生殖細胞の発生と構造。 女性と男性の生殖細胞 運動性の生殖細胞が体内で形成されます

有性生殖は、あらゆる種類の動植物の代表者で行われます。 それは特別な生殖細胞、つまり女性 - 卵子と男性 - 精子の形成に関連しています。

性細胞（配偶子）は、単一（一倍体）の染色体によって特徴付けられます（参照）。 さらに、細胞質と核の体積の比率も異なります（体細胞と比較して）。

男性の生殖細胞（精子）の構造

男性の生殖細胞、つまり精子は通常非常に小さく、動きやすいです。 典型的な精子は、頭、首、尾で構成されています。

頭ほぼ全体が細胞質の薄い層で覆われた核で構成されています。 その最前部は尖っており、キャップで覆われています。

首狭くなると、中心小体（細胞中心の不可欠な部分）とミトコンドリアが含まれます。

しっぽ精子は、細胞質の円筒で覆われた最も細い繊維で構成されており、運動の細胞小器官です。

哺乳類と人間の頭、首、尾を含む精子の全長は50〜60μmです。 特徴的なのは、精子が通常大量に形成されることです（哺乳類では、一生の間に数億個の精子が成熟します）。

女性の生殖細胞（卵子）の構造

女性の生殖細胞（卵子）は動かず、原則として精子よりも大きいです。 通常、それらは球形であり、さまざまなシェル構造を持っています。 哺乳類では、卵のサイズは比較的小さく、直径は 100 ～ 200 ミクロンになります。 他の脊椎動物（魚類、両生類、爬虫類、鳥類）は大きな卵を持っています。 彼らは細胞質に大量の栄養素を含んでいます。

たとえば、鳥類では、卵子は通常卵黄と呼ばれる卵の部分です。 鶏の卵の直径は3〜3.5cm、ダチョウなどの大型の鳥では10〜11cmになります。 これらの卵は、複雑な構造のいくつかの膜（タンパク質層、卵殻膜および卵殻膜など）で覆われており、これにより胚の正常な発育が保証されます。

通常、産生される卵子の数は精子の数よりもはるかに少ないです。 たとえば、女性は一生の間に約 400 個の卵子を成熟させます。

植物の雄生殖細胞と雌生殖細胞の構造について説明します。

卵子と精子の発生

生殖細胞の成熟と発達は、 配偶子形成。動物や人間では、生殖腺で発生します。卵子は卵巣で、精子は精巣で発生します。

発達の段階

男性の生殖細胞 (精子形成) と女性の生殖細胞 (卵形成) の発生プロセスには、多くの類似した特徴があります。 卵巣と精巣の両方には 3 つの異なる段階があります。

• 生殖段階。
• 成長段階。
• 生殖細胞の成熟段階。

の上 最初の段階精原細胞と卵原細胞（細胞 - 精子と卵子の前駆体）が増殖し、その数が増加します。

男性では、精原細胞の有糸分裂が思春期に始まり、数十年間続きます。 女性では、卵原細胞の分裂は生涯の胎児期にのみ起こり、出生前に終了します。 動物では、これらの細胞の分裂は生殖のタイミングと期間に依存します。

で 第2段精原細胞と卵原細胞は増殖を停止し、成長してサイズが増大し始め、一次精母細胞と卵母細胞に変わります。 卵母細胞のサイズは特に大幅に増加します。 たとえば、カエル​​では、卵母細胞の長さは卵原体の長さの 2,000 倍です。 これは、胚の発育に必要な栄養素を蓄積するためです。

最も重要な変化は、将来の生殖細胞で起こります。 第三段階成熟。 精子形成と卵形成の間の重要な違いもここに現れます。 このゾーンでは、初代卵母細胞が減数分裂によって 2 回分裂します。 最初の減数分裂中に、大きな二次卵母細胞と小さな細胞である一次ポロサイト (最初の極体、または誘導体) が形成されます。

第 2 減数分裂中に、二次卵母細胞は大きな未熟卵と小さな二次ポロサイト (第 2 極体) に分割されます。 一次ポロサイトはさらに 2 つのポロサイトに分裂することもあります。

したがって、2回の減数分裂の結果、1つの初代卵母細胞は一倍体の染色体セットを持つ4つの細胞、つまり未熟な生殖細胞（成熟卵に変化する）と3つのポロサイト（その後死ぬ）を生成します。

精子形成中、成熟ゾーンの一次精母細胞も減数分裂によって 2 回分裂します。 しかし、この場合、4 つの同一の一倍体精子細胞が出現します。 その後、複雑な変化（形状の変化、尾の発達）を経て、成熟精子に変わります。

受精

受精精子と卵子の核が融合し、二倍体の染色体セットが復元されるプロセスです。 受精した卵は受精卵と呼ばれます。 受精卵の形成は、精子が卵子に侵入した場合にのみ発生します。

このプロセスは生物ごとに異なる方法で実行されます。 哺乳類では、精子が卵子に侵入すると、精子が分泌するさまざまな酵素の助けを借りて卵の殻が溶解します。 多くの昆虫では、卵は緻密な殻を持ち、精子は小さな穴から侵入します。 一部の水生生物では、小さな受容結節が精子との接触点で卵の表面に形成され、その後精子とともに内側に引っ込められます。

通常、ミトコンドリアと中心小体を備えた精子の頭部のみが卵子の細胞質に侵入し、尾部は外側に残ります。 頭の殻が溶け、核が膨らみ始め、卵の核の大きさに達します。 その後、両方の原子核が接近し、最終的には合体します。

時々、複数の精子が同時に卵子に侵入しますが、核と融合するのはそのうちの1つだけです。 接合子では、すべての染色体が対になります。相同染色体の各対において、1 つの染色体は卵子に属し、2 番目の染色体は精子に属します。 この現象は進化にとって非常に重要です。 接合子から発生する生物は幅広い組み合わせの変動性を持っているため、変化する環境条件に適応する機会がより大きくなります。

開花植物の特徴。

有性生殖- 通常、2 つの性細胞の融合から生じる接合子から新しい個体が発生する生殖方法。

性的プロセス。有性生殖は、生殖細胞 (配偶子) が集まり、その後の融合 (受精) が起こる、性的プロセスの存在によって特徴付けられます。 ほとんどの生物の配偶子は、親の染色体が組み換えられて形成されます (減数分裂がどのように起こるかを思い出してください)。 配偶子が融合すると、二倍体の接合子が形成され、そこから、両親からの遺伝子と特性の独自の組み合わせを受け継いだ生物が発生します。 したがって、有性生殖（無性生殖とは対照的に）はさまざまな子孫を生み出します。 これにより、変化する環境条件に適応する生物の能力が向上します。これは、生きた自然の進化において最も重要です。

性的プロセスには、結合と交尾の 2 種類があります。 接合中に、2 つの特殊化されていない細胞の内容が結合します (一部の細胞では、 藻類そして きのこ）または個人間の遺伝物質の交換（一部の場合） 細菌そして 繊毛虫）。さらに、2 番目のケースでは個体数は増加しません。 しかし、遺伝物質の交換と組換えにより、生物の遺伝的多様性は確実に増加します。

交尾（配偶者結婚）は、生殖細胞が融合して接合子を形成することです。 この場合、配偶子の一倍体核は接合子の二倍体核を形成します。

生殖細胞の構造。ほとんどの生物種では、構造と生理学的特性が異なる 2 種類の生殖細胞、つまり男性 (運動性精子または不動性精子) と女性 (卵子) が形成されます。

精子人間や多くの動物は、頭、首、中央部、そして活発な動きに役立つ長い鞭毛（尾）を持っています（図79）。 頭部には一倍体の核と少量の細胞質が含まれています。 頭部の前端には、改変されたゴルジ装置であるacソーマがあります。 先体には、受精中に卵の膜を溶解する酵素が含まれています。 首には中心小体が2つあり、その中央には鞭毛の運動に必要なエネルギーを生み出すミトコンドリアがあります。 尾には、微小管から作られた鞭毛の可動軸フィラメントが含まれています。

精子は凍結すると体外で長期間生き続けることができます。 この特性は農業、特に人工授精を使用して牛を繁殖させる場合に広く使用されています。 エリート動物品種の精子は収集され、液体窒素中で保存され、解凍後、生産性の高い子孫を生み出すために使用されます。

胚珠ほとんどの場合、それらは動かず、球形をしています (図 80)。 卵子には、さまざまな細胞小器官のセットを備えた核と細胞質が含まれており、胚の発育のための栄養素が供給されています。 したがって、卵子は通常、精子や体細胞よりもはるかに大きいです。 たとえば、人間の卵子の直径は200ミクロンに達しますが、精子の長さは約60ミクロンです。 母親の体外で胎児の発育が起こる動物の卵細胞は、非常に大きいサイズです。 鳥、爬虫類、両生類、魚など。はい、 チキン卵母細胞（卵白の殻のない卵）の直径は30 mmを超えるものもあります。 サメ- 50 ～ 70 mm、および ダチョウ- 80mm。

卵は膜で覆われています。 貝殻はその起源に基づいて、一次貝殻、二次貝殻、三次貝殻に分類されます。 卵の一次膜は細胞質から派生したもので、卵黄膜と呼ばれます。 それはすべての動物の卵の特徴です。 二次膜は、卵子に栄養を与える細胞の活動によって形成されます。 それらは、例えば節足動物（キチン質の殻）の特徴です。 三次膜は、生殖管の腺の活動の結果として発生します。 三次のものには、鳥類や爬虫類の卵の殻、殻下膜、卵白膜、および両生類の卵のゼラチン状膜が含まれます。 卵の膜は保護機能を果たし、環境との物質の交換を保証します。

配偶子形成配偶子の形成と発達のプロセスです。 植物、一部の藻類、菌類では、配偶子の形成は特別な器官で起こります。 たとえば、胞子植物では、雌性配偶子はアルケゴニウムで形成され、雄性配偶子はアンテリディアで形成されます。 ほとんどの動物では、配偶子形成は生殖腺で起こります。

自然界には、同じ生物が雄と雌の両方の生殖細胞を形成できる種が数多く存在します。 このような生物は雌雄同体と呼ばれます（ギリシャ神話では、ヘルマフロディトスは両性の生き物であり、神のヘルメスとアフロディーテの子です）。 雌雄同体は無脊椎動物（ 腔腸動物、平らなそして 環形動物、軟体動物）そして植物でも。

哺乳類における生殖細胞の形成。男性の生殖細胞の形成プロセスは精子形成と呼ばれ、女性の生殖細胞の形成プロセスは卵形成と呼ばれます。

精子形成男性の生殖腺、つまり精巣で発生します。 このプロセスは 4 つの期間に分かれています (図 81)。

1 。 で 繁殖期雄性配偶子の二倍体前駆体 — 精原細胞 - 有糸分裂によって繰り返し分裂し、その数が大幅に増加します。 哺乳類の雄（人間を含む）では、このプロセスは思春期に始まり、老年期まで続きます。

2. で 成長期精原細胞の分裂が止まり、成長し始めます（同時に、精原細胞のサイズがわずかに増加します） - 一次精母細胞が形成されます。

3. 熟成期間中一次精母細胞は減数分裂によって分裂します。 最初の減数分裂の後、各一次精母細胞から 2 つの一倍体の二次精母細胞が形成され、その後 2 つ目から 4 つの一倍体精母細胞が形成されます。

4 。 で 形成期精細胞は精子に変化し、細胞の形が変化し、鞭毛や先体などが形成されます。

人間の精子形成の期間は約 75 日です。 精巣（睾丸）では膨大な数の精子が形成され、例えば人間の場合、精液1ml中には最大1億個が含まれています。

卵形成これは女性の生殖腺である卵巣で発生し、出生前から始まります。 卵形成の過程では、3つの期間が区別されます（図81を参照）。

1. で 繁殖期二倍体の卵前駆体 — ゴニアについて - それらは有糸分裂で何度も分裂します。 哺乳類では、このプロセスは胎児期 (出生前) に発生します。 卵巣内の卵原細胞の数は大幅に増加しますが、その後は思春期まで変化しません。

2. 思春期の開始とともに、個々の卵原細胞は定期的に次の状態に入ります。 成長期それは数ヶ月続くこともあります。 この間、周囲の卵胞細胞や血液からの物質の摂取により、その体積は大幅に増加します。 これが一次卵母細胞の形成方法です。

3. 定期的に、一次卵母細胞は減数分裂に入ります。 これ - 成熟期。減数分裂の過程で、さまざまなサイズの娘細胞が形成されます。 最初の減数分裂の後、大きな半数体細胞である二次卵母細胞が形成され、一次極体と呼ばれる小さな細胞が形成されます。 排卵が起こります - 二次卵母細胞が卵巣から​​腹腔内に排出されます。 その後、卵管に入り、そこで第 2 減数分裂を経て、大きな卵と小さな二次極体が形成されます。 原則として、主極体も 2 つに分かれます。 その後、すべての極体は死に、破壊されます。

したがって、減数分裂中に4つの等しい半数体細胞が形成される精子形成とは対照的に、卵形成中には1つの大きな卵子と3つの小さな極体が発生します。 不均等分裂の生物学的意味は、将来の胚に必要な栄養素を最大限に卵内に保存することです。

1. 胞子植物で雌雄の配偶子の形成が起こる器官の名前は何ですか? 動物では？

卵巣、無精子症、胞子嚢、精巣、始原体。

2. 精子と卵子の構造は、これらの細胞が実行する機能とどのように関連していますか?

3. 精子には細胞質や栄養素がほとんど含まれていませんが、移動するには大量のエネルギーが必要です。 このエネルギーはどこから来ると思いますか?

4. 猫の体内で 4 つの一次卵母細胞から形成できる卵と二次極体の最大数はいくつですか?

5. 卵形成中に起こるどのようなプロセスにより、卵に大量の栄養素が確実に蓄積されますか?

6. 卵形成中の極体の形成の生物学的意味は何ですか?

7. 精子形成と卵形成のプロセスを比較し、類似点と相違点を示します。

8. 28 日間の安定した生殖周期を持つ 22 歳の女性の卵巣には、42,000 個の卵胞が含まれています。 それらのほとんどは非常に小さく、直径が 100 ミクロンを超えるものは 299 個だけです。 また、卵巣には黄体が5つあり、その傷跡が112箇所も残っています。 この女性は何歳で初めて排卵しましたか? 何歳になると卵を産まなくなる可能性が最も高いでしょうか?

第1章 生物の化学成分

• § 1. 体内の化学元素の含有量。 マクロ要素とミクロ要素
• § 2. 生体内の化合物。 無機物質

第2章 細胞 - 生物の構造的および機能的単位

• § 10. 細胞の発見の歴史。 細胞理論の創造
• § 15. 小胞体。 ゴルジ複合体。 リソソーム

第3章 体内の代謝とエネルギー変換

多細胞生物の大多数は繁殖します 性的方法。 多細胞生物では、このプロセスにおける主な役割は、半数体の染色体セットを持つ生殖細胞によって演じられます。 配偶子。 有性生殖では、女性の生殖細胞である卵子と、男性の生殖細胞である精子（裸子植物や被子植物では精子）の融合が起こり、これにより娘生物は両親から遺伝情報を受け取ります。
自然界にはさまざまな種類の配偶子が存在します。 多くの生物では、配偶子は移動可能で、形状とサイズが同一です。 運動性配偶子のサイズが異なる種が存在します。 より高度に組織化された種では、配偶子の大きさと移動性が異なります。たとえば、哺乳類では、雄の配偶子は小さくて移動しますが、雌の配偶子は大きくて移動しません。 高等種子植物では、雄と雌の配偶子は両方とも不動です。
生殖細胞の構造を理解しましょう。 精子は頭、首、長い鞭毛で構成されています。 頭部には、半数体の染色体セットを備えた核が含まれています。 首には、鞭毛の運動のエネルギー源であるATP分子を合成する細胞があり、その助けを借りて精子は動きます。
体内の他の細胞と比較して、卵子は大きな細胞です。 それらには、核小体を含む大きな核、多数の細胞小器官を含む多くの細胞質が含まれています。 卵の細胞質には、タンパク質、脂肪、炭水化物などの栄養素が大量に含まれています。 これらの物質は、発生の初期段階で胚に栄養を提供します。 卵の核には一倍体の染色体セットが含まれています。

* さまざまな生物の卵の大きさは、直径数十マイクロメートルから数センチメートルまでさまざまです。 卵の数も生物によって異なります。 子孫を育てる鳥類では卵の数は少ないですが、魚類では卵の数は数十万個に達します。 たとえばタラは最大900万個の卵を産みます。 子孫を世話する胎生魚は、わずか 100 ～ 300 個の卵を産みます。

一部の卵は膜で覆われています。 卵の膜は、体外受精を行う生物、たとえばほとんどの鳥類では特に巨大です。
ほとんどの動物種は雌雄異体であり、女性の体で卵を産み、男性の体で精子を産みます。 一部の種では、同じ個体が雄と雌の両方の配偶子を生成します。 雌細胞と雄細胞の両方を形成する生物には、一部の原生動物、腔腸動物、扁形動物、環形動物 (ミミズなど)、および多くの植物が含まれます。

20. 生殖細胞の形成。 減数分裂

覚えて！

生殖細胞は人体のどこで形成されるのでしょうか?

配偶子にはどのような染色体のセットが含まれていますか? なぜ？

有性生殖を行うには、特殊な細胞が必要です - 配偶子単一の (半数体) 染色体のセットを含みます。 それらが結合（受精）すると、各染色体がペアである相同染色体を持つ二倍体セットが形成されます。 相同染色体の各対において、1 つの染色体は父親から、2 番目の染色体は母親から受け取ります。

動物における生殖細胞の形成プロセスは次のとおりです。 配偶子形成– 特別な器官である生殖腺（生殖腺）で発生します。 ほとんどの動物では、雄の配偶子（精子）は精巣で形成され、雌の配偶子（卵子）は卵巣で形成されます。 卵の発育はと呼ばれます 卵形成または 卵形成、そして精子 – 精子形成.

生殖細胞の構造。

胚珠- これらは比較的大きく、固定された、丸い形のセルです。 一部の魚類、爬虫類、鳥類では、卵黄の形で大量の栄養素が含まれており、その大きさは10 mmから15 cmですが、人間を含む哺乳類の卵ははるかに小さく（0.1 ～ 0.3 mm）、卵黄ははほとんど含まれていません。

精子 –小さな運動細胞ですが、人間の場合、その長さはわずか約 60 ミクロンです。 生物によって精子の形や大きさは異なりますが、原則として、すべての精子には頭、首、尾があり、これらにより可動性が確保されています。 精子の頭部には、染色体を含む核と、卵の殻を溶解するために必要な酵素を備えた特別な小胞である先体があります。 ミトコンドリアは首に集中しており、動く精子にエネルギーを供給します（図63）。

米。 63. 哺乳類の精子: A – 電子写真。 B – 構造図

精子は、1677 年にオランダの博物学者 A. レーウェンフックによって初めて記載されました。彼はまた、精子（ギリシャ語から）という用語を作りました。 精子– 種子と ゾオン– 生き物）、つまり生きた種子。 哺乳類の卵は、1827 年にロシアの科学者 K. M. ベアによって発見されました。

生殖細胞の形成。生殖細胞の発生は、生殖、成長、成熟といういくつかの段階に分かれており、精子形成の過程では形成段階も区別されます（図64）。

米。 64. ヒトにおける配偶子形成

米。 65. 減数分裂の段階

再生段階。 この段階では、生殖腺の壁を形成する細胞が有糸分裂によって活発に分裂し、未熟な生殖細胞を形成します。 男性のこの段階は、思春期の始まりとともに始まり、ほぼ生涯にわたって続きます。 女性では、一次生殖細胞の形成は胎児期に完了します。つまり、女性が生殖期間中に成熟する卵子の総数は、女性の身体の発達の初期段階ですでに決定されています。 生殖の段階では、始原生殖細胞は、体の他のすべての細胞と同様に二倍体です。

成長段階。 卵形成においてよりよく発現される成長段階では、細胞の細胞質の増加、必要な物質の蓄積、および DNA 再重複 (染色体の倍増) が起こります。

成熟段階。 第三段階は減数分裂です。 減数分裂- これは細胞分裂の特別な方法であり、染色体の数が半分に減少し、細胞が二倍体状態から一倍体状態に移行します。

成熟段階にある将来の配偶子は 2 回分割されます。 減数分裂を開始する細胞には、すでに倍増した染色体の二倍体セットが含まれています。 2 回の減数分裂の間に、1 つの二倍体細胞が 4 つの一倍体細胞を生成します。

減数分裂は、成長段階で行われる DNA の 1 つの複製に先立つ 2 つの連続する分裂で構成されます。 減数分裂の各分裂には、有糸分裂の特徴でもある 4 つの段階 (前期、中期、後期、終期) がありますが、いくつかの特徴が異なります (図 65)。

最初の減数分裂の前期 ( 前期I) は有糸分裂前期よりもかなり長いです。 このとき、それぞれがすでに2つの姉妹染色分体で構成されている倍増した染色体がらせん状になり、コンパクトなサイズになります。 そして、相同染色体は互いに平行に配置され、2本の染色体（4つの染色分体）からなる、いわゆる二価または四分体を形成します。 対応する相同領域の交換（交差）が相同染色体間で起こる可能性があり、これにより遺伝情報の組換えが起こり、将来の配偶子の染色体における父方遺伝子と母方遺伝子の新しい組み合わせが形成されます（図66）。

前期 I の終わりまでに、核膜は破壊されます。

で 中期I相同染色体は細胞の赤道面に二価または四価の形で対になって位置しており、紡錘糸がセントロメアに付着しています。

で 後期 I二価（四価）からの相同染色体は極に分岐します。 その結果、相同染色体の各ペアのうち 1 つだけが、結果として得られる 2 つのセルのそれぞれに存在します。染色体の数は半分になり、染色体セットは一倍体になります。 ただし、各染色体は依然として 2 つの姉妹染色分体で構成されています。

米。 66. 染色体の交差と相同領域の交換

で 終期 I細胞は一倍体の染色体セットと 2 倍の量の DNA で形成されます。

短期間の後、細胞は第 2 減数分裂を開始します。これは典型的な有糸分裂として進行しますが、それに参加する細胞が一倍体であるという点で異なります。

で 前期Ⅱ核膜が破壊されます。 で 中期II染色体は細胞の赤道面に並び、紡錘糸が染色体のセントロメアにつながっています。 で 後期 II姉妹染色分体を接続するセントロメアが分裂し、染色分体は独立した娘染色体となり、細胞の異なる極に移動します。 終期 II減数分裂の第 2 分裂が完了します。

減数分裂の結果、倍増した DNA 分子を含む 1 つの元の二倍体細胞から、それぞれの染色体が単一の DNA 分子で構成される 4 つの一倍体細胞が形成されます。

成熟段階の精子形成中、減数分裂の結果、4つの同一の細胞である精子前駆体が形成され、形成段階で成熟精子の特徴的な外観を獲得し、運動可能になります。

卵形成における減数分裂は、多くの特徴によって特徴付けられます。 前期 I は胎生期で終わります。つまり、女の子が生まれるまでに、彼女の体には将来の卵子が完全に揃っています。 減数分裂の残りの出来事は、女性が思春期に達した後にのみ続きます。 毎月、女性の卵巣の 1 つでは、分裂を停止した細胞の 1 つが成長を続けます。 減数分裂の最初の分裂の結果として、大きな細胞、つまり卵の前駆体と、減数分裂の第二分裂に入る小さな、いわゆる極体が形成されます。 中期 II 段階では、卵子の前駆体が排卵します。つまり、卵巣を腹腔内に残し、そこから卵管に入ります。 受精が起こると、第 2 減数分裂が完了し、成熟した卵と第 2 の極体が形成されます。 精子との融合が起こらなければ、分裂が完了しなかった細胞は死滅し、体外に排出されます。

極体は、過剰な遺伝物質を除去し、卵に有利に栄養素を再分配する役割を果たします。 分裂後しばらくして、彼らは死にます。

配偶子形成の意味。配偶子形成の結果として、半数体の染色体セットを含む生殖細胞が形成され、これにより受精時にその種に特徴的な染色体の数が回復することが可能になります。 減数分裂が存在しない場合、配偶子融合により、有性生殖の結果、連続する各世代で染色体の数が 2 倍になります。 これは、染色体の二倍体の数が減少する特別なプロセスである減数分裂の存在により起こりません。 2n) は一倍体 (1 n）。 したがって、減数分裂の生物学的役割は、種の世代を通じて一定数の染色体を維持することです。

質問と課題を確認する

1. 男性と女性の生殖細胞の構造を比較します。 それらの類似点と相違点は何ですか?

2. 卵の大きさは何で決まるのでしょうか？ 哺乳類の卵が最も小さい理由を説明してください。

3. 生殖細胞の発生過程ではどの時期が区別されますか?

4. 精子形成中に成熟期 (減数分裂) がどのように起こるかを説明します。 卵形成。

5. 減数分裂と有糸分裂の違いを挙げてください。

6. 減数分裂の生物学的な意味と重要性は何ですか?

考える！ やれ！

1. この生物は無精卵から発生しました。 その遺伝的特徴は、母親の生物の特徴を正確にコピーしたものなのでしょうか?

2. 男性の生殖細胞に精子 (たとえば、被子植物) と精子という 2 つの用語がある理由を説明してください。

コンピューターを使った作業

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繰り返して覚えましょう！

人間

性細胞。男性の精子の形成は思春期に始まります。 精子形成の 4 つの段階すべての期間は約 80 日です。 男性の体は生涯にわたって、最大 10 10 個もの膨大な数の精子を生成します。

メスの胚にはたくさんの卵が産まれますが、成熟するのはほんのわずかです。 生殖期間中、つまり女性が子供を産むことができるようになる頃には、最終的に約 400 個の卵子が形成されます。

生殖細胞の発達 (卵形成と精子形成) は、将来の世代の健康を決定します。 喫煙、アルコール飲料の摂取、麻薬の摂取は、生殖細胞の発達に不可逆的な影響を与える可能性があり、その結果、不妊症や遺伝性疾患や先天性疾患のある子供の誕生につながる可能性があります。

男性と女性の生殖細胞の構造は、それらの最も重要な機能、つまり生殖の実行の実行を決定します。 それは植物と動物の両方の代表の特徴です。 生殖細胞の構造的特徴については、この記事で説明します。

配偶子: 構造と機能の関係

このプロセスを実行する特殊な細胞は配偶子と呼ばれます。 男性と女性の生殖細胞、つまり精子と卵子は一倍体、つまり単一セットの染色体を持っています。 生殖細胞のこの構造は、それらが結合するときに形成される生物の遺伝子型を提供します。 二倍体、つまり二倍体です。 したがって、体は遺伝情報の半分を母親から受け取り、残りの半分を父親から受け取ります。

共通の特徴にもかかわらず、性的種と動物種の構造は多くの点で互いに異なります。 これは主に、その形成の特定の場所に関係します。 したがって、被子植物では、精子は雄しべの葯に位置し、卵は雌しべの子房に位置します。 多細胞動物は特別な器官、つまり生殖細胞の形成が起こる腺を持っています。卵子は卵巣に、精子は精巣にあります。

生殖細胞の形成過程

生殖細胞の構造と発達は、配偶子形成の過程、つまりいくつかの段階で起こる生殖細胞の形成プロセスによって決定されます。 生殖段階では、一次配偶子は有糸分裂によって数回分裂します。 この場合、2 組の染色体が保存されます。 この段階には、性別ごとに独自の違いがあります。 したがって、哺乳類の雄では、発症の瞬間から始まり、老年期まで続きます。 女性では、一次生殖細胞の分裂は胎児の子宮内発育中にのみ起こります。 そして思春期までは休眠状態が続きます。

次は成長期です。 この期間中に、一次配偶子のサイズが増加し、DNA 複製 (倍増) が発生します。 栄養素はその後の分裂に必要となるため、栄養素の貯蔵も重要なプロセスです。

配偶子形成の最終段階は成長期と呼ばれます。 このプロセス中、初代生殖細胞は還元分裂、つまり減数分裂によって分裂します。 その結果、一次二倍体細胞から形成された 4 つの一倍体細胞が形成されます。

精子形成

男性の生殖細胞の形成、つまり精子形成の結果として、4 つの同一の完全な構造が形成されます。 彼らは受精する能力を持っています。 男性の生殖細胞の構造、あるいはむしろその特異性は、特定の適応の出現にあります。 特に、それは雄の配偶子の移動を引き起こす鞭毛です。 このプロセスは形成の最後の追加段階で発生し、精子形成のプロセスにのみ特徴的です。

卵形成

女性の生殖細胞の構造とその形成 (卵形成) プロセスには、多くの特徴があります。 減数分裂中、細胞質は将来の細胞間で不均一に分布します。 最終的にはそのうちの 1 つだけが、将来の生命を生み出すことができる卵細胞となります。 残りの3体は方向体と化し破壊される。 このプロセスの生物学的意味は、受精可能な成熟した女性の生殖細胞の数を減らすことです。 この条件下でのみ、単一の卵が必要な量の栄養素を受け取ることができ、これが将来の生物の発達の主な条件です。 その結果、女性が子供を産むことができる期間中に形成できる生殖細胞は約 400 個だけです。 一方、男性の場合、この数字は数億に達します。

男性の生殖細胞の構造

精子は非常に小さな細胞です。 その大きさはかろうじて数マイクロメートルに達します。 自然界では、そのようなサイズは量によって自然に補正されます。 男性の体の生殖細胞の構造には独自の特徴があります。

精子は頭、首、尾で構成されています。 これらの各部分は特定の機能を実行します。 頭部には、真核生物の永久細胞小器官である核が含まれています。 DNA 分子に含まれる遺伝情報の伝達者です。 それは、遺伝物質の伝達と保存を確実にする核です。 精子頭部の 2 番目の構成要素は先体です。 この構造は改変されたゴルジ複合体であり、卵の膜を溶解できる特別な酵素を分泌します。 これがなければ、受精プロセスは不可能になります。 首には、尾の動きを提供するミトコンドリア小器官が含まれています。 精子のこの部分には中心小体も含まれています。 これらの細胞小器官は、受精卵の卵割の際の紡錘体の形成に重要な役割を果たします。 精子の尾は微小管によって形成され、ミトコンドリアのエネルギーを利用して雄生殖細胞の移動を確実にします。

卵の構造

女性の生殖細胞は精子よりもはるかに大きいです。 哺乳類におけるその直径は最大0.2 mmです。 しかし、葉鰭の魚の同じ数字は10 cm、ニシンザメの場合は最大23 cmです男性の生殖細胞とは異なり、卵は動かない。 丸い形をしています。 これらの細胞の細胞質には、卵黄の形で大量の栄養素が含まれています。 遺伝情報を運ぶ DNA に加えて、核には別の核酸である RNA が含まれています。 これには、将来の生物の最も重要なタンパク質の構造に関する情報が含まれています。 卵黄が卵内に偏って存在する場合があります。 たとえば、ナメクジではそれは中心に位置しますが、魚ではそれはほぼ表面全体を占め、核と細胞質が細胞の極の1つに移動します。 外側では、卵は卵黄、透明、外側の膜によって確実に保護されています。 受精プロセスを実行するには、精子頭部の先体によって溶解する必要があるのはそれらです。

施肥の種類

生殖細胞の構造と機能は、受精、つまり配偶子の融合のプロセスを決定します。 このプロセスの結果、配偶子の遺伝物質が単一の核に結合し、接合子が形成されます。 新しい生物の最初の細胞です。

このプロセスの場所に応じて、外部（外部）と最初のタイプは女性の体の外側で実行されます。 これは通常、水生生息地で発生します。 体外受精が起こる生物の例は、魚類の代表的なものです。 メスは水中に卵を産み、オスは卵に精液を与えます。 そのような動物の卵の数は数千に達しますが、そのうち生き残って成長する個体はそれほど多くありません。 そのほとんどは水生動物に食べられます。 しかし、すべての哺乳類は、特殊なオスの助けを借りてメスの体内で起こる体内受精を特徴としています。 同時に、受精の準備ができている卵子の数は少なくなります。

植物の雄、雌の性細胞および生殖システムの構造は、動物のそれとは大きく異なります。 したがって、配偶子の融合プロセスは異なって起こります。 植物の雄の生殖細胞には尾がなく、動くことができません。 したがって、受精の前に受粉が行われます。 花粉を雄しべの葯から雌しべの柱頭に移す過程です。 それは風、昆虫、あるいは人間の助けによって起こります。 このようにして雌しべの柱頭に着いた精子は、発芽管に沿ってその拡張した下部、つまり卵巣に下降します。 卵はそこにあります。 配偶子が融合すると、種子胚が形成されます。

単為生殖の概念

生殖細胞、特に女性の生殖細胞の構造は、生殖の珍しい形態の 1 つを可能にします。 それは単為生殖と呼ばれます。 その生物学的本質は、未受精卵から成体生物が発生することにあります。 このプロセスはミジンコ甲殻類の生活環で観察され、その間に有性生殖と単為生殖が交互に起こります。 女性の生殖細胞には、新しい生命を生み出すのに十分な栄養素が含まれています。 しかし、単為生殖では、新しい遺伝情報の組み合わせが生じないため、新しい形質の出現も不可能になります。 しかし、単為生殖は、異性の個体が存在しなくても有性生殖のプロセスを可能にするため、重要な生物学的意義を持っています。

月経周期の段階

女性の体内では、性細胞は常に受精の準備ができているわけではなく、特定の時期にのみ受精の準備が整います。この生理学的プロセス中に、生殖システムの機能に周期的で自然な変化が体内で発生します。 このプロセスは体液系によって調節されています。 このサイクルの期間は 21 ～ 36 日で、平均は 28 日です。この期間は 3 つの段階に分けることができます。 最初の (月経) 期 (最初の約 5 日間続きます) では、子宮粘膜は拒絶されます。 これには小さな血管の破裂が伴います。 6〜14日目に、下垂体の影響下で卵胞が放出され、そこで卵子が成熟します。 この期間中に子宮の粘膜は回復し始めます。 これが月経後の段階の本質です。 15日目から28日目にかけて、脂肪結合組織である黄体が形成されます。 一時的な内分泌腺として機能し、卵胞の成熟を遅らせるホルモンを生成します。 17日目から21日目までが最も受精確率が高くなります。 これが起こらないと、生殖細胞が破壊され、粘膜が再び剥がれてしまいます。

排卵とは何ですか

月経周期の 14 日目に、女性の生殖細胞の構造がわずかに変化します。 卵子は卵胞膜を破り、卵巣を卵管内に残します。 そこで成熟が終わります。 このプロセスは排卵と呼ばれます。 子宮が受精卵を受け入れる能力を獲得する非常に重要な時期です。

生殖細胞の染色体セット

卵子と精子は単一の遺伝情報を持っています。 たとえば、人間の場合、性細胞には 23 本の染色体が含まれており、受精卵には 46 本の染色体が含まれています。配偶子が結合すると、体は遺伝子の半分を母親から受け取り、残りの半分を父親から受け取ります。 これは性別にも当てはまります。 染色体には常染色体と 1 対の性染色体があります。 それらはラテン文字で指定されます。 人間では、女性の細胞には 2 本の同一の性染色体が含まれていますが、男性の細胞には異なる性染色体が含まれています。 性細胞にはそれぞれ 1 つずつ含まれています。 したがって、胎児の性別は完全に男性の体と精子が持つ染色体の種類に依存します。

生殖細胞の機能

女性の生殖細胞の構造は、男性の生殖細胞と同様に、それらが実行する機能と相互に関連しています。 生殖システムの一部として、それらは生成生殖の機能を実行します。 生物の遺伝情報の完全性が保存される無性生殖とは異なり、有性生殖では新しい特性が確実に作成されます。 これは適応の出現、したがって生物の存在全体にとって必要な条件です。