Зел потенция
Назад

Гаметогенез ℹ️ определение, стадии размножения, роста и зрелости, схема образования половых гамет, фазы процесса, виды и характеристика, способы деления, биологическое значение

Опубликовано: 26.04.2020
Время на чтение: 9 мин
0
7

Общее понятие

Основным событием процесса является деление клеток — мейоз. Стадия включает два быстро происходящих разделения во время созревания, которые следуют сразу одно после другого. Дезоксирибонуклеиновая кислота удваивается 1 раз на стадии роста. В промежутке между первым и вторым делением не происходит синтез наследственного материала.

Митоз представляет собой непрямую репликацию клетки, метод воспроизведения эукариотических бластомеров. Биологическая значимость заключается в строго дозированном разделении хромосом по дочерним ядрам, что делает возможным появление идентичных клеток в генетическом плане. Митоз обеспечивает жизнь организма (онтогенез), в результате процесса увеличивается популяция клеточных тканей.

Процесс роста

Также сравнение особенностей структуры и размеров сперматоцитов и ооцитов показывает их отличие друг от друга. На этапе роста отмечаются следующие особенности развития:

  • Увеличение размеров почти в 4 раза.
  • Удвоение (репликация) ДНК.

Женские гаметы содержат большое количество питательных веществ.

Схема отражает не только сходство и различие стадии деления, но и показывает то, что происходит внутри клеточной структуры. Схема дает возможность провести сравнение овогенеза и сперматогенеза на уровне деления хромосом. Сравнивая внутренние процессы развития, которые показывает схема, можно найти гораздо больше сходства, чем при анализе предыдущей схемы.

Отличие сперматоцита от овоцита I порядка отражается и в их размерах, что обусловлено накоплением женскими гаметами большего количества питательных веществ, необходимых для последующих делений. Однако, сравнивая их размеры, можно заметить одну особенность – женские больше мужских сперматозоидов. В чем же причина такого отличия?

Овоциты должны обеспечить питание процессов после оплодотворения, а для сперматоцитов, из которых впоследствии появятся сперматозоиды, важно сохранить подвижность, которой будет мешать большой запас. Да и продолжительность жизни у них имеет отличие. Сперматозоид сохраняет жизнеспособность после эякуляции несколько суток в благоприятных условиях. А из оплодотворенной яйцеклетки в течение длительного периода развивается эмбрион, что требует большого количества запасов.

Гаметогенез ℹ️ определение, стадии размножения, роста и зрелости, схема образования половых гамет, фазы процесса, виды и характеристика, способы деления, биологическое значение

На этой стадии гаметогенеза сходство в том, что каждый овоцит и сперматоцит содержит полный набор хромосом и является диплоидным. Данная схема отмечает сходство процессов. Отличие состоит в дифференцировке, изменениях, которые происходят в клеточной цитоплазме и ядре. В так называемый период S происходит удвоение всех молекул ДНК. Различают несколько стадий перераспределения наследственного материала в ядрах половых клеток, которые видны при сравнении схемы:

  1. Лептотенная – на этой стадии видно оформленное ядро и спирально закрученные нити хромосом. При этом отцовские и материнские хромосомы не сближаются.
  2. Зиготенная – сравнительной характеристикой этой стадии является сближение хромосом и обмен генами.
  3. Пахитенная – гомологичные хромосомы перекручиваются друг с другом, формируют плотные спирали и, соответственно, утолщаются.
  4. Диплотенная – стадия удвоения и разъединения двух пар хромосом.

Приведенная выше схема полно отражает все, что происходит в ядре на этапе роста. Завершение его знаменуется образованием сперматоцитов и овоцитов I порядка, готовых вступить в следующий этап – созревание.

Число овогониев, которые вступают в процесс прогенеза, закладывается на стадии эмбриона. Спермогонии непрерывно делятся на фазе гаметогенеза при половом созревании и представляет собой непрерывное течение. Сравнительное биологическое отличие в том, что сперматогенез обеспечивает появление разнообразия из 4 гамет, а при овогенезе воспроизводится одна. Заканчивается образование женской яйцеклетки только после оплодотворения.

Особенности проявляются общими стадиями гаметогенеза:

  • размножение гаметогониев с полным комплектом хромосом;
  • период роста, накопление объема цитоплазмы и запасание питательными веществами;
  • репликация ДНК на стадии роста, образование гаметоцитов;
  • фаза созревания клеток в результате мейотического процесса;
  • стадия образования оболочек женской яйцеклетки и появление подвижности у сперматозоида.

Во время мейоза формируются биваленты путем связывания двух гомологических молекул после репликации хромосом. Входящие биваленты содержат удвоенные молекулы из двух хроматид. Молекулы передвигаются так, чтобы сблизить соответствующие зоны, претерпевшие рекомбинацию. Скрепляются они способом белкового комплекса, строение которого сходно в биологии у животных и человека.

В этом периоде размножаются диплоидные биваленты, из которых получаются гаметы. Овогонии и спермогонии подвергаются мейотическому делению, в результате их число возрастает. Мужские клетки вступают в процесс партеногенеза на протяжении времени половой зрелости мужчины. У женщин появление новых овогоний связывается со временем эмбриогенеза.

Предлагаем ознакомиться  Диагнозы связанные с сердцем

Наиболее сложной является первая фаза, схема гаметогенеза включает периоды:

  • лептотена — фаза удлиненных, малоспирализованных, тонких молекул;
  • зиготена — время сближения гомологических бивалентов;
  • пахитена — стадия слияния хромосом в биваленты и обмен участками;
  • диктиотен — промежуток отталкивания молекул;
  • диакинез — срок максимальной спирализованности хромосом, когда они утолщены и укорочены перед растворением оболочки ядра для формирования делительного веретена.

Первоначальные женские и мужские клетки размножаются путем митоза, поэтому соматические бластомеры содержат весь комплекс хромосом в парном сочетании для каждого вида. Молекулы отличаются однониточным строением до окончания синтетической стадии интерфазы. Двухниточная структура появляется в постсинтетическую стадию, профазу и метафазу.

Этап роста

Гаметогенез ℹ️ определение, стадии размножения, роста и зрелости, схема образования половых гамет, фазы процесса, виды и характеристика, способы деления, биологическое значение

На этом этапе клетки увеличивают размеры, мужские превращаются в сперматоциты, а женские становятся овоцитами первого порядка, при этом последние имеют большие размеры, чем сперматоциты. Питательные вещества накапливаются в виде желтков яйцеклетки для энергетической поддержки, вторая часть имеет значение при следующем делении. Отсутствие требуемого количества элементов приводит к патологии.

В этот период происходит репликация молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты, при этом остается неизменным количество хромосом. Биваленты получают двухниточное строение, а автогенетическая формула овоцитов и сперматоцитов получает вид 2 n 4 c.

Скапливание энергетического питания, рост и эскалация размеров являются характеристиками второго этапа нарастания и подготовки клеток к мейозу — делению.

Фаза созревания

Наблюдается редукционное и эквационное деление (мейоз I и II). После первого межевания возникают сперматоциты и овоциты II с обозначением n 2 c. Незрелые сперматиды после второго деления становятся взрослыми сперматозоидами с соответствующим обозначением nc, развиваются все свойственные полноценным мужским клеткам структуры. Яйцеклетки имеют 3 редукционных тельца, которые впоследствии отмирают и в размножении не принимают участия.

В следующем виде гаметогенеза ядра уплотняются и происходит усиленная спирализация хромосом. Молекулы становятся инертными в функциональном плане. Пластинчатый набор (комплекс Гольджи) движется к одному из ядерных полюсов, при этом формируется перфаторий — орган сперматозоида в виде мембранного пузырька.

Используется накопленный ранее объем питательных веществ. Это становится необходимым, т. к. на этом этапе развивается дочерний бионт и оплодотворяется яйцеклетка. Формирование крупной взрослой клетки обеспечивается неравномерностью деления гамет. Сперматозоид отыскивает яйцеклетку, проникает в полость и доносит туда генетический набор молекул ДНК.

Сперматозоиды существуют короткое время, они воспроизводятся в большом количестве, т. к. масса погибает на этапе выявления яйцеклетки, а в цитоплазме по этой причине не накапливается много питательных элементов. Центральным событием является упрощение диплоидного комплекса хромосом в процессе мейоза и воспроизведение гаплоидных клеток, частным вариантом которых являются гаметы.

В тканях женских яичников половые клетки с полным комплексом хромосом несколько раз подвергаются делению путем митоза. В результате овогенная ткань разрастается. Овогония переходит в стадию овоцита 1 порядка, который продолжает усиленный рост и концентрирует полезные вещества. Стадия роста овоцита длится дольше, чем развитие сперматоцита.

Рост овоцита 1 порядка заканчивается созреванием. Наступает время мейоза, но этот процесс деления проходит длительно. У животных двоение клеток стартует на стадии эмбриона, но останавливается на первой фазе до того, как самка достигает половой зрелости. Определение периода замораживания происходит в зависимости от вида млекопитающего и может продолжаться от месяцев до нескольких лет. Впоследствии под действием гормонов клетки делятся некоторое время на протяжении продуктивного возраста.

Первый процесс мейоза заключается в асимметричном образовании крупной гаметы — овоцита 2-го разряда, где скапливается энергетический потенциал и органоиды. Сюда передвигается маленькая клетка в виде направленного полярного тела, в которой находится только ядро.

Предлагаем ознакомиться  Как правильно использовать препарат Редуксин Мет?

Второе деление также относится к асимметрическим процессам. Яйцеклетка образуется из овоцита 2 порядка, в ней содержатся питательные элементы и вторичное направленное полярное тело. Из начального тела получается два небольших вторичных образования. У большинства животных мейоз останавливается в период метафазы второго деления и оканчивается с оплодотворением яйцеклетки.

Одна большая яйцеклетка с полным комплектом хромосом и 3 полярных тела, способных сокращаться, формируется из половой клетки женского организма в процессе овогония. Полярные сгустки служат для ровного разделения ядра и правильного расположения хромосом в процессе мейоза. Гормон прогестерон координирует начало и окончание овогенеза у млекопитающих.

Созревание

Особенностью созревания является мийотическое деление сперматоцитов и овоцитов. При этом из одной гаметы образуется 4 клетки. Сперматогония делится пополам, образуя сперматоцит второго порядка с гаплоидным (половинным) набором хромосом. Второй этап дает образование двух равноценных сперматид. В соответствии с приведенной выше схемой видно, что 1 диплоидный сперматоцит за 2 деления образует 4 гаплоидных сперматиды.

Хромосомы, отвечающие за пол (X и Y), расходятся в разные сперматиды, что обуславливает особенности гетерогаметности мужского материала. Сравнение овогенеза при созревании показывает, что женские клетки гомогаметные, то есть содержат только ХХ хромосомы. В этом и есть отсутствие сходства процессов деления. В остальном, сравнение данных процессов развития показывает их полное сходство.

Отличия сперматогенеза от овогенеза в период созревания в том, что цитоплазма сперматогония делится поровну, а при делении первичного ооцита происходит неравномерное перераспределение внутриклеточного материала. Схема овогенеза ясно показывает, что образуется большая клетка – вторичный овоцит – и меньшая по размеру – редукционное тельце.

  • Основная часть цитоплазмы отходит в яйцеклетку.
  • Меньшая – в направительную.

Женские клетки содержат только ХХ хромосомы.

В результате двух стадий редукционного деления образуется 1 зрелая яйцеклетка и 3 небольших тельца. В этом и состоит одно из отличий и особенностей развития овогенеза и сперматогенеза. Если особенностью сперматогенеза является направленность на увеличение количества равноценных сперматозоидов, то характерной особенностью развития оогенеза является образование одной зрелой яйцеклетки.

На этом сравнении особенности и отличие овогенеза от сперматогенеза не заканчиваются, так как в сперматогенезе есть еще один период, которого нет в овогенезе. Это стадия формирования половозрелых сперматозоидов. Схема сравнения устройства, размера и количества, получившихся в результате целого ряда делений половых клеток, показывает, насколько они различны. Сравнение особенностей численности половых гамет показывает:

  • У мужчины в 1 см3 эякулята содержится около 100 млн сперматозоидов.
  • У женщины к началу полового созревания в фолликулах образуется около 300 тыс. ооцитов I порядка.

В сравнении этих цифр видно, насколько больше образуется мужских гамет. Это происходит постоянно, до самой старости. У женщин во время полового созревания большая часть яйцеклеток гибнет, и остается около 500. Особенностью их развития является и то, что клетка в результате мейоза покрывается оболочками, между которыми скапливается питательная жидкость, образуя фолликул. Зрелый фолликул достигает диаметра 1 см.

Гаметогенез ℹ️ определение, стадии размножения, роста и зрелости, схема образования половых гамет, фазы процесса, виды и характеристика, способы деления, биологическое значение

В сперматогенезе на один период созревания больше чем в овогенезе.

Строение яйцеклетки

Элемент представляет собой гамету женского типа у высших растительных организмов, человека, животных. Яйцеклетка выделяется у водорослей, иных протистов с характерным слиянием клеток. У людей она является большой несинциатильной клеткой, хотя подобные элементы мышц и объемистые нейроны во много раз превышают размеры.

Крупная малоподвижная гамета имеет внутри запас питательных веществ. В качестве энергетических запасов выступают составляющие, которые требуются для белкового биосинтеза, а также специальные регулятивные компоненты, контролирующие процессы. В состав питательного комплекта входит желток, который содержит фосфолипиды, белки, минералы и разные жиры. Эти вещества снабжают зародыш в течение эмбриональной стадии.

Яйцеклетки различаются по количеству желтка:

  • алецитальные имеют в составе ничтожный объем желтка;
  • полилецитальные содержат его в большой массе;
  • мезолецитальные отличаются умеренным содержанием;
  • олигоцитальные включают малый объем желтка.
Предлагаем ознакомиться  Алоэ столетник применение

Клетки подразделяются по местоположению желтка:

  • телолецитальный тип — сгусток смещен в сторону вегетативного отростка;
  • гомолецитальный предполагает равномерное размещение;
  • центролецитальный вид — желток находится в центре.

Анализ этапов гаметогенеза

Сравнение

Мужчины

Женщины

Место образования

Семенники

Яичники

Гаметы

Сперматозоиды

Яйцеклетки

Размеры

50-54 мк

120-138 мк

Сравнение подвижности

Активно подвижны

Неподвижны

Форма

«Ложкообразные» со жгутиком

Овальные

Депонирование питательной жидкости

Не накапливают

Накапливают

Тип деления в период размножения

В результате митоза развиваются спермациты

В результате митоза развиваются ооциты

Характеристика фазы роста

Увеличение объема клеток

Увеличение объема клеток

Характеристика этапа созревания

При мейозе формируются, образуются сперматиды

При мейозе развиваются овоциты

Общее количество фаз

4

3

Сравнение сходства и различия сперматогенеза и овогенеза заключаются в следующем:

  • Фазы, которые проходят женские гаметы и спермии, во многом совпадают, кроме дополнительной фазы формирования сперматозоидов (имеющей определенные особенности), в которой они приобретают характерную форму и формируют двигательный аппарат.
  • Сравнение фазы деления гамет I порядка указывает на отличия, так как из сперматоцита развиваются 4 половые клетки, а из овоцита – 1 зрелая яйцеклетка.
  • Сравнение овогенеза показывает цикличность образования яйцеклетки. Цикл составляет 20-34 дня. Если яйцеклетка не оплодотворяется, то она гибнет, а образовавшиеся вещества запускают созревание новой яйцеклетки. Сперматозоиды формируются постоянно.
  • Существуют отличия и в количестве половых клеток. В сутки у мужчины в результате сперматогенеза образуется порядка 30 млн сперматозоидов. У женщины за всю жизнь – не более 500 яйцеклеток.
  • Если сравнить длительность стадии размножения, то выясняется, что она тоже имеет свои особенности – при овогенезе она заканчивается сразу после появления девочки на свет, а размножение при сперматогенезе идет весь период жизнедеятельности.
  • Сравнение стадий роста указывает на отличия по времени в различных видах гаметогенеза – сперматогенез короче.
  • При митозе или мейозе в стадии созревания овогенеза происходит неравномерное перераспределение клеточного содержимого.
  • Сравнение степени влияния внешних факторов на гаметообразование имеет следующие особенности – наиболее подвержен такому влиянию сперматогенез, так как половые органы, в которых он происходит, находятся вне полости тела.

Таким образом, если детально анализировать гаметогенез, то сперматогенез, овогенез имеют больше различий, чем сходства, что обусловлено разницей в тех задачах, которые возлагаются на яйцеклетки и сперматозоиды при половом деморфизме.

Конструкция и функция сперматозоида

 Образование половых гамет в мужском и женском организме

Мужская половая гамета присутствует у размножающихся организмов по способу оогамии. Активно передвигающиеся сперматозоиды оплодотворяют женские яйцеклетки. По размеру они меньше женских половых гамет, т. к. не отличаются большим объемом цитоплазмы и воспроизводятся мужским организмом в большом количестве.

Сперматозоид отличается типичной структурой и состоит из элементов:

  • головка;
  • центральная часть;
  • хвост.

Головка отличается формой эллипса, немного сплющенного с боков. На одной стороне располагается небольшая выемка, поэтому сперматозоиды человека называют ложковидными.

В головке располагаются структурные элементы:

  • Ядро содержит одинарный комплект хромосом и носит наименование гаплоидного. После слияния с яйцеклеткой формируется организм с полным набором молекул ДНК, полученным от матери и отца.
  • Акросома представляет измененную лизосому, а именно пузырек в форме мембраны. В полости находятся 15 видов литических ферментов для растворения капсулы яйцеклетки. Акросома по размеру почти равняется ядру и занимает бо́льшую часть головки.
  • Центросома формируется в виде системы микротрубочек, которые нужны для организации передвижения с помощью хвоста. Этот элемент приближает ядра зиготы и способствует первому мейозу в клетке.

Сперматозоиды бывают двух видов в зависимости от содержания Y или X хромосомы. В первом случае получается мужской плод, во втором формируется женский. Сперматозоидное ядро мельче других клеточных оснований. Позади головки находится центральная часть, участки соединяются суженой шейкой.

Поделиться
Похожие записи
Комментарии:
Комментариев еще нет. Будь первым!
Имя
Укажите своё имя и фамилию
E-mail
Без СПАМа, обещаем
Текст сообщения
Adblock detector