Яйцеклетка: размер, строение, развитие

Строение яйцеклеток

Форма яйцеклеток обычно округлая. Размеры яйцеклеток колеблются в широких пределах — от нескольких десятков микрометров до нескольких сантиметров (яйцеклетка человека — около 120 мкм). К особенностям строения яйцеклеток относятся: наличие оболочек, располагающихся поверх плазматической мембраны и наличие в цитоплазме более или менее большого количества запасных питательных веществ.

Яйцеклетка млекопитающих:
1 — пронук­леус на стадии мета­фазы 2; 2 — блес­тящая оболочка; 3 — лучис­тая оболочка; 4 — первое поляр­ное тельце.

У большинства животных яйцеклетки имеют дополнительные оболочки, располагающиеся поверх цитоплазматической мембраны. В зависимости от происхождения различают: первичные, вторичные и третичные оболочки. Первичные оболочки формируются из веществ, выделяемых овоцитом. Образуется слой, контактирующий с цитоплазматической мембраной яйцеклетки. Он выполняет защитную функцию, обеспечивает видовую специфичность проникновения сперматозоида, т.е. не позволяет сперматозоидам других видов проникать в яйцеклетку. У млекопитающих эта оболочка называется блестящей. Вторичные оболочки образуются выделениями фолликулярных клеток яичника, имеются далеко не у всех яйцеклеток. Вторичная оболочка яиц насекомых содержит канал — микропиле, через который сперматозоид проникает в яйцеклетку. Третичные оболочки образуются за счет деятельности специальных желез яйцеводов. Например, из секретов особых желез формируются белковая, подскорлуповая пергаментная, скорлуповая и надскорлуповая оболочки у птиц и рептилий.

Вторичные и третичные оболочки образуются у яйцеклеток животных, зародыши которых развиваются во внешней среде. Поскольку у млекопитающих наблюдается внутриутробное развитие, их яйцеклетки имеют только первичную оболочку, поверх которой располагается лучистый венец — слой фолликулярных клеток, доставляющих к яйцеклетке питательные вещества.

В яйцеклетках происходит накопление запаса питательных веществ, которые называют желтком. Он содержит жиры, углеводы, РНК, минеральные вещества, белки, причем основную его массу составляют липопротеиды и гликопротеиды. Желток содержится в цитоплазме в виде желточных гранул. Количество питательных веществ, накапливаемых в яйцеклетке, зависит от условий, в которых происходит развитие зародыша. Если развитие яйцеклетки происходит вне организма матери и приводит к формированию крупных животных, то желток может составлять более 95% объема яйцеклетки. Яйцеклетки млекопитающих, развивающиеся внутри тела матери, содержат малое количество желтка — менее 5%, так как питательные вещества, необходимые для развития, эмбрионы получают от матери.

Типы яйцеклеток хордовых животных:
1 — алецитальная; 2 — изоле­цитальная; 3 — умеренно телолеци­тальная; 4 — резко тело­лецитальная.

В зависимости от количества содержащегося желтка различают следующие типы яйцеклеток: алецитальные (не содержат желтка или имеют незначительное количество желточных включений — млекопитающие, плоские черви); изолецитальные (с равномерно распределенным желтком — ланцетник, морской еж); умеренно телолецитальные (с неравномерно распределенным желтком — рыбы, земноводные); резко телолецитальные (желток занимает большую часть, и лишь небольшой участок цитоплазмы на анимальном полюсе свободен от него — птицы).

В связи с накоплением питательных веществ, у яйцеклеток появляется полярность. Противоположные полюсы называются вегетативным и анимальным. Поляризация проявляется в том, что происходит изменение местоположения ядра в клетке (оно смещается в сторону анимального полюса), а также в особенностях распределения цитоплазматических включений (во многих яйцах количество желтка возрастает от анимального к вегетативному полюсу).

Яйцеклетка человека была открыта в 1827 году К.М. Бэром.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась – это был конец пары: “Что-то тут концом пахнет”. 8562 – | 8140 – или читать все.

194.79.20.246 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Яйцеклетка: размер, строение, развитие

Яйцеклетка — самая крупная клетка человеческого организма. Удивительная, самодостаточная, после оплодотворения способна сохранить, обеспечить необходимыми питательными ресурсами новую зарождающуюся жизнь. Продолжительность её жизни составляет от четырёх до семи дней с момента овуляции.

Строение

На примере изучения строения женской половой гаметы невольно задумываешься о мудрости, предусмотрительности природы. Отличительные особенности:

  • Самая крупная в человеческом организме. Размер яйцеклетки превышает размеры соматической клетки примерно в 5 раз, сперматозоида — в 3 раза, составляет примерно 0,1–0,15 мкм. Доказана связь фертильности (способности к оплодотворению) и размера клетки. Считается, что способность к оплодотворению у яйцеклеток большего размера гораздо выше.
  • Она неподвижна, тем самым обеспечивается наибольшая вероятность проникновения внутрь подвижного сперматозоида, возможность оплодотворения.

Развитие

Оогенез – этапы развития яйцеклетки, ооцит — ранняя стадия развития яйцеклетки, предшественник зрелой формы. Ооциты 1-го, 2-го порядка – последовательные стадии формирования половых клеток, заканчивающиеся появлением зрелой яйцеклетки. Клеточный цикл созревания, возникновения полноценной зрелой яйцеклетки значительно отличается от прочих клеточных циклов, что делает оогенез уникальным.

К моменту рождения девочки ооциты 1-го порядка полностью сформированы, их количество чётко определено, не меняется с возрастом.

Ооциты

Ооцит — незрелая женская гамета. Десятки миллионов клеток-предшественников 1-го порядка образуются у девочек на первых месяцах внутриутробной жизни, однако, практически все они погибают, за исключением трёх-четырёх сотен, остающихся на момент рождения.

  • Все ооциты 1-го порядка окружены фолликулярными клетками, образуют фолликулы яичников. Фолликулярные клетки способны самостоятельно воспроизводить гормонально активные вещества, содержат на поверхности рецепторы к эстрогену, фолликулостимулирующему гормону, способствуют превращению половых клеток 1-го порядка в клетки 2-го порядка, одновременно оказывают тормозящее влияние на их созревание.
  • Примерно за 40 лет фертильного возраста женщины созревает около 400 яйцеклеток, остальные погибают, постепенно подвергаясь дегенерации.
  • Более трёх миллионов ооцитов, имеющихся до рождения, гибнут в яичниках, не приступив к делению и созреванию.

От ооцита до зрелой формы

Весь цикл превращений половых клеток до момента оплодотворения можно представить следующим образом:

  1. К моменту рождения девочки уже имеется определённое количество фолликулов яичников, ооцитов 1-го порядка, имеющих полный набор хромосом. После рождения число фолликулов не увеличивается.
  2. По достижении периода половой зрелости, ооциты 1-го порядка получают способность к делению, результатом чего является формирование ооцита 2-го порядка, коренным образом отличающегося по набору генетического материала от своего предшественника — содержит 23 хромосомы.
  3. Во время овуляции результатом гормональных взаимодействий является разрыв капсулы фолликула, выход зрелой половой гаметы за пределы фолликула, готовность её к оплодотворению.

Возраст яйцеклетки

Зрелые яйцеклетки образуются из клеток-предшественников, количество которых определено уже к моменту рождения девочки. Каждый месячный цикл с первых месячных и до окончания периода фертильности, фолликулы яичников, разрываясь, освобождают одну яйцеклетку.

Все этапы развития, включая внутриутробный период, последующее созревание яйцеклетки, её размер, возраст — имеют важное значение для возможности зачатия здорового ребёнка.

Строение половых клеток, стадии развития яйцеклеток и сперматозоидов, оплодотворение

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.

Стадии развития 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.

Процесс оплодотворения

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.

Как устроена яйцеклетка человека

Тема оплодотворения человека во все времена занимает верхние позиции в поисковых запросах. А вот строение яйцеклетки, ее функции и развитие известны немногим. Но ведь эта клетка наряду со сперматозоидом является основой зарождающейся жизни. Узнаем больше об ее устройстве и о том, где она развивается в организме человека.

Яйцеклетка — это женская половая клетка, которая несет набор хромосом от матери.

Что это такое и как она устроена

Яйцеклетка — это половая гамета женщины, размер которой составляет около 110-180 мкм. Ее размер практически в два раза больше, чем диаметр сперматозоида у человека.

В общих чертах ее строение схоже с другими клетками человеческого организма. Она состоит из ядра, в котором находится гаплоидный набор хромосом (22 хромосомы передают наследственную информацию и одна X-хромосома, которая отвечает за пол ребенка).

Ядро яйцеклетки находится в цитоплазме, где располагаются мини-станции по производству энергии (митохондрии). Кроме этого, там содержатся специальные гранулы, которые отвечают за питание половой гаметы.

Внешняя оболочка цитоплазмы, представлена специальными белками, которые при проникновении одного сперматозоида активируются и меняют свое строение. Этот механизм не дает проникнуть к ядру более чем одному сперматозоиду.

Внешняя оболочка (лучистый венец), покрытая слоем микроворсинок, обеспечивает защиту и дополнительное питание всей половой клетки. На рисунке схематично представлены все её части и оболочки.

Ключевые функции данной клетки – это передача генетической информации от матери будущему ребенку. Без нее процесс оплодотворения просто невозможен.

Где и как происходит ее формирование у человека

Вопрос о том, сколько яйцеклеток у женщины не имеет практического значения. Потому что не так важно их количество, как то, сколько из них созревает и может стать началом новой жизни.

Их формирование и созревание происходит в яичниках женщины. Еще во внутриутробном периоде у девочки закладывается около миллиона этих клеток. Чем старше становится девочка, тем больше половых гамет погибает. К периоду полового созревания их остается около 400 тысяч.

В течение всего репродуктивного периода человека они продолжают гибнуть и в процесс созревания вступает не более 300 яйцеклеток. Поэтому количество детей, которые может зачать женщина ограничено.

Как происходит ее развитие

Процесс образования яйцеклеток человека происходит в фолликулах яичника. Так, в течение первой половины менструального цикла происходит рост, развитие и созревание одного (реже 2-3) фолликула в яичнике, который в середине цикла под действием гормонов разрывается и из него выходит яйцеклетка.

Зрелая яйцеклетка не может самостоятельно двигаться, но под действием сил перистальтики направляется в маточную трубу, а затем в матку. Это период от разрыва до перехода в матку называют овуляцией. Именно в это время женская половая гамета может быть оплодотворена сперматозоидом и превратиться при слиянии с ним в зиготу. Затем наступает дробление клеток зиготы, и она превращается в зародыш.

Вопросы к доктору

Вопрос: Как узнать количество яйцеклеток в организме человека?

Ответ: Для этого используют тест на антимюллеров гормон. Он показывает овариальный резерв яичников, т.е. сколько половых гамет женщины может быть оплодотворено в течение ее дальнейшей жизни.

Вопрос: Сколько яйцеклеток может быть в одном фолликуле?

Ответ: В каждом фолликуле содержится и созревает одна яйцеклетка. Но иногда происходит созревание не одного, а нескольких фолликулов. Тогда у женщины есть шанс зачать двойню или тройню.

Вопрос: Как часто обновляются эти клетки в женском организме?

Ответ: Они не обновляются. Поскольку их запас формируется с рождения девочки. С течением времени часть из них гибнет. А другая накапливает различные дефекты и мутации. Поэтому беременным женщинам после 35 лет уделяют пристально внимание. Ведь никто не знает какая половая гамета была оплодотворена: нормальная или генетически поврежденная.

Вопрос: В каком месте происходит оплодотворение и где начинается дробление зиготы?

Ответ: Формирование и развитие зародыша человека начинается в маточной трубе. Именно там обычно встречаются яйцеклетка и сперматозоид. Они сливаются и через несколько часов начинается дробление зиготы. Затем образовавшийся зародыш движется по маточной трубе и через 7-10 дней достигает тела матки, где он имплантируется в ее функциональный слой. Параллельно все это время его дробление продолжается.

Вопрос: Размер женской половой гаметы больше чем у других клеток человека?

Ответ: Половая клетка женщины имеет самый большой размер среди всех других клеток. Ее размер в два раза больше мужской половой гаметы и в несколько раз больше остальных клеток организма.

Вопрос: Дробление начинается сразу после слияния половых гамет?

Ответ: Практически да, дробление зиготы происходит уже через несколько часов после их слияния. Затем зародыш начинает двигаться по направлению к матке и его дробление продолжается все это время. После того как он имплантировался в тело матки, все эти процессы продолжаются.


Строение и развитие яйцеклетки

Яйцеклетка является высокоспециализированной клеткой, вы­полняющей единственную функцию – построение нового организма. В связи с этим она обладает уникальными особенностями строения.

Наиболее характерной чертой яйцеклетки является её большой размер. Как правило, яйцеклетка имеет сферическую или овальную форму. Диа­метр ее составляет: у человека и морского ежа – от 60 до 150 мкм, у лягушек и рыб от 1 до 2 мм, а у птиц и рептилий достигает нескольких сантиметров, в то время как величина соматической клетки в среднем около 20 мкм. Крупные размеры яйцеклеток обусловлены потребностью развивающегося зародыша в питательных веществах, которые сосредоточены в желтке.

В яйцеклетках, развитие которых протекает вне материнского организма, желток может занимать до 95% всего объема клетки, тогда как у млекопитающих, чьи зародыши развиваются внутриутробно и получают большую часть питательных веществ от организма матери, объем желтка составляет лишь 5% объёма всей клетки. Процесс образования желтка называется вителлогенезом. Он происходит по достижении овоцитом стадии диплотены профазы мейоза. Желток представляет собой смесь различных веществ, основным компонентом которой является белок вителлогенин. Он синтезируется в печени и в гонады поступает с кровью. Здесь он проходит между клетками, окружающими овоцит и попадает в его цитоплазму с помощью микропиноцитоза – отшнуровывания внутрь клетки мембраных пузырьков от основания микроворсинок. В цитоплазме белки упаковываются и накапливаются в виде окруженных мембраной дискретных гранул. По количеству желтка и его распределению в цитоплазме яйцеклетки подразделяются на нескольких типов:

1. Алецитальные – безжелтковые (у плоских червей).

2. Олиголецитальные – маложелтковые или гомолецитальные (изолециталь­ные) – желток распределен равномерно: а) первичные (ланцетник, моллю­ски); б) вторичные (млекопитающие).

3. Полилецитальные – многожелтковые: а) центролецитальные (членистоно­гие); б) телолецитальные: резко телолецитальные (птицы), умеренно телоле­цитальные или мезолецитальные (амфибии).

Важной специфической структурой яйцеклетки является наружная оболочка. Она представляет собой покров из особого вещества, содержащего густую сеть тонких нитей и состоящего из комплекса гликопротеинов – белки ZP. По происхождению эта оболочка является комплексной структурой, которую образует как сама яйцеклетка, так и окружающие ее клетки. Внутренний слой этой оболочки, непосредственно прилежащий к плазмалемме, называется у млекопитающих zona pellucida (блестящая оболочка). У других позвоночных ее часто называют вителлиновым слоем, так как через этот слой транспортируются белок вителлогенин. У человека zona pellucida подразделяется на два слоя: внутренний, богатый нейтральными гликозаминогликанами и наружный, содержащий преимущественно кислые гликозаминогликаны.

Эта оболочка защищает яйцеклетку от механических повреждений, а также служит видоспецифическим барьером для спермиев, т.е. через нее при оплодотворении могут проникнуть только спермии данного вида организма. Часто окружающие овоцит клетки, а также выстилка половых путей, по которым движется яйцеклетка, могут образовывать дополнительные оболочки на её поверхности. Эти оболочки могут быть разной консистенции: жидкие – студенистая (лягушка) и белковая (птицы), а также твердые (птицы).

Еще одной важной особенностью строения яйцеклеток является наличие в их цитоплазме кортикальных гранул. Они образуются в комплексе Гольджи. Их положение сначала не упорядоченно и они рассеяны по всей цитоплазме овоцита. Затем они мигрируют и располагаются непосредственно под плазмолеммой в виде особых секреторных пузырьков. При оплодотворении эти гранулы выбрасывают свое содержимое путем экзоцитоза, вследствие чего оболочка яйцеклетки изменяет свою структуру и другие спермии уже не могут проникнуть внутрь яйцеклетки. В это же время происходит интенсивная репликация митохондрий, количество которых быстро увеличивается. Во время дробления митохондрии будут лишь распределяться между бластомерами, так как до гаструляции новых митохондрий не образуется

Значительная часть яйцеклеток характеризуется высокой степенью ассиметрии. Это связано с тем, что все компоненты цитоплазмы яйцеклетки, как правило, располагаются неравномерно, т.к. большую часть занимают включения желтка. В связи с этим в яйцеклетке выделяют два полюса. Вегетативный – где располагается основная масса желтка и анимальный – где располагаются ядро и другие органеллы. К концу вителлогенеза цитоплазма овоцита становится стратифицированной (многослойной). Кортикальные гранулы, митохондрии и в некоторых яйцеклетках – пигментные включения располагаются на периферии клетки, образуя кортикальную зону овоцита. Во внутренней цитоплазме возникают четкие градиенты. Если желточные гранулы все более концентрируются у вегетативного полюса овоцита, то гранулы гликогена, рибосомы, эндоплазматический ретикулум, некоторая часть митохондрий, а так же ядро располагаются ближе к анимальному полюсу. Точный механизм формирования полярности пока неизвестен, однако имеются данные, что на локализацию различных веществ и структурных компонентов яйцеклетки важную роль оказывают компоненты цитоскелета. Полярность яйцеклетки во многом будет определять и полярность будующего эмбриона.

Процесс закладки, образования и развития яйцеклетки называется оогенезом. Первичные половые клетки (гонобласты) мигрируют в зачаток гонады и превращаются в овогонии, которые вступают в овогенез, состоящий из следующих стадий: размножения, роста и созревания.

1. Размножение – стадия, при которой овогонии делятся митозом и превращаются в овоциты 1 порядка.

2. Стадия роста – во время которой овоциты 1 порядка вступают в первое деление мейоза, однако в профазе 1 деления мейоз приостанавливается на разное время (от нескольких дней до нескольких лет). В этой фазе овоциты 1 порядка приобретают наружные оболочки и кортикальные гранулы, накапливают рибосомы, иРНК, желток, гликоген, липиды и готовятся к развертыванию программы развития.

3. Созревание – стадия, которая начинается лишь с наступлением половой зрелости и стимулируется особыми гормонами. Во время этой стадии овоцит 1 порядка завершает 1 деление мейоза. Однако образующиеся в результате этого деления клетки не равнозначны. Образуются 2 овоцита 2 порядка: один из них обычная клетка, а другой – так называемое полярное тельце, гораздо меньшего размера. В результате 2 деления мейоза из обычного овоцита 2 порядка образуется зрелая яйцеклетка и еще одно полярное тельце, а из маленького овоцита 2 порядка могут образоваться 2 полярных тельца, которые затем дегенерируют.

Дата добавления: 2015-11-05 ; просмотров: 1178 | Нарушение авторских прав

Строение и функции яйцеклетки.

Яйцеклетки неподвижны, т.к. имеют шарообразную или немого вытянутую форму; состоит из ядра, цитоплазмы, несколько оболочек; объём ядра меньше объема цитоплазмы; значительно крупнее соматической клетки. Открыта К.Бером в 1827 году.

Снаружи покрыта несколькими оболочками:

– внешняя – фолликулярная, образована клетками фолликулярного эпителия,

– внутренняя – блестящая, называется так благодаря оптическим свойствам. Пронизывающие оболочку выросты фолликулярные клетки контактируют с цитоплазмой.

– в центре яйцеклетки ядро с ядрышками, окруженное цитоплазмой. В цитоплазме огромное количество включений в виде желточных гранул, как запас питательных веществ, необходимый для развития зародыша.

Функции оболочек:

  1. Защитная;
  2. Обеспечивает необходимый уровень обмена веществ;
  3. Препятствует проникновению более одного сперматозоида;
  4. Способствует внедрению (имплантации) зародыша в стенку матки;
  5. Поддерживает форму ядра.

Размеры: у некоторых животных яйцеклетки настолько большие, что их видно невооруженным глазом – икринки рыб, земноводных, яйца птиц и пресмыкающихся.

У современных животных – у сельдевой акулы яйцо до 30 см и у страуса.

Небольшие размеры – у животных, у которых во время развития зародыша, он получает питательные вещества из материнского организма – высшие плацентарные животные.

Оболочки по происхождению: первичные, вторичные, третичные.

1.Первичная – производное цитоплазмы — желточная, характерна для всех животных.

2. Вторичная – за счет деятельности клеток, питающих яйцеклетку— хитиновые оболочки яиц членистоногих.

3. Третичная – возникает в результате деятельности половых желез самки: скорлупа, подскорлупа— белковая оболочка у яиц птиц и рептилий, а также студенистая оболочка у земноводных.

Строение яйца птицы.

В яйце различают желток, белок, подскорлупные оболочки и скорлупу. Желток составляет 32—36% общей массы яйца. В строении желтка отмечается выраженная слоистость. В центре желтка расположен бледно-желточный шар — латебра, состоящий из светлого желтка, который соединен тяжом с зародышем — бластодермой, расположенной на поверхности желтка в виде белого непрозрачного образования. Латебра последовательно окружена чередующимися слоями светлого и желтого желтка. Число таких слоев около 6. Периферическая часть желтка покрыта желточной оболочкой, отделяющей желток от белка. В желтке сконцентрированы все наиболее ценные в биологическом отношении вещества. В нем сосредоточены все липиды яйца, вое основные витамины и микроэлементы. Скорлупа состоит из смеси солей углекислого кальция и фосфорнокислых солей кальция и магния.

Типы яйцеклеток:

В зависимости от количества желтка и характер его распределения в цитоплазме различают несколько типов:

  1. Изолецитальная – небольшое количество желтка равномерно распределено по цитоплазме: первичноизолецитальные ( для яйцеклетки иглокожих, моллюсков), вторичноизолецитальные ( клетки млекопитающих).
  2. Алецитальные – без желтка. Питаются за счет фолликулярных клеток, характерно для млекопитающих.
  3. Телолецитальные – основная масса желтка скапливается в нижней вегетативном полюсе, в то время как ядро и цитоплазма в верней анимальной зоне, без желтка. Умеренотелолецитальные (желток погружен в цитоплазму, а не отделен от нее в виде отдельной массы – осетровые рыбы, земноводные). Резкотелолецитальные (желток полностью отделен от цитоплазмы, яйцеклетки птиц, и яйцекладущих млекопитающих)
  4. Центролецитальные – имеют желток, сосредоточенный в центре клетки, в то время как цитоплазма образует тонкий поверхностный слой, земноводные.

Оплодотворение.

Оплодотворение — процесс слияние женских и мужских половых клеток, в результате которого образуется оплодотворенная яйцеклетка – зигота.

  1. Активация яйца – побуждение развитию.
  2. Синкариогамия — образование диплоидного ядра в результате слияния гаплоидных ядер половых клеток, несущих генетическую информацию обоих родителей.

Для того чтобы произошло оплодотворение, сперматозоидам необходимо встретиться с яйцеклеткой. Осеменение – процесс встречи женских и мужских половых клеток.

Осеменение:

· Наружное – встреча сперматозоида и яйцеклетки во внешней среде (земноводные, рыбы).

· Внутреннее – сперматозоиды вводятся самцом в половые пути самки во время полового акта (обитатели суши, высшие позвоночные, рептилии, млекопитающие).

· Смешанное – спермий заключен в особый «пакет» – сперматофор, он попадает в воду, затем заглатывается клоакой самки, вследствие чего сперматозоиды оказываются внутри тела самки (хвостатые головоногие).

Оплодотворение у животных.

  1. Фаза сближения: в основе лежит выделение половыми клетками особых химических веществ – гамонов – активизирует их сближение, вырабатывание гамонов обуславливается избирательностью оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом того же вида. Яйцеклетки выделяют гиногамоны, а сперматозоиды – андрогамоны. Эти вещества действуют как система антиген – антитело по принципу комплементарности. Одни из этих веществ активизируются движениями сперматозоидов, другие способствуют их слиянию, а также растворяют их ядерную оболочку.
  2. Фаза проникновения: начинается с проникновение одного (моноспермия) или нескольких (полиспермия) сперматозоидов в яйцеклетку. Различают 2 способа проникновения:
  • 1 способ менее распространен: через микропили (проникающие отверстия в оболочке яйцеклетки, через которые проникают сперматозоиды), только для некоторых видов.
  • 2 способ – для большинства видов – проникновение сперматозоидов в результате акросомальной реакции, которая осуществляется в результате соприкосновения головки сперматозоида с поверхностью яйцеклетки.

При контакте с яйцеклеткой оболочка акросомы разрушается, из нее выбрасывается акросомная нить, а также выделяются ферменты, разрушающие оболочку яйцеклетки. Акросомная нить проникает через растворенную оболочку и сливается с мембранной яйцеклетки. В этом месте из цитоплазмы яйца образуется яйцевидный бугорок. Он захватывает ядро, центриоли, митохондрии сперматозоида и втягивают их внутрь яйца. После образования так называемой оболочки оплодотворенной клетки другие сперматозоиды уже не могут проникать в яйцо. Ядро сперматозоида набухает и приобретает черты интерфазного ядра. Такое ядро называется мужским пронуклеусом.

Фазы внутреннего оплодотворения моно разделить на 2 стадии:

  1. Стадия двух пронуклеусов – морфологически обособленные мужские и женские яйцеклетки. К этому времени яйцеклетка еще не завершила 2-ое мейотическое деление, поэтому в ней увеличивается вязкость, что препятствует быстрому сближению ядер.
  2. Синкарион – ядра мужское и женское тесно подходят друг к другу – происходит слияние ядер, образуется диплоидный синкарион (зигота). После образования синкариона зигота приступает к дроблению (митоз) и начинается эмбриональный период развития организмов – эмбриогенез.

Двойное оплодотворение растений и развитие половых клеток.

Процесс образование половых клеток у растений состоит из двух этапов:

Оплодотворение у цветковых растений представлено в формировании мужских и женских гаметофитах.

Основные этапы двойного оплодотворения:

  1. Образование мужских и женских гаметофитов.
  2. Опыление.
  3. Двойное оплодотворение и формирование семени.

Формирование гаметофита.

А) мужского гаметофита.

1. Микроспорогенез происходит в пыльниках тычинок. Тычинка представляет собой микроспорофиллы, состоит из тычиночной нити, на верхушке которой находится пыльник – микроспорангий – органелла, где происходит образование микроспор.

Состоит из 2-х частей. В микроспорангиях у материнской клетки (2n) в результате мейоза из одной диплоидной клетки образуется 4 гаплоидные микроспоры. После мейоза микроспоры покрываются двумя оболочками, внешняя – экзима, внутренняя – энтима.

2.Мегагаметогенез заключается в двух последовательных митотических делениях ядра микроспоры, в результате первого митотического деления образовываются 2 клетки вегетативная и генеративная. Второе митотическое деление претерпевает только генеративная клетка, из которой образуется 2 спермия. Таким образом формируется мужской гаметофит – рыльцевое зерно, состоящее из 3 гаплоидных клеток (1 вегетативная и 2 спермия).

Б) образование женского гаметофита

1)Мегаспорогенез происходит в завязи пестика. На внутренней поверхности завязи пестика располагаются семязачатки-мегаспорангии, в центральной части которых формируется мегаспора.

Состоит из: внешних покровов (интигументов) над верхним полюсом центральной части находится отверстие-пыльцевход (микропиле) и нуцеллуса (центральная часть), в которой образуется и прорастает женский гаметофит мегаспорангии и где происходит образование зародыша, он сообщается со стенкой завязи с помощью семяножки. В тканях семязачатка обособлена материнская клетка макроспоры(2n), из которой путем мейоза образуется 4 гаплоидных мегаспоры, из которых одна продолжает дальнейшее развитие и приводит к образованию женского гаметофита, а три отмирают.

Исходная клетка (мегаспора) претерпевает 3 митотических деления, причем кариокинез не сопровождается цитокинезом, в результате 3-х делений образуется 1 клетка, содержащая 8 гаплоидных ядер, то есть формируется женский гаметофит(зародышевый мешок). У каждого полюса остается по 3 ядра, а 2 ядра остаются в центре, затем они сливаются, образуя диплоидное ядро, вокруг каждого ядра формируется клеточная оболочка, таким образом, женский гаметофит состоит из 8 клеток: 3х клеток яйцевого аппарата (включая 1 яйцеклетку(nc) и 2 сопровождающие синергиды). Яйцевой аппарат находится у верхнего полюса гаметофита, на другом полюсе 3 клетки антиподы (nc), не участвующие в оплодотворении и позднее погибающие. В центре находится диплоидная клетка.

Опыление.

Предшествует оплодотворению. Опыление – перенос пыльцы с пыльников тычинок на рыльце пестика, бывает перекрестное и самоопыление.

Перекрестное – перенос пыльцы с пыльников тычинок одного растения на рыльце пестика другого растения, с помощью насекомых, ветра, воды. Встречается в природе чаще и обеспечивает генетическое разнообразие потомства.

Приспосабливание цветка: яркая окраска, запах.

Самоопыление – перенос пыльцы с пыльников тычинок на рыльце пестика одного цветка. Встречается редко.

Оплодотворение.

Оплодотворение предшествует прорастанию пыльцевого зерна и образованию пыльцевой трубки. Прорастание начинается с разбухания зерна и образования вегетативных клеток. Длинный отросток пыльцевой трубки достигает зародышевого мешка. По каналу пыльцевой трубки двигаются 2 спермия, образованные при делении генеративной клетки (пыльцевого зерна). Кончик пыльцевой трубки выделяет ферменты, размягчающие ткани рыльца и столбика в конечном итоге пыльцевая трубка через микропиле проникает в зародышевый мешок, при этом оболочки растворяются. Спермии сливаются с яйцеклеткой, образуется зигота, дающая начало зародышу семени. Второй спермий сливается с диплоидной центральной клеткой, образуя триплоидную ткань, дающую начало эндосперму.

Суть двойного оплодотворения: первый спермий сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу, из которой далее развивается зародыш семени; второй спермий сливается с центральной клеткой, образуя (3n) ткань, дающую начало эндосперму.

Данный процесс получил название двойного оплодотворения – оплодотворение у цветковых растений, при котором яйцеклетка оплодотворяется одним спермием, а диплоидное ядро центральной клетки другим спермием. Процесс открыт в 1898 г С.Г. Новашиным.

Биологическое значение:

1. Существенная экономия энергетических ресурсов, благодаря триплоидному эндосперму семяпочка не запасает питательные вещества впрок.

2. Более быстрый рост полиплоидной ткани ускоренное развитие зародыша.

Оплодотворённая яйцеклетка – семя; стенка завязи – околоплодник; завязь – плод. Количество семян = количеству семязачатков.

Формы размножения.

Размножение – способность живых организмов воспроизводить себе подобных для обеспечения непрерывности и преемственности жизни.

В основе классификации лежит тип деления клеток (митоз – бесполый, мейоз-половой)

  1. Бесполое размножение – различные формы и способы размножения организмов, характеризующиеся отсутствием полового процесса и без участия половых клеток.
  2. Половое размножение – различные способы размножения, при которых организм обычно развивается из зиготы, образовавшейся в результате слияния половых клеток.

Таблица№11. Сравнительная характеристика бесполого и полового размножения.

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-25; Нарушение авторского права страницы

Читайте также:  Когда пойдут месячные после выскабливания полости матки?
Ссылка на основную публикацию