Noderīga informācija

Dzimuma šūnas ir specializētas šūnas, caur kurām notiek seksuālās reprodukcijas process. Sieviešu un vīriešu dzimumšūnas atšķiras no somatiskajām šūnām (visām pārējām ķermeņa šūnām): tajās ir puse no hromosomu komplekta. Apaugļošanas procesā tiek atjaunots hromosomu skaits. Dzimumšūnu veidošanās un struktūras īpatnības nodrošina to funkcionālo specifiku.

Sieviešu un vīriešu reproduktīvās šūnas: struktūra

Gametes (dzimuma šūnas) raksturo haploīds (viens) hromosomu komplekts. Tas ir, cilvēka dzimumšūnas satur 23 hromosomas: 22 autosomālas un 1 dzimumhromosomas. Dzimumšūnu veidi (vīriešu vai sieviešu) precīzi atšķiras pēc dzimuma hromosomas: sievietes dzimumšūnā (gametā) ir X hromosoma, vīrišķajā – X vai Y hromosomu. Apaugļošanas procesā nedzimušā bērna dzimums ir atkarīgs no dzimuma hromosomu kombinācijas: XX - sieviete, XY - vīrietis.

Dzimumšūnu struktūru raksturo neticami strukturāla organizācija un mērķtiecība. Vīriešu dzimumšūnas (spermatozoīdi), kurām jābūt ļoti mobilām sieviešu reproduktīvajā traktā, ir mazas šūnas, kurām trūkst citoplazmas un kuras sastāv no galvas, kurā ir kodols ar ģenētisko materiālu, un astes - kustību orgāns. No šūnu elementiem tie satur tikai mitohondrijus, kas nodrošina enerģiju kustībai, akrosomālu vakuolu, kas satur proteolītiskos enzīmus olšūnu membrānu šķīdināšanai, un proksimālo centriolu. Spermas kopējais garums ir aptuveni 60 mikroni, no kuriem 55 atrodas astē.

Vīriešu dzimumšūnas akrosomālā vakuola satur šādus enzīmus:

Kad spermatozoīdi izdalās no sēkliniekiem, tie joprojām ir morfoloģiski nenobrieduši, tie iegūst apaugļošanās spēju un kustīgumu asinsvados. Turklāt vīrišķās dzimumšūnas satur vairākus specifiskus antigēnus, kuru inaktivācija notiek arī asinsvados.

Sievietes reproduktīvā šūna (olšūna) ir liela, nekustīga šūna. Tas satur lielu daudzumu trofisko vielu, kas nepieciešamas agrīnai embrija attīstībai. Turklāt blastomēru (embrionālo šūnu pirmās paaudzes) veidošanai olšūnā ir pietiekams skaits citoplazmas struktūru. Cilvēka ola ir oligoleciāla, kas nozīmē, ka tajā nav daudz dzeltenuma.

Augstāko placentas, tostarp cilvēku, dzimumšūnu iezīme ir tāda, ka nobriedusi dzimumšūna neeksistē atsevišķi, tā vienmēr ir ciešā saskarē ar apkārtējām somatiskajām šūnām, kas veido membrānu. Sieviešu reproduktīvās šūnas kompleksu ar somatiskām membrānām sauc par olnīcu folikulu jeb ovosomatisko histiju.

Dzimumšūnu veidošanās. Mēslošana

Dzimumšūnu attīstības process ir ļoti sarežģīts un daudzpakāpju. Primārās gametas (dzimumšūnas) embrionālajā periodā tiek novietotas tālu no dzimumdziedzeriem, un pēc tam attīstības laikā ar kustīgu šķidrumu strāvu tās tiek pārnestas uz dzimumdziedzeru zonu. Jau dzimumdziedzeros notiek to tālāka veidošanās. Turpmākās embrionālās attīstības gaitā apkārtējās šūnas un audi neietekmē gametu tiešas veidošanās procesu, un netiek pārmantotas iegūtās cilvēka īpašības.

Sieviešu dzimumšūnu veidošanās (ovogenēze)

Sieviešu dzimumšūnu veidošanās un nobriešana notiek folikulās, kas atrodas olnīcu audos. Pirmie folikuli embrioģenēzes laikā pārvietojas olnīcu audos. Atšķirīga iezīme ir tā, ka līdz dzimšanas brīdim olnīcu audos veidojas liels skaits sieviešu reproduktīvo šūnu, to skaits ir aptuveni divi miljoni. Lielāks šūnu skaits tiek resorbēts, un pubertātes laikā ir aptuveni 300 tūkstoši oocītu. Sieviešu dzimumšūnas veidojas tikai embrionālajā periodā, un pirms pubertātes notiek tikai to galīgā strukturālā veidošanās. Tāpēc pilnīgi visi negatīvie faktori, ar kuriem sieviete saskaras dzīves laikā, atspoguļojas viņas dzimumšūnu stāvoklī. Alkohola ietekmei uz reproduktīvajām šūnām jebkurā dzīves periodā ir ārkārtīgi negatīva ietekme, un tās sekas saglabājas mūžīgi. Jaunas dzimumšūnas sievietēm dzīves laikā neveidojas, notiek tikai to nobriešana.

Reproduktīvā vecumā katrā menstruālajā ciklā nobriest vairāki folikuli. Līdz ovulācijas brīdim (periods, kad no folikula parādās nobriedusi reproduktīvā šūna) beidzot veidojas dominējošais folikuls. Tas palielinās, un līdz ovulācijas brīdim dobums ar folikulu olnīcā, kas piepildīts ar šķidrumu (grafiskā pūslīša), sasniedz 2 cm diametru.

Kad folikuls nobriest, to apņemošās šūnas ražo hormonus - estrogēnu. Tieši pirms ovulācijas to koncentrācija ievērojami palielinās, kā rezultātā izdalās luteinizējošais hormons. Šajā gadījumā folikuls plīst, un olšūna, kas ir gatava apaugļošanai, tiek izlaista vēdera dobumā, no kurienes tā nonāk olvados.

Vīriešu dzimumšūnu attīstība (spermatoheģēze)

Vīriešu reproduktīvā šūna veidojas pavisam savādāk. Dzimšanas brīdī dzimumdziedzeros ir rudimentāras, neveidotas vīriešu reproduktīvās šūnas. To galīgās veidošanās process sākas ar pubertāti. Vīriešu dzimumšūnu veidošanās īpatnība ir tā, ka katra šūna veidojas aptuveni 75 dienās, nevis no dzimšanas brīža, kā sievietes.

Spermas veidošanās process notiek izliektajos sēklu kanāliņos. Spermatogonijas (nobriedušu vīriešu dzimumšūnu prekursori) atrodas uz bazālās membrānas, kur tās iziet mitotiskās dalīšanās stadijas. Mitozes rezultātā veidojas divu veidu šūnas. Spermatogonija A saglabā spēju tālāk dalīties ar mitozi un radīt tās pašas šūnas, savukārt spermatogonija B tiek evakuēta no membrānas un spēj dalīties tikai ar mejozi. Tieši pēc pirmās mejozes veidojas šūnas ar vienu hromosomu komplektu, kuras 75 dienu laikā beidzot nobriest un ir gatavas olšūnas apaugļošanai.

Dzimuma šūnas: apaugļošana

Divu dzimumšūnu saplūšanu sauc par apaugļošanu. Apaugļošanas process beidzas ar zigotas veidošanos. Sievietes un vīrieša dzimumšūnām ir haploīds (vienots) hromosomu komplekts, un, tiem saplūstot, atjaunojas cilvēka organismam raksturīgais diploīds (dubultais) hromosomu komplekts. Šajā gadījumā tiek apvienota unikālā mātes un tēva organismu ģenētiskā informācija. Izveidotajai zigotai ir tipolerances īpašība - tā spēj radīt dažādas nākamā organisma šūnas un audus.

Olšūnas apaugļošanas process notiek olvados. Sperma ar akrosomu enzīmu palīdzību iznīcina olšūnas membrānas (corona radiata, zona pellucida), un notiek tās plazmas membrānas saplūšanas process ar olšūnas membrānu. Pēc tam spermas galva iekļūst olšūnas citoplazmā. Kad spermas ģenētiskais materiāls ir iekļuvis olšūnā, apaugļošanās process beidzas, kā rezultātā veidojas unikāla jauna vienšūnu sistēma, kas rada jaunu organismu.

Kad spermatozoīdi iekļūst olšūnā, no tās atbrīvotie enzīmi modificē membrānu tā, ka citi spermatozoīdi vairs nevar to iznīcināt un iekļūt olšūnā. Šis process aizņem tikai dažas minūtes. Apaugļošanas procesā piedalās tikai viens spermatozoīds. Ārkārtīgi retos gadījumos, kad olšūnā iekļūst divi spermatozoīdi, veidojas triploīds embrijs, taču tas nav dzīvotspējīgs un mirst dažu dienu laikā.

Pēc apaugļošanas zigota stadija ilgst apmēram 30 stundas. Tālāk sākas drupināšana. Tas ir zigotas mitotiskās dalīšanās process, kā rezultātā palielinās tās šūnu skaits, bet kopējais izmērs paliek nemainīgs. Šajā posmā šūnas sauc par blastomēriem. Pēc 3 dienām, kad visas izveidotās šūnas ir identiskas noteikšanas un izmēra ziņā, sākas to diferenciācijas stadija. Piektajā attīstības dienā embrijs ir blastocista, kas sastāv no aptuveni 200 šūnām. Blastocista ir doba šūnu bumba (trofoblastu šūnas), kas satur embrioblastu šūnas. Ja blastocistā ir divi embrioblasti, no šāda embrija veidojas identiski dvīņi.

Visā šajā periodā embrijs migrē caur olvadu dzemdes dobumā. Šis process notiek villi kustību ietekmē uz olvadu virsmas. Kad embrijs sasniedz dzemdes dobumu, notiek implantācija. Šajā gadījumā blastocista zaudē zona pellucida (šo procesu sauc par izšķilšanos) un ar īpašu procesu palīdzību iegrimst endometrijā. Šo procesu regulē cieši ķīmiski un fiziski savienojumi starp endometriju un blastocistu. Trofoblastu šūnas ražo cilvēka horiona gonadotropīnu, kas stimulē progesterona ražošanu dzeltenā ķermeņa šūnās, kā rezultātā menstruācijas nenotiek.

Tieši šis sarežģīti organizētais dzimumšūnu attīstības process nodrošina neparastu parādību, kurā no divām mazām šūnām ar unikālas ģenētiskās informācijas kopumu veidojas jauns, unikāls organisms - jauns cilvēks.

Krievijas Oocītu donoru centrs piedāvā plašu donoru izvēli sievietēm, kurām nepieciešama neauglības ārstēšana, izmantojot donoru olšūnas. Sazinieties ar jums - un mēs noteikti jums palīdzēsim!

Gamete: dzimumšūna (sperma vai olšūna), kas satur haploīdu hromosomu komplektu, tas ir, kam ir viena katras hromosomas kopija.

Ar seksuālās reprodukcijas metodi pēcnācējiem parasti ir divi vecāki. Katrs vecāks ražo dzimumšūnas. Dzimuma šūnām jeb gametām ir puse vai haploīds hromosomu komplekts, un tās rodas mejozes rezultātā. Tādējādi gameta (no grieķu gamete - sieva, gametes - vīrs) ir nobriedusi reproduktīvā šūna, kas satur haploīdu hromosomu kopu un spēj apvienoties ar līdzīgu pretējā dzimuma šūnu, veidojot zigotu, un hromosomu skaits kļūst diploīds. Diploīdā komplektā katrai hromosomai ir pārī (homologa) hromosoma. Viena no homologajām hromosomām nāk no tēva, otra no mātes Sieviešu dzimumšūnu sauc par olšūnu, vīrišķo - par spermu. Gametu veidošanās procesam ir kopīgs nosaukums - gametoģenēze.

Visu mugurkaulnieku embrijos agrīnā attīstības stadijā noteiktas šūnas tiek izolētas kā nākamo gametu priekšteči. Šādas primārās dzimumšūnas migrē uz jaunattīstības dzimumdziedzeriem (olnīcām mātītēm, sēkliniekos vīriešiem), kur pēc mitotiskās vairošanās perioda tās iziet mejozi un diferencējas par nobriedušām gametām. Dzimumšūnās pirms mejozes tiek aktivizēti papildu gēni, kas regulē homologu hromosomu savienošanu, rekombināciju un rekombinēto homologo hromosomu atdalīšanu pirmās dalīšanas anafāzē.

Olas attīstās no pirmatnējām dzimumšūnām, kuras agrīnā organisma attīstības stadijā migrē uz olnīcu un pārvēršas tur par oogoniju. Pēc mitotiskās vairošanās perioda oogonijas kļūst par pirmās kārtas oocītiem, kuri, nonākuši mejozes pirmajā nodaļā, aizkavējas I fāzē uz laiku, kas mērīts dienās vai gados, atkarībā no organisma veida. Šīs kavēšanās laikā oocīts aug un uzkrāj ribosomas, mRNS un olbaltumvielas, procesā bieži izmantojot citas šūnas, tostarp apkārtējās atbalsta šūnas. Turpmākā attīstība (olšūnas nobriešana) ir atkarīga no polipeptīdu hormoniem (gonadotropīniem), kas, iedarbojoties uz palīgšūnām, kas ieskauj katru olšūnu, mudina tās izraisīt nelielas olšūnu daļas nobriešanu. Šie oocīti pabeidz pirmo meiotisko dalījumu, veidojot nelielu polāro ķermeni un lielu otrās kārtas oocītu, kas vēlāk nonāk otrā meiotiskā dalījuma metafāzē. Daudzās sugās oocīts šajā posmā tiek aizkavēts, līdz apaugļošanās uzsāk mejozes pabeigšanu un embrija attīstības sākumu.

Sperma parasti ir maza un kompakta šūna, kas ir ļoti specializēta funkcijai, kas veicina DNS pievienošanu olšūnai. Ja daudzos organismos viss olšūnu kopums veidojas agrīnā mātītes attīstības stadijā, vīriešiem pēc pubertātes sākuma arvien vairāk dzimumšūnu nonāk meiozē, un katrs pirmās kārtas spermatocīts rada četrus nobriedušus spermatozoīdus. Spermas diferenciācija notiek pēc mejozes, kad kodoli ir haploīdi. Tomēr, tā kā nobriedušu spermatogoniju un spermatocītu mitotiskās dalīšanās laikā citokinēze nav pabeigta, vienas spermatogonijas pēcnācēji attīstās formā

Seksuālā reprodukcija- vairošanās metode, kurā jauns indivīds parasti attīstās no zigotas, kas rodas divu dzimumšūnu saplūšanas rezultātā.

Seksuālais process. Seksuālo reprodukciju raksturo seksuāla procesa klātbūtne, kuras laikā dzimumšūnas (gametas) saplūst un notiek to turpmākā saplūšana (apaugļošanās). Gametes lielākajā daļā organismu veidojas ar rekombinētām vecāku hromosomām (atcerieties, kā notiek mejoze). Saplūstot gametām, veidojas diploīda zigota, no kuras attīstās organisms, kas no abiem vecākiem mantojis unikālu gēnu un īpašību kombināciju. Tādējādi seksuālās vairošanās (pretstatā bezdzimuma vairošanās) rezultātā rodas dažādi pēcnācēji. Tas palielina organismu spēju pielāgoties mainīgajiem vides apstākļiem, kam ir ārkārtīgi liela nozīme dzīvās dabas evolūcijā.

Ir divu veidu seksuālie procesi - konjugācija un kopulācija. Konjugācijas laikā divu nespecializētu šūnu saturs saplūst (dažās aļģes Un sēnes) vai ģenētiskā materiāla apmaiņa starp indivīdiem (dažās baktērijas Un ciliāti). Turklāt otrajā gadījumā indivīdu skaits nepalielinās. Taču ģenētiskā materiāla apmaiņas un rekombinācijas dēļ tiek nodrošināta organismu iedzimtības mainīguma palielināšanās.

Kopulācija (gametogāmija) ir dzimumšūnu saplūšana, veidojot zigotu. Šajā gadījumā gametu haploīdie kodoli veido zigotas diploīdo kodolu.

Dzimumšūnu struktūra. Lielākajā daļā dzīvo organismu sugu veidojas divu veidu dzimumšūnas, kas atšķiras pēc struktūras un fizioloģiskajām īpašībām - vīrišķās (kustīgās spermas vai nekustīgās spermas) un sievietes (olas).

Sperma cilvēkiem un daudziem dzīvniekiem ir galva, kakls, vidusdaļa un garš flagellum (aste), kas kalpo aktīvai kustībai (79. att.). Galvā ir haploīds kodols un neliels daudzums citoplazmas. Galvas priekšējā galā ir ac soma, kas ir modificēts Golgi aparāts. Akrosomā ir fermenti, kas apaugļošanas laikā izšķīdina olšūnas membrānas. Kaklā atrodas divi centrioli, bet vidusdaļā mitohondriji, kas ģenerē kažokādas kustībai nepieciešamo enerģiju. Astē ir kustīgs aksiāls flagellum pavediens, kas veidots no mikrotubulām.

Sperma var palikt dzīvotspējīga ilgu laiku ārpus ķermeņa, kad tā ir sasalusi. Šo īpašību plaši izmanto lauksaimniecībā, jo īpaši audzējot liellopus, izmantojot mākslīgo apsēklošanu. Elitāro dzīvnieku šķirņu spermatozoīdi tiek savākti un uzglabāti šķidrā slāpeklī, un pēc atkausēšanas to izmanto, lai iegūtu ļoti produktīvus pēcnācējus.

Olšūnas visbiežāk tie ir nekustīgi un tiem ir sfēriska forma (80. att.). Olā ir kodols un citoplazma ar dažādu organellu komplektu un barības vielu piegādi embrija attīstībai. Tāpēc olas parasti ir daudz lielākas nekā spermas un somatiskās šūnas. Piemēram, cilvēka olšūnu diametrs sasniedz 200 mikronus, bet spermas garums ir aptuveni 60 mikroni. Dzīvnieku olšūnas, kuru embrionālā attīstība notiek ārpus mātes ķermeņa, ir ļoti liela izmēra - putni, rāpuļi, abinieki, zivis utt Jā, Cālis olšūnas diametrs (ola bez olbaltumvielas čaumalas) ir lielāks par 30 mm, dažos haizivis- 50-70 mm un strauss- 80 mm.

Olas ir pārklātas ar membrānām. Pamatojoties uz to izcelsmi, čaulas iedala primārajā, sekundārajā un terciārajā. Olas primārā membrāna ir citoplazmas atvasinājums, un to sauc par vitelīna membrānu. Tas ir raksturīgs visu dzīvnieku olām. Sekundārās membrānas veidojas, pateicoties šūnu darbībai, kas baro olu. Tie ir raksturīgi, piemēram, posmkājiem (hitīna apvalks). Terciārās membrānas rodas dzimumorgānu trakta dziedzeru darbības rezultātā. Pie terciārās pieder putnu un rāpuļu olu čaumalas, apakščaumalas un olbaltumvielas, kā arī abinieku olu želejveida membrāna. Olu membrānas veic aizsargfunkcijas un nodrošina vielu apmaiņu ar vidi.

Gametoģenēze ir gametu veidošanās un attīstības process. Augos, dažās aļģēs un sēnēs gametu veidošanās notiek īpašos orgānos. Piemēram, sporu augos sievišķās gametas veidojas arhegonijā, vīrišķās – anteridijā. Lielākajā daļā dzīvnieku gametoģenēze notiek dzimumdziedzeros.

Dabā ir daudz sugu, kurās viens un tas pats organisms var veidot gan vīriešu, gan sieviešu reproduktīvās šūnas. Šādus organismus sauc par hermafrodītiem (grieķu mitoloģijā Hermafrodīts ir biseksuāla būtne, dievu Hermesa un Afrodītes bērns). Hermafrodītisms ir izplatīts starp bezmugurkaulniekiem ( coelenterates, plakana Un annelīdi, mīkstmieši) un augos.

Dzimumšūnu veidošanās zīdītājiem. Vīriešu dzimumšūnu veidošanās procesu sauc par spermatoģenēzi, bet sieviešu - par ooģenēzi.

Spermatoģenēze rodas vīriešu dzimumdziedzeros - sēkliniekos. Šis process ir sadalīts četros periodos (81. att.).

1 . IN vairošanās sezona vīriešu dzimumšūnu diploīdie prekursori — spermatogonijas - atkārtoti sadalās ar mitozi, kas izraisa ievērojamu to skaita palielināšanos. Zīdītāju tēviņiem (arī cilvēkiem) šis process sākas pubertātes laikā un turpinās līdz sirmam vecumam.

2. IN izaugsmes periods spermatogoniju dalīšanās apstājas, un tās sāk augt (tajā pašā laikā to izmēri nedaudz palielinās) - veidojas pirmās kārtas spermatocīti.

3. Nogatavināšanas periodā Pirmās kārtas spermatocīti dalās ar mejozi. Pēc pirmās meiotiskās dalīšanās no katra pirmās kārtas spermatocīta veidojas divi haploīdi otrās kārtas spermatocīti, pēc otrās - četri haploīdi spermatīdi.

4 . IN veidošanās periods spermatīdi tiek pārveidoti par spermatozoīdiem, kamēr mainās šūnas forma, veidojas flagellum, akrosoma u.c.

Spermatoģenēzes ilgums cilvēkiem ir aptuveni 75 dienas. Sēkliniekos (sēkliniekos) veidojas milzīgs skaits spermatozoīdu, piemēram, cilvēkiem 1 ml sēklu šķidruma satur līdz 100 miljoniem.

Ooģenēze rodas sieviešu dzimuma dziedzeros – olnīcās – un sākas pat pirms dzimšanas. Olu veidošanās procesā izšķir trīs periodus (sk. 81. att.).

1. IN vairošanās sezona diploīdu olu prekursori — ogonia - dalīt atkārtoti mitotiski. Zīdītājiem šis process notiek embrionālajā periodā (pirms dzimšanas). Oogoniju skaits olnīcās ievērojami palielinās, un pēc tam tās paliek nemainīgas līdz pubertātes vecumam.

2. Sākoties pubertātes periodam, periodiski iestājas individuālā oogonija izaugsmes periods kas var ilgt vairākus mēnešus. Šajā laikā to apjoms ievērojami palielinās, jo tiek uzņemtas vielas no apkārtējām folikulu šūnām un asinīm. Tādā veidā veidojas pirmās kārtas oocīti.

3. Periodiski pirmās kārtas oocīti nonāk meiozē. Šis - nogatavināšanas periods. Mejozes procesā veidojas dažāda izmēra meitas šūnas. Pēc pirmās meiotiskās dalīšanās veidojas liela haploīda šūna - otrās kārtas oocīts - un maza, ko sauc par primāro polāro ķermeni. Notiek ovulācija – otrās kārtas oocīts atstāj olnīcu vēdera dobumā. Pēc tam tas nonāk olvadā, kur tiek veikts otrs meiotiskais dalījums, veidojot lielu olu un nelielu sekundāro polāro ķermeni. Primārais polārais ķermenis, kā likums, arī sadalās divās daļās. Visi polārie ķermeņi pēc tam mirst un tiek iznīcināti.

Tādējādi atšķirībā no spermatoģenēzes, kur meiozes laikā veidojas četras vienādas haploīdas šūnas, ooģenēzes laikā attīstās viena liela olšūna un trīs mazi polārie ķermeņi. Nevienmērīga dalījuma bioloģiskā nozīme ir saglabāt olšūnā maksimālo barības vielu daudzumu, kas nepieciešams topošajam embrijam.

1. Kā sauc orgānus, kuros sporu augos veidojas sievišķās un vīrišķās gametas? Dzīvniekos?

Olnīcas, anteridijas, sporangijas, sēklinieki, arhegonijas.

2. Kā spermas un olšūnas struktūra ir saistīta ar šo šūnu funkcijām?

3. Spermatozoīdi praktiski nesatur citoplazmu un barības vielas, taču to kustībai ir nepieciešams liels enerģijas daudzums. No kurienes, tavuprāt, nāk šī enerģija?

4. Kāds ir maksimālais olu un sekundāro polāro ķermeņu skaits, ko kaķim var izveidot no četriem pirmās kārtas oocītiem?

5. Kādi procesi, kas notiek ooģenēzes laikā, nodrošina liela daudzuma barības vielu uzkrāšanos olās?

6. Kāda ir polāro ķermeņu veidošanās bioloģiskā nozīme ooģenēzes laikā?

7. Salīdzināt spermatoģenēzes un ooģenēzes procesus, norādīt līdzības un atšķirības.

8. 22 gadus vecas sievietes olnīcās ar stabilu 28 dienu reproduktīvo ciklu ir 42 tūkstoši folikulu. Lielākā daļa no tiem ir ļoti mazi, un tikai 299 diametrs ir lielāks par 100 mikroniem. Turklāt olnīcās ir 5 dzeltenās krāsas ķermeņi un no tām palikušas 112 rētas. Kādā vecumā šai sievietei bija pirmā ovulācija? Kādā vecumā viņa, visticamāk, pārtrauks ražot olas?

1. nodaļa. Dzīvo organismu ķīmiskās sastāvdaļas

• § 1. Ķīmisko elementu saturs organismā. Makro un mikroelementi
• § 2. Ķīmiskie savienojumi dzīvajos organismos. Neorganiskās vielas

2. nodaļa. Šūna - dzīvo organismu strukturālā un funkcionālā vienība

• § 10. Šūnas atklāšanas vēsture. Šūnu teorijas izveide
• § 15. Endoplazmatiskais tīklojums. Golgi komplekss. Lizosomas

3. nodaļa. Vielmaiņa un enerģijas pārveide organismā

Atcerieties!

Kur cilvēka ķermenī veidojas dzimumšūnas?

Olas - sieviešu reproduktīvās gametas veidojas olnīcās, pāru orgānos. Spermatozoīdi - vīriešu reproduktīvās šūnas veidojas sēkliniekos un pāru orgānos.

Kādu hromosomu komplektu satur gametas? Kāpēc?

Haploīdais komplekts ir viena hromosomu puse (nepāra skaitlis), šāda kopa atrodas dzimumšūnās (gametās) un tiek apzīmēta ar n. Piemēram, cilvēka hromosomu haploīdais komplekts ir n = 23. Kopš divu dzimumšūnu apaugļošanas tiek atjaunots pilns diploīdais organisma komplekts - zigota.

Pārskatiet jautājumus un uzdevumus

1. Salīdziniet vīriešu un sieviešu reproduktīvo šūnu uzbūvi. Kādas ir to līdzības un atšķirības?

Olšūnas ir salīdzinoši lielas, stacionāras, apaļas formas šūnas. Dažām zivīm, rāpuļiem un putniem tie satur lielu barības vielu daudzumu dzeltenuma veidā, un to izmērs ir no 10 mm līdz 15 cm. Zīdītāju, tostarp cilvēku, olas ir daudz mazākas (0,1–0,3 mm) un dzeltenums. gandrīz nesatur. Spermatozoīdi ir mazas, kustīgas šūnas, kuru garums ir tikai aptuveni 60 mikroni. Dažādos organismos tie atšķiras pēc formas un izmēra, taču parasti visiem spermatozoīdiem ir galva, kakls un aste, kas nodrošina to mobilitāti. Spermas galvā atrodas kodols, kas satur hromosomas, un akrosoma - īpaša pūslīša ar fermentiem, kas nepieciešami olšūnas čaumalas šķīdināšanai. Mitohondriji ir koncentrēti kaklā, kas nodrošina kustīgo spermu ar enerģiju, to garums ir tikai aptuveni 60 mikroni.

Olai ir:

Lieli izmēri

Apaļa forma

Liela daudzuma dzeltenuma klātbūtne (barības vielas topošajam embrijam)

Olu membrānu klātbūtne

Spermas sastāvā ir:

Mazie izmēri

Dažādas formas dažādiem zīdītājiem

Kustības orgāns (karogs no 1 līdz vairākiem)

Liels skaits mitohondriju

Ribosomu un ER trūkums, modificēts Golgi aparāts.

2. Kas nosaka olu izmēru? Paskaidrojiet, kāpēc zīdītāju olas ir vienas no mazākajām.

No barības vielu piegādes. Zīdītājiem attīstība notiek dzemdē, jo embrijs attīstās dzemdē, un to iekļūst asinsvadi, kas kalpo arī kā barības vielu un skābekļa avots.

3. Kādus periodus izšķir dzimumšūnu attīstības procesā?

1. posms – primāro dzimumšūnu pavairošana

2. posms – dzimumšūnu augšana

3. posms – dzimumšūnu nobriešana

4. stadija – dzimumšūnu veidošanās (tikai spermatoģenēzē, 4. stadijā polārais ķermenis atmirst vai veidojas olšūnu membrānas);

4. Pastāstiet, kā notiek nobriešanas periods (mejoze) spermatoģenēzes laikā; ooģenēze.

Trešais posms ir mejoze. Mejoze ir īpaša šūnu dalīšanās metode, kas noved pie hromosomu skaita samazināšanās uz pusi un šūnas pārejas no diploīda stāvokļa uz haploīdu. Nākotnes gametas nobriešanas stadijā tiek sadalītas divreiz. Šūnas, kas sāk mejozi, satur jau divkāršotu hromosomu diploīdu komplektu.

Pirmā meiotiskā dalījuma (I profāze) fāze ir daudz garāka nekā mitozes profāze. Šajā laikā dubultotās hromosomas, no kurām katra jau sastāv no divām māsu hromatīdām, spirālē un iegūst kompaktus izmērus. Tad homologās hromosomas izkārtojas paralēli viena otrai, veidojot tā sauktās bivalentās jeb tetradas, kas sastāv no divām hromosomām (četrām hromatīdām). Starp homologām hromosomām var notikt atbilstošu homologu reģionu apmaiņa (šķērsošana), kas novedīs pie iedzimtas informācijas rekombinācijas un jaunu paternālo un mātes gēnu kombināciju veidošanās nākamo gametu hromosomās. Līdz I fāzes beigām kodola apvalks tiek iznīcināts.

I metafāzē homologās hromosomas ir izvietotas pa pāriem bivalentu jeb tetradu veidā šūnas ekvatoriālajā plaknē, un vārpstas pavedieni ir pievienoti to centromēriem.

I anafāzē homologās hromosomas no divvērtīgās (tetradas) virzās uz poliem. Līdz ar to tikai viens no katra homologo hromosomu pāra nonāk katrā no divām iegūtajām šūnām - hromosomu skaits tiek samazināts uz pusi, un hromosomu kopa kļūst haploīda. Tomēr katra hromosoma joprojām sastāv no diviem māsas hromatīdiem.

Telofāzē I veidojas šūnas, kurām ir haploīds hromosomu komplekts un dubulto DNS daudzumu. Pēc neilga laika šūnām sākas otrā meiotiskā dalīšanās, kas norit kā tipiska mitoze, taču atšķiras ar to, ka tajā iesaistītās šūnas ir haploīdas.

II fāzē kodola apvalks tiek iznīcināts.

II metafāzē hromosomas sarindojas šūnas ekvatoriālajā plaknē, vārpstas pavedieni savienojas ar hromosomu centromēriem.

II anafāzē māsu hromatīdus savienojošie centromēri sadalās, hromatīdi kļūst par neatkarīgām meitas hromosomām un pārvietojas uz dažādiem šūnas poliem.

Telofāze II pabeidz otro mejozes dalījumu.

Spermatoģenēzes laikā nobriešanas stadijā mejozes rezultātā veidojas četras identiskas šūnas - spermas prekursori, kas veidošanās stadijā iegūst nobriedušam spermatozoīdam raksturīgo izskatu un kļūst kustīgi. Katru mēnesi kādā no sievietes olnīcām turpina attīstīties viena no šūnām, kas pārtraukušas dalīties. Pirmās mejozes dalīšanās rezultātā veidojas liela šūna - olšūnas priekštecis un mazs, tā sauktais polārais ķermenis, kas nonāk otrajā mejozes dalījumā. II metafāzes stadijā olšūnas prekursors ovulē, tas ir, atstāj olnīcu vēdera dobumā, no kurienes tas nonāk olšūnā. Ja saplūšana ar spermu nenotiek, šūna, kas nav pabeigusi dalīšanos, mirst un tiek izvadīta no ķermeņa. Polārie ķermeņi kalpo, lai noņemtu lieko ģenētisko materiālu un pārdalītu barības vielas par labu olai. Kādu laiku pēc dalīšanas viņi mirst.

6. Kāda ir mejozes bioloģiskā nozīme un nozīme?

1) ir galvenais gametoģenēzes posms;

2) nodrošina ģenētiskās informācijas pārnešanu no organisma uz organismu dzimumvairošanās laikā;

3) meitas šūnas nav ģenētiski identiskas mātei un viena otrai.

Un arī meiozes bioloģiskā nozīme slēpjas faktā, ka dzimumšūnu veidošanās laikā ir nepieciešams samazināt hromosomu skaitu, jo apaugļošanas laikā gametu kodoli saplūst. Ja šis samazinājums nenotiktu, tad zigotā (un līdz ar to visās meitas organisma šūnās) būtu divreiz vairāk hromosomu. Tomēr tas ir pretrunā ar pastāvīgu hromosomu skaitu. Pateicoties mejozei, dzimumšūnas ir haploīdas, un pēc apaugļošanas zigotā tiek atjaunots diploīds hromosomu kopums.

Padomājiet! Atcerieties!

1. Organisms attīstījās no neapaugļotas olšūnas. Vai tās iedzimtās īpašības ir precīza mātes organisma īpašību kopija?

Jā. Šo reprodukcijas veidu sauc par partenoģenēzi. Partenoģenēze (Partenoģenēze — no grieķu valodas parthenos — meitene, jaunava + genesis — paaudze) ir seksuālās vairošanās veids, kurā organisma attīstība notiek no sievietes reproduktīvās šūnas (olšūnas) bez apaugļošanas ar vīrišķo (spermas).

Tā ir seksuāla, bet viendzimuma vairošanās, kas radās organismu evolūcijas procesā divmāju formās. Gadījumos, kad partenoģenētiskās sugas pārstāv tikai mātītes, viena no galvenajām partenoģenēzes bioloģiskajām priekšrocībām ir sugas vairošanās ātruma paātrināšanās, jo visi šādu sugu indivīdi spēj atstāt pēcnācējus. Ja mātīte attīstās no apaugļotām olām, bet tēviņš no neapaugļotām olām, partenoģenēze veicina skaita un dzimumu attiecības regulēšanu (piemēram, bitēm partenoģenētiski attīstās tēviņi - trani, bet no apaugļotām olām - mātītes - mātītes un strādnieks bites).

Partenoģenētiski var attīstīties vai nu olšūna, kas ir piedzīvojusi mejozi un satur haploīdu hromosomu kopu (n) (ģeneratīvu, haploīdu vai meiotisko partenoģenētisko), vai arī olšūna no vienas no oģenēzes premeiozes stadijām ar hromosomu kopas saglabāšanos, kas raksturīga šī suga - diploīds (2n) vai poliploīds (3n, 4n, 5n reti 6n, 8n) (ameiotiskā partenoģenēze). Dažās partenoģenēzes formās olšūnas haploīdā kodola saplūšana ar virziena (polārā) ķermeņa haploīdo kodolu noved pie diploiditātes atjaunošanas (automātiskā partenoģenēze). No šīm partenoģenēzes pazīmēm ir atkarīgs partenoģenētiskā pēcnācēja genotips, dzimums, kā arī heterozigotiskuma saglabāšanās vai zaudēšana, homozigotiskuma iegūšana utt.

2. Paskaidrojiet, kāpēc vīriešu dzimumšūnām ir divi termini: sperma (piemēram, segsēkļos) un sperma.

Spermatozoīdi ir vīriešu reproduktīvās šūnas, kurām ir spēja aktīvi pārvietoties, pateicoties kauliņiem. Spermas ir augu (ģimnosēkļu, segsēklu) vīrišķā reproduktīvā šūna, kurai nav flagellas; pārvietojas pasīvi - putekšņu caurules augšanas rezultātā.

Šīs šūnas vīriešiem un sievietēm ievērojami atšķiras. Vīriešiem dzimumšūnām vai spermatozoīdiem ir astes formas izvirzījumi () un tie ir salīdzinoši kustīgi. Sieviešu reproduktīvās šūnas, ko sauc par olām, ir nekustīgas un daudz lielākas nekā vīriešu dzimumšūnas. Kad šīs šūnas saplūst procesā, ko sauc par apaugļošanu, iegūtā šūna (zigota) satur no tēva un mātes mantoto maisījumu. Cilvēka dzimumorgānus ražo reproduktīvās sistēmas orgāni – dzimumdziedzeri. ražot dzimumhormonus, kas nepieciešami primāro un sekundāro reproduktīvo orgānu un struktūru augšanai un attīstībai.

Cilvēka dzimumšūnu struktūra

Vīriešu un sieviešu reproduktīvās šūnas ļoti atšķiras pēc izmēra un formas. Vīriešu spermatozoīdi atgādina garus, kustīgus šāviņus. Tās ir mazas šūnas, kas sastāv no galvas, vidus un astes daļām. Galvā ir vāciņam līdzīgs apvalks, ko sauc par akrosomu. Akrosomā ir fermenti, kas palīdz spermas šūnai iekļūt olšūnas ārējā membrānā. atrodas spermas galvā. DNS kodolā ir cieši iesaiņota, un šūnā nav daudz. Vidējā daļā ir vairāki mitohondriji, kas nodrošina enerģiju. Aste sastāv no garas izvirzījuma, ko sauc par flagellum, kas palīdz šūnu kustībai.

Sievietes olšūnas ir viena no lielākajām ķermeņa šūnām, un tām ir apaļa forma. Tie tiek ražoti sieviešu olnīcās un sastāv no kodola, liela citoplazmas reģiona, zona pellucida un corona radiata. Zona pellucida ir membrānas apvalks, kas ieskauj olas. Tas saista spermas šūnas un palīdz apaugļošanā. Corona radiata ir folikulu šūnu ārējais aizsargslānis, kas ieskauj zona pellucida.

Dzimumšūnu veidošanās

Cilvēka dzimumšūnas tiek ražotas divpakāpju šūnu dalīšanās procesā, ko sauc. Izmantojot virkni secīgu notikumu, replicētais ģenētiskais materiāls mātes šūnā tiek sadalīts starp četrām meitas šūnām. Tā kā šīm šūnām ir uz pusi mazāks vecāku šūnas skaits, tās ir . Cilvēka dzimumšūnās ir viens 23 hromosomu komplekts.

Ir divas mejozes stadijas: mejoze I un mejoze II. Pirms mejozes hromosomas tiek replicētas un pastāv formā. I mejozes beigās veidojas divi. Katras hromosomas māsas hromatīdi meitas šūnās joprojām ir saistīti. II mejozes beigās veidojas māsas hromatīdi un četras meitas šūnas. Katra šūna satur pusi no tās mātes šūnas hromosomām.

Mejoze ir līdzīga nereproduktīvo šūnu dalīšanās procesam, kas pazīstams kā mitoze. ražo divas meitas šūnas, kas ir ģenētiski identiskas un satur tādu pašu hromosomu skaitu kā mātes šūna. Šīs šūnas ir diploīdas, jo tajās ir divi hromosomu komplekti. Cilvēkiem ir 23 pāri jeb 46 hromosomas. Kad cilmes šūnas apaugļošanas laikā apvienojas, haploīdā šūna kļūst par diploīdu šūnu.

Spermas veidošanās ir pazīstama kā spermatoģenēze. Šis process notiek nepārtraukti vīriešu sēkliniekos. Lai tas notiktu, ir jāatbrīvo simtiem miljonu spermas. Lielākā daļa spermas nesasniedz olšūnu. Ooģenēzes vai olšūnu attīstības laikā meitas šūnas dalās nevienmērīgi meiozē. Šīs asimetriskās citokinēzes rezultātā veidojas viena liela olšūna (olšūna) un mazākas šūnas, ko sauc par polāriem ķermeņiem, kas degradējas un netiek apaugļotas. Pēc I mejozes olu sauc par sekundāro oocītu. Sekundārais oocīts pabeigs meiozes otro posmu, ja sāksies apaugļošanas process. Kad mejoze II ir pabeigta, šūna kļūst par olu un var saplūst ar spermas šūnu. Kad apaugļošanās ir pabeigta, apvienotā sperma un olšūna kļūst par zigotu.

Dzimuma hromosomas

Vīriešu spermatozoīdi cilvēkiem un citiem zīdītājiem ir heterogamētiski un satur vienu no divu veidu dzimuma hromosomām: X vai Y. Tomēr sieviešu olšūnas satur tikai X hromosomu un tāpēc ir homogamētiskas. Personas sperma. Ja spermas šūna, kas satur X hromosomu, apaugļo olšūnu, iegūtā zigota būs XX vai sieviete. Ja spermatozoīdā ir Y hromosoma, tad iegūtā zigota būs XY vai vīriešu dzimuma.