Гаметогенез. Двойное оплодотворение цветковых растений

Гаметогенез

Гаметогенез – развитие половых клеток, образование гамет.

Клетки зачаткового эпителия в ♂ и ♀ половых железах (гонадах) претерпевают ряд последовательных митозов и мейозов, называемых гаметогенезом, в результате чего образуются зрелые

♂ гаметы – сперматозоиды → сперматогенез и

♀ гаметы – яйцеклетки → овогенез (оогенез).

В обоих случаях процесс включает 3 фазы:

 - фаза размножения,

 - фаза роста,

 - фаза созревания.

Фаза размножения включает многократные митотические деления, приводящие к образованию сперматогоний или оогоний.

Каждая из них проходит фазу роста, в результате – сперматоцит I порядка или ооцит I порядка.

В фазе созревания происходит мейоз I и мейоз II с последующей дифференцировкой гаплоидных клеток и формированием зрелых гамет.

Сперматогенез

Ф. размножения	2n4с	сперматогонии	2n2с
Ф. роста		сперматоцит I порядка	2n4с
Ф. созревания	мейоз I	сперматоцит II порядка	n2с
	мейоз II	сперматиды	nc
	спермиогенез	сперматозоиды (спермии)	nc

Процесс образования сперматозоидов у человека занимает 70 дней.

В зоне размножения в сперматогенной ткани в результате митоза образуются многочисленные 2n клетки – сперматогонии.

В зоне роста сперматогонии незначительно увеличиваются в размерах, и из каждой клетки развивается сперматоцит I порядка, имеющий 2n набор хромосом. Здесь протекает интерфаза перед мейозом.

В зоне созревания в процессе мейоза I образуются 2 сперматоцита II порядка, а затем в мейозе II – 4 гаплоидные клетки – сперматиды.

Все четыре клетки одинаковы по величине, созревают и образуют 4 сперматозоида.

1 – головка.

2 – шейка.

3 – промежуточный отдел.

4 – жгутик.

ОВОГЕНЕЗ (ООГЕНЕЗ)

Ф. размножения	2n4с	оогонии	2n2с	внутри-утробное развитие
Ф. роста		ооцит I порядка	2n4с	рождение
Ф. созревания	мейоз I	ооцит II порядка и направительное тельце	n2с	до овуляции
				овуляция
	мейоз II	яйцеклетка и направительное тельце +2 направительных тельца	2n2с	оплодотворение

В отличие от образования сперматозоидов, которое начинается у мужчин только при половом созревании, образование яйцеклеток у женщин начинается еще до их рождения и завершается для каждой данной яйцеклетки только после ее оплодотворения.

Во время развития плода в зоне размножения в оогенной ткани в результате митоза образуются многочисленные диплоидные клетки – оогонии.

В зоне роста каждая оогония усиленно растет, проходит интерфазу и превращается в ооцит I порядка, который остается на стадии профазы I до самой овуляции (выход яйцеклетки из яичника).

В зоне созревания перед овуляцией ооцит I порядка претерпевает мейоз I, образуя гаплоидный ооцит II порядка и первое полярное (направительное) тельце. Мейоз II доходит до метафазы, но не продолжается до тех пор, пока ооцит II порядка не сольется со сперматозоидом. При оплодотворении ооцит II порядка довершает мейоз II, образуя крупную клетку – яйцо и второе полярное тельце.

Таким образом, образуется одна крупная гаплоидная  яйцеклетка с запасом питательных веществ и 3 мелкие гаплоидные клетки – направительные тельца, которые служат только для равномерного распределения хромосом в мейозе и затем погибают.

Строение яйцеклетки:

1 – ооцит II порядка.

2 – corona radiatа (лучистый венец, фолликулярные клетки).

3 – zona pellucida (прозрачная, блестящая оболочка).

Типы яйцеклеток

Алецитальные	Гомолецитальные	Телолецитальные	Центролецитальные
Желтка мало, распределен неравномерно.	Желтка много, распределен равномерно.	Желтка много, сосредоточен у вегетативного полюса.	Желток в центре клетки.
Млекопитающие, плоские черви.	Иглокожие.	Рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы.	Насекомые.

Оплодотворение

Оплодотворение – процесс слияния яйцеклетки и сперматозоида, при котором восстанавливается диплоидный набор хромосом, в результате возникает одноклеточная стадия развития организма – зигота (оплодотворенная яйцеклетка).

Оплодотворению предшествует осеменение:

– наружное осеменение (взаимодействие сперматозоидов и яйцеклеток происходит во внешней среде: рыбы, бесхвостые амфибии);

– внутреннее осеменение (введение семенной жидкости самцов, содержащей сперматозоиды, в половые пути самки: рептилии, птицы, млекопитающие);

– смешанное осеменение (выведение самцами пакета-сперматофора со сперматозоидами в водную среду с последующим их захватыванием клоакой самками: хвостатые амфибии).

Оплодотворение:

1. Проникновение сперматозоида через оболочку яйцеклетки – слияние гамет.
2. Слияние ядер гамет, объединение наследственной информации.

Условия оплодотворения:

1. Одновременное созревание мужских и женских гамет.
2. Своевременная доставка мужских гамет к женским.
3. Генетическая совместимость гамет.

Биологическое значение оплодотворения:

1. Обеспечивает преемственность признаков в ряду поколений.
2. Обеспечивает длительное сохранение вида в природе.
3. Обеспечивает комбинативную изменчивость.