Гаметогенез, оогенез и партеногенез – Биология – определения и термины, Зоология, Эволюция, Экология
Гаметогенез — образование половых клеток — гамет. Образование мужских половых клеток — сперматогенез. Сперматогенез в своем составе имеет 4 периода: размножение, рост, созревание, формирование. В зоне размножения семенников происходит митотическое деление сперматогоний, имеющих диплоидный набор хромосом.
В результате митоза образуются сперматогонии с гаплоидным набором хромосом, которые перемещаются в зону роста. В этой зоне происходит превращение сперматогоний в сперматоциты первого порядка за счет осуществление репликации их ДНК.Сперматоциты первого порядка переходят в зону созревания.
В этой зоне они подвергаются двум мейотическим делениям, в результате которых происходит образование сперматид. В зоне формирования спермаиды приобретают черты строения, характерные для сперматозоидов определенного вида.
Оогенез — образование женских половых клеток — яйцеклеток. Оогенез происходит в специализированных органах — яичниках.
Оогенез характеризуется этапностью, подразделяясь на три этапа: размножение, рост, созревание. В зоне размножения оогонии, имеющие диплоидный набор хромосом, подвергаются митотическому делению.
В зоне роста оогонии приобретают характерные для яйцеклеток определенного вида размеры.
Происходит репликация ДНК, и оогонии превращаются в ооциты первого порядка. В зоне созревания ооциты первого порядка претерпевают два мейотических деления, в результате чего образуются сначала ооцит второго порядка и полярное тельце, а затем яйцеклетка и три направительных (полярных) тельца.
Константный партеногенез — образование потомства из неоплодотворенной яйцеклетки у особей, встреча партнеров родительских особей для воспроизводства потомства у которых затруднена.
Циклический партеногенез — вид нетипичного полового размножения, когда в процессе образования потомства наблюдается чередование партеногенеза с типичным половым размножением в зависимости от условий окружающей среды.
Факультативный партеногенез — нетипичная форма полового размножение, когда в процессе воспроизведения потомства наблюдается чередование типичного полового размножения и нетипичного, что обеспечивает формирование определенного полового состава популяции организмов. Так, из оплодотворенной яйцеклетки развиваются самки, а из неоплодотворенной — самцы. Факультативный партеногенез характерен для размножения пчел.
Источник: http://mybiologiya.net/razmnozhenie-i-razvitie-organizmov/gametogenez-oogenez-i-partenogenez
Оогенез
Оогенез или овогенез (греч. Ōón яйцо + греч. Genésis возникновения) — у животных, развитие женской половой клетки — яйцеклетки (яйца).
Во время эмбрионального развития организма гоноциты мигрируют к зачатков женских половых гонад (яичников), где происходит все их дальнейшее развитие.
Периоды оогенеза
Оогенез разделяют на три этапа или периода: размножения, роста и созревания.
Период размножения
Попав в яичник, гоноциты становятся оогонии. Оогонии осуществляют период размножения. В это время оогонии делятся митотическим путем.
Период роста
Половые клетки в этом периоде называются ооцитами первого порядка. Они теряют способность к митотического деления и входят в профазу I мейоза. В это время происходит рост половых клеток.
В периоде роста выделяют 2 стадии:
- Стадия малого роста (превителоигенез) — объем ядра и цитоплазмы увеличивается пропорционально. При этом ядерно-цитоплазматического соотношения не нарушается. На этой стадии происходит активный синтез всех видов РНК — рибосомных, транспортных и матричных. Все эти типы РНК синтезируются преимущественно впрок, т.е. для использования уже оплодотворенной яйцеклеткой.
- Стадия большого роста (вителиогенез) — объем цитоплазмы ооцита может увеличиться в несколько десятков тысяч раз, тогда как объем ядра увеличивается незначительно. Итак, ядерно-цитоплазматического соотношения сильно уменьшается. На этой стадии в ооците I порядка образуется желток. По способу образования различают желток экзогенный и эндогенный. Свойственный большинству видов животных экзогенный желток образуется на основе белка-предшественника вителогенину, поступающего в ооцит извне. У позвоночных вителогенин синтезируется в печени матери и транспортируется к фолликула, содержащего ооцит по кровеносным сосудам. Попадая затем в пространство, непосредственно вокруг ооцита (периооцитний пространство), вителогенин поглощается ооцитом путем пиноцитоза.
Период созревания
Созревание ооцита — это процесс последовательного прохождения двух делений мейоза (делений созревания). Как говорилось выше, в период до первого деления мейоза ооцит длительное время находится в стадии профазы I мейоза, когда и происходит его рост. Выход из профазы I мейоза приурочен к достижению самкой половозрелости и определяется половыми гормонами.
Первый раздел во многих видов является редукционным, поскольку именно во время него гомологичные хромосомы расходятся к различным клеткам. Таким образом, каждая из клеток, разделились приобретает половинной (гаплоиного) набора хромосом, где каждый ген представлен только одним геном. Каждая дочерняя клетка после этого разделения имеет набор хромосом — n, и 2с — набор хроматид.
Поскольку первом делению созревания предшествовала S-фаза, каждая из хромосом, которые разошлись, содержит двойное количество ДНК, поскольку состоит из двух хроматид.
Эти генетически идентичные хроматиды расходятся к разным сестринских клеток во втором разделе мейоза, что является еквацийним (как и обычный раздел соматических клеток).
После двух разделов мейоза число хромосом в каждой из клеток является гаплоидным (1n), а общее количество хроматид в каждом клеточном ядре составит 1с.
Типы оогенеза
Оогенез Диффузный Локализованный Солитарный Алиментарный Нутриментарний Фолликулярный
- Диффузный оогенез — развитие яйцеклетки может происходить в любой части тела (губки, кишечнополостные, ресничные черви). По диффузного оогенеза ооциты является фагоцитирующими клетками, они не синтезируют и накапливают желточные включения, а растут благодаря поступления низкомолекулярных соединений с фаголизосом. В этих ооцитах производится много гидролитических ферментов, которые необходимы им для фагоцитоза.
- Локализованный оогенез — развитие яйцеклетки происходит в женских гонадах — яичниках.
- Солитарный оогенез — ооцит может развиваться без участия вспомогательных клеток поставляющих ему питательные вещества. Этот тип характерен для некоторых кишечнополостных, червей, моллюсков. В них растущие половые клетки лишены вспомогательных элементов, желточные белки и РНК синтезируются ими самостоятельно. Все необходимое для макромолекулярных синтезов ооцит получает из внешней среды (полости гонады) в виде простых низкомолекулярных соединений.
- Алиментарный оогенез — развитие ооцита происходит при участии вспомогательных питаясь клеток.
- Нутриментарний оогенез — ооцит окружен трофоциты (питаясь клетками), которые связаны с ним цитоплазматическими мостиками (высшие черви, насекомые). Трофоциты — это абортированные половые клетки, то есть они имеют общее происхождение с ооцитов, но их развитие остановилось еще на этапе роста. На один ооцит приходится много питаясь клеток, обеспечивающих половую клетку РНК. В вителогенези трофоциты не участвуют: желток образуется благодаря поступлению высокомолекулярных веществ с извне.
- Фолликулярный оогенез — ооцит окружен фолликулярными клетками соматического происхождения, которые образуют с ним функциональную структуру — фолликул (подавляющее большинство животных, включая все хордовые). Фолликулярные клетки не участвуют в синтезе белков желтка, все виды РНК синтезируются в самом ооците. Исключение составляют фолликулярные клетки птиц и ящериц, которые синтезируют РНК для ооцита.
Источник: http://info-farm.ru/alphabet_index/o/oogenez.html
Оогенез и биология размножения скорпионов
Яичник клещей развивается из двух зачатков, которые обычно сливаются в непарный орган, и двумя яйцеводами сообщается с непарной маткой, открывающейся наружу половым отверстием. У Argaspersicus яичник имеет строение полой трубки, стенки которой состоят из герминативного эпителия.
Растущие ооциты выпячиваются в полость тела и соединяются с яичником только коротким стебельком. Они получают необходимые питательные вещества из омывающей их гемолимфы. Затем ооциты переходят в полость яичника, где завершают рост без помощи вспомогательных клеток (Балашов, 1963).
Таким образом, оогенез Argas относится к солитарному типу.
У Caloglyphusberlesei яичник заполнен синцитиальной питающей тканью, так что оогенез имеет нутриментарный характер (Prasse, 1968).
К тому же типу относится оогенез у Knemidocoptesmutans: часть ооцитов превращается в абортивные элементы, которые поглощаются растущими ооцитами (Langenscheidt, 1958).
С одной питающей клеткой связан каждый ооцит у Pediculopsisgraminum (Cooper, 1939), а у Ixodesreduvius ооциты в начале роста бывают окружены более мелкими клетками, напоминающими фолликул (Nordenskiold, 1909).
У кровососущих клещей из сем.
Argasidae и Ixodidae наблюдается так называемая гонотрофическая гармония: кровососание служит стимулом к началу интенсивного оогенеза, который протекает согласованно с процессами пищеварения.
У Argasidae каждый акт кровососания обеспечивает созревание и откладку 50-200 яиц (Балашов, 1962). Взрослые самки Ixodidae питаются только один раз, после чего откладывают несколько тысяч яиц и погибают.
У клещей из рода Ornithodorus, служащих переносчиками спирохет-возбудителей клещевого возвратного тифа, наблюдается трансовариальная передача этих микроорганизмов от одного поколения к другому. Спирохеты проникают в растущие ооциты Ornithodorusmoubata из гемолимфы.
После образования хориона их проникновение прекращается.
Во время развития зародыша клеща спирохеты делятся редко; сперва они находятся в массе желтка, потом переходят в зачаток нервной системы, а перед вылуплением личинки начинают проникать в ее слюнные железы (Aeschlimann, 1958).
Количество продуцируемых яиц сильно варьирует. Крупные паразитические клещи откладывают сразу несколько сотен и даже тысяч яиц. А клещи из группы Tyroglyphoidea отличаются очень мелкими размерами, так что длина самки лишь в 5-7 раз превышает размеры яиц; поэтому единовременно в теле самки их содержится очень мало, а созревание и откладка сильно растянуты (Соколов, 1952).
Обычно яйца имеют эллиптическую, реже — шаровидную форму, а размеры их колеблются в значительных пределах. Для Acariformes характерны мелкие яйца: 104-125×72-75 мк уTyrophagusnoxius (Соколов, 1952), 150×100 мк у Cheyletuseruditus (Hafiz, 1935), 130 мк в диаметре уTetranychusurticae (Volker, 1968).
Pediculopsisgraminum откладывает яйца двух размеров: более крупные (150×100 мк), из которых развиваются самки, и более мелкие (110×85 мк), из которых развиваются самцы (Reuter, 1909).
Клещи из подотряда Parasitiformes производят крупные яйца: 465×330 мк — у Pergamasusbrevicornis и 580×410 мк — у Boophiluscalcaratus (Zukowski, 1965; Вагнер, 1894).
Эти вариации размеров яиц зависят от содержания в них желтка.
Яйца имеют типичное центролецитальное строение, но слой периплазмы и цитоплазматическая сеть иногда бывают выражены очень слабо (например, у Knemidocoptes и Boophilus). Внешних признаков полярности в яйцах нет.
Во время делений созревания женский пронуклеус находится у Boophilus вблизи середины одной из длинных сторон яйца, а соединение пронуклеусов происходит в центре яйца (Вагнер, 1894).
Снаружи яйца одеты плотной оболочкой, которую обычно называют хорионом, хотя сведения о ее происхождении очень противоречивы. Вагнер (1894) полагал, что эта оболочка выделяется железами матки, а по Эшлиманну (Aeschlimann, 1958) и Балашову (1962), она является продуктом самого яйца.
Обычно в хорионе различают два слоя, но его структура может быть и более сложной, а поверхность -скульптурированной (Соколов, 1952). Под хорионом располагается более нежная желточная оболочка (существование которой некоторые авторы подвергают сомнению).
В момент откладки яйца часто бывают смочены жидкостью, которая их склеивает или прикрепляет к субстрату и играет роль дополнительной яйцевой оболочки (Вагнер, 1894).
Осеменение у клещей внутреннее и часто осуществляется сперматофорами. У некоторых видов отмечен партеногенез, например у Cheyletuseruditus (Hafiz, 1935). Процессы оплодотворения описаны Купером (Cooper, 1939) у Pediculopsisgraminum.
У Boophiluscalcaratus дробление начинается только после откладки яиц, но у других клещей часто начальные стадии развития протекают еще в теле матери: у тироглифоидных клещей яйца откладываются на начальных стадиях дробления (Соколов, 1952), у Cheyletus — на стадии бластодермы (Hafiz, 1935), у Pergamasus — на стадии зародышевой полоски (Zukowski, 1965), а у Pediculopsis из тела матери иногда выходят половозрелые клещи (Reuter, 1909). В некоторых случаях предполагается, что зародыш получает дополнительное питание в форме выделений половых путей самок Pediculopsis и Knemidocoptes (Reuter, 1909; Langenscheidt, 1958).
У Oribatidae наблюдается своеобразное «посмертное живорождение» — самка погибает, а зародыши продолжают развитие под защитой ее хитинового Панциря вплоть до стадии личинки (Захваткин, Ланге, 1958).
Источник: http://jbio.ru/oogenez-i-biologiya-razmnozheniya-skorpionov
Лекция 3. оогенез. его основные периоды. строение и виды яйцеклеток
Яйцеклетка
Зрелая яйцеклетка внешне похожа на соматическую клетку, т.е. эта клетка шаровидной формы.
У яйцеклеток большой объем цитоплазмы и небольшой объем ядра.
Яйцеклетка покрыта одной или несколькими оболочками, которые отвечают за обменные процессы яйцеклетки с внешней средой, ограничивают полиспермию, сохраняют форму самой яйцеклетки и форму зародышу на ранних стадиях развития. Имеют отношение к трофике (питанию) зародыша. Предохраняют зародыш от температурных колебаний, влажности окружающей среды и от инфекций.
У яйцеклетки есть:
1. Первичная оболочка (оолемма) – контактирует с цитоплазмой.
2. Вторичная оболочка (желточная или блестящая) – эта оболочка богата студневидной массой, содержит: гиалуроновую кислоту (ее концентрация определяет густоту).
Белки – определяют видовую специфичность яйцеклеток, благодаря ей сперматозоид определяет яйцеклетки своего вида.
Блестящая оболочка пронизана выростами первичной оболочки – микроворсинками, которые имеют отношение к трофике яйцеклетки.
Вторичная оболочка – продукт жизнедеятельности третичной оболочки, находящейся поверх вторичной оболочки.
Пример: Куриное яйцо. Поверх желточной оболочки находится белок, подскорлуповая оболочка и скорлупа.
Третичная оболочка – это продукт (секрет) желез в стенке яйцевода.
Яйцеклетки находятся в яичнике.
В яйцеклетке находится ядро (1n гаплоидный набор хромосом)
В ядре яйцеклетки располагается половой хроматин, но бывают исключения (ложный гермафродитизм (в мужском организме нет матки, а в яйцеклетках иногда встречаются У-хромосомы, следовательно, женщины физически очень сильны, очень энергичны, часто становятся спортсменками, следовательно, с 1956 года этим женщинам запрещено участвовать в олимпийских играх).
Ядро располагается эксцентрично, ближе к анимальному полюсу в участке активной цитоплазмы.
Цитоплазма яйцеклетки: много, химический состав неоднороден.
В цитоплазме находятся органоиды и включения.
Никогда в зрелой яйцеклетке нет клеточного центра.
Органоиды присутствуют в небольшом количестве (функции – обеспечение жизненных процессов в яйцеклетке)
Включения – непостоянные для яйцеклетки. Представлены гранулами или пластинами из фосфолипидов, которые называются желточными включениями.
Включения появляются в стадию роста оогенеза.
1.Желточные пластинки образуются из соединений, доставляемых в яичник кровью.
2.Желточные пластинки синтезируются в печени животных и доставляются в яичник, а затем в яйцеклетку.
Яйцеклетки бывают разных размеров:
Яйцеклетка человека имеет диаметр 130-200 микрон
Яйцеклетка курицы примерно 3 см
Яйцеклетка страуса 8 см.
Существует корреляция между размерами яйцеклетки и плодовитостью вида.
Пример: треска одновременно выметывает 10 млн яиц, диаметр до 1 мм.
Морской сомик имеет диаметр яйца 20 мм и выметывает 20-40 яйцеклетки.
Но нет зависимости между размером яйцеклетки и размером взрослого организма.
Пример: яйцеклетка кролика и человека одного размера.
Классификация яйцеклеток
Основана на 2-х признаках:
1.Количество желтка.
1)Полилецитальные – содержат большое количество желтка (членистоногие, рептилии, птицы, рыбы, кроме осетровых).
2)Мезолецитальные – содержат среднее количество желтка (осетровые рыбы, амфибии).
3)Олиголецитальные – содержат много желтка (моллюски, иглокожие).
4)Алецитальные – не содержат желтка (млекопитающие).
2.Распределение желтка по цитоплазме яйцеклеток.
1)Изолецитальные (isos – равномерный; lecitos – желток) – желток распределен равномерно. Желтка мало.
Характерны для ланцетника, млекопитающих и человека.
У ланцетника в связи с простотой развития нет надобности в запасе питательных веществ.
У млекопитающих мало желтка, т.к. он необходим только на первой неделе развития зародыша, а затем он получает питательные вещества из крови матери.
2)Анизолецитальные – неравномерное распределение желтка по цитоплазме. Желтка много
В свою очередь делятся на 2 разновидности:
1.Телолецитальные (telos – конец (вегетативный полюс)) – желток сосредоточен на вегетативном полюсе, на анимальном практически нет. Ядро располагается на анимальном полюсе, там где меньше желтка.
Бластема – это свободная от желтка цитоплазма (активная).
Характерны для птиц, рептилий и рыб.
2.Центролецитальные – желток сосредоточен в центре.
Желтка много.
Бластема с активной цитоплазмой и ядром располагается тоже в центре.
По поверхности яйца расположена свободная от включений цитоплазма.
Характерны для насекомых и членистоногих.
3.Яйца переходного типа.
Желтка много, желток распределен равномерно.
Характерны для амфибий.
Яйцо большое, богато включениями.
В цитоплазме под первичной оболочкой располагаются гранулы – кортекс.
В начале роста яйца эти гранулы распределены по цитоплазме, а затем к окончанию роста яйца сосредотачивают под оолеммой. Гранулы имеют отношение к предупреждению полиспермии – содержимое гранул в момент проникновения спермия выливается и образует оболочку оплодотворения.
Овогенез
Овогенез – развитие яйцеклетки. Протекает в яичниках.
Особенности:
Овогенез представлен тремя стадиями:
1. Размножение.
2. Рост.
3. Созревание.
Каждая стадия протекает в разных анатомических образованиях.
Период размножения – происходит в эмбриональном яичнике, т.е. к моменту рождения девочки яичники имеют запас овогоний (примерно 400 тыс). После рождения девочки ни одной новой овогонии не образуется.
Диплоидные овогонии совершают несколько митотических делений и на 14-й день – овоцит первого порядка покидает яичник.
Период роста — состоит из 2-х этапов.
Малый рост – происходит в неполовозрелом яичнике девочки, т.е. с момента рождения до полового созревания (до момента появления гонадотропных гормонов гипофиза в крови). Этот рост связан с анатомическим ростом организма, в том числе и с ростом яичников, количество овогоний уменьшается до 150 тыс.
Большой рост – происходит только в половозрелом яичнике на протяжении всего детородного периода. Период роста протекает в течение двух недель каждого месяца, под воздействием фолликулостимулирующего гормона гипофиза. Фолликулы в правом и левом яичниках увеличиваются в размере.
Овоцит первого порядка растет в диаметре до максимальных размеров. Накапливает желточные включения, поверх яйца образуется блестящая оболочка и происходит изменение в ядре (увеличивается количество хромосом).
Вокруг яйца в фолликуле накапливается фолликулярная жидкость, за что он называется пузырчатым или граафовым пузырьком (примерно 14-15 сутки).
Гипофиз вырабатывает лютеинизирующий гормон на несколько часов. Под воздействием этого гормона жидкость в фолликуле увеличивается (из-за усиления тока крови) его стенка истончается и разрывается над яичником и жидкостью ооцит первого порядка выбрасывается из полости фолликула в начало маточной трубы или яйцевода.
С этого момента наступает третий период – созревания, который происходит в маточной трубе. В результате первого деления из овоцита первого порядка образуется овоцит второго порядка и редукционное тельце.
Тельце забирает лишний генетический материал, а цитоплазма достается овоциту второго порядка.
Сразу наступает второе деление, в результате которого овоцит второго порядка делится на зрелую яйцеклетку с гаплоидным набором хромосом и еще одно редукционное тельце. Редукционное тельце делится еще на два.
Образовавшаяся зрелая яйцеклетка способна к оплодотворению в течение 12-24 часов и только начальной части яйцевода.
Дополнительные материалы:
Развитие половых клеток. Оогенез
Источник: http://dnatree.ru/lekcija-3-oogenez-ego-osnovnye-periody-stroenie-i/
Характеристика мейоза
Мейозом (редукционным делением) называют такое непрямое деление клеток, при котором дочерние клетки получают гаплоидный (одинарный) набор хромосом.
Процесс уменьшения диплоидного (двойного) набора хромосом до одинарного (гаплоидного) называется редукцией числа хромосом, поэтому процесс непрямого деления клеток, сопровождающийся появлением гаплоидного набора хромосом у дочерних клеток, называется редукционным.
Мейоз состоит из двух последовательно протекающих мейотических делений, между которыми интерфаза практически отсутствует.
Первое мейотическое деление, как и при митозе, начинается с профазы (следует помнить, что исходные (родительские) клетки имеют диплоидный набор хромосом, но тетраплоидное количество ядерного вещества). Профаза длится от нескольких часов до нескольких недель.
За это время двухроматидные хромосомы (каждая) спирализуются и выявляются в своей структуре. Гомологичные (парные) хромосомы сближаются и конъюгируют (переплетаются).
При конъюгации двух гомологичных хромосом образуется единая структура, состоящая из четырех хроматид, называемая бивалентом.
Конъюгация гомологичных хромосом приводит к тому, что возникающие биваленты способствуют обновлению ядерного вещества у хромосом за счет кроссинговера.
Кроссинговер — обмен ядерным веществом у конъюгировавших гомологичных хромосом.
В ряде случаев кроссинговера при конъюгации не происходит и вновь возникшие хромосомы после конъюгации остаются неизменными. Кроссинговер имеет большое значение в передаче признаков родителей потомкам, так как в результате его протекания происходит перекомбинация генов, что может способствовать либо гибели организмов, либо лучшей их выживаемости в условиях среды обитания.
В остальном профаза-I не отличается от таковой для обычного митоза, и ее результат тот же. После профазы-I клетка вступает в метафазу-I.
Метафаза-I аналогична таковой для метафазы обычного митоза, но имеет и свои особенности. В ней каждая бивалента прикрепляется к тянущим нитям веретена, разделяется на хромосомы и набор к концу метафазы остается диплоидным (в митозе он становился тетраплоидным). После завершения метафазы-I клетка вступает в анафазу-I.
Анафаза-I протекает аналогично анафазе в митозе, при этом к полюсам клетки, случайно распределяясь, расходятся гомологичные хромосомы. В конце анафазы-I около полюсов клетки возникает гаплоидный набор хромосом (с диплоидным количеством ядерного вещества, так как каждая хромосома содержит две хроматидные нити).
По числу хромосом это деление будет редукционным, так как число хромосом по сравнению с родительской клеткой уменьшилось вдвое, т. е. произошла редукция числа хромосом, но не ядерного вещества. Наличие в клетке двойного количества ядерного вещества является побудительной причиной для второго мейотического деления.
Телофаза-I следует за анафазой-I и существенно не отличается от телофазы митоза, но имеет свои специфические особенности. После возникновения первичной мембраны между клетками происходит восстановление клеточного центра, перетяжка отделяет одну клетку от другой.
Но в отличие от митоза, деспирализации хромосом не происходит, ядра не образуется. Длительность телофазы-I невелика. Интерфаза между первым и вторым делением отсутствует.
Сразу после телофазы-I клетка вступает во второе мейотическое деление (в него вступают одновременно обе клетки, возникшие в результате первого деления).
Второе мейотическое деление начинается с профазы-II. Профаза-II сильно отличается от профазы-I, так как у родительских клеток нет ядра, хромосомы четко выражены и спирализированы. Процессы этой фазы сводятся к тому, что центриоли клеточного центра расходятся к разным полюсам клеток и возникает веретено деления. Хромосомы концентрируются на экваторе клеток, и далее наступает метафаза-II.
Метафаза-II напоминает метафазу-I, т. е. хромосомы прикрепляются к тянущим нитям веретена, между хроматидными нитями возникает пространство, центриоли делятся и в клетках возникает диплоидный набор хромосом (а был гаплоидный). Далее клетки вступают в анафазу-II.
Анафаза-II протекает так же, как и при митозе. В результате анафазы-II около каждого полюса двух родительских клеток возникает гаплоидное число хромосом и гаплоидное количество ядерного вещества, далее клетки вступают в телофазу-II.
Телофаза-II протекает так же, как и при митозе.
В результате мейоза в целом возникает четыре дочерние клетки, обладающие гаплоидным набором хромосом (n) и гаплоидным количеством ядерного вещества (с).
Эти клетки в зависимости от процесса могут быть все равноценные (например, сперматозоиды при сперматогенезе) либо различные (одна яйцеклетка и три сопутствующие клетки, которые затем редуцируются при овогенезе).
При мейозе образуются и споры растений (при спорогенезе).
Биологическая роль мейоза состоит в том, что он создает предпосылки для реализации полового процесса.
В конечном счете мейоз непосредственно (гаметогенез у животных) или опосредованно (спорогенез у растений) создает предпосылки к осуществлению полового процесса (слияния гамет), который приводит к обновлению наследственного (ядерного) вещества у потомства, что позволяет последнему легче приспособиться к условиям существования в среде обитания.
Общая характеристика гаметогенеза
Гаметогенез — процесс образования половых клеток (гамет). Гаметами называют половые клетки, с помощью которых реализуется половой процесс. По характеру гамет различают два типа половых клеток: мужские половые клетки (сперматозоиды или спермии) и женские половые клетки (яйцеклетки).
Сперматозоиды являются мужскими половыми клетками, имеющими органоиды движения — жгутики (как правило, один). Спермии жгутиков не имеют и состоят только из головки. Сперматозоид образован жгутиком и головкой, которая состоит из ядра и слоя цитоплазмы.
Главная биологическая функция сперматозоида и спермия — достичь яйцеклетки и слиться с ней. Поэтому мужские гаметы имеют короткий срок жизни и небольшой запас питательных веществ.
Спермии характерны для растений и приспособлены к пассивному перемещению в процессе оплодотворения.
Женские половые гаметы являются яйцеклетками. Это крупные неподвижные клетки, богатые запасом питательных веществ. Их главная биологическая функция — обеспечить развитие зародыша после слияния с мужской гаметой. Аналогично протекает и спорогенез у растений.
По характеру формирования гамет различают сперматогенез и овогенез (оогенез).
Общая характеристика сперматогенеза
Сперматогенез — процесс формирования мужских половых клеток (мужских гамет, сперматозоидов).
У животных сперматогенез осуществляется в мужских половых железах — семенниках (яичках). Мужская половая железа имеет три зоны: I — зона размножения клеток; II — зона роста клеток; III — зона созревания клеток.
В зоне размножения клетки митотически делятся и в конечном итоге образуют сперматогонии. Сперматогонии переходят в зону роста, растут до определенного размера и переходят в зону созревания.
В зоне созревания сперматогонии превращаются в сперматоциты 1-го порядка, которые способны к мейозу, что делает возможным образование (в будущем) мужских гамет. При образовании сперматозоидов, сперматоциты 1-го порядка подвергаются собственно сперматогенезу, т. е.
вступают в мейотическое деление. Они имеют диплоидный набор хромосом и тетраплоидное количество ядерного вещества. В результате первого мейотического деления из сперматоцитов 1-го порядка образуются сперматоциты 2-го порядка.
Они имеют гаплоидный набор хромосом, но диплоидное количество ядерного вещества.
Сперматоциты 2-го порядка вступают во второе мейотическое деление и из них образуются по два сперматозоида (из двух сперматоцитов 1-го порядка образуется четыре сперматозоида). На этом сперматогенез завершается.
Итак, при сперматогенезе из одной исходной клетки (сперматоцита 1-го порядка) образуется четыре равноценных гаметы — сперматозоида, обладающих гаплоидным набором хромосом и гаплоидным количеством ядерного вещества.
Общая характеристика овогенеза (оогенеза)
Овогенез (оогенез) — образование женских гамет (яйцеклеток).
Яйцеклетка — женская половая клетка, обладающая достаточно крупными размерами, содержащая большое количество питательных веществ, не способная к передвижению.
Овогенез реализуется в женских половых железах — в яичниках. В результате овогенеза из одной исходной клетки образуется одна женская гамета, обладающая гаплоидным набором хромосом и гаплоидным количеством ядерного вещества.
Основными клетками яичников, участвующими в овогенезе, являются оогонии — клетки с диплоидным набором хромосом, которые в дальнейшем способны образовывать ооциты. Из оогониев образуются ооциты 1-го порядка.
Эти ооциты имеют диплоидный набор хромосом и тетраплоидное количество ядерного вещества и способны к мейозу.
Ооциты 1-го порядка представляют собой особое состояние клеток и отличаются от оогониев, так как последние способны к митозу, а первые — к мейозу.
Ооциты 1-го порядка вступают в первое мейотическое деление, в результате которого образуются две неравноценные клетки — ооцит 2-го порядка (крупная клетка с гаплоидным набором хромосом, но диплоидным количеством ядерного вещества; в этой клетке сосредоточена практически вся масса исходной клетки — ооцита 1-го порядка) и вторая клетка — первое полярное тельце (подобна ооциту 2-го порядка, за исключением массы тела, которая очень мала по сравнению с массой ооцита 2-го порядка).
Далее следует второе мейотическое деление. В его результате из ооцита 2-го порядка образуется одна яйцеклетка и второе полярное тельце, а из первого полярного тельца образуется два вторых полярных тельца.
Следовательно, при овогенезе из одной исходной клетки образуется только одна яйцеклетка.
Особенности сперматогенеза и овогенеза у растений
У растений при гаметогенезе мейотического деления не происходит, так как гаметы образуются в организмах полового поколения (в гаметофитах), клетки которого являются гаплоидными из-за того, что гаметофит развивается из спор.
Споры образуются при спорогенезе, при котором осуществляется мейоз, поэтому споры обладают гаплоидным набором хромосом и гаплоидным количеством ядерного вещества.
Схема спорогенеза в целом напоминает сперматогенез, отличаясь от такового лишь тем, что в результате спорогенеза образуются гаплоидные споры, а при сперматогенезе — гаплоидные сперматозоиды.
Сперматогенез у растений происходит в антеридиях и не сопровождается мейозом. Овогенез у высших растений происходит в архегониях (кроме покрытосеменных растений). Более подробно этот вопрос будет рассмотрен в подразделе, посвященном развитию растений.
Источник: http://www.polnaja-jenciklopedija.ru/biologiya/harakteristika-meyoza.html
Биология
Оогенез и оплодотворение (на примере человека)
Оогенез включает 3 периода (фазы): размножения, роста и созревания. Начинается оогенез на 2…3 месяце развития зародыша женского пола, а завершается для каждой данной яйцеклетки только после ее оплодотворения.
В фазе размножения диплоидные оогонии делятся несколько раз путем митоза. Образовавшиеся клетки вступают в фазу роста, увеличиваются в размерах и превращаются в диплоидные ооциты первого порядка (ооциты I). Ооциты I находятся на поверхности яичников в пузырьках–фолликулах. (Всего образуется около 2 миллионов таких фолликулов, но лишь около 450 из них завершает свое развитие.)
В фазе созревания в ооцитах I начинается мейоз. Однако первое деление мейоза блокируется во время рождения девочки на стадии метафазы I вплоть до полового созревания.
После завершения полового созревания примерно каждый месяц один ооцит I увеличивается в размерах (такая крупная клетка (независимо от уровня плоидности) обычно называется яйцом на всех дальнейших стадиях оогенеза) и окружается слоем фолликулярных клеток.
Фолликул увеличивается в размерах до 1 см и превращается в Граафов пузырек, который выступает на поверхности яичника.
Внутри Граафова пузырька образуется яйценосный бугорок, представляющий собой ооцит I, окруженный рядом оболочек: плазматической мембраной, затем желточной оболочкой (или прозрачной оболочкой) и слоем фолликулярных клеток, образующих лучистый венец (яйценосный бугорок).
Перед овуляцией ооцит I завершает первое деление мейоза. В результате образуется две гаплоидные клетки (1n): ооцит второго порядка (ооцит II) и первое полярное тельце.
При овуляции Граафов пузырек лопается, и ооцит II, окруженный фолликулярными клетками вместе с первым полярным тельцем, выходит в брюшную полость и попадает в фаллопиеву трубу.
(На месте лопнувшего Граафова пузырька образуется желтое тело.)
Затем начинается второе деление мейоза, доходит до стадии метафазы II, но не продолжается до тех пор, пока ооцит второго порядка не сольется со сперматозоидом.
Проникновение сперматозоида в ооцит II служит стимулом для завершения второго деления мейоза. После окончания мейоза ооцит II образует крупную оплодотворенную яйцеклетку и второе полярное тельце. Параллельно происходит деление первого полярного тельца.
Полярные тельца дегенерируют, а все структуры сперматозоида, кроме ядра, рассасываются.
Ядра обеих гамет превращаются в пронуклеусы и сближаются. Слияние пронуклеусов – кариогамия – происходит позднее. На этой стадии оплодотворенное яйцо получает название зиготы. Зигота вступает в первый митоз, в ходе которого происходит объединение женского и мужского хромосомных наборов.
Источник: https://biokem.ru/?p=199
Загрузка...
