Что такое оплодотворение в биологии

Строение половых клеток, стадии развития яйцеклеток и сперматозоидов, оплодотворение

Что такое оплодотворение в биологии

Половое размножение встречается у представителей всех типов растительного и животного мира. Оно связано с образованием особых половых клеток: женских — яйцеклеток и мужских — сперматозоидов.

Для половых клеток (гамет) характерно одинарное (гаплоидное) число хромосом (см. Мейоз). Кроме того, они отличаются соотношением объемов цитоплазмы и ядра (по сравнению с соматическими клетками).

Строение мужской половой клетки (сперматозоид)

Мужские половые клетки — сперматозоиды — обычно очень мелкие и подвижные. Типичные сперматозоиды состоят из головки, шейки и хвоста.

Головка почти целиком состоит из ядра, покрытого тонким слоем цитоплазмы. Самый передний ее участок заострен, покрыт колпачком.

Шейка сужена, в ней находятся центриоль (составная часть клеточного центра) и митохондрии.

Хвост сперматозоидов состоит из тончайших волокон, покрытых цитоплазматическим цилиндром: он является органоидом движения.

Общая длина сперматозоида, включая головку, шейку и хвост, у млекопитающих и человека составляет 50-60мкм. Характерно, что сперматозоиды образуются обычно в огромных количествах (у млекопитающих их в течение жизни созревает сотни миллионов).

Строение женской половой клетки (яйцеклетка)

Строение яйцеклетки

Женские половые клетки (яйцеклетки) неподвижны и, как правило, крупнее сперматозоидов. Обычно они имеют шаровидную форму и разнообразное строение оболочек. У млекопитающих размеры яйцеклеток сравнительно небольшие и составляют 100-200мкм в диаметре. У других позвоночных (рыб, амфибий, рептилий, птиц) яйцеклетки крупные. В цитоплазме они содержат огромное количество питательных веществ.

У птиц, например, яйцеклеткой является та часть яйца, которая обычно называется желтком. Диаметр яйцеклетки курицы составляет 3-3,5см, а у таких крупных птиц, как страусы, — 10-11см. Эти яйцеклетки покрыты несколькими оболочками сложного строения (слой белка, подскорлуповая и скорлуповая оболочки и др.), которые обеспечивают нормальное развитие зародыша.

Количество образующихся яйцеклеток обычно значительно меньше, чем количество сперматозоидов. Например, у женщины в течение жизни созреет около 400 яйцеклеток.

Строение мужских и женских половых клеток растений описано здесь.

Развитие яйцеклеток и сперматозоидов

Созревание и развитие половых клеток называется гаметогенезом. У животных и человека он происходит в половых железах: яйцеклетки развиваются в яичниках, а сперматозоиды — в яичках.

Стадии развития

Процессы развития мужских половых клеток (сперматогенез) и женских половых клеток (овогенез) имеют ряд сходных черт. И в яичнике, и в яичках различают три разных стадии:

  • Стадии размножения;
  • стадии роста;
  • стадии созревания половых клеток.

Стадии развития половых клеток

На первой стадии сперматогонии и овогонии (клетки — предшественники сперматозоидов и яйцеклеток) размножаются митотическим путем и число их увеличивается.

У мужчин митотическое деление сперматогоний начинается в период полового созревания и продолжается десятки лет. У женщин деление овогоний происходит только в эмбриональный период их жизни и заканчивается еще до рождения. У животных деление этих клеток зависит от сроков и периодов размножения.

Во второй стадии сперматогонии и овогонии перестают размножаться, начинают расти и увеличиваться в размерах, превращаясь в первичные сперматоциты и овоциты. Особенно значительно возрастают размеры у овоцитов. Например, у лягушек линейные размеры овоцита больше в 2 тыс. раз, чем у овогонии. Это связано с тем, что в них накапливаются питательные вещества, необходимые для развития зародыша.

Наиболее важные изменения происходят с будущими половыми клетками на третьей стадии созревания. Здесь проявляются и существенные отличия между спермато- и овогенезом. В этой зоне первичные овоциты дважды делятся путем мейоза. При первом мейотическом делении образуется крупный вторичный овоцит и мелкая клетка— первичный полоцит (первое полярное, или направительное, тельце).

При втором мейотическом делении вторичный овоцит делится на крупную незрелую яйцеклетку и мелкий вторичный полоцит (второе полярное тельце). Первичный полоцит тоже может разделиться еще на два полоцита.

Таким образом, в результате двух мейотических делений из одного первичного овоцита получается 4 клетки с гаплоидным набором хромосом — незрелая половая клетка (которая превращается в зрелую яйцеклетку) и три полоцита, которые в дальнейшем погибают.

При сперматогенезе первичный сперматоцит в зоне созревания тоже дважды делится путем мейоза. Но при этом возникают 4 одинаковых гаплоидных сперматиды. В дальнейшем они путем сложных преобразований (изменения формы, развития хвоста) превращаются в зрелые сперматозоиды.

Оплодотворение

Оплодотворение — это процесс слияния ядер сперматозоида и яйцеклетки и восстановление диплоидного набора хромосом. Оплодотворенная яйцеклетка носит название зиготы. Образование зиготы происходит только при проникновении сперматозоида в яйцеклетку.

Процесс оплодотворения

Этот процесс у разных организмов осуществляется неодинаково. У млекопитающих проникновение сперматозоида в яйцеклетку сопровождается растворением ее оболочки при помощи различных ферментов, выделяемых сперматозоидом.

У многих насекомых яйцеклетки имеют плотную оболочку, и сперматозоид проникает через небольшие отверстия.

У некоторых водных организмов на поверхности яйцеклетки образуется в месте контакта со сперматозоидом небольшой воспринимающий бугорок, который затем втягивается внутрь вместе со сперматозоидом.

Обычно в цитоплазму яйцеклетки проникает только головка сперматозоида с митохондрией и центриолью, а хвост остается снаружи. Оболочка головки растворяется, ядро начинает набухать, пока не достигнет размеров ядра яйцеклетки. Затем оба ядра сближаются и, наконец, сливаются.

Иногда в яйцеклетку одновременно проникает несколько сперматозоидов, но слияние с ядром происходит только у одного из них.

В зиготе все хромосомы становятся парными: в каждой паре гомологичных хромосом одна хромосома принадлежит яйцеклетке, вторая — сперматозоиду. Это явление имеет большое значение для эволюции.

Организм, развивающийся из зиготы, обладает большим диапазоном комбинативной изменчивости, следовательно и более широкими возможностями приспособления к меняющимся условиям внешней среды.

Двойное оплодотворение характерно для цветковых растений.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (1 5,00 из 5)

Источник: https://animals-world.ru/polovye-kletki/

Сперматогенез и овогенез

Что такое оплодотворение в биологии

Гаметогенезом называют процесс образования половых клеток (гамет). Этот процесс происходит у мужских и женских особей в гонадах (половых железах), представленных семенниками (яичками) и яичниками.

Гаметы (n) образуются в результате мейоза из клеток-предшественников (2n, как у соматических клеток). Половые клетки гаплоидны, то есть имеют в два раза меньшее число хромосом, чем клетки-предшественники. Мужская (n) и женская (n) гаметы, сливаясь друг с другом в процессе оплодотворения, образуют зиготу (2n).

Таким образом, за счет гаплоидности гамет (в результате мейоза) поддерживается постоянное количество хромосом в ряду поколений, не происходит их удвоения.

Процессы сперматогенеза и овогенеза (оогенеза) требуют нашего более детального изучения.

Сперматогенез (греч. sperma – семя + genesis – зарождение)

Сперматогенезом называют процесс формирования мужских гамет (половых клеток) — сперматозоидов. Он начинается в период полового созревания (под влиянием мужских половых гормонов) и длится практически до конца жизни.

Сперматогенез складывается из четырех фаз (периодов):

  • Фаза размножения
  • В ходе фазы размножения диплоидные сперматогенные клетки (2n2c) многократно делятся митозом, в результате образуются сперматогонии (2n2c) — стволовые клетки. Часть сперматогоний вступает в последующее митотическое деление, образуя такие же сперматогонии (2n2c).

  • Фаза роста
  • Половые клетки в этой фазе называются сперматоцитами I порядка, они теряют способность к митотическому делению.В этот период клетка растет, увеличивается количество органоидов и цитоплазмы. Происходит подготовка к мейозу, который начинается в следующей фазе — созревания.На фазу роста приходится S-период: происходит удвоение ДНК, в результате чего набор хромосом сперматоцита I порядка становится (2n4c).

  • Фаза созревания
  • Происходит первое деление мейоза (мейоз I). В результате из сперматоцитов I порядка (2n4c) образуются сперматоциты II порядка (n2c). Между мейозом I и мейозом II практически отсутствует интерфаза, поэтому сперматоциты II порядка (n2c) сразу же вступают в мейоз II, в результате которого образуются сперматиды (nc).Итак, в фазу созревания происходят первое и второе деления мейоза, которые приводят к тому, что образовавшаяся клетка — сперматида — имеет гаплоидный набор хромосом (nc).

  • Формирования
  • В этой фазе у каждой сперматиды отрастает жгутик, после чего они получают полное право называться сперматозоидами. У основания жгутика концентрируются митохондрии — «энергетические станции клетки», которые всегда будут готовы предоставить АТФ для его активной работы.

Овогенез, или оогенез (греч. ōón — яйцо + genesis – зарождение)

Оогенезом называют процесс формирования женских гамет (половых клеток) — яйцеклеток. Он активируется в женском организме в период полового созревания (под действием женских половых гормонов) и длится до менопаузы (45-55 лет).

Оогенез протекает по очень похожей со сперматогенезом схеме, однако вы увидите некоторые отличия. Например, фаза формирования, характерная для сперматогенеза, здесь отсутствует, поэтому овогенез складывается из трех фаз:

  • Фаза размножения
  • В результате многократных делений клеток яичника образуются стволовые клетки — овогонии (2n2c).

  • Фаза роста
  • Половые клетки в этой фазе называются ооцитами I порядка, они теряют способность к митотическому делению.В овогенезе эта фаза отличается более длительной продолжительностью, по сравнению с такой же фазой в сперматогенезе. Клетки накапливают большой запас питательных веществ. В этот период происходит удвоение ДНК в S-периоде — набор хромосом и ДНК ооцитов I порядка становится 2n4c.

  • Фаза созревания
  • Ооциты I порядка (2n4c) вступают в первое деление мейоза, в результате которого образуются ооциты II порядка (n2c) и первое полярное (направительное) тельце, которое не несет большой функциональной значимости и подвергается дегенерации.Второе деление мейоза начинается только после взаимодействия овоцита II порядка (n2c) со сперматозоидом. В результате этого образуется яйцеклетка (nc) и второе полярное тельце, которое также подвергается дегенерации.

Строго говоря, при овуляции из яичников выходит не «яйцеклетка», а ооцит II порядка, который ждет встречи со сперматозоидом для продолжения деления и развития будущего зародыша. Если такого взаимодействия не происходит, то яйцеклетка подвергается дегенерации.

Где и как происходит оплодотворение у человека?

Что такое оплодотворение в биологии

Оплодотворение – это процесс образования первой стадии эмбриона (зиготы) в результате слияния женской половой клетки и мужского сперматозоида.

Фаллопиевы трубы (маточные трубы, яцеводы) – место, где происходит оплодотворение для нормальной природной беременности. Когда пара вступает в половой акт, мужчина эякулирует сперму во влагалище женщины. До 150 миллионов сперматозоидов может быть выделено за одну эякуляцию.

Сперматозоиды направляются на  встречу с яйцеклеткой в фаллопиевой трубе, но им нужно туда добраться как можно быстрее, поскольку женская клетка погибнет через 12 — 48 после выхода из яичника. Хотя сами сперматозоиды могут выживать до 5 суток и ожидать, находясь в маточной трубе.

Также оплодотворение может произойти в верхней части матки, или даже за пределами половых путей в случае воспалительного заболевания в области таза. Это создаст внематочную беременность, которая является серьезной патологией, угрожающей жизни женщины.

Как происходит оплодотворение?

Все начинается с менструального цикла женщины, который готовит ее организм к зачатию. И приблизительно на середине цикла яйцеклетка  достигает этапа овуляции и выходит в маточную трубу, где и  происходит оплодотворение.

https://www.youtube.com/watch?v=eXPtgyGjIY4

Сперматозоиды ориентируются на сигналы, которые подают шейка матки и влагалище, достигают отверстия в матке. Затем пробираются сквозь слизь шейки матки и поднимаются вверх по маточной оболочке.

Сколько сперматозоидов выживает?

Путь спермы от влагалища до яйцеклетки составляет всего 15 сантиметров в длину и занимает у всего 20 минут, но совсем незначительное количество сперматозоидов смогут его пройти. Из 150-200 миллионов из тех, что выходят вместе с эякулятом, только 2 миллиона попадут в шейку матки. Остальные будут убиты кислотной средой внутри влагалища или потеряны в «обратном потоке» спермы.

Из приблизительно 2 миллионов сперматозоидов, добравшихся к шейке матки, только около 1 миллиона попадают в саму матку. Остальные останавливаются церквиальной слизью или заплывают в тупиковые каналы внутри стенок шейки матки.

Из приблизительно 1 миллиона сперматозоидов, проникнувших в матку, только около 10 000 попадают в верхнюю часть органа. Остальные подвергаются нападению и поглощаются лейкоцитами, которые начинают нападать, как только сперма входит в защитный периметр.

Из приблизительно 10 000, которые попадают в дальний конец матки, всего около 5000 двигаются в правильном направлении. Остальные направляются не в ту фаллопиеву трубу, и если оба яичника женщины не выпускали яйцеклетки одновременно (редкое событие), этим сперматозоидам не повезло.

Из оставшихся 5 000, которые входят в извилистое пространство в месте соединения матки с трубой, только около 1000 проходят дальше. Остальные попадают в слизь, выстилающую соединение. Из них только 200 достигает яйцеклетки. Остальные прилипают к слизистой яйцевода или просто умирают.

Из последних 200 сперматозоидов, которые достигают яйцеклетки и окружают ее, только 1 входит в нее и оплодотворяет. Остальные отталкиваются от поверхности клетки, так как ее поверхность изменяется в результате специальной кортикальной реакции.

Процесс зачатия по этапам

Узнай, как происходит оплодотворение.  Очень сложно определить точный день, когда вы можете забеременеть. Лучшее, что может сделать ваш врач, это начать отсчет от первого дня менструального цикла. Это составляет приблизительно за 2 недели до того, как  Вы на самом деле можете забеременеть.

Процесс Что происходит
 Овуляция Один из фолликулов яичника после созревания в средине цикла лопается, в результате чего высвобождается яйцеклетка. Обычно это происходит за две недели до предстоящей менструации (месячных).
Рост гормонов Как только яйцеклетка высвобождается из фолликула, на его месте образовывается желтое тело, которое выделяет прогестерон. Это приводит к утолщению стенки матки, подготавливая ее к планируемому внедрению оплодотворенной яйцеклетки.
Перемещение яйцеклетки в фаллопиеву трубу Яйцеклетка остается в маточной трубе в течение 24 часов, поскольку она  ждет, что один из сперматозоидов достигнет ее для оплодотворения. Это происходит примерно через 2 недели после последнего менструального цикла.
Что произойдет, если яйцеклетка не будет оплодотворена Если яйцеклетка осталась не оплодотворенной, она проходит через матку и распадается.Гормоны возвращаются к норме, матка освобождается от утолщенной слизистой оболочки (эндометрия) и наступает новый менструальный цикл.
 Оплодотворение Если яйцеклетка  оплодотворена, никакой  другой сперматозоид не  может проникнуть сквозь ее оболочку. Гены ребенка определяются в момент оплодотворения яйцеклетки.Сперматозоид с хромосомой Y означает, что это мальчик, а с хромосомой X – девочка.
Перемещение к матке Оплодотворенная яйцеклетка остается в  маточной трубе на протяжении 4 дней, она начинает деление на клетки только через 24 часа после оплодотворения.Основная задача оплодотворенной яйцеклетки заключается в имплантации в стенку матки. Примерно через 3 недели образовываются первые нервные клетки ребенка.
Гормоны беременности Гормон, на который реагирует ваш тест на беременность, называют хорионический гонадотропин (ХГЧ). Для его определения потребуется около 4 недель, чтобы он смог достичь достаточно высокого уровня, и тогда его можно будет обнаружить на тест-полосках.

(1 5,00 из 5)

Источник: https://budumama.club/zachatie/oplodotvorenie-u-cheloveka

Оплодотворение — что это такое

Как возникла жизнь на нашей планете? Можно верить в теорию большого взрыва, божественное начало или учение Чарльза Дарвина об эволюции. Наверняка известно лишь то, что все виды организмов на Земле продолжают свое существование благодаря размножению. Которое, в свою очередь, немыслимо без оплодотворения. Что такое оплодотворение, его типы и виды, значение и этапы, а также другие интересные подробности, рассмотрим в этой статье.[фото1]

Оплодотворение, его определение и биологическое значение

Соединение двух разнополых клеток, мужской и женской, в результате которого образуется начальная стадия нового организма, и есть оплодотворение. Мужская клетка (сперматозоид) оказывает на женскую (яйцеклетка) стимулирующее действие и вызывает начало ее развития. Внесение набора отцовских хромосом в материнскую яйцеклетку отражает сущность оплодотворения.

Его биологическое значение состоит в образовании зиготы — клетки, которая сочетает в себе признаки обоих родителей в различных пропорциях и комбинациях. Таким образом, наследственные задатки материнского и отцовского организмов объединяются и награждают ими свое потомство.

Благодаря этому создается множество генетических разновидностей, которые влияют на эволюционный процесс вида и его естественный отбор.

Виды оплодотворения

Определившись с тем, что такое оплодотворение, следует разобраться с его видами. В зависимости от того, какое количество организмов участвует в процессе полового размножения, различают перекрестное и самооплодотворение. В перекрестном оплодотворении принимают участие разные особи. Его суть легко представить на примере с цветком: пыльца с пестика одного растения переносится на рыльце совершенно другого. Перекрестное оплодотворение растений называется опылением.

Оно напрямую зависит от внешних факторов, которые способствуют его осуществлению. Всем млекопитающим и человеку присущ именно перекрестный вид оплодотворения. Самооплодотворение — процесс, в котором принимают участие клетки одной и той же особи. Происходит в животном мире у обоеполых организмов, у которых соединяются собственные женские и мужские клетки. Яркий пример – ленточные черви.

Также самооплодотворение свойственно нераскрывающимся цветкам, способным к самоопылению.

Типы оплодотворения

В зависимости от того, в каком именно месте происходит процесс оплодотворения, различают несколько типов:

  • Наружное оплодотворение.Присуще тем земноводным, моллюскам, рыбам, амфибиям, оплодотворение у которых происходит вне организма их самки. Обычно происходит в водной среде, куда представители мужских и женских особей откладывают свои разнополые клетки. Поскольку их встреча напрямую зависит от внешних факторов, организмами образуется огромное количество яйцеклеток и спермы, от нескольких тысяч до нескольких миллионов. Ведь при наружном типе оплодотворения большинство половых клеток гибнет и именно такой подход обеспечивает сохранность выживания вида.
  • Внутреннее оплодотворение.Происходит у всех видов наземных животных. Также присуще некоторым водным. Встреча и слияние мужской и женской клетки происходит в этом случае в организме самки, а точнее, в ее половых путях. Это обеспечивает наибольшую вероятность оплодотворения, поэтому для участия в процессе необходимо гораздо меньше разнополых клеток. Далее в материнском организме происходит развитие зародыша и возможность его гибели сводится к минимуму. У животных, как правило, рождается немногочисленное потомство и поэтому они заботятся о нем и проявляют признаки сложного родительского поведения. Человеку для осуществления оплодотворения необходима 1 яйцеклетка и 1 сперматозоид, способный, однако, преодолеть для встречи с ней большой путь.
  • Двойное оплодотворение.Встречается у покрытосеменных и цветковых растений. Протекание процесса обеспечивается наличием 2-х мужских спермий и 8-ю женскими ядрами. Одна спермия оплодотворяет яйцеклетку, формирующуюся впоследствии в зародыш, другая сливается с крупным ядром центральной клетки и образует питательную среду, необходимую для формирования нового организма.
  • Искусственное оплодотворение. Этот тип получил широчайшее применение в животноводстве и сельском хозяйстве, когда для получения необходимого сочетания свойств используется заранее спланированное искусственное скрещивание или осеменение. Таким образом получают дополнительное потомство от выдающегося производителя или выводят сорта растений с определенными качествами. У людей искусственное оплодотворение получило применение при лечении бесплодия. Оно носит название экстракорпоральное, внетелесное, или ЭКО.Его принцип состоит в том, что оплодотворение яйцеклетки сперматозоидом происходит вне женского организма. Только после слияния клеток в единую, оплодотворенную яйцеклетку помещают в матку. Метод получения «ребенка из пробирки» приобретает огромную популярность и дает шанс стать родителями тем парам, которые не имеют возможности зачать ребенка естественным путем. Зачастую, в этом случае происходит использование донорских мужских или женских половых клеток.

Некоторые организмы способны к размножению без процесса оплодотворения. Пчелы, тля, некоторые птицы и земноводные способны к партеногенезу. Здесь для развития клетки используется генетический материал только одного родителя и на свет производится однополое потомство.

Кроме вышеперечисленных типов оплодотворения, оно делится на моноспермию – когда в яйцеклетку проникает только один сперматозоид, и полиспермию – в этом случае в женскую клетку одновременно попадает несколько мужских. Но даже в этом случае происходит одноядерное слияние, остальные же ядра подвергаются разрушению.

Первому варианту оплодотворения подвержено большинство представителей животного и растительного мира, а второй присущ только некоторым группам животных и отдельным видам растений.

Этапы оплодотворения

Для того, чтобы процесс слияния клеток произошел, они должны пройти несколько этапов:

  1. Яйцеклетка и сперматозоид должны сблизится и начать взаимодействовать. Этому помогает способность мужской клетки двигаться только против вещества, которое выделяет женская клетка, называемое хемотаксис. А также реотаксис, который подразумевает умение сперматозоида продвигаться вперед и против тока жидкости в маточных трубах.
  2. Клетки (или гаметы) приступают к контактному взаимодействию. Внешней блестящей оболочки яйцеклетки достигает достаточно большое количество сперматозоидов. Только тот, который сумеет первым преодолеть эти внешние оболочки путем размягчения прилегающего участка, прикрепляется к яйцеклетке.
  3. Сперматозоид проникает в яйцеклетку.
  4. В человеческом организме на этой стадии происходит пассивное и медленное перемещение женской яйцеклетки по маточной трубе к матке. В организме животных – оплодотворенная клетка начинает подготовку к дроблению.

Основной принцип оплодотворения

Оплодотворение должно происходить строго внутри вида. Этому соответствует определенное число и строение мужских и женских хромосом, а также их химическое сродство. Если все-таки происходит оплодотворение чужеродных половых клеток, развитие зародыша происходит ненормально и, как правило, ведет к появлению стерильных, неспособных к деторождению, особей.

Процесс зарождения жизни у человека

Встреча и соединение мужского сперматозоида и женской яйцеклетки являются первой ступенькой на этапе зарождения новой человеческой жизни. Зигота – клетка, образовавшаяся в результате этого процесса, объединяет в себе комплект из 46 родительских хромосом, содержащих весь их генетический код. Пол будущего ребенка случаен, как выигрыш в лотерею, но определен уже именно на этом этапе.

Процесс оплодотворения, с одной стороны, выглядит достаточно просто. На самом деле это довольно сложная и неодномоментная реакция. Несмотря на стремительное развитие в области репродуктивных технологий, до сих пор процесс оплодотворения представляется неким чудом, таинством.

Поняв, что такое оплодотворение, очень важно осознавать, какой генетический код передадим своим потомкам мы, люди, и обитатели всей нашей планеты в целом.

Источник: https://womanvip.ru/oplodotvorenie-chto-jeto-takoe-i-kak-proishodit-vidy-oplodotvorenij/

В чем биологическое значение оплодотворения у растений: особенности и описание

Размножение – это способность организмов воспроизводить себе подобных. Репродукция является одним из ключевых признаков всего живого, поэтому необходимо понимать, в чем биологическое значение оплодотворения. Этот вопрос сегодня изучен на высоком уровне начиная с основных этапов и заканчивая молекулярными и генетическими механизмами.

Что такое оплодотворение

Оплодотворение – это закономерный биологический процесс слияния двух половых клеток: мужской и женской. Мужские гаметы называются сперматозоидами, а женские – яйцеклетками.

Последующим этапом после слияния половых клеток становится образование зиготы, которую можно считать новым живым организмом. Зигота начинает делиться митозом, увеличивая количество составляющих ее клеток. Из зиготы развивается зародыш.

Существует большое количество типов яйцеклеток и способов дробления. Все они зависят от таксономической принадлежности рассматриваемого живого организма, а также степени его эволюционного развития.

Каково биологическое значение оплодотворения

Размножение является основным приспособлением для продолжения рода. От репродуктивных способностей особей рассматриваемого вида зависит его будущее, поэтому у разных животных и растений есть свои способы адаптации для улучшения качества всего процесса.

Например, волки и львицы всегда защищают свое потомство от потенциальных хищников. Это увеличивает выживаемость детенышей и гарантирует в дальнейшем их приспособленность к условиям жизни. Рыбы откладывают большое количество икринок, потому что шанс внешнего оплодотворения в водной среде достаточно низок. В итоге из тысяч потенциальных мальков развиваются лишь несколько сотен.

Биологическое значение оплодотворения заключается в том, что две половые клетки от разных организмов сливаются и образуют зиготу, которая несет генетические признаки обоих родителей. Это объясняет непохожесть родственников друг на друга.

И это хорошо, потому что изменение генофонда любой популяции – это эволюционный приспособительный механизм. Потомки, поколение за поколением, становятся лучше по сравнению с их родителями.

В условиях постепенной смены окружающей среды (изменения климата, появление новых внешних факторов) приспособительные навыки всегда уместны.

А в чем биологическое значение оплодотворения на биохимическом уровне? Давайте рассмотрим:

  1. Это окончательное формирование яйцеклетки.
  2. Это определение пола будущего зародыша за счет соответствующих генов, принесенных мужскими гаметами.
  3. И, наконец, оплодотворение играет роль в восстановлении диплоидного набора хромосом, так как половые клетки по отдельности гаплоидны.

Растения по сравнению с животными имеют некоторые репродуктивные особенности. Отдельного внимания требуют представители покрытосеменных, для которых характерно двойное оплодотворение (открыто русским ученым Навашиным в 1898 году).

Структурами, детерминирующими половую принадлежность у цветковых растений, являются тычинки и пестики. В тычинках созревает пыльца, которая состоит из большого количество зерен. Одно зерно вмещает две клетки: вегетативную и генеративную. Пыльцевое зерно покрыто двумя оболочками, и наружная всегда имеет какие-либо выросты и углубления.

Пестик представляет собой структуру грушевидной формы, состоящую из рыльца, столбика и завязи. В завязи формируются один или несколько семязачатков, внутри которых будут созревать женские половые клетки.

При попадании пыльцевого зерна на рыльце пестика, вегетативная клетка начинает формировать пыльцевую трубу. Этот канал имеет относительно большую длину и заканчивается у микропиле семязачатка. Генеративная клетка при этом делится митозом и образует два спермия, которые по пыльцевой трубе и попадают в ткань семязачатка.

Зачем же два спермия? В чем биологическое значение оплодотворения у растений отличается от такого же процесса у животных? Дело в том, что зародышевый мешок семязачатка представлен семью клетками, среди которых есть гаплоидная женская гамета и диплоидная центральная клетка. Обе будут сливаться с пришедшими спермиями, образуя зиготу и эндосперм, соответственно.

Биологическое значение двойного оплодотворения у растений

Формирование семени – важная особенность репродукции у покрытосеменных. Для полного созревания в почве ему необходимо большое количество питательных веществ, среди которых будут различные ферменты, углеводы и другие органические/неорганические компоненты.

Эндосперм у покрытосеменных триплоидный, так как диплоидная центральная клетка зародышевого мешка слилась с гаплоидным спермием. Вот в чем биологическое значение оплодотворения у растений: тройной набор хромосом способствует высокой скорости увеличения массы ткани эндосперма. В результате семя получает много питательных веществ и запасы энергии для прорастания.

Типы семян

В зависимости от дальнейшей судьбы эндосперма, выделяют два основных вида семян:

  1. Семена однодольных растений. У них отчетливо виден хорошо развитый эндосперм, который занимает больший объем. Семядоля редуцирована и представлена в виде щитка. Характерен данный тип семян для всех представителей злаковых.
  2. Семена двудольных растений. Здесь эндосперм либо отсутствует, либо остается в виде небольших скоплений ткани на периферии. Питательную функцию у таких семян выполняют две большие семядоли. Примеры растений: горох, бобы, помидоры, огурцы, картофель.

Выводы

Конечно, называть такое оплодотворение двойным будет ошибочно, так как мы теперь знаем основные признаки и функции данного процесса. При слиянии центральной клетки со спермием не происходит формирование зиготы, а полученный генетический набор становится тройным. Все-таки семя не состоит из двух самостоятельных зародышей.

Однако биологическое значение двойного оплодотворения действительно велико. Семена при прорастании требуют большое количество органических и неорганических веществ, и данная проблема решается путем образования триплоидного эндосперма.

Источник: https://FB.ru/article/333615/v-chem-biologicheskoe-znachenie-oplodotvoreniya-u-rasteniy-osobennosti-i-opisanie

Процесс оплодотворения у цветковых растений — Сайт по биологии

Оплодотворение – это процесс слияния двух клеток, в результате чего происходит образование новой клетки, дающей начало|начало другому организму этого же рода|рода или вида. Что такое двойное оплодотворение у цветковыхрастений и как оно происходит, читайте в данной статье.

Сущность оплодотворения

Оно происходит в результате слияния двух клеток, женской и мужской, и возникновения диплоидной зиготы. В каждой паре хромосом присутствует одна отцовская и одна материнская клетка. Сущность процесса оплодотворения заключается в том, чтобы восстановить диплоидный набор хромосом и объединить наследственный материал родителей. Их потомство будет более жизнеспособным, так как соединит в себе самые полезные качества от отца и матери.

Оплодотворение — что такое?

Это процесс побуждения яйца|яйца к развитию в результате объединения ядер. Оплодотворение — что такое? Это необратимый процесс, который происходит в результате слияния разнополых гамет и объединения их ядер. Оплодотворённое яйцо не подвергается этой процедуре второй раз.

Но существуют растения, которые воспроизводят новое поколение только при помощи женской гаметы без оплодотворения. Такое размножение называется девственным. Примечательно, что эти два способа размножения у одного вида растений могут чередоваться.

Двойное оплодотворение цветковых растений

Половые клетки обоих начал называются гаметами. Причём женскими являются яйцеклетки, а мужскими – спермии, которые у растений семенных неподвижные, а у споровых – подвижные|подвижные. Оплодотворение — что такое? Это появление особой клетки – зиготы, содержащей наследственные признаки спермия и яйцеклетки.

Цветковые растения обладают сложным оплодотворением, которое называется двойным, поскольку, кроме яйцеклетки, оплодотворяется ещё одна особая клетка. Формирование спермий происходит в пылинках пыльцы, а их созревание осуществляется в тычинках, точнее в их пыльниках. Местом образования яйцеклеток являются семязачатки, расположенные в завязи|завязи пестика. Когда яйцеклетка оплодотворится спермием, из семязачатка начинают развиваться семена|семёна.

Чтобы оплодотворение у цветковых произошло, сначала нужно опылить растение, то есть на рыльце пестика должны попасть пылинки пыльцы. Оказавшись на рыльце, они начинают прорастать внутрь завязи|завязи, в результате чего образуется пыльцевая трубка.

Одновременно с этим в пылинке происходит образование двух спермиев. Они не стоят|стоят на месте, а начинают продвигаться к пыльцевой трубке, которая проникает в семязачаток.

Здесь в результате деления и удлинения одной клетки происходит образование зародышевого мешка.

Он нужен для расположения в нём яйцеклетки и ещё одной клетки, в которой сосредоточен двойной набор наследственной информации. После этого происходит прорастание пыльцевой трубки в зародышевый мешок и слияние одного спермия с яйцеклеткой, в результате которого образуется зигота, а другого – с клеткой особой. Развитие зародыша происходит из зиготы. Второе слияние образует питательную ткань, или эндосперм, необходимый для питания зародыша в период роста|роста.

Что нужно для существования каждого вида растений?

  • Прежде всего необходимо восстановить диплоидный набор хромосом, а в его пределах — их парность.
  • Обеспечить материальную непрерывность между поколениями, следующими чередой.
  • Объединить в одном виде или роде наследственные свойства двух родителей.
  • Всё|Все это осуществляется на генетическом уровне. Для того чтобы оплодотворение осуществилось, созревание материнских и отцовских гамет должно произойти одновременно.

    Оплодотворение у покрытосеменных растений

    Этот процесс впервые охарактеризовал немецкий учёный Страсбургер во второй половине девятнадцатого века|века. Оплодотворение покрытосеменных растений происходит в результате слияния двух ядер разных гамет: с мужским и женским началом. Их цитоплазма не участвует в оплодотворении. Собственно оплодотворение происходит тогда, когда спермий сливается с ядром яйцеклетки.Местом возникновения спермиев является пыльцевое зерно или пыльцевая труба. Зерно начинает прорастать после того, как попадает|попадает на рыльце. Время начала|начала этого процесса у каждого растения разное, как и время оплодотворения. Например, пыльцевые зерна|зёрна свёклы прорастают через два часа, а кукурузы – моментально. Первый признак прорастания зерна|зёрна – его увеличение в объёме. Обычно одно пыльцевое зерно образует одну трубку. Но некоторые растения не подчиняются этому правилу и образуют несколько трубок, из которых только одна достигает своего развития.Пыльцевая трубка с передвигающимися по ней спермиями растёт и в конце концов разрывается. Всё|Все её содержимое оказывается внутри зародышевого мешка. Один из проникших сюда спермиев внедряется в яйцеклетку и сливается с её гаплоидным ядром. Оплодотворение — что такое? Это слияние двух ядер: спермия и яйцеклетки. Оплодотворённая яйцеклетка начинает делиться, получаются две новые клетки. Они делятся на четыре и так далее. Таким образом, происходит многократное деление, в результате которого развивается зародыш растения.Покрытосеменные растения после процесса оплодотворения обладают способностью развивать дополнительный орган|орган, который называется эндоспермом. Это не что иное, как питательная среда зародыша. При слиянии второго спермия и диплоидного ядра|ядра происходит образование определённого набора хромосом, из которых два – материнского происхождения, и один – отцовского. Таким образом, двойное оплодотворение организмов растительного происхождения осуществляется тогда, когда один спермий сливается с яйцеклеткой, а другой – с ядром клетки, расположенной в центре.

    Отличительные черты покрытосеменных растений

  • Большая|Большая приспособленность к произрастанию в разных условиях.
  • Двойное оплодотворение, позволяющее иметь запас веществ, необходимых для нормального прорастания семян.
  • Наличие триплоидного эндосперма.
  • Образование семяпочек внутри завязи|завязи, при котором стенки пестика защищают их от повреждений.
  • Развитие плода покрытосеменных растений из завязи|завязи.
  • Нахождение семени|семени внутри плода, стенки которого являются его защитой.
  • Наличие цветка даёт возможность опылять растения насекомым.
  • Благодаря перечисленным признакам покрытосеменные растения занимают господствующее положение в мире.

    Особенность оплодотворения покрытосеменных растений

    Она вытекает из того, что эти растения имеют двойное оплодотворение. Уникальная особенность представлена явлением, называемым ксениями. Его смысл заключается в том, что пыльца напрямую влияет на свойства и признаки эндосперма. Для примера возьмём кукурузу.Она бывает с жёлтыми и белыми семенами|семёнами. Их цвет зависит от оттенка эндосперма. При опылении женских цветков белозёрной кукурузы пыльцой желтозёрного сорта|сорта её окраска всё равно будет жёлтой, хотя развитие эндосперма происходит на растении с белыми зёрнами.Какую роль играют цветковые растения?Эти растения насчитывают 13 000 родов|родов и 250 000 видов. Они получили широкое распространение по всему миру. Цветковые растения – это ключевые компоненты биосферы, производящие органические вещества, связывающие углекислоту и выделяющие кислород. Пастбищные цепи питания начинаются именно с них. Многие разновидности цветковых растений человек использует в пищу|пищу. Из них строят жилища|жилища и изготавливают различные хозяйственные материалы.Не обходится без них и медицина. Отдельные виды покрытосеменных растений являются господствующими на планете, им отводится решающая роль в формировании покрова|покрова растительности и создании основной части наземной фитомассы. В конечном итоге именно этими растениями определяется возможность самого|самого существования человека на земле как вида биологического.

  • Процесс оплодотворения у цветковых растенийПояснение.Процесс оплодотворения у цветковых растений характеризуется слиянием спермия с центральной клеткой и слиянием спермия и яйцеклетки; образованием зиготы в зародышевом мешкеОрганом|Органом полового размножения покрытосеменных растений является цветок. Оплодотворение происходит после попадания пыльцы на рыльце пестика. Этому процессу предшествует прорастание пыльцевого зерна|зёрна на рыльце пестика. Прорастание начинается с набухания пыльцевого зерна|зёрна и развития пыльцевой трубки, которая растёт через ткани рыльца и столбика, врастает в полость завязи|завязи, достигает семязачатка и входит в него через микропиле (от греч. «микро» малый и «пиле» — ворота|ворота).В семязачатке к этому времени бывает развит зародышевый мешок, образовавшийся из мегаспоры и состоящий из семи клеток, одна из которых — яйцеклетка (женская гамета), а самая крупная — центральная клетка с двумя ядрами.Когда пыльцевая трубка дорастает до зародышевого мешка и входит в него, она лопается и спермин осуществляют оплодотворение — один сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу, а другой — с центральной клеткой. Этот процесс называют двойным оплодотворением. Из зиготы затем развивается зародыш, а из центральной клетки эндосперм (ткань, запасающая питательные вещества). После оплодотворения из семязачатков формируются семена|семёна, а сам цветок превращается в плод.

Источник: https://biologyinfo.ru/page/process-oplodotvorenija-u-cvetkovyh-rastenij/

3.7 Оплодотворение

Вопрос 1. Что такое оплодотворение?

Оплодотворение — это процесс слияния сперматозоида и яйцеклетки, сопровождаю­щийся объединением их генетического мате­риала. В результате образуется зигота — дип­лоидная клетка, из которой развивается но­вый организм, генетически отличающийся от родителей.

Оплодотворение, как правило, бы­вает перекрестным — в случае, если сливают­ся гаметы разных организмов-родителей. Го­раздо реже встречается самооплодотворение (самоопыление) — слияние гамет одного орга­низма. Оно возможно, например, при отсутст­вии половых партнеров (паразитические лен­точные черви).

В случае растений самоопыле­ние широко используется в селекции для сохранения полезных свойств сорта.

Вопрос 2. Какие типы оплодотворения вы знаете?

Существует два основных типа оплодотво­рения.

Наружное оплодотворение — половые клетки сливаются вне организма самки. Такой тип оплодотворения существует у многих рыб, земноводных, моллюсков и некоторых червей. При наружном оплодотворении организмы об­разуют большое количество как женских, так и мужских половых клеток (например, луна- рыба выметывает до 30 млн икринок).

Внутреннее оплодотворение — встреча и слияние гамет — происходит в половых пу­тях самки. В этом случае вероятность оплодот­ворения и выживания зиготы намного выше, поэтому половых клеток (особенно яйцекле­ток) образуется гораздо меньше. Внутреннее оплодотворение присуще многим водным орга­низмам, а на суше оно становится единствен­ным надежным способом обеспечить слияние гамет. При внутреннем оплодотворении зигота получает возможность развиваться, оставаясь в теле матери.

Вопрос 3. В чем заключается процесс двойного оплодотворения?

Двойное оплодотворение характерно для цветковых растений. В их завязи образуется зародышевый мешок с восемью гаплоидными ядрами. Два из них сливаются, образуя дипло­идную клетку; одно, отделяясь, превращается в яйцеклетку; остальные пять являются вспо­могательными.

Когда пыльца попадает на рыльце пести­ка, гаплоидная клетка пыльцевого зерна де­лится, образуя два неподвижных спермия и особую, так называемую вегетативную клетку. Вегетативная клетка, прорастая, формирует пыльцевую трубку, переносящую спермии к завязи.

Попадая в завязь, один из спермиев слива­ется с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу, из которой в дальнейшем развивается заро­дыш семени. Второй спермий сливается с дип­лоидной клеткой завязи, образуя триплоидную клетку, из которой затем формируется питательная ткань семени (эндосперм).

Вопрос 4. Каково значение искусственного оп­лодотворения в растениеводстве и животноводстве?

Применяя искусственное оплодотворение в растениеводстве, можно осуществлять оп­ределенное, заранее запланированное скрещи­вание, получать сорта растений с необходимы­ми свойствами. Кроме того, можно поддержи­вать свойства сорта, производя самоопыление.

В животноводстве искусственное опло­дотворение позволяет получить многочислен­ное потомство от одного производителя, т. е. за короткое время вырастить большое ко­личество животных с нужными признаками. Современные технологии позволяют длитель­но сохранять гаметы перспективных особей и перевозить их на большие расстояния, что также расширяет возможности животноводов и селекционеров.

На этой странице искали :

  • в чем заключается процесс двойного оплодотворения
  • какие типы оплодотворения вы знаете
  • Наружное Оплодотворение это
  • типы оплодотворения
  • 3 7 оплодотворение

Сохрани к себе на стену!

Источник: http://vsesochineniya.ru/3-7-oplodotvorenie.html

Внутреннее и внешнее оплодотворение | Дистанционные уроки

Оплодотворение — это слияние половых клеток (гаплойдных) с образованием зародыша (диплойдного организма).

Вот только оплодотворение, оказывается, бывает разным.

Рассмотрим особенности

наружного (внешнего) оплодотворения

  • гаметы (сперматозойды и яйцеклетки) сливаются во внешней среде ( зачастую в водной);
  • количество гамет, образуемых организмами, очень велико (от сотни до млн штук)
  • бОльшая часть гамет погибает из-за неблагоприятных условий — не все икринки оплодотворяются, зародыши, личинки и мальки могут погибнуть как из-за абиотических факторов, так и из-за хищников;
  • гаметы имеют очень небольшой размер, запас питательных веществ в них также очень мал, поэтому зачастую зародыш развивается с метаморфозом
  • у животных с наружным оплодотворением очень редко проявляется забота о потомстве

 

Наружное или внешнее оплодотворение наблюдается у водных беспозвоночных, рыб и  у земноводных.

В яичниках самок рыб развивается икра, состоящая из отдельных икринок. В парных семенниках самцов образуется семенная жидкость (молоки), содержащая сперматозоиды.

В период нереста самки через половое (которое находится около анального) отверстие выбрасывают (выметывают) в воду икру. Находящиеся рядом самцы рым поливают икру семенной жидкостью.

Подвижные сперматозоиды достигают икринок (яйцеклеток) и происходит оплодотворение, в результате которого образуется зигота.

Нерестом называют поведение рыб в период размножения. В основе нереста лежат инстинкты.

Деление зиготы приводит к формированию личинки рыбы. Сначала она развивается в икринке, позже выходит из нее. При этом личинка продолжает питаться за счет запаса питательных веществ, находящихся в желточном мешке, которые находится на брюшной стороне личинки.

Когда личинка начинает питаться самостоятельно (обычно мелкими взвешенными в воде организмами — планктоном) и становится похожа на взрослую рыбу (но маленькую), она называется мальком.

Защита о потомстве есть у рыб с внешним оплодотворением, но у таких видов количество икринок гораздо меньше.

Родители защищают свое потомство от неблагоприятных факторов внешней среды и большинство мальков выживает

Внутреннее оплодотворение

Слияние гамет происходит внутри родительского (женского) организма. Соответственно, развитие зародыша тоже происходит внутри.

  • уже не требуется такое большое количество гамет (обычно все ограничивается несколькими десятками), т.к. во-первых, вероятность оплодотворения намного выше,
  • зародыш защищен и его развитие не зависит от окружающей среды,
  • питание зародыша осуществляется за счет материнского организма

Такой тип оплодотворения характерен для всех хрящевых рыб, некоторых костных рыб, но, в основном, конечно, это признак наземных организмов — как беспозвоночных ( червей и членистоногих) , так и для хордовых — рептилий, птиц, млекопитающих.

Преимущество внутреннего оплодотворения очевидны — независимость от водной среды и более надежное развитие зародыша. Поэтому такой вид оплодотворения считается ароморфозом, связанным с выходом живых организмов на сушу.

Обсуждение: «Внутреннее и внешнее оплодотворение»

(Правила комментирования)

Источник: https://distant-lessons.ru/vnutrennee-i-vneshnee-oplodotvorenie.html

Оплодотворение у животных и растений

Половое размножение организмов связано с их морфологической и физиологической половой дифференциацией (половой диморфизм) и половым процессом.

Половой процесс характеризуется системой приспособительных механизмов:

  1. образованием мужских и женских гамет,
  2. их слиянием в процессе оплодотворения (сингамия),
  3. объединением ядер (кариогамия),
  4. синаупсисогомологивдных хромосом в мейозе и перекомбинацией наследственных факторов.

Цикл полового размножения охватывает период от момента формирования половых клеток до их нового воспроизведения в следующем поколении.

Оплодотворением принято называть побуждение яйца к развитию в результате кариогамии. Оплодотворение представляет собой процесс необратимый — оплодотворенное однажды яйцо не может быть оплодотворено вновь. Сингамия и кариогамия составляют сущность процесса оплодотворения.

Однако у некоторых видов воспроизведение нового поколения осуществляется на основе только женской гаметы — яйцеклетки без оплодотворения (девственное размножение). В этом случае половое размножение также заканчивается созреванием гамет.

Оба эти способа размножения могут чередоваться у одного и того же вида.

В процессе оплодотворения осуществляются следующие важные генетические явления, необходимые для существования вида:

  • восстановление диплоидного набора хромосом, а в пределах диплоидного набора — парности гомологичных (материнских и отцовских) хромосом, разошедшихся в мейозе в процессе образования половых клеток у родительских организмов;
  • обеспечение материальной непрерывности между следующими друг за другом поколениями;
  • объединение в одном индивидууме наследственных свойств материнского и отцовского организмов.

Для обеспечения оплодотворения необходимо одновременное созревание гамет материнского и отцовского организма. У перекрестноопыляющихся растений созревание мужских и женских половых клеток может не совпадать во времени, и это несоответствие служит приспособительным механизмом, препятствующим самоопылению. Возможно, что несоответствие во времени созревания половых клеток у разных полов одного вида является одним из путей возникновения перекрестного опыления.

Оплодотворение у животных

Процесс оплодотворения у животных можно разделить на несколько фаз.

Первая фаза начинается с того, что сперматозоид либо прикрепляется к любой точке поверхности яйца, либо проникает в нее через микропиле. Момент соприкосновения головки сперматозоида с яйцом является начальным в цепи химических реакций.

Эту фазу называют фазой активации яйца. В норме активацию яйца вызывают сперматозоиды своего вида. В некоторых случаях (у червя Rhabdites monohystera) сперматозоиды могут активировать яйцо, но при этом мужское ядро не сливается с материнским.

Такое явление называют псевдогамным оплодотворением.

Вторая фаза процесса оплодотворения начинается после проникновения в яйцо, одного, а у некоторых животных и нескольких сперматозоидов. Проникший сперматозоид «готовится» к слиянию с женским ядром и последующему митозу: ядро сперматозоида постепенно набухает и приобретает вид интерфазного ядра. Такое ядро называют семенным, или мужским, пронуклеусом.

К моменту соприкосновения сперматозоида с яйцом и проникновения его внутрь ядро яйцеклетки у разных животных может находиться на разных стадиях деления созревания. Ядро яйцеклетки, готовое к слиянию с ядром сперматозоида, называют женским пронуклеусом. Собственно оплодотворение, т. е. слияние отцовского и материнского пронуклеусов, возможно лишь после окончания мейоза.

Проникновение сперматозоида может происходить на стадиях:

  1. ооцита I с покоящимся ядром
  2. ооцита I в стадии метафазы I
  3. ооцита II в стадиях мета — или анафазы II
  4. зрелой яйцеклетки

У иглокожих и кишечнополостных сперматозоид может проникать в яйцеклетку после завершения мейоза. Такое оплодотворение называют оплодотворением типа морского ежа. После проникновения сперматозоида в яйцо его ядро вскоре соединяется с женским ядром; ядро зиготы приступает к первому делению — дроблению яйца.

У бесчерепных (ланцетник) и всех позвоночных проникновение сперматозоида в яйцеклетку происходит, как правило, во время метафазы II.

У асцидий, двустворчатых моллюсков и ряда других животных сперматозоид проникает в яйцеклетку на стадии метафазы I, а у губок, аскарид и некоторых других животных — на стадии ооцит I, т. е. до наступления мейоза.

Этот тип оплодотворения называют типом аскариды. Проникший в цитоплазму яйца сперматозоид «ожидает» в стадии покоя окончания второго мейотического деления яйца.

В акте оплодотворения два гаплоидных пронуклеуса сливаются в одно ядро. Кариогамия дает начало новому качественному процессу — развитию зиготы. Этот момент является кульминационным пунктом процесса полового размножения. В результате кариогамии, гомологичные хромосомы, разошедшиеся в мейозе предыдущего поколения, вновь воссоединяются в одном ядре зиготы.

Для понимания ряда важных генетических явлений необходимо знать, какие элементы сперматозоида проникают в яйцеклетку. Раньше считалось, что цитоплазма сперматозоида и ее органоиды не попадают в яйцеклетку.

В настоящее время все больше накапливается фактов в пользу того, что в цитоплазму яйцеклетки у млекопитающих проникает не только головка (ядро) сперматозоида, но и его шейка и даже хвостовая часть.

Если это подтвердится, то взгляды на роль цитоплазмы мужского организма в передаче его свойств потомству должны быть пересмотрены. Впрочем, генетических данных на этот счет пока нет; известны лишь факты передачи вирусных заболеваний.

Вместе с ядром сперматозоида в цитоплазму яйцеклетки проникает центриоль, которая через некоторое время образует центросферу, дающую начало веретену дробления.

Приведенное общее описание оплодотворения у животных в деталях может варьировать у разных видов. Вследствие этих изменений процесс оплодотворения у каждого вида может протекать специфично, препятствуя межвидовому скрещиванию.

Оплодотворение у растений

У растений так же, как и у животных, сущность оплодотворения сводится к слиянию двух гаплоидных ядер.

Оплодотворение у растений в принципе сходно с таковым у животных, однако существование у растений гаметофита привело к появлению у них и некоторых особенностей.

Цитологический механизм этого процесса у голосеменных был создан русским ботаником Н. Н. Горожанкиным в 1880 г., а у покрытосеменных — Е. Страсбургером в 1884 г. Е. Страсбургер охарактеризовал оплодотворение у покрытосеменных следующим образом:

  1. процесс оплодотворения включает в себя слияние ядра мужской и женской гамет,
  2. цитоплазма гамет не имеет отношения к оплодотворению,
  3. ядро спермия и ядро яйцеклетки суть настоящие ядра.

Слияние спермия с ядром яйцеклетки и является собственно актом оплодотворения, в результате которого образуется зигота с диплоидным набором хромосом.

Выше было сказано, что микрогаметогенез завершается образованием двух спермиев, которые возникают или в пыльцевом зерне, или в пыльцевой трубке при прорастании пыльцевого зерна.

Время начала прорастания зерен после попадания их на рыльце у разных растений варьирует в зависимости, от внешних условий и состояния рыльца и пестика.

Так, например, у свеклы прорастание пыльцевых зерен начинается через 2 ч, у кок-сагыза — через 5 мин, а у кукурузы, сорго и других растений происходит почти немедленно.

Первым признаком прорастания пыльцевого зерна является увеличение его объема. Обычно из одного пыльцевого зерна образуется одна трубка, но у некоторых растений (мальвовые, тыквенные) из одного зерна образуется несколько трубок, однако полного развития достигает лишь одна из них.

Характер роста пыльцевых трубок определяется наследственными свойствами растений. К.

Корренсом у MeiaridrTum (дрёма) было обнаружено, что при одновременном прорастании на рыльце нескольких пыльцевых зерен скорость роста пыльцевых трубок нередко зависит от их числа: чем больше их, тем медленнее они прорастают, при этом наблюдается конкуренция.

Пыльцевая трубка, дорастая до микропиле, приходит в соприкосновение с той частью зародышевого мешка, где находится яйцевой аппарат — яйцеклетка и синергиды. Впрочем, у некоторых растений пыльцевая трубка подходит к зародышевому мешку через халазальную часть семяпочки.

Передвигающиеся по пыльцевой трубке по мере ее роста два генеративных ядра — спермия после разрыва трубки вместе с ее содержимым попадают внутрь зародышевого мешка. Спермин могут быть округлой, штопорообразной формы, иногда разрыхленные, с видимыми хромосомными нитями и др.

Ядра их в этот момент, как правило, находятся в стадии телофазы. Из двух проникших в зародышевый мешок спермиев один спермий внедряется яйцеклетку и сливается с гаплоидным ядром последней.

Слияние ядра спермия с ядром яйцеклетки является центральным моментом оплодотворения у растений.

Схема двойного оплодотворения у растений

У растений так же, как и у животных, готовность к слиянию мужского и женского ядер может быть различной. Условно можно считать, что у растений имеются два типа оплодотворения: тип сложноцветных, аналогичный типу морского ежа у животных, и тип лилейных, аналогичный типу аскариды. В первом случае (тип сложноцветных) ядро спермия проникает в зрелую яйцеклетку в состоянии незавершенной телофазы, растворяет оболочку ядра яйцеклетки и переходит в интерфазное состояние.

Во втором случае (тип лилейных) спермий проникает в яйцеклетку, находясь на стадии поздней телофазы. Ядро спермия не проникает в ядро яйцеклетки, а остается лежать рядом с ним. Каждое ядро в дальнейшем начинает подготавливаться к делению обособленно, и объединение их хромосом происходит только на стадии метафазы первого митотического деления зиготы. В оплодотворенной яйцеклетке — в зиготе восстанавливается диплоидное число хромосом. Из зиготы развивается зародыш семени.

После оплодотворения у покрытосеменных растений развивается дополнительный эмбриональный орган — эндосперм, который представляет собой питательное депо зародыша. Начало развития эндосперма вторым оплодотворением. Второй спермий пыльцевой трубки, попадая в зародышевый мешок» сливается с диплоидным ядром центральной клетки зародышевого мешка. При этом образуется набор хромосом: два одинаковых набора хромосом материнского организма и один набор отцовского.

Источник: https://www.activestudy.info/oplodotvorenie-u-zhivotnyx-i-rastenij/

Разница между Искусственным оплодотворением и Оплодотворением в пробирке

Основное различие между Искусственным оплодотворением и Оплодотворением в пробирке (экстракорпоральным оплодотворением) заключается в том, что Искусственное оплодотворение является преднамеренным введением сперматозоидов в шейку матки или полость матки, что обеспечивает оплодотворение внутри живого организма (in vivo), тогда как Оплодотворение в пробирке (in vitro) представляет собой процесс слияния яйцеклетки и сперматозоида вне женского организма. Искусственное оплодотворение включает в себя инъекцию сперматозоидов в матку, уменьшая время перемещения яйцеклетки, в то время как оплодотворение в пробирке включает стимуляцию, извлечение, оплодотворение и перенос яйцеклетки в матку.

Искусственное оплодотворение и Оплодотворение в пробирке (экстракорпоральное оплодотворение) — это два метода вспомогательных репродуктивных технологий для достижения беременности иными способами, нежели естественное зачатие. Как правило, эти методы используются для лечения бесплодия у людей, а также в животноводстве у крупного рогатого скота и свиней. 

  1. Обзор и основные отличия
  2. Что такое Искусственное оплодотворение
  3. Что такое Оплодотворение в пробирке
  4. Сходство между Искусственным оплодотворением и Оплодотворением в пробирке
  5. В чем разница между Искусственным оплодотворением и Оплодотворением в пробирке
  6. Заключение

Что такое Искусственное оплодотворение

Искусственное оплодотворение (инсеминация) — это преднамеренное введение сперматозоидов в репродуктивную систему женщины.

Искусственное оплодотворение

Исходя из места введения при оплодотворении, существует два способа искусственного оплодотворения. Это интрацервикальное инсеминация и внутриматочная инсеминация. Интрацервикальная инсеминация является самым простым методом оплодотворения, и его можно сделать в домашних условиях. Тогда как внутриматочная инсеминация сложна и более инвазивна.

Важно отметить, что основной целью искусственного оплодотворения является уменьшение расстояния, а также времени достижения яйцеклеток. Здесь соединение спермы и яйцеклетки происходит внутри фаллопиевых труб.

Идеальными кандидатами для этого метода являются молодые женщины с проницаемыми маточными трубами. Их период бесплодия должен быть менее трех лет при нормальной сперме мужчины-партнера.

Однако следует проводить не более четырех попыток, при этом наступления беременности обычно достигает в 25-30%. 

Что такое Оплодотворение в пробирке

Оплодотворение в пробирке (экстракорпоральное оплодотворение) — это процесс слияния яйцеклеток и сперматозоидов вне женской репродуктивной системы, т.е. в лабораторных условиях. Этот метод включает в себя мониторинг и стимуляцию процесса овуляции, извлечение яйцеклеток, оплодотворение с помощью обычного оплодотворения или ИКСИ, а также перенос полученных эмбрионов в матку.

Оплодотворение в пробирке (экстракорпоральное оплодотворение)

Кроме того, экстракорпоральное оплодотворение — это сложная и дорогостоящая процедура. Поэтому только 5% пар используют его. В основном, этот метод идеально подходит для пар с сохраняющимся бесплодием даже после простых процедур.

 Он лучше всего подходит пожилым женщинам с закупоренными трубами, эндометриозом, синдромом поликистозных яичников, супружеских пар с бесплодием неизвестного происхождения и с генетическими заболеваниями у родителей.

 Тем не менее, экстракорпоральное оплодотворение показывает более высокий процент успеха.

Сходства между Искусственным оплодотворением и Оплодотворение в пробирке

  • Искусственное оплодотворение и экстракорпоральное оплодотворение — два метода достижения беременности с помощью различных лабораторных методов.   
  • Оба метода исключают необходимость полового акта для достижения беременности.   
  • Они используются для лечения бесплодия у людей, а также в животноводстве.
  • Оба метода используют сперму от мужчины.

Разница между Искусственным оплодотворением и Оплодотворение в пробирке

Искусственное оплодотворение относится к медицинской или ветеринарной процедуре введения спермы во влагалище или матку. Напротив, экстракорпоральное оплодотворение относится к медицинской процедуре, при которой яйцеклетка оплодотворяется сперматозоидом в пробирке или в другом месте вне организма.  

Искусственное оплодотворение — это процесс преднамеренного введения сперматозоидов в шейку матки или полость матки, что приводит к оплодотворению внутри живого организма (in vivo). Однако экстракорпоральное оплодотворение — это процесс слияния яйцеклетки и спермы вне женского организма.

Кроме того, искусственное оплодотворение включает в себя введение сперматозоидов в матку, что сокращает время перемещения яйцеклетки. Тогда как экстракорпоральное оплодотворение включает в себя стимуляцию, извлечение, оплодотворение и перенос яйцеклетки.

Во время искусственного оплодотворения яйцеклетки не извлекаются из женского организма, но овуляция стимулируется, в то время как  при экстракорпоральном оплодотворении, яйцеклетки извлекаются из женского организма и вводятся эмбрионы.

Стимуляция яичников при искусственном оплодотворении часто приводит к росту более 2-3 фолликулов, что приводит к многоплодной беременности, в то время как основной целью стимуляции яичников при экстракорпоральном оплодотворении является получение достаточного количества яйцеклеток, в диапазоне от 6 до 15.

Искусственное оплодотворение происходит в маточных трубах женского организма, в то время как экстракорпоральное оплодотворение происходит вне женского организма в лабораторных условиях.

Искусственное оплодотворение — это менее сложный процесс, в то время как экстракорпоральное оплодотворение представляет собой сложный процесс с хирургическими процедурами по извлечению яйцеклеток.   

Искусственное оплодотворение является экономически более выгодным, а экстракорпоральное оплодотворение — является более дорогостоящим методом.

Источник: https://raznisa.ru/raznica-mezhdu-iskusstvennym-oplodotvoreniem-i-oplodotvoreniem-v-probirke/

Конспект

Раздел ЕГЭ: 3.2. Воспроизведение организмов, его значение. Способы размножения, сходство и различие полового и бесполого размножения. Оплодотворение у цветковых растений и позвоночных животных. Внешнее и внутреннее оплодотворение

Воспроизведение организмов — способность производить новое поколение особей того же вида, одно из обязательных и важнейших свойств живых организмов.

Бесполое размножение

Бесполое размножение — форма размножения, при которой организм воспроизводит себя самостоятельно, без всякого участия другой особи (гаметы не образуются). При любой форме бесполого размножения наблюдается увеличение численности вида без повышения его генетического разнообразия: все дочерние организмы являются точной копией материнского. Новые признаки возникают только в результате мутаций.

Преимущества бесполого размножения: простота и эффективность (не нужно искать партнёра); потомство может оставить любая особь в любом месте; удачные сочетания генов не теряются

Недостатки бесполого размножения: если в определённом место обитании возникают изменения, вызывающие гибель отдельных особей, то погибнут все организмы, так как они генетически сходны.

Способы бесполого размножения:

  • Простое деление (деление надвое). Характерно для одноклеточных эукариот. В результате такого типа размножения из одной клетки образуются две дочерние, каждая из которых становится новым организмом.
  • Почкование. Характерно для кишечнополостных, растений, одноклеточных грибов (дрожжей).

    В результате почкования от родительской особи отделяется небольшой вырост (почка), и из группы клеток исходного организма образуется дочерний.

  • Спорообразование.

    Встречается у водорослей, простейших (споровики) и некоторых групп бактерий, служит как для переживания неблагоприятных условий, так и для расселения: попав в подходящую среду, спора прорастает, превращаясь в вегетативную (делящуюся) клетку,

  • Вегетативное размножение.

    Чаще всего встречается у растений и представляет собой размножение отдельными органами, частями органов или тела (побегами, черенками, луковицами или клубнями). В его основе лежит способность организмов к регенерации.

Половое размножение

Половое размножение характеризуется наличием полового процесса, который обеспечивает обмен наследственной информацией и создаёт условия для возникновения наследственной изменчивости. В нём, как правило, участвуют две особи — женская и мужская, которые образуют гаплоидные половые клетки — гаметы.

Формы полового процесса:

  • Конъюгация — форма полового процесса, при которой осуществляется взаимообмен мигрирующими ядрами, перемещающимися из одной клетки в другую по цитоплазматическому мостику, образуемому двумя особями. При конъюгации обычно не происходит увеличения количества особей, но осуществляется обмен генетическим материалом между клетками, что обеспечивает перекомбинацию наследственных свойств.
  • Копуляция (гаметогамия) — слияние двух одинаковых или разных по форме, подвижности и размерам половых клеток. Выделяют следующие формы гаметогамии.
  • Изогамия. Образуются подвижные, морфологически одинаковые гаметы, различающиеся физиологически. Характерна для водорослей.
  • Анизогамия. Формируются подвижные гаметы, различающиеся морфологически и физиологически.

    Характерна для водорослей.

  • Оогамия. Гаметы сильно отличаются друг от друга, по строению и физиологическим свойствам делятся на мужские (подвижные — сперматозоиды, неподвижные — спермин) и женские (яйцеклетки). Характерна для животных, высших растений и многих грибов.

  • Партеногенез (девственное развитие) — половой процесс, при котором оплодотворение не происходит, новый организм формируется из неоплодотворённой яйцеклетки. Встречается у дафний, пчёл, тараканов, некоторых ящериц, ряда растений.

Гаметогенез — последовательный процесс образования половых клеток.

Центральное событие гамето-генеза — редукция диплоидного набора хромосом (в ходе мейоза) и формирование гаплоидных гамет. У человека и животных развитие яйцеклеток (оогенез) и сперматозоидов (сперматогенез) осуществляется в гонадах, или половых железах, — яичниках и семенниках соответственно.

Сперматогенез заканчивается стадией формирования сперматозоидов. В результате этого процесса каждая незрелая сперматида превращается в зрелый сперматозоид, приобретая все свойственные ему структуры.

При оогенезе из каждой последующей клетки оогония образуются одна крупная яйцеклетка с п набором хромосом и три редукционных тельца, которые не участвуют в оплодотворении, а служат для равномерного распределения хромосом в мейозе.

Стадии гаметогенеза:

Стадия размножения. Клетки, из которых в последующем образуются мужские и женские гаметы, называются сперматогониями и оогониями соответственно. Они несут 2n набор хромосом. На этой стадии первичные половые клетки многократно делятся митозом, в результате чего их количество возрастает. Сперматогонии размножаются в течение всего репродуктивного периода в мужском организме, оогонии — главным образом в эмбриональном периоде.

Стадия роста. Клетки увеличиваются в размерах и превращаются в сперматоциты и ооциты I порядка (достигают особенно больших размеров в связи с накоплением питательных веществ в виде желтка и белковых гранул). Соответствует интерфазе I мейоза.

Стадия созревания. Происходят два последовательных деления — редукционное (мейоз I) и равное (мейоз II), которые вместе составляют мейоз. В результате этого один сперматоцит I порядка (мейоз I) даёт два сперматоцита II порядка (мейоз II) -» четыре сперматиды; один ооцит I порядка (мейоз I) даёт два ооцита II порядка (мейоз II) -> одна зрелая яйцеклетка (с большим количеством питательных веществ) и три редукционных тельца.

Значение полового размножения в том, что оно обеспечивает появление пусть и небольшого числа потомков, но они имеют новые комбинации генов и признаков родителей, позволяющие* им приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды.

Оплодотворение у цветковых растений.
Внешнее и внутреннее оплодотворение

Оплодотворение у цветковых растений — двойное оплодотворение, в результате которого происходит слияние одного спермия с яйцеклеткой (развивается зародыш), а другого — с центральной клеткой зародышевого мешка (вторичный эндосперм семени, содержащий питательные вещества). Семяпочка у покрытосеменных не запасает питательных веществ впрок. Питательные ткани активно формируются уже после оплодотворения. Поэтому семяпочка развивается гораздо быстрее, чем у других отделов растений.

Способы оплодотворения у животных:

  • Наружное (внешнее) — мужские и женские гаметы выделяются в воду,
  • Внутреннее — сперматозоиды в спермальной жидкости переносятся из тела самца в тело самки, где и происходит оплодотворение.

Это конспект для 10-11 классов по теме «Воспроизведение организмов. Размножение, оплодотворение». Выберите дальнейшее действие:

Источник: https://uchitel.pro/%D0%B2%D0%BE%D1%81%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B8%D0%B7%D0%B2%D0%B5%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5-%D0%BE%D1%80%D0%B3%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B7%D0%BC%D0%BE%D0%B2/

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Сколько должно пройти времени после месячных чтобы забеременеть
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Малышок
Сколько часов в день можно носить бандаж после кесарева

Закрыть