Гаплоидная клетка: характеристика, деление, размножение

Гаплоидная клетка — это та, в ядре которой содержится одинарный набор хромосом. Это, в основном, гаметы - то есть клетки, предназначенные для размножения. Также гаплоидным набором хромосом обладают большинство прокариотических организмов. Соматические клетки эукариотов (все, кроме половых) — диплоидные, у растений могут быть полиплоидными.

Строение прокариотической клетки

Прокариоты являются организмами, состоящими из одной клетки, в которой нету ядра. К таким относятся только бактерии. Большинство из них имеют одинарный набор хромосом.

Структура их клетки отличается от эукариотической тем, что в ней отсутствуют некоторые органоиды. К примеру, в них нет митохондрий, лизосом, комплекса Гольджи, вакуолей, эндоплазматической сети. Однако, как и эукариотическая, гаплоидная клетка прокариотов обладает плазматической мембраной, состоящей из белков и фосфолипидов- рибосомами, которые участвуют в выработке белков- клеточной стенкой, которая в большинстве случаев построена из муреина. Также в строении такой клетки может присутствовать капсула, в состав которой входят такие вещества, как белки и глюкоза. Их хромосомы свободно плавают в цитоплазме, не защищены ядром или какой-либо другой структурой. Чаще всего наследственный материал бактерий представлен лишь одной хромосомой, на которой записана информация о белках, которые должны продуцироваться клеткой. Способ размножения таких организмов — простое деление гаплоидных клеток. Это позволяет им в кратчайшие сроки заметно увеличить свою численность.

Видео: Клематис,как размножить делением куста.Размножаем клематис делением корней.

Клетки эукариотов, обладающие одинарным набором хромосом

У такого рода организмов гаплоидные ядра содержат клетки под названием гаметы. Они могут весьма отличаться от соматических. Размножение гаплоидными клетками является половым, и новый организм может начать развиваться только при слиянии двух гамет, синтезированных разными особями одного и того же вида.

Видео: Урок биологии №28. Деление клетки. Митоз.

Образованная при слиянии двух гаплоидных клетка называется зиготой, она уже обладает двойным набором хромосом. Несмотря на то что половые клетки отличаются от соматических диплоидных, они все же могут иметь некоторые органоиды, присущие эукариотам.

Гаметы животных

Половые клетки организмов, принадлежащих к этому царству, называются сперматозоидами и яйцеклетками. Первые вырабатываются в организме самца, вторые — самки. Яйцеклетки продуцируются в яичниках, а сперматозоиды — в яичках. И те и другие — специализированные гаплоидные клетки, которые имеют различные функции.

Строение яйцеклеток

Женские половые клетки обладают намного большими размерами, нежели мужские. Они являются неподвижными. Основная их задача — обеспечить зиготу на первое время питательными веществами, необходимыми для деления. Яйцеклетка состоит из цитоплазмы, мембраны, студенистой оболочки, полярного тельца и ядра, в котором находятся хромосомы, несущие наследственную информацию. Также в ее строении присутствуют кортикальные гранулы, в которых содержатся ферменты, предотвращающие попадание в клетку других сперматозоидов после ее оплодотворения, иначе могла бы образоваться полиплоидная зигота (с тройным и более набором хромосом), что повлекло бы за собой разного рода мутации.

Яйцо птиц также можно считать яйцеклеткой, однако в ней содержится намного больше питательных веществ, чтобы их хватило для полного развития эмбриона. Женская половая клетка млекопитающих не содержит столько органических химических соединений, так как на более поздних этапах развития эмбриона через плаценту он получает все необходимое из материнского организма.

В случае же с птицами этого не происходит, поэтому весь запас питательных веществ должен изначально присутствовать в яйцеклетке. Яйцо имеет и более сложную структуру. Поверх желточного мешка и белковой оболочки оно покрыто скорлупой, которая играет защитную функцию, также в структуре присутствует воздушная камера, которая необходима для обеспечения зародыша кислородом.

Строение сперматозоидов

Это также гаплоидная клетка, предназначенная для размножения. Главной ее функцией является сохранение и передача отцовского наследственного материала. Эта гаплоидная клетка подвижна, обладает намного меньшими размерами, чем яйцеклетка, за счет того, что не содержит питательных веществ.

Сперматозоид состоит из нескольких основных частей: хвоста, головки и промежуточного отдела между ними. Хвост (жгутик) состоит из микротрубочек — структур, построенных из белков. Благодаря ему сперматозоид может передвигаться к своей цели — яйцеклетке, которую он должен оплодотворить.

Промежуточный отдел между головкой и хвостом содержит митохондрии, которые располагаются по спирали вокруг средней части жгутика, и пару центриолей, лежащих перпендикулярно друг другу.

Первые — это органеллы, которые вырабатывают энергию, которая нужна для передвижения гаметы. В головке сперматозоида находится ядро, которое обладает гаплоидным набором хромосом (23 у человека). На внешней стороне этой части мужской половой клетки находится аутосома. По сути, это слегка видоизмененная, увеличенная лизосома. В ней находятся ферменты, которые необходимы для того, чтобы сперматозоид мог растворить часть внешних оболочек яйцеклетки и оплодотворить ее. После того как мужская половая клетка сливается с женской, образуется зигота, которая обладает диплоидным набором хромосом (46 у человека). Она уже способна делиться, из нее и образуется зародыш.

Гаплоидные клетки растений

У организмов этого "царства" вырабатываются похожие половые клетки. Женские тоже называются яйцеклетками, а мужские — спермиями. Первые находятся в пестике, а вторые — на тычинках, в пыльце. При попадании ее на пестик происходит оплодотворение, и затем образуется плод с семенами внутри.

У низших растений (споровых) — мхов, папоротников — наблюдается чередование поколений. Одно из них размножается бесполым способом (спорами), а другое — половым. Первое называется спорофитом, а второе — гаметофитом. У папоротников спорофит представлен растением с большими листками, а гаметофит — небольшой зеленой структурой в форме сердца, на ней и образуются половые клетки.