生殖细胞与受精

四、哺乳动物的精子和卵子在发生上的差异
精子（A)和 卵子（B)发 生的比较
第二节 受精与医学
一、受精的条件
二、受精过程
三、辅助生殖技术
受精（fertilization）：是精子 与卵子融合形成受精卵的过程。
一、受精的条件
成熟的精子 在睾丸内产生的精子在附睾内受其分泌的甘油磷 酸胆碱、内毒碱、唾液酸糖蛋白等作用下，才能 逐渐达到功能上的成熟。
成熟的卵子
精子获能 一般认为它是由射精后精子所处的雌性生殖管道的 液体环境所决定的。 精子的质量与数量
异常精子形态
二、受精过程
（一）精子识别卵细胞并穿过卵外被
1. 精子-卵子识别诱发顶体反应 顶体是精子头部前端的用于胞吐的膜泡，包 含数个蛋白酶酶原、蛋白酶抑制剂、ZP结合 蛋白和配体结合蛋白。
增殖期
生长期
成熟期
1. 增殖期的特点：进行有丝分裂；卵原细胞的 形成。5百万-7百万 5万个。 2. 生长期是初级卵母细胞的再发育。
初级卵母细胞（primary oocyte）在原始卵 泡和生长卵泡内进一步发育。
3. 成熟期的标志是次级卵母细胞的形成。 在激素的影响下，细胞开始完成减数分裂I，形 成一个极体（polar body，即第一极体）和一个 次级卵母细胞。 在大多数脊椎动物，次级卵母细胞紧接着进入 减数分裂II，并被阻断在减数分裂II的中期，只 有在受精后才最终完成减数分裂。
发生（oogenesis）和精子发生 （spermatogenesis）。
受精卵 → 卵裂 → 桑葚胚 → 囊胚 → 原肠胚（三胚层） 在三胚层形成之前，上胚层中的祖细胞群区 域化，产生原始生殖细胞（primordial germ cell， PGC）。 原始生殖细胞→生殖干细胞→精子（卵子）
PGC的产生过程需要BMP4、BMP8b、BMP2、 WNT3 等TGFβ和Wnt信号转导家族成员的参与。 PGC迁移到生殖嵴，并在此处分化成为能提供用 于生殖配子的生殖干细胞（germ stem cell， GSC）。 性分化开始：SRY基因控制分化，XY生殖嵴分 化成睾丸，XX生殖嵴分化成卵巢。
卵母细胞
第一次减数分裂双线期 激素刺激 细胞不对称分裂 次级卵母细胞 极体
Fra Baidu bibliotek
停滞在减数分裂Ⅱ中期直到受精
卵细胞减数分裂中Cdk1/ cyclinB的活性
卵细胞在减数分裂Ⅱ中期阻止是由卵细胞中的细胞静 止因子（cytostatic factor, CSF）引起的。
Cdk1/ cyclinB的活性通过Mos蛋白激酶维持
生物生殖方式： 无性生殖 原核生物，单细胞真核生物。 有性生殖 动物，植物。
配子 + 配子
合子
生殖细胞的扫描电镜观察
一、生殖细胞的起源
精子和卵子的形成，常称配子发生
（gametogenesis）：是指二倍体的生殖细胞
发育成为单倍体的卵子（ovum，egg）或精
子（sperm，spermatozoa） ，分别称为卵子
4. 变形期的本质是精细胞特化为成熟的精子 （1）顶体形成； （2）中心粒的变化 ； （3）线粒体改变； （4）细胞核的特化； （5）尾部形成。
结果形成4个精子，细胞中染色体数目减少一 半。
顶体形成：高尔基复合体变化形成顶体囊泡， 与核膜相粘，成帽状，套在核前2/3形成顶体 （acrosome），含透明质酸酶、酸性磷酸酶、 蛋白酶和多种蛋白等。 细胞核的特化：组蛋白→组蛋白变异体→ 转变蛋白→精蛋白（protamine）→ （受精后）组蛋白
高尔基体
发育中的顶体
线粒体
发育中的尾 (中心体)
A、顶体的发生
顶体 线粒体鞘
B、尾的的发育
C、精子头的出现
E、精子的形成
原生质滴 尾
D、细胞质浓缩
小鼠精子结构示意图
有丝分裂
精子发生过程
三、卵子的发生
（一）卵子由卵原细胞发育而来、直至受精 后才发育成熟 卵子发生：卵原细胞（oogonium）发育为 卵子的过程。 可分为：增殖期、生长期、成熟期三个时 期。
原始生殖细胞及其迁移示意图
二、精子的发生
精子由精原细胞发育而来。
精原细胞发育为精子的过程称为精子发生。
精原细胞可以通过有丝分裂增殖，并通过 减数分裂产生精细胞（spermatid）。
分为增殖期、生长期、成熟期和变形期4个 时期： 1. 增殖期为精原细胞的有丝分裂。
2. 生长期的本质是初级精母细胞的形成与 发育。 3. 成熟期为精母细胞的减数分裂期 。
4. 次级卵母细胞在受精后完成减数分裂II而形成成熟 卵子 。
发育成熟的卵子细胞具有显著特征：
①在其质膜外有一层卵外被（egg coat）。
②在其质膜下靠近胞质外侧的区域为皮层（cortex）， 内含皮层颗粒。
③ 成熟卵子中合成了大量的蛋白质、核糖体，以及 tRNA和mRNA等，某些mRNA和蛋白质为指导受精 卵发育的形态发生因子（morphogenetic factor）。
重
点
1.精子和卵子的发生过 程及二者的差异 2.顶体反应
第一节 生殖细胞的起 源与发生
一、生殖细胞的起源 二、精子的发生 三、卵子的发生 四、哺乳动物精子和卵子在发生上的差异
生殖（reproduction）：生物产生幼小的个体 以繁殖后代。是生命的基本特征之一， 生命 通过生殖得以延续、繁衍、进化并适应环境 的变化。
透明带： 由卵母细胞产生； 主要由ZP1、ZP2和ZP3三种糖蛋白质组成， ZP3是精子与透明带结合的主要受体，可 以诱导顶体反应； 是受精的种属屏障。
顶体反应（acrosome reaction）： 1）过程：一种特殊的细胞胞吐过程。获能的精 子首先与卵子周围的放射冠接触，顶体内含 的酶逐渐释放，解离放射冠的卵泡细胞，继 而分解透明带，形成一个精子穿过的通道。 什么是顶体？
兔卵巢内初级卵母细胞的电镜观察
卵子模式图
（二）卵母细胞减数分裂的调控
卵母细胞减数分裂的第一个调控位点在第一 次减数分裂双线期。 卵母细胞的减数分裂是由Cdk1/cyclin B复合 物的活性调控的--MPF。 在卵母细胞减数分裂过程中，Cdk1独特的 调控是导致减数分裂从第一次分裂进入第二 次分裂并停止在Ⅱ中期的原因。