В процессе оплодотворения участвуют половые клетки отцовского и материнского организма. Так же, как отличается физиология мужчины и женщины в целом, неодинаково строение мужских половых клеток и женских гамет. Название мужских половых клеток – сперматозоиды – соединяет в себе два греческих корня, означающих «семя» и «жизнь» и поясняет их функцию: без их участия невозможно продолжение рода. Особенности строения мужских половых клеток объясняются их ролью в процессе оплодотворения.
Цель каждого сперматозоида – первым достичь яйцеклетки (женской половой клетки) и пробиться сквозь ее оболочку внутрь. Поэтому каждый сперматозоид снабжен средством для быстрого передвижения – хвостиком, благодаря вибрирующим движениям которого мужские половые клетки очень шустро перемещаются. в этом полностью противоположно — они не обладают способностью к передвижению и преодолевают лишь 10 см пути по яйцеводу к месту встречи со сперматозоидом.
Строение мужской половой клетки — сперматозоида
Мужская половая клетка по виду напоминает головастика: каждый сперматозоид состоит из головки, хвостика и шейки. Функция хвостика понятна – он обеспечивает возможность двигаться. Головка же является своеобразным контейнером, в котором каждый сперматозоид несет ценнейший груз – генетическую информацию, упакованную в хромосомы.
Обычные клетки человеческого организма обладают 46 парами хромосом, а половые клетки (и мужские, и женские) несут только половину набора хромосом. Из 23 пар хромосом сперматозоида есть одна пара особых половых хромосом, которая, в конечном счете, определит, какого пола ребенок родится. Половые хромосомы могут быть Х или Y вида, если в процессе оплодотворения участвовал сперматозоид, несущий Х хромосому, то в итоге родится девочка, Y хромосому – мальчик. Сперматозоид и яйцеклетка, соединяясь, образуют полный набор хромосом, при этом Y хромосому может содержать только сперматозоид.
Строение мужских половых клеток таково, что в головке сперматозоида, в её передней части находится акросома, обеспечивающая ее «пробивную способность». Ферменты, которые выделяет эта органелла клетки, позволяют сперматозоиду проникнуть сквозь плотную мембрану яйцеклетки.
Шейка мужской половой клетки имеет сложную «начинку». В ней находятся органеллы (структурные элементы) клетки, которые отвечают за ее жизнеспособность и активность. Здесь же находится протоплазма – именно она обеспечит возможность деления клетки, образующейся в процессе оплодотворения.
Когда происходит оплодотворение, соединяются ядра половых клеток и образуется зигота, дающая начало новой человеческой жизни. , которое приводит к невозможности оплодотворения естественным способом, требует специализированного лечения. В случае, если результат остается отрицательным, будущие родители обращаются к .
Медицина богата самыми разнообразными терминами. Одни из них просты и понятны обычным людям. Другие же требуют некоторых объяснений. Данная статья расскажет вам о том, что такое сперматозоид. Вы узнаете об особенностях строения этой клетки. Также сможете выяснить, вне тела мужчины. Стоит пояснить и об основных функциях гаметы.
Что такое сперматозоид?
Эта клетка присутствует в организме самцов разных видов. Однако наиболее часто гамета исследуется у человека. Если у вас возник вопрос, что же такое сперматозоид, то данная статья расскажет вам об этом.
Сперматозоид - это репродуктивная клетка, без которой невозможно продолжение рода. Образуется она в яичках мужчины и выделяется во время эякуляции. На производство сперматозоидов оказывают влияние многие факторы. Это работа гормональной системы мужчины, его образ жизни, эмоциональное и физическое состояние. Строение гаметы очень интересно. Что такое сперматозоид? Это клетка, которая имеет головку, основное тело и хвостик. Гаметы обладают довольно высокой скоростью. Именно это позволяет произвести оплодотворение. Те клетки, которые не имеют одной из частей или двигаются неправильно, называются чаще спермиями. Стоит сказать, что именно сперматозоид определяет половую принадлежность будущего ребенка. Данный факт зависит от содержания определенных хромосом в гамете. Набор может содержать икс или игрек хромосому. Соответственно, при зачатии формируется женский или мужской плод.
Строение клетки
Как вы уже знаете, сперматозоид состоит из головки, тела и хвостика. Эти части, в свою очередь, обладают своими особенностями. Рассмотрим их.
- Головка. В этой части содержится ядро, имеющее определенный набор хромосом. Оно очень важно для оплодотворения. Помимо этого, здесь есть акросома. Это вещество не участвует в процессе формирования зиготы. Однако оно позволяет растворить оболочку яйцеклетки и проникнуть внутрь. Центросома - это важная деталь, позволяющая организовать правильное движение хвостика.
- Тело. Тут нет важных для оплодотворения частей. Однако в теле сперматозоида находится цитоскелет. Именно эта часть помогает клетке продвигаться и достигнуть своей цели.
- Хвостик. Эта часть не несет в себе хромосом. Но стоит сказать, что без нее мужская гамета попросту не сможет продвигаться. Работа хвостика регулируется центросомой, которая располагается в головке клетки. Есть одна особенность. Если мужские клетки не имеют хвостиков, то оплодотворение может произойти посредством пробирки.
Правильное строение сперматозоида очень важно для оплодотворения. Именно поэтому врачи обращают особое внимание на этот пункт.
Основные задачи
Вы уже знаете. Для чего же нужна эта маленькая клетка мужского организма? Основной особенностью гаметы является то, что она может существовать вне тела хозяина. При этом в благоприятной среде сперматозоиды живут до десяти суток.
Главной задачей мужской гаметы является оплодотворение. Происходить оно может естественным или искусственным путем. Клетки попадают в тело представительницы слабого пола и преодолевают цервикальный канал. Стоит отметить, что одной клетки при этом будет недостаточно. Несмотря на то что во время зачатия сливаются единственный сперматозоид и яйцеклетка, для движения мужской гаметы необходимо множество подобных клеток.
После преодоления женских половых органов сперматозоид попадает в яйцеклетку. Далее начинается непрерывное деление. Зигота продвигается по фаллопиевым трубам и попадает в матку. Тут уже образовавшаяся субстанция называется плодным яйцом.
Возможные проблемы
Мужской сперматозоид не всегда имеет правильное строение. Нередко представителям сильного пола приходится сталкиваться с проблемами. Выявляются патологии после проведения анализа под названием спермограмма.
Так, некоторые клетки могут иметь неверное строение или нарушенное движение. Иногда встречаются частичные повреждения головки или хвостика спермия. В медицине существуют определенные нормы, которым должны соответствовать мужские гаметы. При нарушениях и патологиях проводятся коррекции. Лечение позволяет восстановить здоровье сперматозоидов и наладить репродуктивную функцию мужчины.
Подведение итогов
Теперь вам стало известно, что такое сперматозоид. Данная клетка является самой маленькой в организме мужчины, однако она выполняет очень важные функции. Также гамета имеет свои индивидуальные особенности. Именно сперматозоид позволяет мужчине продолжить свой род и воспроизвести потомство. Стоит отметить, что строение и функции этой клетки изучаются еще в школьной программе. Каждый человек, в особенности мужчина, должен знать о том, что такое сперматозоид. Проверьте качество своих репродуктивных клеток. Успехов!
Гамета - это в биологии половая клетка организма, несущая одинарный набор хромосом. Гаметы играют ключевую роль в оплодотворении и внутриутробном развитии. Рассмотрим человеческий организм, в каждой соматической (не половой) клетке которого находится 46 хромосом, то есть диплоидный набор. Только в гаметах, количество хромосом составляет 23. Когда эти клетки сливаются, образуется зигота с полным набором хромосом.
Этот процесс будет более детально рассмотрен далее. Вначале разберем подробно, что же такое гамета в биологии. Это половая клетка, необходимая для репродукции. Но какова ее структура и анатомия? Изучим этот вопрос подробнее.
Гаметогенез
Гаметогенез - процесс созревания гамет в организме. Под ним подразумевают сперматогенез (у особей мужского пола), и оогенез (у особей женского пола). Гаметогенез присутствует в жизненном цикле многоклеточных животных и растений: водорослей, грибов, членистоногих, птиц, амфибий, моллюсков, млекопитающих.
Анатомия гамет
Женская гамета в биологии - это яйцеклетка. Она образуется в результате оогенеза. Яйцеклетки содержат запас питательных веществ, необходимых для развития зиготы после оплодотворения. Они неподвижны и заметно (примерно в 100000 раз) превосходят в размерах мужские половые клетки.
Мужская гамета в биологии - это сперматозоид. Эти клетки гораздо меньше женских гамет. У них есть жгутики, которые и делают сперматозоиды подвижными и способствуют продвижению к женским половым клеткам. У членистоногих сперматозоиды не имеют жгутиков, но это, скорее, исключение из правил.
На картинке ниже представлены изображения мужской и женской половых гамет - яйцеклетки и сперматозоида.
Биологическая роль
Что такое гамета в биологии? Определение и функции уже описаны, разберемся с их биологической ролью. Гаметы играют ключевую роль в размножении. Сливаясь, мужская и женская гамета образуют зиготу - клетку с полным диплоидным набором хромосом. В человеческой яйцеклетке есть только одна разновидность хромосом - Х. Поскольку у мужчин есть и Х- и У-хромосомы, то часть сперматозоидов несут Х, а часть - У-хромосомы. В зависимости от того, какая разновидность сперматозоида оплодотворит яйцеклетку, зависит пол будущего ребенка. Хромосомы ХХ кодируют женский пол, ХУ - мужской.
Сразу после оплодотворения зигота начинает развиваться и делиться. яйцеклетки находится запас питательных веществ в виде желтка. Зигота может какое-то время пребывать в неактивном состоянии, не делиться и не развиваться до наступления благоприятных условий. Этот тип развития характерен для некоторых растений.
По количеству питательных веществ яйцеклетки делятся на алецитальные (без желтка), олиголецитальные (с небольшим количеством питательных веществ), мезолецитальные (со средним количеством питательных веществ), полилецитальные (с большим количеством желтка). Можно сделать вывод, что гамета в биологии - это половая клетка, без которой невозможно размножение среди особей данного вида.
Гаметы - половые, или репродуктивные, клетки животных и растений, обеспечивающие при слиянии развитие новой особи и передачу наследственных признаков от родителей потомкам. Гаметы гаплоидны, т. е. содержат одинарный набор хромосом. При их слиянии, т. е. при оплодотворении, или половом процессе, возникает зигота с двойным (диплоидным) набором хромосом. Так происходит объединение генетического материала родительских особей и восстанавливается полный набор хромосом.
Животные, размножающиеся половым путем, производят мужские гаметы - сперматозоиды и женские - яйцеклетки, или яйца.
У многих простейших мужские и женские гаметы одинаковых размеров и формы и обе подвижны (изогамия).
Чтобы произошло оплодотворение, гаметам необходимо найти друг друга. Необходимо также обеспечить зиготу достаточным запасом питательных веществ и защитными оболочками. Эти функции в процессе эволюции разделились между мужскими и женскими гаметами. Поэтому у большинства животных мужские гаметы маленькие и подвижные, а женские более крупные, содержат много питательных веществ и не способны двигаться (анизогамия, или оогамия). Наиболее крупные яйцеклетки у животных, эмбриональное развитие которых происходит в наружной среде, а не в материнском организме и продолжается длительное время - дни, недели (птицы, земноводные, рыбы, головоногие моллюски).
Изогамия, гетерогамия и оогамия
Тюлень Уэдделла (Leptonychotes weddelli)
Сперматозоиды состоят из головки, шейки и хвоста, который обеспечивает им подвижность. В головке находится ядро с плотно упакованными хромосомами, в шейке - митохондрии, доставляющие энергию для обмена веществ и движения хвоста. Мужские гаметы водных организмов иногда имеют жгутики, обеспечивающие их подвижность. У некоторых организмов (круглые черви, многие членистоногие) мужские гаметы движутся амебообразно, с помощью псевдоподий.
У большинства животных, кроме высших млекопитающих, цитоплазма яйцеклеток содержит большое количество желтка.
Процесс образования гамет называется гаметогенезом, спермиев - сперматогенезом, а яйцеклеток - оогенезом. У многоклеточных животных гаметы развиваются в половых железах - гонадах (у самцов - семенники, у самок - яичники). Образование гамет у низших животных происходит путем митоза, а у большинства животных - путем мейоза. Гаметы образуются в избыточных количествах, поскольку не все сперматозоиды достигают яйцеклетки и не все оплодотворенные яйцеклетки (зиготы) могут развиваться до взрослого организма.
У растений в зависимости от строения гамет различают разные типы полового процесса. У гетеро- и особенно у оогамных растений мужских гамет образуется значительно больше, чем женских, что повышает вероятность оплодотворения.
Гаметы (греч. Gamete - женщина, gametes - человек) - половые клетки: яйцеклетки (женские гаметы) и сперматозоиды (мужские гаметы), которые путем смывов при половом размножении и начала развития новой особи обеспечивают передачу наследственной информации от родителей к потомкам.
Гаметы - высокодифференцированные клетки, которые в процессе эволюции приобрели свойства выполнения специфических функций.
Ядра как мужских, так и женских гаметах, содержат одинаковое наследственную информацию, необходимую для развития организма. Однако другие функции яйцеклетки и сперматозоида различны, поэтому по строению они очень отличаются.
Женские гаметы - яйцеклетки неподвижны, шаровидные или несколько удлиненной формы. Они содержат все типичные клеточные органеллы, но по строению отличаются от других клеток, поскольку приспособлены для реализации развития целого организма.
Яйцеклетки значительно больше, чем соматические клетки. Внутриклеточная структура цитоплазмы специфическая для каждого вида животных, чем обеспечиваются видовые (а часто и индивидуальные) особенности развития зародыша.
К ним относится питательный материал (желток).
Яйцеклетки покрыты оболочками, которые выполняют защитную функцию, обеспечивают необходимый тип обмена веществ.
Мужские гаметы - сперматозоиды обладают способностью двигаться, в определенной степени обеспечивает возможность встречи гамет. За внешней морфологии и малым количеством цитоплазмы сперматозоиды очень отличатся от других клеток, но все основные органеллы в них имеются. Типичный сперматозоид имеет головку, шейку и хвост. На переднем конце головки расположена акросома, состоящая из видоизмененного комплекса Гольджи. Основную массу головки занимает ядро. В шейке находится центриоли и образованная митохондриями спиральная нить.
У мужских гамет - сперматозоидов малое количество цитоплазмы (поскольку основная функция этих клеток - транспортировка наследственного материала к яйцеклетке), поэтому ядерно-цитоплазматического соотношения высокое. При исследовании сперматозоидов под электронным микроскопом обнаружено, что цитоплазма головки имеет не коллоидное, а жидкокристаллический состояние. Этим достигается устойчивость сперматозоидов к неблагоприятным условиям среды. Например, они меньше повреждаются ионизирующим излучением по сравнению с незрелыми половыми клетками. Длина сперматозоида человека колеблется в пределах 52-70 мкм.
Все сперматозоиды имеют одноименный (отрицательный) заряд, препятствующий их склеиванию. Половые клетки существенно отличаются от соматических клеток:
- в половых клетках гаплоидный набор хромосом, в соматических - диплоидный;
- в половых клетках ядерно-цитоплазматического соотношения разное: в сперматозоидах оно высокое, в яйцеклетке - низкое;
- форма и размеры половых клеток другие, чем соматических;
- для женских гамет - яйцеклетки характерна цитоплазматическая сегрегация (закономерный перераспределение цитоплазмы после оплодотворения).
В медицинской практике как гормональная контрацепция используют комплексные пероральные контрацептивы, в которых физиологически сочетается два главных женских половых гормонов: эстрогена и гестагена.