第三章生殖细胞发生(2009年3月19日)
八年级(初二)生物 第三章生物的生殖和发育
第三章生物的生殖和发育第一节生物的生殖一生殖的种类教学目的:了解生殖的种类、无性生殖和有性生殖的方式和概念教学重点、难点:卵式生殖无性生殖──不经生殖细胞结合,由母体直接产生新个体1.生殖的种类有性生殖──由两性生殖细胞结合成合子,再由合子发育成新个体的生殖方式。
2.无性生殖的主要方式(1)分裂生殖(裂殖) :由一个母体分裂成两个子体的生殖方式。
例如:细菌、变形虫等单细胞生物是进行分裂生殖。
(2)孢子生殖:由母体产生孢子,由孢子直接形成新个体的生殖方式。
如:根霉。
(3)出芽生殖(芽殖):由母体在一定部位生出芽体,由芽体长成一新个体并从母体脱落。
如:酵母菌、水螅等。
(4)营养生殖:由植物体的营养器官(根、茎、叶)产生出新个体的生殖方式。
如:草莓的匍匐枝、蓟的根、秋海棠的叶、莲藕的块茎等。
无性生殖的优点:能使后代保持亲本的性状。
常用的方法有:(利用持图介绍以下几种方法)①分根:②扦插:剪取带芽的枝条插入土中。
③嫁接:又分芽接和枝接。
把接穗接到砧木上。
3.有性生殖的优点。
有性生殖的特点:父方雄性生殖细胞结合发育合子新个体(后代) 母方雌性生殖细胞有性生殖的优点:产生的后代具备两个亲体的遗传性,具有更大的生活力和变异性。
有性生殖主要是指配子生殖。
4.配子生殖:由亲体产生配子(有性生殖细胞),由配子两两相配成对,相互结合成合子,再由合子发育成新个体的生殖方式。
配子生殖中最常见的是卵式生殖。
5.卵式生殖: 经卵细胞和精子结合的生殖方式.卵式生殖是高等植物和多数动物所普遍具有的一种有性生殖方式。
小结:1.无性生殖和无性生殖的概念,有性生殖的优点.2.无性生殖的几种常方式.3.配子生殖和卵式生殖的概念.生殖的种类(教案二)【学习目标】1、生殖的概念。
2、无性生殖的概念并识记分裂生殖、孢子生殖、出芽生殖、营养生殖的特点。
3、有性生殖的概念和特点以及对生物遗传和变异的影响。
4、配子生殖中的卵式生殖。
【重点、难点、知识点讲解】一、概念生物产生自己后代的现象叫生殖。
第三章 人类的生殖和发育
(三)健康地成长
集 中 精 力 , 努 力 学 习 相 互 尊 重 , 建 立 同 学 友 谊 积 极 参 加 有 益 的 活 动 与 老 师 和 家 长 沟 通
树 立 远 大 理 想
在我们的问卷调查中有这样一 道题:你们爱你们的父母吗?几 乎所有的学生都选择深爱他们的 父母。
由此可见子女与父母之间是没有 不可逾越的鸿沟的!
通过初步了解,你们知道产 生和输送生殖细胞的器官是 什么吗? 子宫有什么功能? 这些器官在生殖过程中具有 极其重要的作用。
三、受精作用:
精子的结构 卵细胞的结构
女性每个月产生一个成熟卵细胞
男性睾丸每天产生数亿个精子
受精的过程
受精过程.flv
受精的过程
第一节:婴儿的诞生(第2课时)
一、问题导入
第一节:婴儿的诞生
一.教材分析:"婴儿的诞生"这一节中 的内容实际上和苏教版中第八章的 第一节:精卵结合孕育生命是一致的, 本节先讲述了男女生殖系统的主要 结构及其主要功能,继而对两性生殖 细胞--精子和卵细胞作了简单介绍, 这为学习有关受精的知识打下了基 础,通过说明精卵结合孕育新一代,描 述受精和胚胎发育过程,揭示人类生 殖的本质.
第二节:青春期
六.教学过程:
(一)青春期的 生理变化
你进入了青春期吗?
1.男孩和女孩开始身高突增的年龄有没 有差别?
有差别:一般地说,女孩早于男孩, 女孩是8.5~9岁,男孩是10.5~11岁。
2 你和本组同学的身高变化与图中数据 完全一致吗?如果有出入,请分析因。
可能不完全一致。图中的数据只是某地男女 生身高平均值。不同地区、不同生活状况和 不同体质的同龄、同性别同学,身高的变化 情况总会有些差异.
《生殖细胞发生》ppt课件
3.两栖类动物的生殖质
两栖类原生殖细胞的发生部位定位在卵细 胞的植物极,在这一部位发现有类似于果 蝇P颗粒染色性质的胞质成分存在,并见到 后期富含这种成分的生殖干细胞前体细胞 的构成。
爪蟾的生殖质
两栖类原生 殖细胞的发 生部位定位 在卵细胞的 植物极,在 这一部位发 现有类似于 果蝇P颗粒染 色性质的胞 质成分存在。 〔Bounour e,1934〕
使转录活动急剧下降。
Y染色体上的基因 决议精子的分化成熟
第三节 卵子发生〔oogenesis〕
一、卵子发生的最根本特点
构成单倍体的细胞核; 建立一个由酶、RNA、细胞器和代谢产物
2. 果蝇的极质
果蝇的原始生殖细胞最早发现于受 精后90 min,这些原始生殖细胞位于 胚胎的后端。胚胎后端的细胞质内含 有特殊的极质〔pole plasm〕颗粒,其 内含有蛋白质和多种RNA。
生殖细胞的来源和分化
果蝇的极细胞将分化为原生殖细胞
极细胞〔Polar cell〕中含有极质〔含生 殖细胞决议子,又称生殖质颗粒) 9次卵裂后,有5个细胞核移至未来胚胎 的末端,分化为极细胞
3. 鸟类和爬行类生殖细胞的迁移
鸟类的PGC最早来源于明区 中央的上胚层细胞,在原肠作用中 迁移至明区的前部边缘的下胚层, 构成生殖新月区(germinal crescent),这些细胞繁衍成为PGC。 生殖新月区构成血管时,PGC进入 血管,经过血液循环迁移进入生殖 嵴。
鸡原条期胚胎的反面观, 示原始生殖细胞发生的 生殖新月区、暗区、明 区和亨氏节。
4. 哺乳动物生殖细胞的迁移
A. 在卵黄囊 接近后肠和 尿囊衔接处 可察看到原 始的生殖细 胞。
B. 原始生殖 细胞经过肠、 肠系膜的反 面迁移到生 殖嵴。
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诱导多能干细胞培养
通过基因编辑技术将生殖细胞诱导为多能干细胞,用于研究发育过 程和疾病模型。
基因编辑技术
基因敲除技术
通过基因编辑技术敲除生殖细胞中的特定基因, 研究其对生殖细胞发育和功能的影响。
基因敲入技术
将特定基因敲入生殖细胞中,研究其对生殖细胞 发育和功能的影响。
生物多样性基础
生殖细胞发生过程中发生 的遗传变异是生物多样性 的基础,有助于生物适应 环境变化和进化。
03 生殖细胞发生机制
生殖细胞的起源
生殖细胞起源于胚胎发育早期的原始 生殖细胞。
生殖细胞的起源是一个复杂的过程, 受到多种基因和信号通路的调控。
在胚胎发育过程中,原始生殖细胞通 过一系列的增殖和迁移,最终到达生 殖腺内,成为成体的生殖细胞。
生殖细胞定义
生殖细胞定义
生殖细胞是生物体内负责产生配 子的细胞,是遗传信息传递的关 键细胞之一。
生殖细胞点
具有遗传信息的完整性和单倍性 ,能够进行减数分裂,参与受精 作用,传递遗传物质给后代。
生殖细胞发生过程
01
02
03
生殖细胞发生起始
从原始生殖细胞发育而来, 经过一系列的增殖和分化, 最终成为成熟的配子。
生殖细胞发生ppt课件
目 录
• 引言 • 生殖细胞发生概述 • 生殖细胞发生机制 • 生殖细胞发生异常与疾病 • 生殖细胞发生的研究方法与技术 • 生殖细胞发生的未来展望
01 引言
主题简介
生殖细胞发生是指生殖细胞从原始状态发育成熟,最终参与配子形成的过程。这 一过程涉及到复杂的细胞分化、增殖和凋亡等生物学事件,是生物繁衍后代的基 础。
减数分裂是生殖细胞成熟的关键过程,通过减数分裂,生殖细胞染色体数目减半, 为受精和遗传物质的均等分配提供了基础。
《生殖细胞发生》PPT课件 (2)
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2. 哺乳动物原始生殖细胞的迁移
用碱性磷酸酶免疫组化染 色显示7天小鼠胚胎在原 条后部的胚外中胚层中有 8个体积较大的PGCs。此 后PGCs数量增多并聚集 在尿囊与后肠连接处,以 后迁移到卵黄囊附近再分 成两群,沿卵黄囊后面新 形成的后肠迁移到背肠系 膜,再向前迁移分别进入 左、右两侧的生殖嵴(受 精后11天),数量也增加 到2500-5000个。
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二. 精子形成(spermiogenesis)
精子细胞必须经过分化才能变为成熟精子。第一步 是由高尔基复合体形成囊状的顶体(acrosome),覆盖 于精子核的头部。同时精子核旋转使顶体朝向基膜, 以 便细胞核对侧的中心粒形成的鞭毛朝向生精小管的管腔。 最后细胞核染色质浓缩,大部分细胞质成分被抛弃,线 粒体环绕鞭毛基部形成环状。
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2. 卵母细胞的基因转录
两栖类卵母细胞在减数分裂前出现灯刷染 色体(lampbrush chromasomes), 其活跃合 成RNA的基因环伸出。用放射性组蛋白 mRNA证明其上的转录活动。到减数分裂 的双线期所有早期发育所需的rRNA、 tRNA和母体mRNA都已完成转录并储存。
精原细胞(spermatogonium) →初级精母细胞(primary
spermetocyte), →次级精母细胞(secondary spermatocyte)。→精 子细胞(spermatid) →精子(sperm)。
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从精原细胞到精子细胞 的分裂过程中细胞质的 分裂不完全,细胞间有 直径1μm的细胞质间桥 使它们彼此连接形成合 胞体(syncytium)。通过 细胞质间桥沟通信息, 保证每群细胞同步成熟。 在上述过程中随着分裂, 细胞逐渐靠近管腔,在 不同层次看到不同分化 时期的生精细胞。
第三章 配子发生
果蝇极质的成分
germ cell-less(gcl)基因的mRNA和蛋白 nanos mRNA
线粒体大核糖体RNA polar granule component的非翻译RNA 分子 其他的基因
决定果蝇原生殖细胞的命运的基因
germ cell-less:在卵的生成过程中由滋养细胞转录,受精后 翻译的蛋白定位在极质中,其缺失导致无生殖细胞。
PGC来源于外胚层,形成血管 时,进入血管,通过血液循环 迁移进入生殖嵴。
哺乳动物生殖细胞
在原肠胚期,小鼠的PGC位于上 胚层中。在7天的小鼠胚胎中, 约8个PGC位于原条后部的胚外 中胚层中,其后它们迁移经过内 胚层、尿囊、卵黄囊到达后肠, 再沿后肠背壁向前迁移到达生殖 嵴,此时的PGC达2500~5000个。
Oskar: 其母体mRNA定位在极质中,它的表达量影响极细 胞的数量,如 1 copy of oskar=10-15 pole cells, 2 copies=35 pole cells, 4 copies=50 pole cells. 它还影响极细 胞的定位。
两栖类早期胚胎的生殖质
用紫外线照射胚胎植物极之后,
子和卵子。
几个重要的概念
生殖质(germ plasm): 在线虫、果蝇、爪蟾等动物卵子中都
观察到一类特化的胞质决定因子,它们定位于卵质的特殊区 域,并决定原始生殖细胞的形成和发育,这种特化的卵质决
定因子现一般称为生殖质。主要由蛋白质和RNA组成。
原始生殖细胞(primordial germ cell) :指能分化为生殖 细胞的前体细胞。
雌雄同体线虫生殖细胞决定模型
3、精子和卵细胞的发生
精子和卵细胞发育的核心内容:
人教版高中生物必修3课程目录与教学计划表
人教版高中生物必修3课程目录与教学计
划表
课程目录
1. 第一单元:生物细胞的结构与功能
- 第一章:细胞的基本结构
- 第二章:细胞的生物膜
- 第三章:细胞质的基本结构
2. 第二单元:细胞分裂与生长
- 第一章:有丝分裂
- 第二章:减数分裂
- 第三章:生殖细胞发生与减数分裂调控
3. 第三单元:遗传与变异
- 第一章:遗传的分子基础
- 第二章:遗传的细胞基础
- 第三章:遗传的分子机制
4. 第四单元:进化与创新
- 第一章:生物进化的基本过程- 第二章:自然选择与适应
- 第三章:生物进化的分子基础教学计划表
以上是《人教版高中生物必修3》课程目录与教学计划表,根据教学需要,可能会有少许调整。
在教学过程中,请结合实际情况和学生的学习进程,灵活安排和调整教学内容和教学时间。
《生殖细胞发生》课件
生殖细胞发生的重要性
总结词
生殖细胞发生对于生物体的繁殖和物种延续具有重要意义,任何与生殖细胞相关的异常都可能对个体或物种的生 存造成威胁。
详细描述
生殖细胞发生是生物体繁殖后代的关键过程,对于物种的延续具有重要意义。任何与生殖细胞相关的异常都可能 对个体或物种的生存造成威胁,如染色体异常、基因突变等。因此,了解生殖细胞发生的机制和过程对于保护生 物多样性和维护生态平衡具有重要意义。
基因编辑技术
CRISPR-Cas9等基因编辑技术的运用 ,使得对生殖细胞的基因进行精确编 辑成为可能,有助于研究基因对生殖 细胞发育的影响。
生殖细胞研究的未来方向
疾病模型建立
利用生殖细胞建立疾病模型,有助于深入了解某些遗传性疾病的发病机制,为 疾病治疗提供新思路。
体外受精技术改进
随着生殖细胞研究的深入,体外受精技术的成功率有望得到进一步提高,为不 孕不育家庭带来福音。
生殖细胞的发生过程
总结词
生殖细胞的发生是一个复杂的过程,包 括减数分裂、配子形成和受精等阶段。
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详细描述
生殖细胞的发生起始于原始生殖细胞的分 化,经过一系列的发育过程,最终形成成 熟的生殖细胞。这个过程包括减数分裂、 配子形成和受精等阶段。在减数分裂阶段 ,染色体数目减半,形成单倍体细胞。随 后,单倍体细胞经过配子形成阶段,最终 形成成熟的生殖细胞。
生殖细胞研究对人类未来的影响
遗传疾病预防
深入了解生殖细胞的发育机制,有助于预防和减少遗传性疾病的发生,提高人口 质量。
辅助生殖技术发展
随着生殖细胞研究的深入,辅助生殖技术将得到进一步发展,为更多不孕不育看
《生殖细胞发生》 ppt课件
目录
• 生殖细胞发生概述 • 生殖细胞的发生机制 • 生殖细胞与遗传疾病 • 生殖细胞研究的前沿与展望
生殖细胞发生ppt课件
荷;这是由于新的染色体蛋白——鱼精蛋 白代替了原有的体细胞核中的组蛋白 • 细胞核形状的变化 变成流线型,易于运动
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2.细胞质的变化
• 细胞质大多成为多余的物质而被抛弃 • 细胞器 ①顶体的形成
顶体来自于高尔基体 ②线粒体鞘的形成
• 子宫内膜在雌激素的作用下,腺体和上皮 迅速增殖。
• 当卵泡发育成熟时,它所分泌的大量雌激 素就形成一个排卵前的雌激素释放高峰。 这时血液里的雌激素浓度突然升高,反过 来触发腺垂体分泌大量的黄体生成素,形 成排卵前黄体生成素的释放高峰,引起成 熟的卵泡破裂、排卵。
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• 排卵后残余的卵泡变成黄体。黄体分 泌大量的雌激素和孕激素,它们共同 作用于子宫内膜,引起内膜分泌期的 变化。
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四、卵泡细胞与卵子发生
1.卵泡细胞与卵母细胞的关系
• 卵母细胞的生长发育与其周围的卵泡细胞 的作用是分不开的
• 在卵巢中卵母细胞和卵泡细胞一起形成许 多大小不同的滤泡或卵泡
• 在哺乳动物中,根据卵泡大小和卵母细胞 的发育程度可分为原始卵泡、初级卵泡、 次级卵泡、成熟卵泡
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• 到原肠后期,他们被决定为原始生殖细胞,并从 内胚层迁出,进入生殖嵴,在那里与生殖嵴一起 形成性腺。
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二.原生殖细胞的迁移
1.为什么要迁移? 原始生殖细胞(PGC)是生殖细胞的前
身,多数动物原始生殖细胞的起源与其性腺 的起源不同,并在位置上有一定的距离,一 般是获得生殖质形成原生殖细胞后.才被迁 移到生殖腺.然后才在性腺分化为卵子或精 子
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第三章 雄性动物生殖生理
动物种类 初情期 性成熟 体成熟
牛
6-12
8-14
水牛
10-15
15-20
马
12
驴
8-12
猪
3-6
4-8
羊
4-8
6-10
骆驼 兔
12-18 12-18
24-36 3-4
2-3 y
3-4y
3-4 y 3-4y
9-12 月 12-15 5-6y 6-8
(五)适配年龄
精细管上皮波
在精细管的 纵长方向细 纵长方向细 胞组合排列 状态所显示 的变化规律。 的变化规律。 反映的是精 细管上皮的 空间” “空间”或 距离的变化 规律。
第二节 精子在附睾内的成熟和贮存 一、精子在附睾内的运行
在睾丸及附睾的精子基本上是不运动的。 在睾丸及附睾的精子基本上是不运动的。 在睾丸: 精细管液和睾丸网液被带入附睾 被带入附睾。 在睾丸:靠精细管液和睾丸网液被带入附睾。 在附睾: 靠睾丸网液、 附睾上皮的纤毛运动和 在附睾 : 靠睾丸网液 、 附睾 上皮的纤毛运动和 管壁的收缩运行 时间:一般为7 15天 运行。 管壁的收缩运行。时间:一般为7-15天。 二、精子在附睾内的成熟 (一)成熟过程 1、前进运动能力的获得 由附睾中肉毒碱的诱导, 由附睾中肉毒碱的诱导, 、 AMP的升高 前向运动蛋白与受体结合, 的升高, CAMP的升高,前向运动蛋白与受体结合,使精子具 前进运动能力。 前进运动能力。
female oviduct. They have three separate regions.
五、 精子发生的基本规律 )、精子发生周期 (一)、精子发生周期 在精细管上皮细胞膜出现的精子发生序列, 在精细管上皮细胞膜出现的精子发生序列,即由A1型 精原细胞分裂开始,直至精子细胞变成精子, 精原细胞分裂开始,直至精子细胞变成精子,这一过程 所需的时间, 精子发生周期(Spermatogemc cycle)。 所需的时间 , 叫 精子发生周期 。 各畜周期为, 各畜周期为,猪44~45d、牛约 ~ 、牛约60d、绵羊 、绵羊49—50d、 、 左右、 马50d左右、兔44-50天。 左右 天 特点:连续性: 特点:连续性:精细管在同一部位的一定时间会连续 出现(不等第一个精子发生序列结束) 出现(不等第一个精子发生序列结束)数个精子发生序 列。 同步性:未完全分开的同族细胞群同步发育。 同步性:未完全分开的同族细胞群同步发育。 (二)、精细管上皮周期 在精细管同一部位出现相同细胞组合所经历的时间, 相同细胞组合所经历的时间 在精细管同一部位出现相同细胞组合所经历的时间, 精细管上皮周期。 叫精细管上皮周期。 各畜为, 各畜为,猪9d、牛14d、羊10d、马12d。 、 、 、 。 每一个精子发生周期含4~ 个精细管上皮周期 个精细管上皮周期, 每一个精子发生周期含 ~ 5个精细管上皮周期 , 每 一个精细管上皮周期有一批精子向精细管腔释放。 一个精细管上皮周期有一批精子向精细管腔释放。
八年级生物上册 第三章 第一节 人类的生殖发育
人类的生殖发育【学习目标】1.说出男、女性生殖系统组成和功能;描述受精、胚胎发育和临盆的进程。
2.通过观看、分析图文资料培育学生分析问题能力,交流表达能力。
3.通过熟悉自我活动,体验生命来之不易,学会关爱生命,关注自身健康和进展,养成酷爱生命的情感。
【学习重、难点】:1、生殖细胞的特点及受精作用。
2、胚胎发育进程中的营养来源和供给。
【学习进程】一、自主学习:1、男、女性生殖系统组成和功能是什么?2、受精作用的进程是什么?二、合作探讨3、胚胎发育进程中的转变是如何的?4、胚胎发育的不同时期营养来源别离是什么?三、系统总结(1)人的生殖方式是有性生殖,生殖功能别离由男、女生殖系统完成。
男性生殖系统主要学习睾丸的功能;女性生殖系统要紧学习卵巢的功能。
(2)受精是精子和卵细胞相结合的进程,受精卵中的物质是由精子和卵细胞中的物质共同组成的。
(3)胚胎发育从受精卵开始,胚胎发育初期所需要的养料由卵黄提供,以后通过胎盘由母体提供。
四、反思与交流生殖系统和人的其他系统一样,是人体的一个重要组成部份。
每位同窗对自身发生的显转变及其缘故有所了解,明白如何正确对待,将有助于增进身心的健康进展。
五、反馈检测1.人类的延续离不开生殖,生殖依托生殖系统来完成。
在人的生殖系统中,能够产生生殖细胞的器官是()A.阴囊和阴道B.睾丸和卵巢C.附睾和子宫D.输精管和输卵管2.能分泌性激素的器官是()A.子宫和睾丸 B.输卵管和输精管 C.前列腺和精囊腺 D.卵巢和睾丸3.人体最大的细胞是()A. 卵细胞B. 精子C.神经细胞D.肌细胞4.受精作用完成的场所是()A.子宫B.卵巢C.输卵管D.阴道5.()的形成意味着新生命的开始A. 卵细胞B. 精子C. 受精卵D. 胚胎6.人体胚胎发育开始的时刻是()A.受精椭圆形成时 B.受精卵割裂开始时C.怀孕第八周时 D.胎儿临盆时7.胚胎发育的要紧场所是()A. 腹腔B. 卵巢C. 子宫D. 输卵管8.母爱是伟大的,母亲怀孕后负担明显加重。
第三章 女性生殖生理
输卵 管
第五节 下丘脑-垂体-卵巢轴的相互关系
HPOA功能:控制女性发育、正常月经 和性功能;参与机体内环境和物质代谢 的调节。 雌激素对下丘脑具有正负反馈作用, 而孕激素对下丘脑具有负反馈作用。
大剂量雌激素:抑制下丘脑分泌FSH-RH (负反馈) 兴奋下丘脑分泌LH-RH (正反馈) 大剂量孕激素:抑制LH-RH (负反馈)
卵泡的发育及成熟
primitive follicle
(1)始基卵泡
初级卵母细胞 oogonium 单层梭形颗粒细胞
granulosa cell
(2)窦前卵泡
初级卵泡: primary follicle
初级卵母细胞包在基膜中 透明带及多层立方颗粒细胞
次级卵泡: secondary follicle
督脉
①含义:总督 。 ②功能:
1)主一身之阳,为阳脉之海;
2)维系一身元气。
带脉
①含义:带脉围绕一周,状如束带。 ②功能:
1)约束诸经,加强经脉间联系,使经脉气血循 行保持常度,“诸脉皆属于带”。 2)维持子宫的正常位置,调摄带液。
冲、任、督三脉,一源而三歧
月经周期的调节
月经的周期节律
物质;任通冲盛是月经产生的必要的中心环节。
1.脏腑与月经 肾 月经产生的过程中以肾为主导
肾为天癸之源;
肾为冲任之本; 肾为气血之根; 肾与胞宫相系; 肾与脑髓相系; 肾为五脏阴阳之本
肝
主藏血 ;
主疏泄 ; 协助排泄月经 分泌乳汁 促进受孕
脾(胃)
带下生理
健康女子阴道排出的一种阴液,色白或无 色透明,其性粘而不稠,其量适中,无特殊臭气, 津津常润,是正常生理现象,称生理性带下,俗 称白带。
第三章 生殖和个体发育
第三章生殖和个体发育生殖是生命的基本特征之一。
每种生物生长发育到一定阶段,都能产生自己的后代。
生物个体的生命都是有限的,但通过生殖可以使种族绵延不断;种群数量增加。
掌握生殖发育规律,可以采取措施,发展有益生物,控制有害生物,为人类造福。
第一节生殖的方式及其发展生殖方式随着生物的进化由无性生殖发展为有性生殖,有性生殖又从同配生殖发展为异配生殖、卵式生殖。
进行有性生殖的亲体,从雌雄同体(同株)发展为雌雄异体(异株)。
一、无性生殖不经生殖细胞的结合,由母体直接产生新个体的生殖方式。
常见的无性生殖如表1-3-1所示。
二、有性生殖有性生殖是生物界最普遍的生殖方式。
其特点是由亲体产生雌、雄生殖细胞(雌、雄配子),雌、雄配子结合为合子(受精卵),合子发育为新个体的生殖方式。
雌、雄配子既是亲体的产物,又是子体的来源,所以是上、下两代联系的桥梁,传递遗传物质的媒介。
有性生殖的后代由于继承了父、母双亲的遗传性,因此,比无性生殖的后代具有更丰富的遗传内容和更多样的变异,为自然选择提供更丰富的选择材料。
有性生殖的出现,标志着生物进化跨入了一个新阶段。
1.配子生殖(1)同配生殖亲体产生的配子,大小、形状相同,两配子相遇,互相融合形成合子,合子发育为新个体。
如衣藻的有性生殖(图1-3-1)。
衣藻是单细胞的绿藻。
每个衣藻生有两根鞭毛、一个红色眼点和一个杯形叶绿体。
环境条件良好时,衣藻进行无性生殖。
这时,衣藻先脱去鞭毛,细胞进行1~3次分裂,原来一个细胞里就形成2、4、8个小细胞,每个小细胞又生出鞭毛。
当原来细胞壁破裂以后,游散出来,形成一个个独立生活的衣藻。
环境条件不良时,衣藻进行有性生殖。
这时,每个衣藻原生质体通过分裂产生8或16、32以至64个体形较小,但外形一样的配子细胞。
配子细胞都生有两根鞭毛,能在水中游动。
当两个配子相遇时就互相融合,成为合子。
合子外被厚壁,以抵抗不良环境条件。
在合子萌发以前,合子细胞要进行减数分裂,形成4个细胞,即每个合子将产生4个衣藻(衣藻的减数分裂称“合子减数分裂”)。
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精子细胞:圆形,无鞭毛的细胞, 精子细胞:圆形,无鞭毛的细胞,必须经过精子形
成的分化过程才能成为成熟的精子, 成的分化过程才能成为成熟的精子,使精子具备运动能 力和与卵子相互作用的能力. 力和与卵子相互作用的能力.
精子分化过程(以哺乳类为例): 精子分化过程(以哺乳类为例):
①顶体(acrosome)的形成:顶体是由高尔基复合体构 顶体( )的形成: 建成的束状结构, 帽子" 覆盖于精子核顶部. 建成的束状结构,似"帽子"状,覆盖于精子核顶部. ②精子核发生旋转:使顶体面向生精小管的基膜. 精子核发生旋转:使顶体面向生精小管的基膜. ③鞭毛形成:形成于精子核的另一面,由中心粒构成. 鞭毛形成:形成于精子核的另一面,由中心粒构成. 鞭毛将延伸入管腔内. 鞭毛将延伸入管腔内. ④细胞核染色质凝集:大部分细胞质成分被抛弃,线粒 细胞核染色质凝集:大部分细胞质成分被抛弃, 体环绕鞭毛基部形成环状. 体环绕鞭毛基部形成环状. ⑤形成的精子进入管腔. 形成的精子进入管腔.
(2)生长因子信号途径 )
Ras,Raf和MAP激酶 , 和 激酶
生长因子受体是受体酪氨酸激酶. 生长因子受体是受体酪氨酸激酶. 其作用通过小分子核酸结合蛋白Ras来实现的. 其作用通过小分子核酸结合蛋白 来实现的. 来实现的
(3)细胞因子信号途径 )细胞因子信号途径——JAK–STAT途径 途径
(4)哺乳动物生殖细胞的发生 ) 研究动物: 研究动物:小鼠
▼产生部位:原肠作用中胚胎原条后端的胚外间质组织 产生部位: 之中. 之中. ▼迁移方式:PGCs首先积聚于尿囊并开始迁移到邻近的 迁移方式: 首先积聚于尿囊并开始迁移到邻近的 卵黄囊之中.随后, 分成左右两组, 卵黄囊之中.随后,PGCs分成左右两组,从尾部沿着新 分成左右两组 发育形成的后肠向上穿过背部间质组织,分别进入左, 发育形成的后肠向上穿过背部间质组织,分别进入左, 右生殖嵴之中. 右生殖嵴之中. 的迁移与其接触的上皮细胞相关, ▼PGCs的迁移与其接触的上皮细胞相关,PGCs通过伸 的迁移与其接触的上皮细胞相关 通过伸 出伪足在上皮细胞表面进行变形运动. 出伪足在上皮细胞表面进行变形运动.体外生殖嵴分泌 弥散性分子,对PGCs的迁移具有一定的导向作用. 弥散性分子, 的迁移具有一定的导向作用. 的迁移具有一定的导向作用
2,精子形成
变态期精子细胞不再进行分裂, 变态期精子细胞不再进行分裂,圆形的精 子细胞经过复杂,剧烈的形态变化, 子细胞经过复杂,剧烈的形态变化,转变为 具有头 部的精子. 具有头,颈和尾部的精子.大部分精子细胞 是埋于支持细胞的细胞质凹陷内进行精子的 变态形成的.主要的形态变化包括细胞核浓 变态形成的.主要的形态变化包括细胞核浓 缩伸长,高尔基复合体转变成顶体, 缩伸长,高尔基复合体转变成顶体,从中心 粒伸出轴丝形成鞭毛, 粒伸出轴丝形成鞭毛,线粒体螺旋围于轴丝 中段部分,大部分胞质被丢弃. 中段部分,大部分胞质被丢弃.支持细胞的 作用是提供营养和排出代谢废物, 作用是提供营养和排出代谢废物,最后将同 步完成变态的精子推入管腔, 步完成变态的精子推入管腔,并把精子细胞 留下的残余物质吞噬分解掉. 留下的残余物质吞噬分解掉.
续:上次课程内容
二,发育中的信号转导
1,信号转导
在动物的发育过程中, 在动物的发育过程中,某些细胞分泌或是释放信号分子 并被其他细胞感知并启动应答反应的过程. 并被其他细胞感知并启动应答反应的过程.信号分子都是 以配体的形式在感应细胞的表面与跨膜受体作用, 以配体的形式在感应细胞的表面与跨膜受体作用,引起受 体的胞质区结构域发生构象变化从而激活其主要的酶功能. 体的胞质区结构域发生构象变化从而激活其主要的酶功能. 受体便可以磷酸化胞质内的蛋白质.因此, 受体便可以磷酸化胞质内的蛋白质.因此,胞外信号被转 化成胞内信号,而配体本身并不进入细胞, 化成胞内信号,而配体本身并不进入细胞,这个过程被称 信号转导. 为信号转导.
1,精子发生过程
PGCs一旦到达雄性胚胎的生殖腺原基就立 一旦到达雄性胚胎的生殖腺原基就立 即进入性索,然后停留于此处直至发育成熟. 即进入性索,然后停留于此处直至发育成熟. 在成熟过程中,性索发育成为生精小管, 在成熟过程中,性索发育成为生精小管,其管 上皮细胞分化成支持细胞( ).精 上皮细胞分化成支持细胞(sertoli cell).精 ). 子发生的过程在支持细胞的深凹处进行, 子发生的过程在支持细胞的深凹处进行,支持 细胞起滋养和保护作用. 细胞起滋养和保护作用.
3,生殖细胞定向分化的决定
两种决定
①生殖干细胞是进入减数分裂进行配子发生还 是继续进行有丝分裂成为生殖干细胞. 是继续进行有丝分裂成为生殖干细胞. "位置效应 " ②进行减数分裂的细胞是发育成卵子还是精子. 进行减数分裂的细胞是发育成卵子还是精子. "微环境决定" 微环境决定"
二,精子发生(spermatogensis) )
(3)两栖动物生殖细胞的发生 ) 模式生物: 模式生物:爪蟾 ▼受精卵植物极附近的一团特殊细胞质 ▼只有这些含生殖质的少数分裂球能够发 育成为原生殖细胞 ▼生殖嵴细胞内的一些因子和间质组织中 的纤连蛋白( 的纤连蛋白(fibronectin)的导向作用是 ) PGCs定向迁移的重要因素. 定向迁移的重要因素. 定向迁移的重要因素 Nhomakorabea返回
(2)果蝇生殖细胞的分化 ) ①极质颗粒(polar granules) 极质颗粒( granules) ②P颗粒作用验证实验 ③P颗粒的主要成分有: 颗粒的主要成分有:
▼germ cell-less(gcl)基因的 ( )基因的mRNA和蛋白 和蛋白 ▼ nanos mRNA ▼线粒体大核糖体RNA 线粒体大核糖体 ▼ polar granule component(Pgc)的非翻译 ( )的非翻译RNA分子 分子 种基因( ▼其他有影响的7种基因(cappucino,spire,staufen, 其他有影响的 种基因 , , , oskar,vasa,valois,tudor) , , , )
2,不同代表动物生殖干细胞的决定和迁移 (1)线虫生殖细胞的分化 ) P颗粒 颗粒( granules) ①P颗粒(posterior granules) 细胞: ②P4细胞:生殖细胞的始祖细胞 基因: ③ Pie-1基因:维持生殖干细胞的属性 基因
雌雄同体秀丽线虫胚胎 发育的细胞谱系图解 Wolpert等 (仿Wolpert等,1998. 苡菥莼制图) 苡菥莼制图)
信号途径——SMAD (4)TGF–β信号途径 ) 信号途径 转化生长因子–β( 转化生长因子 (TGF–β)家族的受体都是多 ) 聚体并且具有丝/苏氨酸激酶活性 苏氨酸激酶活性. 聚体并且具有丝 苏氨酸激酶活性. 配体的结合都促使受体多聚化并激活内在丝/苏 配体的结合都促使受体多聚化并激活内在丝 苏 氨酸激酶活性. 氨酸激酶活性. 重要的下游靶蛋白包括细胞周期抑制因子和 SMAD蛋白家族. 蛋白家族. 蛋白家族
(4)爬行类和鸟类生殖细胞的发生 ) ▼产生于生殖新月区(germinal crescent) 产生于生殖新月区( ) ▼靠血液循环迁移 ▼生殖腺产生的一些化学物质吸引PGCs ;血管 生殖腺产生的一些化学物质吸引 内皮细胞表面可能具备一些特殊的成分使PGCs 内皮细胞表面可能具备一些特殊的成分使 吸附于其表面上. 吸附于其表面上.
第二章 胚胎发育的准备
在有性繁殖的高等生物中, 在有性繁殖的高等生物中 , 生活 周 期 ( life cycle ) 的 开 始 是 配 子 ( gamete) 的形成 , 作为世代交替桥 ) 的形成, 梁的配子由生殖细胞( 梁的配子由生殖细胞(germ cell)分化 ) 产生.雌雄配子结合形成合子 (zygote). )
(7)第二信使 ) 信号转导过程可以引发细胞中的第二信使应答, 信号转导过程可以引发细胞中的第二信使应答, 它允许复杂的信号到达细胞表面后被转换成细胞 内单纯的生化反应. 内单纯的生化反应. 种主要的第二信使: 有3种主要的第二信使:环化腺嘌呤核苷一磷酸 种主要的第二信使 ),1, , -三磷酸肌醇( ), ),二 (cAMP), ,4,5-三磷酸肌醇(IP3),二 ), 酰甘油( 酰甘油(DAG)和钙离子. )和钙离子.
3,精子发生中基因表达的调控
精子发生过程中基因表达分别出现于精子 分化启动期,减数分裂期, 分化启动期,减数分裂期,单倍体精子细 胞期. 胞期.
BMP8B
DAZ基因 DAZ基因
4,精子发生的激素调节 精子的发生受内分泌和细胞间相互调节. 精子的发生受内分泌和细胞间相互调节. FSH, , LH 及T在生精过程中是必需的.FSH是启动精子发 在生精过程中是必需的. 在生精过程中是必需的 是启动精子发 生的重要因子. 通过cAMP和钙离子信号途径 生的重要因子 . FSH通过 通过 和钙离子信号途径 直接调节支持细胞或/及生精细胞 及生精细胞. 直接调节支持细胞或 及生精细胞.FSH的作用可能 的作用可能 是改变支持细胞的结构及功能, 是改变支持细胞的结构及功能,产生有利于精子发 生的条件, 从而启动精子发生. 生的条件 , 从而启动精子发生 . LH作用于间质细 作用于间质细 启动雄激素合成. 胞,启动雄激素合成.雄激素是精子发生调节中最 为重要因素, 为重要因素,睾丸中类肌样细胞和支持细胞是它的 靶细胞. 靶细胞.雄激素作用于类肌细胞使之产生支持细胞 调节蛋白,最终以雄激素和支持细胞调节蛋白, 调节蛋白,最终以雄激素和支持细胞调节蛋白,实 现对支持细胞的双重调节. 现对支持细胞的双重调节.
一,生殖干细胞的决定和迁移
生殖干细胞( 生殖干细胞(GSC)的决定过程 ) 就是子代个体发育的开端. 就是子代个体发育的开端.
1,生殖质与生殖细胞的分化
▼生殖细胞来源于它的前体——原生殖细胞 生殖细胞来源于它的前体 原生殖细胞 (primordial germ cell,简称 ,简称PGC,复数为 , PGCs) ) ▼生殖腺原基(genital anlage)——生殖嵴 生殖腺原基( ) 生殖嵴 (genital ridge) 生殖质(germ plasm)是具有一定形态结构的 ▼生殖质 是具有一定形态结构的 特殊细胞质,主要由蛋白质和RNA构成. 构成. 特殊细胞质,主要由蛋白质和 构成