Половая система. Оплодотворение и развитие зародыша - Учебное пособие по биологии для учеников 8 класса

Половая система. Оплодотворение и развитие зародыша

ПОЛОВАЯ СИСТЕМА ЧЕЛОВЕКА.  В половом размножении принимают участие два организма – мужской и женский. Помимо внешних признаков, отличающих их друг от друга, они различаются также строением половых органов, в которых вырабатываются разные половые клетки: женские – яйцеклетки и мужские – сперматозоиды. Во всех соматических клетках человеческого организма (в клетках тела) содержится по 46 хромосом. Участки хромосом – гены управляют деятельностью и каждой отдельной клетки, и всего организма.

Мужская половая система

Определение пола

Женская половая система

При оплодотворении половина хромосом приходит от материнского организма (в яйцеклетке) и половина от отцовского (в сперматозоиде), т. е. в ядре соматической клетки все хромосомы парные. Причём хромосомы каждой пары отличаются от других хромосом. Такие парные, одинаковые по форме и размеру хромосомы, несущие одинаковые гены, называют гомологичными.  Одна из гомологичных хромосом является копией материнской хромосомы, а другая – копией отцовской. Хромосомный набор, представленный парными хромосомами, называют двойным  или диплоидным  и обозначают 2n .

При образовании половых клеток от каждой пары гомологичных хромосом в яйцеклетку или сперматозоид попадает только одна хромосома, поэтому половые клетки содержат одинарный,  или гаплоидный,  набор хромосом (1n ).

22 пары хромосом одинаковы у мужчин и у женщин, это аутосомы, 23‑я пара – это половые хромосомы.

Половые хромосомы у женщины одинаковы, их называют Х‑хромосомами, у мужчин имеются одна Х‑хромосома и одна Y‑хромосома.

В яйцеклетке всегда содержится половая Х‑хромосома, а в сперматозоиде с равной вероятностью может быть или Х‑хромосома, или Y‑хромосома. Если при слиянии половых клеток в зиготе соединяются две Х‑хромосомы, рождается девочка, если X и Y– мальчик.

Образование и движение оплодотворённой яйцеклетки

Плацента

Мужская половая система  включает в себя яички  (семенники ) с придатками, семявыносящие протоки, половой член  (пенис ) и ряд других желёз. Самая крупная из них – предстательная железа,  или простата.  Железы принимают участие в образовании семенной жидкости.

Мужские половые клетки – сперматозоиды  образуются в яичках. Эти клетки имеют головку с крупным ядром, шейку и длинный хвостик. Хвостик обеспечивает подвижность сперматозоида. Накапливаются сперматозоиды в придатках яичек. Отсюда они выводятся во время половых контактов или поллюции (непроизвольного семяизвержения).

Женская половая система  состоит из наружных и внутренних половых органов. Внутренние органы расположены в полости малого таза. К внутренним половым органам относятся яичники, маточные трубы  и матка.

Женские половые клетки (яйцеклетки ) образуются в яичниках. Это довольно крупная (до 150 мкм) клетка округлой формы. Её цитоплазма содержит большое количество питательных веществ. Развитие яйцеклеток длится примерно 28 суток. Этот процесс происходит в особом пузырьке – фолликуле.  На определённой стадии созревания яйцеклетки пузырёк лопается, и яйцеклетка попадает в брюшную полость, а из неё – в маточную трубу. Созревающая яйцеклетка не способна самостоятельно двигаться по маточным трубам. Её проталкивают по направлению к матке ворсинки ресничного эпителия, выстилающего маточные трубы изнутри.

ОПЛОДОТВОРЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЗАРОДЫША.  Вы уже знаете, что слияние яйцеклетки и сперматозоида называют оплодотворением.  Обычно оно происходит в маточной трубе. В результате оплодотворения образуется зародышевая клетка – зигота.  В ней восстанавливается двойной набор хромосом, она несёт половину хромосом отцовского и половину хромосом материнского организма.

Зародышевая клетка многократно делится – образуется зародыш. Он имеет вид полого многоклеточного шарика, который перемещается в матку и внедряется в её слизистую оболочку.

Со временем, по мере роста зародыша, из окружающих его оболочек и сосудов слизистой оболочки матки образуется плацента  (детское место), через которую осуществляется питание зародыша. Плацента имеет форму диска диаметром около 20 см и толщиной около 5 см. В ней соприкасаются, не сливаясь друг с другом, кровеносные сосуды матери и зародыша. Через плаценту происходит снабжение зародыша питательными веществами, кислородом. Она также защищает зародыш от чужеродных веществ. А вот алкоголь, никотин, наркотики, некоторые лекарственные препараты могут проникать через плаценту и оказывать вредное и даже губительное воздействие на зародыш. Поэтому беременной женщине абсолютно противопоказаны курение и приём алкоголя, а назначение и приём лекарств должны проводиться под контролем врача.

Сперматозоиды на поверхности яйцеклетки

Зародыш через 48 часов после оплодотворения

Эмбрион в возрасте 5 недель

Плод (в матке)

Связь плаценты с организмом зародыша происходит через пупочный канатик.

Зародыш не сразу становится похожим на человека. В процессе развития у него появляются многие признаки, характерные для наших очень дальних предков, например жаберные дуги и щели, типичные для рыб, хвост, напоминающий хвост рептилий. К моменту рождения эти органы исчезают, рассасываются.

Развитие зародыша (плода) продолжается 40 недель и происходит в теле матери. Это состояние женщины, от момента оплодотворения яйцеклетки до рождения ребёнка, называется беременностью.  Это очень ответственный период, когда происходит перестройка жизнедеятельности всего организма будущей матери.

Будущая мать должна следить за состоянием своего здоровья, неукоснительно соблюдать правила личной гигиены и режим питания, находиться под тщательным медицинским наблюдением.

Яйцеклетки и сперматозоиды

Сперматозоиды были открыты в 1677 г. учеником изобретателя первого микроскопа Антони ван Левенгука Людвигом ван Хаммом. Именно он принёс учителю ёмкость со спермой, утверждая, что увидел в сперме под микроскопом маленькие движущиеся существа. Исследовав сперму, Левенгук послал в Королевское научное общество сообщение об открытии сперматозоидов. Однако для чего они нужны, узнали лишь через много лет. Строение сперматозоида и яйцеклетки изучали достаточно долго и не сразу поняли, как они устроены. Первые учёные‑микроскописты даже разделились на два лагеря: одни считали, что в яйцеклетке спрятан мельчайший человечек, который может начать развиваться только после того, как яйцеклетка будет простимулирована сперматозоидом. Другие уверяли, что яйцеклетка – это что‑то вроде инкубатора, а маленький человечек находится в сперматозоиде, который и приносит его в яйцеклетку для роста и развития. Тот факт, что сперматозоиды нужны для оплодотворения яйцеклетки, был окончательно установлен только в XIX в. В среднем в секунду вырабатывается 1500 сперматозоидов; общее число образующихся в течение жизни мужских половых клеток составляет примерно 8×1011. Готовые к оплодотворению сперматозоиды собираются в семенниках и могут около месяца дожидаться своего часа. Зрелые сперматозоиды выталкиваются сокращением гладких мышц из семенника в семявыносящий проток, а затем смешиваются с секретами простаты и семенных пузырьков, образуя сперму, или семенную жидкость. Наружу сперма поступает по мочеиспускательному каналу, проходящему внутри полового члена. А вот в организме женщины за тот период, когда она способна выносить ребёнка, созревает всего 250–300 яйцеклеток. Созревающая яйцеклетка не способна самостоятельно двигаться по маточным трубам яйцевода, её проталкивают по направлению к матке ворсинки ресничного эпителия, выстилающего маточные трубы изнутри. Иногда на ранних стадиях развития зародыш разделяется на две половинки, состоящие всего из нескольких клеток. В этом случае из каждой половинки разовьётся полноценный зародыш. Затем родятся два однояйцовых близнеца одного пола и очень похожие внешне и внутренне.

Семенные канальцы

Сперматозоиды

Фолликул и яйцеклетка

Проверьте свои знания

1. В чём биологический смысл полового размножения?

2. Как устроена мужская половая система? Где происходит образование сперматозоидов, а где – их накопление?

3. Как устроена женская половая система? Где происходит образование яйцеклеток; оплодотворение; развитие плода?

4. Опишите строение сперматозоида; яйцеклетки. Объясните биологический смысл имеющихся между ними различий.

5. Укажите разницу в условиях, необходимых для нормального созревания яйцеклеток и сперматозоидов. Почему семенники располагаются вне тела в мошонке? Кому – мужчинам или женщинам – особенно вредно сидеть на камне, холодной земле и др.?

6. Как вы считаете, почему сперматозоидов вырабатывается больше, чем яйцеклеток?

7. Что называют оплодотворением?

8. Что происходит с оплодотворённой яйцеклеткой до попадания в матку?

9. Какую функцию выполняет плацента? Когда и где она формируется?

10. Сколько недель продолжается развитие плода?

11. Какое состояние женщины называют беременностью? Какие ограничения оно накладывает на образ жизни женщины?

12. О чём свидетельствует наличие у зародыша человека признаков, характерных для рыб, земноводных, рептилий?

Органы размножения мужчины – яички с придатками, семявыносящие протоки, железы. К внутренним половым органам женщины относятся: яичники, маточные трубы и матка. Развитие зародыша начинается с оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом. Зародыш развивается в матке. Контакт матери и плода осуществляется через плаценту.