61. Половая система человека. Оплодотворение

Определения и обозначения

Половая система — органы, которые обеспечивают образование половых клеток, их перенос, оплодотворение и развитие зародыша. К ней относятся половые железы и органы половых путей. Такое устройство связывает производство гамет с возможностью продолжения рода.

Гаметы — мужские и женские половые клетки с одинарным, или гаплоидным, набором хромосом. Сперматозоид небольшой и подвижный, а яйцеклетка крупнее, неподвижна и содержит запас веществ. Различия помогают каждой клетке выполнять свою роль при оплодотворении.

Оплодотворение — слияние ядер мужской и женской половых клеток с образованием зиготы. При этом наследственная информация отца и матери объединяется в одной клетке. Поэтому оплодотворение не просто означает встречу гамет, а запускает развитие нового организма.

Зигота — первая клетка нового организма, возникшая после оплодотворения. В ней восстанавливается двойной, или диплоидный, набор хромосом. Последующие деления зиготы дают начало всем клеткам зародыша.

Как это устроено

В мужской половой системе сперматозоиды образуются в семенниках, точнее в извитых семенных канальцах. Затем они дозревают и накапливаются в придатке семенника, после чего проходят по семявыносящему протоку. Секреты дополнительных желёз смешиваются со сперматозоидами и образуют семенную жидкость, которая облегчает их движение. Наружу она выводится через мочеиспускательный канал.

Женская половая система включает яичники, маточные трубы, матку и влагалище. В яичниках созревают яйцеклетки и выделяются гормоны, маточные трубы проводят яйцеклетку и обычно становятся местом оплодотворения. Матка имеет стенку, способную принять и питать развивающийся зародыш, а влагалище соединяет матку с внешней средой и служит родовым каналом. Такое разделение функций позволяет разным органам участвовать в разных этапах размножения.

Работу половых желёз регулируют гормоны гипофиза и половые гормоны. Одни гормоны стимулируют созревание фолликулов и половых клеток, другие участвуют в овуляции и подготовке органов к возможной беременности. Половые гормоны также влияют на развитие признаков пола и через обратную связь изменяют работу гипофиза. Благодаря этому процессы созревания идут согласованно, а не независимо друг от друга.

При овуляции созревшая яйцеклетка выходит из яичника в брюшную полость. Бахромки маточной трубы подхватывают её, после чего движения ресничек и сокращения стенок трубы продвигают клетку внутрь. Яйцеклетка не перемещается сама, поэтому ей необходима работа тканей маточной трубы. Если в этот период рядом окажутся сперматозоиды, возможна встреча гамет.

После попадания сперматозоидов во влагалище они движутся через шейку матки и полость матки в маточную трубу. Большинство клеток не достигает цели, но один сперматозоид может проникнуть в яйцеклетку. Затем оболочка яйцеклетки изменяется и препятствует проникновению других сперматозоидов. Ядра гамет сливаются, их наборы по 23 хромосомы объединяются, и образуется диплоидная зигота с 46 хромосомами.

Половые клетки человека и их роль в размножении

Сравнивая клетки, сначала определите, какая из них образуется в мужской или женской половой железе, затем обратите внимание на строение и роль. Набор хромосом у обеих гамет одинаков по числу, хотя сами клетки сильно различаются. Таблица помогает связать особенности клетки с её задачей при оплодотворении.

Разбор задач

Задача 1

Условие. Проследите путь сперматозоида от места образования до места встречи с яйцеклеткой. Нужно назвать органы в правильном порядке и указать, зачем каждый участок нужен.

1. Начните с семенника: здесь в семенных канальцах образуется сперматозоид.
2. Затем назовите придаток семенника, где клетка дозревает и временно накапливается.
3. Продолжите путь по семявыносящему протоку, мочеиспускательному каналу, влагалищу, шейке и полости матки.
4. Закончите маточной трубой: в ней обычно происходит встреча сперматозоида с яйцеклеткой.

Ответ. Путь имеет вид: семенник — придаток семенника — семявыносящий проток — мочеиспускательный канал — влагалище — шейка и полость матки — маточная труба. Такой порядок показывает не только направление движения, но и последовательную работу органов половой системы.

Задача 2

Условие. Укажите, где происходит овуляция и каким путём яйцеклетка достигает места возможного оплодотворения. Нужно не спутать выход клетки из яичника с её дальнейшим перемещением.

1. Определите исходное место: овуляция происходит в яичнике, когда зрелая яйцеклетка выходит из него.
2. Назовите структуру, которая принимает клетку: бахромки маточной трубы захватывают яйцеклетку.
3. Укажите направление движения: яйцеклетка перемещается по маточной трубе благодаря ресничкам и сокращениям её стенок.
4. Назовите возможное место оплодотворения: обычно это маточная труба, а не яичник и не матка.

Ответ. Овуляция происходит в яичнике, а яйцеклетка затем попадает в маточную трубу. По ней она движется к матке; именно на этом пути возможно слияние с подходящим сперматозоидом.

Задача 3

Условие. В половых клетках человека по 23 хромосомы. Объясните, сколько хромосом будет в зиготе и почему. Решение строится на различии между гаплоидным набором гаметы и диплоидным набором клетки тела.

1. Запишите число хромосом в яйцеклетке: 23.
2. Запишите число хромосом в сперматозоиде: 23.
3. При слиянии ядер сложите эти наборы: 23 + 23 = 46.
4. Сделайте вывод: зигота получает по одному набору от каждого родителя, поэтому её набор диплоидный.

Ответ. В зиготе будет 46 хромосом. Две гаметы имеют одинарные наборы, а их слияние восстанавливает двойной набор, характерный для клеток человеческого организма.

Типичные ошибки

Оплодотворение в матке. Так думают из-за того, что зародыш позже прикрепляется к стенке матки и развивается там. Обычно слияние гамет происходит в маточной трубе, поэтому проверяйте, о встрече клеток или о развитии зародыша идёт речь.

Овуляция и оплодотворение — одно и то же. Их путают, потому что оба события связаны с яйцеклеткой. Овуляция означает её выход из яичника, а оплодотворение — слияние ядер двух гамет; именно различие действий помогает проверить ответ.

Яйцеклетка диплоидна. Ошибка возникает, если считать, что крупная клетка уже содержит полный набор хромосом. Зрелая яйцеклетка, как и сперматозоид, имеет 23 хромосомы, а двойной набор появляется после оплодотворения.

Сливаются целые клетки без объединения наследственного материала. Встреча клеток действительно необходима, но главным событием является слияние их ядер. Проверяйте формулировку: результатом должно быть объединение наследственной информации и образование зиготы.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о строении клетки, ядре и хромосомах. Представление о митозе и мейозе объясняет, почему гаметы получают одинарный набор, а после оплодотворения восстанавливается двойной.

Эти сведения понадобятся при изучении индивидуального развития человека, наследственности, беременности и репродуктивного здоровья. Они помогают связать образование зиготы с последующим делением клеток и развитием зародыша.

Что запомнить

• Мужские и женские половые железы образуют гаметы и выделяют половые гормоны.
• Сперматозоиды образуются в семенниках, яйцеклетки созревают в яичниках.
• Гаметы человека содержат по 23 хромосомы.
• Овуляция — выход зрелой яйцеклетки из яичника.
• Оплодотворение обычно происходит в маточной трубе.
• При слиянии ядер гамет образуется зигота с диплоидным набором хромосом.