生殖细胞受精组织胚胎学

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,+,组织胚胎学CAI课件,第一篇 基本组织学,第一章 上皮组织,第二章 结缔组织,第三章 肌肉组织,第四章 神经组织,第一部分 组织学,第二篇 器官组织学,第一章 消化器官,第二章生殖器官,第三章 内分泌器官,第二部分 胚胎学,第一篇 普通胚胎学,第一章 生殖细胞,第二章 受精,第三章 早期胚胎发育,第四章 个体发生类型,第二篇 各论,第一章 腔肠动物的发生(水母),第二章 环节动物的发生(内刺盘管虫),第三章 软体动物的发生,第四章 甲壳动物的发生,第五章 棘皮动物的发生,第六章 硬骨鱼的发生,绪论,第二篇 普通胚胎学第一章生殖细胞,第一节 精子,第二节 卵子,第一节 精子,精子的特点（与卵子对比）：,精子发生的全部过程在精巢中进行；,精子是一种高度特化的细胞，形态各异；,精子体积很小；,精子运动速度极快。,一、精子的结构,二、精子的发生,三、精子生物学特性,一、精子的结构,1、 鞭毛型精子,2、 非鞭毛型精子,1. 头部,由顶体、精核构成，顶体含有水解酶，主要作用是溶解卵子的外膜。精核致密，携带来自父本的遗传物质。,2. 颈部,颈部很短。自近端中心粒开始到远端中心粒为止，圆柱状或漏斗状。,3.尾部,分为中段、主段和尾段,中段：粗而短，自远端中心粒到端环；有线粒体；,主段：原生质和轴丝；,尾段：轴丝。,轴丝结构与纤毛相同，为“9+2”的形式。,线粒体的氧化磷酸化能力使中段本身成为精子的“动力工厂”。形态变化较多。,二、精子的发生,、增殖期,2、生长期,3、成熟期,4、变态期,、增殖期,精原细胞（spermatogonium）大量增殖。,生长期,精原细胞不再分裂，同化，体积增大，成为初级精母细胞 （primary spermatocyte）。,成熟期,初级精母细胞连续进行两次成熟分裂分别形成次级精母细胞和精子细胞。染色体减半。,变态期,（）顶体的形成，顶体是由高尔基体构建成的囊状结构，呈帽状位于精核顶部。,（）染色质浓缩和精核重构，体积减小，碱性蛋白与DNA结合，导致核DNA处于一种紧密的、稳定的和无活性的状态。,（）鞭毛生长，由两个中心粒组成的中心体移动到核后面，远端中心粒形成鞭毛的轴丝。,（4）线粒体集中、分化为中段的螺旋丝。,（5）多余细胞质排出。在顶体和细胞核处留下极薄的一层，部分包裹颈部和尾部，形成原生质鞘，多余的部分连同残留的细胞器一起脱落。,（6）位于精膜上的卵子结合蛋白的产生,精子发生特点：,发生全部过程在精巢内进行；,一个精原细胞形成4个精子；,精子为单倍体；,变态期对精子发生很重要。,三、精子生物学特性,、 精子的大小,、 精子的数量,、精子的运动与寿命,精子的运动与寿命,精子在精巢中不运动缺氧、没有空间；,精子大多的能量要调节渗透压；,温度和光照影响精子的运动速度和寿命；,运动精子不一定有受精能力。,精子低温、冷冻保存技术,低温：0-5，几天到十几天。,冷冻：-70-196 ，几年。,精液稀释保护剂（甘油、二甲基亚砜4 -80 -196 （液氮罐）,解冻37 水浴离心加入培养基。,第二节 卵子,卵子的体积比精子大的多；,卵子具有复杂卵膜和卵黄；,卵子形态一般为圆球形、椭圆形；,卵子一般不能运动。,一、卵的结构,、卵胞质,（1）卵黄（yolk）,（2）皮质颗粒,（1）卵黄（yolk）,颗粒状或短棒状。主要是卵黄蛋白原(vitellogenin)、脂类、碳水化合物。,（2）皮质颗粒,在质膜下约5m厚的凝胶状胞质层（皮层）中，分布许多含有消化酶、黏多糖和透明蛋白等物质的颗粒。,2、卵核,又称胚泡或生发泡（germinal vesicle）。处在成熟分裂之前的卵核膨大成泡状。,（1）核仁,（2）染色体,（3）核质,（4）核膜,（1）核仁,圆球形，一个或多个，位于卵核中央或沿核膜的内侧排列。在蛋白质的合成过程中起着重要作用。,（2）染色体,有些以染色体的形式、呈灯刷状；有些呈丝状为染色丝，有些为染色质。,（3）核质,含大量RNA和蛋白质，以核糖核蛋白颗粒形式存在。,（4）核膜,与一般体细胞核膜一样，为双层膜，其上有核孔 。,3、 卵膜,初级卵膜,次级卵膜,三级卵膜,初级卵膜又称卵黄膜（vitelline envelope）由卵细胞分泌形成。,次级卵膜也称辐射带（radiata zone ）由滤泡细胞分泌形成，有粘性。,三级卵膜 各种保护性或营养性的膜状结构，由生殖导管或其附属腺体分泌而成。,例如鸟类的蛋白、卵壳膜和石灰质卵壳，蛙卵和软体动物乌贼卵的胶质卵膜，软骨鱼类的角质卵壳，以及腹足类的各种类型的卵块、卵带和卵袋等。,二、卵子的分类,根据卵黄含量的多少和分布的均匀与否，可将卵子分为四种类型：,1均黄卵（isolecithal egg）,2端黄卵（telolecithal egg）,3间黄卵（mesolecithal egg）,4中黄卵（centrolecithal egg）,1均黄卵（isolecithal egg）,卵黄含量很少，而且均匀地分布在卵质中，如海绵、腔肠、蠕形、软体(双壳类)、棘皮、头索和哺乳动物的卵。,2端黄卵（telolecithal egg）,卵黄含量很多，且呈极性分布，卵黄集中的一极，叫做植物极（vegetal pole）；另一端叫做动物极（animal pole），是原生质集中的地方，如头足类、软骨鱼类、硬骨鱼类、爬行类、鸟类和卵生哺乳类动物的卵.,3间黄卵（mesolecithal egg）,卵黄含量介于均黄卵与端黄卵之间,分布从植物极到动物极逐渐减少，没有明显的界限。如软体动物腹足类、环节动物、七鳃鳗、鲟鱼类和两栖类。,4中黄卵（centrolecithal egg）,卵黄含量多，且分布在卵子的中央，而原生质则分布在卵子的表层，如昆虫和甲壳类的卵。,三卵子的生物学特性,1、卵子的极性,2、 卵子的大小,3、产卵数量,鱼类,产卵量（粒）,孵育方式,翻车鱼,3亿,漂浮于水中,鳕鱼,10,000,000,漂浮于水中,真鲷,1,000,000,漂浮于水中,白鲢,500,000,漂浮于水中,大麻哈鱼,3000-5000,挖坑,鳑鮍鱼,200-300,产卵于贝壳中,莫桑比克罗非鱼,180-300,含卵于口中,三棘刺鱼,120-150,筑巢,角鲨,20-30,卵胎生,星鲨,5-6,胎生,第四节 卵子的发生,一发生过程,二发生特点,一、发生过程,增殖期 卵原细胞数量增加,生长期 卵原细胞不再分裂，体积长大， 成为初级卵母细胞，分为小生长期和大生长期,成熟期 初级卵母细胞进行两次成熟分裂，分别形成次级卵母细胞、第一极体和卵、第二极体。,二、发生特点,1、卵子发生过程可在卵巢外进行；,2、生长期经历的时间很长，对卵子的质量影响很大；,3、一个卵原细胞形成一个卵子和三个极体；,4、卵子发生没有变态期。,本章重点,典型哺乳动物鞭毛型精子结构；,精子发生过程；,卵子特殊结构（卵黄、皮层颗粒、胚泡、卵膜）,卵子发生过程。,第二章受精(fertilization),第一节 受精概念和受精方式,第二节 受精过程,第三节 受精的条件和影响因素,第四节 单精受精与多精受精,第一节受精概念和受精方式,一受精概念,二受精方式,三 受精时间,一、受精概念,受精（fertilization）：从精子进入卵内到雌、雄生殖细胞核结合形成合子。,授精(insemination)：精子入卵以前两者相互接触的整个过程。,二、受精方式,体外受精（external fertilization）,体内受精（internal fertilization）,鳃腔中受精,体外受精（external fertilization）：是指雌雄生殖细胞都排到体外水中，精卵在水中完成受精作用。,如大多数海产贝类、甲壳类、鱼类和两栖类。,体内受精（internal fertilization）动物通过交配，精卵在雌性动物生殖管道中相遇而完成受精作用。,如软体动物中的头足类、腹足类、爬行类、鸟类及哺乳类等。,鳃腔中受精：精子先排出体外，随水流由雌体的入水孔进入鳃腔，与卵子相遇而受精，这是一种特殊的受精方式。,如河蚌和密鳞牡蛎。,三、受精时间（排卵时间）,（1）蛔虫型,（2）中间型,（3）中间型,（4）海胆型,（1）蛔虫型,精子入卵的时间是在卵第一次成熟分裂之前，即处于初级卵母细胞时期。如蛔虫、海绵、箭虫、沙蚕等。,（2）中间型,精子入卵的时间是在第一次成熟分裂中期。如软体动物瓣鳃类、玻璃海鞘、磷沙蚕等。,（3）中间型,精子入卵的时间是在第二次成熟分裂中期。如文昌鱼、海星和绝大多数脊椎动物等。,（4）海胆型,精子入卵的时间是在完成了两次成熟分裂之后，如腔肠动物和棘皮动物。但海星例外，上述4种受精类型都存在。,第二节受精过程,一配子的识别,二精卵质膜融合,三精子入卵的形态学变化,四合子的形成（遗传物质的重组）,一、配子的识别,1. 精子的激活与获能哺乳动物,2. 精卵识别受精素与抗受精素,二、精卵质膜融合,顶体反应（acrosomal reaction）： 精子与卵子表面接触时，顶体释放溶解酶，溶解卵膜的过程。,精卵质膜在此附着、结合和融合，最终细胞内含物混合。,三、精子入卵的形态学变化,受精锥的形成,皮层反应（cortical reaction）,受精膜的形成,卵质流动与重排,受精锥的形成,当精子与卵子质膜发生融合时，在接触点上，由卵子表层的原生质流动形成一包围精子（头部）的突起称为受精锥（fertilization cone），它能将精子吸入卵内。,皮层反应（cortical reaction）,当精子与卵质膜接触时，该处的皮层颗粒与卵质膜发生融合，颗粒破裂，内含物被释放到围卵周隙（perivitelline space），一部分与卵黄膜一起形成受精膜，另一部分留在围卵周隙中。,卵黄膜分层酶（vitelline delaminase），它可以溶解卵黄膜与卵质膜相连位置的卵黄，使卵黄膜与卵质膜分离开；,精子受体水解酶，它剪切或破坏卵黄膜上精子受体，使精子再不能结合到卵黄膜或透明带上；颗粒中的黏多糖，它可以产生渗透性梯度使水进入围卵周隙，使卵黄膜形成远离质膜的受精膜；,卵过氧化物酶（ovoperoxidase），它使受精膜隆起后由“软”变硬，使受精膜硬化，这样就形成了一个完善的阻止多精受精的机制。此外颗粒中的黏蛋白还在受精膜的内部形成透明层，它与维持卵裂时分裂球聚在一起有关。,3受精膜的形成,精子入卵后，卵黄膜离开卵子的表面向外隆起形成受精膜（fertilization envolope）。,受精膜的作用：(1)阻止多余的精子入卵；(2)增加受精卵的渗透性；(3)受精膜的隆起和围卵周隙的形成，便于受精卵在膜内自由转动，使它在合适的方位上发育。,4卵质流（运）动和重排,四合子的形成（遗传物质的重组）,1、雌雄原核的形成,2、雌雄原核的接触,3、雌雄原核的融合或联合（结合）,1、雌雄原核的形成,雄原核形成：,精子进入卵子后旋转180；,中心粒周围出现一个星光；,精核膨大，核膜解体成小囊泡，致密的核染色质暴露，解凝,形成疏松的染色质,重新合成核膜，形成雄性原核（male pronucleus）。,雌原核形成：,完成两次成熟分裂，形成一个单倍体的卵核，细胞中内质网等细胞器形成核膜，形成雌性原核（female pronucleus）。,2. 雌雄原核的接触,在中心粒形成的纺锤丝牵引下，原核移动。,3. 雌雄原核的融合或联合（结合）,融合（如海胆），原核核膜融合，核物质进行交换，后形成染色体。,联合（如哺乳类等），两原核核膜不融合，各自形成染色体组，后核膜溶解，染色体排列在一起。,与精子入卵时间早晚有关。,第三节受精的条件和影响因素（自学）,一、 精子密度(数量) 与受精率的关系,二、精子的活力与受精力,三、精卵成熟度与受精的关系,1、精子的成熟,2、 卵子成熟度,四、外界环境条件的影响,1、钙离子,2、温度,3、pH,4、盐度,第四节受精的特殊情况,一单精受精,二多精受精,三雌核发育,四 雄核发育,五 孤雌生殖,六 人工授精,一、单精受精monospermy,由一个精子入卵而完成受精作用。单精受精的卵体形比较小，卵黄少，对精子的反应比较敏锐。,较多动物都是单精受精，如棘皮动物、环节动物、软体动物、硬骨鱼类、无尾两栖类、哺乳类。,二、多精受精 polyspermy,有多个精子同时或先后入卵，卵体形比较大，卵黄也比较多，对于精子的反应比较迟钝。,许多昆虫、软骨鱼类、有尾两栖类、爬行类、鸟类等，软体动物椎实螺和大蜗牛。例如东方蝾螈的精子入卵数可达16个。,三、雌核发育,天然雌核发育：受精时精子不变为雄原核，仅刺激、激活卵子的发育，后代一般不具备父本性状，大多数为雌性。，如帆锵、银鲫和花锵。,人工雌核发育：用射线照射精子，破坏染色体。只激活卵子，受精后染色体加倍。,异育银鲫,银鲫异精雌核发育的后代统称为异育银鲫。异源精子不仅能刺激雌核发育，而且还影响子代的生长、性比、体色等异育银鲫生长优势明显。,四、雄核发育,人工雄核发育（androgenesis）：经过紫外线、X射线照射的卵子，不变为雌原核，受精后，用物理或化学方法使受精卵内精子染色体加倍，发育为父本性状的二倍体。,五孤雌生殖,动物所产的卵，不经受精，直接发育成新 个体 。,产雌孤雌生殖,产雄孤雌生殖,周期性孤雌生殖,偶然孤雌生殖,人工孤雌生殖,主要见于无脊椎动物，在甲壳类和昆虫纲动物是很普遍的，在软体动物和棘皮动物也存在。,产雌孤雌生殖,孤雌生殖产生的后代均为雌性个体。,如水蚤、蚜虫和轮虫等。,产雄孤雌生殖,孤雌生殖产生的后代均为雄性个体。,例如蜜蜂。蜂王（雌蜂）可产生受精和未受精的两种卵，由受精卵发育成雌性个体蜂王和工蜂，由未受精卵发育成雄蜂（单倍体）。单倍体雄蜂在产精子时无减数分裂，使精子仍具有单倍的染色体组，保证了在受精后产生的雌性个体具有2倍的染色体数目。,周期性孤雌生殖,孤雌生殖和两性生殖交替进行。,如蚜虫在春、夏食物充足、气候环境适宜的条件下，行孤雌生殖，而在夏末，环境条件恶劣时进行两性生殖。,偶然孤雌生殖,通常行两性生殖的动物，未受精卵偶然也会发育成幼体。,如家蚕中的某些品种，爬行类和鸟类（火鸡）。,、人工孤雌生殖,通过改变温度、渗透压、电刺激、振荡、盐类、弱酸、酶等理化因子的激活，使动物卵不经过受精而发育。,如鱼类、海胆、蟾蜍等的人工孤雌生殖。,六、人工授精,1、概念,2、应用,3、意义,1、概念,根据成熟精子和卵子的生理特性采用相应的技术措施，促使精、卵相遇而达到受精的目的，以期最大限度的提高受精率。,2、应用,试管动物高等动物,人工育苗水生经济动物,3、意义,提高受精率；,改良品种；,解决种苗资源；,提高精子利用率；,防止传染病；,推动了受精理论的研究。,本章重点,受精概念；,受精时间；,受精过程（顶体反应、皮层反应、受精膜的形成、受精锥的 形成；,人工受精的概念和意义；,特殊受精形式。,