Ontwikkeling en structuur van voortplantingscellen

De structuur van mannelijke, vrouwelijke geslachtscellenstipuleert de vervulling van hun belangrijkste functie - de realisatie van generatieve reproductie. Het is kenmerkend voor vertegenwoordigers van zowel planten als dieren. Kenmerken van de structuur van de geslachtscellen worden in ons artikel behandeld.

Gametes: relatie tussen structuur en functies

Gespecialiseerde cellen die het proces uitvoerengeneratieve voortplanting, worden gameten genoemd. Mannelijke en vrouwelijke geslachtscellen - spermatozoa en eitjes - hebben een haploïde, d.w.z. een enkele reeks chromosomen. Deze structuur van de geslachtscellen zorgt voor het genotype van het organisme, dat wordt gevormd wanneer ze samenvloeien. Het is diploïde of dubbel. Dus de helft van de genetische informatie die het lichaam van de moeder ontvangt, en het andere deel - van de vader.

Ondanks gemeenschappelijke kenmerken, de structuur van geslachtscellenplanten en dieren verschillen in veel opzichten van elkaar. Dit betreft voornamelijk bepaalde plaatsen van hun vorming. Dus, in angiospermen van spermatozoa, bevinden meeldraden zich in de helmknoppen, en de zaadknop bevindt zich in de eierstokken van de stamper. Meercellige dieren hebben speciale organen - klieren, waarin de vorming van geslachtscellen: eicellen - in de eierstokken, en spermatozoa - in de teelballen.

Het proces van vorming van kiemcellen

De structuur en ontwikkeling van kiemcellen wordt bepaaldhet verloop van gametogenese - het proces van hun vorming, dat plaatsvindt in verschillende fasen. Tijdens de kweekfase worden de primaire gameten verschillende malen verdeeld door mitose. Tegelijkertijd wordt een dubbele set chromosomen bewaard. Bij individuen van verschillend geslacht, heeft deze fase zijn verschillen. Zo begint het bij mannelijke mannetjes met het begin van de puberteit en duurt het tot op hoge leeftijd. Bij vrouwen vindt de verdeling van primaire geslachtscellen alleen plaats tijdens de intra-uteriene ontwikkeling van de foetus. En vóór de puberteit blijven ze rusten.

De groeifase is de volgende. Tijdens deze periode nemen de primaire gameten toe in omvang, DNA-replicatie (duplicatie) vindt plaats. Een belangrijk proces is ook de opslag van voedingsstoffen, omdat ze nodig zullen zijn voor de volgende indelingen.

De laatste fase van gametogenese wordt de fase genoemdgroei. In zijn loop worden primaire geslachtscellen gedeeld door reductiedeling - meiose. Het resultaat is vier haploïde cellen, gevormd uit primaire diploïde cellen.

spermatogenese

Als gevolg van de vorming van mannelijke geslachtscellen,spermatogenese, worden vier identieke en volwaardige structuren gevormd. Ze hebben het vermogen om te bemesten. De structuur van de mannelijke seksuele cel, meer bepaald zijn eigenaardigheid, bestaat uit de opkomst van specifieke aanpassingen. In het bijzonder is het een flagella met behulp waarvan de beweging van mannelijke gameten plaatsvindt. Dit proces vindt plaats in de laatste extra fase van formatie, die alleen kenmerkend is voor het proces van spermatogenese.

oögenese

De structuur van vrouwelijke geslachtscellen, zoals het proces van hunformatie (oogenese), heeft een aantal karakteristieke kenmerken. Wanneer oöcyten tijdens meiose rijpen, wordt het cytoplasma ongelijk verdeeld tussen toekomstige cellen. Slechts één daarvan wordt een ei dat in staat is om een ​​toekomstig leven op te bouwen. De resterende drie worden richters en worden daarom vernietigd. De biologische betekenis van dit proces is om het aantal volwassen te verminderen, dat vrouwelijke geslachtscellen kan bevruchten. Alleen onder deze voorwaarde kan een enkel ei de noodzakelijke hoeveelheid voedingsstoffen verkrijgen, wat de belangrijkste voorwaarde is voor de ontwikkeling van het toekomstige organisme. Als gevolg hiervan kunnen gedurende de tijd dat een vrouw kinderen kan baren, slechts ongeveer 400 kiemcellen worden gevormd. Terwijl bij mannen dit cijfer enkele honderden miljoenen bereikt.

De structuur van mannelijke geslachtscellen

Spermatozoa zijn erg kleine cellen. Hun grootte bereikt amper enkele micrometers. In de natuur worden dergelijke afmetingen natuurlijk gecompenseerd door hun kwantiteit. De structuur van de geslachtscellen van het mannelijk lichaam heeft zijn eigen kenmerken.

Het sperma bestaat uit een hoofd, nek en staart. Elk van deze onderdelen voert bepaalde functies uit. Het permanente celorganel van de eukaryotische kern bevindt zich in het hoofd. Het is de drager van de genetische informatie in DNA-moleculen. Het is de kern die zorgt voor de overdracht en opslag van erfelijk materiaal. De tweede component van de spermacel is het acrosoom. Deze structuur is een gemodificeerd complex van Golgi en geeft speciale enzymen af ​​die de schalen van het ei kunnen oplossen. Zonder dit zal het bemestingsproces onmogelijk zijn. In de nek zijn er organellen van mitochondria, die beweging van de staart verzorgen. In dit deel van de spermatozoa zitten ook centriolen. Deze organellen spelen een belangrijke rol bij de vorming van de splijtingsas tijdens het pletten van een bevruchte eicel. De staart van spermatozoa wordt gevormd door microtubuli, die, met behulp van de energie van de mitochondria, de beweging van de mannelijke geslachtscellen verzorgen.

Structuur van eieren

Vrouwelijke geslachtscellen zijn veel groterspermatozoa. Hun diameter bij zoogdieren is maximaal 0,2 mm. Maar hetzelfde cijfer Crossopterygii 10 cm, terwijl de haringhaai -. Om 23 cm in tegenstelling tot het mannelijk geslacht eicellen worden gefixeerd. Ze hebben een afgeronde vorm. In het cytoplasma van deze cellen bevat een grote hoeveelheid opgeslagen reserves van voedingsstoffen in de vorm van eidooier. Naast het kern DNA dat de genetische informatie, kunnen andere nucleïnezuur - RNA. Het bevat informatie over de structuur van de belangrijkste eiwitten van het toekomstige organisme. De dooier kan ongelijk verdeeld zijn in het ei. Bijvoorbeeld, de Amphioxus hij in het midden, en de vis in beslag neemt bijna het gehele oppervlak, waardoor de kern en het cytoplasma naar een van de polen van de cel. Buiten wordt de eicel veilig beschermd door schelpen: vitelline, transparant en extern. Dat moeten ze de acrosome van het sperma hoofd ontbinding van de bevruchting uit te voeren.

Soorten vruchtbaarheid

De structuur en functies van geslachtscellen bepalenhet proces van bevruchting - de fusie van gameten. Als een resultaat van dit proces wordt het genetische materiaal van gameten verenigd in een enkele kern en wordt een zygoot gevormd. Het is de eerste cel van een nieuw organisme.

Afhankelijk van de plaats van passage hiervanproces onderscheid maken tussen externe (externe) en interne bevruchting. Het eerste type wordt uitgevoerd buiten het vrouwelijk lichaam. Dit gebeurt meestal in een wateromgeving. Voorbeelden van organismen die externe bemesting ondergaan, zijn vertegenwoordigers van de vissenklasse. Hun vrouwtjes spawnen in water, waar de mannetjes het spoelen met zaadvloeistof. Het aantal eieren van dergelijke dieren bereikt enkele duizenden, waarvan niet veel individuen overleven en groeien. De meesten eten waterdieren. Maar voor alle zoogdierdieren wordt gekenmerkt door inwendige bevruchting, die plaatsvindt in het vrouwelijk lichaam met behulp van gespecialiseerde mannelijke organen van de ingewanden. Tegelijkertijd is het aantal eitjes dat gereed is voor bevruchting klein.

De structuur van de mannelijke, vrouwelijke geslachtscel envoortplantingssysteem van planten is significant verschillend van dat van dieren. Daarom is het fusieproces van gameten anders. Mannelijke kiemcellen van planten hebben geen staart en zijn niet in staat om te bewegen. Daarom wordt bemesting voorafgegaan door bestuiving. Dit is het proces van het overbrengen van stuifmeel van de helmknop van de meeldraad naar het stigma van de stamper. Het gebeurt met behulp van wind, insecten of een persoon. Eens op deze manier op het stigma van de stamper, wordt het sperma langs de embryonale buis omlaag gebracht in zijn vergrote onderste deel - de eierstok. Er is een ei. Wanneer de gameten samenkomen, wordt een zaadkiem gevormd.

Het concept van parthenogenese

De structuur van geslachtscellen, in het bijzonder vrouwelijke,maakt een van de ongewone vormen van generatieve reproductie mogelijk. Het wordt parthenogenese genoemd. De biologische essentie ervan ligt in de ontwikkeling van een volwassen organisme uit een onbevruchte eicel. Een dergelijk proces wordt waargenomen in de levenscyclus van daphnia-kreeftachtigen, gedurende welke de geslachtelijke en parthenogenetische generaties elkaar afwisselen. De vrouwelijke geslachtscel bevat voldoende voedingsstoffen om een ​​nieuw leven te baren. Echter, in het geval van parthenogenese, ontstaan ​​er geen nieuwe combinaties van genetische informatie, wat betekent dat het verschijnen van nieuwe tekens ook onmogelijk is. Parthenogenese heeft echter een belangrijke biologische betekenis, omdat het het proces van seksuele reproductie mogelijk maakt, zelfs zonder de aanwezigheid van een persoon van het andere geslacht.

Fasen van de menstruatiecyclus

In het vrouwelijk lichaam zijn de geslachtscellen niet altijdklaar voor bevruchting, maar alleen in bepaalde fasen van de menstruatiecyclus. Tijdens fysiologisch proces in het lichaam optreden cyclisch regelmatige wijzigingen in de functie van het voortplantingssysteem. Dit proces wordt gereguleerd door het humorale systeem. De duur van deze cyclus is 21-36 dagen met een gemiddelde van 28. Deze periode kan worden verdeeld in drie fasen. In de eerste (menstruatie) die zich ongeveer de eerste 5 dagen wordt het endometrium afgewezen. Dit gaat gepaard met een scheuring van kleine bloedvaten. 6-14 dag onder de invloed van de hypofyse follikel staat waar de eicel rijpt. Het slijmvlies van de baarmoeder begint in deze periode te herstellen. Dit is de essentie van de postmenstruele fase. Van de 15e tot de 28e dag vormt zich vettig bindweefsel, het gele lichaam. Het dient als een tijdelijke endocriene klier die hormonen die de rijping van follikels remmen afscheidt. In de periode van de 17e tot de 21e dag is de kans op bemesting het grootst. Als dit niet gebeurt, wordt de kiemcel vernietigd en exfolieert het slijmvlies weer.

Wat is de eisprong

Op de 14e dag van de menstruatiecyclus, de structuurde vrouwelijke geslachtscel verandert enigszins. De eierstok breekt het folliculaire membraan en verlaat de eierstok in de eileider. Dit is waar haar rijping eindigt. Dit proces wordt ovulatie genoemd. Dit is een zeer belangrijke periode waarin de baarmoeder de mogelijkheid krijgt om een ​​bevruchte eicel te krijgen.

Chromosomale reeks reproductieve cellen

Eicellen en spermatozoa hebben een enkele setgenetische informatie. In een mens bevatten de geslachtscellen bijvoorbeeld 23 chromosomen en de zygote 46. Wanneer gameten samenvoegen, krijgen de helft van de genen die het organisme van de moeder ontvangt en het tweede deel van de vader. Dit geldt ook voor seks. Onder de chromosomen worden autosomen en één paar genitale cellen onderscheiden. Ze worden aangeduid met Latijnse letters. In een menselijke, vrouwelijke cellen bevatten twee identieke geslachtschromosomen, en mannelijke cellen hebben verschillende chromosomen. Geslachtscellen bevatten een van hen. Het geslacht van het ongeboren kind is dus volledig afhankelijk van het mannelijke organisme en van het type chromosomen dat het sperma bij zich draagt.

Functies van kiemcellen

De structuur van de vrouwelijke geslachtscel, zoals die van de man,is verbonden met de functies die ze uitvoeren. Omdat ze deel uitmaken van het voortplantingssysteem, vervullen ze de functie van generatieve reproductie. In tegenstelling tot de aseksueel, waarin de integriteit van de genetische informatie van het lichaam wordt bewaard, zorgt seksuele reproductie voor het creëren van nieuwe kenmerken. Dit is een noodzakelijke voorwaarde voor de opkomst van aanpassing, en daarmee het hele bestaan ​​van levende organismen.