Korisne informacije

Polne ćelije su specijalizovane ćelije kroz koje se odvija proces seksualne reprodukcije. Ženske i muške zametne stanice razlikuju se od somatskih (svih drugih ćelija u tijelu): sadrže polovinu seta hromozoma. Tokom procesa oplodnje, broj hromozoma se obnavlja. Osobine formiranja i strukture zametnih stanica osiguravaju njihovu funkcionalnu specifičnost.

Ženske i muške reproduktivne ćelije: struktura

Gamete (polne ćelije) karakterizira haploidni (jednostruki) skup hromozoma. Odnosno, ljudske zametne ćelije sadrže 23 hromozoma: 22 autozomna i 1 polni hromozom. Vrste zametnih stanica (muške ili ženske) razlikuju se upravo po spolnom hromozomu: ženska zametna stanica (gameta) sadrži X hromozom, muška sadrži X ili Y hromozom. Tokom procesa oplodnje, pol nerođenog djeteta zavisi od kombinacije polnih hromozoma: XX – ženski, XY – muški.

Strukturu zametnih ćelija karakteriše neverovatna strukturna organizacija i svrsishodnost. Muške zametne ćelije (spermatozoidi), koje moraju biti veoma pokretne u ženskom reproduktivnom traktu, su male ćelije koje nemaju citoplazmu i sastoje se od glave koja sadrži jezgro sa genetskim materijalom i repa - organa za kretanje. Od ćelijskih elemenata sadrže samo mitohondrije, koje daju energiju za kretanje, akrozomalnu vakuolu koja sadrži proteolitičke enzime za otapanje membrana jajeta i proksimalni centriol. Ukupna dužina sperme je približno 60 mikrona, od kojih je 55 u repu.

Akrosomalna vakuola muške zametne stanice sadrži sljedeće enzime:

Kada spermatozoidi izađu iz testisa, oni su još morfološki nezreli, oni stiču sposobnost oplodnje i pokretljivosti u sjemenovodu. Osim toga, muške zametne stanice sadrže niz specifičnih antigena, čija se inaktivacija također događa u sjemenovodu.

Ženska reproduktivna ćelija (jajna ćelija) je velika, nepokretna ćelija. Sadrži veliku zalihu trofičkih supstanci koje su neophodne za rani razvoj embrija. Osim toga, za formiranje blastomera (prve generacije embrionalnih stanica), jaje sadrži dovoljan broj citoplazmatskih struktura. Ljudsko jaje je oligolecijalno, što znači da ne sadrži puno žumanca.

Karakteristika zametnih ćelija viših placenti, uključujući i ljude, jeste da zrela zametna ćelija ne postoji izolovano, ona je uvek u bliskom kontaktu sa okolnim somatskim ćelijama koje stvaraju membranu. Kompleks ženske reproduktivne ćelije sa somatskim membranama naziva se folikul jajnika ili ovosomatska hiscija.

Formiranje zametnih ćelija. Gnojidba

Proces razvoja zametnih ćelija je veoma složen i višestepeni. Primarne gamete (polne ćelije) u embrionalnom periodu polažu se daleko od gonada, a zatim se tokom razvoja, strujom pokretnih tečnosti, prenose u područje gonada. Već u gonadama dolazi do njihovog daljnjeg formiranja. Tokom daljeg embrionalnog razvoja okolne ćelije i tkiva ne utiču na proces direktnog formiranja gameta, a stečene ljudske osobine se ne nasleđuju.

Formiranje ženskih zametnih ćelija (ovogeneza)

Formiranje i sazrijevanje ženskih zametnih stanica događa se u folikulima koji se nalaze u tkivu jajnika. Primordijalni folikuli se kreću u tkivo jajnika tokom embriogeneze. Posebnost je da se ženske reproduktivne ćelije formiraju u velikom broju u tkivu jajnika do rođenja, njihov broj je oko dva miliona. Resorbuje se veći broj ćelija, a do puberteta ima oko 300 hiljada jajnih ćelija. Ženske zametne ćelije nastaju tek u embrionalnom periodu, a prije puberteta dolazi samo do njihovog konačnog strukturnog formiranja. Zato se apsolutno svi negativni faktori sa kojima se žena susreće tokom svog života odražavaju na stanje polnih ćelija. Utjecaj alkohola na reproduktivne stanice u bilo kojem periodu života ima izuzetno negativan učinak, a njegove posljedice traju zauvijek. Nove zametne ćelije kod žena se ne formiraju tokom života, samo dolazi do njihovog sazrevanja.

Tokom reproduktivnog doba, nekoliko folikula sazrijeva svaki menstrualni ciklus. Do trenutka ovulacije (period kada zrela reproduktivna ćelija izlazi iz folikula) postoji konačno formiran dominantni folikul. Povećava se u veličini, a do trenutka ovulacije šupljina sa folikulom u jajniku, ispunjena tekućinom (grafička vezikula), dostiže 2 cm u promjeru.

Kada folikul sazrije, ćelije koje ga okružuju proizvode hormone - estrogene. Neposredno prije ovulacije, njihova koncentracija se značajno povećava, što rezultira oslobađanjem luteinizirajućeg hormona. U tom slučaju folikul pukne, a jajna stanica, spremna za oplodnju, pušta se u trbušnu šupljinu, odakle potom ulazi u jajovode.

Razvoj muških zametnih ćelija (spermatohegeza)

Muška reproduktivna stanica formirana je na potpuno drugačiji način. U vrijeme rođenja, gonade sadrže rudimentarne, neformirane muške reproduktivne stanice. Proces njihovog konačnog formiranja počinje u pubertetu. Posebnost formiranja muških zametnih ćelija je da se svaka ćelija formira za otprilike 75 dana, a ne od trenutka rođenja, kao ženske ćelije.

Proces stvaranja spermatozoida odvija se u izvijenim sjemenim tubulima. Spermatogonije (prekursori zrelih muških zametnih stanica) nalaze se na bazalnoj membrani, gdje prolaze kroz faze mitotičke diobe. Kao rezultat mitoze, formiraju se dvije vrste ćelija. Spermatogonije A zadržavaju sposobnost dalje podjele mitozom i stvaraju iste ćelije, dok se spermatogonije B evakuiraju iz membrane i mogu se dijeliti samo mejozom. Nakon prve mejoze nastaju ćelije sa jednim setom hromozoma, koje za 75 dana konačno sazrevaju i spremne su za oplodnju jajne ćelije.

Polne ćelije: oplodnja

Spajanje dvije polne ćelije naziva se oplodnja. Proces oplodnje završava formiranjem zigote. Polne ćelije žene i muškarca imaju haploidni (jednostruki) skup hromozoma, a kada se spoje, obnavlja se diploidni (dvostruki) skup hromozoma karakterističan za ljudski organizam. U ovom slučaju se kombinuju jedinstvene genetske informacije majčinih i očinskih organizama. Formirana zigota ima svojstvo tipotolerancije - sposobna je proizvesti niz ćelija i tkiva budućeg organizma.

Proces oplodnje jajne ćelije odvija se u jajovodu. Spermatozoid uz pomoć akrosomalnih enzima uništava membrane jajne ćelije (corona radiata, zona pellucida) i dolazi do procesa fuzije njene plazma membrane sa membranom jajne ćelije. Nakon toga, glava sperme prodire u citoplazmu jajne ćelije. Kada genetski materijal sperme prodre u jajnu ćeliju, proces oplodnje se završava, što rezultira formiranjem jedinstvenog novog jednoćelijskog sistema, čime nastaje novi organizam.

Kada spermatozoid prodre u jaje, enzimi koji se oslobađaju iz njega modificiraju membranu na takav način da je drugi spermatozoidi više ne mogu uništiti i prodrijeti u jajnu stanicu. Ovaj proces traje samo nekoliko minuta. U procesu oplodnje učestvuje samo jedan spermatozoid. U izuzetno rijetkim slučajevima, kada dva spermatozoida prodru u jajnu stanicu, formira se triploidni embrion, ali on nije održiv i umire u roku od nekoliko dana.

Nakon oplodnje, faza zigote traje oko 30 sati. Zatim počinje drobljenje. To je proces mitotičke diobe zigote, uslijed čega se povećava broj njegovih stanica, ali ukupna veličina ostaje ista. U ovoj fazi, ćelije se nazivaju blastomeri. Nakon 3 dana, kada su sve formirane ćelije identične u određivanju i veličini, počinje faza njihove diferencijacije. Petog dana razvoja, embrion je blastocista, koja se sastoji od približno 200 ćelija. Blastocista je šuplja kugla ćelija (ćelija trofoblasta) koja sadrži ćelije embrioblasta. Ako u blastocisti postoje dva embrioblasta, od takvog embrija nastaju identični blizanci.

Tokom čitavog ovog perioda, embrion migrira kroz jajovod u šupljinu materice. Ovaj proces nastaje pod utjecajem kretanja resica na površini jajovoda. Kada embrion dospije u šupljinu materice, dolazi do implantacije. U tom slučaju, blastocista gubi zonu pellucida (ovaj proces se naziva izlijeganjem) i uz pomoć posebnih procesa tone u endometrij. Ovaj proces je reguliran bliskim kemijskim i fizičkim vezama između endometrija i blastociste. Stanice trofoblasta proizvode humani korionski gonadotropin, koji stimulira proizvodnju progesterona stanicama žutog tijela, zbog čega ne dolazi do menstruacije.

Upravo ovaj složeno organiziran proces razvoja zametnih stanica osigurava izvanredan fenomen u kojem se od dvije male ćelije sa skupom jedinstvenih genetskih informacija formira novi, jedinstveni organizam - nova osoba.

Ruski centar za doniranje oocita nudi širok izbor donora ženama kojima je potrebno liječenje neplodnosti korištenjem donorskih jajnih ćelija. Kontaktirajte vas - i mi ćemo vam sigurno pomoći!

Gameta: zametna ćelija (spermatozoid ili jaje) koja sadrži haploidni set hromozoma, odnosno ima jednu kopiju svakog hromozoma.

Uz seksualni način razmnožavanja, potomci u pravilu imaju dva roditelja. Svaki roditelj proizvodi polne ćelije. Polne ćelije, ili gamete, imaju polovičan ili haploidni skup hromozoma i nastaju kao rezultat mejoze. Dakle, gameta (od grčkog gamete - žena, gamete - muž) je zrela reproduktivna ćelija koja sadrži haploidni skup hromozoma i sposobna da se spoji sa sličnom ćelijom suprotnog pola da formira zigotu, a broj hromozoma postaje diploidni. U diploidnom skupu, svaki hromozom ima upareni (homologni) hromozom. Jedan od homolognih hromozoma dolazi od oca, drugi od majke. Proces formiranja gameta ima zajednički naziv - gametogeneza.

U embrionima svih kralježnjaka, u ranoj fazi razvoja, izoluju se određene ćelije kao prethodnici budućih gameta. Takve primarne zametne stanice migriraju u gonade u razvoju (jajnici kod žena, testisi kod muškaraca), gdje nakon perioda mitotičke reprodukcije prolaze kroz mejozu i diferenciraju se u zrele gamete. U zametnim stanicama, prije mejoze, aktiviraju se dodatni geni koji regulišu uparivanje homolognih hromozoma, rekombinaciju i odvajanje rekombinovanih homolognih hromozoma u anafazi prve podele.

Jaja se razvijaju iz primordijalnih zametnih stanica, koje u ranoj fazi razvoja organizma migriraju u jajnik i tamo se pretvaraju u oogoniju. Nakon perioda mitotičke reprodukcije, oogonije postaju jajne ćelije prvog reda, koje, ušavši u prvu podjelu mejoze, kasne u profazi I na vrijeme mjereno danima ili godinama, ovisno o vrsti organizma. Tokom ovog kašnjenja, oocita raste i akumulira ribozome, mRNA i proteine, često koristeći druge ćelije, uključujući i okolne potporne ćelije, u procesu. Dalji razvoj (sazrevanje jajne ćelije) zavisi od polipeptidnih hormona (gonadotropina), koji, delujući na pomoćne ćelije koje okružuju svaku jajnu ćelije, potiču ih da induciraju sazrevanje malog dela jajne ćelije. Ove oocite završavaju prvu mejotičku diobu, formirajući malo polarno tijelo i veliku oocitu drugog reda, koja kasnije ulazi u metafazu druge mejotičke diobe. Kod mnogih vrsta jajne ćelije se u ovoj fazi odgađaju sve dok oplodnja ne započne završetak mejoze i početak embrionalnog razvoja.

Spermatozoid je obično mala i kompaktna stanica koja je visoko specijalizirana za funkciju davanja svog DNK jajetu. Dok se u mnogim organizmima cijeli bazen oocita formira u ranoj fazi ženskog razvoja, kod muškaraca, nakon početka puberteta, sve više zametnih stanica ulazi u mejozu, pri čemu svaki spermatocit prvog reda daje četiri zrela spermatozoida. Diferencijacija spermatozoida nastaje nakon mejoze, kada su jezgra haploidna. Međutim, kako tokom mitotičke diobe zrelih spermatogonija i spermatocita citokineza nije završena, potomci jedne spermatogonije se razvijaju u obliku

Seksualna reprodukcija- metoda reprodukcije u kojoj se nova jedinka obično razvija iz zigote koja je rezultat fuzije dvije polne ćelije.

Seksualni proces. Seksualno razmnožavanje karakteriše prisustvo seksualnog procesa, tokom kojeg se zametne ćelije (gamete) spajaju i dolazi do njihovog naknadnog spajanja (oplodnje). Gamete u većini organizama se formiraju sa rekombinovanim roditeljskim hromozomima (zapamtite kako nastaje mejoza). Kada se gamete spoje, formira se diploidni zigot iz kojeg se razvija organizam koji je naslijedio jedinstvenu kombinaciju gena i karakteristika od oba roditelja. Dakle, seksualna reprodukcija (za razliku od aseksualne) rezultira različitim potomcima. Time se povećava sposobnost organizama da se prilagode promjenjivim uvjetima okoline, što je od najveće važnosti u evoluciji žive prirode.

Postoje dvije vrste seksualnog procesa - konjugacija i kopulacija. Tokom konjugacije, sadržaj dvije nespecijalizirane ćelije se spaja (u nekim alge I pečurke) ili razmjena genetskog materijala između pojedinaca (u nekima bakterije I cilijati).Štaviše, u drugom slučaju nema povećanja broja pojedinaca. Međutim, zbog razmjene i rekombinacije genetskog materijala osigurava se povećanje nasljedne varijabilnosti organizama.

Kopulacija (gametogamija) je fuzija zametnih ćelija kako bi se formirala zigota. U ovom slučaju, haploidna jezgra gameta formiraju diploidno jezgro zigote.

Struktura zametnih ćelija. U većini vrsta živih organizama formiraju se dvije vrste zametnih stanica koje se razlikuju po strukturi i fiziološkim svojstvima - muški (pokretni spermatozoidi ili nepokretni spermatozoidi) i ženski (jaja).

Sperma ljudi i mnoge životinje imaju glavu, vrat, srednji dio i dugačak bičak (rep), koji služi za aktivno kretanje (sl. 79). Glava sadrži haploidno jezgro i malu količinu citoplazme. Na prednjem kraju glave nalazi se ac soma, koja je modificirani Golgijev aparat. Akrosom sadrži enzime koji otapaju membrane jajeta tokom oplodnje. U vratu se nalaze dva centriola, a u srednjem dijelu se nalaze mitohondriji, koji stvaraju energiju neophodnu za kretanje flageluma. Rep sadrži pokretni aksijalni filament flageluma, izgrađen od mikrotubula.

Sperma može dugo ostati održiva izvan tijela kada je zamrznuta. Ovo svojstvo ima široku primjenu u poljoprivredi, posebno pri uzgoju goveda pomoću umjetne oplodnje. Sperma elitnih pasmina životinja sakuplja se i skladišti u tekućem dušiku, a nakon odmrzavanja se koristi za proizvodnju visokoproduktivnog potomstva.

Ovules najčešće su nepomični i imaju sferni oblik (Sl. 80). Jaje sadrži jezgro i citoplazmu sa skupom raznih organela i zalihama hranjivih tvari za razvoj embrija. Stoga su jajašca obično mnogo veća od spermatozoida i somatskih ćelija. Na primjer, promjer ljudskih jajnih ćelija dostiže 200 mikrona, dok je dužina sperme oko 60 mikrona. Jajne ćelije životinja, čiji se embrionalni razvoj odvija izvan majčinog tijela, vrlo su velike veličine - ptice, gmizavci, vodozemci, ribe itd. Da, Piletina prečnik oocita (jajeta bez bjelančevine) je veći od 30 mm, u nekim ajkule- 50-70 mm, i noj- 80 mm.

Jaja su prekrivena membranama. Na osnovu porijekla školjke se dijele na primarne, sekundarne i tercijarne. Primarna membrana jajeta je derivat citoplazme i naziva se vitelinska membrana. Karakteristična je za jaja svih životinja. Sekundarne membrane nastaju zbog aktivnosti ćelija koje hrane jaje. Oni su karakteristični, na primjer, za člankonošce (hitinozna školjka). Tercijarne membrane nastaju kao rezultat aktivnosti žlijezda genitalnog trakta. U tercijarne spadaju ljuske, podljuske i bjelančevine jaja ptica i gmizavaca i želatinozna membrana jaja vodozemaca. Membrane jaja obavljaju zaštitne funkcije i osiguravaju razmjenu tvari s okolinom.

Gametogeneza je proces formiranja i razvoja gameta. Kod biljaka, nekih algi i gljiva, formiranje gameta dolazi u posebnim organima. Na primjer, u sporastim biljkama, ženske gamete se formiraju u arhegoniju, muške gamete u anteridiji. Kod većine životinja gametogeneza se javlja u gonadama.

U prirodi postoji mnogo vrsta kod kojih isti organizam može formirati i muške i ženske reproduktivne stanice. Takvi organizmi se zovu hermafroditi (u grčkoj mitologiji Hermafrodit je biseksualno stvorenje, dijete bogova Hermesa i Afrodite). Hermafroditizam je čest među beskičmenjacima ( coelenterates, ravni I anelidi, mekušci) iu biljkama.

Formiranje zametnih ćelija kod sisara. Proces formiranja muških zametnih ćelija naziva se spermatogeneza, a ženski oogeneza.

Spermatogeneza javlja se u muškim gonadama - testisima. Ovaj proces je podeljen na četiri perioda (Sl. 81).

1 . IN sezona razmnožavanja diploidnih prekursora muških gameta — spermatogonije - više puta se dijele mitozom, što dovodi do značajnog povećanja njihovog broja. Kod muških sisara (uključujući ljude) ovaj proces počinje u pubertetu i nastavlja se do starosti.

2. IN period rasta podjela spermatogonije prestaje, a oni počinju rasti (istodobno se njihova veličina lagano povećava) - formiraju se spermatociti prvog reda.

3. Tokom perioda sazrevanja Spermatociti prvog reda dijele se mejozom. Nakon prve mejotičke diobe, iz svakog spermatocita prvog reda formiraju se dva haploidna spermatocita drugog reda, nakon druge - četiri haploidna spermatocita.

4 . IN period formiranja spermatidi se transformišu u spermatozoide, dok se oblik ćelije menja, formira se bičak, akrosom itd.

Trajanje spermatogeneze kod ljudi je oko 75 dana. Ogroman broj spermatozoida formira se u testisima (testisima), na primjer, kod ljudi 1 ml sjemene tekućine sadrži do 100 milijuna.

Oogeneza javlja se u ženskim spolnim žlijezdama - jajnicima - i počinje još prije rođenja. U procesu formiranja jaja razlikuju se tri perioda (vidi sliku 81).

1. IN sezona razmnožavanja diploidnih prekursora jaja — ogonia - dijele se više puta mitotički. Kod sisara se ovaj proces odvija u embrionalnom periodu (prije rođenja). Broj oogonija u jajnicima se značajno povećava, a zatim ostaju nepromijenjeni do puberteta.

2. Sa početkom puberteta povremeno ulaze pojedinačne oogonije period rasta koji može trajati nekoliko mjeseci. Za to vrijeme njihov volumen se značajno povećava zbog unosa tvari iz okolnih folikularnih stanica i krvi. Tako se formiraju oociti prvog reda.

3. Povremeno, jajne ćelije prvog reda ulaze u mejozu. Ovo - period sazrevanja. Tokom procesa mejoze formiraju se ćelije kćeri različitih veličina. Nakon prve mejotičke diobe formira se velika haploidna stanica - oocita drugog reda - i mala, nazvana primarno polarno tijelo. Dolazi do ovulacije - oocita drugog reda napušta jajnik u trbušnu šupljinu. Zatim ulazi u jajovod, gdje prolazi kroz drugu mejotičku diobu, formirajući veliko jaje i malo sekundarno polarno tijelo. Primarno polarno tijelo se po pravilu također dijeli na dva dijela. Sva polarna tijela nakon toga umiru i bivaju uništena.

Dakle, za razliku od spermatogeneze, gde se tokom mejoze formiraju četiri jednake haploidne ćelije, tokom oogeneze se razvija jedno veliko jaje i tri mala polarna tela. Biološko značenje neravnomjerne podjele je da se u jajetu sačuva maksimalna količina hranjivih tvari potrebnih za budući embrij.

1. Kako se zovu organi u kojima dolazi do formiranja ženskih i muških polnih ćelija kod biljaka spora? Kod životinja?

Jajnici, anteridije, sporangije, testisi, arhegonije.

2. Kako je struktura sperme i jajne ćelije povezana sa funkcijama koje ove ćelije obavljaju?

3. Spermatozoidi praktično ne sadrže citoplazmu i hranjive tvari, ali im je potrebna velika količina energije za kretanje. Šta mislite odakle dolazi ova energija?

4. Koliki je maksimalni broj jajašaca i sekundarnih polarnih tijela koji se mogu formirati u mački od četiri oocita prvog reda?

5. Koji procesi koji se odvijaju tokom oogeneze osiguravaju akumulaciju velikih količina hranjivih tvari u jajima?

6. Koji je biološki smisao formiranja polarnih tijela tokom oogeneze?

7. Uporedite procese spermatogeneze i oogeneze, ukazati na sličnosti i razlike.

8. Jajnici 22-godišnje žene sa stabilnim reproduktivnim ciklusom od 28 dana sadrže 42 hiljade folikula. Većina njih je vrlo mala, a samo 299 ima prečnik veći od 100 mikrona. Osim toga, u jajnicima je 5 žutih tijela i od njih je ostalo 112 ožiljaka. U kojoj dobi je ova žena prvi put ovulirala? U kojoj dobi će najvjerovatnije prestati proizvoditi jaja?

Poglavlje 1. Hemijske komponente živih organizama

• § 1. Sadržaj hemijskih elemenata u organizmu. Makro- i mikroelementi
• § 2. Hemijska jedinjenja u živim organizmima. Neorganske supstance

Poglavlje 2. Ćelija - strukturna i funkcionalna jedinica živih organizama

• § 10. Istorija otkrića ćelije. Stvaranje ćelijske teorije
• § 15. Endoplazmatski retikulum. Golgijev kompleks. Lizozomi

Poglavlje 3. Metabolizam i pretvaranje energije u tijelu

Zapamtite!

Gdje se u ljudskom tijelu formiraju zametne ćelije?

Jaja - ženske reproduktivne gamete se formiraju u jajnicima, uparnim organima. Spermatozoidi - muške reproduktivne ćelije se formiraju u testisima i parnim organima.

Koji skup hromozoma sadrži gamete? Zašto?

Haploidni skup je pola skupa hromozoma, pojedinačni (neparan broj), takav skup se nalazi u zametnim ćelijama (gamete) i označen je n. Na primjer, haploidni skup ljudskih hromozoma je n=23. Pošto se oplode dvije zametne stanice, obnavlja se puni diploidni set organizma – zigota.

Pregledajte pitanja i zadatke

1. Uporedite strukturu muških i ženskih reproduktivnih ćelija. Koje su njihove sličnosti i razlike?

Ovule su relativno velike, nepokretne, zaobljene ćelije. Kod nekih riba, gmizavaca i ptica sadrže veliku količinu hranljivih materija u obliku žumanca i veličine su od 10 mm do 15 cm. je gotovo ne sadrže. Spermatozoidi su male, pokretne ćelije kod ljudi, njihova dužina je samo oko 60 mikrona. U različitim organizmima razlikuju se po obliku i veličini, ali, u pravilu, svi spermatozoidi imaju glavu, vrat i rep, koji im osiguravaju pokretljivost. U glavi sperme nalazi se jezgro koje sadrži hromozome i akrosom - posebna vezikula sa enzimima neophodnim za otapanje ljuske jajeta. Mitohondrije su koncentrisane u vratu, koje daju energiju spermi koja se kreće, njihova dužina je samo oko 60 mikrona.

Jaje ima:

Velike veličine

Okruglog oblika

Prisutnost velike količine žumanca (hranjivi sastojci za budući embrion)

Prisustvo jajnih membrana

spermatozoidi imaju:

Male veličine

Različiti oblici kod različitih sisara

Organ za kretanje (flagele od 1 do nekoliko)

Veliki broj mitohondrija

Odsustvo ribozoma i ER, modificirani Golgijev aparat.

2. Šta određuje veličinu jaja? Objasnite zašto su jaja sisara među najmanjim.

Od opskrbe hranjivim tvarima. Kod sisara, njegova veličina ne može biti velika, budući da se embrij razvija u maternici, prožimaju se krvni sudovi, koji također služe kao izvor hranjivih tvari i kisika.

3. Koji se periodi razlikuju u procesu razvoja zametnih ćelija?

Faza 1 – reprodukcija primarnih zametnih ćelija

Faza 2 – rast zametnih ćelija

Faza 3 – sazrevanje zametnih ćelija

Faza 4 – formiranje zametnih ćelija (samo za spermatogenezu, u fazi 4, polarno tijelo odumire ili dolazi do formiranja jajnih membrana);

4. Recite nam kako dolazi do perioda sazrevanja (mejoze) tokom spermatogeneze; oogeneza.

Treća faza je mejoza. Mejoza je posebna metoda diobe stanica, koja dovodi do prepolovljenja broja hromozoma i prelaska ćelije iz diploidnog u haploidno stanje. Buduće gamete u fazi sazrijevanja dijele se dva puta. Stanice koje započinju mejozu sadrže diploidni skup već udvostručenih kromosoma.

Profaza prve mejotičke diobe (profaza I) je mnogo duža od profaze mitoze. U ovom trenutku, udvostručeni hromozomi, od kojih se svaki već sastoji od dvije sestrinske hromatide, spiralno se okreću i dobivaju kompaktne veličine. Zatim se homologni hromozomi poredaju paralelno jedan s drugim, formirajući takozvane bivalente ili tetrade, koje se sastoje od dva hromozoma (četiri hromatide). Između homolognih hromozoma može doći do razmene odgovarajućih homolognih regiona (crossing over), što će dovesti do rekombinacije naslednih informacija i formiranja novih kombinacija očevih i majčinih gena u hromozomima budućih gameta. Do kraja profaze I, nuklearni omotač je uništen.

U metafazi I, homologni hromozomi su raspoređeni u parove u obliku bivalenta, ili tetrada, u ekvatorijalnoj ravni ćelije, a niti vretena su pričvršćene za njihove centromere.

U anafazi I, homologni hromozomi iz bivalentne (tetrade) kreću se prema polovima. Posljedično, samo jedan od svakog para homolognih hromozoma završi u svakoj od dvije rezultirajuće ćelije - broj hromozoma se prepolovi, a hromozomski set postaje haploid. Međutim, svaki hromozom se i dalje sastoji od dvije sestrinske hromatide.

U telofazi I nastaju ćelije koje imaju haploidni skup hromozoma i duplo veću količinu DNK. Nakon kratkog vremenskog perioda, stanice započinju drugu mejotičku diobu, koja se odvija kao tipična mitoza, ali se razlikuje po tome što su stanice koje u njoj učestvuju haploidne.

U profazi II, nuklearni omotač je uništen.

U metafazi II, hromozomi se poredaju u ekvatorijalnoj ravni ćelije, a niti vretena se povezuju sa centromerima hromozoma.

U anafazi II, centromere koje povezuju sestrinske hromatide se dijele, hromatide postaju nezavisni kćerki hromozomi i kreću se na različite polove ćelije.

Telofaza II završava drugu podjelu mejoze.

Tokom spermatogeneze u fazi sazrijevanja, kao rezultat mejoze, formiraju se četiri identične ćelije - prekursori spermatozoida, koji u fazi formiranja poprimaju karakterističan izgled zrelog spermatozoida i postaju pokretljivi. Svakog mjeseca u jednom od jajnika žene nastavlja da se razvija jedna od ćelija koje su prestale da se dijele. Kao rezultat prve diobe mejoze nastaje velika stanica - prekursor jajeta i malo, takozvano polarno tijelo, koje ulaze u drugu diobu mejoze. U fazi II metafaze, prekursor jajne ćelije ovulira, odnosno napušta jajnik u trbušnu šupljinu, odakle ulazi u jajovod. Ako ne dođe do spajanja sa spermom, ćelija koja nije završila deobu umire i izlučuje se iz tela. Polarna tijela služe za uklanjanje viška genetskog materijala i preraspodjelu hranjivih tvari u korist jajeta. Neko vrijeme nakon podjele umiru.

6. Koje je biološko značenje i značaj mejoze?

1) je glavna faza gametogeneze;

2) obezbeđuje prenos genetičke informacije sa organizma na organizam tokom polne reprodukcije;

3) ćelije kćeri nisu genetski identične majci i jedna drugoj.

Takođe, biološki značaj mejoze leži u činjenici da je smanjenje broja hromozoma neophodno tokom formiranja zametnih ćelija, jer se tokom oplodnje spajaju jezgra gameta. Ako do ove redukcije nije došlo, tada bi u zigoti (a samim tim i u svim ćelijama organizma kćeri) bilo dvostruko više hromozoma. Međutim, ovo je u suprotnosti s pravilom konstantnog broja hromozoma. Zahvaljujući mejozi, polne ćelije su haploidne, a nakon oplodnje, diploidni set hromozoma se obnavlja u zigoti

Razmisli! Zapamtite!

1. Organizam se razvio iz neoplođenog jajeta. Da li su njegove nasljedne karakteristike tačna kopija karakteristika majčinog organizma?

Da. Ova vrsta reprodukcije naziva se partenogeneza. Partenogeneza (Parthenogenesis - od grčkog parthenos - djevojka, djevica + genesis - generacija) je oblik polne reprodukcije u kojoj se razvoj organizma odvija iz ženske reproduktivne stanice (jajeta) bez oplodnje od strane muškarca (spermatozoida).

Ovo je seksualna, ali jednospolna reprodukcija, koja je nastala u procesu evolucije organizama u dvodomnim oblicima. U slučajevima kada partenogenetske vrste predstavljaju samo ženke, jedna od glavnih bioloških prednosti partenogeneze je ubrzanje stope reprodukcije vrste, budući da su sve jedinke takvih vrsta sposobne ostaviti potomstvo. Ako se ženka razvije iz oplođenih jaja, a mužjak iz neoplođenih jaja, partenogeneza doprinosi regulaciji broja i odnosa polova (npr. kod pčela se partenogenetski razvijaju mužjaci - trutovi, a iz oplođenih jaja - ženke - matice i radilice pčele).

Partenogenetski se može razviti ili jaje koje je podvrgnuto mejozi i koje sadrži haploidni skup hromozoma (n) (generativni, haploidni ili mejotski partenogenetski) ili jaje iz jedne od premijeotičkih faza oogeneze sa očuvanjem hromozomskog skupa karakterističnog za ova vrsta - diploidna (2n) ili poliploidna (3n, 4n, 5n rijetko 6n, 8n) (ameiotska partenogeneza). U nekim oblicima partenogeneze, fuzija haploidnog jezgra jajeta sa haploidnim jezgrom usmjerenog (polarnog) tijela dovodi do obnavljanja diploidnosti (automicna partenogeneza). Od ovih osobina partenogeneze zavisi genotip, pol partenogenetičkog potomstva, kao i očuvanje ili gubitak heterozigotnosti, sticanje homozigotnosti itd.

2. Objasnite zašto postoje dva pojma za muške reproduktivne ćelije: sperma (na primjer, kod angiospermi) i sperma.

Spermatozoidi su muške reproduktivne stanice koje imaju sposobnost aktivnog kretanja zahvaljujući biču. Sperma je muška reproduktivna stanica biljaka (golosjemenjača, kritosjemenjača), bez bičaka; kreće se pasivno - kao rezultat rasta polenove cijevi.

Ove ćelije se značajno razlikuju između muškaraca i žena. Kod muškaraca, zametne stanice ili spermatozoidi imaju izbočine nalik repu () i relativno su pokretni. Ženske reproduktivne ćelije, koje se nazivaju jajašca, su nepokretne i mnogo veće od muških gameta. Kada se ove ćelije spoje u procesu koji se zove oplodnja, rezultirajuća ćelija (zigot) sadrži mješavinu onoga što je naslijeđeno od oca i majke. Ljudske seksualne organe proizvode organi reproduktivnog sistema - spolne žlijezde. proizvode spolne hormone neophodne za rast i razvoj primarnih i sekundarnih reproduktivnih organa i struktura.

Struktura ljudskih zametnih ćelija

Muške i ženske reproduktivne stanice uvelike se razlikuju po veličini i obliku. Muški spermatozoidi podsjećaju na dugačke, pokretne projektile. To su male ćelije koje se sastoje od dijela glave, srednjeg i repa. Glava sadrži pokrov nalik na kapu koji se zove akrosom. Akrosom sadrži enzime koji pomažu spermatozoidima da prodru kroz vanjsku membranu jajne stanice. nalazi u glavi sperme. DNK u jezgru je čvrsto zbijena i ćelija ne sadrži mnogo. Srednji dio uključuje nekoliko mitohondrija koji daju energiju za. Rep se sastoji od dugačke izbočine zvane flagelum, koja pomaže u ćelijskoj lokomociji.

Ženska jaja su jedna od najvećih ćelija u tijelu i imaju okrugli oblik. Proizvode se u ženskim jajnicima i sastoje se od jezgra, velike citoplazmatske regije, zone pellucida i corona radiata. Zona pellucida je membranski omotač koji okružuje jaja. Veže spermatozoide i pomaže pri oplodnji. Corona radiata je vanjski zaštitni sloj folikularnih stanica koji okružuje zonu pellucida.

Formiranje zametnih ćelija

Ljudske zametne ćelije nastaju kroz proces diobe stanica u dva koraka tzv. Kroz niz uzastopnih događaja, replicirani genetski materijal u roditeljskoj ćeliji se distribuira između četiri ćelije kćeri. Pošto ove ćelije imaju upola manji broj od roditeljske ćelije, one su . Ljudske zametne ćelije sadrže jedan set od 23 hromozoma.

Postoje dvije faze mejoze: mejoza I i mejoza II. Prije mejoze, hromozomi se repliciraju i postoje u obliku. Na kraju mejoze I formiraju se dva. Sestrinske hromatide svakog hromozoma u ćelijama kćeri su i dalje povezane. Na kraju mejoze II formiraju se sestrinske hromatide i četiri ćerke ćelije. Svaka ćelija sadrži polovinu hromozoma svoje roditeljske ćelije.

Mejoza je slična procesu diobe nereproduktivnih stanica poznatom kao mitoza. proizvodi dvije ćelije kćeri koje su genetski identične i sadrže isti broj hromozoma kao i roditeljska ćelija. Ove ćelije su diploidne jer sadrže dva seta hromozoma. Ljudi imaju 23 para ili 46 hromozoma. Kada se zametne ćelije ujedine tokom oplodnje, haploidna ćelija postaje diploidna ćelija.

Proizvodnja sperme je poznata kao spermatogeneza. Ovaj proces se kontinuirano odvija unutar muških testisa. Stotine miliona spermatozoida moraju se osloboditi da bi se to dogodilo. Velika većina spermatozoida ne stiže do jajne ćelije. Tokom oogeneze, odnosno razvoja jajne ćelije, ćelije kćeri se dijele neravnomjerno u mejozi. Ova asimetrična citokineza rezultira stvaranjem jednog velikog jajeta (oocita) i manjih ćelija zvanih polarna tijela, koje se razgrađuju i ne oplode. Nakon mejoze I, jaje se naziva sekundarna oocita. Sekundarna oocita će završiti drugu fazu mejoze ako započne proces oplodnje. Kada se mejoza II završi, stanica postaje jaje i može se spojiti sa spermatozoidom. Kada se oplodnja završi, kombinovani spermatozoid i jajna ćelija postaju zigota.

Spolni hromozomi

Muški spermatozoidi kod ljudi i drugih sisara su heterogametni i sadrže jedan od dva tipa polnih hromozoma: X ili Y. Međutim, ženske jajne ćelije sadrže samo X hromozom i stoga su homogametne. Sperma pojedinca. Ako spermatozoid koji sadrži X kromosom oplodi jaje, rezultirajući zigot će biti XX ili ženski. Ako spermatozoid sadrži Y kromosom, tada će rezultirajući zigot biti XY ili muški.