Строение половых клеток. Препараты к занятию «Оплодотворение»
Предлагаем вам 10 необычных веществ, которые наши предки, а в некоторых случаях, и современники, использовали в качестве допинговых веществ. Возможно вы удивитесь, но туда входят и сода, и мышьяк, и сперма морских свинок, и многое другое.
(Всего 10 фото)
Спонсор поста: Отдыхайте после работы, смотрите приятное кино. Читайте, какие стоит посмотреть, а какие лучше не видеть. Проводите свой досуг с пользой вместе с Обзоркином!
1. Стрихнин
Более известный как смертельный яд, стрихнин считали билетом к успеху для американского бегуна Томаса Хикса, участвовавшего в Олимпийском марафоне 1904 года. Томас смешал это вещество с бренди и яичным белком. На финише ему понадобилась скорая помощь, и он чуть не умер, но золотую медаль все же выиграл.
2. Ослиные копыта
Древнеегипетские спортсмены принимали копыта абиссинских ослов в виде порошка; их варили в масле и приправляли шиповником, чтобы скрыть характерный неприятный запах.
3. Сладкий эфир
Кубики сахара в эфире помогали преодолеть 144-часовую гонку в 1870-ых годах. Когда этого было недостаточно, тренеры добавили нитроглицерин и кокаин с щепоткой мяты для аромата.
4. Питьевая сода
Некоторые современные верны «сода-допингу», который помогает им сохранить драгоценные секунды во время соревнований. Увеличивая уровень pH, питьевая сода может сократить уровень кислоты, производимой мышцами спортсменов, что позволяет им оставаться в форме. Хотя сода-допинг также вызывает диарею.
5. Ультрафиолетовое излучение
В 1930-ых годах советские ученые обнаружили, что если подвергнуть бегунов ультрафиолетовому излучению, это увеличит их скорость в 100-метровом забеге. В 1940-ых годах немецкие исследователи также обнаружили подобные улучшения в области велогонок.
6. Сперма морской свинки
В конце 1800-ых годов физиолог Чарльз Браун-Секард ввел себе сыворотку из смеси спермы собаки и морской свинки, сказав, что она делает его сильнее и даже «удлиняет дугу его мочи», и хотя он, конечно, преувеличил пользу собственного открытия, оно определенно стало предшественником допинговых веществ, основанных на гормонах.
7. Настойки для голубей
Голубиные гонки были омрачены допинговыми скандалами: пока некоторые владельцы голубей предпочитали анаболические стероиды, другие использовали лекарства против линьки. Птицам также давали слабительное, чтобы они опорожнялись до начала соревнований и, таким образом, теряли в весе.
8. Галлюциногенные грибы
Галлюциногенные грибы употребляли не только берсеркеры: олимпийцы в третьем веке также полагались на них, чтобы быстрей добраться до финишной черты быстрее.
В провинциях Штирия и Тироль австрийские лесорубы махали топорами под действием мегадоз мышьяка, который также принимали для улучшения пищеварения.
10. Человеческое сердце
Древние ацтеки считали, что употребление в пищу человеческих сердец помогает как на войне, так и в спорте.
В поле зрения микроскопа должны быть видны ветвящиеся полупрозрачные и тонкие нити – гифы и спорангии, заполненные мелкими спорами округлой формы. Некоторые из спорангиев могут быть разорванными, поэтому вокруг них будут видны споры.
Работа 4.2. Сперматозоиды млекопитающих: морской свинки, крысы и барана
Найдите головку, шейку, среднюю часть и хвостовой отдел. Большую часть головки занимает ядро. Обратите внимание на акросому, наблюдаемую в виде темного полумесяца на переднем конце головки между наружной мембраной и ядром.
Работа 4.3. Поперечный срез семенного канальца крысы
Семенник на срезе имеет овально-круглую форму: внутри него видны поперечные разрезы многочисленных семенных канальцев овальной и округлой формы. На микропрепарате найти четыре зоны, соответствующие этапам сперматогенеза: 1. базальная мембрана; 2. клетка Сертоли; 3. сперматогоний; 4. сперматоцит; 5. сперматида; 6. сперматозоид; 7. кровеносный сосуд.
Работа 4.4. Строение яичника млекопитающего (кошки и человека)
На микропрепаратах найти овогонии и фолликулы различной степени зрелости (первичной, созревающей и зрелой). Изучить зрелый фолликул – граафов пузырек.
Литература
1. Ярыгин В.Н. Биология. – Т.1. – М.: Медицина, 2003.– С. 147–151, 201–219.
2. Пехов А.П. Биология с основами экологии. – СПб: Лань, 2000. – С.199–213.
3. Руководство к лабораторным занятиям по биологии: учебное пособие/ Н.В. Чебышев, Ю.К. Богоявлинский, А.М. Демченко и др. – М.: Медицина, 1996. – С.36–49.
4. Кобзарь В.Н. Биология: учебное пособие. Т.1. – Бишкек: КРСУ, 2012.– С. 37–52.
ЭМБРИОГЕНЕЗ
ЗАНЯТИЕ N 5
ТЕМА . Биология развития. Онтогенез. Закономерности эмбриогенеза
ЦЕЛЬ: освоить онтогенез. Изучить сущность осеменения, оплодотворения и образования зародышевых листков.
Задачи :
1. Уметь идентифицировать типы дробления и части бластулы.
2. Знать строение бластулы, гаструлы и нейрулы, их особенности у многоклеточных животных.
3. Знать гисто-, органогенез и дифференцировку зародышевых листков.
Мотивационная характеристика. Эмбриология человека – наиболее важная область биологии для медицинской практики. Эмбриональное развитие человека и различных классов позвоночных эволюционно связаны между собой, имеют общие черты и существенные различия. Изучение закономерностей эмбриогенеза на примере развития зародышей позвоночных помогает пониманию сложных механизмов эмбриогенеза человека. Эти знания служат базой для изучения ряда дисциплин (микробиологии, нормальной и патологической анатомии, патологической физиологии, акушерства, гинекологии, педиатрии и т.д.).
Задание для самоподготовки:
Знать: а) строение половых клеток; б) типы яйцеклеток; в) оплодотворение и его биологическую сущность, осеменение; г) дробление и его типы; д) отличия дробления зародыша от митотического деления соматических клеток; ж) строение и типы бластулы; з) строение гаструлы; е) способы образования гаструлы; и) гисто- и органогенез; и) эмбриональную индукцию; к) производные экто-, энто- и мезодермы; л) физико-химические и генетические механизмы эмбриогенеза.
Теоретические вопросы:
1. Критика теории преформизма эпигенеза.
2. Онтогенез – краткое повторение филогенеза. Периоды, типы, формы онтогенеза.
3. Осеменение, оплодотворение, регуляция гормонами. Акросомная и кортикальная реакции при оплодотворении.
4. Стадии эмбриогенеза: дробление (строение бластулы), гаструляция (строение и типы гаструлы). Гисто-, органогенез.
1.Какое строение имеет бластула? За счет чего она образуется?
2. Как организован двухслойный зародыш?
3. Каково происхождение мезодермы?
4. Что образуется из эктодермы, энтодермы и мезодермы?
5. От чего зависит вид дробления?
Сперматозоиды морской свинки – это типичные жгутиковые клетки. Общая длина их равна 100 мкм. Отчетливо выражена головка, шейка и хвостик. Головка имеет округлую форму, центр ее занимает ядро. Акросома темная и в виде шапочки расположена на апикальном конце клетки. Область шейки несколько утолщена. Здесь сохраняется резидуальная цитоплазма в виде капельки. Капелька обычно исчезает по мере прохождения сперматозоида по канальцам придатка семенника. Хвостик длинный, покрыт цитоплазматической оболочкой, состоит их осевой нити и окружающей ее цитоплазмы. Иногда на препаратах можно увидеть «многохвостые» спермии. Это результат склеивания нескольких спермиев, которые обладают высокой способностью к агглютинации
Рис. 3. Сперматозоиды морской свинки (Новиков, Святенко, 1984). 1 – головка; 2 – ядро; 3 – акросома; 4 – шейка; 5 – две центриоли; 6 – связующий отдел; 7 – утолщение; 8 – главный отдел хвостика; 9 – концевой отдел хвостика.
Препарат 3. Сперматозоиды тритона
Сперматозоиды тритона, как и морской свинки, относятся к жгутиковым формам. Размер клетки примерно равен 500 мкм. Головка сильно вытянута и заострена, в апикальной части имеет форму гарпуна. Под акросомой располагается крупное плотное стержневидное ядро. К задней его части примыкает очень короткая шейка. Цитоплазматическая оболочка длинного хвоста формирует ундулирующую мембрану, которая отсутствует лишь в самом дистальном конце.
Рис. 4. Сперматозоид тритона (Газарян, Белоусов, 1983).
Препарат 4. Сперматозоиды петуха
Сперматозоиды петуха являются также очень мелкими жгутиковыми клетками. Передняя часть сперматозоида представлена несколько вытянутой и изогнутой головкой с крупным и компактным ядром. Шейка почти не расширена и переходит в хвостик. При рассмотрении спермы петуха необходимо найти участок, где сперматозоиды лежат поодиночке.
 |
Рис. 5. Сперматозоиды петуха (Новиков, Святенко, 1984). 1 – головка; 2 – хвостик.
Занятие 2
Оогенезом называется образование женских половых клеток. Яйцеклетка – высокоспециализированная гаплоидная клетка, обладающая потенциальной способностью к развитию. В ее цитоплазме запасаются вещества, необходимые для роста и развития зародыша: структурные белки, ферменты, информационный материал, витамины, соли и др. В отличие от сперматозоида, яйцеклетки увеличивают объем цитоплазмы в десятки, а иногда и в тысячи раз. Основным питательным веществом, накапливаемым в цитоплазме, является желток. По количеству желтка яйцеклетки подразделяются на маложелтковые (олиголецитальные), со средним количеством желтка (мезолецитальные) и многожелтковые (полилецитальные). Иногда яйцеклетки почти лишены желтка (алецитальные).
Распределение желтка в яйцеклетке также может быть различным. При равномерном распределении желтка, яйцеклетки называется изо- или гомолецитальными; если он смещен к одному из полюсов –телолецитальными. В случае если желток распределен в яйцеклетке неравномерно, то она приобретает полярность. Желток в большей степени откладывается на одном из полюсов (вегетативном), а на противоположном ему (анимальном) находится цитоплазма и сюда, как правило, смещается и ядро клетки. У членистоногих яйцеклетки полилецитальные, но желток расположен в центральной части цитоплазмы, ядро также расположено в центре (центролецитальные).
Яйцеклетки, помимо плазматической оболочки, обычно имеют еще ряд оболочек. Так, сама яйцеклетка вырабатывает первичную или желточную оболочку. Вторичная оболочка формируется фолликулярными клетками, окружающими овулировавшее из яичника яйцо. Третичные оболочки, которые вырабатываются стенками яйцеводов, имеют наиболее сложное строение. Размеры и форма яиц варьируют в пределах животного царства.
Как и при сперматогенезе, в оогенезе выделяются те же этапы, но отсутствует период формирования.
В период размножения диплоидные оогонии совершают видоспецифичное число митотических деления, а затем переходят в стадию роста. Отличительной особенностью оогенеза является то, что размножающиеся ооциты обладают меньшей митотической активностью. У высших позвоночных пролиферация ооцитов осуществляется только в эмбриогенезе.
В период роста в клетке осуществляются одновременно два процесса: в ядре – профаза первого мейотического деления, а в цитоплазме – накопление питательного и информационного материала. Рост ооцита делится на два периода:
· период малого роста (превителлогенез);
· период большого роста (вителлогенез).
Накопление питательного материала в превителлогенезе происходит за счет собственного метаболизма клетки, а в вителлогенезе – за счет поступления его извне. В цитоплазме ооцитов желток запасается в виде гранул и представляет собой смесь компонентов (белки, жиры, углеводы), основным из которых является белок вителлогенин. У большинства позвоночных и некоторых беспозвоночных вителлогенин синтезируется в печени. В период вителлогенеза ооцит увеличивается в размерах в десятки, а иногда и в тысячи раз.
Заканчивается оогенез делениями созревания. В результате первого деления происходит редукция числа хромосом, в результате второго – в дочерние клетки расходятся хроматиды. В результате формируются 4 гаплоидных клетки, но только одна из них становится зрелой яйцеклеткой.
Итак, оогенез отличается от сперматогенеза рядом признаков:
· число сперматогониальных делений всегда больше, чем оогониальных;
· у высших позвоночных размножение оогониев происходит только в эмбриональный период;
· период роста в оогенезе всегда более продолжительный, растущий ооцит увеличивается в размерах значительно, трофические компоненты клетки резервируются в цитоплазме;
· в оогенезе отсутствует период формирования;
· блок мейоза у разных животных происходит на разных фазах.
Типы оогенеза
Развитие женских половых клеток может осуществляться в любом участке тела (диффузный оогенез ), либо в специализированных органах – яичниках (локализованный оогенез ). Диффузный оогенез характерен для примитивных многоклеточных (губки), когда развивающиеся ооциты накапливают питательные вещества путем фагоцитоза близлежащих клеток. При локализованном оогенезе транспорт питательных веществ извне осуществляется специализированными клетками (алиментарный тип ) или без участия последних (солитарный тип ). При солитарном накоплении питательных веществ все необходимые макромолекулы ооцит получает из полости гонады в виде простых низкомолекулярных соединений. Алиментарный тип оогенеза может быть фолликулярным или нутриментарным.
При фолликулярном оогенезе растущий ооцит окружен фолликулярными клетками (соматическими по происхождению), которые вместе с ним образуют функциональную структуру – фолликул. Это наиболее распространенный тип оогенеза, происходящий у всех хордовых. При нутриментарном оогенезе ооцит окружен трофоцитами (клетками-кормилками), связанными с ним цитоплазматическими мостиками. Трофоциты – абортивные половые клетки, имеющие общее происхождение с развивающимся ооцитом. Нутриментарный оогенез описан для высших червей и насекомых.
Яичник млекопитающих – это плотный орган, строма которого представлена соединительной тканью. На поперечных срезах различимо корковое вещество (cortex) , в котором находятся фолликулы всех стадий развития, и мозговое вещество (medulla ), где проходят крупные сосуды яичника. Стенка яйцевых фолликулов образована соединительнотканной текой, в которой разветвляются капилляры, питающие фолликул, и фолликулярным эпителием.
Впервые половая клетка устанавливает связь с фолликулярными, когда вступает в период малого роста и превращается в ооцит 1 порядка В это время в ее ядре начинается профаза мейоза, но не завершается, а блокируется на стадии диплотены. Так образуются примордиальные или первичные фолликулы (рис. 6).. Они представляют собой резерв половых клеток, которые возобновляют свое развитие при половом созревании. Располагаются они, как правило, группами в самых поверхностных участках корковой зоны яичника и являются генерацией покоящихся фолликулов. Примордиальные фолликулы порциями вступают в рост в течение всей жизни самки. При инициации развития фолликулярные клетки начинают пролиферировать, из плоских превращаются в кубические, а затем и призматические, и начинают покрывать ооцит первого порядка сначала одним слоем, а затем двумя, тремя и др. Фолликулярная оболочка многослойного фолликула называется зернистой (zona granulosa ), снаружи от нее начинает формироваться соединительнотканная оболочка (teca folliculi ). После того как вокруг ооцита первого порядка завершается формирование одного слоя фолликулярных клеток, начинается формирование блестящей оболочки ооцита (zona pellucida ). Эту оболочку пронизывают микровыросты ооцита и макровыросты фолликулярных клеток. Первичный фолликул увеличивается в размерах, как за счет собственного роста, так и за счет увеличения количества слоев фолликулярных клеток.
Ход работы
Рассмотрите строение отдельного сперматозода. Обратите внимание на форму клетки (рис. 65).
Рис. 64. Сперматозоиды морской свинки
2. Зарисуйте один-два сперматозоида. Обозначьте головку, ядро, акросому, шейку, хвост.
Лабораторная работа № 2. Яйцеклетка млекопитающего (изолецитального типа)
Ход работы
1. Рассмотрите срез яичника кошки (рис. 66). Яичник млекопитающих – это плотный орган, содержащий соединительнотканную
Рис. 66. Срез яичника млекопитающего:
1 – поверхностный эпителий; 2 – белочная оболочка; 3 – соединительнотканная строма; 4 – первичный фолликул; 5 – вторичный фолликул; 6 – третичный фолликул; 7 – тека фолликула; 8 – атретический фолликул; 9 – фолликулярная жидкость; 10 – овоцит; 11 – старое желтое тело; 12 – кровеносный сосуд; 13 – яйценосный бугорок; 14 – лучистый венец
строму. Снаружи яичник покрыт эпителием и белочной оболочкой и состоит из коркового и мозгового вещества. В корковом веществе располагаются яйцевые фолликулы с заключенными в них ооцитами на разных этапах роста. Яйцеклетки млекопитающих изолецитального типа.
Самые мелкие фолликулы располагаются в поверхностных участках коркового вещества – это первичные фолликулы, имеющие оболочку из одного слоя фолликулярных клеток. Глубже располагаются вторичные, третичные и многослойные фолликулы, отличающиеся количеством слоев фолликулярных клеток. Кроме того, наиболее зрелые фолликулы окружены соединительнотканной оболочкой – текой. В теке находятся капилляры, питающие фолликул. Между цитоплазматической мембраной и фолликулярными клетками видна оболочка, окрашенная в розовый цвет – первичная блестящая оболочка. Эта оболочка пронизана отростками фолликулярных клеток.
Помимо развивающихся фолликулов и желтого тела в корковом веществе можно увидеть атретичные фолликулы, внутри которых находится погибающий ооцит, окрашенный в интенсивно розовый цвет, или сформировавшийся соединительнотканный рубец.
При малом увеличении микроскопа найдите отмеченные выше структуры. Зарисуйте фрагмент коркового слоя яичника. Обозначьте поверхностный эпителий, белочную оболочку, первичный, вторичный и третичный фолликулы.
2. При малом увеличении микроскопа найдите зрелый фолликул. Следует иметь в виду, что в препарате не во всех фолликулах обнаруживаются яйцеклетки, так как срез мог быть сделан около нее. Найдите яйценосный бугорок, лучистый венец.
3. При большом увеличении микроскопа рассмотрите строение яйцеклетки и окружающих ее оболочек. В яйцеклетке (овоците) видны ядро и цитоплазма с небольшим количеством желточных зерен. Клетка окружена розовой, сильно преломляющией свет прозрачной зоной. Фолликулярные клетки (мелкие клетки с фиолетовыми ядрами) и их отростки образуют лучистый венец.
4. Зарисуйте и обозначьте яйцеклетку, ядро, прозрачную зону, лучистый венец.
Лабораторная работа № 3. Яйцеклетка лягушки (телолецитального типа)
Ход работы
1. Рассмотрите препарат (рис. 67) среза яичника лягушки. На препарате при малом увеличении микроскопа видны оогонии (первичные половые клетки) – близ поверхности яичника, и яйцеклетки на разных стадиях роста, располагающиеся ближе к просвету. Найдите оогонии и яйцеклетки на разных стадиях развития.
2. При большом увеличении микроскопа рассмотрите строение оогогниев и яйцеклеток на разных этапах развития. Обратите внима-
Рис. 67. Яйцкелетка в яичнике лягушки:
1 – оболочка яйцеклетки; 2 – цитоплазма с желточными гранулами; 3 – ядро
ние, что у покоящихся оогониев – лопастное ядро, сетчатый хроматин, слабобазофильная цитоплазма. Между оогониями находятся префолликулярные клетки уплощенной или конусовидной формы. Из них потом разовьется фолликулярный эпителий.
У молодых мелких яйцеклеток базофильная вакуолизированная цитоплазма, у более крупных – цитоплазма менее базофильная. Крупные ядра имеют неровные контуры, гомогенную нуклеоплазму и много ядрышек. К цитоплазматической мембране яйцеклеток примыкает первичная желточная оболочка, которая в свою очередь ограничивается слоем фолликулярных клеток.
3. Зарисуйте оогонии и яйцеклетки на разных этапах развития: яйцеклетку, у которой отсутствует желток и яйцеклетку, содержащую в цитоплазме большое количество желтка в виде желточных пластин. Обозначьте ядро, ядрышки, цитоплазму, фолликулярные клетки.
Контрольные вопросы:
1) Каковы особенности строения сперматозоидов?
2) Что такое акросома? Из какого органоида она развивается и какова ее роль в оплодотворении?
3) В чем заключаются отличия яйцеклетки и соматических клеток?
4) Что такое гаметогенез?
5) По каким признакам классифицируются яйцеклетки и какие типы яйцеклеток вам известны?
6) Какие стадии характерны для оогенеза?
7) Какие изменения претерпевают клетки в ходе оогенеза?
8) Дайте определение мейоза, опишите его особенности и стадии.
9) Что такое фолликул. Какие изменения он претерпевает в ходе развития?
10) Когда формируется желтое тело и какова его роль?
11) Почему при половом размножении возможно образование миллионов уникальных комбинаций генетического материала, благодаря чему проявляется большое разнообразие в будущих поколениях?
12) Какой биологический смысл заложен в неравномерном распределении запаса питательных веществ и формировании полярных телец при оогенезе?
13) Сравните строение сперматозоида и яйцеклетки. Что между ними общего и каковы принципиальные различия?
14) Как строение половых клеток связано с выполняемыми функциями?
Похожая информация.
Загрузка...
