Чем осеменение отличается от оплодотворения кратко
Обновлено: 04.07.2024
В процессе гаметогенеза (образования половых клеток) выделают четыре этапа.
1. Период размножения характеризуется митотическим делением первичных половых клеток; при этом увеличивается их количество.
2. Период роста заключается в увеличении размеров клетки. В конце периода в интерфазе I происходит редупликация ДНК. Формула клетки становится 2n4с.
3. Период созревания (мейоз). Во время мейоза клетки делятся дважды.
4. Период формирования заключается в приобретении клеткой соответствующей формы и размеров, необходимых для выполнения специфических функций.
Вопрос 2. Опишите развитие мужских половых клеток; женских половых клеток.
В процессе образования мужских и женских половых клеток имеются некоторые отличия.
1. Период размножения. При сперматогенезе период размножения происходит в течение всего репродуктивного периода (у человека с 12-14 до б0-70 лет). При овогенезе период размножения первичных половых клеток завершается к моменту рождения женского организма. Их количество достигает 100 тыс., большая часть погибает. Остается около 8001000 клеток, которые после наступления половой зрелости поочередно приступают к дальнейшему развитию.
2. Период роста. При сперматогенезе рост непродолжительный, увеличение размеров клетки незначительное. Заканчивает рост клетка (2n4с) - сперматоцит 1 -го порядка.
При овогенезе рост продолжительный, происходит увеличение размеров клетки в десятки и сотни тысяч раз. В цитоплазме накапливается большое количество компонентов желтка, РНК и белков, необходимых для обеспечения процессов биосинтеза на ранних этапах развития зародыша, когда его собственная наследственная информация не используется. Кроме этого, образуются РНК, белки, гликопротеиды, являющиеся регуляторами активности генов. Они упорядоченно распределяются по цитоплазме, создавая анимально-вегетативный градиент. В результате образуется клетка (2п4с) - овоцит 1-го порядка.
3. Период созревания, или мейоз. При сперматогенезе в ходе 1 мейотического деления из сперматоцита 1-го порядка образуются две одинаковые клетки – сперматоциты 2-го порядка с формулой клетки 1n2c, а в результате 2 мейотического деления из каждого сперматоциты 2-го порядка образуются две одинаковые клетки (1n1c) – сперматиды.
При овогенезе в результате I мейотического деления из овоцита 1-го порядка образуется овоцит 2-го порядка и маленькая, почти лишенная цитоплазмы клетка - первое редукционное (направляющее) тельце. Формула клетки 1п2с. В результате II мейотического деления из овоцита 2-го порядка образуется крупная яйцеклетка и второе редукционное тельце. Первое редукционное тельце может разделиться надвое. Формула каждой клетки 1п1с. Вскоре редукционные тельца погибают. Биологический смысл образования редукционных телец заключается в необходимости сохранения всех запасов цитоплазмы, необходимых для обеспечения дальнейшего развития зародыша из яйцеклетки.
4. Период формирования. При сперматогенезе каждая сперматида дает начало одному сперматозоиду. Формула клетки 1n1с.
При овогенезе период формирования отсутствует.
Вопрос 3. Расскажите, как протекает период созревания (мейоз) в процессе сперматогенеза; овогенеза.
Мейоз в сперматогенезе протекает в несколько стадий (фаз). Между делениями имеются две интерфазы. Таким образом, мейотическое деление можно представить в виде серии следующих одно за другим событий, а именно: интерфаза I первое мейотическое деление (ранняя профаза I, поздняя профаза I, метафаза I, анафаза I, телофаза I) интерфаза II (интерокинез) второе мейотическое деление (профаза II, метафаза II, анафаза II, телофаза II). Процесс мейоза очень динамичен, поэтому микроскопические различия между разными стадиями отражают скорее не характер самих стадий, а скорее свойства хромосом на разных стадиях Интерфаза I характеризуется тем, что в ней происходит репликация хромосом (удвоение ДНК), которая к началу ранней профазы I почти полностью завершается.
Вопрос 4. Укажите отличия мейоза от митоза.
1. После митоза получается две клетки, а после мейоза – четыре.
2. После митоза получаются соматические клетки (клетки тела), а после мейоза – половые клетки (гаметы – сперматозоиды и яйцеклетки; у растений после мейоза получаются споры).
3. После митоза получаются одинаковые клетки (копии), а после мейоза – разные (происходит рекомбинация наследственной информации).
4. После митоза количество хромосом в дочерних клетках остается таким же, как было в материнской, а после мейоза уменьшается в 2 раза (происходит редукция числа хромосом; если бы её не было, то после каждого оплодотворения число хромосом возрастало бы в два раза; чередование редукции и оплодотворения обеспечивает постоянство числа хромосом).
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ
Вопрос 1. Чем половое размножение отличается от бесполого?
Сравнение полового и бесполого размножения
Вопрос 2. В чём заключается биологический смысл мейоза?
Биологический смысл мейоза заключается в том, что из одной материнской клетки с диплоидным набором хромосом образуется четыре гаплоидные клетки, таким образом количество хромосом уменьшается в два раза, а количество ДНК в четыре раза. В результате такого деления образуются половые клетки (гаметы) у животных и споры у растений.
Вопрос 3. Почему зрелые половые клетки одного организма несут разные комбинации генов?
При образовании половых клеток клетка проходит процесс, называемый мейозом, при котором происходит обмен некоторыми участками схожих генов в двух схожих хромосомах .Кроме того, при мейозе происходит уменьшение хромосом в 2 раза, что тоже немало важно при образовании половых клеток.
Вопрос 4. В чём состоят эволюционные преимущества полового размножения перед бесполым?
Огромное большинство животных, особенно форм, возникших сравнительно недавно, размножается половым путем, т. е. путем слияния мужских и женских гамет. Теоретики расходятся во мнениях относительно причин такого преобладания полового процесса. Поскольку половое размножение требует известных затрат, оно, очевидно, должно давать какие-то существенные преимущества. Для объяснения выдвигались следующие главные причины:
1) эволюционное преимущество для популяций, способных изменяться быстрее других благодаря половому размножению;
2) эволюционное преимущество, связанное с тем, что такой способ размножения облегчает видообразование (возникновение новых видов);
3) то, что отдельные родительские особи могут создавать разнообразие в своем ближайшем потомстве, облегчая ему адаптацию к непредсказуемым изменениям среды.
ПРОБЛЕМНЫЕ ОБЛАСТИ
Вопрос 1. Какие формы осеменения и оплодотворения вы знаете? В чём заключается биологический смысл бесполого размножения?
Можно выделить внутреннее и внешнее оплодотворение.
Бесполое размножение является древнейшим и самым простым способом размножения и широко распространено у одноклеточных организмов (бактерии, сине-зелёные бактерии, хлореллы, амёбы, инфузории). Этот способ имеет свои преимущества: в нём отсутствует необходимость поиска партнёра, а полезные наследственные изменения сохраняются практически навсегда. Однако при таком способе размножения изменчивость, необходимая для естественного отбора, достигается только за счёт случайных мутаций и потому осуществляется очень медленно.
Вопрос 2. Что, по вашему мнению, обусловливает партеногенетическое развитие организмов?
Партеногенез – это девственное размножение, одна из форм полового размножения организмов, при которой женские половые клетки (яйцеклетки, яйца) развиваются без оплодотворения. Таким образом, партеногенез — половое, но однополое размножение, возникающее в процессе эволюции раздельнополых и гермафродитных форм. Значение партеногенеза заключается в возможности размножения при редких контактах разнополых особей (например, на экологической периферии ареала), а также в возможности резкого увеличения численности потомства (что важно для видов и популяций с большой циклической смертностью). Возникновению партеногенеза способствует отдалённая гибридизация исходных форм, сопровождающаяся повышением жизнеспособности партеногенетических форм.
ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ
Вопрос 1. Какое значение для сельскохозяйственного производства имеет способность растений к вегетативному размножению?
Вегетативное размножение культурных растений применяется уже многие столетия. В современной практике используются эффективные методы культуры тканей (микроразмножение). Клональное микроразмножение основано на получении посадочного материала из клеток верхушечной меристемы (верхушек побегов). Этот метод позволяет из одного растения в течение года получать к нужному сроку несколько тысяч растений, обладающих признаками материнского и свободных от вирусной и другой инфекции. Таким образом получают посадочный материал овощных, плодовых и декоративных растений.
ЗАДАНИЯ
Вопрос 1. Воспроизведите в тетради схемы мейоза и гаметогенеза в целом.
Вопрос 2. Проведите сравнительный анализ процессов, происходящих в митозе и делениях мейоза.
Можно выделить ряд отличий мейоза от митоза.
1. В митозе одно деление, а в мейозе – два (из-за этого получается 4 клетки).
2. В профазе первого деления мейоза происходит конъюгация (тесное сближение гомологичных хромосом) и кроссинговер (обмен участками гомологичных хромосом), это приводит к перекомбинации (рекомбинации) наследственной информации.
3. В анафазе первого деления мейоза происходит независимое расхождение гомологичных хромосом (к полюсам клетки расходятся двуххроматидные хромосомы). Это приводит к рекомбинации и редукции.
4. В интерфазе между двумя делениями мейоза удвоения хромосом не происходит, поскольку они и так двойные.
5. После митоза получается две клетки, а после мейоза – четыре.
6. После митоза получаются соматические клетки (клетки тела), а после мейоза – половые клетки (гаметы – сперматозоиды и яйцеклетки; у растений после мейоза получаются споры).
7. После митоза получаются одинаковые клетки (копии), а после мейоза – разные (происходит рекомбинация наследственной информации).
8. После митоза количество хромосом в дочерних клетках остается таким же, как было в материнской, а после мейоза уменьшается в 2 раза (происходит редукция числа хромосом; если бы её не было, то после каждого оплодотворения число хромосом возрастало бы в два раза; чередование редукции и оплодотворения обеспечивает постоянство числа хромосом).
Осеменениемназывают выделение самцом семенной жидкости на кладку яиц или введение ее в половые пути самки Большинству водных животных и организмам, размножение которых неразрывно связано с водой, свойственно внешнее осеменение. Э ти животные в пеоиод раамноэкения выделяют половые продукты - яйцеклетки и сперматозоиды - в воду, где происходит оплодотворение. У животных, обитающих на суше, развиваются наружные половые органы, обеспечивающие перенос семенной жидкости из половых путей самца в половые пути самки, где и наступает оплодотворение. Это внутреннее осеменение. При осеменении всегда выделяется большое количество сперматозоидов.
Оплодотворение представляет собой процесс слияния сперматозоида с яйцеклеткой, в результате чего возникает диплоидная зигота; каждая пара хромосом в ней представлена одной отцовской и другой материнской. Сущность оплодотворения заключается в восстановлении диплоидного набора хромосом и в объединении наследственного материала обоих родителей, в результате чего потомство, соединяющее в себе полезные признаки отца и матери, более жизнеспособно.
Особенность оплодотворения у цветковых растений в отличие от животных состоит в том, что внем участвует не один, а два спермия, в связи с чем оно получило название двойного оплодотворения. Одна из форм полового процесса - конъюгация (инфузория). При этом две особи сближаются, образуют цитоплазматический мостик и через него обмениваются наследственным материалом. Количество особей при этом не увеличивается, но организмы-партнеры расходятся качественно обновленными. Их обновленный генетический материал передается затем потомству прн бесполом размножении. Другая форма полового процесса-копуляция: слияние в одну двух равных (либо неравных) по размерам клеток (свободножнвущие одноклеточные и колониальные жгутиковые). У некоторых животных организмов (плоские черви, членистояогие) яйцеклетки могут развиваться без оплодотворения. Такой вид размножений называют партеногенетическим.
Другие записи
Свойство организмов воспроизводить себе подобных, обеспечивающее непрерывность жизни, называется размножением. Половым называется размножение, при котором преемственность поколений в увеличение численности…
Свойство организмов воспроизводить себе подобных, обеспечивающее непрерывность жизни, называется размножением. Бесполое размножение характеризуется тем, что новая особь развивается из неполовых, соматических…
Онтогенезом называют совокупность процессов, протекающих в организме, с момента образования зиготы до смерти. Его подразделяют на два этапа: эмбриональный и постэмбриональный. Эмбриональный период Эмбриональным…
§ 31. Осеменение и оплодотворение у животных. Способы полового размножения животных
Осеменение и оплодотворение у животных
Как известно, половое размножение у животных сопровождается половым процессом в форме копуляции. При этом слияние яйцеклетки и сперматозоида с образованием зиготы называется оплодотворением. Сближение мужской и женской половых клеток перед оплодотворением называется осеменением. Процесс осеменения обусловлен совокупностью факторов, повышающих вероятность встречи половых клеток. К ним относятся: брачное поведение (брачные игры), половая активность самцов и самок, избыточная продукция сперматозоидов, крупные размеры яйцеклеток, выделение половыми клетками специфических веществ, способствующих их сближению.
У многих животных процессу оплодотворения предшествует специфическое брачное поведение половых партнеров. Самцы лягушек древесных, надув голосовые мешки, поют хором, чтобы привлечь самок. Самцы сверчков, саранчи, кузнечиков для привлечения самок издают стрекотание за счет трения одной части тела о другую. Самки комаров в период спаривания привлекают самцов характерным тонким писком, который издают крыльями. Самцы тритонов европейских в брачный период украшены спинным гребнем и похожи на маленьких разноцветных драконов. Самец рябчика воротничкового привлекает самок при помощи звуков, напоминающих барабанную дробь, которые он издает, стоя на пне и стуча крыльями.
В зависимости от того, где происходит процесс осеменения — в водной среде или половых путях самки, различают два способа оплодотворения: внешнее и внутреннее. Отличительные особенности этих способов представлены в таблице.
Таблица. Сравнительная характеристика внешнего и внутреннего способов оплодотворения у животных
Внешнее оплодотворение
Внутреннее оплодотворение
Не требуется встреча половых партнеров
Необходима встреча самца и самки
Необходимо большое количество половых клеток обоих типов
Не требуется большого числа женских половых клеток
Копулятивные органы отсутствуют
Имеются копулятивные органы
Мужские и женские половые клетки выделяются в окружающую среду
Мужские половые клетки вводятся в половые пути самки, где находятся женские половые клетки
Оплодотворение происходит в водной среде
Оплодотворение происходит в половых путях самки
Внешнее оплодотворение встречается у водных животных: многощетинковых червей, двустворчатых моллюсков, костных рыб, земноводных. Преимущество внешнего оплодотворения заключается в том, что оно приводит к образованию многочисленного потомства. Однако недостатком его является наличие экологических опасностей, значительно снижающих вероятность выживания потомства. Как известно, животные с внешним оплодотворением обычно не заботятся о своем потомстве.
Внутреннее оплодотворение характерно для наземных животных: плоских и круглых червей, брюхоногих моллюсков, паукообразных, насекомых, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих. Оно встречается у некоторых водных животных (многощетинковые черви, головоногие моллюски, хордовые рыбы). После оплодотворения у птиц и пресмыкающихся оплодотворенные яйца покрываются защитной оболочкой, устойчивой к потере воды и повреждениям. У млекопитающих эмбрионы развиваются в теле матери и от нее получают все необходимое для процессов жизнедеятельности. Кроме того, большинство птиц и млекопитающих продолжают заботиться о своих детенышах и после рождения, что значительно повышает выживаемость потомства.
Независимо от способа осеменения оплодотворение включает три этапа:
1) проникновение ядра сперматозоида в яйцеклетку;
2) слияние ядер сперматозоида и яйцеклетки с образованием ядра зиготы;
3) активизация зиготы к дроблению и дальнейшему развитию.
Установлено, что оболочка сперматозоида имеет специфические рецепторы, которые узнают химические вещества, выделяемые яйцеклеткой. Поэтому сперматозоиды способны к направленному движению к яйцеклетке. Неоплодотворенная яйцеклетка покрыта несколькими защитными оболочками, предохраняющими ее от неблагоприятных условий. При достижении сперматозоидом яйцеклетки в месте их контакта происходит растворение оболочек, и сперматозоид проникает в яйцеклетку.
После того как ядро сперматозоида проникает в яйцеклетку, под влиянием ее специфических ферментов происходит образование оболочки оплодотворения. Она препятствует доступу других сперматозоидов. Это обеспечивает слияние с яйцеклеткой только одного сперматозоида. Ядро сперматозоида продвигается к ядру яйцеклетки, набухает и сливается с ним — происходит процесс оплодотворения. В результате слияния ядер образуется оплодотворенная яйцеклетка — диплоидная зигота.
Активизация зиготы происходит закономерно: в ней изменяется интенсивность обмена веществ, повышается потребность в кислороде, начинается активный синтез питательных веществ. Клетка готовится к делению.
Понятие беременности подразумевает оплодотворение яйцеклетки, с чего зарождается новая жизнь в женских репродуктивных органах. Как до зачатия, так и в последующем в процесс развития плода постепенно задействуются все органы и системы женщины, создавая благоприятные условия для вынашивания.
Зам. заведующей эмбриологией, к.б.н.
Статья проверена заведующей эмбриологической лабораторией, кандидатом биологических наук Апрышко Валентиной Петровной.
- Условия оплодотворения
- Стадии оплодотворения
- Особенности процесса оплодотворения
- Нет времени читать?
Данная статья не может быть использована для постановки диагноза, назначения лечения и не заменяет прием врача.
Условия оплодотворения
Стадии оплодотворения
Процесс оплодотворения, управляемый гипоталамусом, проходит несколько этапов до формирования полноценного эмбриона:
Стадии оплодотворения
Эмбрион проходит в своем развитии несколько стадий:
- дробление — двигаясь по фаллопиевым трубам с помощью эпителиальных ресничек, зигота попадает в матку, где начинается митотическое деление, при котором увеличивается численность клеток зиготы (бластомеры), но уменьшаются их размеры. Деление может быть синхронным, когда клетки делятся одновременно и асинхронным. Бластомеры одинаковы, не связаны друг с другом, удерживаются блестящей оболочкой, в случае повреждения которой, эмбрион распадется на отдельные клетки или группы. В таких случаях изредка могут формироваться два или больше независимых идентичных эмбрионов, дающих начало развитию однояйцевых близнецов. Продолжительность процесса – до трех суток;
- дифференциация — у эмбриона появляется эмбриобласт (внутренний слой, клеточная масса) и трофобласт (наружный слой), обеспечивающий контакт между организмом матери и зародышем;
- морула — когда зигота прекращает деление, наступает стадия морулы – раннее развитие зародыша;
- бластула — когда в зародыше появляется полость, пузырь, он становится бластулой – окончательная стадия деления плодного яйца;
- гаструла (гаструляция) — у эмбриона образуются зародышевые пласты (листки) в виде эктодермы (наружного листка) и эндодермы (внутреннего листка);
- нейрула — у зародыша формируется нервная пластинка, замыкающаяся в нервную трубку;
- органогенез — завершающий этап процесса оплодотворения яйцеклетки, на котором образуются ткани и железы, впоследствии из них формируются органы и системы плода.
Как происходит имплантация эмбриона в эндометрий
Этапы имплантации
После оплодотворения яйцеклетки на 7–10 день наступает очередь важнейшего процесса – имплантации, если он не произойдет, то случится выкидыш еще до того, как факт беременности будет установлен.
Для надежного закрепления в эндометрии, трофобласт выбрасывает своеобразные отростки с питательной жидкостью, которые погружает в маточный слой. К этому времени прогестерон уже подготовил эндометрий к внедрению бластоцисты: слой стал достаточно толстым, чтобы окружить имплантированный эмбрион со всех сторон. В свою очередь трофобласт выделяет хорионический гонадотропин, стимулирующий желтое тело к продуцированию прогестерона и предотвращая наступление месячных. Если по каким-то причинам транспортировка зиготы в полость матки нарушена, то зародыш прикрепится в фаллопиевой трубе, то есть наступит внематочная беременность.
По религиозным и социальным представлениям после того, как сперматозоид оплодотворит яйцеклетку, начинается новая человеческая жизнь. Даже более 50% атеистов в России поддерживают данную версию, около 65% верующих, примерно 50% мужчин, 74% женщин.
Особенности процесса оплодотворения
Упрощенно схему оплодотворения яйцеклетки можно представить следующим образом. При естественном интимном контакте мужская семенная жидкость проникает во влагалище, среда которого в силу повышенного рН губительна для большинства сперматозоидов. Но наиболее жизнеспособные сперматозоиды попадают по цервикальному каналу в шейку, затем – в матку.
Мнение врача
Двигаясь против направления тока жидкости, сперматозоиды попадают в фаллопиевы трубы. Поскольку жидкость в трубах течет от яичника к матке, то спермии продвигаются от матки к половой железе. В трубе (в ампулярной части) уже находится яйцеклетка, вышедшая из фолликула, где и происходит оплодотворение, а именно, слияние ядер половых клеток мужчины и женщины. На этом этапе закладывается геном будущего ребенка. В некоторых случаях половая клетка может быть оплодотворена несколькими спермиями (полиспермия), что, как правило, обусловливает нежизнеспособность зиготы. Если процесса оплодотворения не происходит, то эндометрий (функциональный слой) отторгается и вместе с погибшей яйцеклеткой выводится наружу в виде менструации.
Врач репродуктолог, акушер-гинеколог
При использовании ВРТ половые клетки и эмбрион проходят те же этапы развития, кроме непосредственно слияния двух гамет, которое осуществляется в лабораторных условиях. Эмбрион также развивается в пробирке в стерильных условиях, пока не достигнет стадии имплантации.
Этапы естественного оплодотворения
У вас есть вопросы? Проконсультируйтесь с нашими опытными врачами и эмбриологами.
Читайте также: