第一章 生殖细胞发生

生活小常识
• 月经周期怎样是正常的？ 月经的周期为两次月经间隔的天数， WHO标准（指南），月经周期24-35天一次 均属正常。计算月经周期是从月经第一天 开始的。 月经周期由人体下丘脑-垂体-卵巢所分 泌的激素调节。周期中随着激素水平的变 化，卵泡和子宫内膜发生相应的改变。卵 泡由小变大，优势卵泡在月经14天左右排 卵，之后形成黄体，如果未受孕，黄体萎 缩成白体。子宫内膜逐渐增厚，在黄体中 期达到顶点，如果未受孕，内膜迅速萎缩、 剥落，形成下一次月经来潮。
2.其它动物的精子
• 无脊椎动物的精子 比哺乳动物大，无鞭毛，不能自主运动 （如海胆，靠顶体丝外翻形成长的突起协 助精子穿入卵内） • 硬骨鱼的精子 有头部和尾部，但无颈段
第三节 卵子发生
• 卵子发生在卵巢中
一、卵子发生的过程
卵子发生——指由原始生殖细胞发育成 卵原细胞，再由卵原细胞发育到排出成熟 卵子（egg）这一完整过程。
•月经全过程
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月经周期中子宫内膜的周期性 变化，受卵巢、脑垂体（其中的腺 垂体部分）和下丘脑分泌的几种激 素的控制。它们之间的关系是下丘 脑调节腺垂体的活动，腺垂体调节 卵巢的活动，卵巢调节子宫内膜的 变化，同时卵巢对下丘脑、腺垂体 又有反馈调节的作用。
• 下丘脑能产生促性腺释放因子 （GnRH ），它们能促进垂体的分泌活 动。 • 垂体通过分泌促卵泡激素（ＦＳＨ） 和黄体生成素（ＬＨ）来调节卵巢的 活动。它们能促进卵泡的成熟和它的 内分泌的功能。 • 卵巢能分泌雌性激素和孕激素，它们 分别有多种功能，在月经周期中都能 直接使子宫内膜增厚，又能反作用于 丘脑下部和脑垂体。
第一章 生殖细胞发生
第一节 生殖细胞发生
生殖细胞分化 配子 雄配子
受精
合子
分化
成体
分化
雌配子
生殖细胞
一 生殖质与生殖细胞分化
1.生殖质(germ plasm) ① 定义:在卵子中有一类特化的细胞质决定 因子,他们定位于卵质的特殊区域,并决定原 始生殖细胞(PGC)的形成和发育. 这类特化的卵质决定因子称生殖质,其是新 一代生殖细胞的发源处，维系着种系的延续 ②组成:生殖质是具有一定形态结构的特殊物 质,由蛋白质和RNA构成
2.生殖质影响生殖细胞分化
线虫 • 线虫的生殖质叫做 p颗粒 • 未受精前p颗粒随机分布于卵子中 • 受精后p颗粒向卵子后端集聚 • 经一次卵裂后， p颗粒全部分布在P1细胞 中，然后再经3次卵裂，由P1、P2、P3传递 到P4细胞 • 所有的生殖细胞均源于P4细胞
爪蟾 • 爪蟾 的生殖质位于植物极附近. • 卵裂期间，生殖质通过卵黄胞质向上运动，由于 分裂过程中卵质的非对称性分布，生殖质仅保留 在最靠近植物极的子细胞中 • 在原肠形成期，这些含有生殖质的细胞定位在囊 胚腔底层的内胚层 • 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。
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
• 脊椎动物的性腺起源于中胚层,鸟类的起源 于外胚层,两栖类的起源于内胚层
• 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。 • 如果在排卵后没有受孕，黄体在排卵 后8～9天开始退化。这时血液里孕激 素的水平突然下降，造成子宫内膜退 化，螺旋动脉受压，从而形成月经。
学习指导
1．生殖细胞的起源和分化是一个分常复杂的问 题，各种不同的动物有所不同，但不同动物 早期胚胎分化的第一个任务就是将生殖细胞 和体细胞分开，这也是动物发育和植物发育 的根本差异之一。本内容的学习可以和后面 早期胚胎发生相结合。 2．对于精子的发生，需要掌握精子的结构，精 子的发生过程和精子的成熟过程三个内容。 3．卵子的发生是发育生物学中的一个重点和难 点，可分为增殖期，生长期和成熟期三个时 期，重点掌握生长期卵母细胞的特点，可比 较卵子的发生与精子发生的异同，并思考其 原因。
•什么是排卵？
•
成熟卵子自卵泡中排出的过程称为 排卵。这一生理现象必须依靠体内正 常的激素环境支持。正常妇女每个月 经周期只排一个卵。
为什么一次月经周期只有一个卵子？
• 女婴刚出生时，每个卵巢中有2百万个 未发育卵泡，青春时期才开始发育。一生 中只有400-500个卵泡能发育成熟。月经来 潮前的4-5天至月经期的4-5天，卵泡开始 发育，月经周期的7-8天开始，约有20多个 卵泡开始生长，其中的一个成为优势卵泡。 这个优势卵泡在自己发育成熟的同时，抑 制其他卵泡的生长，使之萎缩、闭锁并消 失。因此，每次月经周期只有一个卵子排 出。
三、卵子的简单结构
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
• 在初级卵泡中，卵泡细胞为一曾扁平的细 胞，以后的生长中，卵泡细胞变成立方形， 并且迅速增殖，由单层变为多层，之后和 卵母细胞共同分泌形成透明带，他们伸出 突起穿过透明带互相联系，并形成辐射带 • 卵泡进一步生长，形成一个较大的卵泡腔， 卵母细胞与其周围的卵泡细胞被挤到卵泡 的一侧，形成突向卵泡腔的卵丘.卵泡渐渐 成熟，意味着卵母细胞也成熟了，准备排 卵
二、卵子发生的简要过程
（三个时期：增殖期、生长期、成熟期）
1、增殖期（胎儿时）
哺乳动物在胎儿时，卵原细胞在卵巢中大 量增殖，形成一定数量的卵原细胞，然后 停止分裂，进入第一次减数分裂前期，形 成初级卵母细胞，然后一直到性成熟才发 生变化。 性成熟后，分批按月经周期生长发育成熟
2、生长期
可分为两个阶段：小生长期，大生长期 • 小生长期：细胞质增加，细胞器的数量、 形态发生变化，体积明显增大，活跃转 录RNA，组装大量染色体
２.卵泡细胞在卵子发生中的作用
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卵泡细胞能产生固醇类激素，对卵母细胞 生长发育成熟起调节作用 分泌孕酮，促进卵母细胞的生长发育和成 熟 诱发哺乳动物精子的获能和顶体反应 参与形成卵膜（如透明带）
五、成熟卵子的排放
1.哺乳动物的排卵方式
排卵：是卵子从卵巢排出的复杂生殖生理过程 排卵的2种方式： • 自发性排卵也叫周期性排卵（无脊椎动物、 低等脊椎动物以及绝大部分的哺乳动物）： 在特定时期排卵 • 刺激性排卵（兔子、水貂等少数动物）：通 过交配生理活动刺激排卵
作业
• 比较卵子发生与精子发生的异同， 并思考其原因
（三）精子形成 • 精子细胞形成以后，要经过一系列的 分化才能形成精子，这一过程称为精 子形成期
• 精子形成过程主要包括细胞核和细胞 质两方面的变化
1.细胞核变化
• 染色质的高度浓缩化 这使核的体积大大减小，减轻精子运动负 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
• 一个新的月经周期开始于卵巢的卵泡期。 这时，由腺垂体分泌的ＦＳＨ增加，使原 始卵泡开始发育。又由于垂体分泌的ＬＨ 的作用，发育的卵泡开始分泌激素。 • 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。
• 秀丽新小杆线虫在生殖腺末端有一个不分 裂的细胞，称为远端细胞 1 靠近“远端细胞”的进行有丝分裂，形成 一个生殖干细胞库 2 远离“远端细胞”的生殖干细胞进行减数 分裂，生成生殖细胞 机制尚未清楚
• 秀丽新小杆线虫
第二节 精子发生 一.精子发生的过程
精子发生——指由原始生殖细胞发育到精 原细胞，再发育到精子成熟并排出体外这一完 整的过程。 一般分为原始生殖细胞、精原细胞增殖期、 初级精母细胞生长期、成熟分裂期和精子形成 期5个发育阶段。
1.卵子发生的特点
①卵子发生与精子发生有许多不同处： 卵子发生无形成期（精子有精子形成期） 一个初级卵母细胞，只能形成一个卵子 （一个初级精母细胞形成4个精子）
②哺乳动物所有的卵原细胞分裂增殖形成初 级卵母细胞都是在胎儿出生以前或出生以 后不久完成的，所以初级卵母细胞的数目 是确定的（性成熟后，每次只有15~20个卵 母细胞发育到一定大小，但一般只有一个 卵母细胞成熟，人一生当中，只能排 420~480个卵子） ③卵母细胞在生长和发育过程中，要积累大 量的营养物质和信息分子 ④卵子成熟发育比精子发生所需时间长得多， 有的可以达几十年
2、人类卵母细胞的成熟和排卵
• 人类女性生殖生理的特征：
周期性排卵,人类卵子的成熟和排 卵的阶段性称为月经周期(约29.5天)
•月经周期是以下三个方面活动的综合体现
(1)卵巢周期使卵子成熟和排卵 (2)子宫周期为发育中的胚泡着床提供合适的 环境 (3)子宫颈周期使精子只能在某一适当的时间 进入女性生殖道 这三个周期是通过垂体、下丘脑、卵巢所 释放的激素综合协调控制的
女性育龄期有多长？
• 女性在13岁左右进入青春发育期，卵巢 发育成熟，开始周期性地排卵和月经来潮， 就具备了生育能力。25-35岁这段时间是生 育功能旺盛的时期。进入更年期（45-55岁） 后，生殖器官逐渐萎缩，当月经停止，生 育力也就完全丧失了。但专家提示，35岁 以后，生育能力快速下降，不孕症的发生 率提高，因此应当在35岁以前生育。
什么时间是女性怀孕的最佳年龄？
• 对女性而言，25-29岁是最佳生育 年龄。这个时期从身体状况到社会经 验都是女性生育的黄金时期，母亲和 孩子的身体健康都可以得到保障。高 龄产妇难产的几率大大增高，胎儿畸 形的比例也明显上升。
男性是否也有最佳生育年龄？
• 男性和女性一样，随着年龄的增长 生殖能力显著下降。男性生育30岁前 是巅峰，超过30岁以后，生殖能力就 开始逐年下降。
2.迁移路线 • 鸡的PGC是通过血液循环系统进入性 腺 • 果蝇、爪蟾和小鼠的PGC是先集中与 原肠形成后的后肠的内胚层基线上， 伸出伪足进行变形运动，迁入生殖 嵴
三、减数分裂
• PGC进入生殖腺（即性腺）后，产生 生殖 干细胞后代 PGCs
有丝分裂
生殖干细胞
减数分裂
配子
四、生殖细胞定向分化的决定
2.细胞Βιβλιοθήκη Baidu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 围绕轴丝形成了线粒体鞘 ③中心粒与尾部的形成
（四）精子的超微结构
• 精子 鞭毛型：哺乳动物和人
无鞭毛型：海洋和淡水无脊椎动物
1.哺乳动物的精子
• 人的精子 头部 颈段
中段 尾部 主段 末段
• 大生长期（卵黄发生期）：积聚大量的 卵黄物质（营养物质），细胞体积急速 增大
3、成熟期
• 卵母细胞经过生长期后，往往停留在第 一次减数分裂的前期，需要外来信号的 刺激下才能恢复减数分裂。 • 卵母细胞在进行第一次减数分裂时，排 出第一级体 • 成熟的卵母细胞，处于第二次减数分裂 中期，直到受精才使其完全完成第二次 减数分裂并排出第二级体
（一）精子的增殖和干细胞的更新 • 精原细胞通过有丝分裂增殖形成许多的精 母细胞，同时，由于贮备了相当数量的生 精干细胞，使精子发生能持续进行
（二）精母细胞和减数分裂
• 初级精母细胞经过第一次减数分裂形成两 个次级精母细胞 • 两个次级精母细胞经过第二次减数分裂形 成四个精子细胞
• 如果没有一种机制使精卵细胞染色体数 目减半，则精卵细胞融合将使个体生物 的染色体数整倍增加，细胞体积不断膨 胀，细胞就不能适应环境而遭到淘汰 • 减数分裂使生殖细胞的染色体减半