какое биологическое значение имеет оплодотворение

Процесс оплодотворения яйцеклетки в подробностях

Понятие беременности подразумевает оплодотворение яйцеклетки, с чего зарождается новая жизнь в женских репродуктивных органах. Как до зачатия, так и в последующем в процесс развития плода постепенно задействуются все органы и системы женщины, создавая благоприятные условия для вынашивания.882

Условия оплодотворения

Среди этих условий нет какого-то главного, только при совокупном «удачном» стечении обстоятельств оплодотворение яйцеклетки произойдет. А если самостоятельно не удается «поймать» овуляцию, то ее можно определить с помощью ультрасонографии, на ультразвуковом аппарате визуализируется созревание фолликула.

Стадии оплодотворения

Процесс оплодотворения, управляемый гипоталамусом, проходит несколько этапов до формирования полноценного эмбриона:

Эмбрион проходит в своем развитии несколько стадий:

После оплодотворения яйцеклетки на 7–10 день наступает очередь важнейшего процесса – имплантации, если он не произойдет, то случится выкидыш еще до того, как факт беременности будет установлен.

Для надежного закрепления в эндометрии, трофобласт выбрасывает своеобразные отростки с питательной жидкостью, которые погружает в маточный слой. К этому времени прогестерон уже подготовил эндометрий к внедрению бластоцисты: слой стал достаточно толстым, чтобы окружить имплантированный эмбрион со всех сторон. В свою очередь трофобласт выделяет хорионический гонадотропин, стимулирующий желтое тело к продуцированию прогестерона и предотвращая наступление месячных. Если по каким-то причинам транспортировка зиготы в полость матки нарушена, то зародыш прикрепится в фаллопиевой трубе, то есть наступит внематочная беременность.

По религиозным и социальным представлениям после того, как сперматозоид оплодотворит яйцеклетку, начинается новая человеческая жизнь. Даже более 50% атеистов в России поддерживают данную версию, около 65% верующих, примерно 50% мужчин, 74% женщин.

Особенности процесса оплодотворения

Упрощенно схему оплодотворения яйцеклетки можно представить следующим образом. При естественном интимном контакте мужская семенная жидкость проникает во влагалище, среда которого в силу повышенного рН губительна для большинства сперматозоидов. Но наиболее жизнеспособные сперматозоиды попадают по цервикальному каналу в шейку, затем – в матку.

Экспертное мнение врача

При использовании ВРТ половые клетки и эмбрион проходят те же этапы развития, кроме непосредственно слияния двух гамет, которое осуществляется в лабораторных условиях. Эмбрион также развивается в пробирке в стерильных условиях, пока не достигнет стадии имплантации.

У вас есть вопросы? Проконсультируйтесь с нашими опытными врачами и эмбриологами.

Источник

Урок биологии «Оплодотворение и его значение». 9-й класс

Класс: 9

Презентация к уроку

Цели урока:

Основные понятия: оплодотворение, зигота, двойное оплодотворение, макроспоры, пыльцевое зерно, мегаспоры, сперматозоид, яйцеклетка, овуляция.

Оборудование: таблицы, иллюстрирующие процесс оплодотворения, двойного оплодотворения у цветковых растений; гербарные экземпляры цветущих растений; презентация “Оплодотворение”, проектор, видеофрагмент, пробирки, спирт, яичный белок, реактивы.

Тип урока: комбинированный.

Ход урока

II. Актуализация опорных знаний.

Проверочная работа в трех вариантах (по уровню сложности).

В) примеры организмов, для которых характерны эти разновидности вегетативной формы бесполого размножения.

III. Изучение нового материала (постановка проблемного вопроса).

“Когда начинается человеческая жизнь?”

(учащиеся предлагают варианты ответов, выводят тему урока – “Оплодотворение”).

Биологическое значение оплодотворения заключается в том, что, восстанавливается диплоидный набор хромосом и поддерживается генетическое многообразие организмов, которое служит материалом для естественного отбора и эволюции вида.

Этапы оплодотворения (ученики записывают в тетради).

Учитель: Процесс оплодотворения состоит из нескольких этапов.

1 этап. Проникновение сперматозоидов в яйцеклетку.

2 этап. Слияние гаплоидных ядер обеих гамет, в результате чего образуется зигота.

3 этап. Активизация зиготы к дроблению и дальнейшему развитию.

(Просмотр видеофрагмента оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом).

(Далее совместно с учителем заполняется таблица).

ХвостТип гаметогенезаОогенезСперматогенезРезультат гаметогенезаИз 1 материнской клетки образуется 1 яйцеклеткаИз 1 материнской клетки образуются 4 сперматозоидаГде формируютсяВ яичникахВ семенниках

Рассказ первого ученика об истории открытия половых клеток.

Поскольку размеры сперматозоидов и яйцеклеток очень малы, длительное время

люди не знали об их строении и существовании. А тайна зачатия, которая издавна привлекала внимание людей, давала почву для различных наивных предположений.

И только в начале XVII в. с появлением микроскопа Антони ван Левенгук впервые увидел подвижные сперматозоиды морской свинки и зафиксировал их строение.

1 раз в месяц (цикл 28 дней) созревшая яйцеклетка разрывает фолликул: попадает в брюшную полость и тут же подхватывается фаллопиевой трубой и “течет” по маточной трубе, как будто плывет. Именно в фаллопиевой трубе она встречается со сперматозоидами, и происходит оплодотворение. После оплодотворения яйцеклетки, женщина проходит физическое состояние – беременность.

Рассказ второго ученика о вредном воздействии спирта и никотина на половые клетки и на зародыш. Отправляясь в дальний путь, запасливая яйцеклетка прихватывает с собой еду (желтое тело), поэтому в первую неделю не так уж принципиально, что входит в рацион будущей мамы. А вот после того как зародышевое яйцо прикрепилось к стенке матки, очень важно, как женщина питается и какой ведет образ жизни. Теперь развитие эмбриона целиком и полностью зависит от маминого душевного и физического состояния. Наиболее опасными для развития зародыша являются первые три месяца беременности. Вредное влияние на развитие эмбриона оказывает употребление его родителями алкоголя, наркотиков, курение табака. Алкоголь и никотин угнетают клеточное дыхание. Недостаточное снабжение кислородом приводит к тому, что в формирующихся органах образуется меньшее количество клеток, органы оказываются недоразвитыми. Особенно чувствительна к недостатку кислорода нервная ткань. Употребление будущей матерью алкоголя, наркотиков, курение табака, злоупотребление лекарствами часто приводят к необратимому повреждению эмбриона и последующему рождению детей с умственной отсталостью или врожденными уродствами. В легких случаях наблюдается расторможенность ребенка: несобранность, неспособность к систематической работе, нерациональная двигательная активность, низкий уровень произвольного внимания, а также очень плохая память.

Выступление третьего ученика (заранее ставится эксперимент). Мы решили экспериментальным путем доказать вредное влияние алкоголя и никотина на развитие зародышей на примере прорастания семян фасоли. В опыте мы использовали три группы семян: одну мы поливали обычной водой, вторую растворам спирта, а третью группу окуривали (с помощью резиновой груши) сигаретами. Результаты эксперимента мы сфотографировали, вы их можете увидеть на слайдах. Первая чашка показала отрицательное влияние никотина на развитие семян. Зародыши проросли разного размера – одни сильно вытянутые, а другие слабые невысокие. Во второй чашке видно подавляющее действие спирта на проросшие семена, проростки в два раза меньше, чем растение, которое поливались обычной водой, это видно по чашке № 3.

Проведение эксперимента учителем. Для определения белка используется биуретовая реакция. Все вы знаете, что яйцо является началом жизни, поэтому для эксперимента мы берем яичный белок. Приливаем к нему гидроксид натрия и сульфат меди. У нас получается ярко фиолетовый раствор, который говорит о наличие белка. Теперь мы к такому же яичному белку приливаем спирт, затем гидроксид натрия и сульфат меди и видим, что изменение цвета раствора не произошло. Спирт разрушил структуру белка и он потерял свои свойства. Этим экспериментом мы доказали вредное влияние алкогольных напитков и никотина на зародыш человека.

Особый вид оплодотворения характерен для цветковых растений, он был открыт в 1898 году русским ботаников, академиком Сергеем Гавриловичем Навашиным и получил название двойного оплодотворения. Для изучения этого типа оплодотворения нам необходимо вспомнить строение цветка, тычинок, пестика, семени однодольного растения (разбирается по рисунку на слайде).

Составление опорного конспекта в виде схемы.

Двойное оплодотворение у покрытосеменных.

IV. Закреплении и обобщение изученного.

Задание 1. Биологическая задача (решается вместе с учителем).

Ответ. Механизм определения пола у человека.

Мужской и женский пол отличается друг от друга генетически. Наследственная информация у человека находится в ее хромосомах, которые содержат гены, определяющие развитие организма. (Что вы знаете о хромосоме?) Для человека характерно 46 хромосом, которые расположены в ядре каждой клеточки организма. Все хромосомы парные. Каждая пара как близнецы похожи друг на друга внешне и по составу генов. Среди всех хромосом выделяется одна пара, получившая название половых хромосом.

Таким образом, пол ребенка зависит только от отца. При оплодотворении происходит объединение хромосом мужской и женской гамет. Вероятность рождения мальчика или девочки составляет 50%, потому что одна половина сперматозоидов содержит Х-хромосому, а другая половина У-хромосом.

Пол организма определяется во время оплодотворения и зависит от хромосомного набора зигот.

Задание №2: Соотнесите правильный ответ с вопросом.

V. Домашнее задание. Параграф 3.3.Ответить на вопросы после параграфа. Подготовить сообщения (на выбор и по желанию): “Особенности полового процесса у разных групп организмов”, “Привлечение и выбор полового партнера у животных”.

Примерные темы для проектов:

1. “Осознанное зачатие”

2. “Памятка будущей маме”

3. “Влияние поведения матери на развитие плода”

4. “Влияние факторов риска на репродуктивное здоровье”

5. “Вредное влияние на здоровье подростков, ранних половых отношений. Аборт ”.

VI. Рефлексия:

— На уроке мне больше всего запомнилось.

— Меня удивило то, что.

— После урока я расскажу своим друзьям о.

— Ещё мне хотелось бы узнать.

— Знания, полученные на уроке, я могу использовать в..

Источник

Характеристика основных этапов оплодотворения. Биологическое значение оплодотворения. Половой диморфизм. Партеногенез

Оплодотворение, слияние мужской половой клетки (сперматозоида) с женской (яйцом, яйцеклеткой), приводящее к образованию зиготы — нового одноклеточного организма. Биологический смысл оплодотворения состоит в объединении ядерного материала мужской и женской гамет, что приводит к объединению отцовских и материнских генов, восстановлению диплоидного набора хромосом, а также активации яйцеклетки, то есть стимуляции её к зародышевому развитию. Соединение яйцеклетки со сперматозоидом обычно происходит в воронкообразно расширенной части маточной трубы в течение первых 12 часов после овуляции. Семенная жидкость (сперма), попадая во влагалище женщины при половом сношении (коитусе), обычно содержит от 60 до 150 млн сперматозоидов, которые благодаря движениям со скоростью 2 — 3 мм в минуту, постоянным волнообразным сокращениям матки и труб и щелочной среде уже спустя 1 — 2 минуты после полового акта достигают матки, а через 2 — 3 часа — концевых отделов маточных труб, где обычно и происходит слияние с яйцеклеткой.

Различают моноспермное (в яйцеклетку проникает один сперматозоид) и полиспермное (в яйцеклетку проникают два и более сперматозоидов, но с ядром яйцеклетки сливается только одно ядро сперматозоида) оплодотворение. Сохранению активности спермиев во время прохождения их в половых путях женщины способствует слабощелочная среда шеечного канала матки, заполненного слизистой пробкой. Во время оргазма при половом акте слизистая пробка из шеечного канала частично выталкивается, а затем вновь втягивается в него и тем самым способствует более быстрому попаданию сперматозоидов из влагалища (где в норме у здоровой женщины среда слабокислая) в более благоприятную среду шейки и полости матки. Прохождению сперматозоидов через слизистую пробку шеечного канала способствует и резко повышающаяся в дни овуляции проницаемость слизи. В остальные дни менструального цикла слизистая пробка имеет значительно меньшую проницаемость для сперматозоидов.

Многие сперматозоиды, находящиеся в половых путях женщины, могут сохранять способность к оплодотворению 48 — 72 часа (иногда даже до 4 — 5 суток). Овулировавшая яйцеклетка сохраняет жизнеспособность примерно 24 часа. Учитывая это, наиболее благоприятным временем для оплодотворения считается период разрыва созревшего фолликула с последующим рождением яйцеклетки, а также 2 — 3-й день после овуляции. Вскоре после оплодотворения начинается дробление зиготы и образование зародыша.

Партеногенез (от греч. παρθενος — девственница и γενεσις — рождение, у растений — апомиксис) — так называемое «девственное размножение», одна из форм полового размножения организмов, при которой женские половые клетки (яйцеклетки) развиваются во взрослый организм без оплодотворения. Хотя партеногенетическое размножение не предусматривает слияния мужских и женских гамет, партеногенез все равно считается половым размножением, так как организм развивается из половой клетки. Считается, что партеногенез возник в процессе эволюции организмов у раздельнополых форм.

В тех случаях, когда партеногенетические виды представлены (всегда или периодически) только самками, одно из главных биологических преимуществ партеногенеза заключается в ускорении темпа размножения вида, так как все особи подобных видов способны оставить потомство. Такой способ размножения используется некоторыми животными (хотя чаще к нему прибегают относительно примитивные организмы). В тех случаях, когда из оплодотворённых яйцеклеток развиваются самки, а из неоплодотворённых — самцы, партеногенез способствует регулированию численных соотношений полов (например, у пчёл). Часто партеногенетические виды и расы являются полиплоидными и возникают в результате отдалённой гибридизации, обнаруживая в связи с этим гетерозис и высокую жизнеспособность. Партеногенез следует относить к половому размножению и следует отличать от бесполого размножения, которое осуществляется всегда при помощи соматических органов и клеток (размножение делением, почкованием и т. п.).

Источник

2. Закончите схему.

3. В чем биологический смысл внутреннего оплодотворения?
Половые клетки защищены от внешних воздействий, а соответственно повышен шанс успешного оплодотворения. Если и развитие происходит внутри материнского организма, то тогда и развивающийся организм защищен от внешних воздействий, а также он постоянно снабжается всеми необходимыми веществами.

4. Почему при скрещивании организмов, принадлежащих к разным видам, оплодотворение происходит очень редко?
У разных видов разный генотип, т. е. различное содержание хромосом, не одинаковый химический состав цитоплазмы яйцеклетки и ядра сперматозоида. Поэтому у разных видов, даже принадлежащих к одному семейству, отряду, подотряду различный набор хромосом, что затрудняет или вообще ограничивает оплодотворение.

5. Почему оплодотворение, характерное для покрытосеменных растений, называют двойным?
Это половой процесс у покрытосеменных растений, при котором оплодотворяются как яйцеклетка, так и центральная клетка зародышевого мешка. В двойном оплодотворении участвуют оба спермия, привносимые в зародышевый мешок пыльцевой трубкой; ядро одного спермия сливается с ядром яйцеклетки, ядро второго – с полярными ядрами или с вторичным ядром зародышевого мешка. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш, из центральной клетки – эндосперм.

6. Вспомните, опираясь на знания, полученные при изучении других курсов биологии, каково обязательное условие успешного оплодотворения у моховидных и папоротникообразных.
Наличие воды, так как спермии у них неподвижные, не имеют жгутиков.

7. Мужские гаметы высших споровых растений и мужские гаметы животных называют сперматозоидами, а мужские гаметы семенных растений – спермиями. Попробуйте объяснить, почему для схожих объектов используют разные названия.
И те и другие – гаплоидные мужские половые клетки.
Спермии не имеют жгутиков, передвигаются по пыльцевой трубке. Характерны для голосеменных и покрытосеменных.
Сперматозоиды подвижны, имеют жгутик.

8. Где в настоящее время используют приемы искусственного оплодотворения?
В селекции и сельском хозяйстве, животноводстве и растениеводстве для выведения и улучшения новых пород и сортов. В перинатальных центрах при ЭКО.

9. Выскажите свое мнение об использовании искусственного оплодотворения в современной медицине.
Искусственное оплодотворение – огромный шаг вперед в современной медицине. Сегодня делают ЭКО – экстракорпоральное оплодотворение, когда яйцеклетку оплодотворяют вне организма, и искусственное – спермой донора. Многие семьи, в которых супруги страдали бесплодием, смогли решить свою проблему.

10. Выберите правильный ответ.
Тест 1.
В ядре яйцеклетки животного находится 18 хромосом, следовательно, в ядре сперматозоида этого животного:
2) 18 хромосом;

Тест 2.
У млекопитающих в процессе оплодотворения происходит:
2) слияние ядер сперматозоида и яйцеклетки;

Тест 3.
В результате двойного оплодотворения у покрытосеменных растений образуются:
3) одна диплоидная и одна триплоидная клетки;

11. Объясните происхождение и общее значение слова (термина), опираясь на значение корней, его составляющих.

12. Выберите термин и объясните, насколько его современное значение соответствует первоначальному значению его корней.
Выбранный термин: зигота.
Соответствие – полностью соответствует своему первоначальному значению.

13. Сформулируйте и запишите основные идеи § 3.7.
Для образования нового организма необходимо оплодотворение – процесс слияния сперматозоида и яйцеклетки, в результате которого объединяется их генетический материал и образуется зигота. Оплодотворение может быть перекрестным (участвует несколько особей) и самооплодотворением (1 особь); наружным (вне организма самки) и внутренним (внутри организма самки). Внутренне имеет преимущества – половые клетки защищены от внешних воздействий, повышен шанс успешного оплодотворения.
Двойное оплодотворение – у покрытосеменных способ, при котором один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а второй – с центральной клеткой зародышевого мешка. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш, из центральной клетки – эндосперм семени.
Искусственное оплодотворение – применяется в селекции, сельской хозяйстве и медицине.

Источник

Сперматогенез и овогенез

Гаметогенез (греч. gamete– жена, gametes – муж + genesis – зарождение)

Гаметогенезом называют процесс образования половых клеток (гамет). Этот процесс происходит у мужских и женских особей в гонадах (половых железах), представленных семенниками (яичками) и яичниками.

Гаметы (n) образуются в результате мейоза из клеток-предшественников (2n, как у соматических клеток). Половые клетки гаплоидны, то есть имеют в два раза меньшее число хромосом, чем клетки-предшественники. Мужская (n) и женская (n) гаметы, сливаясь друг с другом в процессе оплодотворения, образуют зиготу (2n).

Таким образом, за счет гаплоидности гамет (в результате мейоза) поддерживается постоянное количество хромосом в ряду поколений, не происходит их удвоения.

Процессы сперматогенеза и овогенеза (оогенеза) требуют нашего более детального изучения.

Сперматогенез (греч. sperma – семя + genesis – зарождение)

Половые клетки в этой фазе называются сперматоцитами I порядка, они теряют способность к митотическому делению.

На фазу роста приходится S-период: происходит удвоение ДНК, в результате чего набор хромосом сперматоцита I порядка становится (2n4c).

Происходит первое деление мейоза (мейоз I). В результате из сперматоцитов I порядка (2n4c) образуются сперматоциты II порядка (n2c). Между мейозом I и мейозом II практически отсутствует интерфаза, поэтому сперматоциты II порядка (n2c) сразу же вступают в мейоз II, в результате которого образуются сперматиды (nc).

Овогенез, или оогенез (греч. ōón — яйцо + genesis – зарождение)

Половые клетки в этой фазе называются ооцитами I порядка, они теряют способность к митотическому делению.

Ооциты I порядка (2n4c) вступают в первое деление мейоза, в результате которого образуются ооциты II порядка (n2c) и первое полярное (направительное) тельце, которое не несет большой функциональной значимости и подвергается дегенерации.

Второе деление мейоза начинается только после взаимодействия овоцита II порядка (n2c) со сперматозоидом. В результате этого образуется яйцеклетка (nc) и второе полярное тельце, которое также подвергается дегенерации.

Строго говоря, при овуляции из яичников выходит не «яйцеклетка», а ооцит II порядка, который ждет встречи со сперматозоидом для продолжения деления и развития будущего зародыша. Если такого взаимодействия не происходит, то яйцеклетка подвергается дегенерации.

Оплодотворение

При внутреннем оплодотворении сперматозоид сливается с яйцеклеткой в женских половых путях, куда самец вводит семенную жидкость со сперматозоидами.

При внешнем оплодотворении сперматозоид сливается с яйцеклеткой вне половых путей самки, например, у двустворчатых моллюсков оплодотворение происходит в мантийной полости самки.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник