mozok.click » Podręczniki w języku polskim » Biologia » Komórki płciowe i cykl życiowy
Інформація про новину
  • Переглядів: 2226
  • Автор: admin
  • Дата: 9-03-2018, 23:29
9-03-2018, 23:29

Komórki płciowe i cykl życiowy

Категорія: Podręczniki w języku polskim » Biologia

Komórki płciowe posiadają haploidalny garnitur chromosomów

Jak ustaliliśmy w poprzednim paragrafie, niezbędnym warunkiem dokonania rozmnażania płciowego u wielu organizmów eukariotycznych jest mejoza. Ona przeważnie prowadzi do powstania komórek haploidalnych. Te komórki potem mogą zlewać się jedna z drugą w procesie zapłodnienia. Wiele jednokomórkowych organizmów (na przykład zawłotnia) większą część swego cyklu życiowego istnieje w postaci takich komórek haploidalnych. Rozmnażają się one drogą mitozy, tworząc takie same komórki haploidalne (garnitur chromosomowy w procesie mitozy nie zmienia się: wskutek mitozy komórki haploidalnej powstają dwie potomne haploidalne komórki), ale jeśli zajdzie potrzeba, mogą zlewać się jedna z drugą, tworząc komórkę diploidalną, która wchodzi w mejozę i cykl komórkowy dobiega końca (ryc. 30.1).

Do rozpatrzenia cykli życiowych różnych organizmów jeszcze powrócimy w końcu paragrafu. A teraz skupmy naszą uwagę na cyklu życiowym człowieka. Człowiek, jak i większość ssaków, rozmnaża się przeważnie drogą płciową1. Wszystkie komórki naszego ciała są di- lub poliploidalne i powstają wskutek podziałów mitotycznych. W procesie mejozy u człowieka powstają osobliwe komórki haploidalne, przeznaczone tylko do dokonania procesu zapłodnienia. One nazywają się komórkami płciowymi lub gametami.

 



Człowiek ma dwa rodzaje gamet: ruchliwe męskie - plemniki i nieruchome żeńskie -komórki jajowe. Budowę komórki jajowej i plemnika podano na rycinie 30.2.

Komórki płciowe człowieka są wyspecjalizowane do pełnienia swoich funkcji. Plemnik praktycznie nie zawiera cytoplazmy - cała korzystna objętość zajęta jest przez jądro, które mieści się w główce. Inna część komórki służy do ruchu: to wić - motor poruszający plemnik na spotkanie z komórką jajową i wstawka, która zawiera duże spiralne mito-chondrium, produkujące ATP do zapewnienia wici energii. W przedniej części główki plemnika rozmieszczony jest akrosom. Jest to przekształcona struktura Golgiego, która zawiera enzymy niezbędne do rozszczepienia promienistej osłonki komórki jajowej przed zapłodnieniem. A komórka jajowa, odwrotnie-jest nieruchoma i zawiera dużo cytoplazmy, która będzie wykorzystana do budowy pierwszych komórek przyszłego zarodka. Dojrzała komórka jajowa otoczona jest komórkami towarzyszącymi - komórkami pęcherzykowymi, które ją odżywia-

ją. Komórki pęcherzykowe tworzą wokół komórki jajowej warstwę zwaną osłonką przejrzystą.

U człowieka procesy powstawania plemników i komórek jajowych posiadają pewne różnice (ryc. 30.3). Przy powstawaniu plemników wszystkie cztery komórki ha-ploidalne, które powstały wskutek mejozy, stają się plemnikami. Podczas powstawania komórek jajowych tylko jedna komórka staje się komórką jajową, a reszta - ciałkami kierunkowymi (polocytami), które w zapłodnieniu udziału nie biorą. U mężczyzny powstawanie plemników i mejoza zaczyna się podczas dojrzewania płciowego, a potem zachodzi stale. U kobiet wszystko jest bardziej skomplikowane. Chodzi o to, że mejoza u kobiet zaczyna się jeszcze na embrionalnych stadiach rozwoju, ale potem „zamiera” w profazie pierwszego podziału mejotycznego. Okresowo u kobiety dojrzałej płciowo mejoza „rozmraża się” i prowadzi do powstania komórki jajowej i trzech ciałek kierunkowych.

A. Plemnik raka. U plemnika raka brak wici, jednak on jest ruchliwy i ma wianuszek z nici, dzięki którym porusza się i szuka komórkę jajową. B. Plemnik szczura. U wielu gryzoni główka plemnika jest wygięta w postaci haka. Takie plemniki potrafią czepiać się jeden do drugiego i płynąć razem. To zwiększa ich prędkość i szanse dostania się do komórki jajowej. C. Plemnik miłorzębu. Plemnik rośliny nagonasiennej miłorzębu ma kilku tysięcy wici rozmieszczonych spiralnie. W odróżnieniu od niego męskie gamety roślin kwiatowych pozbawione są wici lub innych ruchomych struktur. D. Muszka drozofila posiada najdłuższy plemnik w przyrodzie -przy długości ciała nieco większej niż 5mm długość wici plemnika wynosi prawie 6cm! Uważa się, że taka długa wici przeszkadza plemnikom innych samców zapłodnić komórkę jajową: po parowaniu samca z samicą plemniki swymi wiciami po prostu zakrywają dostęp nowym plemnikom do komórki jajowej. E. Jajo strusia senegalskiego. Żółtko ptasiego jaja -to komórka jajowa. Prawdopodobnie, to jedna z największych komórek jajowych na świecie.

Budowa płciowych komórek organizmów jest bardzo różna

Budowa komórek płciowych, szczególnie plemników, u żywych organizmów jest bardzo różnorodna. Przytoczmy tylko kilka jaskrawych przykładów demonstrujących, jaką zadziwiającą budowę mogą mieć komórki, które biorą udział w rozmnażaniu płciowym (ryc. 30.4).

Zapłodnienie niezbędne jest do odnowienia diploidalnego garnituru chromosomów

Rozpatrzmy proces zlewania się komórki jajowej z plemnikiem u człowieka, który nazywa się zapłodnieniem. W procesie zapłodnienia plemnik podpływa do komórki jajowej, przytwierdza się do jej powierzchni, dzięki czemu zlewają się błony komórkowe. Jądro plemnika okazuje się wewnątrz cytoplazmy komórki jajowej. Przy tym wić i mitochondrium odpadają (właśnie dlatego wszystkie nasze mitochondria otrzymujemy od matki, a nie od ojca). Potem zachodzi połączenie garniturów chromosomowych plemnika i komórki jajowej. Towarzyszy temu odnowienie diploidalnego garnituru chromosomów. Otrzymana komórka nazywa się zygotą. Jest to pierwsza komórka wielokomórkowego organizmu, z której drogą podziałów mitotycznych powstaje reszta komórek organizmu. Wszystkie one będą genetycznie identyczne jedna z drugą i z zygotą. Dokładniej poznać, jak zachodzi proces zapłodnienia u człowieka, możesz, oglądając wideo na stronie internetowej

Mejoza i zapłodnienie zachodzą w różnych organizmach na różnych etapach cyklu życiowego

Jak już niejednokrotnie przypominaliśmy, do odbycia się rozmnażania płciowego u większości eukariotów jest niezbędne zachodzenie dwóch procesów - mejozy i zapłodnienia. Jednak te procesy mogą zachodzić na różnych etapach cyklu życiowego organizmów. O cyklach życiowych człowieka i zawłotni wspominaliśmy już wcześniej. A teraz dokładniej rozpatrzmy te oraz inne cykle życiowe.

Komórki człowieka większą część cyklu życiowego posiadają diploidalny garnitur chromosomów (ryc. 30.5, A). Di- lub poliploidalne komórki ciała powstają wskutek mitozy. W toku mejozy powstają wyspecjalizowane komórki płciowe - plemniki i komórki jajowe.


 

Te komórki są hapioidalne, one nie dzielą się i służą tylko do zapłodnienia. Wskutek zapłodnienia powstaje diploidalna zygota, z której rozwija się cały wielokomórkowy organizm. Taki cykl życiowy jest charakterystyczny dla zwierząt.

U nitkowatego glonu skrętnicy (można ją regularnie widzieć w zbiornikach słodkowodnych, ona wytwarza cienkie zielone nici przypominające włosy) większą część cyklu życiowego komórki posiadają haploidalny garnitur chromosomów (ryc. 30.5, B). Właśnie z komórek haploidalnych są zbudowane jej nici. Te komórki hapioidalne dzielą się mitozą, wytwarzając sobie podobnych. Skrętnica nie posiada wyspecjalizowanych komórek płciowych, jednak komórki sąsiednich nici mogą zlewać się jedna z drugą. Taki proces nazywa się koniugacją i w istocie swej jest zapłodnieniem. Po koniugacji powstaje diploidalna zygota, która przechodzi podział mejotyczny, czego skutkiem jest powstanie czterech komórek haploidalnych. Te komórki hapioidalne będą dzielić się mitotycznie, wytwarzając nowe nici skrętnicy.

Czy nie najbardziej złożony jest cykl życiowy u roślin wyższych. Rozpatrzmy cykl życiowy paproci (ryc. 30.5, C). Roślina zielona, którą możemy obserwować w lesie, jest diploidalna. Lecz na dolnej stronie liścia paproci zachodzi proces mejozy prowadzący do powstania haploidalnych zarodników. Te zarodniki roznoszone są przez wiatr. Jeżeli zarodnik dostaje się do wilgotnej gleby, to w nim zaczynają się podziały mitotycz-ne. Skutkiem tych podziałów jest powstanie wielokomórkowej blaszki - przedrośla. Wszystkie komórki przedrośla są hapioidalne. Przedrośle zdolne jest do wytwarzania wyspecjalizowanych gamet, lecz zachodzi to drogą mitozy, a nie mejozy. Wskutek zlewania się gamet powstaje diploidalna zygota, z której rozwija się znana nam roślina. Tak więc w cyklu życiowym paproci zachodzi przemiana dwóch wielokomórkowych pokoleń: diploidalnego, wytwarzającego zarodniki drogą mejozy, i haploidalnego, tworzącego gamety drogą mitozy. Taki cykl życiowy jest właściwy dla roślin wyższych, tylko stosunek pokoleń cyklu życiowego znacznie się różni.


 

U wielu organizmów rozwój od momentu powstania (przy zapłodnieniu lub po oddzieleniu się od organizmu macierzyńskiego) do zakończenia istnienia składa się z dwóch etapów: embrionalnego (zarodkowego) i postembrionalnego (pozarodko-wego). Podczas pierwszego z nich zachodzi rozwój od zygoty do urodzenia (wyklucia, kiełkowania), a podczas drugiego - stnienie i rozmnażanie.

Zastanów się

Wybierz jedną poprawną odpowiedź

1

Jeżeli komórka drożdży piekarskich dzieli się drogą podziału mejotycznego, oznacza to, że

A ona posiadała diploidalny garnitur chromosomów В ona posiadała haploidalny garnitur chromosomów C powstanie zygota D będzie zachodzić pączkowanie E ona wkrótce zginie

2

Mejoza przy powstaniu plemników u człowieka zachodzi, zaczynając od okresu A embrionalnego rozwoju

В embrionalnego rozwoju, a potem okresowo ustaje C dojrzewania płciowego

D dojrzewania płciowego, a potem okresowo ustaje E rozwoju postembrionalnego

з

Do powstania zygoty u człowieka jest niezbędne A wniknięcie jądra komórki jajowej do plemnika В podział mitotyczny plemnika C zlewanie się komórkowych błon gamet D wniknięcie wici plemnika do komórki jajowej

E zlewanie się dwóch jąder plemników z jednym jądrem komórki jajowej

4

U paproci komórką haploidalną jest A komórka łodygi rośliny zielonej В zarodnik C zygota

D komórka zaradni, gdzie powstają zarodniki E komórka kłączy paproci

5

Komórki nerwowe mózgowia są genetycznie identyczne z A plemnikami В komórkami jajowymi C zygotą

D macierzyńską komorą jajową E ojcowskim plemnikiem

Sformułuj odpowiedź w postaci kilku zdań

6

Dlaczego u człowieka wskutek mejozy powstają trzy ciałka kierunkowe i tylko jedna komórka jajowa?

7

Jaki garnitur chromosomowy i czemu mają komórki zawłotni, które powstają wskutek mitozy?

8

Jakie osobliwości budowy plemnika wskazują na to, że on przeznaczony jest tylko do zapłodnienia?

9

Jak ma zachodzić cykl życiowy organizmu diploidalnego z diploidalnymi gametami?

10

Na czym polega podobieństwo i różnica cyklów życiowych skrętnicy i paproci?

Znajdź odpowiedź i postaraj się zrozumieć istotę problemu

11

Niektóre plemniki, na przykład u roślin kwiatowych, nie posiadają ruchomych struktur. A w jaki sposób one dostają się do komórki jajowej?

12

Dlaczego organizmy różnej płci u ssaków wytwarzają różną ilość gamet: samiec - dużo, a samica - mało?

13

Dlaczego do środka komórki jajowej wnika tylko jeden plemnik? W jaki sposób zapewnia się takie ograniczenie?

Dowiedz się samodzielnie i opowiedz innym

14

Na czym polega różnica między bliźniętami jednojajowymi i różnojajowymi? Jaki wariant spotyka się u człowieka częściej i dlaczego?

15

Jak zmienia się stosunek trwania i długości haploidalnej i diploidalnej fazy u różnych grup roślin wyższych?

 

 

Źródło: Biologia podręcznika dla klasy 9 Szałamow

 






^