§ 39. Половое размножение. Образование половых клеток

1. Каковы отличия и преимущества полового размножения в сравнении с бесполым?

Половое размножение отличается от бесполого наличием полового процесса, который обеспечивает обмен наследственной информацией и создает условия для возникновения наследственной изменчивости. При половом размножении потомки получают наследственные признаки от обоих родителей в результате слияния генетически разных гамет. Это приводит к образованию диплоидной зиготы с новой комбинацией наследственных признаков, которая и становится родоначальницей нового организма. Наследственно более разнообразное потомство имеет большие возможности для приспособления и выживания в меняющихся условиях среды.

2. Каковы особенности строения яйцеклеток и сперматозоидов?

Женские и мужские половые клетки отличаются по строению и физиологическим свойствам. Яйцеклетки в отличие от сперматозоидов большие по размерам, имеют сферическую форму, не способны к самостоятельному движению, имеют значительно больший объем цитоплазмы и запас питательных веществ, покрыты защитными оболочками.
Сперматозоиды — подвижные половые клетки. Они имеют обтекаемую форму, состоят из головки, шейки и длинного жгутика (хвоста). В клетке содержится небольшое количество цитоплазмы, большое ядро. На переднем конце головки расположена акросома — видоизмененный аппарат Гольджи, содержащий гидролитические ферменты, используемые для растворения оболочки яйцеклетки при оплодотворении. Энергию для движения жгутика обеспечивает расположенная в его начальном участке митохондрия.

3, 4. Где и как осуществляется образование женских и мужских половых клеток? Назовите принципиальные отличия между процессами сперматогенеза и оогенеза.

Образование яйцеклеток происходит в яичниках, сперматозоидов — в семенниках.

Оогенез (формирование яйцеклеток (оогенез) у млекопитающих начинается до рождения женской особи. В нем различают три периода (стадии): размножения, роста, созревания. Стадия размножения клеток путем митоза проходит в эмбриональный период. К моменту рождения количество первичных половых клеток достигает нескольких десятков тысяч. Большая их часть к периоду достижения половой зрелости погибает. С наступлением половой зрелости первичные половые клетки поочередно вступают в стадию роста, увеличиваясь в размерах за счет синтеза белка и питательных веществ, поступающих из окружающих фолликулярных клеток и крови. На следующей стадии созревания происходит первое мейотическое деление выросшей первичной половой клетки, в результате которого образуются две гаплоидные клетки: одна крупная, другая маленькая (полярное тельце). Крупная клетка выходит из яичника (овуляция) и проникает в маточную трубу, в которой происходит второе мейотическое деление этой клетки с образованием яйцеклетки и второго полярного тельца. В результате мейоза образуется одна яйцеклетка и три полярных тельца.

Сперматогенез проходит в сперматогенной ткани стенок извитых канальцев семенников начиная с периода половой зрелости. Он сходен с процессом оогенеза и включает те же три стадии — размножения, роста и созревания. Отличием стадии созревания является образование при мейотическом делении четырех одинаковых клеток, называемых сперматидами. После дополнительной стадии формирования из них образуются зрелые сперматозоиды.

Таким образом, при сперматогенезе из одной первичной половой клетки в ходе мейоза образуются четыре гаплоидные равноценные половые клетки, при оогенезе — одна крупная яйцеклетка и три маленькие клетки — полярные тельца.

5, 6. За счет чего происходит увеличение размеров яйцеклетки? Каков биологический смысл образования при оогенезе полярных телец?

Увеличение размеров яйцеклетки происходит во время двух делений мейоза за счет неравномерного распределения цитоплазмы между яйцеклеткой и полярным тельцем. Биологический смысл неравномерного деления заключается в необходимости снабдить яйцеклетку большим запасом питательных веществ в виде желтка, который нужен для развития будущего зародыша.