Підручник з Біології і екології (рівень стандарту). 10 клас. Андерсон - Нова програма

§ 46. Статеві клітини й запліднення

Як генетична інформація передається до наступних поколінь організмів?

Які типи мутацій вирізняють за наслідками для існування організмів?

Ви знаєте, що найпоширенішим способом розмноження є статеве, яке пов’язане з обміном між різними особинами генетичною інформацією та здійснюється за участі спеціалізованих гаплоїдних статевих клітин або гамет.

Будова статевих клітин. У більшості організмів виділяють різні за будовою чоловічі та жіночі статеві клітини. Невеликі чоловічі статеві клітини називають сперматозоїдами (якщо вони рухливі) або сперміями (якщо вони нерухливі). У ссавців сперматозоїди складаються з голівки, основну частину внутрішнього вмісту якої займає ядро, шийки та хвоста. Основою хвоста є джгутик, що забезпечує переміщення в просторі (рис. 215). У голівці сперматозоїдів ссавців є важлива мембранна органела - акросома. Вона заповнена ферментами, потрібними для розчинення захисних оболонок яйцеклітини. Жіночі статеві клітини називають яйцеклітинами. Вони містять багато цитоплазми, потрібної для забезпечення організму речовинами та енергією на ранніх стадіях ембріонального розвитку, а в деяких видів - упродовж усього цього періоду (рис. 215).

Формування статевих клітин у людини. Процес утворення статевих клітин називається гаметогенезом. Його основою є раніше проаналізований мейоз. Формування чоловічих статевих клітин називають сперматогенезом. Виділяють три його стадії. На першій клітини попередники сім’яних канальців сім'яників розмножуються мітозом, після чого деякі з них вступають у мейоз. По закінченні обох його поділів формуються гаплоїдні клітини, що поки не є зрілими сперматозоїдами. Дозрівання є третьою стадією: утворюються акросома та хвіст, конденсується хроматин. Зрілі сперматозоїди вивільняються в просвіт канальця. Утворення яйцеклітин називають овогенезом. Він відбувається у фолікулах яєчників. Клітини-попередники також спочатку діляться мітотично, після чого вступають у мейоз. На відміну від сперматогенезу, мейотичний поділ розпочинається ще до народження дівчинки, але зупиняється на стадії профази І. Завершення поділу та дозрівання яйцеклітин відбувається після настання статевої зрілості регулярно кожні 25-30 діб (цей період називають менструальним циклом). Зазвичай за один цикл дозріває одна яйцеклітина. Зріла яйцеклітина виходить з фолікула та потрапляє до маткових труб - цей процес називають овуляцією. Сперматогенез та овогенез контролюються статевими гормонами.

Рис. 215. Будова статевих клітин людини

Рис. 216. Зв’язок процесів гаметогенезу та запліднення

Кількість хромосом у гаплоїдному наборі у людини n=23.

Пригадайте особливості будови гамет інших організмів.

Запліднення. Формування нового організму відбувається в результаті злиття статевих клітин, яке називають заплідненням. У людини сперматозоїди під час статевого акту потрапляють до статевих шляхів жінки. За допомогою джгутика хвоста сперматозоїди рухаються до маткових труб. Якщо вони досягають яйцеклітини, то можуть запліднити її. За допомогою вмісту акросоми розчиняються захисні оболонки, і сперматозоїд уводить у неї своє ядро. Після цього в мембрані яйцеклітини відбуваються зміни, що унеможливлюють злиття з нею іншого сперматозоїда. Гаплоїдні ядра яйцеклітини та сперматозоїда зливаються. З цього моменту клітина називається зиготою. Вона просувається за допомогою війкових клітин епітелію труб матки до її порожнини, де починається ембріональний розвиток нового організму (§ 49).

Біологічне значення запліднення. Обмін хромосомами між різними організмами є одним з механізмів формування комбінативної мінливості. У процесі запліднення відновлюється диплоїдний набір хромосом, що важливо для підтримання сталості хромосомного набору певного виду.