Развитие половых клеток егэ

Гаметогенез (греч. gamete– жена, gametes – муж + genesis – зарождение)

Гаметогенезом называют процесс образования половых клеток (гамет). Этот процесс происходит у мужских и женских
особей в гонадах (половых железах), представленных семенниками (яичками) и яичниками.

Гаметы (n) образуются в результате мейоза из клеток-предшественников (2n, как у соматических клеток). Половые клетки гаплоидны, то есть имеют в
два раза меньшее число хромосом, чем клетки-предшественники. Мужская (n) и женская (n) гаметы, сливаясь друг с другом в
процессе оплодотворения, образуют зиготу (2n).

Таким образом, за счет гаплоидности гамет (в результате мейоза) поддерживается постоянное количество хромосом в ряду поколений, не происходит их удвоения.

Процессы сперматогенеза и овогенеза (оогенеза) требуют нашего более детального изучения.

Сперматогенез (греч. sperma – семя + genesis – зарождение)

Сперматогенезом называют процесс формирования мужских гамет (половых клеток) — сперматозоидов. Он начинается в период полового
созревания (под влиянием мужских половых гормонов) и длится практически до конца жизни. Сперматогенез складывается из четырех фаз
(периодов):

• Фаза размножения

В ходе фазы размножения диплоидные сперматогенные клетки (2n2c) многократно делятся митозом, в результате образуются
сперматогонии (2n2c) — стволовые клетки. Часть сперматогоний вступает в последующее митотическое деление, образуя
такие же сперматогонии (2n2c).

• Фаза роста

Половые клетки в этой фазе называются сперматоцитами I порядка, они теряют способность к митотическому делению.

В этот период клетка растет, увеличивается количество органоидов и цитоплазмы. Происходит подготовка к мейозу, который начинается
в следующей фазе — созревания.

На фазу роста приходится S-период: происходит удвоение ДНК, в результате чего набор хромосом сперматоцита I порядка становится (2n4c).

• Фаза созревания

Происходит первое деление мейоза (мейоз I). В результате из сперматоцитов I порядка (2n4c) образуются сперматоциты II порядка (n2c).
Между мейозом I и мейозом II практически отсутствует интерфаза, поэтому сперматоциты II порядка (n2c) сразу же вступают в мейоз II, в
результате которого образуются сперматиды (nc).

Итак, в фазу созревания происходят первое и второе деления мейоза, которые приводят к тому, что образовавшаяся клетка — сперматида —
имеет гаплоидный набор хромосом (nc).

• Формирования

В этой фазе у каждой сперматиды отрастает жгутик, после чего они получают полное право называться сперматозоидами. У основания жгутика
концентрируются митохондрии — «энергетические станции клетки», которые всегда будут готовы предоставить АТФ для его активной работы.

Овогенез, или оогенез (греч. ōón — яйцо + genesis – зарождение)

Оогенезом называют процесс формирования женских гамет (половых клеток) — яйцеклеток. Он активируется в женском организме в период полового
созревания (под действием женских половых гормонов) и длится до менопаузы (45-55 лет).

Оогенез протекает по очень похожей со сперматогенезом схеме, однако вы увидите некоторые отличия. Например, фаза формирования, характерная для сперматогенеза,
здесь отсутствует, поэтому овогенез складывается из трех фаз:

• Фаза размножения

В результате многократных делений клеток яичника образуются стволовые клетки — овогонии (2n2c).

• Фаза роста

Половые клетки в этой фазе называются ооцитами I порядка, они теряют способность к митотическому делению.

В овогенезе эта фаза отличается более длительной продолжительностью, по сравнению с такой же фазой в сперматогенезе. Клетки накапливают большой запас питательных веществ. В этот период происходит удвоение ДНК в S-периоде — набор хромосом и ДНК ооцитов I порядка становится 2n4c.

• Фаза созревания

Ооциты I порядка (2n4c) вступают в первое деление мейоза, в результате которого образуются ооциты II порядка (n2c) и первое полярное
(направительное) тельце, которое не несет большой функциональной значимости и подвергается дегенерации.

Второе деление мейоза начинается только после взаимодействия овоцита II порядка (n2c) со сперматозоидом. В результате этого образуется
яйцеклетка (nc) и второе полярное тельце, которое также подвергается дегенерации.

Строго говоря, при овуляции из яичников выходит не «яйцеклетка», а ооцит II порядка, который ждет встречи со сперматозоидом для продолжения
деления и развития будущего зародыша. Если такого взаимодействия не происходит, то яйцеклетка подвергается дегенерации.

Оплодотворение

Оплодотворение — ключевой процесс полового размножения, обусловленный слиянием сперматозоида и яйцеклетки. После оплодотворения в результате
ряда стадий образуется эмбрион.

Сперматозоид (nc) обладает положительным химическим таксисом к яйцеклетке (nc). Оплодотворение — слияние сперматозоида с яйцеклеткой и образование зиготы (2n2c).

При внутреннем оплодотворении сперматозоид сливается с яйцеклеткой в женских половых путях, куда самец вводит семенную жидкость со сперматозоидами.

При внешнем оплодотворении сперматозоид сливается с яйцеклеткой вне половых путей самки, например, у двустворчатых моллюсков оплодотворение происходит в мантийной полости самки.

Внешнее оплодотворение характерно для рыб, земноводных, моллюсков. Внутреннее — для пресмыкающихся, птиц и млекопитающих.

Всего: 41    1–20 | 21–40 | 41–41

Добавить в вариант

Всего: 41    1–20 | 21–40 | 41–41

Размножение и развитие человека

Несмотря на впечатляющие успехи биотехнологии, единственным способом продолжения рода человеческого является половое размножение, которое обеспечивается половой системой. Тем не менее она не является жизненно необходимой для выживания отдельно взятого человека. Половая система контролирует развитие структурно-функциональных различий между мужчинами и женщинами, что, в конечном итоге, влияет на их поведение.

Мужская половая система представлена наружными и внутренними половыми органами. К наружным мужским половым органам относятся половой член, или пенис, и мошонка, покрытые кожей. Их функцией является введение сперматозоидов в половые органы женщины.

Половой член имеет головку, тело и корень. Место перехода тела в головку называется шейкой, а складка кожи на головке полового члена — крайней плотью. На вершине полового члена открывается мочеиспускательный канал, совмещенный с семявыносящим протоком. Внутри полового члена находятся два пещеристых тела и одно губчатое. Пещеристые и губчатое тела состоят из губчатого вещества со множеством мелких полостей. В стенках этих полостей находятся гладкие мышцы, сокращение которых вызывает застой крови в полостях и напряжение полового члена, или эрекцию. Эрекция наблюдается в основном при половом возбуждении.

Внутренними мужскими половыми органами являются яички, семявыносящие пути и железы. Яичко — это парный орган, расположенный в мошонке. В них в процессе сперматогенеза образуются сперматозоиды, дозревающие затем в придатках яичек. Для оплодотворения сперматозоиды должны пройти по семявыносящим путям, которые имеют несколько желез, выделяющих семенную жидкость, которая вместе со сперматозоидами образует сперму. Кроме того, яички вырабатывают и мужские половые гормоны — андрогены, в частности, тестостерон.

Женская половая система также состоит из наружных и внутренних половых органов. Наружными женскими половыми органами являются большие и малые срамные губы, клитор и преддверие. Срамные губы являются складками кожи, закрывающими вход во влагалище.

Внутренние женские половые органы подразделяются на яичники, придатки яичников, маточные трубы, матку и влагалище. Яичники являются парными половыми железами, расположенными в брюшной полости. В них в процессе овогенеза образуются яйцеклетки, выходящие затем в маточные трубы и матку — полый мышечный орган, обеспечивающий развитие плода и рождение ребенка. Наружу матка открывается влагалищем. Помимо яйцеклеток, яичники также вырабатывают женские половые гормоны — эстрогены и прогестерон, регулирующие процесс овогенеза и протекание беременности.

Заболевания, передающиеся половым путем, представляют собой большую группу инфекционных болезней, заражение которыми происходит при половом сношении. К ним относятся сифилис, гонорея, половой герпес, трихомоноз, ВИЧ и др. Многие из них проявляются только через длительное время и могут вызвать серьезные нарушения функционирования половой системы и других систем органов, бесплодие и даже смерть. Применение индивидуальных средств защиты не полностью гарантирует от проникновения возбудителей данной группы заболеваний, что еще раз подчеркивает опасность неразборчивых половых связей.

Развитие половых клеток у растений и животных

Гаметогенез (от греч. гамете — жена, гаметес — муж и генезис — происхождение, возникновение) — это процесс образования зрелых половых клеток.

Так как для полового размножения чаще всего необходимы две особи — женская и мужская, продуцирующие различные половые клетки — яйцеклетки и спермии, то и процессы образования этих гамет должны быть различны.

Характер процесса в существенной степени зависит и от того, происходит ли он в растительной или животной клетке, поскольку у растений при образовании гамет происходит только митоз, а у животных — и митоз, и мейоз.

Развитие половых клеток у растений. У покрытосеменных растений образование мужских и женских половых клеток происходит в различных частях цветка — тычинках и пестиках соответственно.

Перед образованием мужских половых клеток — микрогаметогенезом (от греч. микрос — маленький) — происходит микроспорогенез, то есть формирование микроспор в пыльниках тычинок. Этот процесс связан с мейотическим делением материнской клетки, в результате которого возникают четыре гаплоидные микроспоры. Микрогаметогенез сопряжен с митотическим делением микроспоры, дающим мужской гаметофит из двух клеток — крупной вегетативной (сифоногенной) и мелкой генеративной. После деления мужской гаметофит покрывается плотными оболочками и образует пыльцевое зерно. В некоторых случаях еще в процессе созревания пыльцы, а иногда только после переноса на рыльце пестика генеративная клетка делится митотически с образованием двух неподвижных мужских половых клеток — спермиев. Из вегетативной клетки после опыления формируется пыльцевая трубка, по которой спермии проникают в завязь пестика для оплодотворения.

Развитие женских половых клеток у растений называется мегагаметогенезом (от греч. мегас — большой). Он происходит в завязи пестика, чему предшествует мегаспорогенез, в результате которого из материнской клетки мегаспоры, лежащей в нуцеллусе, путем мейотического деления формируются четыре мегаспоры. Одна из мегаспор трижды делится митотически, давая женский гаметофит — зародышевый мешок с восемью ядрами. При последующем обособлении цитоплазм дочерних клеток одна из образовавшихся клеток становится яйцеклеткой, по бокам от которой лежат так называемые синергиды, на противоположном конце зародышевого мешка формируются три антипода, а в центре в результате слияния двух гаплоидных ядер образуется диплоидная центральная клетка.

Развитие половых клеток у животных. У животных различают два процесса образования половых клеток — сперматогенез и овогенез.

Сперматогенез (от греч. сперма, сперматос — семя и генезис — происхождение, возникновение) — это процесс образования зрелых мужских половых клеток — сперматозоидов. У человека он протекает в семенниках, или яичках, и делится на четыре периода: размножение, рост, созревание и формирование.

В период размножения первичные половые клетки делятся митотически, вследствие чего образуются диплоидные сперматогонии. В период роста сперматогонии накапливают питательные вещества в цитоплазме, увеличиваются в размерах и превращаются в первичные сперматоциты, или сперматоциты 1-го порядка. Лишь после этого они вступают в мейоз (период созревания), в результате которого образуется сначала два вторичных сперматоцита, или сперматоцита 2-го порядка, а затем — четыре гаплоидных клетки с еще достаточно большим количеством цитоплазмы — сперматиды. В период формирования они утрачивают почти всю цитоплазму и формируют жгутик, превращаясь в сперматозоиды.

Сперматозоиды, или живчики, — очень мелкие подвижные мужские половые клетки, имеющие головку, шейку и хвостик.

В головке, кроме ядра, находится акросома — видоизмененный комплекс Гольджи, обеспечивающий растворение оболочек яйцеклетки в процессе оплодотворения. В шейке находятся центриоли клеточного центра, а основу хвостика образуют микротрубочки, непосредственно обеспечивающие движение сперматозоида. В нем также расположены митохондрии, обеспечивающие сперматозоид энергией АТФ для движения.

Овогенез (от греч. оон — яйцо и генезис — происхождение, возникновение) — это процесс образования зрелых женских половых клеток — яйцеклеток. У человека он происходит в яичниках и состоит из трех периодов: размножения, роста и созревания. Периоды размножения и роста, аналогичные таковым в сперматогенезе, происходят еще во время внутриутробного развития. При этом из первичных половых клеток в результате митоза образуются диплоидные оогонии, которые превращаются затем в диплоидные первичные ооциты, или ооциты 1-го порядка. Мейоз и последующий цитокинез, протекающие в период созревания, характеризуются неравномерностью деления цитоплазмы материнской клетки, так что в итоге сначала получается один вторичный ооцит, или ооцит 2-го порядка, и первое полярное тельце, а затем из вторичного ооцита — яйцеклетка, сохраняющая весь запас питательных веществ, и второе полярное тельце, тогда как первое полярное тельце делится на два. Полярные тельца забирают избыток генетического материала.

У человека яйцеклетки вырабатываются с промежутком 28–29 суток. Цикл, связанный с созреванием и выходом яйцеклеток, называется менструальным.

Яйцеклетка — крупная женская половая клетка, которая несет не только гаплоидный набор хромосом, но и значительный запас питательных веществ для последующего развития зародыша.

Яйцеклетка у млекопитающих покрыта четырьмя оболочками, снижающими вероятность ее повреждения различными факторами. Диаметр яйцеклетки у человека достигает 150–200 мкм, тогда как у страуса он может составлять несколько сантиметров.

В половых железах идет «таинственный» процесс — из диплоидных половых клеток возникают гаметы. Как происходит то, благодаря чему продолжается жизнь на Земле?

Ниже мы рассмотрим стадии (периоды) гаметогенеза. Скажем сразу, что мейоз — всего лишь часть процесса образования гамет у животных. Он входит в единый процесс гаметогенеза. На схеме показано, как меняется набор хромосом и количество ДНК-молекул, а также названия клеток на разных стадиях гаметогенеза.

1.      Стадия размножения (деления). На этой стадии диплоидные клетки половых желез делятся в процессе митоза.

2.      Стадия роста. Она соответствует интерфазе перед мейозом. У мужчин и женщин в нее вступаю сперматоциты и овоциты 1 порядка соответственно. Они имеют набор 2n4c.

3.      Стадия созревания. Эта стадия, собственно, и есть мейоз со всеми своими внутренними стадиями. После 1 деления мейоза у мужчин образуются сперматоциты 2 порядка, а у женщин овоцит 2 порядка и 1 направительное тельце. При мейозе 2 у мужчин из каждого сперматоцита 2 порядка образуются по 2 сперматиды. У женщин овоцит 2 порядка поделится до 1 яйцеклетки и 1 направительного тельца только после оплодотворения. Первое направительное тельце у женщин делится еще на два других (в мейозе 2).

4.      Стадия формирования (имеется только при сперматогенезе). Сперматозоиды на этой стадии получают свой специфический вид.

Обратите внимание, при овогенезе (или оогенезе) образуется три направительных (полярных) тельца — они нужны для того, чтобы хромосомы в мейозе распределялись равномерно.

Особенности овогенеза

1.      Овоцит 1 порядка очень «ленив», он может делиться в течение несколько лет. Его формирование у женских особей стартует еще на стадии эмбриона.

2.      У млекопитающих на стадии профазы 1 деление овоцита 1 порядка останавливается до полового созревания. И только с началом полового созревания женских особей их овоцит 1 порядка делится — каждый месяц, образуя овоцит 2 порядка и направительное тельце.

3.      У позвоночных второе деление мейоза овоцита 2 порядка замирает на метафазе 2, и вновь идет только после оплодотворения.

В чем разница между овогенезом и сперматогенезом?

1.      Число овогониев конечное, оно определяется еще на этапе развития эмбриона.

2.      Сперматогонии «бесконечны», они начинают делиться с наступлением половой зрелости, и далее этот процесс в течение многих лет идет непрерывно.

3.      В результате сперматогенеза формируется четыре гаметы, в ходе овогенеза — одна.

4.      Овогенез заканчивается только после оплодотворения.

Развитие половых клеток.
Роль мейоза и митоза

Раздел ЕГЭ: 2.7. … Развитие половых клеток у растений и животных. Деление клетки — основа роста, развития и размножения организмов. Роль мейоза и митоза

Развитие половых клеток

Важно понять, что образование из каждой диплоидной клетки четырех гамет происходит поэтапно и сопровождается уменьшением числа хромосом вдвое. Процесс формирования половых клеток называется гаметогенезом. У многоклеточных организмов различают сперматогенез — формирование мужских половых клеток и овогенез -формирование женских половых клеток. Рассмотрим гаметогенез, происходящий в половых железах животных — семенниках и яичниках.

Сперматогенез — процесс превращения диплоидных предшественников половых клеток -сперматогониев в сперматозоиды.

1. Сперматогонии делятся на две дочерние клетки — сперматоциты первого порядка.
2. Сперматоциты первого порядка делятся мейозом (1-е деление) на две дочерние клетки -сперматоциты второго порядка.
3. Сперматоциты второго порядка приступают ко второму мейотическому делению, в результате которого образуются 4 гаплоидные сперматиды.
4. Сперматиды после дифференцировки превращаются в зрелые сперматозоиды.

Сперматозоид состоит из головки, шейки и хвоста. Он подвижен, и благодаря этому вероятность встречи его с гаметами увеличивается.

У мхов и папоротников спермин развиваются в антеридиях, у покрытосеменных растений они образуются в пыльцевых трубках в результате митотического деления микроспор.

Овогенез — образование яйцеклеток у особей женского пола. У животных он происходит в яичниках. В зоне размножения находятся овогонии — первичные половые клетки, размножающиеся митозом.

Из овогониев после первого мейотического деления образуются овоциты первого порядка.

После второго мейотического деления образуются овоциты второго порядка, из которых формируется одна яйцеклетка и три направительных тельца, которые затем гибнут. Яйцеклетки неподвижны, имеют шаровидную форму. Они крупнее других клеток и содержат запас питательных веществ для развития зародыша.

У мхов и папоротников яйцеклетки развиваются в архегониях, у цветковых растений — в семяпочках, локализованных в завязи цветка.

Деление клетки — основа роста, развития и размножения организмов.
Роль мейоза и митоза

Если у одноклеточных организмов деление клетки приводит к увеличению количества особей, т. е. размножению, то у многоклеточных этот процесс может иметь различное значение. Так, деление клеток зародыша, начиная с зиготы, является биологической основой взаимосвязанных процессов роста и развития. Подобные же изменения наблюдаются у человека в подростковом возрасте, когда число клеток не только увеличивается, но и происходит качественное изменение организма. В основе размножения многоклеточных организмов также лежит деление клетки, например при бесполом размножении благодаря этому процессу из части организма происходит восстановление целостного, а при половом — в процессе гаметогенеза образуются половые клетки, дающие впоследствии новый организм.

В результате митоза происходит равномерное распределение наследственного материала между дочерними клетками — точными копиями материнской. Без митоза было бы невозможным существование и рост многоклеточных организмов, развивающихся из единственной клетки — зиготы, поскольку все клетки таких организмов должны содержать одинаковую генетическую информацию.

В процессе деления дочерние клетки становятся все более разнообразными по строению и выполняемым функциям, что связано с активацией у них все новых групп генов вследствие межклеточного взаимодействия. Таким образом, митоз необходим для развития организма.

Этот способ деления клеток необходим для процессов бесполого размножения и регенерации (восстановления) поврежденных тканей, а также органов.

В результате мейоза обеспечивается постоянство кариотипа при половом размножении, так как уменьшает вдвое набор хромосом перед половым размножением, который затем восстанавливается в результате оплодотворения. Кроме того, мейоз приводит к появлению новых комбинаций родительских генов благодаря кроссинговеру и случайному сочетанию хромосом в дочерних клетках. Благодаря этому потомство получается генетически разнообразным, что дает материал для естественного отбора и является материальной основой эволюции. Изменение числа, формы и размеров хромосом, с одной стороны, может привести к появлению различных отклонений в развитии организма и даже его гибели, а с другой — может привести к появлению особей, более приспособленных к среде обитания.

Таким образом, клетка является единицей роста, развития и размножения организмов.

Это конспект для 10-11 классов по теме «Развитие половых клеток. Роль мейоза и митоза». Выберите дальнейшее действие:

• Вернуться к Списку конспектов по Биологии.
• Найти конспект в Кодификаторе ЕГЭ по биологии

Мастер-класс по решению задач раздела

 «Биология индивидуального развития».

Панкратова Светлана Владимировна,

учитель биологии МБОУ «СОШ №55»

Созревание половых клеток у растений

Источник: Биология 100 самых важных тем В.Ю. Джамеев 2016 г.

Развитие
половых клеток у растений

Гаметогенез — это процесс образования
зрелых половых клеток.

У покрытосеменных растений
образование мужских половых клеток происходит в тычинках, а женских — в
пестиках.

Всегда!!!!!

У растений  МЕЙОЗОМ образуются СПОРЫ (1n1с).

Гаметы образуются путем МИТОЗА из спор (1n1с).

Развитие
пыльцевых зерен

Микроспорогенез — формирование микроспор в
пыльниках тычинок.

В процессе мейотического деления
материнской клетки образуются четыре гаплоидные микроспоры.

Микрогаметогенез — образование мужских половых
клеток.

Микрогаметогенез сопряжен с
единственным митотическим делением микроспоры, дающим мужской гаметофит из двух
клеток — крупной вегетативной (сифоногенной) и мелкой генеративной.

После деления мужской гаметофит
покрывается плотными оболочками и образует пыльцевое зерно.

В некоторых случаях еще в процессе
созревания пыльцы, а иногда только после переноса на рыльце пестика
генеративная клетка делится митотически с образованием двух неподвижных мужских
половых клеток — спермиев. Из вегетативной клетки после опыления формируется
пыльцевая трубка, по которой спермии проникают в завязь пестика для
оплодотворения.

Развитие
зародышевого мешка из яйцеклетки

Мегаспорогенез(макроспорогенез) — образование мегаспор у
растений

В результате мейотического деления из
материнской (археспоральной) клетки нуцеллуса образуются четыре макроспоры, три
из которых погибают, а одна становится мегаспорой.

Мегагаметогенез — развитие женских половых
клеток у растений в завязи пестика.

Мегаспора три раза делится
митотически, формируя женский гаметофит — зародышевой мешок с восемью ядрами.
При последующем обособлении цитоплазм дочерних клеток одна из образовавшихся
клеток становится яйцеклеткой, по бокам от которой лежат так называемые
синергиды, на противоположном конце зародышевого мешка формируются три
антипода, а в центре слияния двух гаплоидных ядер образуется диплоидная
центральная клетка.

Всегда!!!!!

У растений  МЕЙОЗОМ образуются СПОРЫ (1n1с).

Гаметы образуются путем МИТОЗА из спор(1n1с).

———————————————————————————————————————————

Созревание половых клеток у растений

II  тип задач

1. Какой хро­мо­сом­ный набор ха­рак­те­рен для
вегетативной, ге­не­ра­тив­ной кле­ток и спер­ми­ев пыль­це­во­го зерна цвет­ко­во­го
растения? Объясните, из каких ис­ход­ных кле­ток и в ре­зуль­та­те ка­ко­го де­ле­ния
об­ра­зу­ют­ся эти клетки.

Дано: вегетативная,
ге­не­ра­тив­ная кле­тки и спер­ми­и пыль­це­во­го зерна.

Найти: хро­мо­сом­ный
набор,  способы деления.

Решение:

1) набор хро­мо­сом вегетативной и ге­не­ра­тив­ной клеток — n;

2)ве­ге­та­тив­ная и ге­не­ра­тив­ная клетки пыль­цы образуются
путём ми­то­за из гаплоидной споры;

3) хро­мо­сом­ный набор спер­ми­ев — n;

4) спер­мии образуются из ге­не­ра­тив­ной клетки путём митоза из
генеративной клетки. при митозе генетическая информация сохраняется.

2. Определите хромосомный набор макроспоры, из
которой формируется восьмиядерный зародышевый мешок, и яйцеклетки. Объ­яс­ни­те,
из каких клеток и каким делением образованы макроспора и яйцеклетка.

Дано: макроспора,
восьмиядерный зародышевый мешок, и яйцеклетка

Найти: хро­мо­сом­ный
набор,  способы деления.

Решение:

1.
Хромосомный набор макроспоры 1n1с.

2.
Хромосомный набор яйцеклетки 1n1с.

3.Макроспоры(1n1с) 
формируются из материнской клетки (2n) мейозом. Яйцеклетка    (половая клетка,
гамета) формируется из макроспоры  (1n1с) митозом.

————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————