ГДЗ до підручника «Біологія і екологія» В.І. Соболь. 10 клас

§ 61. Суть та біологічне значення запліднення

Пригадайте!

Що таке запліднення?

Запліднення - це процес, під час якого сперматозоїд і яйцеклітина поєднуються в одну клітину, яка розвиватиметься в ембріон. Цей процес зазвичай відбувається, коли сперматозоїд проникає в яйцеклітину і два гаплоїдні набори хромосом об’єднуються, щоб створити диплоїдну клітину. Ця нова клітина відома як зигота, і вона продовжуватиме ділитися та диференціюватися, поки не розвинеться у повністю дорослий організм. Запліднення є першим кроком у процесі статевого розмноження, необхідним для формування нової особини.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Зіставте запропоновані біологічні терміни та отримайте у таблиці відповідей наукову назву процесів запліднення. Яке походження цього поняття? Визначте за допомогою цих термінів особливості процесу запліднення в людини.

Наукова назва процесу запліднення у людини — оогенез і запліднення, або оогамія. Виникнення цієї концепції сходить до роботи Чарльза Дарвіна в кінці 19 століття. Особливості процесу запліднення в людини включають поєднання чоловічої статевої клітини (сперматозоїда) з жіночою статевою клітиною (яйцеклітиною) з утворенням однієї клітини, відомої як зигота. Цей процес необхідний для статевого розмноження, оскільки дозволяє об’єднати генетичні варіації між двома батьками та передати їх нащадкам. Потім зигота проходить кілька етапів поділу клітини, що призводить до утворення нової особини.

Сортів пива налічують навіть не десятки, а сотні тисяч. Серед обивателів побутує думка про корисність цього спиртного напою. Безумовно, у пиві є корисні вітаміни, мікроелементи, органічні кислоти. Водночас воно містить також етанол, сполуки важких металів (наприклад, Кадмію), рослинні аналоги жіночих статевих гормонів. Який вплив мають наведені шкідливі речовини на запліднення й стан репродуктивної системи людини?

Шкідливі речовини, що містяться в пиві, можуть мати негативний вплив на фертильність і репродуктивне здоров'я людини. Етанол є відомим тератогеном, тобто він може викликати вроджені дефекти, а також може перешкоджати виробленню гормонів, необхідних для репродукції. Сполуки важких металів, наприклад кадмій, можуть викликати пошкодження сперматозоїдів і яйцеклітин, а також можуть перешкоджати нормальному функціонуванню репродуктивної системи. Рослинні аналоги жіночих статевих гормонів можуть спричинити дисбаланс рівнів гормонів як у чоловіків, так і у жінок, що призводить до безпліддя та інших проблем з репродуктивним здоров’ям. Крім того, ці речовини можуть пошкоджувати клітини репродуктивної системи, роблячи їх менш здатними виконувати свої необхідні функції. Одним словом, шкідливі речовини, що містяться в пиві, можуть мати значний негативний вплив на фертильність і репродуктивне здоров’я.

СТАВЛЕННЯ

Проникнення сперматозоона в овоцит змінює в ньому обмін речовин: підвищується проникність клітинної мембрани, посилюється поглинання Фосфору і Калію, виділяється Кальцій, збільшується обмін вуглеводів, активується синтез білка. У перші хвилини після контакту зі сперматозооном яйцеклітина викидає назовні Цинк, який до запліднення інтенсивно накопичувала. Науковці назвали це явище «цинковою іскрою». Яке біологічне значення названих біоелементів для яйцеклітини та розвитку зиготи?

Вважається, що виділення цинку з яйцеклітини після контакту зі сперматозоїдом виконує кілька біологічних функцій. По-перше, вважається, що цинк відіграє роль у регуляції експресії генів і активації метаболізму в заплідненій яйцеклітині. Ймовірно, це важливо для того, щоб яйцеклітина могла почати процес розвитку. По-друге, цинк також важливий для формування раннього ембріона, оскільки він допомагає регулювати рівень кальцію в клітинах, який важливий для поділу та диференціювання клітин. Нарешті, цинк також важливий для формування зиготи та самого ембріона, оскільки він необхідний для утворення білків, ДНК та РНК. Таким чином, вважається, що цинк відіграє важливу роль у регуляції експресії генів, регуляції метаболізму та формуванні раннього ембріона та зиготи.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке запліднення?

Запліднення — це з’єднання ядра сперматозоїда батьківського походження з ядром яйцеклітини материнського походження з утворенням первинного ядра ембріона. Під час запліднення сперматозоїд проникає через зовнішню мембрану яйцеклітини, і гаплоїдні набори хромосом, що містяться в кожній, поєднуються, утворюючи одну диплоїдну клітину. Зазвичай цей процес відбувається в матковій трубі незабаром після овуляції. Потім запліднена яйцеклітина потрапляє в матку, де імплантується в ендометрій і починає розвиватися в ембріон.

3. Що таке зигота?

Зигота - це еукаріотична клітина, яка утворюється в результаті запліднення між двома гаметами. Геном зиготи — це комбінація ДНК у кожній гаметі, і клітина швидко ділиться, утворюючи новий організм. Під час запліднення сперматозоїд проникає через зовнішню мембрану яйцеклітини, і гаплоїдні набори хромосом, що містяться в кожній, поєднуються, утворюючи одну диплоїдну клітину. Зазвичай цей процес відбувається в матковій трубі незабаром після овуляції. Потім запліднена яйцеклітина потрапляє в матку, де імплантується в ендометрій і починає розвиватися в ембріон.

4. Назвіть три основні стадії запліднення в людини.

Три основні етапи запліднення у людини: транспорт сперми, транспорт яйцеклітини та запліднення. Під час транспортування сперматозоїдів сперматозоїди вивільняються з чоловічої статі та подорожують жіночими репродуктивними шляхами до яйцеклітини. Під час транспортування яйцеклітини яйцеклітина вивільняється з яєчника та рухається по фаллопієвій трубі до сперми. Нарешті, під час запліднення сперматозоїд проникає в яйцеклітину, а генетичний матеріал із сперматозоїда та яйцеклітини об’єднується, утворюючи зиготу.

5. Наведіть приклади зовнішніх чинників, що порушують запліднення.

Прикладами зовнішніх факторів, які можуть порушити запліднення у людей, є куріння, вживання алкоголю та наркотиків, стрес, інфекції, що передаються статевим шляхом (ІПСШ), токсини навколишнього середовища та вплив радіації. Куріння, вживання алкоголю та наркотиків можуть перешкоджати виробленню сперми або здатності сперматозоїдів досягти яйцеклітини та запліднити її. Стрес може перешкодити овуляції, що призведе до невироблення яйцеклітини. ІПСШ можуть пошкодити сперму або яйцеклітину та перешкодити заплідненню. Токсини навколишнього середовища, такі як забруднення повітря та води, можуть впливати на виробництво здорової сперми та яйцеклітин і можуть пошкодити їх, перешкоджаючи заплідненню. Радіаційне опромінення може пошкодити як сперму, так і яйцеклітину та перешкодити успішному заплідненню.

6. Які внутрішні чинники порушень процесів запліднення.

Внутрішні фактори, які можуть порушити процес запліднення, включають ненормальну структуру сперматозоїдів або яйцеклітини, ненормальну рухливість сперматозоїдів, передчасну овуляцію та ненормальний цервікальний слиз. Аномальна структура сперми або яйцеклітини може перешкодити успішному заплідненню. Ненормальна рухливість сперматозоїдів може перешкодити спермі досягти яйцеклітини та проникнути в неї. Передчасна овуляція може призвести до того, що яйцеклітина переміститься по матковій трубі до того, як сперматозоїди досягнуть її. Аномальний цервікальний слиз може блокувати сперматозоїдам доступ до яйцеклітини.

7. У чому суть та біологічне значення запліднення?

Суть і біологічне значення запліднення полягає в злитті сперматозоїда і яйцеклітини, в результаті чого утворюється одноклітинна зигота. Процес запліднення необхідний для статевого розмноження, і він призводить до створення унікальної генетичної комбінації, яка відрізняється як від сперми, так і від яйцеклітин. Запліднення є критичним етапом у розвитку ембріона, який є початковою стадією росту нового організму. Зигота почне ділитися і диференціюватися, зрештою сформуючи всі органи і системи дорослого організму.

8. Як відбувається запліднення в людини?

Запліднення у людини відбувається, коли сперматозоїд проникає в яйцеклітину і зливається з нею, утворюючи одноклітинну зиготу. Зазвичай цей процес відбувається в матковій трубі незабаром після овуляції. Під час запліднення сперматозоїд проникає через зовнішню мембрану яйцеклітини, і гаплоїдні набори хромосом, що містяться в кожній, об’єднуються, утворюючи одну диплоїдну клітину. Потім запліднена яйцеклітина потрапляє в матку, де імплантується в ендометрій і починає розвиватися в ембріон.

9. Назвіть причини порушення процесів запліднення в людини?

Причинами порушення процесів запліднення у людини можуть бути аномальна структура сперми або яйцеклітини, аномальна рухливість сперматозоїдів, передчасна овуляція, аномалії цервікального слизу. Аномальна структура сперми або яйцеклітини може перешкодити успішному заплідненню. Ненормальна рухливість сперматозоїдів може перешкодити спермі досягти яйцеклітини та проникнути в неї. Передчасна овуляція може призвести до того, що яйцеклітина переміститься по матковій трубі до того, як сперматозоїди досягнуть її. Аномальний цервікальний слиз може блокувати сперматозоїдам доступ до яйцеклітини. Інші фактори, такі як стрес, куріння, вживання алкоголю та наркотиків, інфекції, що передаються статевим шляхом (ІПСШ), токсини навколишнього середовища та радіація, також можуть впливати на процес запліднення та порушувати його.

10. Обґрунтуйте судження про необхідність відповідального ставлення до планування сім’ї.

Важливо відповідально ставитися до планування сім'ї, щоб забезпечити здоров'я і благополуччя батьків, дітей і сім'ї в цілому. Відповідальне планування сім’ї означає прийняття обґрунтованих рішень про те, коли і як народжувати дітей, а також врахування потенційних фінансових, емоційних, фізичних і соціальних наслідків батьківства. Це також означає взяти до уваги потенційні ризики, пов’язані з певними методами лікування безпліддя, а також наявність ресурсів і підтримки для вагітних жінок і батьків. Відповідальне ставлення до планування сім’ї допомагає гарантувати, що всі учасники враховуються та приймаються найкращі рішення для сім’ї.