Сперматозоидом принято называть зрелую подвижную мужскую половую клетку. Сперматозоид образуется в ходе сперматогенеза, основные процессы которого происходят в извитых семенных канальцах яичка.

Сперматозоид и соматическая клетка

Сперматозоиды, как и яйцеклетки, отличаются от соматических (не половых) клеток. Из соматических клеток состоят органы тела, половые же клетки участвуют в оплодотворении, образуя новый организм.

Сперматозоид

Соматическая (не половая) клетка

Имеет гаплоидный (половинный) набор хромосом - n

Имеет диплоидный (двойной) набор хромосом – 2n

Образуется в процессе мейоза

Образуется в процессе митоза

Зрелый сперматозоид больше не делится

Некоторые соматические клетки сохраняют способность делиться

Небольшой размер

Размеры сильно варьируются

Небольшое количество органоидов

Большое количество органоидов у большинства клеток

Низкая метаболическая активность. Это связано с тем, что в сперматозоиде нет большого запаса веществ, митохондрии тратят весь ресурс на движение

Высокая метаболическая активность: в клетке одновременно протекают тысячи процессов синтеза и распада веществ

Задание в формате ЕГЭ с ответом:

Рассмотрите таблицу «Уровни организации живой природы» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.

Уровень

Примеры

Сперматозоид

Органо-тканевый

 

Семенники

Ответ:

Строение сперматозоида

Сперматозоид состоит из трех частей: головки, шейки и хвоста.

Внешнее строение сперматозоида

Внешнее строение сперматозоида

Рис. Строение сперматозоида: 1 – головка, 2 – шейка, 3 – хвост.

Несмотря на то, что сперматозоид – специализированная гаплоидная клетка, не участвующая в построении наших тканей и органов, в ней можно найти уже знакомые нам органоиды. Некоторые из них будут принимать несколько непривычную форму и положение. Например, митохондрии образуют спираль в хвосте сперматозоида, а аппарат Гольджи преобразован в пузырек – акросому.

Ядро сперматозоида

Внешнее строение сперматозоида

Ядро сперматозоида

  • Ядро содержит конденсированные (плотно упакованные) хромосомы, что оберегает генетический материал при оплодотворении.
  • Ядро сперматозоида содержит только половину нормального набора хромосом, характерного для данного вида. Для примера рассмотрим наборы хромосом в соматических и половых клетках у организмов разных видов.

Организм

Диплоидный набор в соматической клетке (2n)

Гаплоидный набор в сперматозоиде (n)

Кролик

44

22

Козел

60

30

Шимпанзе

48

24

Осел

62

31

Собака

78

39

Кошка

38

19

Крыса

42

21

Человек

46

23

 

О том, как находить количество аутосом в половых и соматических клетках, мы расскажем вам в следующем материале!

Пример задания из КИМ ЕГЭ:

Сколько половых хромосом несет сперматозоид человека?

Ответ:

Так как у млекопитающих и некоторых других животных пол определяется сочетанием половых хромосом: ХХ – организм женского пола, XY – организм мужского пола, сперматозоиды гетерогенны, то есть могут быть двух видов:

  • Одни сперматозоиды несут Х-хромосому, если такой сперматозоид оплодотворит яйцеклетку, то из зиготы разовьется женский организм. 
  • Другие несут Y-хромосому, при оплодотворении яйцеклетки таким сперматозоидом будет образовываться мужской организм.

Таким образом, пол будущего потомства у млекопитающих, в том числе и у человека, зависит от отца.

Задание по образцу ФИПИ:

Ядро клетки печени селезня содержит 80 хромосом. Определите количество хромосом в ядре его сперматозоида.

Ответ:

Рецепторы сперматозоида

На головке сперматозоида находятся особые образования – рецепторы. Они улавливают химический сигнал от яйцеклетки и плывут в её сторону. Такое движение получило название положительного хемотаксиса (он наблюдается у многих простейших, плывущих в сторону еды). Благодаря им сперматозоиды определяют направление движения, ведь им нужно быстро добраться до цели, так как продолжительность их жизни невелика.

Акросома

Акросома – уплощенный пузырек, содержащий множество ферментов, способствующих проникновению сперматозоида в яйцеклетку. Образуется она из аппарата Гольджи (в достаточно популярном учебнике Тейлора, Грина, Стаута указано, что акросома = большая лизосома, но в большинстве источников указывают, что акросома – видоизменный аппарат Гольджи).

Ферменты акросомы разрушают вещества, склеивающие вторичную оболочку яйцеклетки.

Центриоли сперматозоида

Ближайшая к головке часть называется шейкой. Она содержит центриоли – проксимальная расположена ближе к головке, при оплодотворении она поступает в цитоплазму яйцеклетки и участвует в последующих делениях, а от дистальной начинается жгутик.

Органоиды сперматозоида

Рис. Строение сперматозоида: 1 – акросома, 2 – ядро, 3 – центриоль, 4 – митохондрии, 5 – аксонема, образованная дистальной центриолью – основа жгутика.

Митохондрии сперматозоида

Вокруг основания жгутика располагаются митохондрии, образующие спираль. Они обеспечивают сперматозоид энергией для движения.

Попробуйте решить задание ЕГЭ:

Рассмотрите рисунок и выполните следующие два задания

 

Какой цифрой на рисунке обозначена структура, содержащая гетерохроматин?

сперматозоид статья 4
Ответ:

Установите соответствие между структурами сперматозоида человека, обозначенными на рисунке выше цифрами 1 ‒ 4, и их характеристиками: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

сперматозоид статья 5
  1. Состоит из тубулина – белка, участвующего в движении
  2. Содержит кариоплазму
  3. Является преобразованным одномембранным органоидом
  4. При проникновении в яйцеклетку такой органоид образует веретено деления
  5. Участвует в клеточном дыхании
  6. Содержит ферменты окислительного фосфорилирования
  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
Ответ:
АБВГДЕ

Литература

  • Афанасьев Ю.И., Юрина Н.А., Котовский Е.Ф. и др. (под ред. проф. Афанасьева Ю.И., проф. Юриной Н.А.) Изд. 5-е, перераб., доп.. Серия: Учебная литература для студентов медицинских вузов М.: Медицина, 2002.
  • Цитология, гистология, эмбриология. Александровская О.В. Радостина Т.Н., Козлов Н.А. М.: Агропромиздат, 1987.
  • Тейлор Д., Грин Н., Стаут У., Биология: В 3-х т. Т.3: Пер. с англ./Под ред. Р. Сопера – 3-е изд., - М.: Мир, 2004.

Установите соответствие между половыми клетками млекопитающих, обозначенных на рисунке цифрами 1 и 2, и их характеристиками: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

сперматозоид статья 6
  1. Имеет больший запас веществ
  2. Содержит акросому
  3. Может нести как Х, так и Y-хромосому
  4. От этой клетки зигота наследует клеточный центр
  5. От этой клетки зигота наследует митохондрии
  6. От этой клетки зигота наследует митохондрии
  1. 1
  2. 2
Ответ:
АБВГДЕ