Материал: ОВО – И СПЕРМАТОГЕНЕЗ, МЕЙОЗ

Методические указания для студентов

К практическому занятию по теме:

«ОВО – И СПЕРМАТОГЕНЕЗ, МЕЙОЗ».

Цель занятия: изучить особенности ово – и сперматогенеза, особенности мейоза. Частные задачи занятия: понять, как влияют нарушения на различных стадиях гаметогенеза на хромосомный аппарат половых клеток, установить генетические причины фенотипического разнообразия родных братьев и сестёр.

Перечень практических навыков: изучение микрофотографий гистологических препаратов яичников и семенников и их зарисовка в учебном альбоме. Изучение схем сперматогенеза и овогенеза и их зарисовка.

Вопросы для подготовки:

1.Что такое гаметогенез?

2.Периоды сперматогенеза?

3.Периоды овогенеза?

4.Отличия сперматогенеза и овогенеза?

5.Мейоз, особенности редукционного и эквационного деления?

6.Особенности мейоза в овогенезе?

7.Биологическое значение мейоза?

8.Отличие митоза и мейоза?

Практическая работа: РАБОТА 1.

Рассмотреть микрофотографию гистологического препарата, сделанного при большом увеличении, семенника кошки. Препарат окрашен гематоксилин-эозином. Найти на препарате поперечный срез извитого семенного канальца. Обратить внимание на особенности строения стенок извитых семенных канальцев. Найти на препарате сперматогонии, сперматоциты и сперматиды. Зарисовать срез семенника в альбом.

Сперматогенез

Рис.1 Поперечный срез извитого семенного канальца семенника.

Сперматогенез (sperma – семя, genesis – созревание)

Протекает в парных половых железах – семенниках (яичках – testis) (рис. 1)

Семенник представляет собой систему извитых и прямых канальцев. Прямые канальцы – это проводящие пути. Образование сперматозоидов идет в извитых канальцах семенника.

Эпителий извитых канальцев имеет приблизительно 6 слоев клеток. Каждый слой соответствует последовательным стадиям развития сперматозоидов.

Клетки, образующие наружный слой извитого канальца и расположенные в несколько рядов, представляют собой гоноциты (гонобласты). Их обычно называют клетками сперматогенного эпителия. Из них идет развитие мужских гамет.

Сперматогенез делится на 4 периода:

1)размножения;

2)роста;

3)созревания;

4)формирования.

Каждому периоду соответствует определенная зона сперматогенного эпителия.

1.Период размножения: клетки сперматогенного эпителия начинают делиться митозом, т.е. вступают в обычный клеточный цикл. Результатом деления является образование сперматогониев, расположенных на периферии извитого канальца под базальной мембраной. Размножение сперматогониев в яичках продолжается в течение всей жизни. Затухает процесс в старости, причем сроки затухания индивидуальны. С

наступлением полового созревания часть сперматогониев прекращает делиться митозом и вступает во второй период – роста.

2.Период роста: сперматогонии растут, увеличиваются в размере примерно в 4 раза.

Вих цитоплазме возрастает количество РНК и гликогена. Сперматогонии превращаются в сперматоциты первого порядка – клетки с набором 2n хромосом и 4С ДНК. Сперматоциты первого порядка вступают в период созревания.

3.Период созревания – вступление сперматоцитов в два быстро наступающих друг за другом деления мейоза.

Первое мейотическое деление – процесс относительно длительный, особенно профаза I: она продолжается около 24 дней (лептотена и зиготена – 6–7 суток, пахитена –

15 суток, диплотена и диакинез – около суток). Далее последовательно идут метафаза I,

анафаза I и телофаза I. Следует отметить, что при цитокинезе, завершающем редукционное деление, происходит равномерное распределение цитоплазмы между обосабливающимися клетками, т.е. из одного сперматоцита I (2n, 4С) образуется 2

равноценных сперматоцита второго порядка, имеющих гаплоидный набор хромосом и вдвое уменьшенное количество ДНК (n, 2С).

Сперматоциты второго порядка почти сразу (отсутствует интерфаза) вступают во второе мейотическое деление – эквационное: проходят профазу II, метафазу II, анафазу II,

телофазу II. При этом каждый из сперматоцитов II делится на две равноценные клетки – сперматиды (n, С). Таким образом, в результате процесса созревания из одного сперматоцита первого порядка образуется 4 сперматиды. Сперматиды оказываются в зоне формирования.

4.Период формирования. Сперматиды превращаются в сперматозоиды:

формируется головка, шейка, жгутик. Сперматозоиды сначала поступают в просвет извитых, а затем – в просвет прямых канальцев. На каждый 1 грамм веса яичка в сутки образуется 107 сперматозоидов.

Рис.2. Схема сперматогенеза и овогенеза

РАБОТА 2.

Рассмотреть, сделанный на малом увеличении микроскопа, и зарисовать срез яичника кошки. На фото найти последовательные стадии созревания фолликулов: первичный фолликул, вторичный фолликул, граафов пузырёк, жёлтое тело, белое тело.

Рис. 3 Яичник.

Овогенез (оvо – яйцо)

Процесс образования женских половых клеток. Овогенез протекает в корковом

веществе яичника и завершается на маточных трубах, включает 3 фазы (рис. 4):

1)размножения;

2)роста (фаза состоит из двух стадий: стадия малого роста и стадия большого

роста);

3)созревания.

1.Фаза размножения протекает в эмбриональном периоде развития девочки. На пятой неделе после оплодотворения первичные половые клетки из желточного мешка вселяются в зачаток яичника и превращаются в овогонии. Овогонии делятся митозом и их количество резко увеличивается, особенно на 12–16-й неделе эмбриогенеза. Фаза размножения завершается до рождения девочки. Большая часть образовавшихся внутриутробно половых клеток гибнет, часть вступает в фазу роста.

2.Фаза роста складывается из двух периодов: малого и большого роста. Период малого роста отмечается до полового созревания в отсутствии гормональной стимуляции;

период большого роста происходит только после него под действием ФСГ и характеризуется периодическим вовлечением фолликулов в циклическое развитие,

которое завершается их созреванием.

На стадии малого роста из овогоний образуются первичные овоциты, развитие которых блокируется на стадии профазы первого деления (редукционного) мейоза. К

моменту рождения девочки количество овоцитов на стационарной стадии достигает,

примерно, двух миллионов. Большая часть овоцитов дегенерирует, и к моменту полового созревания их остается около 400 000, а к 40 годам – около 8 000. Первичные овоциты,

окруженные слоем фолликулярных клеток, образуют фолликулы. В зависимости от размеров, строения и стадии развития различают премордиальные, первичные, вторичные

итретичные фолликулы.

Снаступлением полового созревания, под влиянием гонадотропного гормона гипофиза, один раз в 28 дней несколько первичных овоцитов вступают в стадию большого роста.

В фазе роста первичные овоциты увеличиваются в размерах за счет накопления желтка в цитоплазме. Постепенно из премордиальных фолликулов формируются первичные и вторичные фолликулы.

3.Фаза созревания начинается с возобновления мейоза. Первичный овоцит перед овуляцией быстро проходит редукционное деление и образуется вторичный овоцит (с

диплоидным содержанием ДНК) и мелкая, почти лишенная цитоплазмы клетка – первое полярное тельце. Вторичный овоцит сразу же вступает во второе деление мейоза, которое останавливается в метафазе. Вторичный овоцит находится в третичном фолликуле

(граафовом пузырьке). В течение жизни женщины этой стадии достигают 400–500

фолликулов. Большую часть фолликула занимает полость, содержащая жидкость, с

высокой концентрацией гормона эстрадиола. Третичный фолликул сдвигается под оболочку яичника и возвышается над его поверхностью. При повышении уровня ЛГ