Краткое содержание: Параграф §41 / Биология 10 класс

Процесс формирования половых клеток

Гаметогенез, происходящий в половых железах (гонадах), является фундаментальным биологическим процессом, который лежит в основе полового размножения. В его основе лежит мейоз, обеспечивающий образование гамет с гаплоидным набором хромосом ( \( 1n \) ), в отличие от диплоидного набора ( \( 2n \) ) у соматических клеток взрослого организма. Гаметогенез протекает последовательно в трех основных зонах (периодах) в гонадах: зона размножения, зона роста и зона созревания. В сперматогенезе выделяют также четвертую стадию — зону формирования.

• Зона размножения: Содержит первичные половые клетки (сперматогонии или оогонии) с диплоидным набором хромосом. Происходит интенсивное митотическое деление, увеличивающее число клеток. У самцов деление активизируется с половым созреванием, у самок закладка оогониев происходит еще в эмбриональном периоде.
• Зона роста: Деление клеток останавливается. Клетки (сперматогонии и оогонии) превращаются в сперматоциты 1-го порядка и ооциты 1-го порядка. Происходит накопление питательных веществ (например, желтка) и значительное увеличение размеров. Рост ооцитов более продолжителен, чем сперматоцитов.
• Зона созревания: Включает мейотическое деление, в результате которого формируются зрелые гаметы.

Сперматогенез — процесс образования мужских гамет (сперматозоидов):

Сперматогонии ( \( 2n, 2c \) ) митотически делятся. Затем они растут, становясь сперматоцитами 1-го порядка ( \( 2n, 4c \) ). Мейоз I дает два сперматоцита 2-го порядка ( \( 1n, 2c \) ). Мейоз II приводит к образованию четырех сперматид ( \( 1n, 1c \) ). В зоне формирования сперматиды проходят дифференцировку, превращаясь в подвижные сперматозоиды. Процесс непрерывен.

Оогенез — процесс образования женских гамет (яйцеклеток):

Оогонии ( \( 2n, 2c \) ) растут, превращаясь в ооциты 1-го порядка ( \( 2n, 4c \) ). Мейоз I и Мейоз II являются асимметричными делениями: образуется одна крупная клетка (ооцит 2-го порядка, а затем яйцеклетка) и три мелких полярных (направительных) тельца. Асимметрия гарантирует, что почти все питательные вещества достанутся яйцеклетке ( \( 1n, 1c \) ) для развития зародыша. У многих позвоночных второе деление мейоза завершается только после оплодотворения.

Ключевые отличия оогенеза от сперматогенеза: 1) из одного исходного оогония образуется 1 гамета, из сперматогония — 4; 2) оогенез начинается в эмбриональном периоде и может приостанавливаться, сперматогенез непрерывен с момента полового созревания; 3) оогенез завершается только после оплодотворения.

Строение гамет: Сперматозоид, открытый А. Левенгуком в 1677 году, является небольшой подвижной клеткой. Он состоит из головки (содержит ядро и акросому — пузырек с ферментами, производное аппарата Гольджи), шейки (с центриолями и митохондрией для энергии) и жгутика для движения. Яйцеклетка, открытая К. М. Бэром в 1827 году, — это крупная, неподвижная клетка, содержащая ядро, органоиды и большой запас желтка. Ее крупный размер и запас веществ необходимы для обеспечения питания зародыша на ранних стадиях развития. Размеры яйцеклеток сильно варьируются у животных, что зависит от особенностей их эмбриогенеза (например, они гораздо крупнее у птиц и рептилий).