Задания 5-8, 24, 27. Гаметогенез: сперматогенез и оогенез

***

Гаметогенез — это процесс созревания гамет. Гаметы — это половые клетки. Половые клетки бывают мужские и женские. Мужские половые клетки называются сперматозоидами, а женские — яйцеклетками. Процесс образования сперматозоидов — сперматогенез, яйцеклеток — оогенез (или овогенез).

Приятного изучения статьи! Если хочешь подготовиться на 80+, то обязательно посмотри вот эти способы подготовки (жми, чтобы перейти на сайт и узнать подробнее) ❤️

Строение сперматозоида:

Сперматозоид — клетка, состоящая из 3 отделов: головки, шейки и хвостика (жгутика). В передней части головки находится акросома. В ней содержатся ферменты, растворяющие оболочку яйцеклетки. В шейке находятся митохондрии — они синтезируют АТФ, которая позволяет жгутику работать в очень быстром темпе. Жгутик вращается и двигает клетку вперёд — к яйцеклетке. Двигаться быстро сперматозоиду позволяет обтекаемая форма и очень маленькие размеры: практически все органоиды сильно редуцированы.

Сперматогенез:

Сперматозоиды образуются в семенниках при температуре 34 градуса. Чтобы обеспечить такую температуру, мошонка вынесена за пределы брюшной полости. Начинается сперматогенез с 12 лет и заканчивается в глубокой старости. В день мужчина может выработать до 30 миллионов сперматозоидов. Контролируется гаметогенез гормонами. Весь процесс, изображенный на рисунке, длится примерно 75 дней и состоит из четырёх фаз:

Фаза размножения

Сперматогонии многократно делятся митозом, количество данных клеток в организме мужчины исчисляется сотнями миллионов. Сперматогонии — диплоидные клетки. Окончив митоз, сперматогоний имеет набор 2n2c, после чего происходит интерфаза (в которой ДНК реплицируется, т.е. удваивается), и клетка с набором 2n4c вступает в новое деление.

Фаза роста

Во время фазы роста деления нет, клетка готовится к мейозу: накапливает питательные вещества, растёт, синтезирует АТФ. В общем, фаза роста — это длинная интерфаза перед мейозом. Клетку, которая образовалась в результате фазы роста, называют сперматоцитом первого порядка.

Фаза созревания

Сперматоцит первого порядка подвергается первому делению мейоза, после чего становится сперматоцитом второго порядка (n2c) и проходит второе деление мейоза. Клетки, образовавшиеся после мейоза — сперматиды (nc).

Фаза формирования

Эта фаза присутствует только в сперматогенезе. Здесь сперматиды перестраиваются: обретают жгутик, акросому, шейку, полную митохондрий. Набор у сперматозоида — nc.

***

Строение яйцеклетки

Строение яйцеклетки в ЕГЭ почти не затрагивается.

Яйцеклетка — одна из самых больших клеток человеческого организма. Нужно знать, что она имеет несколько оболочек и запас питательных веществ. Начинают образовываться яйцеклетки в 12 лет, а заканчивают к 50-ти. За всю жизнь женщина производит около 500 яйцеклеток.

Овогенез:

Яйцеклетки человека образуются в яичниках. По­сле­до­ва­тель­но­сть, в которой про­ис­хо­дит про­цесс со­зре­ва­ния жен­ских по­ло­вых кле­ток, опло­до­тво­ре­ние и на­ча­ло раз­ви­тия за­ро­ды­ша:

со­зре­вание фолликула в яичнике → овуляция (выход яйцеклетки из фолликула) → опло­до­тво­ре­ние → на­ча­ло фор­ми­ро­ва­ния мно­го­кле­точ­но­го за­ро­ды­ша → при­креп­ле­ние за­ро­ды­ша к стен­ке матки → об­ра­зо­ва­ние пла­цен­ты.

Сам овогенез (созревание яйцеклетки) состоит из трёх фаз:

Фаза размножения

Оогонии многократно делятся митозом. Это диплоидные клетки. Окончив митоз, оогоний имеет набор 2n2c, после чего происходит интерфаза, и клетка с набором 2n4c вступает в новое деление.

Фаза роста

Во время фазы роста деления нет, клетка готовится к мейозу: накапливает питательные вещества, растёт, синтезирует АТФ. В общем, фаза роста — это длинная интерфаза перед мейозом. Клетку, которая образовалась в результате фазы роста, называют ооцитом первого порядка.

Фаза созревания

Отличия от сперматогенеза начинаются здесь. После первого деления мейоза образуется ооцит второго порядка и полярное тельце. Далее происходит второе деление мейоза. В результате получается только одна оотида (которая сама уже является яйцеклеткой) и 3 полярных (направительных) тельца. Такое неравномерное деление позволяет сохранить почти весь объем цитоплазмы с питательными веществами в яйцеклетке. Полярные тельца нужны только для правильного распределения ДНК. После деления они погибают.

Фазы формирования в оогенезе НЕТ — оотида является яйцеклеткой.

***

Решение типовых задач на нахождение количества ДНК…

Предположим, у нас такой текст задания:

«Соматические клетки дрозофилы содержат 8 хромосом. Как изменится число хромосом и молекул ДНК в ядре при гаметогенезе перед началом деления и в конце телофазы мейоза I? Объясните результаты в каждом случае.»

1) Чтобы решить такую задачу, нам нужно вспомнить, какой набор характерен для соматической клетки дрозофилы. Т. к. эта мушка — животное, то набор 2n2c — диплоидный.

2) Число хромосом в соматической клетке в данном случае 8, нам это дано. Сколько же молекул ДНК в соматической клетке? Если посмотреть на набор (2n2c), то мы видим, что коэффициент перед «n» равен коэффициенту перед «c». (2=2). Соответственно, молекул ДНК cтолько же — 8!

3) «Как изменится число хромосом и молекул ДНК в ядре при гаметогенезе перед началом деления?..» — надо ответить на этот вопрос. Перед началом деления происходит репликация, и набор становится уже 2n4c. Мы знаем, что 2n — это 8 хромосом. Тогда сколько молекул ДНК? Коэффициент перед «с» в 2 раза больше, чем перед «n», а значит и молекул ДНК в 2 раза больше. Наш ответ: 8 хромосом и 16 молекул ДНК!

4) «… в конце телофазы мейоза I?» — на этот вопрос тоже нужен ответ. Мы знаем набор в конце телофазы мейоза I — он равен n2c. Количество хромосом для 2n — 8 штук, это мы знаем. А сколько хромосом в клетке, когда перед n коэффициент — единица? В 2 раза меньше, то есть 4 штуки. А что с молекулами ДНК? Как мы видим по коэффициенту, их в 2 раза больше, чем хромосом (n2c), то есть молекул ДНК — 8 штук. Наш ответ: 4 хромосомы и 8 молекул ДНК!

А вот, как выглядит идеальный ответ на это задание с точки зрения портала РЕШУ ЕГЭ:

1) Клетка содержит 8 хромосом и 8 молекул ДНК. Это диплоидный набор.
2) Перед делением в интерфазе происходит удвоение молекул ДНК. 8 хромосом и 16 молекул ДНК.
3) Т. к. в анафазе I гомологичные хромосомы расходятся к полюсам клетки, то в телофазе I клетки делятся и образуют 2 гаплоидных ядра. 4 хромосомы и 8 молекул ДНК — каждая хромосома состоит из двух хроматид (ДНК) — редукционное деление.

***

Поздравляю с успешным освоением новой темы!

Статьи — круто, но для сотки этого недостаточно. Жми сюда, чтобы узнать о самых эффективных курсах подготовки к ЕГЭ по биологии 🫶