Гаметогенез у растений и животных: ГАМЕТОГЕНЕЗ • Большая российская энциклопедия

Содержание

Спорогенез и гаметогенез у растений

Процесс формирования половых клеток у растений подразделяется на два этапа: 1-й этап — спорогенез — завершается образованием гаплоидных клеток — спор, в ходе 2-го этапа — гаметогенеза — происходит ряд делений гаплоидных клеток, прежде чем образуются зрелые гаметы.

Процесс образования микроспор, или пыльцевых зерен, у растений называют микроспорогенезом, а процесс образования мегаспор (или макроспор) — мега- или макроспорогенезом. Микроспорогенез протекает аналогично делению созревания у животных мужских половых клеток до стадии сперматиды, а мегаспорогенез — соответственно до стадии незрелой яйцеклетки — ооцита II.

Процесс гаметогенеза у растений в принципе сходен с таковым у животных, но протекает несколько отличным путем. У животных после двух мейотических делений формируются гаметы, и никаких дополнительных клеточных делений не происходит. У растений в результате двух мейотических делений возникает гаплоидная спора, из которой развивается гаметофит, представляющий собой у низших растений (грибов, печеночников, мхов, ряда водорослей) целый организм и наиболее продолжительную стадию цикла существования. У высших растений гаплоидная фаза редуцирована, однако ядра мужской и женской спор претерпевают ряд митотических делений, прежде чем образуются гаметы.

Микроспорогенез и микрогаметогенез

Мы рассмотрим микроспорогенез и микрогаметогенез на примере покрытосеменных растений как наиболее общем. В субэпидермальной ткани молодого пыльника обособляется специальная спорогенная ткань, называемая археспорием. Каждая первичная археспориальная клетка после ряда делении становится материнской клеткой пыльцы (микроспороцитом), которая проходит все фазы мейоза.

Схема микроспорогенеза (1-6) и микрогаметогенеза (5-10) у растений

В результате двух мейотических делений возникают четыре гаплоидные микроспоры. Последние лежат четвёрками и называются клеточными тетрадами.

У однодольных растений каждое деление ядра в мейозе, как правило, сопровождается цитокинезом; у двудольных оба деления клетки наступают одновременно по окончании мейоза.

При созревании клеточные тетрады распадаются на отдельные микроспоры с образованием внутренней (интина) и наружной (экзина) оболочек. Наружная оболочка, как правило, грубая, кутинизированная, поверхность ее либо гладкая, либо шероховатая; приспособленная для переноса пыльцы и прилипания ее к рыльцу пестика. Этим заканчивается микроспорогенез вслед за образованием одноядерной микроспоры начинается микрогаметогенез. Первое митотическое деление микроспоры приводит к образованию вегетативной и генеративной клеток. В дальнейшем вегетативная клетка и ее ядро не делятся. В ней накапливаются запасные питательные вещества, который в последующем обеспечивают деление генеративной клетки и рост пыльцевой трубки в столбике пестика.

Генеративная клетка, содержащая меньшее количество цитоплазмы, вновь делится. Это деление может осуществляться еще в пыльцевом зерне или в процессе его прорастания в пыльцевой трубке. В результате образуются две мужские половые клетки, которые в отличие от сперматозоидов животных называются спермиоклетками, или спермиями.

Таким образом, из одной споры с гаплоидным набором хромосом в результате двух митотических делений образуются три ядра: Два из них — спермии и одно — вегетативное. При образовании пыльцевой трубки это вегетативное ядро в полужидком диффузном состоянии переходит в пыльцевую трубку.

Процесс деления генеративной клетки и образование спермиев в пыльцевой трубке были впервые подробно изучены С. Г. Навашиным в 1910 г. на лилейных растениях.

Мегаспорогенез и мегагаметогенез

У покрытосеменных растений женский гаметофит — это зародышевый мешок, который закладывается и развивается внутри семяпочки.

Схема мегаспорогенеза (1-5) и мегагаметогенеза (6-12) у растений

Развитию женского гаметофита у высших покрытосеменных растений предшествует мегаспорогенез. В субэпидермальном слое молодой семяпочки обособляется археспориальная клетка, чаще она только одна. Клетка археспория растет, превращаясь в материнскую клетку мегаспоры. В результате двух делений мейоза материнской клетки мегаспоры образуется тетрада мегаспор. Каждая из клеток тетрады по числу хромосом является гаплоидной. Однако только одна из них продолжает развиваться, остальные три дегенерируют (моноспорический тип развития), судьба этих клеток напоминает судьбу редукционных телец при созревании яйцеклеток у животных.

На следующем этапе осуществляется мегагаметогенез. Оставшаяся функционировать мегаспора продолжает расти и затем ее ядро претерпевает ряд эквационных делений. При этом сама клетка не делится, делится только ядро.

У разных систематических групп растений число эквационных делений ядра мегаспоры может варьировать от одного до трех. У большинства растений (70% видов покрытосеменных) этих делений, как правило, в результате возникает восемь наследственно одинаковых ядер, вовремя этих делений ядра занимают полярное положение, четыре из них оказываются лежащими ближе к микропиле (место проникновения спермиев), а четыре других — в противоположном конце зародышевого мешка, называемого халазальным. Дальше эти ядра обособляются в самостоятельные клетки, имеющие значительные количества цитоплазмы.

Из четырех клеток, располагающихся у микропиле, три клетки — яйцеклетка, и две так называемые синергиды образуют яйцевой аппарат. Однако из этих трех клеток после оплодотворения развивается только одна, а две другие разрушаются. Четвертое ядро отходит к центру зародышевого мешка, где сливается с одним из ядер, отошедшим от халазального конца. Слившиеся в центральной части два гаплоидных ядра образуют одно диплоидное — вторичное или центральное, ядро зародышевого мешка. Это ядро с цитоплазмой зародышевого мешка называют обычно центральной клеткой зародышевого мешка. Однако часто полярные ядра, передвинувшиеся к центру, не сливаются до оплодотворения. Оставшиеся у халазального конца зародышевого мешка три ядра также обособляются в клетки; они называются антиподами.

Таким образом, в результате трех митотических делений в зародышевом мешке образуется 8 наследственно одинаковых гаплоидных ядер, из которых только одно дает яйцеклетку.

Рассмотренная схема образования восьмиядерного зародышевого мешка из одной мегаспоры является наиболее типичной. Однако у различных групп растений этот процесс протекает весьма разнообразно. В одних случаях, как мы только что рассмотрели, развитие зародышевого мешка начинается из одной гаплоидной споры (моноспорический тип развития), в других — из двух (биспорический тип) и четырех спор (тетраспорический тип).

Типы развития зародышевых мешков

Как мы указывали, при моноспорическом типе развивается лишь одна мегаспора из четырех, а остальные три разрушаются подобно тому, что имеет место с редукционными тельцами у животных. При других типах развития зародышевого мешка сохраняется разное количество мегаспор, возникших в результате мейоза и готовых к дальнейшим митотическим делениям.

Образование пыльцевых зерен и зародышевых мешков у цветковых растений

Изучая гаметогенез, нельзя не поражаться тому параллелизму, который наблюдается при созревании половых клеток у животных и растений, несмотря на то, что их расхождение (дивергенция) в филогенезе произошло на очень раннем этапе возникновения клеточной организации. Это указывает на однотипность принципов построения ряда приспособительных механизмов как в растительном, так и животном мире.

Итак, изучение развития половых клеток у животных и у растений показало, что формирование гамет является сложным процессом. Прежде чем яйцеклетка и спермий объединятся в процессе оплодотворения, они претерпевают ряд превращений. Однако половые клетки так же, как и клетки любой другой ткани, происходят из соматических. Поэтому их нельзя рассматривать как нечто обособленное от тела организма. Вместе с тем половые клетки имеют и свои особенности. Основными характерными моментами, отличающими их от соматических клеток, являются следующие:

1. У разных животных и растений на разных стадиях дифференциации тканей зародыша происходит обособление половых клеток. Процесс закладки и дифференциации, половых клеток у животных называется зачатковым путем.

2. В процессе развития половых клеток особое значение имеет мейоз с характерными для него стадиями деления ядра, а именно профазой I, во время которой конъюгируют гомологичные хромосомы, метафазой I и анафазой I, когда осуществляется редукция числа хромосом и расхождение гомологичных хромосом к различным полюсам.

3. Главным свойством половых клеток является способность их при оплодотворении сливаться в одну с образованием зиготы, которая претерпевает затем дробление и развитие. Соматические клетки этой способностью, как правило, не обладают.

Гаметогенез | это… Что такое Гаметогенез?

ТолкованиеПеревод

Гаметогенез

(от Гаметы и греч. genesis — происхождение)

процесс развития и формирования половых клеток — гамет (См. Гаметы). Г. мужских гамет (сперматозоидов, спермиев) называют Сперматогенезом, женских гамет (яйцеклеток) — Оогенезом. У животных и растений Г. протекает различно, в зависимости от места Мейоза в жизненном цикле этих организмов.

У многоклеточных животных Г. происходит в специальных органах — половых железах, или гонадах (яичниках, семенниках, гермафродитных половых железах), и складывается из трёх основных этапов: 1) размножение первичных половых клеток — гаметогониев (сперматогониев и оогониев) путём ряда последовательных Митозов, 2) рост и созревание этих клеток, называют теперь гаметоцитами (сперматоцитами и ооцитами), которые, как и гаметогонии, обладают полным (большей частью диплоидным) набором хромосом (См. Хромосомы). В это время совершается основное событие Г. у животных — деление гаметоцитов путём мейоза, приводящее к редукции (уменьшению вдвое) числа хромосом в этих клетках и превращению их в гаплоидные клетки (см. Гаплоид) — сперматиды и оотиды; 3) формирование сперматозоидов (либо спермиев) и яйцеклеток; при этом яйцеклетки одеваются рядом зародышевых оболочек, а сперматозоиды приобретают жгутики, обеспечивающие их подвижность. У самок многих видов животных мейоз и формирование яйца завершаются после проникновения сперматозоида в цитоплазму ооцита, но до слияния ядер сперматозоида и яйцеклетки.

У растений Г. отделен от мейоза и начинается в гаплоидных клетках — в спорах (у высших растений — микроспоры и мегаспоры). Из спор развивается половое поколение растения — гаплоидный Гаметофит, в половых органах которого — гаметангиях (мужских — антеридиях (См. Антеридий), женских — архегониях (См. Архегоний)) путём митозов происходит Г. Исключение составляют голосеменные и покрытосеменные растения, у которых сперматогенез идёт непосредственно в прорастающей микроспоре — пыльцевой клетке. У всех низших и высших споровых растений Г. в антеридиях — это многократное деление клеток, в результате которого образуется большое число мелких подвижных сперматозоидов. Г. в архегониях — формирование одной, двух или нескольких яйцеклеток. У голосеменных и покрытосеменных растений мужской Г. состоит из деления (путём митоза) ядра пыльцевой клетки на генеративное и вегетативное и дальнейшего деления (также путём митоза) генеративного ядра на два спермия. Это деление происходит в прорастающей пыльцевой трубке. Женский Г. у покрытосеменных растений — обособление путём митоза одной яйцеклетки внутри 8-ядерного зародышевого мешка. Основное различие Г. у животных и растений: у животных он совмещает в себе превращение клеток из диплоидных в гаплоидные и формирование гаплоидных гамет; у растений Г. сводится к формированию гамет из гаплоидных клеток.

Ю. Ф. Богданов.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия.
1969—1978.

Игры ⚽ Нужно сделать НИР?

Гаметангий
Гаметофит

Полезное

Определение, Значение, Стадии и Типы

Размножение — причина, по которой мы все здесь. Это происходило из поколения в поколение. Мы, люди, несем наследственность от одного поколения к другому. Одновременно с этим мы эволюционировали как вид с течением времени. Мы знаем эти факты. Итак, что мы здесь, чтобы узнать сегодня? Тема — гаметогенез. Возможно, вы слышали об оплодотворении и о том, как происходит процесс размножения, когда речь идет о растительном или животном мире. Но знаете ли вы о процессе, который происходит до этого? Вот о чем мы здесь, чтобы поговорить.

Гаметогенез Определение

Чтобы дать определение гаметогенезу, можно сказать, что это биологический процесс, происходящий в клетках живых организмов с образованием гамет. Тогда размножение вида станет возможным благодаря переносу гамет, который произойдет, когда указанные организмы вырастут до определенной стадии.

Процесс гаметогенеза происходит, когда в клетках происходит мейоз, благодаря которому они могут образовывать гаметы. Итак, что такое гаметы? Это половые клетки, с помощью которых организм может осуществлять процесс размножения. Просто для ясности: гаметогенез и размножение — это два очень разных процесса, и они не имеют одинакового значения.

Значение гаметогенеза

Процесс гаметогенеза включает образование репродуктивных или половых клеток в живых организмах. У растений это осуществляется через митоз, тогда как у животных — через мейоз. Формирование мужских гамет и образование женских гамет являются двумя основными этапами гаметогенеза.

На основе живого организма процесс гаметогенеза происходит в:-

Растения: происходит путем мейотического деления диплоидных гаметоцитов. У высших растений она протекает одновременно со спорогенезом.
Животные: происходит путем мейоза, когда гаметы образуются из их диплоидных материнских клеток, находящихся в органах, называемых гонадами.

Стадии гаметогенеза

Процесс гаметогенеза протекает в три этапа. Они следующие;

Митотические деления наряду с ростом клеток предшественников зародышевых клеток.
Возникновение мейоза I и мейоза II для образования гаплоидных дочерних клеток.
Дифференцирующие гаплоидные дочерние клетки для производства функциональных гамет.

Эти этапы отвечают за формирование мужских и женских гамет.

Типы гаметогенеза

Для определения гаметогенеза у животных можно сказать, что он происходит у вида, зависящего от системы полового размножения. Такие виды полагаются на передачу гамет для оплодотворения. Теперь у видов, размножающихся половым путем, два пола классифицируются как самцы и самки. Процесс мужского гаметогенеза сильно отличается от женского гаметогенеза. Давайте посмотрим, как они возникают.

Сперматогенез: процесс гаметогенеза у мужчин. Процесс описывает выработку сперматозоидов или сперматозоидов в семенных канальцах мужского репродуктивного органа.
Оогенез: процесс гаметогенеза у женщин. Процесс описывает производство яйцеклеток (женских гамет) в яичниках. Процесс начинается во время самого внутриутробного развития, когда в результате митоза образуется около 40 000 первичных клеток.

Биология гаметогенеза объясняет, что это процесс, который приводит к образованию диплоидных клеток (2n) из гаплоидных клеток (n) посредством мейоза и дифференцировки клеток. Дать определение гаметогенезу — значит определить науку, которая делает возможным оплодотворение.

Женский гаметогенез у человека, а также женский гаметогенез у растений является частью системы полового размножения, которая требует переноса гамет для осуществления оплодотворения. Согласно определению гаметогенеза, это важный процесс. Если бы не было гаметогенеза, не было бы образования гамет.

Из-за этого невозможна передача гамет, из-за чего не происходит оплодотворение и размножение.

Когда речь идет о биологии определения гаметогенеза, речь идет о его возникновении как в растительном, так и в животном мире. Также можно определить гаметогенез как стадию, на которой диплоидные клетки превращаются в зрелые гаметы.

(Изображение скоро будет загружено)

Процесс гаметогенеза

Сперматогенез – это процесс образования гаплоидных функциональных сперматозоидов из диплоидных зародышевых клеток семенных канальцев. Этот процесс начинается в организме в подростковом возрасте. Он разделен на четыре фазы, а именно:

а. Фаза умножения

b. Фаза роста

c. Созревание

д. Спермиогенез

Самки начинают производить яйцеклетки до того, как они родят. Оогонии формируются на протяжении всего развития плода, проходя через митоз и образуя первичные ооциты. Это происходит в следующие этапы, а именно:

а. Фаза умножения

b. Фаза роста

c. Созревание

Значение гаметогенеза

Гаметогенез – это процесс образования гамет или половых клеток у животных, размножающихся половым путем. Мейоз — это процесс, посредством которого создаются зародышевые клетки или гаметы. Гаметогенез — это биологический процесс, который способствует образованию гамет во время мейотического процесса. Гаметы представляют собой гаплоидные клетки, которые после оплодотворения образуют диплоидную клетку, называемую зиготой. Зигота — это первая стадия создания отдельной сущности, которая способствует преемственности поколений.

Ключевые моменты, которые следует помнить

Процесс мейоза отвечает за гаметогенез, или образование сперматозоидов и яйцеклеток.
В оогенезе диплоидный оогоний проходит через митоз до тех пор, пока один из них не превратится в первичный ооцит, который начнет первое мейотическое деление, но затем остановится; Он завершит это деление по мере развития в фолликуле, производя гаплоидный вторичный ооцит и меньшее полярное тельце.
Вторичный ооцит начинает второе мейотическое деление и затем останавливается; он не будет продолжать это деление до тех пор, пока не будет оплодотворен сперматозоидом; если это происходит, образуется зрелая яйцеклетка и другое полярное тельце.
В сперматогенезе диплоидные сперматогонии проходят митоз, пока не начинают превращаться в гаметы; со временем один из них превращается в первичный сперматоцит, который затем проходит через первое мейотическое деление с образованием двух гаплоидных вторичных сперматоцитов.
Вторичные сперматоциты пройдут второе мейотическое деление, чтобы создать по две сперматиды каждый; эти клетки в конечном итоге разовьют жгутики и станут зрелыми сперматозоидами.

Интересный факт

Знаете ли вы, что в процессе гаметогенеза для успешного переноса гамет важную роль играют определенные факторы? Они перечислены ниже;

Количество произведенных ячеек.
Размер производимых ячеек.
Сроки выполнения процесса.

Одна вещь, которую вы должны знать о гаметогенезе, заключается в том, что он возникает у мужчин, когда они достигают половой зрелости, и он возникает у женщин до их рождения и продолжается с началом полового созревания. Он прекращается, когда наступает менопауза. Вы можете описать гаметогенез как подготовку, необходимую для выполнения определенного действия.

В эмбриологии гаметогенез — это механизм, используемый организмом для образования гамет или зародышевых клеток. Гаметогенез представляет собой сложный процесс, включающий множество метаболических процессов и морфологических модификаций. Эти половые клетки образуются при особом типе репликации клеток, известном как мейоз. Следующие гаметы содержат половину генетической информации родительских клеток и также отличаются как от родительских клеток, так и друг от друга.

Хотите читать в автономном режиме? скачать полный PDF здесь

Скачать полный PDF

Статья о гаметогенезе из The Free Dictionary

Гаметогенез

Производство гамет, либо яйцеклеток самкой, либо сперматозоидов самцом, в процессе мейоза. У животных клетки, которые в конечном итоге будут дифференцироваться в яйцеклетки и сперматозоиды, возникают из первичных зародышевых клеток, отделенных от потенциальных соматических клеток на очень раннем этапе формирования эмбриона.

Конечными продуктами гаметогенеза являются крупные сидячие яйцеклетки и более мелкие подвижные сперматозоиды. Каждый тип гамет гаплоидный; то есть он содержит половину хромосомного набора и, следовательно, вдвое меньше дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), чем соматические клетки, которые являются диплоидными. Редукция содержания ДНК осуществляется путем мейоза, который характеризуется одним циклом репликации ДНК, за которым следуют два цикла клеточного деления. См. Хромосома, мейоз

Производство сперматозоидов отличается от производства ооцитов тем, что каждый первичный сперматоцит делится дважды, образуя четыре эквивалентных сперматозоида, которые отличаются только содержанием половых хромосом (при определении пола XY, характерном для млекопитающих, два из сперматозоиды содержат Х-хромосому и два содержат Y). Морфология сперматозоидов высокоспециализирована, с характерными органеллами, формирующими как задний подвижный аппарат, так и переднюю акросому, которая способствует проникновению ооцита при оплодотворении. См. Сперматогенез

Цитоплазма первичного ооцита сильно увеличивается во время профазы мейоза и часто содержит большое количество желтка, накопленного из крови. Мейотические деления в ооците часто запускаются проникновением спермы и приводят к образованию одной большой яйцеклетки и трех полярных тел. Полярные тельца не играют никакой роли или играют очень второстепенную роль в формировании зародыша. См. Оогенез

После оплодотворения и образования полярных телец гаплоидные ядра спермия и яйцеклетки (пронуклеусы) сливаются, восстанавливая нормальный диплоидный набор хромосом. См. Размножение (животное)

Мейоз у цветковых растений, или покрытосеменных растений, по существу аналогичен таковому у животных. Однако клетки, образующиеся после мейоза, представляют собой споры, и они не развиваются непосредственно в гаметы. Женские споры (мегаспоры) и мужские споры (микроспоры) развиваются в гаметофиты, то есть женские и мужские гаплоидные растения, несущие в себе яйцеклетку и сперматозоид соответственно. Детали развития и строения гамет у разных групп растений, кроме покрытосеменных, сильно различаются. См. Репродукция (растение)

Следующая статья взята из Большой советской энциклопедии (1979). Он может быть устаревшим или идеологически предвзятым.

Гаметогенез

процесс развития и образования половых клеток, или гамет. Гаметогенез мужских гамет (сперматозоидов, сперматозоидов) называется сперматогенезом; и оогенез женских гамет (яйцеклеток). Гаметогенез протекает по-разному у животных и растений в зависимости от места мейоза в жизненном цикле этих организмов.

У многоклеточных животных гаметогенез протекает в особых органах — половых железах, или гонадах (яичниках, семенниках, гермафродитных половых железах), и протекает в три основных этапа. Первый этап — размножение первичных половых клеток — гаметогоний (сперматогоний и оогоний) посредством серии последовательных митозов. Второй этап — рост и созревание этих клеток, называемых теперь гаметоцитами (сперматоцитами и ооцитами), которые, как и гаметогонии, обладают полным (обычно диплоидным) набором хромосом. В этот момент происходит ответственное событие гаметогенеза у животных: деление гаметоцитов путем мейоза, приводящее к редукции (уполовиниванию) числа хромосом в этих клетках и превращению их в гаплоидные клетки — сперматиды и оотиды. Третий этап — образование сперматозоидов (или сперматозоидов) и яйцеклеток; на этой стадии яйцеклетки приобретают ряд эмбриональных оболочек, а сперматозоиды приобретают жгутики, которые позволяют им двигаться. У многих видов животных мейоз и образование яйцеклетки завершаются у самки после проникновения сперматозоида в цитоплазму ооцита, но до слияния ядер сперматозоида и яйцеклетки.

У растений гаметогенез отделен от мейоза и начинается в гаплоидных клетках, в спорах (у высших растений — в микроспорах и мегаспорах). Половое поколение растения — гаплоидный гаметофит — развивается из спор, и именно в половых органах гаметофита — гаметангиях (мужской — пыльник; женский — архегоний) происходит гаметогенез посредством митозов. Исключение составляют голосеменные и покрытосеменные растения, у которых гаметогенез происходит непосредственно в прорастающей микроспоре, в пыльцевой клетке. У всех низших и высших спороносных растений гаметогенез в пыльниках представляет собой многократное деление клеток, в результате которого образуется большое количество мелких подвижных сперматозоидов. Гаметогенез у архегоний представляет собой образование одной, двух или нескольких яйцеклеток. У голосеменных и покрытосеменных растений мужской гаметогенез состоит из деления (путем митоза) ядра пыльцевой клетки на генеративное ядро и вегетативное ядро и дальнейшего деления генеративного ядра (также путем митоза) на два спермия. . Это деление происходит в прорастающей пыльцевой трубке. Женский гаметогенез у покрытосеменных растений представляет собой выделение путем митоза одной яйцеклетки внутри восьмиядерного зародышевого мешка.