生殖細胞和受精

1、關(guān)于生殖細胞與受精第一張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月重 點精子和卵子的發(fā)生過程及二者的差異頂體反應(yīng)第二張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 生殖細胞的起源與發(fā)生 一、生殖細胞的起源 二、精子的發(fā)生三、卵子的發(fā)生四、哺乳動物精子和卵子在發(fā)生上的差異第三張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月生殖（reproduction）：生物產(chǎn)生幼小的個體以繁殖后代。是生命的基本特征之一， 生命通過生殖得以延續(xù)、繁衍、進化并適應(yīng)環(huán)境的變化。生物生殖方式： 無性生殖 原核生物，單細胞真核生物。 有性生殖 動物，植物。配子+配子合子第四張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月生殖細胞的掃描電鏡

2、觀察 第五張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月一、生殖細胞的起源精子和卵子的形成，常稱配子發(fā)生（gametogenesis）：是指二倍體的生殖細胞發(fā)育成為單倍體的卵子（ovum，egg）或精子（sperm，spermatozoa） ，分別稱為卵子發(fā)生（oogenesis）和精子發(fā)生（spermatogenesis）。 第六張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月受精卵 卵裂 桑葚胚 囊胚 原腸胚（三胚層）在三胚層形成之前，上胚層中的祖細胞群區(qū)域化，產(chǎn)生原始生殖細胞（primordial germ cell， PGC）。原始生殖細胞生殖干細胞精子（卵子）第七張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022

3、年6月PGC的產(chǎn)生過程需要BMP4、BMP8b、BMP2、WNT3 等TGF和Wnt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)家族成員的參與。PGC遷移到生殖嵴，并在此處分化成為能提供用于生殖配子的生殖干細胞（germ stem cell， GSC）。性分化開始：SRY基因控制分化，XY生殖嵴分化成睪丸，XX生殖嵴分化成卵巢。第八張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月原始生殖細胞及其遷移示意圖 第九張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月第十張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月二、精子的發(fā)生 精子由精原細胞發(fā)育而來。精原細胞發(fā)育為精子的過程稱為精子發(fā)生。精原細胞可以通過有絲分裂增殖，并通過減數(shù)分裂產(chǎn)生精細胞（sperma

4、tid）。第十一張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月分為增殖期、生長期、成熟期和變形期4個時期： 1. 增殖期為精原細胞的有絲分裂。 2. 生長期的本質(zhì)是初級精母細胞的形成與發(fā)育。 3. 成熟期為精母細胞的減數(shù)分裂期 。 第十二張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 4. 變形期的本質(zhì)是精細胞特化為成熟的精子 （1）頂體形成； （2）中心粒的變化 ； （3）線粒體改變； （4）細胞核的特化； （5）尾部形成。 結(jié)果形成4個精子，細胞中染色體數(shù)目減少一半。 第十三張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月頂體形成：高爾基復(fù)合體變化形成頂體囊泡，與核膜相粘，成帽狀，套在核前2/3形成頂體（ac

5、rosome），含透明質(zhì)酸酶、酸性磷酸酶、蛋白酶和多種蛋白等。細胞核的特化：組蛋白組蛋白變異體 轉(zhuǎn)變蛋白精蛋白（protamine） （受精后）組蛋白第十四張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月線粒體高爾基體A、頂體的發(fā)生發(fā)育中的頂體發(fā)育中的尾 (中心體)B、尾的的發(fā)育C、精子頭的出現(xiàn)D、細胞質(zhì)濃縮E、精子的形成原生質(zhì)滴尾線粒體鞘頂體第十五張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 小鼠精子結(jié)構(gòu)示意圖 第十六張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月精子發(fā)生過程有絲分裂第十七張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月三、卵子的發(fā)生 （一）卵子由卵原細胞發(fā)育而來、直至受精后才發(fā)育成熟卵子發(fā)生：卵原細

6、胞（oogonium）發(fā)育為卵子的過程。可分為：增殖期、生長期、成熟期三個時期。 第十八張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月增殖期生長期成熟期第十九張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月增殖期的特點：進行有絲分裂；卵原細胞的形成。5百萬-7百萬 5萬個。生長期是初級卵母細胞的再發(fā)育。 初級卵母細胞（primary oocyte）在原始卵泡和生長卵泡內(nèi)進一步發(fā)育。第二十張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 3. 成熟期的標志是次級卵母細胞的形成。 在激素的影響下，細胞開始完成減數(shù)分裂I，形成一個極體（polar body，即第一極體）和一個次級卵母細胞。在大多數(shù)脊椎動物，次級卵母細胞緊

7、接著進入減數(shù)分裂II，并被阻斷在減數(shù)分裂II的中期，只有在受精后才最終完成減數(shù)分裂。第二十一張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 次級卵母細胞在受精后完成減數(shù)分裂II而形成成熟 卵子 。 發(fā)育成熟的卵子細胞具有顯著特征：在其質(zhì)膜外有一層卵外被（egg coat）。在其質(zhì)膜下靠近胞質(zhì)外側(cè)的區(qū)域為皮層（cortex），內(nèi)含皮層顆粒。 成熟卵子中合成了大量的蛋白質(zhì)、核糖體，以及tRNA和mRNA等，某些mRNA和蛋白質(zhì)為指導(dǎo)受精卵發(fā)育的形態(tài)發(fā)生因子（morphogenetic factor）。 第二十二張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月兔卵巢內(nèi)初級卵母細胞的電鏡觀察 第二十三張，PPT

8、共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月卵子模式圖第二十四張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）卵母細胞減數(shù)分裂的調(diào)控卵母細胞減數(shù)分裂的第一個調(diào)控位點在第一次減數(shù)分裂雙線期。 卵母細胞的減數(shù)分裂是由Cdk1/cyclin B復(fù)合物的活性調(diào)控的-MPF。在卵母細胞減數(shù)分裂過程中，Cdk1獨特的調(diào)控是導(dǎo)致減數(shù)分裂從第一次分裂進入第二次分裂并停止在中期的原因。第二十五張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月激素刺激 停滯在減數(shù)分裂中期直到受精 第一次減數(shù)分裂雙線期細胞不對稱分裂次級卵母細胞極體卵母細胞第二十六張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月卵細胞減數(shù)分裂中Cdk1/ cyclinB的活性 第二

9、十七張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月Cdk1/ cyclinB的活性通過Mos蛋白激酶維持 卵細胞在減數(shù)分裂中期阻止是由卵細胞中的細胞靜止因子（cytostatic factor, CSF）引起的。第二十八張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月四、哺乳動物的精子和卵子在發(fā)生上的差異 精子（A)和卵子（B)發(fā)生的比較 第二十九張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 受精與醫(yī)學(xué) 一、受精的條件二、受精過程三、輔助生殖技術(shù)第三十一張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月受精（fertilization）：是精子與卵子融合形成受精卵的過程

10、。第三十二張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月一、受精的條件成熟的精子 在睪丸內(nèi)產(chǎn)生的精子在附睪內(nèi)受其分泌的甘油磷酸膽堿、內(nèi)毒堿、唾液酸糖蛋白等作用下，才能逐漸達到功能上的成熟。 成熟的卵子第三十三張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月精子獲能一般認為它是由射精后精子所處的雌性生殖管道的液體環(huán)境所決定的。精子的質(zhì)量與數(shù)量第三十四張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月異常精子形態(tài)第三十五張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月二、受精過程 （一）精子識別卵細胞并穿過卵外被 1. 精子-卵子識別誘發(fā)頂體反應(yīng) 頂體是精子頭部前端的用于胞吐的膜泡，包含數(shù)個蛋白酶酶原、蛋白酶抑制劑、ZP結(jié)合蛋白

11、和配體結(jié)合蛋白。 第三十六張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月透明帶：由卵母細胞產(chǎn)生； 主要由ZP1、ZP2和ZP3三種糖蛋白質(zhì)組成，ZP3是精子與透明帶結(jié)合的主要受體，可以誘導(dǎo)頂體反應(yīng)；是受精的種屬屏障。 第三十七張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月頂體反應(yīng)（acrosome reaction）：1）過程：一種特殊的細胞胞吐過程。獲能的精子首先與卵子周圍的放射冠接觸，頂體內(nèi)含的酶逐漸釋放，解離放射冠的卵泡細胞，繼而分解透明帶，形成一個精子穿過的通道。 什么是頂體？第三十八張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月2）機制：瞬時鈣內(nèi)流導(dǎo)致磷脂酶PLC活化，活化的 PLC產(chǎn)生IP3和DAG

12、。IP3介導(dǎo)胞內(nèi)儲存庫中鈣的釋放，DAG活化PKC，PKC磷酸化底物蛋白。TRPC離子通道也誘導(dǎo)鈣內(nèi)流，并最終誘導(dǎo)了完整的頂體反應(yīng)。 2. 精子穿過透明帶抵達卵細胞膜精子與卵子細胞膜的直接接觸，標志受精的開始。第三十九張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）精-卵融合 1. 精-卵質(zhì)膜融合、精子細胞核等成分進入卵細胞 2. 次級卵母細胞完成減數(shù)分裂過程 精子進入卵子后，激發(fā)次級卵母細胞迅速完成第二次減數(shù)分裂，形成一個成熟的卵子和一個第二極體。 第四十張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 精-卵膜融合后發(fā)生皮層反應(yīng)阻止多精入卵 阻止多精入卵的兩個調(diào)控機制：卵子質(zhì)膜的快速去極化-快速

13、的早期阻止多精入卵的機制 。卵子的皮層反應(yīng)（cortical reaction）-作用時間長的機制：卵子通過胞吐作用將其皮質(zhì)顆粒釋放出來，改變卵外被結(jié)構(gòu)。 第四十一張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）精-卵核融合完成受精過程 精子進入卵子后，精子核和卵子核分別形成雄原核和雌原核。在細胞骨架的作用下，兩個原核互相靠攏，最終融合為一個新的二倍體細胞核，卵子變成受精卵。第四十二張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月受精的意義：受精使卵子的緩慢代謝轉(zhuǎn)入代謝旺盛期，從而啟動細胞不斷地分裂；精子與卵子的結(jié)合，恢復(fù)了二倍體，維持物種的穩(wěn)定性；受精決定性別；受精的染色體來自父母雙方，并發(fā)生染色體聯(lián)

14、會和片斷交換，使遺傳物質(zhì)重新組合，使新個體具有與親代不完全相同的性狀。 第四十三張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月哺乳動物受精過程 第四十四張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月a. Activation of the sperm and the acrosome reaction第四十五張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十六張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月三、輔助生殖技術(shù)輔助生殖技術(shù)是指應(yīng)用現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)知識、技術(shù)及方法對配子、合子及胚胎進行人工操作，代替人類自然生殖過程中的某些步驟，以達到受孕目的的一項技術(shù)。第四十七張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月輔助生殖技術(shù)的發(fā)展：第一代：體外受精（IVF）技術(shù)；第二代：卵胞漿內(nèi)單精子注射（ICSI）技術(shù)；第三代：胚胎移植前遺傳學(xué)診斷（PGD）技術(shù)；第四代：卵漿置換技術(shù) ；目前： 精子和胚胎冷凍和復(fù)融技術(shù)。輔助生殖技術(shù)的倫理問題。第四十八張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月中英文關(guān)鍵詞對照acrosome r