Мужские гаметы строение и характеристика. Половые клетки (гаметы). Строение

Гамета (gamete): зародышевая клетка (спермий или яйцеклетка), содержащая гаплоидный набор хромосом , то есть имеющая по одному экземпляру каждой из хромосом.

При половом способе размножения потомство, как правило, имеет двух родителей. Каждый из родителей производит половые клетки. Половые клетки, или гаметы, обладают половинным или гаплоидным набором хромосом и возникают в результате мейоза . Таким образом, гамета (от греч. gamete - жена, gametes - муж) - зрелая репродуктивная клетка, содержащая гаплоидный набор хромосом и способная при слиянии с аналогичной клеткой противоположного пола образовать зиготу , при этом число хромосом становится диплоидным. В диплоидном наборе каждая хромосома имеет себе парную (гомологичную) хромосому. Одна из гомологичных хромосом происходит от отца, другая - от матери.. Женская гамета называется яйцеклеткой , мужская - сперматозоидом . Процесс образования гамет носит общее название - гаметогенез .

У эмбрионов всех позвоночных на ранней стадии развития определенные клетки обособляются как предшественники будущих гамет. Такие первичные половые клетки мигрируют в развивающиеся гонады ( яичники у самок, семенник и у самцов), где после периода митотического размножения претерпевают мейоз и дифференцируются в зрелые гаметы. В половых клетках перед мейозом активируются дополнительные гены, которые регулируют спаривание гомологичных хромосом, рекомбинацию и разделение рекомбинированных гомологичных хромосом в анафазе первого деления.

Яйцеклетки развиваются из первичных половых клеток , которые на ранней стадии развития организма мигрируют в яичник и превращаются там в оогонии . После периода митотического размножения оогонии становятся ооцитами первого порядка , которые, вступив в первое деление мейоза , задерживаются в профазе I на время, измеряемое сутками или годами в зависимости от вида организма. В период этой задержки ооцит растет и накапливает рибосомы , мРНК и белки, зачастую используя при этом другие клетки, включая окружающие вспомогательные клетки. Дальнейшее развитие (созревание яйцеклетки) зависит от полипептидных гормонов ( гонадотропинов), которые, воздействуя на окружающие каждый ооцит вспомогательные клетки, побуждают их индуцировать созревание небольшой части ооцитов. Эти ооциты завершают первое деление мейоза, образуя маленькое полярное тельце и крупный ооцит второго порядка , который позже переходит в метафазу второго деления мейоза . У многих видов ооцит задерживается на этой стадии до тех пор, пока оплодотворение не инициирует завершение мейоза и начало развития эмбриона.

Спермий обычно представляет собой маленькую и компактную клетку, которая в высокой степени специализирована для функции внесения своей ДНК в яйцеклетку. В то время как у многих организмов весь пул ооцитов образуется еще на ранней стадии развития самки, у самцов после наступления половой зрелости в мейоз вступают все новые и новые половые клетки, причем каждый сперматоцит первого порядка дает начало четырем зрелым спермиям. Дифференцировка спермиев осуществляется после мейоза, когда ядра гаплоидны. Однако, поскольку при митотическом делении зрелых сперматогониев и сперматоцитов цитокинез не доводится до конца, потомки одного сперматогония развиваются в виде

Морфология гамет и типы гаметогамии

Изогамия, гетерогамия и оогамия

Морфология гамет различных видов достаточно разнообразна, при этом продуцируемые гаметы могут отличаться как по хромосомному набору (при гетерогаметности вида), величине и подвижности (способности к самостоятельному передвижению), при этом гаметный диморфизм у различных видов варьирует в широких пределах - от отсутствия диморфизма в виде изогамии до своего крайнего проявления в форме оогамии.

Изогамия

Если сливающиеся гаметы морфологически не отличаются друг от друга величиной, строением и хромосомным набором , то их называют изогаметами, или бесполыми гаметами. Такие гаметы подвижны, могут нести жгутики или быть амёбовидными. Изогамия типична для многих водорослей .

Анизогамия (гетерогамия)

Гаметы, способные к слиянию, различаются по размерам, подвижные микрогаметы несут жгутики, макрогаметы могут быть как подвижны (многие водоросли), так и неподвижны (лишённые жгутиков макрогаметы многих протистов).

Оогамия

Сперматозоид и яйцеклетка.

Способные к слиянию гаметы одного биологического вида резко различаются по размерам и подвижности на два типа: мужские гаметы малого размера и крупные неподвижные женские гаметы - яйцеклетки . Различие размера гамет обусловлено тем, что яйцеклетки содержат запас питательных веществ, достаточный для обеспечения нескольких первых делений зиготы при её развитии в зародыш.

Мужские гаметы - сперматозоиды животных и многих растений подвижны и и обычно несут один или несколько жгутиков, исключением являются лишённные жгутиков мужские гаметы семенных растений - спермии, которые доставляются к яйцеклетке при прорастании пыльцевой трубки, а также безжгутиковые сперматозоиды (спермии) нематод и членистоногих.

Хотя сперматозоиды несут митохондрии , при оогамии от мужской гаметы к зиготе переходит только ядерная ДНК , митохондриальная ДНК (а в случае растений и пластидная ДНК) обычно наследуется зиготой только от яйцеклетки.

Литература

См. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Женские гаметы" в других словарях:

ГАМЕТЫ - ГАМЕТЫ, половые клеточные элементы, resp. особи, соединяющиеся при оплодотворении, resp. при конъюгации, копуляции и т. п. процессах у животных и растительных организмов. У многоклеточных существ (животных, высших растений) гаметами являются… … Большая медицинская энциклопедия

Современная энциклопедия

- (от греч. gamete жена gametes муж) (половые, или репродуктивные, клетки), женские (яйца, или яйцеклетки) и мужские (сперматозоиды, спермии) половые клетки животных и растений, обеспечивающие при слиянии развитие новой особи и передачу… … Большой Энциклопедический словарь

гаметы - Женские и мужские половые клетки животных. [ГОСТ 27775 88] Тематики искусственное осеменение … Справочник технического переводчика

Гаметы - (от греческого gamete жена, gametes муж), половые клетки животных и растений женские (яйца, или яйцеклетки) и мужские (сперматозоиды, спермии). При слиянии обеспечивают развитие новой особи и передачу наследственных признаков от родителей… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

Гамет; мн. (ед. гамета, ы; ж.). [от греч. gametē жена, gametēs муж]. Мужские и женские половые клетки. Мужская, женская г. ◁ Гаметный, ая, ое. Г ая клетка (половая). * * * гаметы (от греч. gametē жена, gamétēs муж) (половые, или репродуктивные … Энциклопедический словарь

Гаметы - (от греч. gamete жена, gametes муж) половые, или репродуктивные, клетки с гаплоидным (одинарным) набором хромосом женские (яйца или яйцеклетки), мужские (сперматозоиды, спермин). Гаметы обеспечивают передачу наследственной информации от родителей … Начала современного естествознания

Гаметы - (rp. гамете жена, гаметес муж) половые, или репродуктивные клетки с гаплоидным (одинарным) набором хромосом женские (яйца, или яйцеклетки) и мужские (сперматозоиды, спермии, живчики). Гаметы обеспечивают передачу наследственной информации от… … Концепции современного естествознания. Словарь основных терминов

- (от греч. gamete жена, gametes муж) (половые, или репродуктивные, клетки), женские (яйца, или яйцеклетки) и мужские (сперматозоиды, спермии) половые клетки ж ных и р ний, обеспечивающие при слиянии развитие новой особи и передачу наследств.… … Естествознание. Энциклопедический словарь

гаметы - половые клетки (мужские – сперматозоиды, или спермии; женские – яйцеклетки) … Анатомия и морфология растений

Гаметы (от греческих слов gamete - жена, gametes - муж) - половые, или репродуктивные, клетки животных и растений, обеспечивающие при слиянии развитие новой особи и передачу наследственных признаков от родителей потомкам. Гаметы гаплоидны, т. е. содержат одинарный набор хромосом. При их слиянии, т. е. при оплодотворении, или половом процессе, возникает зигота с двойным (диплоидным) набором хромосом. Так происходит объединение генетического материала родительских особей и восстанавливается полный набор хромосом.

Животные, размножающиеся половым путем (см. Размножение), производят мужские гаметы - сперматозоиды и женские - яйцеклетки, или яйца.

У многих простейших мужские и женские гаметы одинаковых размеров и формы и обе подвижны (изогамия).

Чтобы произошло оплодотворение, гаметам необходимо найти друг друга. Необходимо также обеспечить зиготу достаточным запасом питательных веществ и защитными оболочками. Эти функции в процессе эволюции разделились между мужскими и женскими гаметами. Поэтому у большинства животных мужские гаметы маленькие и подвижные, а женские более крупные, содержат много питательных веществ и не способны двигаться (анизогамия, или оогамия). Наиболее крупные яйцеклетки у животных, эмбриональное развитие которых происходит в наружной среде, а не в материнском организме и продолжается длительное время - дни, недели (птицы, пресмыкающиеся, земноводные, рыбы, головоногие моллюски).

Сперматозоиды состоят из головки, шейки и хвоста, который обеспечивает им подвижность. В головке находится ядро с плотно упакованными хромосомами, в шейке - митохондрии, доставляющие энергию для обмена веществ и движения хвоста. Мужские гаметы водных организмов иногда имеют жгутики, обеспечивающие их подвижность. У некоторых организмов (круглые черви, многие членистоногие) мужские гаметы движутся амебообразно, с помощью псевдоподий.

У большинства животных, кроме высших млекопитающих, цитоплазма яйцеклеток содержит большое количество желтка.

Процесс образования гамет называется га-метогенезом, спермиев - сперматогенезом, а яйцеклеток - оогенезом. У многоклеточных животных гаметы развиваются в половых железах - гонадах (у самцов - семенники, у самок - яичники). Образование гамет у низших животных происходит путем митоза, а у большинства животных - путем мейоза. Гаметы образуются в избыточных количествах, поскольку не все сперматозоиды достигают яйцеклетки и не все оплодотворенные яйцеклетки (зиготы) могут развиваться до взрослого организма.

У растений в зависимости от строения гамет различают разные типы полового процесса (см. Пол, Оплодотворение). У гетеро- и особенно у могамных растений мужских гамет образуется значительно больше, чем женских, что повышает вероятность оплодотворения.

Клетка, находящаяся в мужской половой системе, служащая для того чтобы оплодотворить женскую гамету, называется сперматозоидом. С древнего греческого языка переводиться как семя и жизнь. Данную терминологию используют для характеристики микро гамет, необычайно подвижных. Им свойственен вид полового процесса при котором происходит сливания резко отличающихся между собой половых клеток.

Половая клетка

Сперматозоиды меньше по размерам чем женская яйцеклетка, так как не имеют в своей структуре такого количества цитоплазматической жидкости. Но их в мужском организме производиться огромное количество.

Само значение сперматозоид, важно выделять от слова сперма, так как последняя имеет водянистость, в которую входят сами мужские гаметы. Кроме того, в сперме присутствует определенная концентрация клеток эпителия, попадающих из уретрального канала.

История открытия

Первооткрыватель

Первым, кто описал мужскую гамету, был голландский ученый Антони ван Левенгук. Открытие датируется 1677 годом. Как сообщал в своих трактатах сам микроскопист, поведал о сперматозоидах ему друг Иоганн Гамм. Формально он и является первооткрывателем, но именно рассмотрел и сделал зарисовки в деталях сперматозоиды, именно Левенгук.

Что такое сперматозоид и что он собой являет? Сперматозоид представляет собой специфическую клетку, строение которой дает ей возможность выполнять предназначенную природой функцию преодоления женских половых путей, проникая в последствии в женскую яйцеклетку, внося генетический материал, находящийся в нем.

В процессе слияния сперматозоида с яйцеклеткой, происходит оплодотворения и образование зиготы. составляет около 55 мкм в длину, делая его самой маленькой клеткой в организме человека. Верхняя часть, именуемая головкой сперматозоида, равна 5.0 мкм в длину и 3.5 мкм в ширину. Средняя часть и специальный хвостик, составляют около 4.5 и 45 мкм в длину соответственно.

Такие незначительные размеры, связаны с тем, что мужской гамете необходимо как можно скорее продвигаться по женским путям к яйцеклетке.В процессе созревания мужской гаметы, происходит уменьшение размера, связанное с преобразованием и уплотнением ядра, а цитоплазматическая жидкость в большей мере выбрасывается. Таким образом остаются только самые нужные части сперматозоида.

Мужская гамета содержит в себе Х и У хромосомы. Содержащие в себе У — хромосому, имеют название андроспермиев, а Х-хромосому — гиноспермиев.Оплодотворение яйцеклетки происходит только одним спермием, и вероятность того что это будет андро или же гиноспермий, равна, что в свою очередь не дает четких гарантий угадать будущий пол малыша.

Составляющие части

Головка сперматозоида в мужском человеческом организме, представлена в виде эллипса, сжатого с обеих сторон. Одна сторона имеет небольшую вмятину, что дает повод говорить о ложковидной форме головки мужской гаметы.

Головка имеет в себе ряд клеточных структур, к которым относятся:

Функции клетки

Ядро — важная составляющая, несущая в себе необходимый хромосомный набор. Такой вид ядра называется — гаплоидным. После того, как произошел процесс слития мужской и женской половой клетки, происходит образования зиготы, с диплоидным набором хромосом, и он содержит в себе материнские и отцовские хромосомы.
Важно! Примечателен тот факт, что в процессе сильного скопления, хроматин в ядре сперматозоидов не активен и в ядре не образовывается рибонуклеиновая кислота.
Акросома — выполняет функцию лизосомы, но слегка измененную. Содержит в себе акросома специфические литические ферменты, способные расщеплять мембранную оболочку яйцеклетки. Видоизмененная лизосома, занимает большую часть головки сперматозоидов, и приравнивается по размерам к ядру. Акросома находиться спереди ядра, и по этому ее еще называют шапочкой. В процессе контактирования с яйцеклеткой, из видоизмененной лизосомы, происходит выброс ферментов, растворяющих необходимый участок оболочки яйцеклетки. Одним из самых базовых ферментов в акросоме, является акрозин, но помимо него существует еще порядка 15.
Центросома — центр, отвечающий за передвижение хвостика мужской гаметы, образован из специальных микротрубочек.

Кроме того, у сперматозоида различают среднюю часть и шейку. Далее располагается хвостик. Вся средняя часть мужской гаметы имеет цитоскелет хвостика, а вот в средней части вокруг хвостика, есть митохондрион. Он представляет собой одну большую митохондрию в виде спирали, обвивающей цитоскелет хвостика. Именно эта митохондрия дает возможность жгутику двигаться, посредством синтеза аденозинтрифосфорной кислоты.

Хвостик располагается сразу за средней частью, имеет тонкую структуру.Процесс передвижения сперматозоидов человека, обеспечивается хвостиком, или же жгутиком. При совершении движения, мужская гамета движется, совершая обороты вокруг своей оси. Скорость движения может достигать до 30 см за 60 минут.

В человеческом организме, после произошедшего полового акта, сперматозоиды на протяжении нескольких часов достигают ампулы женской фаллопиевой (маточной) трубы. Именно там и происходит процесс оплодотворения. Находясь в мужском организме, сперматозоиды находятся в режиме ожидания, не проявляя своей активности, и движения хвостиков у них едва заметны. Выведение сперматозоидов вместе с семенной жидкостью происходит за счет сжимания мышечных волокон протоков и биения ресничных частей клеток, расположенных в протоках.

Свою активность мужские гаметы начинают проявлять после того, как произошел процесс эякуляции. Причиной их активации становиться специальная простатическая жидкость с содержанием ферментов.

Важно! По половым путям женского организма, сперматозоиды движутся только против тока жидкости

Для того чтобы процесс оплодотворения прошел успешно, в маточные трубы женского организма, должно попасть не меньше чем 10 миллионов сперматозоидов. В процессе движения, из всего количества сперматозоидов останется всего несколько тысяч, достигающих ампулы женской маточной трубы.

Скорость передвижения сперматозоидов равняется 2-5 миллиметрам в 60 секунд. Такой вид передвижения и быстрота, позволяет достигать передней трети яйцевода на протяжении 6-10 часов.

Сколько живут сперматозоиды

После того, как процесс созревания закончился (порядка 65 дней), мужская гамета может сохраниться в организме до 30 дней. В семенной жидкости способность к выживанию зависит от факторов окружающей среды (свет, температура в помещении, влажность) до одних суток. В полости влагалища гаметы погибают на протяжении нескольких часов. А вот в отделе шейки матки, непосредственно самой матке и маточных трубах, жизнеспособность может сохраняться до 72 часов.

При патологических состояниях в организме мужчины, количество сперматозоидов в семенной жидкости может изменяться. Встречается и так, что зрелые половые клетки отсутствуют при проведении специального анализа, спермограммы.

Убивать мужские гаметы может высокая температура, излучение ультрафиолета, кислая среда, соли тяжелых металлов. Помимо этого, неблаготворное влияние на мужские гаметы оказывают излучения радиационного характера, спиртные напитки, никотин, вещества наркотического характера, противомикробные препараты и сильнодействующие медицинские вещества.

Морфология гамет и типы гаметогамии

Изогамия, гетерогамия и оогамия

Изогамия

Анизогамия (гетерогамия)

Оогамия

Сперматозоид и яйцеклетка.

Литература

См. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Мужская гамета" в других словарях:

Гамета. Так называются в ботанике те клетки низших растительныхорганизмов, которые служат для полового размножения. Строение их весьмаразнообразно. Половой процесс состоит именно в слиянии Г. Еслисливающиеся Г. не отличаются друг от друга ни… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

Так называются в ботанике те клетки низших растительных организмов, которые служат для полового размножения. Строение их весьма разнообразно. Половой процесс состоит именно в слиянии Г. Если сливающиеся Г. не отличаются друг от друга ни строением …

Андромоноэция мужская однодомность - Андромоноэция, мужская однодомность * андрамонаэцыя, мужчынская аднадомнасць * andromonoecy явление, когда отдельная гамета формирует как обоеполые, так и тычиночные цветки … Генетика. Энциклопедический словарь

АНДРОГАМЕТА - мужская гамета или микрогамета … Словарь ботанических терминов

МАЛЯРИЯ - МАЛЯРИЯ, от итальянского malaria испорченный воздух, перемежная, перемежающаяся, болотная лихорадка (malaria, febris intermittens, франц. paludisme). Под этим названием объединяется группа близко стоящих друг к другу родственных б ней,… … Большая медицинская энциклопедия

ОПЛОДОТВОРЕНИЕ, ключевой процесс полового РАЗМНОЖЕНИЯ, когда в результате слияния мужской и женской ГАМЕТ (половых клеток) образуется ЗИГОТА. Зигота содержит в себе генетическую информацию (ХРОМОСОМЫ) обоих родителей (см. НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ). У… … Научно-технический энциклопедический словарь

Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Состоит в слиянии двух половых клеток мужской и женской. Произошедшая через такое слияние клетка производит новое растение. При неизменности сути, процесс оплодотворения протекает различно у разных растений; равным образом весьма различно… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Раздел ботаники, занимающийся естественной классификацией растений. Экземпляры со многими сходными признаками объединяют в группы, называемые видами. Тигровые лилии один вид, белые лилии другой и т.п. Похожие друг на друга виды в свою очередь… … Энциклопедия Кольера

- (бурые, Phaeophyceae s. Fucoideae s. Melanophyceae) ряд водорослей (см.), окрашенных в бурый цвет; последний зависит от того, что в клетках названных водорослей находится пигмент феофилл, состоящий из зеленого хлорофилла (см.) и бурого фикофеина … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Понравилась статья? Поделитесь ей

Распечатать статью