Характеристика половых клеток животных

Гаметы — высокодифференцированные клетки. Они предназначене для воспроизведения живых организмов.

Основные отличия гамет от соматических клеток:

1. Зрелые половые клетки имеют гаплоидный набор хромосом. соматические клетки имеют диплоидный набор. Например, соматические клетки человека содержат 46 хромосом. зрелые гаметы имеют 23 хромосомы.

2.У половых клеток изменено ядерно-цитоплазматическое соотношение. В женских гаметах объем цитоплаз­мы во много раз превышает объем ядра. в мужских клетках имеется обратная закономерность.

3. Гаметы имеют особый метаболизм. в зрелых половых клетках про­цессы ассимиляции и диссимиляции замедленны.

4. Гаметы различны между собой и эти различия обусло­влены механизмами мейоза.

Гаметогенез

Сперматогенез — развитие мужских половых клеток. диплоидные клетки извитых канальцев семенников превращаются в гаплоидные сперматозоиды (рис. 1). Сперматогенез вклю­чает 4 периода: размножения, роста, созревания, формирования.

1. Размножение. Исходный материал развития сперматозоидов — сперматогонии. клетки округлой формы с крупным, хорошо окра­шивающимся ядром. содержит диплоидный набор хромосом. Сперматогонии быстро размножаются митотическим де­лением.

2. Рост. Сперматогонии образуют сперматоциты пер­вого порядка.

3. Созревание. В зоне созревания происходит два мейотических деления. Клетки после первого деления созревания называются сперматоцитами второго порядка. Затем идет второе деление созревания. происходит редукция диплоидного числа хромосом до гаплоидного. образуется по 2 сперматиды. Следовательно, из одного диплоидного сперматоцита пер­вого порядка образуются 4 гаплоидные сперматнды.

4. Формирование. Сперматиды постепенно превращаются в зрелые сперматозоиды. У мужчин выход сперматозоидов в полость семенных канальцев начинается после наступления по­ловой зрелости. Он продолжается до затухания деятельности поло­вых желез.

Овогенез — развитие женских половых клеток. клетки яичника — овогонии превращаются в яйцеклетки (рис. 2).

Овогенез включает три периода: размножение, рост и созревание.

1. Размножение овогоний, так же как и сперматогоний, происходит путем митоза.

2. Рост. Во время роста овогонии превращаются в овоциты первого порядка.

Рис. 2. Сперматогенез и овогенез (схемы).

 

3. Созревание. как и при сперматогенезе, идут друг за другом два мейотических деления. После первого деления образуются две клетки, различные по своей величине. Одна большая — овоцит второго порядка и меньшая — первое направительное (полярное) тельце. В результате второго деления из овоцита второго порядка также образуются две нерав­ные по размерам клетки. Большая — зрелая яйцевая клетка и маленькая — второе направительное тельце. Таким образом, из одного диплоидного овоцита первого порядка об­разуется четыре гаплоидные клетки. Одна зрелая яйцеклетка и три по­лярных тельца.. Этот процесс протекает в маточной трубе.

Мейоз

Мейоз — биологический процесс в период созревания половых клеток. диплоидные яйцеклетки делятся непрямым путем. в результате образуются гаметы с гаплоидным набором хромосом.

Мейоз включает первое и второе мейотическое деление.

Первое мейотическое деление (редукционное). Первому делению предшествует интерфаза. в ней происходит синтез ДНК. Однако профаза I мейотического деления отличается от профазы митоза. Она состоит из пяти стадий: лептотена, зиготена, пахитена, диплотена и диакинез. Поэтому профаза первого деления является наиболее сложным и длительным эта­пом мейоза.

В метафазе первого деления хромосомы, соединенные в бивалентах, располагаются по экватору.

В анафазе I про­исходит расхождение к полюсам клетки гомологичных хромосом из каждой пары, а не хроматид. В этом принципиальное отличие от аналогичной стадии митоза.

Телофаза I. Происходит формирование двух клеток с гаплоидным набором хромосом (например, у человека – 23 хромосомы). однако количество ДНК сохраня­ется равным диплоидному набору.

Второе мейотическое деление (эквационное). Сначала идет ко­роткая интерфаза. в ней синтез ДНК отсутствует. Затем следуют профаза II и метафаза II. В анафазе II расходятся не гомологичные хромосомы, а только их хроматиды. Поэтому дочерние клетки остаются гаплоидным. ДНК в гаметах - вдвое меньше, чем в соматических клетках.

Биологическое значение мейоза: