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La riproduzione
La Riproduzione
Perché gli esseri viventi si riproducono?
La riproduzione è il processo attraverso il quale gli
esseri viventi fanno sì che la propria specie
sopravviva, generando nuovi individui.
La specie comprende individui in grado di accoppiarsi tra
loro e di generare prole feconda, ogni specie ha un numero
caratteristico di geni.
La Riproduzione
La riproduzione ha assunto nel corso
dell’evoluzione forme diverse e sempre
più complesse, tuttavia il processo
riproduttivo può riportarsi a due soli tipi
fondamentali: riproduzione asessuata e
riproduzione sessuata.
La Riproduzione
Nella riproduzione asessuata un solo
individuo è capace di generare
discendenti geneticamente simili tra loro
e all'individuo che li ha generati.
La riproduzione sessuale (o
gamica) richiede due genitori di
sesse diverso e genera discendenti
con caratteri di entrambi i genitori.
La riproduzione sessuata dà origine ad
organismi che possiedono caratteri
ereditati per metà dal padre e per metà
dalla madre. Tutto ciò conduce ad una
notevole variabilità del patrimonio genico
dei figli, che sfocia in una maggiore
capacità di adattamento al mutare delle
condizioni ambientali. È tipica degli
organismi pluricellulari più complessi.
La Riproduzione
Nella riproduzione sessuata, la formazione di un nuovo
essere vivente risulta dall'incontro di due cellule di due
genitori diversi detti gameti o cellule germinali: gli
spermatozoi e le cellule uovo.
La fusione dei due gameti (fecondazione) che avviene nel
corpo dell'individuo femmina (fecondazione interna) e
forma una nuova cellula, lo zigote, da cui si svilupperà un
nuovo individuo
La Riproduzione Sessuata
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La Riproduzione
Nel nostro organismo esistono due tipi di cellule.
Le cellule somatiche sono le cellule del corpo (muscoli,
fegato, cervello ecc) mentre i gameti sono le cellule
destinate alla riproduzione.
La Riproduzione
I cromosomi del nucleo sono formati da lunghe molecole
di DNA, nelle quali sono scritte tutte le informazioni
ereditarie.
Ogni molecola di DNA è formata da tanti frammenti detti
geni contenenti l’informazione per un certa caratteristica.
La Riproduzione
Le cellule somatiche di un organismo hanno uguale
patrimonio genetico e si dividono per mitosi generando
cellule che contengono sempre lo stesso corredo
cromosomico, 46 cromosomi, uguali due a due.
Poiché possiedono una duplica copia di ogni cromosoma
sono detti diploidi.
La Riproduzione
I gameti contengono metà dei cromosomi delle cellule
somatiche, 23 cromosomi, e sono detti aploidi perché
contengono un unico esemplare di ogni coppia di
cromosomi.
Il ciclo vitale di molti organismi
comprende sia la mitosi sia la meiosi
La meiosi richiede due divisioni nucleari (i
gameti sono aploidi, n), mentre la mitosi ne
richiede solo una (le cellule somatiche sono
diploidi, 2n).
Alla mitosi è affidata la crescita
dell’organismo nel corso dello sviluppo,
oltre che la riparazione dei tessuti per tutta
la vita.
La meiosi è invece implicata nella
formazione dei gameti (spermatogenesi e
oogenesi).
I cromosomi eucariotici sono visibili
durante la divisione cellulare
Quando una cellula eucariotica
non è in divisione, il DNA
presente in un cromosoma si
trova in una massa intricata di
filamenti sottili, la cromatina.
Prima della divisione nucleare,
ogni cromosoma si duplica ed
è formato da due parti uguali
chiamati cromatidi.
I cromosomi eucariotici sono visibili
durante la divisione cellulare Ciascuna specie di organismo ha un numero
cromosomico caratteristico. Questa cifra indica il numero
diploide (2n) di cromosomi.
Le cellule somatiche sono diploidi (2n): ogni
cromosoma è presente in due copie.
I gameti sono aploidi (n): le cellule uovo e gli
spermatozoi hanno un singolo cromosoma per tipo.
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La mitosi mantiene inalterato il numero di
cromosomi
La divisione cellulare avviene durante la fase della mitosi.
Come risultato della mitosi, le due cellule figlie
possiedono un corredo genetico identico a quello della
cellula madre.
Anche se la mitosi è un processo continuo, si possono
distinguere alcune fasi:
•profase – la cromatina è condensata e i cromosomi
visibili;
•metafase – i cromosomi sono allineati al centro della
cellula e ancorati a una fibra del fuso mitotico;
•anafase – i cromatidi fratelli si staccano e vengono
portati ai poli opposti del fuso;
•telofase – si stanno formando le cellule figlie.
Le fasi della mitosi nella cellula animale (in alto) e nella cellula vegetale (in basso) – I parte
Le fasi della mitosi nella cellula animale (in alto) e nella cellula vegetale (in basso) – II parte
La meiosi produce i gameti La meiosi è il tipo di divisione cellulare che ha un ruolo
chiave nella riproduzione sessuata.
Appena prima della divisione, nella cellula sono visibili le
coppie di cromosomi omologhi, chiamati così poiché
hanno la stessa taglia, forma e tipo di costrizione (la
posizione del centromero).
Coppia di cromosomi
omologhi
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Le quattro fasi tipiche della mitosi (profase, metafase,
anafase e telofase) si possono evidenziare sia nella
meiosi I sia nella meiosi II.
Al termine della meiosi, un cromosoma di ciascuna
coppia di cromosomi omologhi è in ciascuna delle quattro
cellule figlie aploidi.
La meiosi prevede due cicli di divisioni
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Le fasi della meiosi I
Le fasi della meiosi I
I cromosomi omologhi si avvicinano e si allineano
lateralmente: poiché ciascun omologo ha due cromosomi
fratelli, nella sinapsi quattro cromosomi si trovano a
stretto contatto; tale gruppo si chiama tetrade.
Il crossing-over
Il crossing-over
I cromatidi non fratelli della
tetrade talvolta si scambiano
materiale genetico, un
evento chiamato crossing-
over.
Grazie a questo scambio, i
cromatidi fratelli portano
delle informazioni
genetiche non più uguali.
La riproduzione sessuata aumenta la
variabilità genetica
La Pubertà
La pubertà è il periodo di
cambiamenti fisici attraverso i
quali il corpo di un bambino
diviene un corpo adulto capace
di riproduzione. Durante la
pubertà compaiono i caratteri
sessuali secondari.
I caratteri sessuali primari
definiscono le differenze tra
maschio e femmina.
La pubertà – E. Munch
Cambiamenti Puberali
L’apparato riproduttore maschile
Lo scroto, o sacco scrotale, è un sacchetto
che contiene i testicoli, assicurando
protezione e il mantenimento di una
temperatura adeguata (2-3 °C inferiore
rispetto a quella corporea).
L’apparato genitale maschile
I testicoli sono una coppia
di ghiandole di forma
ovoidale, sono ricoperti da
una rigida capsula bianca
fibrosa introflessa e divisa
in lobuli e in tubuli
seminiferi dove vengono
prodotti gli spermatozoi.
L’apparato genitale maschile
Lo scroto, o sacco scrotale, è un sacchetto che
contiene i testicoli, assicurando protezione e il
mantenimento di una temperatura adeguata (2-3
°C inferiore rispetto a quella corporea).
1.meiosi I;
2.meiosi II;
3.spermiogenesi.
L’apparato genitale maschile
La spermatogenesi è il processo in cui gli spermatidi
maturano in spermatozoi e si divide in tre fasi:
L’apparato genitale maschile
L’apparato genitale maschile
Il testicolo è composto da compartimenti chiamati lobuli, ciascuno
contenente da uno a tre tubuli seminiferi dove avviene la spermatogenesi,
cioè la produzione degli spermatozoi.
L’apparato genitale maschile
Ogni giorno nei testicoli vengono prodotti
circa 300 milioni di spermatozoi che riescono
a sopravvivere nel tratto riproduttivo
femminile fino a circa 48 ore.
Ogni cellula spermatica è costituita da
• una testa, contenente il nucleo con 23
cromosomi, e un acrosoma, cioè una
vescicola piena di enzimi litici che
favoriscono la penetrazione nell’ovulo;
• un collo, ricco di mitocondri che
producono energia.
• una coda, utilizzata per la locomozione.
L’apparato genitale maschile
All’inizio della pubertà, le
cellule neurosecretrici
dell’ipotalamo aumentano la
secrezione dell’ormone di
rilascio delle gonadotropine
(GnRH). Questo stimola
l’ipofisi a secernere
l’ormone luteinizzante (LH) e
l’ormone follicolo-stimolante
(FSH).
L’apparato genitale maschile
Lo sperma è una miscela di spermatozoi e di secrezioni prodotte dalle ghiandole annesse contenente un numero variabile di spermatozoi, da 50 a 150 milioni per mL.
Contiene anche un antibiotico naturale che può distruggere o limitare la diffusione di certi batteri presenti sia nello sperma stesso che nelle vie inferiori del tratto genitale femminile.
L’apparato genitale maschile
L’apparato genitale femminile
Gli organi dell’apparato genitale
femminile comprendono
• le ovaie;
• le tube uterine;
• l’utero;
• la vagina;
• genitali esterni, che nel loro insieme
prendono il nome di vulva;
• le ghiandole mammarie.
L’apparato riproduttore femminile
Le ovaie sono un paio di organi che producono le cellule
uovo e ormoni quali progesterone, estrogeni.
Contengono i follicoli ovarici nei quali maturano le cellule
uovo.
Ciò che resta del follicolo dopo l’ovulazione si trasforma
nel corpo luteo.
40 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Nelle ovaie si formano gli oociti e si
producono ormoni sessuali femminili Un oocita viene prodotto quando un follicolo dell’ovaia si trasforma da follicolo
primario a follicolo secondario a follicolo vescicolare.
L’apparato genitale femminile
L’apparato genitale femminile
Ai lati dell’utero si trovano due tube uterine (o di
Falloppio), che servono per gli le cellule uovo come vie
di transito dalle ovaie all’utero.
L’apparato genitale femminile
L’utero è l’organo di impianto di un ovulo fecondato ed è la fonte del flusso mestruale se non è avvenuta la fecondazione.
Lo strato muscolare intermedio, il miometrio, consiste di muscolatura liscia e le sue contrazioni aiutano a espellere il bambino durante il parto.
La porzione più interna o endometrio è, invece, una membrana mucosa che fornisce nutrimento al feto in via di sviluppo oppure che si sfalda ogni mese con la mestruazione.
L’apparato genitale femminile
Il ciclo riproduttivo femminile
Il ciclo ovarico comprende una serie di eventi che si svolge nelle ovaie durante e dopo la maturazione di una cellula uovo.
Il ciclo uterino (o mestruale), controllato dagli ormoni steroidei rilasciati dalle ovaie, si svolge a livello dell’endometrio uterino in modo che sia pronto all’eventuale impianto di un ovulo fecondato e quindi alla gravidanza.
Il ciclo riproduttivo femminile
L’andamento dei livelli degli ormoni femminili durante il ciclo ovarico e il ciclo
uterino.
Il ciclo riproduttivo femminile
L’apparato
riproduttore
femminile presenta
un’attività ciclica che
coinvolge le ovaie e
l’utero.
Il ciclo riproduttivo femminile
La gravidanza è la sequenza di eventi che
hanno inizio con la fecondazione e
procedono con l’impianto dell’embrione
nella parete uterina, lo sviluppo
embrionale e poi fetale e sfociano nella
nascita.
Tortora, Derrickson Conosciamo il corpo
umano © Zanichelli editore 2009
La gravidanza
La fecondazione
Contatto fra gameti
La reazione
acrosomiale permette
allo spermatozoo di
aprire un varco nella
zona pellucida
dell’oocita.
Lo sviluppo embrionale: impianto
La blastocisti aderisce
all’endometrio e avviene
l’impianto nella parete
uterina.
Le cellule del trofoblasto
emettono dei prolungamenti,
i villi coriali.
Poco dopo la fecondazione, lo
zigote va incontro a una serie di divisioni
mitotiche (segmentazione) fino a formare una morula
che procede verso l’impianto
nell’endometrio uterino.
La gravidanza
Successivamente tale sferula prende il nome di
blastocisti dove è possibile distinguere una massa cellulare interna,
da cui si svilupperà l’embrione vero e proprio,
e un trofoblasto corrispondente alla porzione fetale della
placenta.
La gravidanza
Lo sviluppo
embrionale:
segmentazione
Nelle prime fasi dello
sviluppo embrionale si ha la
segmentazione dello zigote
e la formazione della morula
e della blastocisti.
Nel frattempo si assiste alla formazione dei
villi coriali, proiezioni digitiformi contenenti i
vasi sanguigni fetali.
La placenta consente il passaggio di
nutrienti e ossigeno dal sangue materno a
quello fetale. La connessione diretta tra
placenta ed embrione è costituita dal
cordone ombelicale.
Lo sviluppo embrionale
Lo sviluppo embrionale
A livello della placenta
vengono scambiati
sostanze nutritive e
cataboliti tra il sangue
materno e quello fetale.
Lo sviluppo embrionale
Le membrane extraembrionali sono
presenti in tutti i vertebrati terrestri.
Il corion è disposto appena sotto il
guscio dell’uovo e ha il compito di
assicurare gli scambi gassosi con
l’esterno.
L’amnios contiene un liquido protettivo
che idrata l’embrione.
L’allantoide ne raccoglie gli scarti
azotati.
Il sacco vitellino contiene il nutrimento
dell’embrione.
Lo sviluppo embrionale
Lo sviluppo embrionale
comprende i primi due mesi
della gestazione a partire dalla
fecondazione; al termine dello
sviluppo embrionale tutti i
sistemi di organi sono già
abbozzati.
Lo sviluppo
embrionale
Al termine delle prime otto settimane, l’embrione è
completo e comincia ad assumere caratteristiche
tipicamente umane.
Lo sviluppo embrionale
Lo sviluppo fetale inizia dal terzo mese della gestazione,
quando la placenta è completamente sviluppata.
La placenta fornisce al feto ossigeno e nutrienti e
consente di eliminare il diossido di carbonio e altri
prodotti di rifiuto.
Durante il terzo e il quarto mese le parti scheletriche
cartilaginee vengono sostituite da tessuto osseo, ed è
possibile distinguere il sesso del feto.
Dal quinto al settimo mese i movimenti fetali
aumentano e il feto continua a crescere e ad acquistare
peso.
https://www.youtube.com/watch?v=nKlkZlgP7Wk
Lo sviluppo embrionale
Le tre fasi del parto Al termine del nono mese, il feto assume la tipica posizione fetale ed è pronto per
la nascita, che si suddivide in tre fasi:
1. la dilatazione del collo dell’utero, determinata dalle contrazioni;
2. la nascita del bambino, accompagnata da contrazioni di circa 1 minuto ogni 1-2
minuti. Il cordone ombelicale viene reciso;
3. il secondamento della placenta, in cui la placenta viene espulsa.