发育生物学―受精过程及其机制_图文(精)

通过受精技术改良动物品种，提高农畜产品的产量和品质，为农业 和畜牧业的发展提供有力支持。
人类生殖健康
通过受精技术解决不孕不育问题，提高人类的生殖健康水平，促进 家庭和谐与社会稳定。
生物医学研究
受精作用是生物学研究的重要领域，通过研究受精过程可以深入了解 生命的起源和发育机制，为疾病治疗和药物研发提供新的思路。
卵子的发生
在胎儿期，卵原细胞通过有丝 分裂形成初级卵母细胞，并进
入第一次减数分裂。
02
次级成第一 次减数分裂，形成次级卵母细胞
。
卵子的成熟
01
排卵
成熟的卵子从卵泡中释放进入输卵管的过程。
02
透明带反应
次级卵母细胞在受精过程中，透明带会变硬，阻止其他精子进入。
02
精子的发生与成熟
精子的发生
发生过程
精子的发生始于睾丸的曲细精管 ，经过一系列复杂的细胞分裂和 分化过程，最终形成成熟的精子
。
细胞类型
在精子发生过程中，曲细精管内的 精原细胞经过初级精母细胞、次级 精母细胞和精子细胞阶段，最终形 成精子。
影响因素
精子发生受到多种因素的影响，包 括激素、营养状况、环境因素等。
受精作用-课件
目录
• 受精作用概述 • 精子的发生与成熟 • 卵子的发生与成熟 • 受精作用的机制与影响因素 • 受精作用的研究与应用
01
受精作用概述
受精作用的定义
01
受精作用
是指精子和卵子结合形成受精 卵的过程，是生物繁殖的重要
环节。
02
受精过程
精子通过宫颈、宫腔和输卵管 到达卵子所在部位，与卵子结 合形成受精卵，并返回子宫腔
精子与卵子的相互作用
01

（5）末期： 染色体数目减半，形成两个次级精 母细胞
有 丝 分 裂 裂 减 数 分
同源染色体分离，非同源染色体 *最大特征： 自由组合
5、第二次分裂 （无间期，或间期很短） （1）前期： 染色体散乱分布 有 丝 分 裂 裂 减 数 分
（2）中期： 染色体着丝点排列在赤道板上 有 丝 分 裂 裂 减 数 分
过 程
一分为二 长出芽体
代表生物
变形虫等（单 细胞生物） 水螅、酵母菌
产生孢子
植物利用营养 器官产生
根霉、青霉
草莓、马铃薯
2、意义 含有与母体相同的遗传物质，能保持亲 本的优良性状 3、应用：组织培养技术
取植物的器 官或组织放 入培养基中
去分化
分裂
愈 伤 组 织
分化
分裂
新 植 株
三、有性生殖
1、被子植物的双受精
（3）后期： 着丝点断裂，姐妹染色单体分离 有 丝 分 裂 裂 减 数 分
（4）末期： 形成四个两两相同的精细胞 有 丝 分 裂 裂 减 数 分
*最大特征：着丝点断裂，姐妹染色单体分离
6、卵细胞与精子形成过程比较 （1）相同点 都要经过减数分裂 都有同源染色体的联会及四分体现象 染色体数目和DNA数目最终都减少一半
着丝点是 否断裂
是否有 同源染色体
有
有：减数第一次分裂 无：有丝分裂
联会 四分体 同源染色体分离
有 无 以 下 现 象
被子植物的个体发育
一、种子的形成 1、胚的发育
经过短暂休眠 受精卵 分裂一次
①吸收营养 物质供胚发 分裂多次 胚柄 育利用 基细胞 顶细胞
分 裂 多 次
②最后退化 子叶 胚芽 胚轴 胚根
1个精子＋2个极核→受精极核 （发育成胚乳）

原肠胚(内陷)
原口
间充质
invagination
原肠胚(内陷)
外 包
动物极C分裂快,植物极C ห้องสมุดไป่ตู้黄多,分裂慢, 结果动 物极C逐渐向下包围植物 极C,,形成外胚层，被包 围的植物极C成为内胚层
人受精和胚胎发育全过程
输卵管
卵巢
二)受精阶段: 1)精子穿越放射冠和透明带 顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的 卵丘细胞 透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障 2)精子进入卵黄膜 卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障 3)原核形成 雄原核形成和雌原核形成 4)配子结合 雌雄原核融合形成合子(受精卵)
胚胎期
初级卵母细胞停留在减 数分裂第一次分裂前期
性成熟
完成减数第一次分裂； 开始减数第二次分裂并停 止在分裂中期
受精
完成减数第二次分裂
受精作用
3.过程：
一)受精前的准备阶段:
1)精子获能：精子必须在雌性动物的生殖道 发生相应的生理变化后,才能使之与卵细胞 结合. 2)卵子的准备：在输卵管中发育到减数第二 次分裂的中期,才具有与精子结合的能力
2.精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结 构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对 这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集 中在尾的基部？ 提示：细胞核是精子遗传物质储存和复制 的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性 与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体则是有 氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体集 中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生 存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。
人类胚胎第8周时在子宫内的照片
此时胎儿已长到20周，他移动手臂，把手指放在唇 边，这可以促进它对吮吸的反映 。

减
丝
数
分
分
裂
裂
同源染色体：形状、大小一般相同，一条来 自父方，一条来自母方，能配 对的两条染色体
联会： 同源染色体两两配对的现象 四分体：联会后的每对同源染色体含四条
染色单体
（3）中期： 四分体排列在细胞中央
有
减
丝
数
分
分
裂
裂
（4）后期： 同源染色体分离，非同源染色体 自由组合
有
减
丝
数
分
分
裂
裂
（5）末期： 染色体数目减半，形成两个次级精 母细胞
（1）有丝分裂中期染色体数是（ 24 ），染色单 体数是（ 48 ），后期的着丝点数是（ 48 ）。
（2）减数第一次分裂后期，着丝点数是（ 染色24单体数是（ ） 48
（3）减数第二次分裂后期，染色体数是（ 减数24第二次分裂末期染色体数是（ ）
12
）， ），
拓展练习
一、填充题 1．在减数分裂过程中，细胞连续 分裂___2 ___次，而染色体复制 ___1___次。生_殖__细__胞_的形成都要经过 减数分裂。 2．__精_子___和_卵_细__胞__结合成为受精 卵的过程，叫做__受_精___。受精卵中 的染色体数目等于_精__子___和_卵_细__胞__ 中染色体数目的总和。
间期
减 数 分 裂
分裂期
染色体 DNA
精原细胞
卵原细胞 2N
2N
2N 4N
第一次分裂 初级精母细胞 初级卵母细胞
前期 I 2N 4N 中期 I 2N 4N 后期 I 2N 4N
末期 I 前期II
N
2N
第二次分裂 初级精母细胞
中期II N

• 开口期：子宫颈扩张、子宫节律收缩 • 胎儿排出期：宫缩更为频繁而持久，腹、隔肌收缩 • 胎衣排出期：胎儿娩出后，经短时间歇，子宫收缩排出胎
产后胎衣排出的正常时间：马 1～1.5h，牛12h，羊4h，猪1h
• 机理：母体发动分娩和胎儿发动分娩两种学说
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顶体酶系统： 放射冠穿透酶、 透明质酸酶、顶体素等
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4：精子进入卵子 ——顶体反应
当获能的精子与卵子在输卵管壶 腹部相遇，在相互靠近,即将接 触的一瞬间，精子外膜与其头 部的细胞膜融合、破裂，释放
出顶体酶系统，以溶解卵子 外围的放射冠及透明带，形 成精子穿越放射冠的通路。 这一过程称为顶体反应。
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1:精子和卵子的运行
精子：依赖精子自身运动 （次要）和雌性生殖道的节律
性收缩而运行； 卵子：依赖输卵管伞端对卵子 的汲取和输卵管平滑肌及上皮 细胞的纤毛运动而运行
4
一、受精与卵裂
• 2:精子的去获能因子与精子的获能
• 精子在附睾内产生的一种表面糖蛋白，具有抑制精子和卵子结 合的能力，称为精子的去能；
6
一、受精与卵裂
• 5：多精受精的预防（透明带反应与卵黄膜封闭）
• 透明带反应：当一个精子穿越透明带后，精子与卵细胞膜接触，激 发卵细胞发生反应，并由卵间隙释放其内容物，作用于透明带使 透明带硬化，对透明带起封闭作用，从而使其他精子难以再穿越 透明带进入卵细胞内。——哺乳动物
• 卵黄膜封闭：穿过透明带的精子触及卵黄膜时，引起卵黄膜发生 紧缩与增厚等变化，以阻止其他精子进入卵黄膜。 ——两栖类、鸟类

.
两次结合：
ZP3交联到精子细胞膜上的受体，又到 了顶体反应的发生。
通过顶体内膜上的特殊蛋白与透明带 中的ZP2糖蛋白结合的。
.
第二节 配子融合和卵子激活
一、配子融合 精子穿过卵黄膜的机制
由于顶体凸起向前不断伸长，产生一种机 械力，从而穿透卵黄膜。
顶体突起的顶部带有消化酶，可消化卵黄 膜，精子穿过卵黄膜之后，顶体突起与卵 质膜相遇，在接触点附近的卵子微绒毛伸 长并包绕精子，形成受精锥，顶体突起与 卵子为绒毛顶端发生融合，受精锥中的微 丝收缩将精子拖入卵内。
2 粘多糖：进入卵周隙吸水膨胀，使卵 黄层向外隆起，形成受精膜 （fertilization envelope ）举起。
.
3 过氧化物酶：皮层颗粒分泌的过氧化物 酶通过交联相邻蛋白质的酪氨酸残基使受 精膜变硬。 受精膜最先在精子入卵的位 置形成，并向外扩张至整个卵细胞，从而 阻止多精入卵。
4 透明质素（hyalin）：在卵外形成透明 质层(hyalin layer)，它与卵裂中对分裂球 的支持作用有关。卵细胞质膜突起的微绒 毛深入到其基部。
迅速去极化的卵子不能接受第二个精子.
卵子膜电位的改变可快速阻止早期多精受精
+10 mv 的膜电位维持约一分钟,又降回到– 60 mv ,卵子又可 恢复接受精子. 如何再阻止多精受精?
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海胆卵受精前后的膜电位变化
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B：490 nM Na＋ C：120 nM Na＋导致多精入卵的比率升高
.
降低卵外Na＋浓度导致多精受精比率的升高
不需要精子，仅靠自身的卵子能繁殖后代。 如何将卵激活？ 如何保证染色体数量？
黄蜂卵子接受产 卵器的机械刺激 激活卵子。
蜥蜴生殖细 胞染色体先 加倍再进行 减数分裂。

5~6次
精原细胞
干细胞 新精原细胞
储备
05级3次
(四)生精上皮细胞组合的规律
来自同一个精原细胞的生精细胞发育同步. 不同精细管段落生精细胞的发育不同步. 不同发育时期的生精上皮细胞组合形式不同.
(时相)
时相:在一定发育时期 出现的特定细胞组合.
人精细管中有 6 个时相 ( 即 6 种细胞组合 )
(一)精子发生的主要过程
1．增殖期：精原细胞分裂增殖； 2．生长期：停止分裂增殖，进行物质积累，
形成初级精母细胞； 3．成熟期：经两次减数分裂形成精子细胞； 4．形成期（变态、分化）：形成成熟精子。
(二)生精细管中的细胞组成
精子细胞
生精细胞： 次级精母细胞
初级精母细胞
原始生殖细胞
精原细胞
支持细胞
支持细胞
次级精母细胞
精子细胞 精原细胞 间质细胞
1.有鞭毛类 精子
文鲑 昌鱼 鱼
鲈 鱼蟾
蜍
燕 雀 蝾 螈
蜥
蛙
蜴
腔肠动物至
长
脚
哺乳动物
秧
鸡
鳐
鱼
小 鼠
针 鼹
人
七
鳃
鸫
鳗
2.无鞭毛类精子
蚤水
水 蚤
水 蚤
蛔 虫
寄 居 蟹
低等动物
大
海
虾
甲
壳
虫
寄 居 蟹
寄
长
居
臂
蟹
虾
从受精形式又可分两类:
1.原始型:体外受精精子(水中受精) 2.精细型:体内受精动物精子
类肌细胞 间质细胞
(三)精子发生的规律
1.精原细胞的增殖及干细胞更新规律 (1) 小鼠 (2) 灵掌类