Vývoj a struktura reprodukčních buněk

Struktura mužských a ženských pohlavních buněk určuje naplnění jejich nejdůležitějších funkcí - realizace generativní reprodukce. Je charakteristická pro zástupce rostlin i zvířat. Vlastnosti struktury sexuálních buněk budou zváženy v našem článku.

Gametes: vztah mezi strukturou a funkcemi

Specializované buňky, které provádějí proces generativního rozmnožování, se nazývají gamety. Mužské a ženské pohlavní buňky - spermie a vajíčka - jsou haploidní, tedy jedna sada chromozomů ... Tato struktura sexuálních buněk poskytuje genotyp organismu, který vzniká při jejich sloučení. Je diploidní nebo dvojité. Takže polovina genetické informace tělo přijímá od matky a druhá část - od otce.

Přes běžné rysy, struktura sexuální rostlinných buněk a zvířata se v mnoha ohledech liší od sebe. To se týká především určitých míst jejich vzniku. Takže v krytosemenných spermií se nachází v prašníky tyčinek, zatímco vejce - ve vaječnících z pestíku. Mnohobuněčných zvířata mají zvláštní orgány - prostaty, což je tvorba gamet: ova - ve vaječnících a spermií - ve varlatech.

Proces tvorby zárodečných buněk

Struktura a vývoj sexuálního buněk je určena průběhem gametogeneze - procesem jejich vzniku, který probíhá v několika fázích. Během chovné fáze jsou primární gamety rozděleny několikrát mitózou. Současně se zachovává dvojitá sada chromozomů. U jednotlivců jiného pohlaví má tato fáze své rozdíly. U savčích samců to začíná počátkem puberty a trvá až do stáří. U žen se dělení primárních pohlavních buněk vyskytuje pouze během intrauterinního vývoje plodu. A před pubertou zůstanou v klidu.

Fáze růstu je následující. Během tohoto období se primární gamety zvyšují ve velikosti, dochází k replikaci DNA (duplikace). Důležitým procesem je také skladování živin, protože budou nezbytné pro následné rozdělení.

Poslední etapa gametogeneze se nazývá fáze růstu. V jeho průběhu jsou primární pohlavní buňky děleny redukčním dělením - meiózí. Jeho výsledkem jsou čtyři haploidní buňky, tvořené z primárních diploidních buněk.

Spermatogeneze

Výsledkem tvorby samčích pohlavních buněk, tj. Spermatogeneze, jsou čtyři identické a plné struktury. Mají schopnost oplodnit. Struktura mužské sexuální buňky, přesněji její zvláštnost, spočívá ve vzniku specifických adaptací. Zejména je to flagella, pomocí níž dochází k pohybu samčích gamet. Tento proces probíhá v poslední dodatečné fázi tvorby, která je charakteristická pouze pro proces spermatogeneze.

Ovogenesis

Struktura ženských pohlavních buněk, stejně jako proces jejich vzniku (oogeneze), má řadu charakteristických rysů. Kdy Zrání vajíčka Během meiózy je cytoplazma rozdělena nerovnoměrně mezi buňky v budoucnosti. Jenom jeden z nich se stává vejcem, který může vést k budoucímu životu. Zbývající tři se mění na řídící orgány a v důsledku toho jsou zničeny. Biologickým významem tohoto procesu je snížit počet dospělých, schopných hnojení ženských pohlavních buněk. Pouze za těchto podmínek bude jediné vejce schopno získat potřebné množství živin, což je hlavní podmínka pro vývoj budoucího organismu. Výsledkem je, že v době, kdy je žena schopna porodit děti, se mohou vytvořit pouze asi 400 zárodečných buněk. Zatímco u mužů toto číslo dosahuje několika set milionů.

Struktura samčích zárodečných buněk

Spermatozoa jsou velmi malé buňky. Jejich velikost sotva dosahuje několika mikrometrů. V přírodě jsou takové rozměry přirozeně kompenzovány jejich množstvím. Struktura pohlavních buněk samčího těla má své vlastní charakteristiky.

Spermie se skládá z hlavy, krku a ocasu. Každá z těchto součástí provádí určité funkce. Trvalá buněčná organela eukaryotického jádra se nachází v hlavě. Je nosičem genetické informace obsažené v DNA molekulách. Je jádrem, které zajišťuje přenos a skladování dědičných materiálů. Druhou složkou hlavy spermatu je akrozom. Tato struktura je modifikovaným komplexem Golgiho a vylučuje speciální enzymy, které mohou rozpouštět skořápky vajíčka. Bez toho by byl proces hnojení nemožný. Na krku jsou organely mitochondrií, které zajišťují pohyb ocasu. V této části spermií jsou také centrioly. Tyto organely hrají důležitou roli při tvorbě štěpného vřetena během rozdrcení oplodněného vajíčka. Chvost spermií je tvořena mikrotubuly, které za použití energie mitochondrií zajišťují pohyb mužských pohlavních buněk.

Struktura vajec

Ženské pohlavní buňky jsou mnohem větší než spermie. Jejich průměr u savců je až 0,2 mm. Stejný index u pěstních ryb je však 10 cm a u žraloka - až 23 cm. Na rozdíl od mužských pohlavních buněk jsou vaječné buňky nepohyblivé. Mají zaoblený tvar. V cytoplazmě těchto buněk je velké množství živin ve formě žloutek. V jádře kromě DNA obsahující genetické informace existuje další nukleová kyselina - RNA. Obsahuje informace o struktuře nejdůležitějších proteinů budoucího organismu. Žloutek může být ve vejce nerovnoměrně rozložen. Například v lancetu je v centru a v rybách zaujímá téměř celý povrch, posunuje jádro a cytoplasmus do jednoho z pólů buňky. Venku je vaječná buňka bezpečně chráněna skořápkami: vitelline, transparentní a vnější. Jsou to oni, kteří musí rozpustit akrosom hlavy spermií pro proces hnojení.

Druhy plodnosti

Struktura a funkce pohlavních buněk způsobují proces hnojení - fúze gamét. Výsledkem tohoto procesu je genetický materiál gamet spojen do jediného jádra a vzniká zygota. Je to první buňka nového organismu.

V závislosti na místě průchodu tohoto procesu se rozlišuje vnější (vnější) a vnitřní hnojení. První typ se provádí mimo tělo ženské. To se obvykle vyskytuje ve vodním prostředí. Příklady organismů, které podléhají externímu hnojení, jsou zástupci třídy ryb. Jejich samice se rozmnožují ve vodě, kde muži a vody s semennou tekutinou. Počet vajec těchto zvířat dosahuje několika tisíc, z nichž mnoho lidí přežívá a roste. Většina z nich jedí vodní živočichy. Ale u všech savčích zvířat je charakteristické vnitřní oplodnění, které se vyskytuje uvnitř ženského těla za pomoci specializovaných mužských kopulačních orgánů. Zároveň je počet ovulů připravených k hnojení malý.

Struktura mužských, ženských pohlavních buněk a reprodukční systém rostlin se výrazně liší od struktury zvířat. Proces fúze gamet je proto jiný. Samčí zárodečné buňky rostlin nemají ocas a nejsou schopné pohybu. Proto oplodnění předchází opylení. Jedná se o proces přenášení pylů z prašníku stamenů na stigma písku. Vyskytuje se s pomocí větru, hmyzu nebo člověka. Jednou tímto způsobem na stigma psistu se spermie snižují podél embryonální zkumavky do rozšířené spodní části vaječníku. Je vejce. Když se gamet spojuje, tvoří semenné klíčky.

Pojem parthenogeneze

Struktura reprodukčních buněk, zejména ženských buněk, umožňuje jednu z neobvyklých forem generativní reprodukce. Říká se to parthenogenezi. Jeho biologická podstata spočívá ve vývoji dospělého organismu z neoplodněného vajíčka. Takový proces je zaznamenán v životním cyklu daphnických korýšů, během nichž se střídají pohlavní a parthenogenetické generace. Ženské pohlavní buňky obsahují dostatek živin, které zrodí nový život. V případě parthenogeneze však nevznikají žádné nové kombinace genetické informace, což znamená, že je také nemožné objevit nové znaky. Parthenogeneze má však důležitý biologický význam, protože umožňuje proces sexuální reprodukce i bez přítomnosti jedince opačného pohlaví.

Fáze menstruačního cyklu

V ženském těle nejsou pohlavní buňky vždy připraveny na oplodnění, ale pouze na jisté úrovni fáze menstruačního cyklu. Během tohoto fyziologického procesu se tělo podrobuje cyklickým, pravidelným změnám funkcí reprodukčního systému. Tento proces je regulován humorálním systémem. Doba trvání tohoto cyklu je 21-36 dní s průměrem 28. Toto období lze rozdělit na tři fáze. V prvním (menstruačním), který trvá přibližně prvních 5 dnů, dochází k odmítnutí sliznice dělohy. To je doprovázeno prasknutím malých cév. Ve dnech 6-14. Dne se pod vlivem hypofýzy uvolní folikul, ve kterém se vajíčko zráží. Sliznice dělohy během této doby se začíná zotavovat. To je podstatou postmenstruační fáze. Od 15. do 28. dne se tvoří tlusté pojivové tkáně, žluté tělo. Slouží jako dočasná žláza vnitřní sekrece, která produkuje hormony, které zpomalují zrání folikulů. V období od 17. do 21. dne je nejvyšší pravděpodobnost oplodnění. Pokud se tak nestane, zárodečná buňka se zničí a sliznice se znovu odfarbí.

Co je ovulace?

14. den menstruačního cyklu se struktura ženského sexuálního článku mění poněkud. Vaječník ruptuje folikulární membránu a vystupuje z vaječníku do vajíčka. Zde dospívá její zrání. Tento proces se nazývá ovulace. Toto je velmi důležité období, během kterého děloha získá schopnost obdržet oplodněné vejce.

Chromozomální soubor reprodukčních buněk

Vajíčka a spermie mají jediný soubor genetických informací. Například u člověka obsahují pohlavní buňky 23 chromozomů a zygota 46. Když se gamet spojují, polovina genů, které organismus přijímá od matky, a druhá část od otce. To platí i pro sex. Mezi chromozomy, autozomy a jeden pár genitálií jsou odlišné. Jsou označeny latinkou. V lidském tělísku obsahují buňky žen dva identické pohlavní chromozomy a buňky mužského pohlaví mají různé chromozomy. Sexuální buňky obsahují jednu z nich. Takže pohlaví nenarozeného dítěte závisí výhradně na mužském organismu a na typu chromozomů, které nese spermie.

Funkce zárodečných buněk

Struktura ženských pohlavních buněk, stejně jako muži, je propojen s funkcemi, které vykonávají. Jsou součástí reprodukčního systému a vykonávají funkci generativní reprodukce. Na rozdíl od asexuální, který zachovává integritu genetické informace organismu k, pohlavní rozmnožování umožňuje vytváření nových funkcí. To je nezbytná podmínka pro vznik adaptace, a tedy i pro celou existenci živých organismů.