Какие существуют виды оплодотворения. Оплодотворение у животных проходит четыре стадии

06.07.2023

ОПЛОДОТВОРЕНИЕ

Оплодотворение. Физиологический процесс слияния яйца и спермиев, в результате которого образуется новая клетка - зигота, называется оплодотворением. Зигота обладает двойной наследственностью и дает начало новому организму.
Оплодотворение происходит в верхней трети яйцевода и проходит четыре стадии. Первая стадия - освобождение яйцеклетки от фолликулярных клеток лучистого венца и разрыхление прозрачной оболочки под влиянием фермента гиалуронидазы, выделяемого спермиями. Для этого требуется участие большого числа спермиев (тысячи). Способность выделять гиалуронидазу получают спермин, прошедшие капацитацию в матке в течение нескольких часов. Смысл капацитации заключается в деблокировании акросомной реакции путем устранения фактора плазмы спермы, препятствующего выделению ферментов. Рассеивание клеток лучистого венца - не видовая особенность, и оно может происходить под влиянием спермиев самцов другого вида.

Этому процессу способствуют ворсинки слизистой оболочки яйцевода. Для оплодотворения необязательно полное освобождение яйцеклетки от клеток лучистого венца. Достаточно небольшого участка, чтобы спермии проникли через прозрачную оболочку яйцеклетки в околожелточное пространство. Избыточное количество спермиев не только приводит к очень быстрому разрушению лучистого венца, сильному разрыхлению прозрачной оболочки, но и к полному растворению яйца (цитолизу).

Вторая стадия - проникновение спермиев через прозрачную оболочку в околожелточное пространство. Этот процесс в видовом отношении более специфичен и происходит при участии трипсиноподобного фермента. В прозрачную оболочку яйцеклетки внедряется у коров и овец до 100 спермиев, у свиней - от 200 до 1000 спермиев, у кобыл - до 10 спермиев; треть их проникает в околожелточное пространство.

Третья стадия - проникновение одного, реже нескольких спермиев через желточную оболочку в плазму яйцеклетки. Эта стадия отличается высокой избирательностью. Спермии других видов, а также с низкой жизнеспособностью сквозь желточную оболочку не проходят. Внедрившись в цитоплазму, спермий претерпевает большие изменения. Головка отделяется от хвоста, и происходит формирование пронуклеусов с половинным набором хромосом.

Четвертая стадия - слияние пронуклеусов яйцеклетки и спермия, длится стадия 4-7ч. Образуется зигота, ядро содержит полный набор хромосом, свойственный данному виду. У мужских особей млекопитающих и женских особей у птиц одна пара хромосом состоит из одной короткой и одной длинной хромосомы. Эти две хромосомы непосредственно связаны с определением пола.

Для получения жизнеспособного плода имеет значение биологическая полноценность и возраст половых клеток, сроки нахож дения гамет в половых путях самок и др. Биологическая полноценность гамет определяется обменными процессами, происходящими в них, и зависит от возраста животных, условий их содержания и кормления.

У старых животных снижаются генеративная функция половых желез и качество половых клеток. Полноценное, сбалансированное кормление животных, активный выгул и содержание в светлых чистых помещениях способствуют профилактике бесплодия и повышению оплодотворяющей способности гамет.

Способность яйцеклеток к оплодотворению сохраняется в течение 2-6 ч после овуляции. У коров и овец наилучшим местом для сохранения (48 ч) спермиев в половых путях является шейка матки; у кобылы и свиньи - участки верхушек рогов матки при переходе в яйцеводы. Срок переживания спермиев в этом участке у кобылы 3-5 дней, у свиньи - 48-60 ч. Максимальная продолжительность жизни спермиев во влагалище у коров и овец 6 ч, кобыл - 5 ч. Воспалительные процессы во влагалище, шейке матки, в матке и яйцеводах отрицательно влияют на продолжительность жизни спермиев в половых путях самок всех видов животных, снижая ее в несколько раз.

Скорость продвижения спермиев в половых путях самки зависит от стадии охоты. Насыщение яйцеводов спермиями, необходимое для оплодотворения, происходит у коров через 2 ч, у овец - через 6-7 ч, у кобылы, свиньи, суки - через 30-60 мин после осеменения. Спермин движутся к месту оплодотворения благодаря присасывающей силе (вакууму) матки, яйцеводов и собственному движению.

Размножение – это процесс, который позволяет живым существам иметь потомство, непрерывно воспроизводить себе подобных, и следовательно, существовать виду. Оно бывает половым и бесполым. Простые клеточные организмы размножаются обычным делением клеток.

Половое размножение подразумевает слияние женских и мужских половых клеток различными способами. Для его осуществления необходимо предварительное созревание гамет (половых клеток), а затем требуются определенные условия для их встречи и слияния. Вследствие слияния половых клеток образуется зародыш (зигота), дальнейший рост и развитие которой дает возможность образоваться новому организму (потомству).

Виды полового размножения

Половое размножение осуществляется двумя способами: оплодотворение внутреннее и оплодотворение внешнее (наружное).

Оплодотворение внешнее

Оплодотворение внешнее предусматривает слияние половых клеток за пределами организма женской особи (самки). Ярким примером может служить оплодотворение у рыб, при котором самка мечет яйцеклетки (икру), а самец сперму (молоку) непосредственно в водоем и там же происходит их слияние.

Оплодотворение внешнее присуще большинству беспозвоночных водных животных и некоторым позвоночным (земноводные, моллюски, черви и пр). Оно требует для эффективности стечения многих внешних факторов, ведь сперматозоиды и яйцеклетки должны выбрасываться во внешнюю среду в одно время и в одном месте. Именно поэтому природа предусмотрела половые поведенческие реакции особей одного вида (например, сбор в определенных местах и время на нерест).

Кроме всего выше перечисленного, оплодотворение внешнее требует образования в организме самки и самца большого количества половых клеток для обеспечения успешного их слияния. Это обусловлено тем, что во внешней среде происходят большие их потери и расточительство, ведь большинство из них никогда не встретятся и просто погибнут. К примеру, лягушка озерная постоянно откладывает порядка 11 000 яйцеклеток (яиц), а рыба-луна около 30 миллионов.

Оплодотворение внутреннее

Любое дополнительное приспособление, которое может повысить вероятность встречи половых клеток особей разного пола, обеспечивает виду большую плодовитость, а следовательно, и выживаемость всего вида. Кроме того затраты, которые производит организм на выработку и созревание половых клеток в значительной мере снижаются.

Оплодотворение внешнее уступает внутреннему типу оплодотворения. Свое название внутреннее оплодотворение получило в связи с тем, что половые клетки мужского пола вводятся непосредственно в организм особи женского пола. Такой тип оплодотворения присущ видам, которые стоят на более высокой ступени эволюционного развития. Внутреннее оплодотворение предусматривает наличие у особей разных полов специальных приспособительных (половых) органов.

Чем выше ступень развития и эволюции, на котором стоит вид животных, тем больше дополнительных половых органов у них имеется. Это и дополнительные половые железы, органы (яйцеводы и пр.).

Примечателен тот факт, что количество образуемых половых клеток у самки напрямую зависит от степени её привязанности к потомству. Чем она выше, тем меньше яйцеклеток и, следовательно, потомков. На примере трески и африканской рыбы теляпии можно отследить эту закономерность наглядно. Первая мечет около 10 миллионов икринок за один раз и никогда больше не возвращается к месту кладки. Теляпия же во рту вынашивает икру в количестве не больше, чем 100 штук. Большинство млекопитающих вообще имеют всего несколько потомков, а их родительское поведение обеспечивает длительную заботу.

Оплодотворение у человека

Человек относится к видам, которым присуще только внутренне оплодотворение. Процесс оплодотворения происходит в маточных трубах, а оплодотворенная половая клетка, в дальнейшем продвигается по маточным трубам в полость матки.

Партеногенез – оплодотворение без оплодотворения

Еще один вид размножения – партеногенез. Его еще называют оплодотворением без оплодотворения. Он заключается в том, что дочерний организм развивается из генетического материала самой особи (неоплодотворенная яйцеклетка). Таким способом могут образоваться особи только одного пола. Партеногенез присущ пчелам, тле, некоторым низшим ракообразным, даже птицам (индейки) и скальным ящерицам.

В заключение обзорной статьи можно сделать выводы, что оплодотворение внешнее значительно уступает внутреннему оплодотворению и присуще низшим видам. Вместе с эволюционным развитием живых существ на земле и в воде происходило постепенное усовершенствование способов репродукции (продолжения рода). Ведь, как известно, чем больше здорового потомства производит на свет вид, тем больше у него шансов на выживание.

Цель : Развить понятие о размножении и оплодотворении как необходимом условии возникновении нового организма половым путем.

Учебно-воспитательные задачи урока: 1. Образовательные

сформировать понятия о формах полового размножения, участии половых желез в половом размножении животных;

познакомить с процессом оплодотворения и его видами.

2. Развивающие

развивать умение обосновывать роль полового размножения в эволюции организмов, их приспособленности к различным средам обитания, воспроизведении потомства;

формировать умения работать с таблицами, узнавать органы и системы органов на рисунках;

научить учащихся формулировать выводы;

развивать мышление ученика, речь.

3. Воспитательные

формировать мировоззренческие представления о проявлении заботы о потомстве у разных животных; сохранении многообразия живых организмов на планете.

4. Здоровьесберегающие

смена видов деятельности во время урока;

правильность осанки во время урока;

5. Эстетическое воспитание

показать красоту окружающего мира, многообразие организмов;

развивать наблюдательность детей.

Тип урока : изучение нового материала.

Вид урока : комбинированный, с использованием компьютерных технологий, таблиц, рисунков.

Структура урока : приветствие, настрой учащихся на урок, актуализация знаний, изучение нового материала, закрепление знаний, вывод.

Методы обучения : словесный, наглядный.

Приемы обучения : беседа, рассказ, наглядные объекты.

Дидактические задачи : учебные (работа с учебником, тетрадью, дополнительной литературой); экспериментально-познавательные; индивидуальная работа.

Оборудование :
1. Компьютер, проектор.
2.Таблицы: «Митоз», «Мейоз», «Строение половых клеток».

План урока:

I. Организационный момент.
II. Изучение нового материала.
1) Половое размножение как способ развития живых организмов.
2) Половые клетки, участвующие в процессе размножения.
3) Формы полового размножения.

4)Органы размножения позвоночных животных

5)Осеменение
6) Оплодотворение, его виды.
5) Биологическое значение полового размножения.
III. Закрепление знаний. Тесты.
IV. Рефлексия. Подведение итогов.

ХОД УРОКА:

I. Организационный момент ( приветствие, настрой учащихся на урок, определение задач урока)

II. Изучение нового материала.

НА ДОСКЕ: Тема урока « Размножение и оплодотворение у животных ». ( )
Учитель: Эволюционное развитие многоклеточных животных привело к возникновению колоссального количества форм на планете. Все они обладают основными признаками характерными для живого организма.
Вопрос классу: Назовите основные признаки живого. ( а,б)
Ответ учеников: Обмен веществ, питание, дыхание, рост и развитие, подвижность, выделение, размножение.
Учитель: Процессы размножения наблюдаются и на клеточном, и даже молекулярном уровне. Размножение клеток лежит в основе таких процессов, как рост, развитие, регенерация тканей и органов. Благодаря способности ДНК к размножению (самоудвоению) возможна передача наследственной информации от поколения к поколению.
Вопрос классу: Что такое размножение?

Размножение – способность живых организмов воспроизводить себе подобных, обеспечивая непрерывность жизни в ряду поколений. Учитель: Главным признаком размножения является увеличение числа молекул, клеток, органов, особей. Формы размножения сложны и разнообразны, но все их можно свести к двум основным способам размножения: половому и бесполому.

Бесполое размножение основано, на каком процессе ?- митоз .

А половое размножение ?- мейоз .
Учитель: Способность к самовоспроизведению – непременное условие сохранения вида. Продолжительность жизни каждой особи ограничена. В результате размножения одно поколение особей сменяет другое. В процессе эволюции основным способом размножения становится половой, который возможен благодаря развитию у обоих полов специальной системы.

Половое размножение как способ развития живых организмов.

Учитель: В половом размножении принимают участие две родительские особи, мужская и женская. Новые организмы быстрее и лучше приспосабливаются к изменяющимся условиям среды, более жизнестойки, т.к. обладают новыми генетическими комбинациями, несут новые признаки обоих родителей. ( )

Половое размножение - с пособ размножения в органическом мире, осуществляемый с помощью половых клеток – гамет. Результатом полового размножения является рождение потомства, обладающего новыми, по сравнению с родителями, генетическими комбинациями. ( Посмотрите на доску, прочитаем определение и запишем в тетрадь ).

Половые клетки, участвующие в процессе размножения.

Вопрос: Что лежит в основе всего живого на земле? Ответ: Клетка – основная структурная единица всего живого.
Учитель: В половом процессе принимают участие специальные клетки – гаметы , которые бывают двух типов: мужские (сперматозоиды) и женские (яйцеклетки). ( )

У вас на столах рисунки половых клеток. Используя информацию из учебника, вы должны подписать рисунки, т.е. из чего состоят половые клетки.
Сонина Н.И., Мамонтова «Общая биология 10-11 класс»: стр. 207-209 – половые клетки животных (самостоятельная работа ).

Вопросы для 3 групп:

В результате, какого процесса формируются половые клетки? – мейоза (таблица)

В чем проявляется различие в строении этих половых клеток?

В чем проявляется сходство в строении этих половых клеток?

Сперматозоид: 1.акросома, 2.ядро, 3.митохондрии, 4.центриоли, 5.хвостик

Яйцеклетка: 1.ядро, 2.желточные зерна.

СПЕРМАТОЗОИД – зрелая гаплоидная мужская половая клетка. Клетки мелкие, подвижные, состоящие из головки на заостренном конце располагается – специализированный пузырек – акросома, которая является производной аппарата Гольджи. Она заполнена специальным ферментом, разрушающий оболочку яйцеклетки. В шейке располагаются центриоли и многочисленные митохондрии, обеспечивающие энергией сперматозоид при его движении. Хвостик служит для движения сперматозоида, строение были открыты в 1617 году.
ЯЙЦЕКЛЕТКА или ЯЙЦО – гаплоидная, неподвижная, крупная женская половая клетка, содержащая ядро, все органоиды и много питательных веществ в виде желтка. У любого вида животных она значительно крупнее сперматозоидов. Питательные вещества яйцеклетки обеспечивают развитие зародыша на начальной стадии (у рыб, амфибий, млекопитающих) или на всем протяжении эмбриогенеза (у рептилий, птиц).

Формы полового размножения

В природе встречаются особи с различными формами полового размножения: (Слайд №5 )

обоеполые особи или гермафродиты . Особи, способные в своем организме

воспроизводить два типа половых гамет (мужские и женские), называются ОБОЕПОЛЫМИ (или гермафродитами). Представителями являются плоские (ленточные, сосальщики), некоторые кольчатые черви, кишечнополостные, моллюски; некоторые рыбы, ящерицы.

партеногенез , как одна из форм полового размножения. У некоторых животных

зародыш развивается из одной половой клетки, яйцеклетки, без оплодотворения, такая форма полового размножения называется ПАРТЕНОГЕНЕЗ. Представители: пчелы, осы, тли, ракообразные, земноводные. Самец медоносной пчелы оплодотворяет самку 1 раз в 4 – 5 лет, половые клетки в теле самки находятся в специальных кармашках – резервуарах, до тех пор, пока самка не будет готова. Из оплодотворенных яиц развиваются самки и самцы, а из неоплодотворенных – рабочие пчелы. Партеногенез бывает и у растений.

раздельнополые организмы . Виды животных, особи которых образуют только

мужские половые клетки (сперматозоиды) или только женские (яйцеклетки) – называются – РАЗДЕЛЬНОПОЛЫМИ.

Органы размножения позвоночных животных.

Половые железы женского организма – ЯИЧНИКИ. Яичники продуцируют половые клетки – ЯЙЦЕКЛЕТКИ. ( 6)
Половые железы мужского организма – СЕМЕННИКИ.
Семенники продуцируют мужские половые клетки – СПЕРМАТОЗОИДЫ.
Яйцеклетка и сперматозоид несут (n, гаплоидный) набор хромосом.
Вопрос: В результате, какого процесса формируются половые клетки? Т.е. как образуются гаплоидный набор хромосом у яйцеклеток и сперматозоид.

Ученик: в результате гаметогенеза. Образование женских половых клеток – оогенез или овогенез , а образование мужских половых клеток - сперматогенез (показать на таблице).

В определенное время года у животных начинает проявляться интерес к особи противоположного пола. Самки и самцы внешне не похожи друг на друга. Животные стараются привлечь к себе внимание. Ухаживание, танцы, пение активизируют работу половых желез. ( 7-17)

Самцы сверчков, саранчи, кузнечиков представляют собой стрекотание, возникающее за счет трения одной части тела о другую. Самки комаров в период спаривания привлекают внимание самцов характерным тонким писком, который издают крыльями.

2. В Австралии и Новой Гвинее обитают более 40 видов райских птиц, отличающихся необыкновенно роскошным оперением.

3.Самец манящего краба машет своей громадной клешней, отгоняя соперников и привлекая самок. Как и некоторые другие ракообразные, он может изменять свой цвет, бледнея или темнея в соответствии с ритмом приливов.

4.Самцы европейских тритонов украшены спинным гребнем и похожи на маленьких разноцветных драконов.

5.В брачный период усатый самец мандаринки выглядит очень впечатляюще: на голове у него хохол, по сторонам шеи свисают бакенбарды, а на крыльях имеются «паруса».

6.Самец воротничкового рябчика привлекает самок при помощи звуков, напоминающих барабанную дробь, которые он издает, стоя на пне и стуча крыльями.

7.Журавли любят танцевать – поодиночке, парами, группами. При этом они подпрыгивают, кружатся, вытягиваются, кланяются и подбрасывают в воздух прутики.

Осеменение

Оплодотворение предшествует осеменение - это процесс, обеспечивающий у животных встречу половых клеток яиц и сперматозоидов: ( 18)

1. Наружное осеменение (взаимодействие сперматозоида и яйцеклетки происходит во внешней среде: рыбы, бесхвостые амфибий).

2. Внутренне осеменение (введение семенной жидкости самцов, содержащий сперматозоиды, в половые пути самки: рептилий, птицы, млекопитающие).

3. Смешанное осеменение (выведение пакета – сперматофоры со сперматозоидами в водную среду с последующим его захватыванием клоакой самки: хвостатые амфибий).

Оплодотворение, его виды

Если пойдет СД - диск ДРОФА

Слияние половых клеток, гамет, называется ОПЛОДОТВОРЕНИЕМ. ( 19)
Образовавшаяся ЗИГОТА (оплодотворенная яйцеклетка) несет полный (2n, диплоидный) набор хромосом от обоих родителей.

Оплодотворение – процесс восстановление двойного набора хромосом, увеличение разнообразия генов у потомков.

ТИПЫ ОПЛОДОТВОРЕНИЯ:

НАРУЖНОЕ

ВНУТРЕННЕЕ

Наружное оплодотворение характерно для водных животных: рыбы, земноводные. ( ) В определенный период года яйцеклетки и сперматозоиды выметываются непосредственно в воду (на камни, стебли подводных растений). Соединение гамет становится делом случая (унесло течение, съедена другими животными, изменилась температура воды), поэтому, животные выметывают огромное количество икры от 200-300 тысяч до 10 мил. В основном икра мелкая, напоминающая студенистый шарик.

При внутреннем оплодотворении слияние яйцеклетки и сперматозоида происходит внутри самки. Такое оплодотворение требует согласованных действий. После брачного периода самки пресмыкающихся и птиц откладывают кладку яиц, о которых заботятся. ( 21 видеофрагмет ). А у млекопитающих развитие плода происходит в особом органе – матке, где зародыш и плод защищен от внешних воздействий. ( 22-23)

И в самых радостных краях

Не знаю ничего красивей

Достойной матери счастливой

С ребенком малым на руках

Т.Г.Шевченко.

Выводы:

Биологическое значение полового размножения

В половом размножении принимают участие две родительские особи

Половое размножение осуществляется с помощью специализированных клеток – половых

Оплодотворенная яйцеклетка – зигота – несет наследственные признаки обоих родителей

При слиянии гамет восстанавливается диплоидный набор хромосом

Потомство лучше приспосабливается к условиям окружающей среды и более жизнеспособна

III. Закрепление знаний.

Ответить на вопрос:

Какие формы полового размножения бывают?

Как называются половые железы самца и самки?

Назовите половые клетки мужского и женского организма. Какой хромосомный набор они несут?

Что такое оплодотворение? Какие типы оплодотворения существуют в природе? Приведите примеры животных с разными типами оплодотворения.

IV . Рефлексия .

На каком этапе урока вы пробовали применить свои знания?

Какое ощущение у вас в конце урока?

КРОССВОРД «ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ ЖИВОТНЫХ».

Процесс, воспроизведения себе подобных организмов.

Половые клетки.

Оплодотворенная яйцеклетка.

Мужская половая железа.

Слияние мужской и женской половой клетки.

Форма оплодотворения.

Женские половые железы.

Оплодотворение, при котором организм развивается в специальном органе – матке.

11)

22)

33)

44)

66)

77)

1. Половой способ размножения встречается у:

А) растений

Б) всех живых организмов

В) многоклеточных живых организмов.

2. К гермафродитам относятся:

А) дождевой червь

Б) амеба

В) заяц-беляк.

3. Наружное оплодотворение происходит у:

А) птиц, млекопитающих

Б) рыб, земноводных

В) пресмыкающихся.

4. Где происходит оплодотворение икры у земноводных:

А) в воде

Б) на суше

В) как в воде, так и на суше

5. Матка – это:

А) специальный орган размножения

Б) орган дыхания

В) орган выделения

6. Для сперматозоидов не характерно наличие:

А) Запаса питательных веществ

Б) Митохондрий

В) Гаплоидного ядра

7. Женская гамета образуется:

А) Спорангиях

Б) Яичниках

В) Семенниках

8. В результате оплодотворения образуется:

А) Гамета

Б) Яйцеклетка

В) Зигота

Вопросы гр. С

1. Объясните, почему при половом размножении появляется более разнообразное потомство, чем при вегетативном:

1)у потомства при половом размножении комбинируются признаки обоих родителей;

2)причина комбинативной изменчивости – кроссинговер, митоз и случайное сочетание гамет при оплодотворении;

3)при вегетативном размножении потомки сходны друг с другом, имеют большое сходство с родительским организмом, из соматических клеток которого они формируются.

2.Охарактеризуйте функции половых клеток.

1)обеспечивают преемственность поколений;

2)обеспечивают передачу наследственной информации и комбинацию признаков;

3)яйцеклетка обеспечивает развитие зародыша за счет питательных веществ, а большое число сперматозоидов повышает вероятность оплодотворения.

3.благодоря каким процессам обеспечивается постоянство числа, формы и размера хромосом от поколения к поколению? Ответ обоснуйте.

1)благодаря митозу, мейозу и оплодотворению. В процессе мейоза образуется гаметы с гаплоидным набором хромосом.

2)при оплодотворении в зиготе восстанавливается диплоидный набор хромосом.

3)рост дочернего организма происходит за счет митоза, обеспечивающего постоянство числа хромосом в соматических клетках.

БИОЛОГИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ

РАЗМНОЖЕНИЕ – способность живых организмов воспроизводить себе подобных, обеспечивая непрерывность и преемственность жизни в ряду поколений.

ТИПЫ РАЗМНОЖЕНИЯ – бесполое и половое.

БЕСПОЛОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ – размножение, происходящее без участия половых клеток, поддерживает существование вида, сохраняя его наследственные особенности.

Способы бесполого размножения – деление, фрагментация, клонирование, почкование.

ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ – способ размножения в органическом мире, осуществляемый с помощью половых клеток – гамет. Результатом полового размножения является рождение потомства, обладающего новыми, по сравнению с родителями, генетическими комбинациями.

ГАМЕТА – половая клетка, обеспечивающая передачу наследственной информации от одного из родителей потомству. Обладает гаплоидным набором хромосом.

ПОЛОВЫЕ КЛЕТКИ: а) ЯЙЦЕКЛЕТКА или ЯЙЦО – гаплоидная, неподвижная, крупная женская половая клетка.

б) СПЕРМАТОЗОИД – зрелая гаплоидная мужская половая клетка. Мелкие, подвижные клетки, состоящие из головки, шейки, хвоста.

ОПЛОДОТВОРЕНИЕ – слияние мужской половой клетки (сперматозоида) с женской (яйцом, яйцеклеткой), приводящее к образованию зиготы.

ЗИГОТА – оплодотворенная яйцеклетка содержащая диплоидный набор хромосом, из которой развивается новый организм .

ПОЛОВЫЕ ЖЕЛЕЗЫ: мужской организм – СЕМЕННИКИ,

Женский организм – ЯИЧНИКИ.

ФОРМЫ ОПЛОДОТВОРЕНИЯ : НАРУЖНОЕ, ВНУТРЕННЕЕ.

Но бывает такое, что рождаются дети с патологическими признаками, которые не передаются по наследству. Причины этого, может быть много. Это алкоголь, никотин, наркотические вещества, бытовые химические вещества (СМС), лекарственные препараты, рентгеновское облучение, нервные стрессы и т.д. - внешние мутагены, причинами которых являются различные нарушения строения хромосом или при созревании половых клеток, т.е. в мейозе, произошло нарушение расхождении хромосом или хроматид. ( 25-27)

Медико-генетическая консультация. ( 28)

В республике с 1990 г. Функционирует медико-генетическая консультация, где проводятся обследования семей с риском рождения детей с врожденными и наследственными заболеваниями. В 2001г. открыт Перинатальный центр матери и ребенка, а в 2007г. он назван Президентским перинатальным центром матери и ребенка, где появилось современное медицинское оборудование. Сегодня в центре могут выходить недоношенных детей весом 500 г как в Европейских странах.

В медико-генетическом отделении сегодня наследственные болезни изучаются на уровне ДНК. Раньше эти анализы проводились только в Москве или С-Петербурге.

Центр работает и экстракорпоральным оплодотворением. За время работы центра в Чувашии с помощью этого метода родились около 1000 детей. Первым ребенком из пробирки стала девочка. Сейчас ей 12 лет. Перинатальный центр ставит задачу, чтобы каждая женщина на ранних сроках беременности прошла медико-генетическую консультацию.

Половое размножение организмов связано с их морфологической и физиологической половой дифференциацией (половой диморфизм) и половым процессом.

Половой процесс характеризуется системой приспособительных механизмов:

образованием мужских и женских гамет,
их слиянием в процессе оплодотворения (сингамия),
объединением ядер (кариогамия),
синаупсисогомологивдных хромосом в мейозе и перекомбинацией наследственных факторов.

Цикл полового размножения охватывает период от момента формирования половых клеток до их нового воспроизведения в следующем поколении.

Оплодотворением принято называть побуждение яйца к развитию в результате кариогамии. Оплодотворение представляет собой процесс необратимый - оплодотворенное однажды яйцо не может быть оплодотворено вновь. Сингамия и кариогамия составляют сущность процесса оплодотворения. Однако у некоторых видов воспроизведение нового поколения осуществляется на основе только женской гаметы - яйцеклетки без оплодотворения (девственное размножение). В этом случае половое размножение также заканчивается созреванием гамет. Оба эти способа размножения могут чередоваться у одного и того же вида.

В процессе оплодотворения осуществляются следующие важные генетические явления, необходимые для существования вида:

восстановление диплоидного набора хромосом, а в пределах диплоидного набора - парности гомологичных (материнских и отцовских) хромосом, разошедшихся в мейозе в процессе образования половых клеток у родительских организмов;
обеспечение материальной непрерывности между следующими друг за другом поколениями;
объединение в одном индивидууме наследственных свойств материнского и отцовского организмов.

Для обеспечения оплодотворения необходимо одновременное созревание гамет материнского и отцовского организма. У перекрестноопыляющихся растений созревание мужских и женских половых клеток может не совпадать во времени, и это несоответствие служит приспособительным механизмом, препятствующим самоопылению. Возможно, что несоответствие во времени созревания половых клеток у разных полов одного вида является одним из путей возникновения перекрестного опыления.

Оплодотворение у животных

Процесс оплодотворения у животных можно разделить на несколько фаз.

Первая фаза начинается с того, что сперматозоид либо прикрепляется к любой точке поверхности яйца, либо проникает в нее через микропиле. Момент соприкосновения головки сперматозоида с яйцом является начальным в цепи химических реакций. Эту фазу называют фазой активации яйца . В норме активацию яйца вызывают сперматозоиды своего вида. В некоторых случаях (у червя Rhabdites monohystera) сперматозоиды могут активировать яйцо, но при этом мужское ядро не сливается с материнским. Такое явление называют псевдогамным оплодотворением .

Вторая фаза процесса оплодотворения начинается после проникновения в яйцо, одного, а у некоторых животных и нескольких сперматозоидов. Проникший сперматозоид «готовится» к слиянию с женским ядром и последующему митозу: ядро сперматозоида постепенно набухает и приобретает вид интерфазного ядра. Такое ядро называют семенным, или мужским, пронуклеусом .

К моменту соприкосновения сперматозоида с яйцом и проникновения его внутрь ядро яйцеклетки у разных животных может находиться на разных стадиях деления созревания. Ядро яйцеклетки, готовое к слиянию с ядром сперматозоида, называют женским пронуклеусом. Собственно оплодотворение, т. е. слияние отцовского и материнского пронуклеусов, возможно лишь после окончания мейоза.

Проникновение сперматозоида может происходить на стадиях:

ооцита I с покоящимся ядром
ооцита I в стадии метафазы I
ооцита II в стадиях мета — или анафазы II
зрелой яйцеклетки

У иглокожих и кишечнополостных сперматозоид может проникать в яйцеклетку после завершения мейоза. Такое оплодотворение называют оплодотворением типа морского ежа . После проникновения сперматозоида в яйцо его ядро вскоре соединяется с женским ядром; ядро зиготы приступает к первому делению - дроблению яйца.

У бесчерепных (ланцетник) и всех позвоночных проникновение сперматозоида в яйцеклетку происходит, как правило, во время метафазы II. У асцидий, двустворчатых моллюсков и ряда других животных сперматозоид проникает в яйцеклетку на стадии метафазы I, а у губок, аскарид и некоторых других животных - на стадии ооцит I, т. е. до наступления мейоза. Этот тип оплодотворения называют типом аскариды . Проникший в цитоплазму яйца сперматозоид «ожидает» в стадии покоя окончания второго мейотического деления яйца.

В акте оплодотворения два гаплоидных пронуклеуса сливаются в одно ядро. Кариогамия дает начало новому качественному процессу - развитию зиготы. Этот момент является кульминационным пунктом процесса полового размножения. В результате кариогамии, гомологичные хромосомы, разошедшиеся в мейозе предыдущего поколения, вновь воссоединяются в одном ядре зиготы.

Для понимания ряда важных генетических явлений необходимо знать, какие элементы сперматозоида проникают в яйцеклетку. Раньше считалось, что цитоплазма сперматозоида и ее органоиды не попадают в яйцеклетку. В настоящее время все больше накапливается фактов в пользу того, что в цитоплазму яйцеклетки у млекопитающих проникает не только головка (ядро) сперматозоида, но и его шейка и даже хвостовая часть. Если это подтвердится, то взгляды на роль цитоплазмы мужского организма в передаче его свойств потомству должны быть пересмотрены. Впрочем, генетических данных на этот счет пока нет; известны лишь факты передачи вирусных заболеваний.

Вместе с ядром сперматозоида в цитоплазму яйцеклетки проникает центриоль, которая через некоторое время образует центросферу, дающую начало веретену дробления.

Приведенное общее описание оплодотворения у животных в деталях может варьировать у разных видов. Вследствие этих изменений процесс оплодотворения у каждого вида может протекать специфично, препятствуя межвидовому скрещиванию.

Оплодотворение у растений

У растений так же, как и у животных, сущность оплодотворения сводится к слиянию двух гаплоидных ядер.

Оплодотворение у растений в принципе сходно с таковым у животных, однако существование у растений гаметофита привело к появлению у них и некоторых особенностей.

Цитологический механизм этого процесса у голосеменных был создан русским ботаником Н. Н. Горожанкиным в 1880 г., а у покрытосеменных - Е. Страсбургером в 1884 г. Е. Страсбургер охарактеризовал оплодотворение у покрытосеменных следующим образом:

процесс оплодотворения включает в себя слияние ядра мужской и женской гамет,
цитоплазма гамет не имеет отношения к оплодотворению,
ядро спермия и ядро яйцеклетки суть настоящие ядра.

Слияние спермия с ядром яйцеклетки и является собственно актом оплодотворения, в результате которого образуется зигота с диплоидным набором хромосом.

Выше было сказано, что микрогаметогенез завершается образованием двух спермиев, которые возникают или в пыльцевом зерне, или в пыльцевой трубке при прорастании пыльцевого зерна. Время начала прорастания зерен после попадания их на рыльце у разных растений варьирует в зависимости, от внешних условий и состояния рыльца и пестика. Так, например, у свеклы прорастание пыльцевых зерен начинается через 2 ч, у кок-сагыза - через 5 мин, а у кукурузы, сорго и других растений происходит почти немедленно.

Первым признаком прорастания пыльцевого зерна является увеличение его объема. Обычно из одного пыльцевого зерна образуется одна трубка, но у некоторых растений (мальвовые, тыквенные) из одного зерна образуется несколько трубок, однако полного развития достигает лишь одна из них. Характер роста пыльцевых трубок определяется наследственными свойствами растений. К. Корренсом у MeiaridrTum (дрёма) было обнаружено, что при одновременном прорастании на рыльце нескольких пыльцевых зерен скорость роста пыльцевых трубок нередко зависит от их числа: чем больше их, тем медленнее они прорастают, при этом наблюдается конкуренция.

Пыльцевая трубка, дорастая до микропиле, приходит в соприкосновение с той частью зародышевого мешка, где находится яйцевой аппарат - яйцеклетка и синергиды. Впрочем, у некоторых растений пыльцевая трубка подходит к зародышевому мешку через халазальную часть семяпочки.

Передвигающиеся по пыльцевой трубке по мере ее роста два генеративных ядра - спермия после разрыва трубки вместе с ее содержимым попадают внутрь зародышевого мешка. Спермин могут быть округлой, штопорообразной формы, иногда разрыхленные, с видимыми хромосомными нитями и др. Ядра их в этот момент, как правило, находятся в стадии телофазы. Из двух проникших в зародышевый мешок спермиев один спермий внедряется яйцеклетку и сливается с гаплоидным ядром последней. Слияние ядра спермия с ядром яйцеклетки является центральным моментом оплодотворения у растений.

У растений так же, как и у животных, готовность к слиянию мужского и женского ядер может быть различной. Условно можно считать, что у растений имеются два типа оплодотворения: тип сложноцветных, аналогичный типу морского ежа у животных, и тип лилейных, аналогичный типу аскариды. В первом случае (тип сложноцветных) ядро спермия проникает в зрелую яйцеклетку в состоянии незавершенной телофазы, растворяет оболочку ядра яйцеклетки и переходит в интерфазное состояние. Во втором случае (тип лилейных) спермий проникает в яйцеклетку, находясь на стадии поздней телофазы. Ядро спермия не проникает в ядро яйцеклетки, а остается лежать рядом с ним. Каждое ядро в дальнейшем начинает подготавливаться к делению обособленно, и объединение их хромосом происходит только на стадии метафазы первого митотического деления зиготы. В оплодотворенной яйцеклетке - в зиготе восстанавливается диплоидное число хромосом. Из зиготы развивается зародыш семени.

После оплодотворения у покрытосеменных растений развивается дополнительный эмбриональный орган - эндосперм, который представляет собой питательное депо зародыша. Начало развития эндосперма вторым оплодотворением. Второй спермий пыльцевой трубки, попадая в зародышевый мешок» сливается с диплоидным ядром центральной клетки зародышевого мешка. При этом образуется набор хромосом: два одинаковых набора хромосом материнского организма и один набор отцовского.

Слияние одного спермия с яйцеклеткой, а другого - с ядром центральной клетки называют двойным оплодотворением . Честь этого открытия, сделанного в 1898 г., принадлежит нашему соотечественнику С. Г. Навашину. Триплоидная природа ядер эндосперма впервые была установлена у скерды (Crepis) М. С. Навашиным в 1915 г.

Образование ткани, питающей зародыш, является особенностью растений. У животных эта функция возложена на запасные питательные вещества яйцеклетки и материнский организм, питающий зародыш через плаценту.

Одна из особенностей оплодотворения у растений, вытекающая из наличия у них двойного оплодотворения, представляет собой явление, называемое ксениями . Этот термин был предложен в 1881 г. В. Фоке. Смысл этого явления заключается в прямом влиянии пыльцы на признаки и свойства эндосперма. Например, имеются сорта кукурузы с желтым эндоспермом (желтые семена) и с белым эндоспермом (белые семена). Если женские цветки белозерного сорта опылить пыльцой желтозерного сорта, то, несмотря на то, что эндосперм развивается на растении белозерного сорта, окраска его будет желтой или бледно-желтой. Следовательно, ядро спермия способно изменить окраску эндосперма, ибо эта ткань так же как и ткань зародыша, гибридного происхождения.

Таков в самых общих чертах процесс оплодотворения у животных и растений. Однако он подвержен приспособительным изменениям в зависимости от особенностей строения половых клеток и биологии размножения, свойственных каждому виду животных и растений.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .