклетка и три полярных тельца.
Овогенез

Овогенез

Яйцеклетка млекопитающих была открыта в 1821 году К.М.Бэром. Окончательное созревание яйцеклетки происходит уже после оплодотворения, поэтому фактически зрелой яйцеклетки не существует.
Размер яйцеклеток колеблется в широких пределах — от нескольких десятков микрометров до нескольких сантиметров (яйцеклетка человека — около 100 мкм, яйцо страуса, имеющее длину со скорлупой порядка 155 мм — тоже яйцеклетка).
У большинства животных яйцеклетки имеют дополнительные оболочки, располагающиеся поверх цитоплазматической мембраны. В зависимости от происхождения различают: Первичные оболочки, возникающие в результате выделения ооцитом и, возможно, фолликулярными клетками веществ, образующих слой, контактирующий с наружной цитоплазматической мембраной яйцеклетки. У млекопитающих эта оболочка называется блестящей.
Овогенез

Вторичные оболочки, образованные выделениями фолликулярных клеток яичника. Имеются не у всех яиц. Вторичная оболочка яиц многих насекомых, например, содержит канал — микропиле, через который сперматозоид проникает в яйцеклетку.
Третичные оболочки, образующиеся за счет деятельности специальных желез яйцеводов. Например, у птиц происходит образование белковой, подскорлуповой пергаментной, скорлуповой и надскорлуповой оболочек.
Вторичные и третичные оболочки, как правило, образуются у яйцеклеток животных, зародыши которых развиваются во внешней среде. Их строение соответствует условиям среды.
Овогенез

Поскольку у млекопитающих наблюдается внутриутробное развитие, их яйцеклетки имеют только первичную оболочку, поверх которой располагается лучистый венец — слой фолликулярных клеток, доставляющих к яйцеклетке питательные вещества.
В зависимости от количества желтка, содержащегося в яйцеклетках, различают: алецитальные яйца (млекопитающие, плоские черви); изолецитальные яйца (ланцетник, морской еж); умеренно телолецитальные яйца (рыбы, земноводные); резко телолецитальные яйца (птицы).
Овогенез

В связи с накоплением питательных веществ, у яйцеклеток появляется полярность. Противоположные полюсы называются вегетативным и анимальным. Поляризация у разных животных выражена неодинаково и зависит от количества и распределения желтка.
Овогенез

Различают два типа оплодотворения:
наружное, при котором встреча сперматозоидов и яйцеклеток происходит во внешней среде;
внутреннее, при котором встреча сперматозоидов и яйцеклеток происходит в половых путях самки (пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие).
Чаще всего сперматозоид полностью втягивается в яйцо, иногда жгутик остается снаружи и отбрасывается. С момента проникновения сперматозоида в яйцо гаметы перестают существовать, так как образуют единую клетку — зиготу. Ядро сперматозоида набухает, его хроматин разрыхляется, ядерная оболочка растворяется, и он превращается в мужской пронуклеус.
Оплодотворение

Пронуклеусы перемещаются к центру яйцеклетки, происходит репликация ДНК, и после их слияния набор хромосом и ДНК зиготы становится 2n4c. Объединение пронуклеусов и представляет собой собственно оплодотворение. Таким образом, оплодотворение заканчивается образованием зиготы с диплоидным ядром.
Оплодотворение — необратимый процесс, то есть однажды оплодотворенное яйцо не может быть оплодотворено вновь.
Это происходит одновременно с завершением второго деления мейоза ядра яйцеклетки, которое возобновилось благодаря оплодотворению. Постепенно ядро яйцеклетки превращается в женский пронуклеус.
Оплодотворение

Когда происходит деление овогоний у человека (в зоне размножения)?
Еще до рождения, начиная с трехмесячного возраста плода.
На какой стадии останавливается деление овоцита первого порядка?
Овоциты 1-го порядка вступают в профазу I, которая останавливается на стадии диплотены.
Что образуется из овоцита первого порядка после первого деления созревания?
Овоцит второго порядка и первое полярное тельце.
На какой стадии происходит овуляция овоцита второго порядка?
На стадии метафазы - 2.
Когда завершается второе деление мейоза?
После проникновения сперматозоида делится первое полярное тельце и заканчивается деление овоцита второго порядка.
Что образуется в результате двух делений мейоза из овоцита?
Яйцеклетка и три полярных тельца.
Каков смысл таких неравномерных делений?
Сохранение питательных веществ у одной клетки - яйцеклетки.
Какие оболочки различают в яйцеклетке?
Блестящую и лучистую.
Подведем итоги: