19) Морфофункциональные и генетические особенности половых клеток. Оплодотворение, его биологическая сущность.

Яйцеклетка:

1)это крупная неподвижная или малоподвижная клетка

2)содержит гаплоидный набор однохроматидной хромосомы

3)объем цитоплазмы намного превышает объема ядра

4)по кол-ву желтка выделяют:

-алицетальные(почти нет желтка, для плацентарных млекопитающих)

-олиголецитальные(мало желтка, черви ланцетник)

-мезолецитальные(среднее кол-во, рыбы, земноводные)

-полилецитальные(много желтка, пресмыкающиеся, птицы, яйцекладущие)

5)по распределению желтка:

-изолецитальные(равномерное распределение, ланцетник)

-телолецитальные(у апикального полюса(умеренно(амфибии) и резко(птицы, пресмыкающиеся)))

-центролецитальные(в середине обособлено, насекомые)

Ф-ии:передача насл инфы от мат потомкам, обеспечение зародыша питательными веществами.

Сперматозоид:

1)мелкая подвижная клетка

2)содержит nc

3)объем ядра больше, чем объем цитоплазмы

4)выделяют головку шейку и хваостик

Ф-ии: передача насл инфы от отца к потомкам.

Оплодотворением называют процесс слияния сперматозоида и яйцеклетки, сопровождающийся объединением геномов отцовского и материнского организмов и завершающийся образованием зиготы. Различают наружное оплодотворение(рыбы,земноводные), когда половые клетки сливаются вне организма, и внутреннее(рептилии,птицы,млекопитающие), когда половые клетки сливаются внутри половых путей особи. Также существует перекрестное оплодотворение, когда объединяются половые клетки разных особей.;самооплодотворение – при слиянии гамет, продуцируемых одним и тем же организмом; моноспермия и полиспермия в зависимости от числа сперматозоидов, оплодотворяющих одну яйцеклетку(морские ежи).

Выделяют 3 этапа оплодотворения:

1)дистантное взаимодействие гамет(сближение гамет)-яйцеклетка вырабатывает особые БАВ, к которым сперматозоид обладает положительным хемотаксисом, т.е. движется по направлению увеличения концентрации этих веществ.

2)контактное взаимодействие гамет(проникновение сперматозоида в яйцеклетку)-сперматозоид взаимодействует с оболочкой яйцеклетки своей акросомой, выделяются ферменты, которые растворяют оболочку яйцеклетки и сперматозоид проникает внутрь, чаще только головка, затем яйцеклетка образует плотную оболочку, через которую не могут проникать другие сперматозоиды.

3)слияние мужских и женских ядер – в цитоплазме яйцеклетки происходит набухание ядер, удваивается ДНК, ядерная оболочка растворяется и на экваторе образованной зиготы выстраивается диплоидный набор двухроматидных хромосом. Образованная зигота готовится к дроблению.

20) Общая характеристика эмбрионального развития: зигота, дробление, гаструляция, гисто- и органогенез.

Эмбриональный период начинается с образования зиготы и заканчивается выходом развивающегося организма из яйцевых или зародышевых оболочек или рождением. По отношению к млекопитающим и человеку этот период называют антенатальным. Развивающийся организм в эмбриональный период питается за счет питательных веществ, накопленных яйцеклеткой, или за счет материнского организма.

1. Зигота – одноклеточная стадия развития зародыша. Образуется в результате слияния отцовской и материнской гамет. Имеет диплоидный набор хромосом, анимальный и вегетативный полюса, билатеральную симметрию. На этой стадии наблюдается активация обмена веществ с использованием энергии жиров и углеводов. Происходит дифференцировка цитоплазмы на участки, которые определяют развитие бластомеров в нужном направлении при формировании зародышевых листков и зачатков тканей и органов (цитоплазматическая сегрегация).

2. Дробление – ряд последовательных делений зиготы, заканчивающихся образованием многоклеточного однослойного зародыша - бластулы. Клетки, образующиеся в ходе делений, называются бластомеры. В основе деления бластомеров лежит митоз, однако в период интерфазы они не растут, поэтому размеры зародыша на стадии дробления соответствуют размерам зиготы.

У различных видов животных дробление происходит по-разному. Характер дробления зависит от количества желтка и его распределения в цитоплазме яйцеклетки.

Классификация яйцеклеток

А. По количеству желтка: Алецитальные (млекопитающие, в том числе и человек) – практически лишены желтка, Олиголецитальные (ланцетник) – содержат небольшое количество желтка, Мезолецитальные (амфибии и некоторые рыбы) – содержат среднее количество желтка, Полилецитальные (пресмыкающиеся и птицы) – содержат много желтка.

Б. По распределению: Изолецитальные (ланцетник, черви) – содержат небольшое количество равномерно распределенного желтка, Умеренно телолецитальные (амфибии) – содержат среднее количество желтка, который сосредоточен на одном полюсе клетки; на другом полюсе располагается ядро, Резко телолецитальные (птицы) – содержат много желтка, занимающего почти весь объем цитоплазмы, Центролецитальные (насекомые) – содержат много желтка, который окружает ядро толстым слоем.

Типы дробления и типы бластул:

1)Полное (голобластическое): равномерн синхронное-> цело- бластула (ланцетник), . неравномерн асинхронное-> амфи-бластула (лягушка), неравномерн асинхронноe-> бласто-циста (человек)

2)Неполное (меробластическое): дискоидальное асинхронное -> диско- бластула (птицы), поверхностное cинхронное->пери-бластула (насекомые).

Слой клеток, образующих стенку бластулы, называется бластодерма. Внутри бластулы имеется полость – бластоцель. У ланцетника бластула содержит 128 бластомеров.

3. Гаструляция – процесс преобразования однослойного зародыша (бластулы) в многослойный (двух- или трехслойный) – гаструлу.

Гаструляция подразделяется на два этапа:

1. Образование двухслойного зародыша.

2. Образование трехслойного зародыша.

1 этап. Преобразование однослойного зародыша в двухслойный в

природе может осуществляться четырьмя способами: инвагинация – впячивание клеток вегетативного полюса в бластоцель (ланцетник); эпиболия – обрастание: клетки одного из полюсов делятся быстрее, поэтому они обрастают бластулу с поверхности (птицы); иммиграция – выселение клеток бластодермы в бластоцель и их размножение (кишечнополостные); деляминация – расслоение: клетки бластодермы синхронно делятся, образуя два слоя (насекомые).

2 этап – образование трехслойного зародыша. Формирующиеся при гаструляции слои клеток называются зародышевыми листками. Наружный слой клеток – эктодерма, внутренний – энтодерма. Между ними располагается мезодерма. Полость гаструлы называется гастроцель. Вход в полость – первичный рот (бластопор).

Существует два способа образования мезодермы: телобластический и энтероцельный.

Телобластический – в области губ бластопора образуются крупные клетки – телобласты. Они делятся, и между эктодермой и энтодермой образуется третий зародышевый листок – мезодерма. Такой способ характерен для беспозвоночных.

Энтероцельный – по бокам от первичной кишки образуются выпячивания – карманы. Затем эти выпячивания отделяются от первичной кишки и разрастаются между эктодермой и энтодермой, образуя мезодерму. Такой способ характерен для хордовых.

4. Гисто - и органогенез – формирование из зародышевых листков тканей и органов:

- из эктодермы образуются: эпидермис кожи и его производные, нервная система, рецепторы органов чувств, эмаль зубов;

- из энтодермы – хорда, эпителий средней кишки, органов дыхания, пищеварительные железы, мочеполовая система.

- из мезодермы – скелет, мышцы, дерма кожи, кровеносная система, выделительная система, надпочечники и половые железы.

Жизнедеятельность зародыша в эмбриональный период обеспечивается провизорными органами.

У водных животных провизорным органом является желточный мешок, выполняющий кроветворную и питательную функции.

У наземных животных: желточный мешок (кроветворная и питательная функции); амнион с амниотической жидкостью (функция защиты и газообмена); аллантоис (первичный мочевой пузырь); серозная оболочка (функция защиты и газообмена).

У млекопитающих провизорными органами являются: пупочный канатик, плацента, ворсинчатый хорион.

В эмбриогенезе зачатки различных органов и тканей закладываются неодновременно. Существует следующая закономерность: раньше закладываются зачатки тех органов, которые раньше начинают функционировать.

Примеры. У хордовых головной конец тела раньше закладывается, чем хвостовой; спинной мозг раньше головного. У человека: верхние конечности закладываются раньше, чем нижние.