При слиянии гамет образуется. Библиографический список. Изогамия представляет слияние двух одинаковых по форме планогамет (подвижных гамет). II. Гуманитарный, этико-философский подход

ОПЛОДОТВОРЕНИЕ

Сущность процесса оплодотворения состоит в слиянии женской и мужской гамет в одну клетку - зиготу, которая является не только клеткой, но и становится одноклеточным зародышем.

Слияние гамет может произойти только при условии совместного действия многих биологических факторов. Циклы развития по­ловых клеток должны протекать синхронно так, чтобы сперма­тозоиды и яйцеклетки созревали и выделялись в одни и те же сроки.

Оплодотворению предшествует осеменение - процесс, приво­дящий к контакту мужской и женской половых клеток. Спер­матозоиды становятся подвижными только после того, как они

попадают в жидкость, являющуюся секретом семенных пузырь­ков, предстательной железы и куперовых желез. У человека спер­матозоиды вводятся в верхнюю часть влагалища, откуда им пред­стоит пройти до маточных труб, в верхней части которых про­исходит встреча и слияние гамет. В одном эякуляте у человека содержится до 250-300 млн сперматозоидов, но только неболь­шой доле из них удается приблизиться к яйцеклетке. Первое препятствие, с которым встречается сперматозоид -~ это естес­твенная кислотность верхней части влагалища, создающая бак­терицидную среду. Семенная жидкость, однако, действует в ка­честве буфера против кислотности и очень быстро (в течение нескольких секунд) изменяет рН среды от 4,3 до 7,2. Некоторые спермин достигают устья маточной трубы уже через 30 мин после осеменения. Столь быстрое продвижение сперматозоидов не может быть объяснено только собственным активным движением, так как их скорость равна лишь 2-4 мм в мин. В этом случае продвижению способствуют спазматические сокращения гладких мышц матки, действие места соединения матки с маточной тру­бой в качестве клапана, а также способность спермиев двигаться против слабого тока жидкости (положительный реотаксис).

Необходимо также принимать во внимание, что обычно канал шейки матки заполнен густой слизью, преобладающей в течение большей части менструального цикла. Она имеет щелочную ре­акцию и способствует проникновению спермиев в матку благо­даря способности изменять состояние (физико-химические ха­рактеристики) мицеллярной сетеподобной структуры слизи под влиянием женских половых гормонов.

По мере продвижения сперматозоиды подвергаются специ­альному воздействию со стороны тканей женских половых ор­ганов, которое обеспечивает им в дальнейшем проникновение через яйцевые оболочки (капаситация). Природа его остается не совсем ясной.

Окруженное клетками лучистого венца овулировавшее яйцо попадает в маточную трубу благодаря усиленной мышечной ак­тивности бахромчатого края устья воронки трубы, а также току жидкости, создаваемому ресничками мерцательного эпителия, и перемещается по направлению к широкой ее части (ампуле). Фолликулярные клетки, образующие лучистый венец, также иг­рают важную роль в направленном перемещении яйцеклетки. Тем не менее установлено, что движение яйцеклетки все же в значительной степени зависит от ее массы, так как другие тела такой же величины способны столь же эффективно перемещаться вниз по маточной трубе.

2.4.1. Жизнеспособность гамет

Жизнеспособность сперматозоидов и яйцеклетки в женских половых органах ограничена во времени. Уже сразу же после овуляции в яйцеклетке возникают изменения, которые можно охарактеризовать как старение. Так, в овоплазме появляется зер­нистость, которая быстро становится грубой, снижается уровень общего обмена, который резко возрастает лишь в том случае, если произойдет оплодотворение. Оплодотворение должно свер­шиться в течение первых суток после овуляции, в противном случае яйцеклетка потеряет жизнеспособность.

Сохранение подвижности сперматозоидов и продолжитель­ность их жизни не может быть приравнена к их способности оплодотворять. Подвижность сперматозоидов сохраняется гораздо дольше. Доказано, что в половых путях сперматозоиды сохраняют способность к оплодотворению в течение первых 1-2 сут, тогда как их подвижность вдвое дольше.

2.4.2. Слияние гамет

Слияние гамет происходит в широкой части маточной трубы. Встреча яйца и сперматозоида - дело случая. Оплодотворение становится возможным только после того, как мужская и женская гаметы пришли в соприкосновение, но перед этим сперматозоид должен пройти через яйцевые оболочки - прежде всего через клетки лучистого венца, затем через блестящую оболочку, и только после этого через плазматическую мембрану яйцеклетки. Однако сначала у сперматозоидов, как уже упоминалось ранее, возникает акросомная реакция, необходимой предпосылкой ко­торой служит капаситация.

Акросомная реакция сперматозоида вызывает растворение оболочек, окружающих яйцеклетку (рис. 2.7). Хотя ее развитие не до конца ясно, имеются сведения, что начало реакции ини­циируется увеличением концентрации ионов Са +2 в сперматозо­иде во время оплодотворения. Повышение концентрации ионов Са +2 активирует фосфолипазы оболочки и акросомальные про-теазы. Эти ферменты соответственно разрушают оболочки акро-сомы и апикальную плазмолемму сперматозоида, а также акти­вируют акросомальные ферменты. Считается, что акросома со­держит, по крайней мере, три фермента:

- фермент, растворяющей клетки лучистого венца (СРЕ);

- акросомин - трипсиноподоб-ный фермент, разрыхляющий блес­тящую оболочку яйцеклетки;

- гиалуронидазу - растворяю­щую блестящую оболочку.

Пройдя через zona pellucida , сперматозоид попадает в периви-теллиновое пространство, отделяю­щее блестящую оболочку от плаз-молеммы яйцеклетки (рис. 2.8). В месте образования контакта спер­матозоида с яйцеклеткой, установ­ление которого облегчается за счет микроворсинок яйцеклетки, образу­ется выпячивание плазмолеммы, из­вестной под названием бугорка оп­лодотворения. После слияния плаз­матических мембран яйцеклетки и

сперматозоида бугорок оплодотворения втягивается, внося го­ловку сперматозоида в овоплазму. Сперматозоид при этом ли­шается большинства цитоплазматических структур, а именно: хвоста, митохондрий вставочной части, остатков акросомы. Ос­тается не совсем ясным, сохраняются ли у него центриоли.

После проникновения сперматозоида в яйцеклетку происходит подготовка молекул ДНК к возобновлению синтетических про­цессов, морфологически выражающаяся в набухании высококон­денсированного ядра, сопровождающимся раскручиванием хро-матиновых нитей. Уже в течение первых 12 ч наблюдается на­бухание ядер мужской и женской гамет (пронуклеусов), миграция их к центру яйцеклетки и появление хорошо заметных ядрышек. Затем, после исчезновения ядерных оболочек, окружавших про-нуклеусы, они сближаются друг с другом и происходит смешение материнских и отцовских хромосом (сингамия), являющееся пос­ледней стадией процесса оплодотворения.

Объединение генетического материала сперматозоида и яй­цеклетки с образованием нового одноклеточного организма - зиготы, знаменуется следующими важными событиями:

Гаплоидные наборы хромосом гамет объединяются в дип­лоидный набор зиготы;

Отцовская наследственность объединяется с материнской наследственностью;

Сперматозоид, вероятнее всего, вносит в овоплазму цент­риоли, которые становятся клеточным центром зиготы;

Сперматозоид активирует яйцеклетку, и поэтому зигота при­обретает высокий уровень обменных процессов.

2.4.3. Реакции оплодотворения

В процессе эволюции у животных возникло множество раз­нообразных биомеханизмов, характеризующих особенности раз­личных аспектов оплодотворения. Ярким подтверждением ска­занного являются результаты изучения способов, с помощью которых яйцеклетка предотвращает полиспермию, т. е. смешение своего генетического материала с генетическим материалом более чем одного сперматозоида. Так, некоторые виды животных (хвос­татые амфибии, рептилии и птицы) выработали специальные механизмы, позволяющие яйцеклеткам инактивировать ядра из­быточных сперматозоидов. Яйцеклетки же большинства позво­ночных с помощью поверхностного слоя кортикальных гранул научились предотвращать полиспермию.

У животных при моноспермном оплодотворении первая ре­акция, возникающая в ответ на слияние сперматозоида с яйцом, состоит в быстром изменении электрических свойств плазмолеммы яйцеклетки. Так, Cross и Elinson (1980) установили, что у лягушки мембранный потенциал яйдеклетки изменяется от -28 до +8 мВ уже через несколько секунд после слияния со сперматозоидом и остается положительным в течение 20 мин., препятствуя воз­никновению полиспермии, тогда как снижение его у оплодот­воренного яйца делает ее возможной.

Уже через несколько минут после проникновения спермато­зоида в яйцеклетку возникает другая поверхностная реакция, препятствующая полиспермии - кортикальная. Суть ее заклю­чается в том, что кортикальные гранулы, начиная с той точки, в которой произошло слияние яйца со сперматозоидом, пере­мещаются к внутренней поверхности плазмолеммы, сливаясь с ней, а затем выделяют свое содержимое в перивителлиновое пространство.

Кроме того, полиспермия блокируется блестящей оболочкой, которая становится непроницаемой для сперматозоидов уже через несколько минут после развития кортикальной реакции. И хотя природа поверхностных реакций остается не совсем ясной, вы­сказываются предположения, что полисахаридные комплексы, входящие в состав кортикальных гранул, вызывают уплотнение блестящей оболочки или же разрушают на ней рецепторы к сперматозоидам, или даже непосредственно инактивируют зона-лизин сперматозоидов. Плазматическая мембрана яйцеклетки также становится непроницаемой для сперматозоидов, но это происходит только через несколько часов после изменения блес­тящей оболочки.

Древнейшая форма размножения. Вегетативное размножение растений. Спорообразование. Бесполое размножение. Клонирование. Дрожжевые организмы. Оцените свои знания. Правильные ответы. Процесс воспроизведения себе подобных. Почкование. Вегетативное размножение. Деление надвое. Размножение. Что такое размножение. Размножение плодовых деревьев. Технология размножения комнатных растений. Клон. Окулировка шиповника.

«Способы размножения организмов» - Всё ли правильно изображено на рисунке. Гусь. Кошка. Половые клетки. Формы размножения. Обоеполые организмы. Сколько родителей у этих животных. Гаметы. Размножение животных. Деление. Живые организмы. Раздельнополые организмы. Животные. Зигота. Схема полового размножения. Формы бесполого размножения. Новые животные. Камбала. Родители. Процесс. Как размножаются живые организмы. Новое поколение. Половое размножение.

«Цитологические основы размножения» - Структуры. Деление мейоза. Амитоз. Митотический цикл. Схема митоза. Почки. Фазы митоза. Рост организма. Партеногенез. Политения. Подготовка к делению. Стволовые клетки. Обновляющаяся популяция. Мейоз. Жизненный цикл клетки. Эпидермис. Сущность бесполого размножения. Репродукция клеток. Продолжительность жизни. Значение. Самообновление организма. Бесполое размножение. Развитие организмов. Митоз. Процессы деления клеток.

«Размножение и развитие организмов» - Вспомните. Мейоз. Постэмбриональное. Сравните. Определите способ размножения. Типы размножения. Оплодотворение. Наборы хромосом. Образуйте пары. Онтогенез. Эмбриональное развитие. Самостоятельная работа. Термины по теме. Размножение организмов. Способ деления. Формы размножения. Лабораторная работа.

«Размножение живых организмов» - Половое размножение. Размножение, или самовоспроизведение–свойство всех живых организмов. Настоящая женщина. Размножение и развитие человека. Кишечнополостные. Тычинка. Многообразия живого мира. Форма полового процесса у простейших. Зачем природе понадобилось два пола. Схема оплодотворения. Эволюция размножения. Мужчины и женщины. Партеногенез. Изменчивость, необходимая для естественного отбора. Размножение живых организмов.

«Отличие бесполого размножения от полового» - Изогамия. Новые клетки образуются путем деления уже существующих. Гаметы. Размножение необходимо. В чём преимущество полового размножения над бесполым. Лабораторная работа. Партеногенез. Бесполое и половое размножение организмов. Клонирование. Бинарное деление. Задание: закончить предложение. Гаметогенез. Формы полового размножения. Что такое оплодотворение. Размножение бесполое. Формы бесполого размножения.

Что же происходит до слияния гамет?

Чтобы ответить на этот вопрос нужно разобраться, что же представляет из себя "слияние гамет"?

Что такое "слияние гамет"

Слияние гамет (сингамия) или по-другому оплодотворение - это вид полового размножения, при котором происходит слияние половых клеток особей обоих полов (гамет). К примеру, у человека к половым клеткам относятся сперматозоиды (мужские) и яйцеклетка (женские). Все гаметы содержат хромосомы - их 23, при слияние половых клеток образуется зигота с набором хромосом 46. Зигота начинает делиться, благодаря чему появляются органы и системы нового человека.

Что же происходит до слияния гамет

Для того, чтобы произошло слияние гамет нужно, чтобы образовались половые клетки у мужской и у женской особи. Этот процесс называется гаметогенез, который проходит в половых железах. К примеру, у женской особи половые клетки образуются в яичниках (такой процесс называется оогенез), а мужские в семенниках (сперматогенез). Образование клеток проходит в несколько этапов: размножение, рост, созревание, формирование (у мужских особей).

• 1 этап - размножение. На этом этапе клетки активно делятся и образуются половые клетки, которые еще имеют диплоидный набор хромосом (то есть у них набор хромосом полный, как и у всех клеток организма). Этот этап у мужских особей происходит в период полового созревания и продолжается всю жизнь. У женских особей общее количество половых клеток, которые будут формироваться в процессе ее репродуктивной деятельности закладываются еще в эмбрионе.
• 2 этап - рост. На данном этапе увеличивается цитоплазма клеток. Накапливаются питательные вещества и удваивается набор хромосом.
• 3 этап - созревание. На этом этапе происходит мейоз - то есть это деление клеток, при котором уменьшается вдвое набор хромосом. Клетки становятся с гаплоидным набором хромосом (то есть с одинарным набор хромосом).
• 4 этап - формирование. Выделяют этот этап в процессе формирования сперматогенеза.
  Таким образом, чтобы произошло слияние гамет нужно, чтобы образовались половые клетки мужской и женской особи. Процесс их образования очень сложный и удивительно интересный.

Развивающаяся в особь (или группу особей) с наследственными признаками обоих родительских организмов, произведших гаметы.

У некоторых видов возможно и развитие в организме одиночной гаметы (неоплодотворённой яйцеклетки) - партеногенез .

Морфология гамет и типы гаметогамии

Изогамия, гетерогамия и оогамия

Морфология гамет различных видов достаточно разнообразна, при этом продуцируемые гаметы могут отличаться как по хромосомному набору (при гетерогаметности вида), так и по величине и подвижности (способности к самостоятельному передвижению), при этом гаметный диморфизм у различных видов варьирует в широких пределах - от отсутствия диморфизма в виде изогамии до своего крайнего проявления в форме оогамии.

Изогамия

Если сливающиеся гаметы морфологически не отличаются друг от друга величиной, строением и хромосомным набором , то их называют изогаметами, или бесполыми гаметами. Такие гаметы подвижны, могут нести жгутики или быть амёбовидными. Изогамия типична для многих водорослей .

Анизогамия (гетерогамия)

Гаметы, способные к слиянию, различаются по размерам, подвижные микрогаметы несут жгутики, макрогаметы могут быть как подвижны (многие водоросли), так и неподвижны (лишённые жгутиков макрогаметы многих протистов).

Оогамия

Способные к слиянию гаметы одного биологического вида резко различаются по размерам и подвижности на два типа: малые подвижные мужские гаметы - сперматозоиды - и крупные неподвижные женские гаметы - яйцеклетки . Различие размера гамет обусловлено тем, что яйцеклетки содержат запас питательных веществ, достаточный для обеспечения нескольких первых делений зиготы при её развитии в зародыш.

Теория дисруптивного отбора Паркера . Если размер зиготы является достаточно важным для её выживания (у организмов с внешним оплодотворением), то эволюционно стабильной стратегией будет анизогамия. В таких случаях популяция, состоящая из самцов (производителей мелких гамет) и самок (производителей крупных гамет) будет стабильной. Теория дисруптивного отбора позволяет объяснить возникновение и поддержание раздельнополости у многих растений и некоторых животных с внешним оплодотворением .

Тип гаметности и пол

Понятие пола связано с дифференциацией по размеру гамет, то есть к мужскому полу мы относим особей, которые производят мелкие подвижные гаметы, а к женскому - тех, которые производят крупные. При этом, дифференциация по типу гаметности (гомо - XX или гетерогаметная конституция - XY) у некоторых видов может не совпадать с дифференциацией по размеру.

В процессе эволюции у большинства видов малые гаметы и гетерогаметная конституция XY оказались у мужского пола, а крупные гаметы и гомогаметная конституция XX - у женского. Это виды с гаметностью типа Drosophila . Напротив, у видов с гаметностью типа Abraxas (англ.) русск. (птицы , бабочки , моль , некоторые виды рыб и др.) направления этих дифференциаций не совпали. Яйцеклетки у женского пола гетерогаметны, а сперматозоиды у мужского - гомогаметны.

Зигота – клетка, образующаяся при слиянии двух гамет – женской (яйцеклетки) и мужской (сперматозоида) в результате полового процесса. Содержит двойной (диплоидный) набор хромосом.

Картинка 35 из презентации «Индивидуальное развитие организма» к урокам биологии на тему «Онтогенез»

Размеры: 960 х 720 пикселей, формат: jpg. Чтобы бесплатно скачать картинку для урока биологии, щёлкните по изображению правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как...». Для показа картинок на уроке Вы также можете бесплатно скачать презентацию «Индивидуальное развитие организма.ppt» целиком со всеми картинками в zip-архиве. Размер архива - 474 КБ.

Скачать презентацию

Онтогенез

«Образование половых клеток» - Уменьшение числа хромосом вдвое.(Профаза I) 2.Спирализация хромосом. Фазы митоза. «Размножение и индивидуальное развитие организмов». Типы размножения. Овогенез, центромера, телофаза, профаза, гаметы, метафаза, анафаза, мейоз, зигота. Нахождение отношения последовательности. Установите, правильны ли нижеследующие суждения.

«Эмбриональный период развития» - Изменение наследственного аппарата под воздействием различных мутагенов. Развитие птицы. Постэмбриональный период непрямое (с превращением) прямое (без превращения). Вирусы, бактерии, грибы, животные, растения. Из частей материнского организма. Изучение нового материала. Ход урока. Исторические сведения.

«Формы бесполого размножения» - Класс Ресничные инфузории. Наиболее древняя и самая простая форма бесполого размножения. 5. Вегетативное размножение. 1. Деление. Размножение посредством спор - специализированных клеток грибов и растений. Формы бесполого размножения. При слиянии гамет образуется четырехжгутиковая зигота. Конъюгация Партеногенез Гетерогамия Оогамия Изогамия.

«Размножение организмов биология» - Гермафродиты. Участвуют два организма. Половое размножение. Отводками. 1. Женский пол. 6. Дрожжи размножаются делением клетки. Внутреннее. Участвует один организм. 5. В половом размножении участвуют две особи, образующие гаметы. Размножение живых организмов. Мужской пол. Клубни. Яичники. Луковицы. 8. Спорами размножаются только мхи и грибы.

«Бесполое размножение» - Проблемный вопрос урока: Почему бесполое размножение обеспечивает постоянство набора хромосом в поколениях? Способы вегетативного размножения: Выводковые почки Черенок Лист Клубень Луковица Корневище Усы Отводки. Тип урока: комбинированный. Междисциплинарные связи: ботаника – зоология - генетика. Например, растения размножаются корнями, побегами.

Всего в теме 10 презентаций