Работа 4.1. Половые железы самца крысы (семенник). Поперечный срез семенного канала
РАЗМНОЖЕНИЕ
Тема 4. Формы размножения организмов и их цитологические основы.
Этапы и морфология. Гаметогенез. Мейоз.
Общая цель.Уметь охарактеризовать бесполое, вегетативное и половое размножения и их биологическую сущность.
Конкретные цели
1. Знать формы бесполого размножения, их особенности и значение.
2. Знать формы полового размножения, их особенности и значение.
3. Знать формы вегетативного размножения, их особенности и значение.
4. Уметь охарактеризовать фазы мейоза, знать его биологическое значение
и отличие от митоза.
5. Знать особенности строения женских половых клеток и их образования.
6. Знать особенности строения мужских половых клеток и их образования.
Мотивационная характеристика. Размножение – одно из свойств, характерных для живых организмов. Размножение у человека связано с половым процессом и формирование гамет (гаметогенез), предшествующим этому. Гаметогенез сопровождается митотическим и мейотическим делениями ядра клетки и последующим цитокинезом. В верхних отделах яйцеводов происходит оплодотворение (слияние половых клеток — гамет). Оплодотворение и процесс мейоза обеспечивают генетическую преемственность между поколениями и лежат в основе комбинационной изменчивости. Нарушение процессов гаметогенеза и оплодотворения приводит к образованию атипичных зигот, реализующихся в ранние недиагностируемые выкидыши, или могут стать причиной различных патологий у новорожденных.
Задание для самоподготовки
Знать: 1) структурные особенности метафазной хромосомы; 2) классификацию форм размножения организмов; 3) особенности и биологическую сущность бесполого и полового размножения; 4) особенности течения мейоза и характеристику его фаз; 5) биологическое значение мейоза и его отличие от митоза; 6) особенности строения женских и мужских половых клеток и их отличия от соматических клеток; 7) типы яйцеклеток; 8) признаки яйцеклеток, положенные в основу их классификации; 9) процесс гаметогенеза; 10) особенности сперматогенеза и овогенеза.
Заполнить в альбоме табл. 1.
Аудиторная работа
Содержание. 1) изучить строение половых желез самки и самца млекопитающих; 2) изучить особенности строения мужских и женских половых клеток млекопитающих; 3) выявить особенности гаметогенеза женских и мужских половых клеток.
Оборудование.1. Таблицы: формы бесполого размножения; строение половых желез самца и самки крысы; строение сперматозоидов и яйцеклеток у представителей различных типов и классов животных; схемы сперматогенеза, оогенеза и мейоза. 2. Микропрепараты: семенник крысы, сперматозоиды, яичник крысы.
Таблица 1. Митоз и мейоз
| Характеристика интерфазы и фаз деления | Митоз | Мейоз |
| первое деление | второе деление | |
| Интерфаза Профаза Метафаза Анафаза Телофаза |
Работа 4.1. Половые железы самца крысы (семенник). Поперечный срез семенного канала
Рассмотрите микропрепарат среза семенника сначала при малом увеличении микроскопа МБР-1. Семенник на срезе имеет овально-округлую форму. Внутри него видны поперечные разрезы многочисленных семенных канальцев овальной или округлой формы (рис. 15 см. вклейку).
Снаружи семенник покрыт оболочками — влагалищной и белочной. В последней видно большое количество кровеносных сосудов. От белочной оболочки внутрь отходят многочисленные выросты, разделяющие семенник на отдельные отсеки.
Рассмотрите отдельный семенной каналец при большом увеличении (см. рис. 15, 16). В середине канальца иногда виден просвет. Стенка его состоит из нескольких рядов клеток, имеющих неодинаковое строение. Найдите среди них четыре зоны, соответствующие последовательным этапам сперматогенеза.
Зона размножения представлена наружным слоем стенки семенного канальца. Слой состоит из относительно мелких клеток с небольшим ядром – сперматогоний. между этими клетками видны единичные сустентоциты (клетки Сертоли), играющие роль в проведении питательных веществ. они отличаются крупными размерами, пирамидальной формой (основание прилежит к оболочке семенного канальца, а вершина – к просвету канальца), крупным ядром с малым содержанием хроматина (см. рис.16).
Рис.16. Часть поперечного среза извитого семенного канальца.
1- волокнистый слой; 2- сперматогонии; 3- сперматоциты 1-го порядка; 4-сперматоциты 2-го порядка; 5- сперматозоиды; 6- фолликулярная клетка (клетка Сертоли); 7-сперматиды.
Зона роста – следующий ряд клеток, расположенный ближе к просвету канальца. Зона роста состоит из наиболее крупных клеток округлой формы с очень крупными, но рыхлыми ядрами (цитоплазма видна лишь в виде узкого ободка, окружающего ядро). Это сперматоциты 1-го порядка (см. рис 16).
Зона созревания находится еще ближе к просвету канальца. Составляющие ее клетки (сперматоциты 2-го порядка) меньше сперматоцитов 1-го порядка. Они обладают компактными, интенсивно окрашенными, но небольшими ядрами (см. рис. 16). В этой же зоне видны сперматиды – мелкие сферические клетки с темноокрашенным ядром в форме вытянутого треугольника и почти неразличимой цитоплазмой.
Зона формирования расположена у просвета канальца. Здесь происходит прекращение сперматид в зрелые сперматозоиды. Последние выходят в просвет канальца. Обратите внимание, что головки сперматозоидов обращены к просвету канальца, а хвостовой отдел – к его периферии (см. рис 16).
Зарисуйте (крупно) строение одного сектора семенника, включающего 1-2 семенных канальца. На рисунке должны быть обозначены: 1) семенной каналец; 2) оболочки семенника; 3) оболочка семенного канальца; 4) сперматогонии; 5) сперматоциты 1-го порядка; 6) сперматоциты 2-го порядка; 7) сперматиды; 8) сперматозоиды.
Источник
Срез семенника крысы схема
Светлана Смирнова запись закреплена
Гистологический срез, окраска гематоксилином и эозином.
Данный препарат представляет собой срез семенника крысы.
Семенник — мужская половая железа, в которой развиваются мужские половые клетки.
Основной структурный элемент семенника — извитой каналец, который выстилается соматическими по происхождению клетками Сертоли (клетки-кормилки), включает в себя несколько клеточных слоев сперматогенного эпителия, представляющего собой дифференцирующиеся половые клетки, развитие которых происходит в направлении от базальной мембраны (базальная зона) к просвету канальца (адлюминальная зона). На срезе канальцы выглядят округлыми либо овальными в зависимости от плоскости сечения.
Основания клеток Сертоли находятся на базальной мембране канальца, а ветвящиеся отростки обращены в сторону его просвета и образуют специфические контакты с клетками сперматогенного эпителия. Рассмотреть границы клеток Сертоли невозможно, но хорошо различимы ядра. Обширная светло-розовая цитоплазма заполняет все промежутки между половыми клетками. Светлые ядра клеток Сертоли, обычно треугольной либо овальной формы, содержат одно ядрышко, располагаются в базальной части клетки. Функции их многообразны: трофическая, опорная, регуляторная, фагоцитоз. У взрослых особей эти клетки не делятся. Сперматогенез начинается в периферических участках извитых канальцев. Между основаниями клеток Сертоли у базальной мембраны находятся клетки с относительно крупным ядром и небольшим количеством цитоплазмы — сперматогонии. Можно заметить различия в строении ядер сперматогоний разных генераций. Для сперматогониев типа А характерны два варианта ядер: с деконденсированным, равномерно распределенным хроматином (светлые ядра) и с конденсированным хроматином (темные ядра). Вблизи ядерной мембраны расположены ядрышки. В сперматогониях типа Б хроматин конденсирован и распределен у ядерной мембраны.
В базальной зоне расположены сперматогонии, находящиеся в состоянии митотического деления. Это зона размножения.
В адлюминальной зоне ярусами располагаются последовательно сперматоциты первого и второго порядков (зона роста и созревания) и ближе к просвету — сперматиды (зона формирования сперматозоидов). Половые клетки, находящиеся на определенном этапе сперматогенеза, можно различить по характерным морфологическим особенностям. Сперматоциты первого порядка (сперматоциты 1) — это наиболее крупные по размерам клетки; их ядра почти в два раза больше ядер сперматогоний и имеют характерную сетчатую структуру ядер, которая особенно характерна для пахитены и диплотены профазы мейоза.
По завершении ядерных перестроек в периоде роста сперматоциты 1 приступают к делениям созревания. В результате первого (редукционного) деления образуются сперматоциты второго порядка (сперматоциты 2). Они меньше по объему и располагаются ближе к просвету канальца. Из-за краткости соответствующей интерфазы они крайне редко обнаруживаются на срезах, также имеют ядро с сетчатой структурой, но рисунок сетки менее «грубый», чем в ядрах сперматоцитов 1.
Самый верхний ярус стенки канальца занимают гаплоидные сперматиды, образующиеся после второго (эквационного) деления мейоза. Популяции сперматид, видимые на разных срезах семенных канальцев, существенно различаются, так как находятся на разных этапах трансформации сперматид в сперматозоиды. Как правило, на одном срезе стенки семенного канальца можно увидеть сперматиды сразу двух возрастов — ранние и поздние.
Ранние сперматиды — небольшие овальные клетки с хорошо заметными контурами светлых ядер, хроматин в которых дисперсно распределен и имеет тонкозернистую структуру. Очень часто на периферии ядра видна довольно крупная темная формирующаяся акросома сперматозоида.
В процессе спермиогенеза сперматида приобретает морфологические свойства, характерные для спермия: ядро уплотняется и образует основную часть головки, формируется акросома, из дистальной центриоли начинает расти жгутик, цитоплазма в основном редуцируется.
Поздние сперматиды имеют темную окраску ядер, их жгутики направлены в просвет канальца.
Картина на поперечных срезах в разных участках извитых семенных канальцев оказывается неодинаковой, что связано с этапом сперматогенеза в конкретном участке канальца. В некоторых случаях на срезе могут присутствовать сперматиды только одного возраста, полностью сформированные сперматозоиды в просвете канальцев также видны не на всех срезах. На завершающем этапе клетки обособляются от клеток Сертоли и сперматозоиды выходят в просвет канальца.
Между извитыми канальцами семенника располагаются соединительная ткань и клетки Лейдига — интерстициальные эндокриноциты, основная функция которых — синтез мужского полового гормона тестостерона, необходимого для осуществления сперматогенеза.
При работе с препаратом необходимо на малом увеличении найти поперечные срезы извитых канальцев семенника с разными этапами сперматогенеза. На большом увеличении следует рассмотреть различные стадии развития сперматозоидов (сперматогогии, стерматоциты 1 и 2, сперматиды, сперматозоиды) и клетки Сертоли.
Источник
Препарат 1. Семенник крысы (гистологический срез)
На срезе семенника канальцы выглядят либо округлыми, либо овальными – это зависит от плоскости сечения. Между семенными канальцами расположена соединительная ткань и клетки Лейдига, основная функция которых – выработка мужского полового гормона тестостерона, необходимого для осуществления сперматогенеза. Стенку канальца образуют несколько слоев клеток, которые представляют собой дифференцирующиеся половые клетки (рис. 1). Развитие их происходит в направлении от базальной мембраны в просвет канальца. Помимо сперматогенного эпителия (сперматогониев и их потомков) в состав стенки канальца входят соматические по происхождению клетки Сертоли. Основания этих клеток находятся на стенке канальца, а разветвленные их части простираются внутрь канальца. Рассмотреть границы клеток Сертоли невозможно, но в основании каждой клетки располагаются ядра треугольной формы. Функции клеток Сертоли различны: трофическая, опорная, регуляторная, фагоцитарная. Между основаниями этих клеток располагаются сперматогонии. Они характеризуются относительно небольшими размерами и крупным ядром. Хроматин в ядрах сперматогониев первой генерации деконденсирован, равномерно распределен в кариоплазме. Ярус семенного канальца (базальный компартмент), в котором расположены сперматогонии, обозначается зоной размножения. В околополостном отсеке ярусами располагаются последовательно сперматоциты первого порядка, спематоциты второго порядка и сперматиды. При формировании спермотозоидов от сперматид отделяются резидуальные тельца. В самом центре канальцев располагаются сперматозоиды. На рисунке 2 показана схема строения того же семенного канальца, позволяющая детально разобраться в строении сперматогенного эпителия.
Рис. 1. Поперечный разрез семенного канальца крысы (Мануилова, 1964). 1 – сперматогония; 2 – клетка Сертоли; 3 – сперматоцит первого порядка; 4 – сперматида; 5 – сперматозоид; 6 – преобразующаяся сперматида.
Рис. 2. Схема строения сперматогенного эпителия (Мануилова, 1964). 1 – ядра клеток оболочки семенного канальца; 2 – ядро клетки Сертоли; 3 – зоны плотных контактов между отростками соседних клеток Сертоли; 4,5,6 – сперматогонии; 7 – сперматоциты первого порядка; 8 – ранние (округлые) сперматиды; 9 – поздние (удлиненные) сперматиды; 10 – отделение резидуального тельца; 11 – сперматозоид в просвете семенного канальца; 12 – резидуальные тельца.
Препарат 2. Сперматозоиды морской свинки
Сперматозоиды морской свинки – это типичные жгутиковые клетки. Общая длина их равна 100 мкм. Отчетливо выражена головка, шейка и хвостик. Головка имеет округлую форму, центр ее занимает ядро. Акросома темная и в виде шапочки расположена на апикальном конце клетки. Область шейки несколько утолщена. Здесь сохраняется резидуальная цитоплазма в виде капельки. Капелька обычно исчезает по мере прохождения сперматозоида по канальцам придатка семенника. Хвостик длинный, покрыт цитоплазматической оболочкой, состоит их осевой нити и окружающей ее цитоплазмы. Иногда на препаратах можно увидеть «многохвостые» спермии. Это результат склеивания нескольких спермиев, которые обладают высокой способностью к агглютинации
Рис. 3. Сперматозоиды морской свинки (Новиков, Святенко, 1984). 1 – головка; 2 – ядро; 3 – акросома; 4 – шейка; 5 – две центриоли; 6 – связующий отдел; 7 – утолщение; 8 – главный отдел хвостика; 9 – концевой отдел хвостика.
Источник