Какие изменения происходят с половыми клетками при их развитии в фазе размножения, роста, созревания?

В развитии половых клеток выделяют несколько стадий: деление первичных половых клеток с диплоидным набором хромосом путем митоза, увеличение числа клеток, дальнейший их рост и созревание.

Первую стадию развития половых клеток называют размножением (митоз). Для этой стадии характерно деление диплоидных клеток путем митоза, при этом из каждой материнской клетки образуются две дочерние диплоидные клетки. За счет митозов увеличивается число клеток. В этот период обеспечивается передача генов от материнской клетки к дочерним.

Затем наступает стадия роста. В период роста деление клеток прекращается и они начинают усиленно расти, число клеток увеличиваются. Клетки находятся в состоянии интерфазы. При этом будущие яйцеклетки (ооциты) увеличиваются в размерах иногда в сотни и даже тысячи раз за счет накопления в их цитоплазме запасных питательных веществ в виде желтка. Размеры незрелых мужских гамет (сперматоцитов) увеличиваются незначительно. В них синтезируются белки, углеводы, липиды, АТФ, удваиваются хромосомы.

На стадии созревания клетки делятся путем мейоза. Число хромосом уменьшается вдвое, и из каждой диплоидной клетки образуются четыре гаплоидные дочерние клетки.

Мейоз - - созревание половых клеток, особый вид деления, обеспечивающий формирование гамет с уменьшенным вдвое числом хромосом. Мейоз - - два деления первичных половых клеток, следующих одно за другим с одной интерфазой, одним удвоением молекул ДНК, с образованием двух хроматид из каждой хромосомы.

Фаза мейоза: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Особенности первого деления мейоза: конъюгация гомологичных хромосом, возможность обмена генами, расхождение гомологичных хромосом из двух хроматид и образование двух клеток с гаплоидным числом хромосом.

Второе деление мейоза: расхождение хроматид к полюсам клетки, образование из каждой клетки двух с гаплоидным числом хромосом (при отделении хроматид друг от друга они становятся хромосомами). Сходство второго деления мейоза с митозом.

У особей мужского пола все образовавшиеся в результате мейоза клетки одинаковые, полноценные. У особей женского пола только в одной клетке - яйцеклетке - накапливается большой запас питательных веществ, необходимых для развития будущего зародыша, остальные три маленькие клетки в дальнейшем погибают.

Сущность мейоза состоит в том, что:

1) образуются хромосомы обновленного генетического состава благодаря кроссинговеру между гомологичными хромосомами;

2) достигается наследственная разнородность гамет, так как во время первого мейотического деления из дары гомологичных хромосом в одну из двух гамет отходит материнская хромосома, в другую - - отцовская;

3) после оплодотворения гаплоидные гаметы от отца и матери создают диплоидное ядро зиготы с числом хромосом, присущим данному виду.

Развитие половых клеток завершается периодом формирования, во время которого образуются гаметы - сперматозоиды и яйцеклетка.

Процессы сперматогенеза и овогенеза в принципе сходны, но между ними имеются и различия. В результате сперматогенеза образуется четыре сперматозоида, а овогенез завершается образованием одной яйцеклетки. Это обусловлено тем, что при первом и втором делениях созревания яйцеклетки не делятся пополам, а отделяют маленькие направительные, или редукционные, тельца. Направительные тельца несут полноценные хромосомные наборы, но практически лишены цитоплазмы и вскоре погибают. Биологический смысл образования этих телец заключается в необходимости сохранения в цитоплазме яйцеклетки максимального количества желтка, потребного для развития будущего зародыша.