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Apparato riproduttore

di Elena Roma

VARI TIPI DI RIPRODUZIONE:

Riproduzione asessuata:

Avviene senza l’intervento di cellule specializzate: i gameti. La prole che si origina è geneticamente identica al genitore e ne costituisce un clone. Avviene in diversi modi:

Gemmazione: si generano nuovi individui per divisione di quelli preesistenti;

Scissione: un organismo si divide in due o più individui di dimensioni simili

Frammentazione: per rottura del corpo di un individuo in più parti, la frammentazione deve essere accompagnata dalla

Rigenerazione: nascita di nuove parti del corpo a partire da frammenti che si formano. In alcune specie si frammenta l’intero corpo, mentre in altre si staccano solo determinate parti del corpo.
La riproduzione asessuata comporta vantaggi e svantaggi:
 Permette agli animali che conducono una vita fissa o isolata di riprodursi anche senza trovare dei partner;
 Permette di produrre rapidamente un gran numero di nuovi individui, senza alcun spreco di energie;
 Perpetua in genotipo con rapidità e precisione;
 Produce popolazioni geneticamente uniformi che può estinguersi a piccola variazioni dell’ambiente in cui vive.
Riproduzione sessuata:
E’ la produzione di prole attraverso la fecondazione: fusione di due cellule sessuali aploidi dette gameti che formano una cellula diploide detta zigote. Il gamete maschile è detto spermatozoo, quello femminile, cellula uovo. Lo zigote possiede una combinazione peculiare di geni che gli sono stati trasmessi dai genitori.
La riproduzione sessuata aumenta la variabilità genetica della prole che permette una maggiore adattabilità ai cambiamenti ambientali.
Esistono alcuni tipi di riproduzione sessuata, per esempio la partenogenesi: la cellula uovo si sviluppa senza che sia avvenuta la fecondazione.
Molte specie animali possono riprodursi sia in maniera asessuata che in maniera sessuata, in altri casi gli animali possono alternare la riproduzione sessuata con o senza fecondazione.
In altre specie ancora l’evoluzione ha portato allo sviluppo dell’ermafroditismo: gli organismi ermafroditi possiedono sia l’apparato riproduttore femminile che quello maschile. In alcune specie l’organismo può fecondare le proprie uova, in altre deve comunque avvenire l’accoppiamento tra due individui. Quando si accoppiano entrambi gli organismi si comportano contemporaneamente sia da maschio che da femmina, ricevendo e donando spermatozoi.
La fecondazione nella riproduzione sessuata può avvenire principalmente in 2 modi:
 Per fecondazione esterna: gli organismi liberano i gameti nell’acqua dove, se le uova sono mature, avverrà la fecondazione.
 Per fecondazione interna: lo sprema viene deposto all’interno dell’apparato riproduttore femminile dove avverrà l’incontro dei gameti; la fecondazione interna richiede l’accoppiamento a la presenza di apparati riproduttori complessi.

FORMAZIONE DEGLI SPERMATOZOI E DELLE CELLULE UOVO:
Gli spermatozoi e le cellule uovo sono cellule aploidi che si sviluppano a partire da cellule diploidi all’interno delle gonadi.
Spermatogenesi:
Essa richiede circa 65-75 giorni, avviene nei testicoli all’intero di tubuli strettamente ripiegati su se stessi detti tubuli seminiferi. All’interno di essi la formazione ha inizio vicino alle pareti da cellule diploidi che si moltiplicano continuamente per mitosi, da esse si formano gli spermatociti primari. Da ognuno di essi, per meiosi I, si formano 2 spermatociti secondari aploidi che poi, andando incontro alla meiosi II, formeranno 4 cellule aploidi dove i cromosomi saranno costituiti da un unico cromatidio. Da ognuna di esse si svilupperà poi uno spermatozoo. Durante questo processo gli spermatozoi in formazione vengono spinti verso la parte più interna del tubulo seminiferi per poi passare nell’epididimo.
Oogenesi:
L’oogenesi di fatto ha inizio ancora prima che la donna nasca, quando in ciascun follicolo in via di sviluppo una cellula diploide incomincia a dividersi per meiosi, al momento della nascita ciascun follicolo contiene un oocita primario, cioè una cellula diploide rimasta allo stadio di profase della meiosi I, quiescente. Dopo la pubertà, ogni 28 giorni circa, l’FSH prodotto dall’ipofisi stimola un follicolo che si ingrossa e riprende il suo sviluppo: l’oocita primario completa la meiosi I. Al termine di essa, durante la citodieresi, la maggior parte del citoplasma passa solo a una della 2 cellule figlie, detta oocita secondario. L’altra è detta primo corpuscolo polare ed è quasi priva di citoplasma. L’oocita secondario viene liberato dall’ovaia nell’ovidotto durante l’ovulazione, dove, se avviene la fecondazione, andrà in contro alla meiosi II. In seguito ad essa si formano un secondo corpuscolo polare e la cellula uovo. Il nucleo aploide della cellula uovo, a questo punto, si fonde con quello aploide dello spermatozoo dando origine allo zigote. Anche in primo corpuscolo polare va incontro alla meiosi II formando 2 cellule che, come il secondo corpuscolo polare, degenerano poco dopo la formazione della cellula uovo.
All’interno di un’ovaia vi è un numeri predefinito di follicoli quiescenti. Un follicolo alla volta matura e quando al suo interno si è formato l’oocita secondario l’ormone ipofisario LH provoca l’ovulazione. Una volta vuoto il follicolo si trasforma in corpo luteo. Esso, se non avviene la fecondazione degenera prima che cominci a svilupparsi un altro follicolo, se invece avviene esso comincia a produrre sostanze e ormoni utili alla gravidanza.
Differenze:
1. A partire da ciascuna cellula diploide viene prodotta una sola cellula uovo per l’oogenesi, mentre 4 spermatozoi per la spermatogenesi;
2. Al momento della nascita le ovaie contengono già il numero definitivo di oociti primari mentre nei testicoli vengono prodotti continuamente spermatociti primari durante il corso di tutto il periodo fertile dell’uomo;
3. L’oogenesi non viene completata senza la stimolazione di parte di uno spermatozoo, mentre la spermatogenesi produce gameti maturi.

GLI ORMONI REGOLANO I CAMBIAMENTI CICLICI CHE HANNO LUOGO NELLE OVAIE E NELL’UTERO:

I messaggi ormonali sincronizzano il ciclo ovarico con il ciclo mestruale. La loro azione è complessa e basata su meccanismi a feed-back.
Il ciclo ovarico e il ciclo mestruale:
il ciclo ovarico è costituito da una fase pre-ovulatoria durante la quale avviene la crescita del follicolo e da una post-ovulatoria durante la quale si sviluppa l’oocita secondario dopo che il follicolo si è trasformato in corpo luteo.
La mestruazione corrisponde con l’inizio della fase pre-ovulatoria e dura circa 3-5 giorni. Durante essa l’endometrio si sfalda e viene espulso, dopo la mestruazione esso si comincia a rigenerare fino ad arrivare a un massimo nel 20°-25° giorno, se non si è verificato l’impianto di un embrione si ha una nuova mestruazione.
Ormoni del ciclo mestruale e del ciclo ovarico
Ormone Secreto da Funzioni
Ormone di rilascio Ipotalamo  Regola la secrezione di FSH e LH da parte dell’ipofisi.
FSH Ipofisi  Stimola la crescita del follicolo ovarico.
LH Ipofisi  Stimola la crescita del follicolo ovarico;
 Stimola la formazione dell’oocita secondario;
 Induce l’ovulazione;
 Favorisce lo sviluppo del corpo luteo;
 Favorisce la secrezione di ormoni da parte del corpo luteo.
Estrogeni Follicolo ovarico  Bassi livelli ematici inibiscono l’ipofisi;
 Alti livelli ematici stimolano l’ipotalamo;
 Favoriscono lo sviluppo dell’endometrio.
Estrogeni e Progesterone Corpo luteo  Mantengono integro l’endometrio;
 Alti livelli ematici inibiscono l’ipotalamo e l’ipofisi;
 Il loro drastico abbassamento induce la mestruazione.

Gli eventi ormonali che determinano il ciclo ovarico:
1. L’ormone ipotalamico di rilascio stimola la produzione li FSH e LH da parte del lobo anteriore dell’ipofisi;
2. L’ormone FSH stimola la crescita del follicolo determinando l’inizio del ciclo ovarico;
3. Il follicolo produce estrogeni a livelli costanti piuttosto bassi, inibendo così l’ipofisi che non produce più FSH e LH;
4. Si ha un picco nella produzione di estrogeni da parte del follicolo, inducendo l’ipofisi a produrre alte quantità di FSH e LH;
5. Il picco di LH, in particolare, induce il completamento della meiosi e quindi il raggiungimento dello stato di oocita secondario;
6. Sempre il picco di LH induce particolari enzimi a rompere il follicolo che può liberare l’oocita secondario, dando origine all’ovulazione;
7. Sempre il picco di LH induce lo sviluppo del corpo luteo e la secrezione, da parte di esso, di estrogeni e progesterone;
8. La combinazione di estrogeni e progesterone nel sangue ha un controllo sull’ipotalamo e sull’ipofisi, che bloccano la produzione di FSH e LH;
9. La diminuzione ematica di FSH e LH impedisce che, durante la fare post-ovulatoria, possa avvenire lo sviluppo di altri follicolo e quindi un’altra ovulazione;
10. Il crollo del picco di LH è seguito dalla degenerazione del corpo luteo;
11. Quando il corpo luteo è degenerato, alla fina della fase post ovulatoria, esso smette di produrre estrogeni e progesterone;
12. Man mano che si abbassa il livello di estrogeni e progesterone nel sangue, l’ipotalamo può nuovamente stimolare l’ipofisi a produrre FSH e LH, dando inizio a un nuovo ciclo.
Gli eventi ormonali che determinano il ciclo mestruale:
Il ciclo mestruale è direttamente controllato solo da estrogeni e progesterone:
1. Dai 5° giorno del ciclo l’endometrio diventa più spasso a causa degli alti livelli di estrogeni e progesterone;
2. Quando i livelli di estrogeni e progesterone crollano, l’endometrio inizia a sfaldarsi dando origine al nuovo ciclo mestruale.
Entrambi i cicli si interrompono se vi è la fecondazione, in questo caso l’embrione secerne l’ormone HCG che mantiene attivo il corpo luteo che continua a produrre progesterone e estrogeni che evitano lo sfaldamento dell’endometrio.

NELL’UOMO LE RISPOSTE SESSUALI AVVENGONO IN 4 FASI:
Nella maggior parte della specie animali le femmine sono recettive e pronte per le fecondazione solo in particolari periodi dell’anno, si dice che le femmina è in estro o in calore.
Nella specie umana, invece, non vi sono particolari periodo dell’anno in cui le femmine sono più ricettive, ma potenzialmente lo sono per tutto l’anno. Gli eventi fisici che accompagnano le risposte sessuali sono divisibili in 4 fasi:
1. la tensione sessuale cresce, il pene e il clitoride vanno incontro all’erezione, i testicoli, le grandi, le piccole labbra e i capezzoli si gonfiano, la vagina produce un liquido lubrificante, i muscoli delle braccia e delle gamba si tendono;
2. fase stazionaria in cui la frequenza cardiaca aumenta;
3. fase dell’orgasmo, contrazioni ritmiche delle strutture riproduttive, eiaculazione del maschio;
4. le risposta descritte si invertono e c’e una fase di rilassamento.

DALLA FECONDAZIONE SI FORMA UNO ZIGOTE E HA INIZIO LO SVILUPPO EMBRIONALE:
Lo sviluppo embrionale ha inizio con la fecondazione: unione di uno spermatozoo e di una cellula uovo che formano uno zigote diploide. I due patrimoni cromosomici si fondono, ognuno contribuendo per metà al corredo genetico delle generazione successiva.

Struttura di uno spermatozoo maturo umano:
Uno spermatozoo o una forma idrodinamica per muoversi meglio nei liquidi contenuti nelle vagina, nell’utero e negli ovidotti. La testa è spessa e contiene un nucleo aploide, nelle sua parte più anteriore vi è una sacca detta arcosoma contenente enzimi che aiutano a rompere la superficie della cellula uovo. Il collo e il segmento intermedio dello spermatozoo contengono un lungo mitocondrio a forma di spirale dal quale ricava energia per muoversi, anche grazie all’elevato contenuto di nutrimento che offre il liquido seminale. Quando gli spermatozoi arrivano alla cellula uovo ha praticamente consumano tutte le energie a loro disposizione, ma devono avere ancora le energie per penetrare l’oocita.

La fecondazione:
Per arrivare all’interno dell’oocita, lo spermatozoo deve attraversare le varie barriere di rivestimento che ricoprono la cellula uovo: un rivestimento gelatinoso, uno strato di glicoproteine, lo strato vitellino, e la membrana cellulare. Quando lo spermatozoo giunge a contatto con lo strato gelatinoso, l’arcosoma libera gli anziani che attaccano in primo strato. Quando la testa dello spermatozoo raggiunge la stato vitellino, tra le 2 si instaura un legame proteico altamente specifico. Lo spermatozoo attraversa lo stato vitellino e la sua membrana cellulare si fonde con quella della cellula uovo, ciò consente l’entrata del nucleo dello spermatozoo nell’oocita. La fusione delle membrane innesca vari cambiamenti nell’oocita: l’intera membrana dell’oocita diventa impenetrabile agli altri spermatozoi, lo stato vitellino si stacca dalla membrana trasformandosi nella membrana di fecondazione, anch’essa impenetrabile agli altri spermatozoi e la macchina metabolica della cellula uovo si attiva.

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