Оплодотворение — что это такое. Оплодотворение
Оплодотворение — это объединение ядер мужских и женских поло-вых клеток — гамет, приводящее к формированию зиготы и последующему развитию из неё нового (дочернего) организма.
Центральным моментом этого процесса является слияние двух ядер по-ловых клеток родителей.
В результате в зиготе формируется двойной (диплоидный — 2n) набор хромосом, полученных от мужского и женского организмов . Объединение в зиготе генетического материала двух разных родительских наборов генов (генотипов) и образование нового генотипа у дочернего организма — выдаю-щееся биологическое событие живого мира, обеспечивающее увеличение из-менчивости, а это важно для эволюции органического мира.
В результате объединения при оплодотворении отцовского и материн-ского наборов генов возникают в каждом случае уникальные комбинации ге-нов у дочерних организмов. Таким путём поддерживается генетическое мно-гообразие организмов, которое служит материалом для естественного отбора и эволюции популяции и вида.
В зависимости от того, в какой среде протекает процесс объединения гамет, различают наружное и внутреннее оплодотворение.
Наружное оплодотворение осуществляется в окружающей среде, обычно в водных условиях, куда попадают мужские и женские половые клет-ки. Примером может служить оплодотворение у большинства животных, оби-тающих или размножающихся в воде: кольчатых червей , двустворчатых моллюсков , большинства рыб , бесхвостых земноводных . Выделяемые этими организмами мужские и женские гаметы поступают в воду, где происходит их встреча и слияние — образование зиготы.
Внутреннее оплодотворение обеспечивается переносом сперматозои-дов (или спермиев) мужского организма в женский. Примером внутреннего оплодотворения является оплодотворение у птиц и млекопитающих. Полага-ют, что при оплодотворении в яйцеклетку проникает лишь один спермий. Оплодотворенная яйцеклетка даёт начало зиготе, деление которой обеспечи-вает развитие зародыша, а затем и организма. Материал с сайта
Внутреннее оплодотворение у многих животных (пресмыкающихся, птиц) сопро-вождается откладыванием яиц во внешнюю среду, где в течение определённого срока из яиц развиваются маленькие детеныши: птенцы , черепашата , крокодильчики и др. У большинства млекопитающих зигота и образовавшийся из неё заро-дыш претерпевают внутреннее развитие в половых органах самки. У млекопи-тающих (кроме яйцекладущих — утконоса и ехидны ) для выращивания зародыша (эмбриона) в матке формируется так называемое детское место или плацента. В виде зачатков она имеется даже у сумчатых животных. Через плаценту устанав-ливается связь между кровеносными руслами эмбриона и самки. Благодаря этому обеспечивается газообмен в теле зародыша, его питание и удаление про-дуктов распада и, конечно, защита зародыша от неблагоприятных условий внеш-ней среды.
Внутреннее оплодотворение у животных — процесс, возникший в ходе эволюции позднее наружного оплодотворения, и значительно более прогрес-сивное морфобиологическое явление. То же следует отметить о появлении плаценты в истории развития животного мира. Они обеспечивают воспроиз-ведение здорового молодого поколения при существенной защите, сохране-нии (и экономии) половых клеток размножающихся организмов и заботе ма-тери о развитии зародышей.
Оплодотворение яйцеклетки – удивительный процесс, который изучается специалистами всего мира уже долгие годы. Мы знаем все этапы, которые проходят половые клетки перед и после заветной встречи. В момент оплодотворения из родительских клеток образуется нечто новое, соединяющее в себе генетическую информацию от матери и отца. Этой микроскопической уникальной клетке в будущем суждено стать полноценным человеком.
Успешность оплодотворения зависит от множества факторов. Этому процессу предшествуют сотни других, не менее важных. Зачатие не произойдет, если нарушен процесс созревания и перемещения половых клеток: сперматозоидов и яйцеклеток.
Продвижение сперматозоидов к яйцеклетке
С момента семяизвержения до встречи половых клеток проходит от 3 до 6 часов. Сперматозоиды постоянно двигаются, продвигаясь к месту контакта с яйцеклеткой. Женский организм устроен так, что половые клетки мужчины встречают на этом пути много препятствий, задуманных природой в качестве защитного механизма. Таким образом отсеиваются слабые сперматозоиды, которые потенциально опасны и не подходят для формирования новой жизни.
Во время одного полового акта во влагалище попадает до 300 миллионов сперматозоидов, но только один достигнет цели. Миллионы мужских половых клеток погибают на пути к яйцеклетке и непосредственно рядом с ней. Большинство клеток почти сразу после семяизвержения вытекает вместе со спермой. Огромное количество сперматозоидов гибнет во влагалище и цервикальной слизи шейки матки. Некоторое количество сперматозоидов застревает в складках шейки матки, однако они становятся резервом на тот случай, если первая группа клеток не достигнет .
Примечательно, что эти застрявшие сперматозоиды являются причиной беременности до овуляции. Всем известно, что оплодотворение становится возможным только после овуляции, но шансы забеременеть есть в любой день цикла. Когда половой акт осуществляется до момента выхода яйцеклетки, эти застрявшие сперматозоиды дожидаются овуляции и продолжают путь к половой клетке. Сперматозоиды могут оставаться «в живых» до 7 суток, поэтому риск забеременеть сохраняется до и после овуляции.
Поскольку сперматозоиды не знакомы иммунной системе женщины, она принимает их за чужеродные элементы и уничтожает. При излишней активности иммунитета женщины можно говорить об иммунологической несовместимости, что может стать причиной бесплодия у пары.
Выжившие после атаки иммунитета сперматозоиды продвигаются в маточные трубы. Контакт со слабощелочной слизью шеечного канала провоцирует повышение активности сперматозоидов, они начинают продвигаться быстрее. Мышечные сокращения помогают сперматозоидам передвигаться внутри матки. Одна часть попадает в фаллопиеву трубу, а другая – в маточную, где находится яйцеклетка. В трубе сперматозоиды должны противостоять току жидкости, а некоторые клетки задерживаются ворсинками слизистой.
На этом этапе в верхних отделах тракта запускаются реакции, провоцирующие капацитацию (дозревание) сперматозоидов. За это ответственны определенные биохимические вещества. Вследствие капацитации мембрана головки спермия меняется, происходит подготовка к проникновению в яйцеклетку. Сперматозоиды становятся гиперактивными.
Созревание и продвижение яйцеклетки
Вне зависимости от длины цикла у конкретной женщины, за 14 дней до менструации происходит овуляция. При стандартном цикле длительностью 27-28 дней выход яйцеклетки из фолликула приходится на середину. Примечательно, что длина цикла у разных женщин отличается и может достигать 45 и более дней. По этой причине специалисты рекомендуют подсчитывать день овуляции ориентируясь на предполагаемое начало менструации. От этой даты нужно отсчитать две недели.
Сроки оплодотворения:
- За 14 дней до менструации яйцеклетка выходит из фолликула. Случается овуляция. В этот период риск забеременеть наиболее велик.
- В течение 12-24 часов после овуляции сперматозоид может оплодотворить яйцеклетку. Этот период называют окном фертильности. Через сутки после овуляции яйцеклетка погибает, но это время может сокращаться в зависимости от многих факторов.
- Если половой акт произошел после выхода яйцеклетки из фолликула, для оплодотворения требуется всего 1-2 часа. За это время сперматозоиды преодолевают 17-20 см от влагалища до маточных труб, учитывая все препятствия.
- Если соитие произошло до овуляции, оплодотворение возможно в течение недели. Примечательно, что сперматозоиды с Y-хромосомой быстрее, но живут 1-2 дня, а клетки с X-хромосомой медленные, но могут противостоять негативному влиянию среды в течение недели. На этом факте основаны многие методики зачатия ребенка определенного пола.
Овуляция – маленький взрыв фолликула. Яйцеклетка и жидкость, в которой созревал ооцит, попадают в брюшную полость. «Бахрома» фаллопиевых труб включает реснитчатый эпителий, который однонаправленно продвигает яйцеклетку на выход из яичника. Эти реснички активизируются под воздействием эстрогенов – гормонов, выделяемых яичниками после овуляции.
В этот период яйцеклетка окружена кумулюсными клетками, которые формируют лучистый венец. Этот венец содержит фолликулярные клетки и является вторичной оболочкой яйцеклетки. Он становится препятствием для сперматозоида при непосредственном оплодотворении.
Как происходит соединение половых клеток
Слияние гамет
Непосредственное оплодотворение происходит в маточной трубе, ближе к яичнику. Этого этапа пути достигают десятки спермиев из сотен миллионов: самые сильные, выносливые и активные сперматозоиды. Оплодотворяет яйцеклетку только один, а остальные помогают ему проникнуть внутрь клетки и погибают.
Самые активные проникают через лучистый венец и крепятся к рецепторам на наружной – блестящей – оболочке яйцеклетки. Спермии выделяют протеолитические ферменты, растворяющие белковую оболочку. Это ослабляет защитный слой яйцеклетки, чтобы один спермий мог проникнуть внутрь.
Внешняя оболочка защищает внутреннюю мембрану. Сперматозоид, который первым достиг этой мембраны, крепится к ней, и половые клетки сливаются за считанные минуты. «Поглощение» спермия яйцеклеткой запускает цепочку реакций, которые вызывают изменения в ее оболочке. Другие сперматозоиды больше не могут прикрепиться, дополнительно яйцеклетка выделяет вещества для их отталкивания. Слившись с первым сперматозоидом, яйцеклетка становится непроницаема для других.
Едва сперматозоид проник в яйцеклетку, в организме женщины запускаются механизмы, оповещающие другие системы об оплодотворении. Работа органов перестраивается так, чтобы сохранять жизнедеятельность зародыша. Поскольку организм может начать принимать оплодотворенную яйцеклетку за инородное образование, иммунитет ослабевает и не может вызвать отторжение плода.
Формирование нового генома
В сперматозоиде генетическая информация упакована плотно. Она начинает раскрываться только внутри яйцеклетки, вокруг формируется пронуклеус – предшественник ядра зиготы. В пронуклеусе генетический материал перестраивается, образуя 23 хромосомы. Примечательно, что генетический материал от матери заканчивает формироваться только в процессе оплодотворения.
Микротрубочки сближают два пронуклеуса. Наборы хромосом объединяются, образуется уникальный генетический код. Он содержит информацию о сотне характеристик, которыми будет обладать будущий человек: от цвета глаз до черт характера. Эти характеристики во многом зависят от наследственной информации, передаваемой из поколения в поколение, но также создаются уникальные «блоки».
Оплодотворение яйцеклетки по этапам
- Сперматозоиды «нападают» на яйцеклетку. Они бьют ее хвостами, чтобы вызывать ее вращение.
- Внутрь яйцеклетки проникает сперматозоид.
- Слияние отцовской и материнской хромосом, формирование новой генетической программы. После этого оплодотворенную яйцеклетку называют зиготой.
- Спустя 30 часов после оплодотворения начинается дробление зиготы. Новые клетки называют бластомерами.
- В первые сутки после зигота делится надвое, затем разделяется на четыре бластомеры.
- На третьи сутки бластомеров становится восемь.
- Четвертый день знаменуется разделением зиготы на шестнадцать клеток. С этого времени зародыш называют морулой.
- Дробление продолжается, но внутри морулы образуется жидкость. Формируется – последняя стадия развития зародыша перед переходом в матку и имплантацией.
- На этом этапе процесс оплодотворения завершается, однако полноценная беременность еще не наступила. Дальше зигота продвигается по фаллопиевым трубам в матку, имплантируется и начинает развиваться вплоть до родов.
После перехода плодного яйца в матку заканчивается процесс деления, начинается его внедрение в эндометрий. Место прикрепления эмбриона определяет положение ребенка в животе: при имплантации по задней стенке у женщин живот маленький, а при имплантации по передней – больше.
Внедрение эмбриона в эндометрий запускает множество биохимических процессов, поэтому женщина может испытывать тошноту в этот период, поднимается температура и возникают головные боли. Специфический признак имплантации – кровянистые выделения, свидетельствующие о повреждении стенок матки.
С чего начинается беременность
Первую неделю после оплодотворения зигота находится в фаллопиевых трубах. На седьмой день она начинает опускаться в матку и выискивает место для прикрепления. У здоровой женщины на этом этапе утолщен эндометрий матки, поэтому зигота легко закрепляется без существенного риска отторжения. Недостаточность толщины эндометрия нередко становится причиной женского бесплодия.
В период перемещения из фаллопиевых труб в матку яйцеклетка берет питательные вещества из желтого тела, поэтому образ жизни будущей матери не играет важной роли на данном этапе. Однако после прикрепления зиготы к эндометрию ситуация меняется: беременная должна пересмотреть образ жизни и питание, ведь теперь развитие плода всецело зависит от ее поведения. Важно поддерживать нормальное душевное и физическое состояние.
Зигота зарывается в эндометрий, начинается имплантация. Этот процесс занимает примерно 40 часов: делятся клетки, происходит их внедрение в слизистую и последующее разрастание. Активно образовываются кровеносные сосуды, которые в будущем превратятся в плаценту. Зародышевый узелок начинает формировать тело, а поверхностные клетки те части, которые нужны для развития плода (околоплодный пузырь, плацента, пуповина). Завершение имплантации знаменует начало периода беременности, то есть вынашивания ребенка.
Амнион или околоплодный пузырь – мешочек с бесцветными околоплодными водами. Они нужны для защиты хрупкого плода от давления стенок матки, скачков температуры, шума и ударов извне. Помимо этого, околоплодные воды поддерживают обмен веществ.
Плацента является уникальным органом. Он обеспечивает плод всем необходимым для роста, развития и жизнедеятельности. На определенном этапе плацента выполняет функции легких, почек и пищеварения, а также образует гормоны и другие элементы, необходимые для полноценного развития ребенка. Она транспортирует свежую материнскую кровь в пуповинную вену и выводит продукты метаболизма из артерий плода. Плацента – своеобразный фильтр, который защищает плод от вредоносных микроорганизмов и веществ. Пуповина соединяет плод и плаценту. По сосудам внутри нее туда и обратно течет кровь.
3 этапа беременности
Беременность делят на три этапа: формирование тела и органов, чтобы поддерживать жизнеобеспечение плода, настройка систем организма, подготовка к рождению. Несмотря на то, что беременность длится 9 месяцев, в медицине этот период отсчитывают по неделям. От зарождения до появления новой жизни проходит примерно 40 недель, что равняется 10 лунным месяцам (из расчета 28 дней цикла). Поэтому календарь беременности состоит из 10 месяцев. Отслеживать изменения, происходящие в организме беременной, легче именно по такому календарю. Беременная точно знает, на какой неделе ей нужно сдавать анализы и проходить УЗИ .
Как повысить шансы на успешное зачатие
Самый благоприятный период для зачатия – двое суток после овуляции. Однако если учитывать жизнеспособность сперматозоидов в течение 5 дней, активные занятия сексом нужно начинать за 3-4 дня до овуляции. Сперматозоиды уже будут «ждать» яйцеклетку в брюшной полости и маточных трубах.
Точно определить день овуляции можно по базальной температуре, но опираться на такой календарь нужно только после 6 месяцев регулярных измерений. В лабораторных условиях определить овуляцию могут по моче и слюне.
Если менструальный цикл женщины составляет стандартно 28 дней, для успешного зачатия нужно заниматься сексом в 10-18 дни цикла (желательно через день, когда первый день цикла – день менструации). Не стоит относиться к зачатию слишком педантично, в этом вопросе главное удовольствие и расслабленность.
Несмотря на то, что частые эякуляции сокращают объем семенной жидкости, регулярный секс является залогом хорошей подвижности сперматозоидов. Поэтому для успешного оплодотворения достаточно заниматься сексом через день. Ежедневные соития гарантируют зачатие на 25%, в то время как один половой акт в неделю снижает шансы до 10%.
Женщина способна повысить вероятность зачатия, если сразу после секса полежит на боку или поднимет таз. Однако нужно учитывать особенности строения матки: при загибе лучше лежать на животе, чуть наклонившись, а при двурогой форме поднимать таз. Главное, чтобы сперма не вытекала из влагалища. После полового акта нельзя использовать средства гигиены и спринцеваться, поскольку это может изменить pH влагалища и повлиять на сперматозоиды.
Если партнеры испытывают трудности с зачатием, можно обратиться в клинику и при помощи диагностической аппаратуры точно отследить созревание фолликула и время выхода яйцеклетки. Для этих целей подходит безвредная и безболезненная ультразвуковая диагностика.
Нужно понимать, что оплодотворение яйцеклетки – еще не беременность. Об успешном зачатии можно говорить лишь после того, как зародыш достигнет матки и углубится в эндометрий. От оплодотворения яйцеклетки до беременности проходит неделя. Это время нужно для того, чтобы запустились механизмы, не позволяющие имплантироваться зиготе с неправильным набором хромосом. Такое возможно, но чаще всего «поломанные» зиготы погибают до или сразу после имплантации. Они выходят вместе с менструальными выделениями, поэтому женщина даже не догадывается о том, какие процессы происходили в ее организме. Потерянной беременностью такие явления, как правило, не называют.
Биология. Общая биология. 10 класс. Базовый уровень Сивоглазов Владислав Иванович
21. Оплодотворение
21. Оплодотворение
Вспомните!
Какой набор хромосом имеет зигота?
Для каких животных характерно наружное оплодотворение?
У каких организмов существует двойное оплодотворение?
Для осуществления полового размножения организму недостаточно просто сформировать половые клетки – гаметы, надо обеспечить возможность их встречи. Процесс слияния сперматозоида и яйцеклетки, сопровождающийся объединением их генетического материала, называют оплодотворением . В результате оплодотворения образуется диплоидная клетка – зигота , активация и дальнейшее развитие которой приводит к формированию нового организма. При слиянии половых клеток разных особей осуществляется перекрёстное оплодотворение , а при объединении гамет, продуцируемых одним организмом, – самооплодотворение .
Существует два основных типа оплодотворения – наружное (внешнее) и внутреннее.
Наружное оплодотворение. При наружном оплодотворении половые клетки сливаются вне организма самки. Например, рыбы мечут икру (яйцеклетки) и молоку (сперму) прямо в воду, где происходит наружное оплодотворение. Подобным образом осуществляется размножение у земноводных, многих моллюсков и некоторых червей. При наружном оплодотворении встреча яйцеклетки и сперматозоида зависит от самых разных факторов внешней среды, поэтому при таком типе оплодотворения организмы обычно образуют огромное количество половых клеток. Например, озёрная лягушка откладывает до 11 тыс. яиц, атлантическая сельдь вымётывает около 200 тыс. икринок, а рыба-луна – почти 30 млн.
Внутреннее оплодотворение. При внутреннем оплодотворении встреча гамет и их слияние происходит в половых путях самки. Благодаря согласованному поведению самца и самки и наличию специальных совокупительных органов мужские половые клетки поступают непосредственно в женский организм. Так происходит оплодотворение у всех наземных и некоторых водных животных. В этом случае вероятность успешного оплодотворения высока, поэтому половых клеток у таких особей гораздо меньше.
Количество половых клеток, которые образует организм, зависит также от степени заботы родителей о потомстве. Например, треска вымётывает 10 млн икринок и никогда не возвращается к месту кладки, африканская рыбка тиляпия, вынашивающая икру во рту, – не более 100 икринок, а млекопитающие, обладающие сложным родительским поведением, обеспечивающим заботу о потомстве, рождают всего одного или нескольких детёнышей.
У человека, как и у всех остальных млекопитающих, оплодотворение происходит в яйцеводах, по которым яйцеклетка движется по направлению к матке. Сперматозоиды преодолевают огромное расстояние до встречи с яйцеклеткой, и лишь один из них проникает в яйцеклетку. После проникновения сперматозоида яйцеклетка формирует на поверхности толстую оболочку, непроницаемую для остальных сперматозоидов.
Если оплодотворение произошло, яйцеклетка завершает своё мейотическое деление (§ 20) и два гаплоидных ядра сливаются в зиготе, объединяя генетический материал отцовского и материнского организмов. Образуется уникальная комбинация генетического материала нового организма.
Яйцеклетки большинства млекопитающих сохраняют способность к оплодотворению в течение ограниченного времени после овуляции, как правило, не более 24 часов. Сперматозоиды, покинувшие мужскую половую систему, живут тоже очень недолго. Так, у большинства рыб сперматозоиды погибают в воде уже спустя 1–2 минуты, в половых путях кролика живут до 30 часов, у лошадей 5–6 суток, а у птиц до 3 недель. Сперматозоиды человека во влагалище женщины гибнут спустя 2,5 часа, но те, которые успевают добраться до матки, сохраняют жизнеспособность в течение двух и более суток. Существуют в природе и исключительные случаи, например сперматозоиды пчёл сохраняют способность к оплодотворению в семяприёмнике самок в течение нескольких лет.
Оплодотворённая яйцеклетка может развиваться в теле материнского организма, как это происходит у плацентарных млекопитающих, или во внешней среде, как у птиц и пресмыкающихся. Во втором случае она покрывается специальными защитными оболочками (яйца птиц и пресмыкающихся).
У некоторых видов организмов встречается особая форма полового размножения – без оплодотворения. Такое развитие называют партеногенезом (от греч. partenos – девственница, genesis – возникновение) или девственным развитием. В этом случае дочерний организм развивается из неоплодотворённой яйцеклетки на основе генетического материала одного из родителей, и образуются особи только одного пола. Естественный партеногенез даёт возможность резкого увеличения численности потомства и существует в тех популяциях, где контакт разнополых особей затруднён. Партеногенез встречается у животных разных систематических групп: у пчёл, тлей, низших ракообразных, скальных ящериц и даже у некоторых птиц (индеек).
Одним из главных механизмов, который обеспечивает оплодотворение строго внутри вида, является соответствие числа и строения хромосом женских и мужских гамет, а также химическое сродство цитоплазмы яйцеклетки и ядра сперматозоида. Даже если чужеродные половые клетки и соединяются при оплодотворении, это, как правило, приводит к ненормальному развитию зародыша или к рождению стерильных гибридов, т. е. особей, неспособных к деторождению.
Двойное оплодотворение. Особый тип оплодотворения характерен для цветковых растений. Он был открыт в конце XIX в. русским учёным Сергеем Гавриловичем Навашиным и получил название двойного оплодотворения (рис. 67).
Во время опыления пыльца попадает на рыльце пестика. Пыльцевое зерно (мужской гаметофит) состоит всего из двух клеток. Генеративная клетка делится, образуя два неподвижных спермия, а вегетативная клетка, прорастая внутрь пестика, формирует пыльцевую трубку. В завязи пестика развивается женский гаметофит – зародышевый мешок с восемью гаплоидными ядрами. Два из них сливаются, формируя центральное диплоидное ядро. В результате дальнейшего деления цитоплазмы зародышевого мешка образуется семь клеток: яйцеклетка, центральная диплоидная клетка и пять вспомогательных.
Рис. 67. Двойное оплодотворение у цветковых растений
После того как пыльцевая трубка прорастает в основание пестика, спермии, находящиеся внутри неё, проникают в зародышевый мешок. Один спермий оплодотворяет яйцеклетку, – возникает диплоидная зигота; из неё в дальнейшем развивается зародыш. Другой спермий сливается с ядром крупной центральной диплоидной клетки, образуя клетку с тройным хромосомным набором (триплоидную), из которой затем формируется эндосперм – питательная ткань для зародыша. Таким образом, у покрытосеменных растений в оплодотворении участвует два спермия, т. е. осуществляется двойное оплодотворение.
Искусственное оплодотворение. Большое значение в современном сельском хозяйстве имеет искусственное оплодотворение, приём, который широко применяется в селекции при выведении и улучшении пород животных и сортов растений. В животноводстве при помощи искусственного осеменения можно получить многочисленное потомство от одного выдающегося производителя. Сперма таких животных хранится в специальных низкотемпературных условиях и сохраняет жизнеспособность в течение долгого времени (десятки лет).
Искусственное опыление в растениеводстве позволяет осуществлять определённое, заранее запланированное скрещивание и получать сорта растений с необходимым сочетанием родительских свойств.
В современной медицине при лечении бесплодия используется искусственное оплодотворение спермой донора и экстракорпоральное (внетелесное) оплодотворение – метод, разработанный впервые в 1978 г. и известный под названием «ребёнок из пробирки». Этот метод заключается в оплодотворении яйцеклеток вне организма и последующем переносе их назад в матку для продолжения нормального развития.
К 2010 г. с помощью экстракорпорального оплодотворения было зачато уже около 4 млн детей. Однако использование донорской спермы, донорских яйцеклеток и даже суррогатных матерей порождает целый ряд этических и социальных проблем. Многие люди, опираясь на религиозные и моральные соображения, выступают против любых вмешательств в размножение человека, в том числе против экстракорпорального и искусственного оплодотворения.
Вопросы для повторения и задания
1. Что такое оплодотворение?
2. Какие типы оплодотворения вы знаете?
3. В чём заключается процесс двойного оплодотворения?
4. Каково значение искусственного оплодотворения в растениеводстве и животноводстве?
Подумайте! Выполните!
1. Как вы считаете, в чём преимущество двойного оплодотворения у покрытосеменных растений по сравнению с оплодотворением у голосеменных?
2. Достаточно ли знать, что в размножении участвует только одна особь, чтобы сделать вывод о том, что это размножение – бесполое?
3. Объясните, почему при экстракорпоральном оплодотворении часто рождаются близнецы.
4. Организуйте и проведите дискуссию «Экстракорпоральное оплодотворение: за и против».
Работа с компьютером
Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.
Повторите и вспомните!
Растения
Опыление. Двойному оплодотворению у цветковых растений предшествует опыление – перенос пыльцы (пыльцевых зёрен) на рыльце пестика. Опыление осуществляется различными способами. Если пыльца цветка попадает на рыльце пестика этого же цветка, происходит самоопыление . Перенос пыльцы на рыльце пестика другого цветка называют перекрёстным опылением .
Самоопыление характерно для небольшого числа цветковых растений. Учёные считают, что самоопыление возникло вторично, когда какие-то обстоятельства стали препятствовать осуществлению перекрёстного опыления. Биологически самоопыление менее выгодно, поскольку при этом не происходит обмен генетической информации между различными особями вида.
Перекрёстное опыление распространено у покрытосеменных растений гораздо шире, чем самоопыление. Биологически перекрёстное опыление более благоприятно, чем самоопыление, потому что оно даёт возможность объединять генетическую информацию разных особей. Появляются потомки, отличающиеся от родительских особей. Это способствует приспособлению вида к изменяющимся условиям обитания.
Перекрёстное опыление может осуществляться различными способами. Условно их можно разделить на две группы: абиотическое опыление (при помощи ветра или воды) и биотическое (при помощи животных). В роли опылителей могут выступать разные животные: насекомые, птицы, млекопитающие.
Данный текст является ознакомительным фрагментом. Из книги Разведение собак автора Хармар Хиллери Из книги Допинги в собаководстве автора Гурман Э Г8.2.1.1. Искусственное оплодотворение в собаководстве Применение искусственного оплодотворения в собаководстве в настоящее время сдерживается в основном отсутствием соответствующих нормативных документов по учету происхождения животных и определенным консерватизмом
Из книги Физиология размножения и репродуктивная патология собак автора Дюльгер Георгий Петрович3.1. ОПЛОДОТВОРЕНИЕ Оплодотворение - процесс слияния половых клеток самца (спермия) и самки (яйцеклетки) и образования зиготы, которая обладает двойной наследственностью и дает начало новому организму.Естественный тип осеменения собак - маточный. Во время полового акта
Из книги Собаки и их разведение [Разведение собак] автора Хармар ХиллериОплодотворение яйцеклетки Фолликулы (нечто вроде пузырьков, в которых зреют яйцеклетки) постепенно начинают выступать на поверхность яичника, они продуцируют гормоны, которые подготавливают матку к приему оплодотворенного яйца. Давление на стенки яичника
Из книги Болезни собак (незаразные) автора Панышева Лидия ВасильевнаОплодотворение У кобелей в момент эякуляции увеличивается луковичная часть головки полового члена и заполняет все пространство переднего отдела влагалища. Эрекция вестибулярных кавернозных тел самки ущемляет половой член и тем предотвращает выделение спермы через
Из книги Размножение собак автора Коваленко Елена ЕвгеньевнаСовокупление и оплодотворение Для того, чтобы правильно организовать спаривание, нужно представлять себе физиологические процессы, лежащие в его основе. У животных, размножающихся половым путем, процессу оплодотворения предшествует осеменение. При внутреннем
Из книги Род человеческий автора Барнетт ЭнтониОплодотворение После того как мы рассмотрели строение половых органов и способ их функционирования, перейдем к самой сути всей сложной системы воспроизведения. А так как мы на сорок недель старше, чем думаем (с учетом времени внутриутробного развития), то прежде всего
Из книги Читая между строк ДНК [Второй код нашей жизни, или Книга, которую нужно прочитать всем] автора Шпорк ПетерИскусственное оплодотворение - риск? Фундаментальные исследования в эпигенетике прежде всего преследовали цель изучить те комплексные изменения, которые происходят в клетках в момент оплодотворения на самом раннем этапе развития любой жизни. Результаты создают повод
Из книги Гены и развитие организма автора Нейфах Александр АлександровичГлава III С чего начинается развитие. Оплодотворение Оплодотворение традиционно считают началом развития. И действительно, только после слияния гаплоидного яйца и гаплоидного сперматозоида образуется диплоидная зигота - фактически самый ранний зародыш. У большинства
Из книги Биология. Общая биология. 10 класс. Базовый уровень автора Сивоглазов Владислав Иванович21. Оплодотворение Вспомните!Какой набор хромосом имеет зигота?Для каких животных характерно наружное оплодотворение?У каких организмов существует двойное оплодотворение?Для осуществления полового размножения организму недостаточно просто сформировать половые
Из книги Размножение организмов автора Петросова Рената Арменаковна7. Оплодотворение у животных Оплодотворение - процесс слияния мужских и женских половых клеток, в результате которого образуется зигота. Зигота - оплодотворенная яйцеклетка. Она всегда имеет диплоидный набор хромосом. Из зиготы развивается зародыш, который дает начало
Оплодотворение — процесс слияния мужской и женской гамет, приводящее к образованию зиготы. При оплодотворении взаимодействуют мужская и женская гаплоидные гаметы, при этом сливаются их ядра (пронуклеусы), объединяются хромосомы, и возникает первая диплоидная клетка нового организма — зигота. Начало оплодотворения — момент слияния мембран сперматозоида и яйцеклетки, окончание оплодотворения — момент объединения материала мужского и женского пронуклеусов.
Оплодотворение происходит в дистальном отделе маточной трубы и проходит 3 стадии.
I стадия — дистантное взаимодействие, включает в себя 3 механизма:
хемотаксис — направленное движение сперматозидов навстречу к яйцеклетке (гинигамоны 1,2);
реотаксис — движение сперматозоидов в половых путях против тока жидкости;
капацитация — усиление двигательной активности сперматозоидов, под воздействием факторов женского организма (рН, слизь и другие).
II стадия — контактное взаимодействие, за 1,5-2 ч сперматозоиды приближаются к яйцеклетке, окружают ее и приводят к вращательным движениям, со скоростью 4 оборота в минуту. Одновременно из акросомы сперматозоидов выделяются сперматозилины, которые разрыхляют оболочки яйцеклетки. В том месте, где оболочка яйцеклетки истончается максимально, происходит оплодотворение, оволемма выпячивается и головка сперматозоида проникает в цитоплазму яйцеклетки, занося с собой центриоли, но оставляя снаружи хвостик.
III стадия — проникновение, самый активный сперматозоид проникает головкой в яйцеклетку, сразу после этого в цитоплазме яйцеклетки образуется оболочка оплодотворения, которая препятствует полиспермии. Затем происходит слияние мужского и женского пронуклеусов, этот процесс носит название синкарион. Этот процесс (сингамия) и есть собственно оплодотворение, появляется диплоидная зигота (новый организм, пока одноклеточный).
Условия, необходимые для оплодотворения:
концентрация сперматозоидов в эякуляте, не менее 60 млн в 1 мл;
проходимость женских половых путей;
нормальная температура тела женщины;
слабощелочная среда в женских половых путях.
Дробление — это последовательно протекающий митоз, без роста образовавшихся клеток до размеров исходной. При дроблении происходит относительно быстрое увеличение количества клеток (бластомеры). Дробление идет до тех пор, пока не восстановится соотношение объема ядра к объему цитоплазмы, характерное для данного вида. Количество бластомеров увеличивается от 2 до примерно 12-16 к третьим суткам после оплодотворения, когда концептус достигает стадии морулы и выходит в полость матки из маточных труб.
ОПЛОДОТВОРЕНИЕ - слияние мужской половой клетки (сперматозоида) с женской (яйцеклеткой), приводящее к образованию зиготы, которая даёт начало новому организму. Оплодотворению предшествуют сложные процессы созревания яйцеклетки (оогенез) и сперматозоида (сперматогенез). В отличие от сперматозоидов, яйцеклетка не обладает самостоятельной подвижностью. Зрелая яйцеклетка выходит из фолликула в брюшную полость в середине менструального цикла в момент овуляции и попадает в маточную трубу благодаря её присасывающим перистальтическим движениям и мерцанию ресничек. Период овуляции и первые 12-24 ч после неё являются наиболее благоприятными для оплодотворения. Если оно не произошло, то в последующие дни происходят регресс и гибель яйцеклетки.
При половом сношении во влагалище женщины попадает сперма (семенная жидкость). Под действием кислой среды влагалища часть сперматозоидов погибает. Наиболее жизнеспособные из них проникают через канал шейки матки в щелочную среду её полости и через 1,5-2 ч после полового сношения достигают маточных труб, в ампулярном отделе которых происходит оплодотворение. К зрелой яйцеклетке устремляется множество сперматозоидов, однако через покрывающую её блестящую оболочку проникает, как правило, лишь один из них, ядро которого сливается с ядром яйцеклетки. С момента слияния половых клеток начинается беременность. Образуется одноклеточный зародыш, качественно новая клетка - зигота, из которой в результате сложного процесса развития в течение беременности формируется человеческий организм. Пол будущего ребёнка зависит от того, каким типом сперматозоида была оплодотворена яйцеклетка, всегда являющаяся носительницей Х-хромосомы. В том случае, если яйцеклетка была оплодотворена сперматозоидом с X (женской) половой хромосомой, возникает зародыш женского пола (XX). При оплодотворении яйцеклетки сперматозоидом с Y (мужской) половой хромосомой развивается эмбрион мужского пола (XY). Имеются данные о том, что сперматозоиды, содержащие Y-хромосому, менее долговечны и быстрее погибают по сравнению со сперматозоидами, содержащими Х-хромосому. Очевидно, в связи с этим вероятность зачатия мальчика возрастает, если оплодотворяющий половой акт произошёл во время овуляции. В том случае, если половое сношение было за несколько дней до овуляции, больше шансов, что произойдёт оплодотворение. яйцеклетки сперматозоидами, содержащими Х-хромосому, т. е. выше вероятность рождения девочки.
Оплодотворённая яйцеклетка, продвигаясь по маточной трубе, подвергается дроблению, проходит стадии бластулы, морулы, бластоцисты и на 5-6-й день от момента оплодотворения достигает полости матки. К этому моменту зародыш (эмбриобласт) снаружи покрыт слоем особых клеток - трофобластом, который обеспечивает питание и имплантацию (внедрение) его в слизистую оболочку матки, называемую во время беременности децидуальной. Трофобласт выделяет ферменты, растворяющие елизистую оболочку матки, что облегчает погружение оплодотворённой яйцеклетки в её толщу.
