Цели урока: ознакомить учащихся с особенностями строения и образования половых клеток и их значением для живых организмов, подробно рассмотреть стадии мейоза, развивать умение анализа и синтеза информации, воспитывать положительное отношение к природе и культуре общения.

Оборудование и материалы: таблицы или слайды презентации со схемами гаметогенеза и мейоза и изображений половых клеток разных организмов.

Базовые понятия и термины: сперматозоид, головка, шейка, хвост, акросома, гаметогенез, сперматогенез, семенники, яйцеклетка, овогенез, яичник, мейоз.

Мужские половые клетки позвоночных - сперматозоиды - обычно очень малы и подвижны. Типичные сперматозоиды имеют головку, шейку и хвост. Головка почти целиком состоит из ядра, покрытого тонким слоем цитоплазмы. Спереди на головке имеется острый твердый бугорок (акросома), который способствует проникновению сперматозоида в яйцеклетку. В состав шейки входит цитоплазма, в которой есть цен-Триоле (составная часть клеточного центра), митохондрии и АТФ в качестве источника энергии для обеспечения движения сперматозоида. Хвост сперматозоида состоит из тонких волокон, покрытых цитоплазматическим цилиндром, - это орган движения. Общая длина спермато-зоон у млекопитающих и человека составляет 5 060 мкм. Количество сперматозоидов очень велика (у млекопитающих их в течение жизни созревает сотни миллионов).

Женские половые клетки позвоночных (яйцеклетки) неподвижны и, как правило, крупнее сперматозоидов. Обычно они имеют шаровидную или овальную форму и разное строение оболочек. Характерной чертой яйцеклетки является наличие в ней запасных питательных веществ в виде желтка, необходимых для развития нового организма, наличие особого поверхностного, или кортикального (cortex - кора), слоя цитоплазмы и специальных оболочек, покрывающих яйцеклетку. Яйцеклетка может иметь до трех оболочек. Различают первичную, вторичную и третичную оболочки. Функции оболочек яйцеклеток многогранны. В яйцеклеток, находящихся на стадии роста, они играют роль мембраны, через которую осуществляется обмен веществ. Оболочки яйцеклеток у многих животных препятствуют полиспермия во время оплодотворения, участвуют в дыхании и питании зародыша, в снабжении его солями кальция, защищают зародыш от неблагоприятного воздействия внешней среды.

Яйцеклетка, в основном, имеет округлую форму, и величина ее зависит от количества желтка в цитоплазме. У животных, зародыш которых питается за счет материнского организма, яйцеклетки имеют небольшие размеры. У млекопитающих размеры яйцеклеток сравнительно небольшие и составляют 100-200 мкм в диаметре. В других позвоночных (рыб, амфибий, пресмыкающихся, птиц) яйцеклетки большие, ведь в их цитоплазме содержится большое количество питательных веществ. У птиц, например, яйцеклеткой та часть яйца, которую обычно называют желтком. Диаметр яйцеклетки курицы составляет 3-3,5 см, а страуса - 10-11 см. Эти яйцеклетки покрытые несколькими оболочками сложного строения, которые обеспечивают нормальное развитие зародыша. Яйцеклеток образуется значительно меньше, чем сперматозоидов. Например, у женщины в течение жизни созревает лишь около 400 яйцеклеток.

В основе образования половых клеток лежит процесс мейоза. Характерным для него является уменьшение числа хромосом и количества ДНК вдвое. Это достигается за счет двух последовательных делений с одноразовым удвоением числа хромосом. В каждом из разделов клеток является профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Важнейшие процессы происходят в профазе первого деления, который имеет наибольшую продолжительность. В начале профазы каждая хромосома состоит из двух спирализованих хроматид, соединенных между собой в месте центро-мэры. Впоследствии гомологичные хромосомы приближаются друг к другу и конъюгируют между собой. Они тесно соприкасаются по всей длине и обвиваются и перекрещиваются. При этом образуются перекрестке и может происходить обмен участками между хромосомами. Это явление имеет большое биологическое значение, поскольку обеспечивает рекомбинацию генетической информации в будущих гамет.

Вследствие конъюгации в клетке образуются тетради - комплексы из четырех хроматид. Число тетрад равно гаплоидному набора хромосом. Затем наступает метафаза первого деления мейоза, когда тетради размещаются в плоскости экватора. Во время анафазы каждая тетрада делится пополам и к полюсам отходят целые хромосомы, которые имеют по две хроматиды. В телофазу при делении цитоплазмы между двумя дочерними клетками в каждую из них попадает по одной из каждой пары гомологичных хромосом. Итак, в результате первого деления образуются две клетки, число хромосом которых уменьшено вдвое, но каждая из них содержит удвоенное количество ДНК (т.е. хромосомы двохроматидни). Интерфаза после первого раздела очень короткая, синтез ДНК в эту интерфазу не происходит, и почти сразу наступает второй мейотического деления. В результате в конце мейоза образуются четыре клетки с половинным (гаплоидным) набором хромосом.

Значение мейоза заключается в поддержании постоянства числа хромосом во всех поколениях организмов, размножающихся половым путем. Если бы не было мейоза, то гаметы содержали бы диплоидный набор хромосом, а в зиготе каждого последующего поколения число хромосом увеличивалось бы вдвое. Кроме того, во время мейоза происходит перекомбинування генетического материала между образуемыми гаметами. В результате в следующем поколении организмов возникает большое разнообразие комбинаций наследственных признаков.

Процесс образования половых клеток называют гаметогенеза. Гаметы образуются в половых железах или специализированных клетках. У животных это семенники и яичники. Гаметогенез происходит последовательно в трех зонах и заканчивается созреванием гамет. Различают сперматогенез (процесс образования мужских половых клеток) и овогенез (процесс образования женских половых клеток).


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+