в чем разница между осеменением и оплодотворением
Уроки 40, 41. Первое и второе мейотическое деление. Осеменение и оплодотворение.
1. Прочитайте первый абзац параграфа, сформулируйте определение осеменения. Перечислите, какие виды осеменения существуют в природе.
Осеменение – это процесс сближения половых клеток. Есть внутреннее и наружное осеменение.
2. Ответьте на вопросы: 1. Как связаны виды осеменения со средой обитания организмов? 2. Какой вид осеменения обеспечивает более успешное оплодотворение? 3. Какова биологическая роль большого количества сперматозоидов, участвующих в осеменении?
1. Внутреннее осеменение характерно для животных суши, у которых развиваются наружные половые органы. С их помощью происходит перенос семенной жидкости в половые пути самки, где наступает оплодотворение. Внешнее осеменение характерно для водных животных, у которых семенная жидкость (сперматозоиды) и икра (яйцеклетки) выметывается в воду.
2. Внутреннее.
3. Избыточное количество сперматозоидов обеспечивает создание определенной химической среды, без которой оплодотворение становится невозможным.
3. Рассмотрите рисунки в параграфе. Сравните ядра и особенности цитоплазмы сперматозоиды и яйцеклетки. А) Каково значение большого объема цитоплазмы в яйцеклетке? Б) Какую роль выполняют многочисленные митохондрии в хвостиках сперматозоидов?
Яйцеклетка большая, с запасом питательных веществ в цитоплазме. Это необходимо для развития будущего зародыша. Митохондрии в хвостиках сперматозоидов вырабатывают энергию для их передвижения.
4. Напишите, как называют первую, одноклеточную стадию развития зародыша. Каким образом эта стадия может доказать единство всего органического мира.
Это зигота. У всех живых организмов на Земле зигота – обязательная и одинаковая стадия развития, отличие в хромосомном наборе между разными организмами.
5. Найдите в тексте параграфа сведения о временной последовательности осеменения и оплодотворения. Охарактеризуйте варианты соотношения по времени двух этапов размножения: осеменения и оплодотворения.
Очень часто оплодотворение наступает после осеменения. Но у некоторых видов между этими событиями проходит некоторое время. Например, у летучих мышей сперматозоиды зимуют в половых путях самки. У горностаев и соболей развитие зиготы приостанавливается на зимний период.
31. Осеменение и оплодотворение у животных. Способы полового размножения у животных
1. Ключевые вопросы.
1. Что такое осеменение?
Осеменение — сближение мужской и женской половых клеток перед оплодотворением.
2. Чем оплодотворение отличается от конъюгации?
Оплодотворение — слияние яйцеклетки и сперматозоида с образованием зиготы.
Конъюгация — форма полового процесса, при которой обмен генетическим материалом происходит путем взаимного обмена мигрирующими ядрами.
3. Из предложенного перечня выберите организмы с внешним оплодотворением: муравьи, квакши, крокодилы, дафнии, караси, ласточки, устрицы, тритоны, черепахи.
Муравьи, квакши, дафнии, караси.
2. Сложные вопросы.
1. В чем сущность партеногенеза? Приведите примеры организмов, у которых наблюдается партеногенез. Почему партеногенез считают разновидностью полового размножения? Какое значение он имеет для организмов?
Партеногенез — способ полового размножения, когда взрослая особь развивается из неоплодотворенной яйцеклетки.
У тлей, дафний летом развиваются самки, а осенью, когда условия среды ухудшаются, из неоплодотворенных яиц развиваются самцы. У пчел, клещей, муравьев и наездников (паразитических ос) партеногенетически появляются только самцы. Существует несколько видов ящериц, которые в естественных условиях размножаются партеногенезом (скальные ящерицы, комодские вараны). Партеногенетические популяции также найдены и у некоторых видов рыб, земноводных, птиц (в том числе у нескольких пород кур и индеек).
Партеногенез считается половым размножением, ведь организм в этом случае развивается из гаметы, а не из соматической клетки, как при бесполом размножении.
2. Сравните два способа оплодотворения: внешнее и внутреннее. Какой из способов появился раньше в ходе развития органического мира? Приведите доказательства, используя дополнительные источники информации.
Внешнее оплодотворение появилось раньше. В дальнейшем — как считается, для повышения надежности — возникло внутреннее оплодотворение, что требует дополнительных образований, например копулятивных органов у самцов.
Для внешнего оплодотворения не требуется ни копулятивных органов самцов, ни желез в яйцеводе самки для откладывания, грубо говоря, скорлупы.
Внутреннее оплодотворение возникло тогда, когда развитие организмов стало происходить не в воде. Когда животные стали откладывать яйца на сушу, возникла необходимость во внутреннем оплодотворении.
Биология. 10 класс
§ 31. Осеменение и оплодотворение у животных. Способы полового размножения животных
Осеменение и оплодотворение у животных
Как известно, половое размножение у животных сопровождается половым процессом в форме копуляции. При этом слияние яйцеклетки и сперматозоида с образованием зиготы называется оплодотворением. Сближение мужской и женской половых клеток перед оплодотворением называется осеменением. Процесс осеменения обусловлен совокупностью факторов, повышающих вероятность встречи половых клеток. К ним относятся: брачное поведение (брачные игры), половая активность самцов и самок, избыточная продукция сперматозоидов, крупные размеры яйцеклеток, выделение половыми клетками специфических веществ, способствующих их сближению.
У многих животных процессу оплодотворения предшествует специфическое брачное поведение половых партнеров. Самцы лягушек древесных, надув голосовые мешки, поют хором, чтобы привлечь самок. Самцы сверчков, саранчи, кузнечиков для привлечения самок издают стрекотание за счет трения одной части тела о другую. Самки комаров в период спаривания привлекают самцов характерным тонким писком, который издают крыльями. Самцы тритонов европейских в брачный период украшены спинным гребнем и похожи на маленьких разноцветных драконов. Самец рябчика воротничкового привлекает самок при помощи звуков, напоминающих барабанную дробь, которые он издает, стоя на пне и стуча крыльями.
В зависимости от того, где происходит процесс осеменения — в водной среде или половых путях самки, различают два способа оплодотворения: внешнее и внутреннее. Отличительные особенности этих способов представлены в таблице.
Таблица. Сравнительная характеристика внешнего и внутреннего способов оплодотворения у животных
Внешнее оплодотворение
Внутреннее оплодотворение
Не требуется встреча половых партнеров
Необходима встреча самца и самки
Необходимо большое количество половых клеток обоих типов
Не требуется большого числа женских половых клеток
Копулятивные органы отсутствуют
Имеются копулятивные органы
Мужские и женские половые клетки выделяются в окружающую среду
Мужские половые клетки вводятся в половые пути самки, где находятся женские половые клетки
Оплодотворение происходит в водной среде
Оплодотворение происходит в половых путях самки
Внешнее оплодотворение встречается у водных животных: многощетинковых червей, двустворчатых моллюсков, костных рыб, земноводных. Преимущество внешнего оплодотворения заключается в том, что оно приводит к образованию многочисленного потомства. Однако недостатком его является наличие экологических опасностей, значительно снижающих вероятность выживания потомства. Как известно, животные с внешним оплодотворением обычно не заботятся о своем потомстве.
Внутреннее оплодотворение характерно для наземных животных: плоских и круглых червей, брюхоногих моллюсков, паукообразных, насекомых, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих. Оно встречается у некоторых водных животных (многощетинковые черви, головоногие моллюски, хордовые рыбы). После оплодотворения у птиц и пресмыкающихся оплодотворенные яйца покрываются защитной оболочкой, устойчивой к потере воды и повреждениям. У млекопитающих эмбрионы развиваются в теле матери и от нее получают все необходимое для процессов жизнедеятельности. Кроме того, большинство птиц и млекопитающих продолжают заботиться о своих детенышах и после рождения, что значительно повышает выживаемость потомства.
Независимо от способа осеменения оплодотворение включает три этапа:
1) проникновение ядра сперматозоида в яйцеклетку;
2) слияние ядер сперматозоида и яйцеклетки с образованием ядра зиготы;
3) активизация зиготы к дроблению и дальнейшему развитию.
Установлено, что оболочка сперматозоида имеет специфические рецепторы, которые узнают химические вещества, выделяемые яйцеклеткой. Поэтому сперматозоиды способны к направленному движению к яйцеклетке. Неоплодотворенная яйцеклетка покрыта несколькими защитными оболочками, предохраняющими ее от неблагоприятных условий. При достижении сперматозоидом яйцеклетки в месте их контакта происходит растворение оболочек, и сперматозоид проникает в яйцеклетку.
После того как ядро сперматозоида проникает в яйцеклетку, под влиянием ее специфических ферментов происходит образование оболочки оплодотворения. Она препятствует доступу других сперматозоидов. Это обеспечивает слияние с яйцеклеткой только одного сперматозоида. Ядро сперматозоида продвигается к ядру яйцеклетки, набухает и сливается с ним — происходит процесс оплодотворения. В результате слияния ядер образуется оплодотворенная яйцеклетка — диплоидная зигота.
Активизация зиготы происходит закономерно: в ней изменяется интенсивность обмена веществ, повышается потребность в кислороде, начинается активный синтез питательных веществ. Клетка готовится к делению.
Инсеминация или ЭКО
Супружеская пара или одинокая женщина, столкнувшиеся с проблемой бесплодия, всегда испытывают проблемы с выбором метода лечения: при всех достижениях современной медицины, выбор невелик. Раздел медицины, ставящий целью достижение беременности, называется реподуктологией, доктора – репродуктологами. Именно эта область медицины занимается диагностикой и лечением бесплодия.
Бесплодие – отсутствие детей у партнеров в течение 1 года при условии регулярной половой жизни без предохранения. Зачастую причины бесплодия лежат в незнании основ биологии (менструального цикла, овуляции), в занятости партнеров, в области психологии… В подобных ситуациях может помочь даже правильный совет. Но в случае, когда причины бесплодия имеют явно материальную причину (либо при отсутствии видимых причин беременность, всё-таки, не наступает) – выручают различные методики искусственного оплодотворения (сейчас они относятся к вспомогательным репродуктивным технологиям). Искусственное оплодотворение — это способ достижения беременности без полового контакта. Но термин «искусственное оплодотворение» используется редко. Гораздо чаще упоминаются его точные эквиваленты: ВМИ, ЭКО, ИКСИ. Таким образом, искусственное оплодотворение — это собирательное понятие, куда входят все виды «неестественного» зачатия.
В чем разница между ЭКО и инсеминацией
Первый вопрос, возникающий перед супругами: ЭКО и инсеминация? Попытаемся разобраться, в чем разница между двумя основными методами: внутриматочной инсеминацией (ВМИ) и экстракорпоральным оплодотворением (ЭКО).
Что такое искусственная инсеминация
Внутриматочная инсеминация – метод, заключающийся во введении спермы в матку женщины. Как метод лечения бесплодия, инсеминация известна давно. Длительная история применения инсеминации (в практике акушера-гинеколога она уже не первый десяток лет) – залог того, что методика отработана до мелочей, а доступность сделала её довольно популярной среди пациентов.
В каких случаях применяется инсеминация
Показания: Бесплодие неясного происхождения, умеренное снижение качества спермы партнера, вагинизм, рубцовая деформация шейки матки, шеечный фактор (несовместимость партнеров).
Условие успеха: проходимые маточные трубы, умеренное снижение показателей спермограммы (субфертильная) сперма, которая после обработки и концентрации (сгущения) может стать фертильной.
Как проводится: введение спермы проводится в период овуляции пациентки. Процедура требует наличия оснащенной эмбриологический лаборатории, нужен квалифицированный персонал, осуществляющий обработку спермы, обученные правильному проведению процедуры врачи. На этапе подготовки к процедуре партнер сдает сперму, она обрабатывается эмбриологом и вводится в матку. Рутинно процедура проводится в условиях операционной, хотя, при соблюдении всех правил, может быть проведена в смотровом кабинете. Длительного нахождения в стационаре клиники не требуется: в нашей клинике пациентку отпускают через 30 минут после проведения инсеминации.
При проведении инсеминации спермой донора (при отсутствии партнера) – сперму предварительно выбранного донора размораживают непосредственно перед процедурой, проверяют состояние и затем проводят процедуру.
Что такое экстракорпоральное оплодотворение
Разновидность искусственного оплодотворения, при котором все его этапы проходят вне организма женщины, в лабораторных условиях.
Показаниями являются все виды бесплодия, от мужского (снижение/отсутствие сперматозоидов в эякуляте) до сложнейших форм женского, а также генетические заболевания у родителей, при которых рождение здорового потомства без применения репродуктивных технологий невозможно, либо крайне проблематично.
Процедура требует стимуляции яичников, взятия яйцеклеток, оплодотворения в лабораторных условиях с последующим культивированием эмбрионов до 5-6го дня, и переносом эмбриона в матку. В настоящее время включает в себя множество модификаций, включая искусственное дозревание яйцеклеток, полученных без стимуляции, в лабораторных условиях (IVM).
Что эффективнее: ЭКО или инсеминация
Вопрос, который беспокоит всех, выбирающих метод лечения бесплодия: что же лучше, инсеминация или ЭКО?
Преимущества инсеминации состоят в том, что:
Методика испытана, отработана до мелочей;
Стоимость её невысока («сдвоенная» инсеминация в 4-6 раз дешевле ЭКО со стимуляцией);
Применима при умеренно сниженной фертильности спермы;
Возможно повторение (нескольких попыток);
Минимально влияет на здоровье/самочувствие пациентов (осложнения практически исключены);
Недостатки инсеминации также очевидны:
Низкая средняя эффективность: даже при проведении инсеминации с «легкой стимуляцией» вероятность беременности после отдельной процедуры невелика: в лучших клиниках она доходит до 25% (обычно не выше 20%);
Необходимость частого мониторирования роста фолликула/ фолликулов: иногда приходится до 4-5 раз посетить врача перед процедурой;
Строгие требования к качеству спермы: фертильность её должна быть не ниже определенных показателей: в случаях с выраженными нарушениями методика неэффективна;
Относительные ограничения по возрасту: проводить инсеминацию пациенткам старше 35 лет чаще всего неразумно и чревато затягиванием достижения главной цели – получения беременности;
Простота и «рутинность» методики не должна обманывать: обязательно наличие оснащенной эмбриологической лаборатории и квалифицированного персонала.
ЭКО помогает справиться с любыми формами бесплодия, оно дороже и сложнее по выполнению, в два и долее раз эффективнее, но иногда (к счастью, крайне редко) встречаются осложнения. Безвредность ЭКО доказана многочисленными данными статистики заболеваемости.
Ниже в таблицах приведены научные (!) данные об эффективности ЭКО/ВМИ в различных ситуациях.
Таблица 1. Частота наступления беременности (%) при использовании разных методов искусственной инсеминации при лечении женского бесплодия при фертильной сперме партнера:
Искусственное оплодотворение (ВМИ)
по сумме 4 попыток
Искусственное оплодотворение (ЭКО)
за одну попытку
Процесс оплодотворения яйцеклетки в подробностях
Понятие беременности подразумевает оплодотворение яйцеклетки, с чего зарождается новая жизнь в женских репродуктивных органах. Как до зачатия, так и в последующем в процесс развития плода постепенно задействуются все органы и системы женщины, создавая благоприятные условия для вынашивания.882
Зам. заведующей эмбриологией, к.б.н.
Условия оплодотворения
Среди этих условий нет какого-то главного, только при совокупном «удачном» стечении обстоятельств оплодотворение яйцеклетки произойдет. А если самостоятельно не удается «поймать» овуляцию, то ее можно определить с помощью ультрасонографии, на ультразвуковом аппарате визуализируется созревание фолликула.
Стадии оплодотворения
Процесс оплодотворения, управляемый гипоталамусом, проходит несколько этапов до формирования полноценного эмбриона:
Стадии оплодотворения
Эмбрион проходит в своем развитии несколько стадий:
Как происходит имплантация эмбриона в эндометрий
Этапы имплантации
После оплодотворения яйцеклетки на 7–10 день наступает очередь важнейшего процесса – имплантации, если он не произойдет, то случится выкидыш еще до того, как факт беременности будет установлен.
Для надежного закрепления в эндометрии, трофобласт выбрасывает своеобразные отростки с питательной жидкостью, которые погружает в маточный слой. К этому времени прогестерон уже подготовил эндометрий к внедрению бластоцисты: слой стал достаточно толстым, чтобы окружить имплантированный эмбрион со всех сторон. В свою очередь трофобласт выделяет хорионический гонадотропин, стимулирующий желтое тело к продуцированию прогестерона и предотвращая наступление месячных. Если по каким-то причинам транспортировка зиготы в полость матки нарушена, то зародыш прикрепится в фаллопиевой трубе, то есть наступит внематочная беременность.
По религиозным и социальным представлениям после того, как сперматозоид оплодотворит яйцеклетку, начинается новая человеческая жизнь. Даже более 50% атеистов в России поддерживают данную версию, около 65% верующих, примерно 50% мужчин, 74% женщин.
Особенности процесса оплодотворения
Упрощенно схему оплодотворения яйцеклетки можно представить следующим образом. При естественном интимном контакте мужская семенная жидкость проникает во влагалище, среда которого в силу повышенного рН губительна для большинства сперматозоидов. Но наиболее жизнеспособные сперматозоиды попадают по цервикальному каналу в шейку, затем – в матку.
Мнение врача
Двигаясь против направления тока жидкости, сперматозоиды попадают в фаллопиевы трубы. Поскольку жидкость в трубах течет от яичника к матке, то спермии продвигаются от матки к половой железе. В трубе (в ампулярной части) уже находится яйцеклетка, вышедшая из фолликула, где и происходит оплодотворение, а именно, слияние ядер половых клеток мужчины и женщины. На этом этапе закладывается геном будущего ребенка. В некоторых случаях половая клетка может быть оплодотворена несколькими спермиями (полиспермия), что, как правило, обусловливает нежизнеспособность зиготы. Если процесса оплодотворения не происходит, то эндометрий (функциональный слой) отторгается и вместе с погибшей яйцеклеткой выводится наружу в виде менструации.
Врач репродуктолог, акушер-гинеколог
При использовании ВРТ половые клетки и эмбрион проходят те же этапы развития, кроме непосредственно слияния двух гамет, которое осуществляется в лабораторных условиях. Эмбрион также развивается в пробирке в стерильных условиях, пока не достигнет стадии имплантации.
Этапы естественного оплодотворения
Данная статья не может быть использована для постановки диагноза, назначения лечения и не заменяет прием врача.