Строение яйцеклетки егэ биология

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.

Функции мужской половой системы:

• генеративная: образование мужских половых клеток — сперматозоидов;
• эндокринная: синтез мужских половых гормонов;
• гормональная регуляция репродуктивной функции.

Строение мужской половой системы

Мужские половые органы:

— внутренние:

• яички (семенники)
• придатки яичек
• семявыносящие протоки
• семенные пузырьки
• бульбоуретральные железы (куперовы железы)
• предстательная железа

— наружные:

• половой член
• мошонка

Рис. Мужская половая система:

1 — дольки яичка; 2 — яичко (семенник); 3 — придаток яичка; 4 — семявыносящие протоки; 5 — ампула семявыносящего протока; 6 — семенной пузырек; 7 —  предстательная железа; 8 — семявыбрасывающий проток; 9 — бульбоуретральная железа; 10 — корень полового члена; 11 —  тело полового члена; 12 — головка полового члена; 13 — мочевой пузырь; 14 — мочеточники.

орган	строение	функция
Яички (=семенники = тестикулы)	Парные мужские половые железы. Расположены в мошонке. Строение: фиброзная наружная оболочка (защитная функция); внутренняя паренхима состоит из извитых семенных канальцев. У половозрелого мужчины стенки извитых семенных канальцев яичка выстланы слоем сперматогенного эпителия, состоящего из сперматогенных клеток (сперматогенная функция) иподдерживающих клеток — клеток Сертоли (защитная (гематотестикулярный барьер), питательная и транспортная функция).  Между извитыми семенными канальцами расположены клетки Ляйдига, снтезирующие основной мужской половой гормон —тестостерон (см. ниже). К семенникам прикреплены поднимающие их мышцы (функция: терморегуляция)	экзокринная функция:образование сперматозоидов; эндокринная функция: секреция половых гормонов — андрогенов.
Придатки яичек	Небольшие парные тела, прилежащие к заднему краю яичек. Формируются из семенных канальцев, выходящих из яичек, т. о. являются семявыносящими путями. Стенки протока придатка имеют железистые клетки и гладкие мышечные волокна; благодаря перистальтическим сокращениям сперма продвигается в семявыносящий проток.	резервуар для накопления сперматозоидов; секреция веществ, разжижающих сперму и стимулирующих созревание сперматозоидов.
Семявыносящий проток	Парные органы длиной около 50 см, диаметром около 3 мм (диаметр просвета протока 0,5 мм). Является непосредственным продолжением протока придатка яичка и заканчивается у места слияния с выделительным протокомсеменного пузырька. Стенка семявыносящего протока состоит из слизистой, мышечной и адвентициальной оболочек. Толстая мышечная оболочка придает стенке семявыносящего протока почти хрящевую плотность.	Семявыносящие пути
Семенные пузырьки	Парные органы: клубочки сильно извитой трубочки (длина трубочки до 15 см). Оболочки пузырька: слизистая оболочка образует многочисленные складки. Ее клетки секретируют в просвет пузырьков густой секрет желтоватого цвета, который является компонентом спермы. В состав секрета входят фруктоза и глобулины. мышечная оболочка хорошо развита; соединительнотканная (адвентициальная) оболочка богата эластическими волокнами.	Секрет семенных пузырьков: питание сперматозоидов (фруктоза); иммунная защита сперматозоидов (иммуноглобулины).
Семявыбрасывающий проток	Проток (длина около 2 см) от места слияния семявыносящего протока с выделительным протоком семенных пузырьков до мочеиспускательного канала. Проходит насквозь предстательную железу.	Семявыносящие пути
Предстательная железа (простата)	Непарный железисто-мышечный орган (2х3 см, вес 20 г), расположенный под мочевым пузырем. По форме напоминает каштан. Через простату проходит начальный отдел мочеиспускательного канала и семявыбрасывающие протоки.  Простата состоит из железистой паренхимы и гладкой мышечной ткани. Гладкая мышечная ткань простаты вместе с тканью мочевого пузыря образует внутренний (непроизвольный) сфинктер мочеиспускательного канала. Сокращение мышечных клеток в момент эякуляции способствует выбрасыванию секрета простаты. На секрецию простатических желез влияют андрогены, синтезируемые семенниками.	Эндокринная функция: секреция простагландинов (физиологически активные вещества с широким спектром действия, см. ниже); стимуляция подвижности сперматозоидов; регуляция секреторной активности семенников
Куперовы (бульбоуретральные) железы	Парные округлые альвеолярно-трубчатые железы величиной с горошину.  Протоки открываются в мужской мочеиспускательный канал.	Слабощелочной вязкий секрет нейтрализует остатки мочи в мочеиспускательном канале, подготавливая его для прохождения спермы.
Мошонка	Наружный кожно-фасциальный мешок, содержащий яички и их придатки. Состоит из семи слоев (оболочек яичек), которые являются производными передней брюшной стенки. Мошонка разделена на две разобщенные камеры, каждая из которых содержит одно яичко. В коже мошонки многочисленные сальные и потовые железы, редкие волосяные луковицы.	механическая защита яичек и их придатков; терморегуляция: поддержание температуры ниже, чем температура тела (необходимое условие для сперматогенеза).
Половой член	Состоит из 2 пещеристых и 1 губчатого тела. Каждое пещеристое и губчатое тело покрыто плотной соединительнотканной оболочкой, лишенной мышечных клеток. Пещеристые тела прилегают друг к другу, образуя продольный желобок, в который входит губчатое тело. Оно начинается у лобковой кости луковицей члена, а заканчивается головкой. В состоянии возбуждения пещерки наполняются кровью, и пол член увеличивается в размерах (эрекция). Покрыт кожей, которая на головке имеет складку — крайнюю плоть. Многочисленные железы крайней плоти выделяют секрет — смегму(функция: уменьшение трения головки о крайнюю плоть).	выведение мочи; введение спермы в женское влагалище.

Рис. Строение полового члена: 1 — парные пещеристые тела; 2 — губчатое тело; 3 — головка полового члена; 4 — луковица полового члена.

Сперма содержит сперматозоиды и секреторную жидкость добавочных половых желёз: семенных пузырьков, простаты и бульбоуретральных желез. На долю сперматозоидов приходится 5% объёма спермы, 95% — секреты добавочных желёз. 

регуляция функций семенников

Гормоны аденогипофиза:

• фолликулостимулирющий гормон (ФСГ) регулирует сперматогенез;
• лютенизирующий гормон (ЛГ) регулирует синтез тестостерона;  под действием тестостерона развиваются вторичные половые признаки. 

Уровень тестостерона в крови у взрослого мужчины постоянный.

Синтез и секреция мужских половых гормонов регулируется гипоталамо-гипофизарной системой по механизму отрицательной обратной связи. Секреция ЛГ и ФСГ стимулируется гонадотропин-рилизинг гормоном. ЛГ ускоряет синтез и секрецию тестостерона клетками Лейдига, ФСГ стимулирует сперматогенез. Тестостерон стимулирует сперматогенез, ингибирует синтез и секрецию гонадотропин-рилизинг гормона и ЛГ.

Рис. Регуляция синтеза и секреции мужских половых гормонов. 

1 — семявыносящий проток;

2 — выносящие канальцы яичка;

3 — проток придатка;

4 — средостение яичка;

5 — сеть яичка;

6 — прямые семенные канальцы;

7 — извитые канальцы;

8 — долька яичка;

9 — сообщения между семенными канальцами соседних долек;

10 — белочная оболочка;

11 — долька придатка яичка 

Рис. Схема строения яичка и его придатка (по И.В. Алмазову и Л.С. Сутулову)

Андрогены — мужские половые гормоны

Тестостерон — основной андроген. 

Функции тестостерона:

• регуляция половой дифференцировки и полового созреваниЯ;
• поддержание вторичных половых признаков;
• регуляция сперматогенеза;
• стимуляция синтеза белка в разлчных органах: в печени, скелетных мышцах, костях — стимулирует увеличение мышечной массы, плотности и масса костной ткани;
• стимулирует синтез гемоглобина;
• способствует развитию атеросклероза.

Функции женской половой системы:

• генеративная: образование женских половых клеток — яйцеклеток;
• эндокринная: синтез женских половых гормонов;
• гормональная регуляция репродуктивной функции;
• детородная функция.

Строение женской половой системы

Женские половые органы:

— внутренние:

• яичники
• маточные трубы
• матка
• влагалище

— наружные:

• половые губы
• бартолиновы железы
• клитор

Рис. Женская половая система

Орган	Строение	Функция
Яичники	Парные органы овальной формы в полости малого таза. Яичники фиксированы брыжейкой и с помощью связок нижним краем соединены с маткой. От брыжейки к яичникам идут нервы и сосуды (ворота яичника). Строение яичника (см. рис.): однослойный целомический (зародышевый) эпителий; соединительнотканная (белочная) оболочка; корковое вещество: соединительная ткань с многочисленными фолликулами разной степени зрелости; мозговое вещество (центральная часть яичника): соединительная ткань с нервами и сосудами.	экзокринная: образование яйцеклеток; эндокринная: секреция женских половых гормонов (эстрогенов)
Маточные (фаллопиевы) трубы	Парные полые трубки, идущие от матки к яичнику. Длина маточной трубы до 12 см, диаметр просвета до 4 мм. Свободный конец маточной трубы переходит в воронку, заканчивающуюся длинными и узкими бахромками (фимбриями). Самая длинная бахромка достигает яичника и прирастает к нему. Бахромки направляют движения яйцеклетки в сторону воронки маточной трубы, куда и поступает выпавшая из граафова пузырька яйцеклетка. Слизистая оболочка трубы покрыта реснитчатыми и микроворсинчатыми эпителиоцитами.	передвижение яйцеклетки из брюшной полости в полость матки благодаря перистальтике трубы; ориентация сперматозоидов в полости трубы; оплодотворение и стимуляция развития оплодотворённой яйцеклетки
Матка	Полый толстостенный орган грушевидной формы (7 х 8 см), расположенный в малом тазу между прямой кишкой и мочевым пузырём. Матка имеет узкую часть — шейку, выходящую во влагалище, и два роговидных отростка — маточные трубы (см. выше). Стенка матки состоит из трёх слоев: слизистая оболочка (эндометрий) из двух слоёв: поверхностный (функциональный) и глубокий (базальный). Функциональный слой служит для прикрепления оплодотворённой яйцеклетки и во время менструации отторгается, а базальный слой с многочисленными железами стимулирует его восстановление; мышечная оболочка (миометрий) из переплетающихся между собой пучков гладких миоцитов и соединительнотканного каркаса, богатого эластическими волокнами; серозная оболочка (периметрий) — листок брюшины, покрывающий матку со всех сторон.	вынашивание плода; родовая деятельность
Влагалище	Трубка (10−15 см) в полости малого таза.  Состоит из трёх оболочек: слизистой, мышечной и соединительнотканной. Слизистая оболочка богата гликогеном. Гликоген в результате ферментативных процессов превращается в молочную кислоту: кислая среда необходима для жизнедеятельности микрофлоры. Гликоген необходим для поддержания нормальной жизнедеятельности сперматозоидов.	среда для поддержания жизнедеятельности сперматозоидов
Большие и малые половые губы	Парные складки кожи, закрывающие вход во влагалище.	механическая защита от патогенов
Бартолиновы железы	Парные железы преддверия влагалища (гомологичны бульбоуретральным железам мужчины).	увлажнение преддверия влагалища
Клитор	Небольшой наружный половой орган, образованный парными пещеристыми телами — гомологи пещеристых тел мужского полового члена. Содержит множество сосудов и нервных окончаний.	сексуальная чувствительность

Рис. Строение яичника

Овариально-менструальный цикл 

Овуляция — процесс созревания и выделения яйцеклетки из пузырчатого фолликула яичника (граафова пузырька). Овуляция сопровождается значительными изменениями всей половой системы женщины.

Менструация — ежемесячные маточные кровотечения, связанные с отторжением поверхностного функционального слоя слизистой оболочки матки.

Овариально-менструальный цикл включает циклические процессы созревания и выхода яйцеклетки из фолликула яичника (овуляцию) и отторжение функционального слоя слизистой оболочки матки (менструацию).

Все эти процессы находятся под гормональным контролем гипофиза.

Обычно длительность менструального цикла 28 дней (возможны колебания от 21 до 30 дней).

В менструальном цикле различают три фазы:

• менструальная фаза (1−7-й день цикла): отторжение функционального слоя слизистой оболочки матки (падение уровня прогестерона);
• постменструальная фаза (14−15-й день цикла): регенерация эндометрия матки (повышенный уровень эстрогенов); повышение уровня ЛГ (лютеинизирующий гормон) и ФСГ (фолликулостимулирующий гормон) гипофиза — созревание фолликула — овуляция;
• предменструальная фаза (15−28-й день): под влиянием гормона жёлтого тела прогестерона слизистая оболочка матки подготавливается к восприятию оплодотворённой яйцеклетки, накапливается гликоген, угнетается развитие фолликулов. Матка готовится обеспечить питание оплодотворённой яйцеклетки, которая попадает в полость матки через 3 дня после овуляции.

Если яйцеклетка не оплодотворяется, начинается быстрое развитие жёлтого тела, продукция прогестерона резко уменьшается, функциональный слой эндометрия начинает отторгаться — наступает очередная менструация. В связи с прекращением секреции прогестерона вновь начинают расти фолликулы под влиянием ФСГ гипофиза. Цикл повторяется.

РАЗВИТИЕ ЯЙЦЕКЛЕТКИ

Размножение женских половых клеток происходит во внутриутробном периоде, в результате чего в яичнике образуются примордиальные фолликулы, расположенные в корковом веществе, вблизи его поверхности. 

В конце 3-го месяца внутриутробного развития примордиальные фолликулы перестают расти, превращаются в первичные фолликулы и входят в стадию покоя до полового созревания (!).

Начиная с периода полового созревания женщины каждые 28 дней примерно 20 первичных фолликулов начинают активно расти и превращаются во вторичные фолликулы. На 14-й день один из фолликулов созревает (накапливаются питательные вещества и формируется желток).

Зрелый фолликул (граафов пузырёк), достигающий в диаметре 1 см, содержит яйцеклетку и защитные оболочки (гематофолликулярный барьер). Клетки фолликула продуцируют женские половые гормоны — эстрогены. 

После созревания граафов пузырёк, находящийся непосредственно под покровным эпителием яичника, разрывается. Яйцеклетка выходит в брюшинную полость — овуляция— откуда попадает в маточную трубу.

На местах лопнувших фолликулов на поверхности яичника остаются рубцы, углубления и складки.

ЖЁЛТОЕ ТЕЛО

Эпителиальные клетки лопнувшего фолликула размножаются, образуя жёлтое тело. Клетки жёлтого тела выполняют эндокринную функцию: секретируют прогестерон (гормон жёлтого тела). Функция прогестерона: подготовка организма (половых органов, молочных желез) к беременности; торможение созревания следующей яйцеклетки.

Если вышедшая яйцеклетка не оплодотворяется, то маленькое жёлтое тело (до 1,5 см), называемое циклическим (менструальным) жёлтым телом, существует недолго (12−14 дней). В нём формируется соединительная ткань, в результате чего образуется беловатое тело, которое рассасывается через несколько лет.

Если яйцеклетка оплодотворяется и наступает беременность, то образуется жёлтое тело беременности, которое достигает 5 см в диаметре, и сохраняется в таком виде в течение 6 месяцев, выполняя важную эндокринную функцию. Затем оно постепенно дегенерирует, железистый эпителий замещается соединительной тканью, и жёлтое тело превращается в беловатое тело. 

Рис. Развитие яйцеклетки:

1 — примордиальный фолликул; 2 — растущие фолликулы; 3 — граафовы пузырьки; 4 — овуляция; 5 — жёлтые тела; 6 — атретическое тело; 7 — рубец на месте жёлтого тела; 8 — строма (соединительная ткань) яичника; 9 — кровеносный сосуд (по В. Г. Елисееву и др.)

У женщины в течение жизни созревает 400−500 яйцеклеток. Остальные фолликулы подвергаются обратному развитию и превращаются в атретические тела.

Спрятать пояснение

Спрятать критерии

Раздел: Размножение и индивидуальное развитие организмов

1. Строение половых клеток. Строение и функции яйцеклетки

Яйцеклетка
— крупная неподвижная клетка, обладающая
запасом питательных веществ. Размеры
женской яйцеклетки составляют 150—170
мкм (гораздо больше мужских сперматозоидов,
размер которых 50—70 мкм). Функции
питательных веществ различны. Их
выполняют:

• компоненты,
  нужные для процессов биосинтеза белка
  (ферменты, рибосомы, м-РНК, т-РНК и их
  предшественники);

• специфические
  регуляторные вещества, которые
  контролируют все процессы, происходящие
  с яйцеклеткой, например, фактор
  дезинтеграции ядерной оболочки (с этого
  процесса начинается профаза 1 мейотического
  деления), фактор, преобразующий ядро
  сперматозоида в пронуклеус перед фазой
  дробления, фактор, ответственный за
  блок мейоза на стадии метафазы II и др.;

• желток,
  в состав которого входят белки,
  фосфолипиды,различные жиры, минеральные
  соли. Именно он обеспечивает питание
  зародыша в эмбриональном периоде.

По
количеству желтка в яйцеклетке она
может быть алецитальной, т. е. содержащей
ничтожно малое количество желтка, поли-,
мезо- или олиголецитальной. Человеческая
яйцеклетка относится к алецитальным.
Это обусловлено тем, что человеческий
зародыш очень быстро переходит от
гистиотрофного типа питания к
гематотрофному. Также человеческая
яйцеклетка по распределению желтка
является изолецитальной: при ничтожно
малом количестве желтка он равномерно
располагается в клетке, поэтому ядро
оказывается примерно в центре.

Яйцеклетка
имеет оболочки, которые выполняют
защитные функции, препятствуют
проникновению в яйцеклетку более одного
сперматозоида, способствуют имплантации
зародыша в стенку матки и определяют
первичную форму зародыша.

Яйцеклетка
обычно имеет шарообразную или слегка
вытянутую форму, содержит набор тех
типичных органелл, что и любая клетка.
Как и другие клетки, яйцеклетка отграничена
плазматической мембраной, но снаружи
она окружена блестящей оболочкой,
состоящей из мукополисахаридов (получила
свое название за оптические свойства).
Блестящая оболочка покрыта лучистым
венцом, или фолликулярной оболочкой,
которая представляет собой микроворсинки
фолликулярных клеток. Она играет защитную
роль, питает яйцеклетку.

Яйцеклетка
лишена аппарата активного движения. За
4—7 суток она проходит по яйцеводу до
полости матки расстояние, которое
примерно составляет 10 см. Для яйцеклетки
характерна плазматическая сегрегация.
Это означает, что после оплодотворения
в еще не дробящемся яйце происходит
такое равномерное распределение
цитоплазмы, что в дальнейшем клетки
зачатков будущих тканей получают ее в
определенном закономерном количестве.

Строение и функции сперматозоидов

Сперматозоид
— это мужская половая клетка (гамета).
Он обладает способностью к движению,
чем в известной мере обеспечивается
возможность встречи разнополых гамет.
Размеры сперматозоида микроскопические:
длина этой клетки у человека составляет
50—70 мкм (самые крупные они у тритона —
до 500 мкм). Все сперматозоиды несут
отрицательный электрический заряд, что
препятствует их склеиванию в сперме.
Количество сперматозоидов, образующихся
у особи мужского пола, всегда колоссально.
Например, эякулят здорового мужчины
содержит около 200 млн сперматозоидов
(жеребец выделяет около 10 млрд
сперматозоидов).

Строение
сперматозоида

По
морфологии сперматозоиды резко отличаются
от всех других клеток, но все основные
органеллы в них имеются. Каждый
сперматозоид имеет головку, шейку,
промежуточный отдел и хвост в виде
жгутика (рис.1). Почти вся головка заполнена
ядром, которое несет наследственный
материал в виде хроматина. На переднем
конце головки (на ее вершине) располагается
акросома, которая представляет собой
видоизмененный комплекс Гольджи. Здесь
происходит образование гиалуронидазы
— фермента, который способен расщеплять
мукополисахариды оболочек яйцеклетки,
что делает возможным проникновение
сперматозоида внутрь яйцеклетки. В
шейке сперматозоида расположена
митохондрия, которая имеет спиральное
строение. Она необходима для выработки
энергии, которая тратится на активные
движения сперматозоида по направлению
к яйцеклетке. Большую часть энергии
сперматозоид получает в виде фруктозы,
которой очень богат эякулят. На границе
головки и шейки располагается центриоль.
На поперечном срезе жгутика видны 9 пар
микротрубочек, еще 2 пары есть в центре.
Жгутик является органоидом активного
движения. В семенной жидкости мужская
гамета развивает скорость, равную 5 см/ч
(что применительно к ее размерам примерно
в 1,5 раза быстрее, чем скорость
пловца-олимпийца).

При
электронной микроскопии сперматозоида
обнаружено, что цитоплазма головки
имеет не коллоидное, а жидкокристаллическое
состояние. Этим достигается устойчивость
сперматозоида к неблагоприятным условиям
внешней среды (например, к кислой среде
женских половых путей). Установлено,
что сперматозоиды более устойчивы к
воздействию ионизирующей радиации, чем
незрелые яйцеклетки.

Сперматозоиды
некоторых видов животных имеют акросомный
аппарат, который выбрасывает длинную
и тонкую нить для захвата яйцеклетки.

8

8

Установлено,
что оболочка сперматозоида имеет
специфические рецепторы, которые узнают
химические вещества, выделяемые
яйцеклеткой. Поэтому сперматозоиды
человека способны к направленному
движению по направлению к яйцеклетке
(это называется положительным
хемотаксисом).

При
оплодотворении в яйцеклетку проникает
только головка сперматозоида, несущая
наследственный аппарат, а остальные
части остаются снаружи.

Рис
.1. Строение
сперматозоида человека
(электронно-микроскопическая схема).
1- акросома; 2 — ядро; 3 — шейка; 4 —
митохондрии; 5 — осевые нити.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #

  16.07.201972.71 Mб7Atlas_po_Gistologii_S_L_Kuznetsov.pdf

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Размножение организмов

Размножение — это способность живых существ воспроизводить себе подобных. При этом обеспечивается непрерывность и преемственность жизни. Принято различать два основных типа размножения: бесполое и половое.

Сравнительная характеристика бесполого и полового размножения

Показатель	Способ размножения
бесполое	половое
Родители	Одна особь	Обычно две особи (разного пола)
Потомство	Генетически точная копия родителя (клон)	Генетически отличны от обоих родителей
Главный клеточный механизм	Митоз	Мейоз
Время возникновения	Раньше полового	Позже бесполого
Клеточные источники наследственной информации для развития потомка	Многоклеточные: одна или несколько соматических клеток родителя; одноклеточные: клетка- организм как целое	Родители образуют половые клетки (гаметы)
Эволюционное значение	Обеспечивает воспроизведение большого количества идентичных особей, поддерживает наибольшую приспособленность в маломеняющихся условиях обитания, способствует стабилизирующему естественному отбору. Более выгодно в относительно постоянных условиях	Обеспечивает биологическое разнообразие видов, возможность освоения разнообразных условий обитания, увеличивает эволюционные перспективы, способствует движущему естественному отбору. Более выгодно в изменяющихся условиях

Бесполое размножение

Основными формами бесполого размножения являются деление, спорообразование, почкование, фрагментация и вегетативное размножение. В двух первых случаях новый организм образуется из одной клетки родительской особи, в остальных — из группы клеток.

Формы бесполого размножения

Форма	Примеры	Характеристика
Деление	Свойственна одноклеточным организмам	Самая простая форма бесполого размножения. Исходная материнская клетка делится на две или несколько более или менее одинаковых дочерних клеток. Множественное деление, когда одна материнская клетка даёт начало более чем двум дочерним клеткам, называется шизогонией.
Споруляция	Встречается у всех растений, грибов и некоторых простейших	Размножение посредством спор. Спора — это мелкая гаплоидная клетка, покрытая защитным покровом (споровой оболочкой), позволяющим переносить действие различных неблагоприятных факторов среды. У многих растений процесс образования спор (спорогенез) осуществляется в особых мешковидных структурах — спорангиях. У многих организмов споры служат не только для размножения, но и для расселения. Споры большинства организмов неподвижны и распространяются пассивно. Но у некоторых водорослей и грибов споры имеют жгутики (зооспоры) и способны активно передвигаться.
Почкование	Характерно для кишечнополостных	На теле материнской особи появляется небольшой вырост (почка), а затем происходит отделение (отпочкование) дочерней особи. Почкование многоклеточных организмов не следует путать с формой деления клетки одноклеточных.
Фрагментация	Свойственна для плоских, ленточных и кольчатых червей, иглокожих	Заключается в распаде тела многоклеточного организма на две или более части, которые затем превращаются в самостоятельные особи. Фрагментация возможна благодаря регенерации — восстановлению утраченных частей тела.
Вегетативное размножение	Характерно для многих групп растений — от водорослей до цветковых	От материнского организма отделяется достаточно хорошо дифференцированная часть (отводки, усы, корневые отпрыски, поросль) или же образуются особые структуры, специально предназначенные для вегетативного размножения (луковицы, клубни, корневища и др.).
Клонирование	Искусственный способ размножения, не встречающийся в естественных условиях	Клон — совершенно одинаковое в генетическом отношении потомство, полученное в результате имплантации ядра соматической клетки донора в яйцеклетку. Таким образом, получают зиготу, минуя «классическое» оплодотворение.

Половое размножение

Половое размножение характерно для подавляющего большинства живых существ. Оно складывается из 4 основных процессов:

1. Гаметогенез — образование половых клеток (гамет).
2. Оплодотворение — слияние гамет и образование зиготы.
3. Эмбриогенез — дробление зиготы и формирование зародыша.
4. Постэмбриональный период — рост и развитие организма в послезародышевый период.

Половые клетки

Гаметы — половые клетки, при слиянии которых образуется зигота, из которой развивается новая особь.

Гаметы имеют вдвое меньше хромосом, чем остальные клетки тела (соматические клетки). Они не способны делиться в отличие от большинства соматических клеток. Различают женские и мужские половые клетки. Половая принадлежность у высших форм (например, у позвоночных) определяется на генетическом уровне.
Мужские гаметы называются сперматозоидами (если они подвижны) или спермиями (если они лишены жгутикового аппарата и не способны активно передвигаться). Сперматозоиды имеют очень маленькие размеры. Они состоят из головки, шейки, средней части и хвоста.

В головке располагается ядро, содержащее ДНК. На переднем конце головки имеется акросома — видоизменённый комплекс Гольджи, который содержит литические ферменты для растворения оболочки яйцеклетки при оплодотворении. Хвост образован микротрубочками и служит для передвижения сперматозоида.

Женские гаметы называются яйцеклетками.

Они, как правило, неподвижны, имеют б‚ольшие, чем сперматозоиды, размеры, хорошо развитую цитоплазму и запас питательных веществ.
Яйцеклетки разных организмов отличаются друг от друга. В зависимости от количества в яйцеклетке желтка их делят на алецитальные, олиголецитальные, мезолецитальные, полилецитальные. В зависимости от характера распределения желтка в яйцеклетке различают гомо- или изолецитальные, телолецитальные, центролецитальные яйцеклетки.

Типы яйцеклеток

Тип	Характеристика	Организмы
Изолецитальные (гомолецитальные)	Относительно мелкие с небольшим количеством равномерно распределённого желтка. Ядро в них располагается ближе к центру	Встречаются у червей, двустворчатых и брюхоногих моллюсков, иглокожих, ланцетника
Умеренно телолецитальные	Имеют диаметр около 1,5–2 мм и содержат среднее количество желтка, основная масса которого сосредоточена на одном из полюсов (вегетативном) На противоположном полюсе (анимальном), где желтка мало, находится ядро яйцеклетки	Характерны для осетровых рыб и земноводных
Резко телолецитальные	Содержат очень много желтка, занимающего почти весь объём цитоплазмы яйцеклетки. На анимальном полюсе находится зародышевый диск с активной, лишённой желтка цитоплазмой. Размеры этих яиц крупные — 10–15 мм и более.	Встречаются у некоторых рыб, пресмыкающихся, птиц и яйцекладущих млекопитающих
Центролецитальные	Характеризуются концентрацией желтка вокруг ядра, расположенного в центре, а периферические слои лишены питательных веществ	Характерны для насекомых
Алецитальные	Практически лишены желтка, имеют микроскопически малые размеры (0,1–0,3 мм)	Характерны для плацентарных млекопитающих, в том числе и для человека

Образование половых клеток

Процесс образования половых клеток — гаметогенез — протекает в половых железах (гонадах). У высших животных женские гаметы образуются в яичниках, мужские — в семенниках. Процесс образования сперматозоидов называют сперматогенезом, яйцеклеток — оогенезом (или овогенезом). Гаметогенез делят на несколько фаз: размножения, роста, созревания и выделяемую при сперматогенезе фазу формирования.

Фазы гаметогенеза

Стадии	Число хромосом и хроматид	Сперматогенез	Овогенез
Размножение	2n4c	Характеризуется многократными митотическими делениями клеток стенки семенника,приводящими к образованию многочисленных сперматогоний. Эти клетки диплоидны. Фаза размножения у мужчин начинается с наступлением половой зрелости и продолжается постоянно в течение почти всей жизни	Характеризуется многократными митотическими делениями клеток стенки яичника, приводящими к образованию многочисленных оогоний (овогоний). Эти клетки диплоидны. В женском организме размножение оогоний начинается в эмбриогенезе и завершается к 3-му году жизни.
Рост	2n4c	Сопровождается незначительным увеличением объёма цитоплазмы клеток, незначительным накоплением питательных веществ, необходимых для дальнейших делений, репликацией ДНК и удвоением хромосом. В фазе роста клетки получают название сперматоцитов I порядка	Сопровождается значительным увеличением объёма цитоплазмы клеток, значительным накоплением питательных веществ, необходимых для дальнейших делений, репликацией ДНК и удвоением хромосом. В фазе роста клетки получают название ооцитов (овоцитов) I порядка
Созревание	1n1c	В результате первого мейотического деления образуются два одинаковых сперматоцита II порядка, каждый из которых после второго деления мейоза формирует по две сперматиды.В результате фазы созревания из каждой диплоидной клетки формируются 4 гаплоидные сперматиды	Профаза первого мейотического деления осуществляется ещё в эмбриональном периоде, а остальные события мейоза продолжаются после полового созревания организма. Каждый месяц в одном из яичников половозрелой женщины созревает одна яйцеклетка. При этом завершается I деление мейоза, образуются крупный ооцит II порядка и маленькое первое полярное (направительное) тельце, которые вступают во второе деление мейоза На стадии метафазы второго мейотического деления ооцит II порядка овулирует — выходит из яичника в брюшную полость, откуда попадает в яйцевод. Дальнейшее созревание его возможно лишь после слияния со сперматозоидом. Если оплодотворения не происходит, ооцит II порядка погибает и выводится из организма. В случае оплодотворения он завершает второе мейотическое деление, образуя зрелую яйцеклетку — оотиду (овотиду) — и второе полярное тельце. Полярные тельца никакой роли в оогенезе не играют и в конце концов погибают. В результате фазы созревания из каждой диплоидной клетки формируются гаплоидные клетки: 1 оотида и 3 полярных тельца.
Формирование	1n1c	Из каждой сперматиды формируется сперматозоид с головкой, шейкой и хвостом.	Эта стадия отсутствует.

Оплодотворение

Оплодотворение — это процесс слияния мужской и женской половых клеток (гамет), в результате которого образуется оплодотворённая яйцеклетка (зигота).

То есть из двух гаплоидных гамет образуется одна диплоидная клетка (зигота).
Различают наружное оплодотворение, когда половые клетки сливаются вне организма, и внутреннее, когда половые клетки сливаются внутри половых путей особи; перекрёстное оплодотворение, когда объединяются половые клетки разных особей; самооплодотворение — при слиянии гамет, продуцируемых одним и тем же организмом; моноспермию и полиспермию — в зависимости от числа сперматозоидов, оплодотворяющих одну яйцеклетку.
Для большинства видов животных, обитающих или размножающихся в воде, свойственно наружное перекрёстное оплодотворение, которое осуществляется по типу моноспермии. Подавляющее большинство наземных животных и некоторые водные виды имеют внутреннее перекрёстное оплодотворение, причём для части птиц и рептилий характерна полиспермия. Самооплодотворение встречается среди гермафродитов, да и то в исключительных случаях.
У человека процесс оплодотворения происходит в маточной трубе, куда после овуляции попадает ооцит II порядка и могут находиться многочисленные сперматозоиды. При контакте с яйцеклеткой акросома сперматозоида выделяет ферменты, разрушающие оболочки яйцеклетки и обеспечивающие проникновение сперматозоида внутрь. После проникновения сперматозоида яйцеклетка формирует на поверхности толстую непроницаемую оболочку оплодотворения, препятствующую полиспермии.
Проникновение сперматозоида стимулирует ооцит II порядка к дальнейшему делению. Он осуществляет анафазу и телофазу II мейотического деления и становится зрелым яйцом. В результате в цитоплазме яйцеклетки оказываются два гаплоидных ядра, называемых мужским и женским пронуклеусами, которые сливаются с образованием диплоидного ядра — зиготы.
У цветковых растений, кроме слияния гаплоидных гамет — одного из спермиев с яйцеклеткой и образования диплоидной зиготы, из которой развивается зародыш семени, происходит слияние второго спермия с диплоидной вторичной клеткой и образование триплоидных клеток, из которых образуется эндосперм. Этот процесс называется двойным оплодотворением.
Для некоторых групп организмов характерны типы полового размножения (без оплодотворения), один из которых называется партеногенез. Партеногенез — развитие организма из неоплодотворёной яйцеклетки. Характерен для многих общественных насекомых (муравьёв, пчёл, термитов), а также для коловраток, дафний и даже некоторых рептилий. Встречается и у растений (одуванчик).

Индивидуальное развитие организмов

Типы онтогенеза

Онтогенез — индивидуальное развитие организма от зарождения до конца жизни (смерти или нового деления). У видов, размножающихся половым путём, он начинается с оплодотворения яйцеклетки. У видов с бесполым размножением онтогенез начинается с обособления одной клетки или группы клеток материнского организма. У прокариот и одноклеточных эукариотических организмов онтогенез представляет собой, по сути, клеточный цикл, обычно завершающийся делением или гибелью клетки.
Онтогенез есть процесс реализации наследственной информации особи в определённых условиях среды.
Различают два основных типа онтогенеза: прямой и непрямой.
При прямом развитии рождающийся организм в основном сходен со взрослым, а стадия метаморфоза отсутствует.
При непрямом развитии образуется личинка, отличающаяся от взрослого организма внешним и внутренним строением, а также характером питания, способом передвижения и рядом других особенностей.

Типы онтогенеза

Тип	Характеристика	Примеры
Непрямой (личиночный)	Наличие личинки обусловлено относительно малыми запасами желтка в яйцах этих животных, а также необходимостью смены среды обитания в ходе развития либо необходимостью расселения видов, ведущих сидячий, малоподвижный или паразитический образ жизни. Личинки живут самостоятельно, активно питаются, растут, развиваются. У них имеется ряд специальных провизорных, то есть временных, отсутствующих у взрослых форм, органов. Во взрослую особь личинка превращается в результате метаморфоза. В зависимости от особенностей метаморфоза непрямой (личиночный) тип развития может быть с неполным и с полным превращением.	Многие виды беспозвоночных и некоторые позвоночные животные: рыбы, земноводные
с неполным превращением (метаморфозом)	Личинки постепенно утрачивают временные личиночные органы и приобретают постоянные, характерные для взрослых особей.	Кузнечики
с полным превращением (метаморфозом)	Личинка сначала превращается в неподвижную куколку, из которой выходит взрослый организм, совершенно непохожий на личинку.	Бабочки

Тип	Характеристика	Примеры
Прямой неличиночный (яйцекладный)	Зародыш длительное время развивается внутри яйца. Основные жизненные функции у таких зародышей осуществляются специальными провизорными органами — зародышевыми оболочками.	У ряда беспозвоночных, а также у рыб, пресмыкающихся, птиц и некоторых млекопитающих, яйца которых богаты желтком
Прямой внутриутробный	Все жизненные функции зародыша осуществляются через материнский организм. Для этого из тканей матери и зародыша развивается сложный провизорный орган — плацента. Завершается этот тип развития процессом деторождения.	Характерен для высших млекопитающих и человека, яйцеклетки которых почти лишены желтка

Онтогенез многоклеточных организмов подразделяют на периоды:

• эмбриональный (развитие зародыша);
• постэмбриональный (послезародышевое развитие).

Эмбриональное развитие

Эмбриональное развитие (эмбриогенез) начинается с момента оплодотворения, представляет собой процесс преобразования зиготы в многоклеточный организм и завершается выходом из яйцевых или зародышевых оболочек (при личиночном и неличиночном типах развития) либо рождением (при внутриутробном). Эмбриогенез включает процессы дробления, гаструляции, гисто- и органогенеза.

Эмбриогенез

Этапы	Характеристика
Дробление	Ряд последовательных митотических делений зиготы, в результате которых происходит образование бластомеров. Образовавшиеся бластомеры не увеличиваются в размерах. В процессе дробления суммарный объём зародыша не изменяется, а размеры составляющих его клеток уменьшаются. Характер дробления у разных групп организмов различен и определяется типом яйцеклетки. Различают полное дробление, когда зигота дробится целиком, и неполное, когда дробится только часть её. Полное дробление, в свою очередь, бывает равномерным, если образующиеся бластомеры примерно одинаковы по величине, и неравномерным, если они отличаются по размерам. Дробление бывает синхронным или асинхронным в зависимости от того, одновременно или нет происходит деление бластомеров. В результате ряда дроблений образуется морула, а из неё бластула, или сразу бластула. Морула — многоклеточный зародыш, состоящий из группы тесно прилегающих друг к другу клеток и напоминающий тутовую ягоду. Бластула — многоклеточный шаровидный зародыш с однослойной стенкой и полостью внутри. Бластула образуется в результате бластуляции, когда бластомеры смещаются к периферии, образуя бластодерму, образующаяся при этом внутренняя полость заполняется жидкостью и становится первичной полостью тела — бластоцелью.
Гаструляция	Процесс образования двух- или трёхслойного зародыша — гаструлы. Она образуется в результате перемещения клеток бластодермы. Образующиеся слои называют зародышевыми листками. Наружный слой клеток называется эктодермой, внутренний — энтодермой, слой клеток между ними называется мезодермой. Каждый из зародышевых листков дает начало тем или иным органам. В ряде случаев возможно смешанное происхождение. В зависимости от типа бластулы клетки в ходе гаструляции перемещаются по-разному. Выделяют четыре основных способа гаструляции: инвагинация (впячивание), эпиболия (обрастание), иммиграция (проникновение внутрь), деламинация (расслоение), которые в чистом виде почти не встречаются, что даёт основание выделять пятый способ — смешанный (комбинированный).
Гисто- и органогенез	Формирование тканей и органов зародыша в результате дифференцировки клеток и зародышевых листков. Дифференцировка — это процесс появления и нарастания морфологических, биохимических и функциональных различий между отдельными клетками и частями развивающегося зародыша. Процесс дифференцировки обеспечивается дифференциальной активностью генов, то есть активностью разных групп генов в различных типах клеток. Из эктодермы образуются нервная система, эпидермис кожи и его производные (роговые чешуи, перья и волосы, зубы).Из мезодермы образуются мускулатура, скелет, выделительная, половая и кровеносная системы. Из энтодермы образуются пищеварительная система и её железы (печень, поджелудочная железа), дыхательная система.

Постэмбриональное развитие

Постэмбриональное (послезародышевое) развитие начинается с момента рождения (при внутриутробном развитии зародыша у млекопитающих) или с момента выхода организма из яйцевых оболочек и продолжается вплоть до смерти живого организма. Постэмбриональное развитие сопровождается ростом. При этом он может быть ограничен определённым сроком или длиться в течение всей жизни.

Яйцеклетка – крупная неподвижная клетка, обладающая за-па-сом питательных веществ. Размеры женской яйцеклетки составляют 150–170 мкм (гораздо больше мужских сперматозоидов, размер которых 50–70 мкм). Функции питательных веществ различны. Их выполняют:

1) компоненты, нужные для процессов биосинтеза белка (ферменты, рибосомы, м-РНК, т-РНК и их предшественники);

2) специфические регуляторные вещества, которые контролируют все процессы, происходящие с яйцеклеткой, например, фактор дезинтеграции ядерной оболочки (с этого процесса начинается профаза 1 мейотического деления), фактор, преобразующий ядро сперматозоида в пронуклеус перед фазой дробления, фактор, ответственный за блок мейоза на стадии метафазы II и др.;

3) желток, в состав которого входят белки, фосфолипиды, различные жиры, минеральные соли. Именно он обеспечивает питание зародыша в эмбриональном периоде.

По количеству желтка в яйцеклетке она может быть алеци-тальной, т. е. содержащей ничтожно малое количество желтка, поли-, мезо– или олиголецитальной. Человеческая яйцеклетка относится к алецитальным. Это обусловлено тем, что человеческий зародыш очень быстро переходит от гистиотрофного типа питания к гематотрофному. Также человеческая яйцеклетка по распределению желтка является изолецитальной: при ничтожно малом количестве желтка он равномерно располагается в клетке, поэтому ядро оказывается примерно в центре.

Яйцеклетка имеет оболочки, которые выполняют защитные функции, препятствуют проникновению в яйцеклетку более одного сперматозоида, способствуют имплантации зародыша в стенку матки и определяют первичную форму зародыша.

Яйцеклетка обычно имеет шарообразную или слегка вытянутую форму, содержит набор тех типичных органелл, что и любая клетка. Как и другие клетки, яйцеклетка отграничена плазматической мембраной, но снаружи она окружена блестящей оболочкой, состоящей из мукополисахаридов (получила свое название за оптические свойства). Блестящая оболочка покрыта лучистым венцом, или фолликулярной оболочкой, которая представляет собой микроворсинки фолликулярных клеток. Она играет защитную роль, питает яйцеклетку.

Яйцеклетка лишена аппарата активного движения. За 4–7 суток она проходит по яйцеводу до полости матки расстояние, которое примерно составляет 10 см. Для яйцеклетки характерна плазматическая сегрегация. Это означает, что после оплодотворения в еще не дробящемся яйце происходит такое равномерное распределение цитоплазмы, что в дальнейшем клетки зачатков будущих тканей получают ее в определенном закономерном количестве.

Половое размножение встречается у представителей всех типов растительного и животного мира. Оно связано с образованием особых половых клеток: женских — яйцеклеток и мужских — сперматозоидов.

Для половых клеток (гамет) характерно одинарное (гаплоидное) число хромосом (см. Мейоз). Кроме того, они отличаются соотношением объемов цитоплазмы и ядра (по сравнению с соматическими клетками).

Строение мужской половой клетки (сперматозоид)

Мужские половые клетки — сперматозоиды — обычно очень мелкие и подвижные. Типичные сперматозоиды состоят из головки, шейки и хвоста.

Головка почти целиком состоит из ядра, покрытого тонким слоем цитоплазмы. Самый передний ее участок заострен, покрыт колпачком.

Шейка сужена, в ней находятся центриоль (составная часть клеточного центра) и митохондрии.

Хвост сперматозоидов состоит из тончайших волокон, покрытых цитоплазматическим цилиндром: он является органоидом движения.

Общая длина сперматозоида, включая головку, шейку и хвост, у млекопитающих и человека составляет 50-60мкм. Характерно, что сперматозоиды образуются обычно в огромных количествах (у млекопитающих их в течение жизни созревает сотни миллионов).

Строение женской половой клетки (яйцеклетка)

Женские половые клетки (яйцеклетки) неподвижны и, как правило, крупнее сперматозоидов. Обычно они имеют шаровидную форму и разнообразное строение оболочек. У млекопитающих размеры яйцеклеток сравнительно небольшие и составляют 100-200мкм в диаметре. У других позвоночных (рыб, амфибий, рептилий, птиц) яйцеклетки крупные. В цитоплазме они содержат огромное количество питательных веществ.

У птиц, например, яйцеклеткой является та часть яйца, которая обычно называется желтком. Диаметр яйцеклетки курицы составляет 3-3,5см, а у таких крупных птиц, как страусы, — 10-11см. Эти яйцеклетки покрыты несколькими оболочками сложного строения (слой белка, подскорлуповая и скорлуповая оболочки и др.), которые обеспечивают нормальное развитие зародыша.

Количество образующихся яйцеклеток обычно значительно меньше, чем количество сперматозоидов. Например, у женщины в течение жизни созреет около 400 яйцеклеток.

Строение мужских и женских половых клеток растений описано здесь.

Развитие яйцеклеток и сперматозоидов

Созревание и развитие половых клеток называется гаметогенезом. У животных и человека он происходит в половых железах: яйцеклетки развиваются в яичниках, а сперматозоиды — в яичках.

Стадии развития

Процессы развития мужских половых клеток (сперматогенез) и женских половых клеток (овогенез) имеют ряд сходных черт. И в яичнике, и в яичках различают три разных стадии:

• Стадии размножения;
• стадии роста;
• стадии созревания половых клеток.

На первой стадии сперматогонии и овогонии (клетки — предшественники сперматозоидов и яйцеклеток) размножаются митотическим путем и число их увеличивается.

У мужчин митотическое деление сперматогоний начинается в период полового созревания и продолжается десятки лет. У женщин деление овогоний происходит только в эмбриональный период их жизни и заканчивается еще до рождения. У животных деление этих клеток зависит от сроков и периодов размножения.

Во второй стадии сперматогонии и овогонии перестают размножаться, начинают расти и увеличиваться в размерах, превращаясь в первичные сперматоциты и овоциты. Особенно значительно возрастают размеры у овоцитов. Например, у лягушек линейные размеры овоцита больше в 2 тыс. раз, чем у овогонии. Это связано с тем, что в них накапливаются питательные вещества, необходимые для развития зародыша.

Наиболее важные изменения происходят с будущими половыми клетками на третьей стадии созревания. Здесь проявляются и существенные отличия между спермато- и овогенезом. В этой зоне первичные овоциты дважды делятся путем мейоза. При первом мейотическом делении образуется крупный вторичный овоцит и мелкая клетка— первичный полоцит (первое полярное, или направительное, тельце).

При втором мейотическом делении вторичный овоцит делится на крупную незрелую яйцеклетку и мелкий вторичный полоцит (второе полярное тельце). Первичный полоцит тоже может разделиться еще на два полоцита.

Таким образом, в результате двух мейотических делений из одного первичного овоцита получается 4 клетки с гаплоидным набором хромосом — незрелая половая клетка (которая превращается в зрелую яйцеклетку) и три полоцита, которые в дальнейшем погибают.

При сперматогенезе первичный сперматоцит в зоне созревания тоже дважды делится путем мейоза. Но при этом возникают 4 одинаковых гаплоидных сперматиды. В дальнейшем они путем сложных преобразований (изменения формы, развития хвоста) превращаются в зрелые сперматозоиды.

Оплодотворение

Оплодотворение — это процесс слияния ядер сперматозоида и яйцеклетки и восстановление диплоидного набора хромосом. Оплодотворенная яйцеклетка носит название зиготы. Образование зиготы происходит только при проникновении сперматозоида в яйцеклетку.

Этот процесс у разных организмов осуществляется неодинаково. У млекопитающих проникновение сперматозоида в яйцеклетку сопровождается растворением ее оболочки при помощи различных ферментов, выделяемых сперматозоидом. У многих насекомых яйцеклетки имеют плотную оболочку, и сперматозоид проникает через небольшие отверстия. У некоторых водных организмов на поверхности яйцеклетки образуется в месте контакта со сперматозоидом небольшой воспринимающий бугорок, который затем втягивается внутрь вместе со сперматозоидом.

Обычно в цитоплазму яйцеклетки проникает только головка сперматозоида с митохондрией и центриолью, а хвост остается снаружи. Оболочка головки растворяется, ядро начинает набухать, пока не достигнет размеров ядра яйцеклетки. Затем оба ядра сближаются и, наконец, сливаются.

Иногда в яйцеклетку одновременно проникает несколько сперматозоидов, но слияние с ядром происходит только у одного из них. В зиготе все хромосомы становятся парными: в каждой паре гомологичных хромосом одна хромосома принадлежит яйцеклетке, вторая — сперматозоиду. Это явление имеет большое значение для эволюции. Организм, развивающийся из зиготы, обладает большим диапазоном комбинативной изменчивости, следовательно и более широкими возможностями приспособления к меняющимся условиям внешней среды.

Двойное оплодотворение характерно для цветковых растений.