专题五 精卵的发生与成熟调控
人类精子发生和成熟的调控机制及异常病理分析
人类精子发生和成熟的调控机制及异常病理分析人们通常都会认为生殖系统功能正常只是一件理所当然的事情，但是，实际上，精子发生和成熟的调控机制非常复杂，甚至会因为一点微小的变化产生异常病理，导致生理功能受到严重影响。
本文将围绕这一话题进行讨论。
1.精子发生的调控机制在正常情况下，男性精子的发生过程是一个非常复杂的、精细的过程，包括精子的分裂、分化和成熟等多个阶段。
这个过程受到多种不同生理因素的调控，如下所述。
1.1 转染过程中的调控机制首先，在精子的分裂和分化过程中，染色体的重组是一个十分重要的环节。
这个过程是由高度调控的许多酶和信号因子参与的。
1.2 睾丸和脑下垂体的调节除了遗传因素外，睾丸和脑下垂体也是调节精子发生和成熟的关键因素。
在睾丸中，Leydig细胞主要分泌睾酮，帮助精子的发生和发育；而在脑下垂体中，促性腺激素和促黄体生成素则起到重要的调节作用。
1.3 其他因素除了以上因素外，还有一些其他因素也会参与到精子发生和成熟的调控中来。
比如，YO缺失症、热休克等疾病都会对精子发生过程产生不同程度的影响。
2.异常病理分析如果精子发生和成熟的过程出现异常，会产生一些比较严重的症状，如下所述。
2.1 无精症当精子的发生和成熟过程出现过多障碍时，就会产生无精症的症状。
这种症状常见于染色体异常、性腺态良等多种疾病中。
2.2 精子质量下降另外，在某些情况下，即使精子的发生和成熟过程并没有出现严重的障碍，但其数量、形态、活力等方面都出现了异常，也会影响精子的质量，在成功生育方面产生重大影响。
2.3 男性不育无精症和精子质量下降这些症状都会导致男性不育，给人们的生活带来巨大的困扰。
这也是为什么要加强对精子发生和成熟机制的研究，早期检测异常，及时治疗的原因。
总之，对于人类来说，精子发生和成熟机制以及维持其正常运作的调控机制是非常重要的。
了解这些，可以使人们更好地维护其生殖系统功能的正常运作，从而获得更健康而美好的生活。
专题五 精卵的发生与成熟调控
(三)精子发生过程的同源群现象
在精子发生过程中从精原细胞到精子形成为止，中间要 经过多次分裂，除了精原细胞早期有几次分裂是完全的 细胞有丝分裂，形成独立的精原细胞之外，其余的几次 分裂都是不完全的，即在分裂的末期两个子细胞没有完 全分开，它们之间有0.5～1.0微米宽的细胞质间桥 (cytoplasmic bridge)。
B型精原细胞，参与精子发生周期。
（一）生精细胞
2．初级精母细胞(primary spermatocyte) 3．次级精母细胞(secondary spermatocyte) 4．精子细胞(spermatid)
(二)精子形成(spermiogenesis)
精子细胞在自然情况下不具有雄性配子的功能，必须经过变态分 化才能成为精子。为了能与卵子核接触并与之受精，精子必须具 有高度活动的能力以及与此相应的结构。
三、卵子的结构及其变化
卵膜 卵胞质 细胞核
(一)卵膜：卵黄膜或透明带
极个别动物排出的成熟卵外没有卵膜，仅有一层薄的胶质，如水 母(Cladonema uchidai)。 卵黄膜(vitelline envelope，VE)(海胆、文昌鱼、两栖类和鸟类 等)或壳膜(chorion)(昆虫、鱼等)。 透明带(zona pellucida，ZP)：如哺乳类。 卵膜成分大都为糖蛋白，不同动物其组成成分各不相同，但其生 理作用是完全一样的。但昆虫和鱼类不一样，在它们的壳膜上都 有一卵膜孔，精子可以直接进入，与卵的质膜相结合。
卵膜的形成
一、卵子发生(oogenesis)
胎儿时期
原生殖细胞 卵原细胞
皮层 细胞 包围 分 裂 增 殖 分化
胎儿出生前后
青春期之后
初级卵泡
生物选修3----精子和卵子的发生ppt课件
.
27
对比：精子的发生和卵子的发生
精子
卵子
不
发生场所
睾丸
同
成熟场所
睾丸
点
生殖细胞数
1→4
卵巢 输卵管 1→1
排出时是否成熟 是
否
是否变形
是
否
开始时间
初情期
胎儿期
（初情期后才有排卵）
分裂连续性
连续
间断
相 同 点
.
有丝分裂产生性原细胞、初级性母细胞
都经过减数分裂才形成性细胞
.
28
.
.
29
合子
+
第二极体
透明带与卵黄膜之间 有_2个__极体
受精完成的
.
标志
22
思考：
减数第一次分裂在什么时间完成？ 排卵前后
在什么场所完成？ 卵巢或输卵管
减数第二次分裂在什么时间完成？ 在什么场所完成？
受精过程中 输卵管
排卵发生在什么时间？ M Ⅰ前后
受精发生在什么场所？ 输卵管
.
23
讨论2
1.一个卵泡中能形成几个卵子？
.
1
胚胎工程
胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所 进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎 移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞 培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还 需要移植到雌性动物体内生产后代，以满 足人类的各种需求。
.
2
抢答
1、胚胎工程操作的对象是什么？
早期胚胎和配子
2、胚胎工程包括哪些技术？
胚胎移植、体外受精、 胚胎分割、胚胎干细胞培养等
.
8
第２阶段： 精子细胞的生成
MⅠ
MⅡ
初__级__精__母__细__胞__
精子和卵子的发生与发育
精子和卵子的发生与发育精子和卵子是人类繁殖过程中至关重要的生殖细胞，它们的发生与发育是一个复杂而精细的过程。
本文将从不同的角度论述精子和卵子的发生与发育，包括细胞学、分子生物学和生理学等方面。
一、精子的发生与发育1.1 精子的发生精子是在男性睾丸中形成的生殖细胞，其发生过程称为精子发生。
精子发生包括精原细胞分裂、减数分裂和精子成熟三个阶段。
在精原细胞分裂阶段，精原细胞通过有丝分裂产生两个一模一样的精子母细胞。
在减数分裂阶段，精子母细胞经过两次减数分裂，最终生成四个精子。
在精子成熟阶段，未成熟的精子进入附睾和输精管，经过若干天后才能达到完全成熟。
1.2 精子的发育在发生过程中，精子的形态和结构经历了一系列的变化，由未成熟的原初精子发育为成熟的精子。
原初精子是无法进行受精的，只有成熟的精子才能参与受精过程。
精子的发育过程中，主要是发生了一些生化变化，如精子细胞壁的形成、精子头部和尾部的分化和储精囊中环境的变化等。
这些变化的发生，使得原初精子被逐渐改造成为可以参与受精的成熟精子。
二、卵子的发生与发育2.1 卵子的发生卵子是在女性卵巢中形成的生殖细胞，其发生过程称为卵子发生。
与精子发生不同的是，卵子的发生过程中只形成一个卵子。
卵子发生是一个复杂而严格的过程，包括原始生殖细胞形成、初级卵泡形成以及卵子的成熟三个阶段。
原始生殖细胞是卵母细胞的祖先细胞，位于胚胎的早期发育阶段。
在初级卵泡形成阶段，卵泡细胞通过有丝分裂产生一个卵母细胞和一个极体体。
在后续的发育过程中，卵母细胞经历过一次减数分裂形成成熟的卵子。
由于染色体的不平分离，卵子的染色体数目和形态变化很大。
2.2 卵子的发育卵子的发育过程主要发生在卵巢内，但在成熟后也需要经过一系列的变化，如区别成三重层胚柿、膜的形成以及黄体的形成等，从而为受精和胚胎发育提供必要的物质和支持。
需要注意的是，在卵子发育的过程中，有一些因素可以影响卵子的质量，如年龄、环境和健康等。
精子与卵子的生成过程及其调节机制
精子与卵子的生成过程及其调节机制精子与卵子是生殖细胞，是人类繁殖的基础。
它们的生成过程及其调节机制对于人类生殖健康和不孕症等疾病的治疗具有重要的意义。
本文将介绍精子与卵子的生成过程及其调节机制。
一、精子的生成过程精子的生成过程又称精子发生，它是在男性生殖器官内完成的。
人类的精子发生可追溯到胚胎期，但真正进入精子发生阶段是在青春期。
精子的生成过程主要分为两个阶段：精子形成和精子成熟。
1. 精子形成阶段精子形成主要发生在精原细胞中。
精原细胞通过有丝分裂形成精母细胞，精母细胞再经过两次减数分裂，分别形成二细胞和四细胞，最终生成四个基本相同的精子细胞。
2. 精子成熟阶段精子成熟阶段主要发生在睾丸内的精索中。
在精索中，精子在附着于射精导管上皮细胞表面的特殊细胞（Sertoli细胞）的协助下，完成分化和成熟过程。
这个过程中，精子细胞的形态和结构也开始发生重要的变化，如头部的钩状物和精子尾部的运动器构造。
二、卵子的生成过程卵子是女性生殖细胞，是一种单个细胞，呈球形或卵圆形。
卵子生成主要分为两个阶段：卵泡发育和排卵。
1. 卵泡发育阶段卵泡发育阶段是指从卵泡形成到排卵前，卵泡逐渐增大并发生变化的过程。
这个过程需要大量的激素调节，其中，支配卵泡发育过程的激素是促卵泡激素和雌激素。
2. 排卵阶段排卵是指卵子从卵巢中释放出来并进入输卵管的过程。
这个过程需要协调的调节机制，主要涉及垂体腺和卵巢之间的关系。
在排卵前，大量的黄体生成素被释放，使得卵巢内成熟的卵泡破裂，并将卵子释放到输卵管中。
三、精子及卵子的调节机制精子及卵子的生成过程受到多种激素的调节，包括生殖激素、脑下垂体激素和甾体激素等。
其中，脑下垂体激素是最重要的调节机制之一，如促性腺激素（LH和FSH）等，这些激素通过负反馈机制调节精子和卵子生成的过程。
当卵子和精子生成过程中分泌越来越多的性激素，通过反馈机制，垂体会减少这些激素的分泌。
此外，还有一些因素可以影响精子和卵子的生成过程，如环境污染、紫外线辐射、生活方式等。
精子发生及其调控机理课件资料
精子发生及其调控机理睾丸的主要功能是生成精子以及合成、分泌雄激素。
精子生成及雄激素合成分别发生在睾丸的曲细精管（ seminiferous tubles ）和睾丸间质组织中。
尽管两个部位的功能和形态都不尽相同，但实际上两者的功能联系紧密，睾丸要生成正常数量和质量的精子，这两部分都不可或缺。
睾丸的各个组成部分以及整体的功能都受到下丘脑 - 脑垂体内分泌腺体的影响。
另外，睾丸局部的自分泌、旁分泌调节机制在睾丸的生精功能调控中也起到重要的作用。
一、精子发生的功能性结构（一）睾丸间质睾丸间质组织中最重要的细胞是睾丸间质细胞（ Leydig 细胞），在下丘脑 - 脑垂体的调节下主要合成雄性激素 - 睾酮，人类睾丸每天大约合成 6-7mg 睾酮，占血浆睾酮的 95% 。
除此之外，睾丸间质中还有免疫细胞、血管、淋巴管、神经、纤维组织和疏松连接组织。
睾丸间质尚包含巨噬细胞和淋巴细胞等免疫细胞。
巨噬细胞可能通过分泌某些细胞因子而影响睾丸间质细胞的功能，尤其是睾丸间质细胞的增殖、分化和类固醇合成过程。
巨噬细胞分泌影响类固醇合成的刺激因子和抑制因子。
（二）曲细精管精子生成于睾丸的曲细精管。
曲细精管总共约占睾丸总体积的 60% ～ 80% ，它含有生精细胞及管周细胞和支持细胞（ Sertoli 细胞）。
曲细精管被特殊的固有层（ lamina propria ）包绕，其中包括胶原层（ layer of collagen ）构成的基底膜和管周细胞（ Peritubular cell ）（又称肌成纤维细胞）。
支持细胞是位于生精上皮的壁细胞。
该细胞位于管壁基底膜并延伸至曲细精管管腔。
从广义而言，它可被认为是生精上皮的支持结构。
支持细胞延伸到生精上皮的全层，沿着支持细胞胞体，精原细胞发育至成熟精子的所有形态、生理变化过程都在此发生。
支持细胞影响精子发生的过程。
另一方面，生精细胞可以调控支持细胞的功能。
支持细胞可决定睾丸的最终体积和成人的精子生成数量。
第三章-精子发生与成熟
第三章精子发生与成熟在有性生殖的生物体中，细胞可以分为两大类：体细胞（somatic cells）和生殖细胞（germ cells）。
有性生殖周期是体细胞与生殖细胞相互转变的过程。
在胚胎发育的早期，部分体细胞可分化为生殖细胞。
生殖细胞在分化过程中发生了减数分裂，由二倍体的细胞产生了单倍体细胞：精子和卵子。
精、卵通过受精重新形成二倍体的细胞，开始下一轮的生命周期。
在高等生物的机体中，只有一小部分细胞为生殖细胞，然而它们是正常生命周期中的一个关键环节。
二倍体细胞在形成单倍体细胞的过程中，发生了减数分裂。
其间，同源染色体间DNA发生重组，产生的每个单倍体生殖细胞都含有不完全相同的基因组合。
因此，精卵结合形成的子代在遗传学上互不相同，也不同于他们的亲代，这一生殖模式最大的优点是保持着物种的多样性。
在多数物种中，只有两类生殖细胞：卵子和精子。
这两种细胞具有很大的区别，卵子是机体中最大的细胞，而精子通常最小。
这种结构最适合于所带基因的扩增。
卵子是不运动的，但通过提供大量生长发育所需的原料来帮助保存母本基因。
与此相反，精子通过利用这一母本资源来扩增父本基因：它通常有较强的运动能力，为流线形，以适应有效的受精。
精子起源于原始生殖细胞。
在胚胎发育的早期，少数细胞形成配子（gamete）的前体，称之为原始生殖细胞（primordial germ cells, PGCs）。
其后，原生殖细胞迁移到早期的性腺——生殖嵴（genital ridge），在那里进行一段时间的有丝分裂繁殖，然后部分细胞进入减数分裂，并进一步分化为成熟的配子：精子或卵子。
睾丸是精子发生的场所，在这里PGCs发育为原始精原细胞（primitive spermatogonia），进入精子发生过程，经过减数分裂、及一系列形态变化，最后形成特殊形态的完整精子。
在曲细精管中形成的精子并没有完全成熟，需要进入附睾，在附睾管运行过程中，吸收多种物质，发生一系列形态、生理和生化方面的变化，完成成熟过程，形成具有一定活力的精子。
《精子和卵子的发生》PPT课件
卵泡的发育和成熟
卵泡：由一个初级 卵母细胞与 其周
围的多个卵泡细胞 所构成。
卵泡发育阶段：四个
原始卵泡
初级卵泡 次级卵泡
合称生长卵泡
成熟卵泡
原始卵泡
分布：位于卵巢皮质浅层。
特点： 数量多，出生时两卵巢约有70万200万个，以后逐渐减少，至青春期时， 仅剩约4万个。 体积最小。 结构简单：中央一个初级卵母细胞+一层扁平卵泡细胞
睾丸间质——生精小管之间的结缔组织，内有间质细胞，单个或
成群分布，成圆形或多变性，胞质嗜酸性，核大而圆，染色质少。间质 细胞的功能主要是分泌雄性激素，促进男性生殖器官发育，精子形成和 维持男性第二性征
生精小管和睾丸间质
精子的发生
精子细胞发育为精子
卵子产生器官—— 卵巢
卵巢表面覆盖一层扁平 或立方上皮，上皮下方 有薄层结缔组织，称白 膜。卵巢实质分为皮质 和髓质两部分。皮质位 于外周，主要含有不同 发育阶段的卵泡和黄体。 髓质位于中央，由输送 结缔组织构成。血管， 神经等进出卵巢的部位 为卵巢门部，有门细胞， 可分泌雄激素。
7天
7.5天
13天
9天
植入后内膜变化
植入时子宫内膜处于月经分泌期，其在胚泡植入后的血液 供给更充足，子宫膜分泌更旺盛，因而改称为蜕膜。根据 其与胚胎的关系，将蜕膜分为基蜕膜，包蜕膜，壁蜕膜三 部分。此后，基蜕膜参与构成胎盘；包蜕膜，壁蜕膜参与 构成衣胞。植入时，若母体内分泌功能失调后受药物干扰， 或胚泡未能准时到达子宫腔，或透明带未准时消失，或子 宫腔内有异物干扰（如节育器），均可阻碍胚泡的正常植 入。
内胚层分化卵黄囊顶壁的内胚层卷入胚体内形成原始消化管前
肠、中肠和后肠消化管消化腺呼吸道和肺的上皮中耳、甲状腺、 胸腺等的上皮
精子发生、成熟和获能
⑤能将孕烯醇酮及黄体酮
转化成睾酮，并将睾酮 转化为雌二醇。随着年 龄的增长转化成雌二醇 的能力逐渐增多。
2. Interstitial tissue (间质)
Interstitial cells(间质细 胞)or legdig cells 1）Location: 2）Morphology： 3) Function: To secret testosterone 睾酮 (androgen雄激素).
Clinical correlation
Benign prostatic hypertrophy（前列腺肥大） It is present in 50% of men more than 50 year of age and on 95%of men more than 70 years of age. It leads to obstruction of the urethra with clinical symptoms in only 5-10%of cases. Malignant prostatic tumor is the second most common form of cancer in men and the third leading cause of cancer deaths .
Sperm survive :2—3 day Capacity of fertilization :1day
Clinical correlation
A failure division resulting in male offspring with one or more extra Xchromosomes (XXY, XXXY) (Klinefelter,s syndrome); these men have long legs and small firm testes with no spermatogenesis, and they may have enlarged mammary glands.
精子和卵子的生成和成熟过程
精子和卵子的生成和成熟过程精子和卵子是人类繁殖过程中至关重要的元素，两者的成熟过程具有复杂而令人称奇的生理过程。
在这篇文章中，我将探讨这两个细胞的生成和成熟过程，以及其对我们生命的影响。
精子的生成和成熟过程男性的睾丸是生产精子的主要组织。
在睾丸内，有一些长达3至4米的精子管，又称为附睾。
这些管在成熟期会产生并存储巨量的精子。
如何形成精子呢？首先，睾丸内的大体胚细胞被称为生殖细胞。
这些胚细胞通过几次有趣而复杂的分裂过程，形成了初步的精子细胞。
这些细胞被称为精原细胞，每个精原细胞都有46条染色体，其中22对是和体染色体，1对是性染色体。
当精原细胞开始发生分裂时，它们会分裂成四个不同的细胞。
这四个细胞中的一些会成为精子，而另一些则会被身体排除。
这个过程被称为精子发生的第一次减数分裂。
在这个过程中，染色体组也发生了变化，每个细胞都只有23对染色体，其中仅有一个性染色体。
接下来，这三个新的细胞将运动到附睾的各个部分，最终形成完整的精子。
这个复杂的过程持续了大约两个月左右，每天可以生产数以百万计的精子。
卵子的生成和成熟过程与精子产生的过程不同，卵子产生的过程始于女性的子宫内。
在女性子宫内存在数以千计的小泡，称为卵泡。
在一般情况下，每个月一个卵泡会发育成为一颗卵子。
这个过程始于月经周期的初始阶段，这时，体内的荷尔蒙水平会上升，并刺激卵泡发育壮大。
接下来，细胞细胞表面的紫色斑点，又叫做期望出现的露点，会出现，这表明着卵子准备好了破壳而出。
当卵子破壳后，它会尝试被精子粘住并进行受精。
如果受精成功，卵子会开始变化并开始分裂。
在接下来的几天内，分裂细胞会移动到子宫内，并最终形成胚胎。
总结我们的生命取决于精子和卵子的成熟过程，这个过程几乎是一个与生俱来的神奇过程。
我的这篇文章提供了一个简短的概述，涵盖这个复杂的过程的主要理解。
虽然这个过程仍有许多问题，但随着我们对细胞学习的深入，未来或许会有更深入的研究。
精子和卵子的发育调控机制及其质量控制
精子和卵子的发育调控机制及其质量控制当我们谈论生殖系统时，精子和卵子无疑是其中最重要的元素之一。
精子和卵子的发育和成熟是复杂的生物学过程。
在许多生物中，两种细胞的生产和发育需要严格的调控机制，并且质量控制技术也需要保证每个精子和卵子都有良好的质量，以确保健康后代的产生。
在哺乳动物中，包括人类，精子和卵子的形成称为生殖细胞发育。
这个过程包括几个步骤，其中包括减数分裂（在其中染色体数量减半），以及生殖细胞的进一步分化为功能成熟的细胞。
这个完整的发育过程需要从胎儿期起，通过细胞和分子信号的复杂网络进行调控。
在精子发育中，下丘脑和垂体起到重要作用。
这些器官产生睾酮和其他激素，这些激素通过睾丸和附睾等组织使精子发育成熟。
在精子被生产的时期，它的染色体中发生大量重组和突变，这需要严格的DNA维修机制来保证基因的稳定性和健康的后代的继承。
另一方面，在卵子发育中，卵巢内的卵泡起到关键的作用。
卵泡周围的细胞，包括颗粒细胞和卵丘细胞，产生细胞因子和激素，与卵泡和卵子直接进行交流以进行调控。
为了保证卵子健康，与精子不同的是，卵子的发育过程中没有染色体重组。
然而，卵子在发育过程中可能会发生突变，这可能会导致某些后代疾病的遗传。
正是由于生殖细胞发育和功能成熟是如此复杂和率先的过程，在这个过程中需要一系列的机制来确保每个精子和卵子都具备高质量的特征。
精子和卵子质量的调控包括许多因素。
在精子形成过程中，其中一个重要因素是精子的形态。
形态不良的精子很难穿透卵子的屏障，从而影响精子的受精能力。
另一个因素是精子的运动特性。
没有充足的能量来支持有效的精子运动将降低精子的活力。
在卵子发育过程中，一个关键的因素是卵子的健康状态。
卵子健康的因素包括卵子的细胞结构，卵子中蛋白质、核酸和其他分子的稳定性。
保护精子和卵子必须允许，但是确保它们具有高质量特征的重要性也变得越来越明显。
一些技术已经被开发出来，用于评估精子和卵子的质量。
现代技术被用于筛选出高质量的精子和卵子，这些技术包括精子和卵子染色体分析、精液分析和卵泡刺激等技术。
精子发生的调控
• （四）交配频率
• 指在一定的时间内，公畜与发情母畜交配的次 数（或采精的次数），也称交配能力。
• 牛、羊的交配频率一般高于猪、马。经长时间 休息或季节性配种的家畜，公畜最初在母畜群 中，其交配能力在开始几天，可超常发挥。公 牛日交配可达十几次，绵羊可达20次以上，公 猪和公马也可达到8～20次。
• （二）精子发生的旁分泌和自分泌调控
– 1.睾酮 – 2.阿黑皮素原（POMC）和POMC来源的肽 – 3.前脑啡肽和脑啡肽 – 4.催产素和精氨酸加压素（AVP） – 5.抑制素和激活素 – 6.生长因子
四、精子的形态
• 哺乳动物的精子具有基本相同的形态和结构特征，分为头、 颈、尾三部分。在电镜下，尾部又可区分为中段、主段和 末段三部分。精子的长度因动物种类而有差异，而且并不 与动物体的大小成正比。一般长约50～70μm，尾部占总 长的80%。
• （一）头部
质膜
– 精子头部主要由细胞核、
顶体帽
顶体、核后帽、赤道节
（核环）及核膜等组成。
• （二）颈部
顶体
核膜
核
– 颈部位于头与尾之间起
连接作用。
• （三）尾部
– 精子尾部位于精子颈部
核后帽
之后，是精子的运动器
官，长约40～50μm，分
为中段、主段及末段三
部分，是由精细胞中心
小体发生的轴丝及纤丝
第二节 精子发生
• 精子发生（spermatogenesis）
• 是指精子在睾丸内形成的全过程。包括精细管上 皮的生精细胞分裂、增殖、演变和向管腔释放等 过程，同时也存在着时间和空间变化规律。
• 一、精子发生的过程与机制
• （一）精细管上皮的基本结构
– 精细管内衬以精细管上皮，含有足细胞和处于各个发育阶段的生精 细胞。
精卵发生及调控PPT课件
精子发生中基因表达的调控
精子发生过程中基因转录主要发生在减数分裂的双线期。以果蝇的Y染色体转录为例，现已知果蝇Y染色体 的转录是控制精子发生所必需的。果蝇的Y染色体具有灯刷状结构，上有5个向外伸出的DNA环，如果这5个 环中有任何一个缺失，精子尾部的结构都不正常。即使在构成精子的所有元件都已具备的情况下也不能正 确装配。显然，减数分裂前期转录的Y染色体特异性RNA是以后精子形成过程所必需的。
支持细胞影响精子发生的过程。另一方面，生精细胞可以调控支持细胞的功能。支持细胞可决定睾丸的最 终体积和成人的精子生成数。
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血睾屏障
在靠近基底膜一侧，支持细胞形成了特殊的膜性结构使细胞彼此之间相互连接，消除细胞间隙（闭塞性紧 密连接），构成了血睾屏障的存在。
功能完备的血睾屏障依赖于支持细胞的发育成熟，并且在精子生成障碍时血睾屏障功能发生紊乱。 血睾屏障可能具有两个重要的功能：隔离精子使其避免免疫系统的识别；提供减数分裂和精子发生的特殊
胞的功能，尤其是睾丸间质细胞的增殖、分化和类固醇合成过程。巨噬细胞分泌影响类固醇合成的刺激因 子和抑制因子。
第6页/共25页
曲细精管
精子生成于睾丸的曲细精管。它含有生精细胞及管周细胞和支持细胞，被特殊的固有层包绕，包括胶原层 构成的基底膜和管周细胞。
支持细胞是位于生精上皮的壁细胞。该细胞位于管壁基底膜并延伸至曲细精管管腔。从广义而言，它可被 认为是生精上皮的支持结构。支持细胞延伸到生精上皮的全层，沿着支持细胞胞体，精原细胞发育至成熟 精子的所有形态、生理变化过程都在此发生。
第21页/共25页
卵泡发育
• 卵泡由卵母细胞和周围的卵泡细胞组成，卵泡数目很多，出生时两卵巢约有70万～200万个，但在妇女一 生中，只有约400～500个发育成熟。其余早晚均退化。从青春期，卵巢每月有一些卵泡发育，但通常只有 一个卵泡成熟并排出（排卵），其他的一些生长卵泡退化或成为闭锁卵泡。到绝经期，卵泡不再成熟，卵 巢渐被结缔组织代替。
精卵发生
Chap 4 精子和卵子的发生Spermatogenesis and Oogenesis生殖细胞发生（gametogenesis）是指雌、雄配子形成的过程。
包括:（1）原生殖细胞的形成和迁移到将形成性腺的生殖嵴中；（2）性别的决定与分化；（3）精子和卵子的发生等事件。
第一节：精子发生（spermatogenesis）精子发生就是从精原细胞经过精原细胞增殖、初级精母细胞生长、减数（成熟）分裂形成单倍体精子细胞和精子形成（变态）四个发育阶段，发育成具特殊形态的有功能精子的过程。
¾ 雄性生殖细胞通过两种方式附着于支持细胞上：（1）细胞膜上的N-cadherin分子；（2）生精细胞能结合到支持细胞碳水化合物受体上的半乳糖苷转移酶分子。
¾ 精子发生的启动可能是由精原细胞(spermtogonia)合成的BMP8b调节的。
当BMP8b浓度达到阈值时，生殖细胞便开始分化。
缺失BMP8b的小鼠在青春期不能启动精子发生。
三种选择单倍体精子细胞是圆形的细胞，而精子具有进行运动和与卵子相互反应的特殊结构细胞质桥保证了精子发育的同步性 生精上皮中生殖细胞排列是有序的支持细胞的在精子发生中的主要作用有：（1）支持、保护、营养生精细胞。
为生精细胞的发育与分化提供适宜的微环境。
（2）可能起调节精子发生周期的作用。
有人认为它能合成和分泌固醇类激素和一种雄性激素结合蛋白（androgen binding protein ABP），这种蛋白能与雄性激素结合，从而在局部地区提高雄性激素的浓度，促进精母细胞的分化。
（3）通过支持细胞细胞质的运动，将逐渐完成分化的精子细胞推向管腔。
（4）分解和吸收精子细胞的残余物质。
第二节卵子发生（Oogenesis）¾卵子发生是指从卵原干细胞到形成成熟的卵子的分化过程¾精子发生形成的配子基本上是一个可运动的细胞核；而卵子发生所形成的配子包含启动及维持代谢和发育所需要的所有物质，细胞质的成分和结构都非常复杂。
受精过程的分子调控机制研究
受精过程的分子调控机制研究受精过程是生命的起点，是雌性生殖细胞卵子和雄性生殖细胞精子相互结合形成受精卵的过程。
受精过程的分子调控机制研究是近年来生物学研究的热点之一，它不仅对于解释人类生育障碍，还有助于揭示细胞信号转导和细胞动态调节的基本原理。
一、受精卵的形成受精过程的第一步是卵子的成熟和排卵。
在女性的生殖周期中，卵巢内的卵泡逐渐成熟，最终一个卵泡成熟并排出卵子，这个过程称为排卵。
成熟的卵子有一个透明的保护膜，称为卵子膜或者叫做透明带。
在成熟的卵子膜上存在着许多受体，这些受体能够结合精子表面的精子结合物质。
二、精子的结构和运动机制精子是由头部、中段和尾部组成的。
头部包含有精子中的重要物质（包括DNA、细胞质质量与细胞质骨架），能够体现精子的遗传特征；中段是线粒体的主要分布区，是精子的能量来源；尾部包括中央鞭毛和多种小管和支架蛋白，这些蛋白质组成了精子的运动器。
精子的运动机制与许多因素有关，如前列腺液成分、泌尿生殖道酸碱度、精子膜的结构和成分等。
一般说来，精子的运动方式是尾部的鞭毛旋转推动精子整体向前前进，其速度为每秒50-100微米。
三、受精卵的形成过程当精子离开生殖道进入女性体内后，它们会先进入子宫，然后在输卵管与卵子相遇。
在女性体内，输卵管的内层细胞备有受精卵形成所需的消化酶、粘附分子和移动蛋白，这些分子可以协助受精卵的形成。
当精子接触到卵子时，它们会和卵子表面的受体结合，精子表面的酶会溶解卵子表面的透明带，精子会进入卵子内部。
进入卵子后，精子细胞膜上的波动蛋白（WAVE）和丝形蛋白（actin）开始发生作用，形成“精子头锥结构”。
该结构类似于细胞内的伸缩薄膜，能够控制精子头部的形变和运动方向。
同时，精子头锥结构能够释放含有消化酶的精子体胞质，溶解掉卵子表面的卵冠和网膜，并引导精子继续向卵内部运动。
在精子头锥和卵子质量之间形成的空间称为“受精锥”。
该锥形结构有助于控制精子运动的方向，避免受精卵同样方向的重复着举动，促进卵子和精子的内部结合。
动物生殖的调节与控制
影响因素：营养状况、环境因素、遗传因素、疾病等都可能影响动物的生殖健康。
监测方法：定期检查动物生殖器官和生理指标，及时发现异常情况
保护措施：提供适宜的生活环境，保证充足的食物和饮水，避免动物受到不良刺激和伤害
预防措施：加强防疫和保健工作，预防疾病的发生
治疗方法：及时发现并采取有效的治疗措施，减少疾病对动物生殖健康的影响
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生殖细胞的凋亡与自噬对于维持动物生殖健康具有重要意义，对于生殖细胞的凋亡与自噬机制的研究有助于深入了解动物生殖的调节与控制。
自噬：在某些情况下，如营养缺乏或环境压力，生殖细胞会通过自噬机制分解自身部分成分来提供能量和维持生存。
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调节与控制：生殖细胞的凋亡与自噬过程受到多种因素的调节与控制，以确保生殖系统的正常运作。
发展趋势：基因编辑、胚胎移植等技术的结合，提高人工授精的成功率和胚胎质量
定义：通过人工方法将精液注入雌性动物生殖道内，使其受孕的技术
应用范围：家畜繁殖、野生动物保护、濒危动物繁殖等
定义：将早期胚胎从雌性动物体内转移到另一雌性动物子宫内，使其继续发育为新个体的技术。
应用领域：畜牧业、濒危动物保护、野生动物资源开发利用等。
生殖细胞的成熟：精子或卵子成熟后具备受精能力，可参与受精过程
卵细胞成熟：自卵巢释放并完成减数分裂的过程
精子成熟：在附睾中完成受精前的准备
受精能力调控：激素和神经调节共同作用
受精过程：精子和卵细胞融合形成受精卵
凋亡：生殖细胞在发育过程中，通过凋亡机制主动清除多余或异常的细胞，以维持生殖系统的正常功能。
动物福利的推广：通过宣传教育、立法保障和行业自律等方式，推广动物福利理念和实践，促进人类与动物和谐共处。
精子的成熟和调控
三 精子运动能力的获得 研究发现附睾精子成熟过程中，精子 线粒体中酶的活性逐渐增强，其活性附睾体 部精子大于附睾头部精子。附睾上皮有摄取 和浓缩肉毒碱的能力，而附睾精子在从附睾 液中摄取和积聚肉毒碱。
肉毒碱在精子线粒体的脂肪酸 β－氧化 过程中起重要作用，主要是携带脂肪酰基通 过线粒体膜，反应发生的乙酰辅酶A可进入 三羧酸循环，产生的ATP供精子运动所需。 ATP是精子运动的主要来源，精子运动依赖 于精子代谢过程中足够的ATP产生能力和对 ATP的有效利用。附睾精子在头体尾运行的 过程中，产生的ATP量是逐渐增加的。
精子的成熟和调控
作为雄性配子的精子是在睾丸曲细精 管中产生，睾丸中产生的精子从其形态结 构和染色质角度已基本成熟，并经直细精 管、睾丸网及睾丸输出小管，进入一个由 高度盘曲的管道系统组成的器官―附睾， 循附睾头－体－尾运行，进一步发生形态 学的变化，物质代谢的变化，精子膜的变 化，达到附睾精子成熟。贮存在附睾的精 子，在射精时进入阴道，通过宫颈、宫腔， 到达输卵管壶腹部，与卵子相遇并结合， 最终完成受精过程。
在附睾精子成熟过程中，精子顶体形 态和面积逐渐缩小，而顶体内容物致密度 逐渐增高，到附睾尾部未成熟顶体则完全 消失，顶体内容物的前顶体素和顶体素， 在成熟过程中也进行了再加工和降解修饰。
精子核在附睾成熟中，核中DNA链磷酸 基团和鱼精蛋白结合越来越紧密，而且鱼 精蛋白结合巯基量逐渐减少而二硫键量不 断增加，其结果使精子的核更趋稳定，保 护精子核和基因免受外界有害因素的损害
附睾上皮的功能与维持，附睾精子的 成熟均有赖于雄激素。参与附睾精子成熟 的雄激素主要有睾酮和双氢睾酮，双氢睾 酮可能起着更重要的作用，双氢睾酮对附 睾上皮生长分化，附睾上皮细胞合成和分 泌蛋白功能，对附睾上皮细胞一系列转运 功能，对附睾精子运动能力和受精能力的 获得均具有重要作用。
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电子显微镜技术可清晰地呈现出受精瞬间的超微结构，借此人们 逐渐了解了受精相关事件的发生过程。 体外成熟、体外受精、体外培养技术使得人们可在体外环境中模 拟体内的生理过程，并据此获得了许多哺乳动物的受精资料。
最近十几年中，由于精卵显微操作技术的应用，特别是生物化学 和分子生物学手段的日新月异，有关精子激活、精卵融合、卵子 激活和原核形成的深层机制正逐渐被人们所认识。
专题五
精卵的发生与成熟调控
第一章 概述
古希腊人相信，男人的精液和女人的月经血结合形成胎儿和胎膜。
Aristotle认为，胚胎完全来自雌性，而雄性的精液对胚胎形成的 贡献是非物质性的。 17世纪，英国医生William Harvey预言，所有的动物均来自卵子， 尽管他当时还没有见到哺乳动物的卵子。
主段：
主要为轴丝，没有线粒体鞘。在纤维鞘的背腹各有一纵嵴，因而使精 子尾部不呈圆形而成为卵圆形。
末段：
由裸露的轴丝埋于含极少量细胞质的基质中，其外仅包有质膜，这层 质膜从精子头部一直延续到精子的末端。
9条 致 密 纤 维
第三节 卵子的发生和结构
卵子发生
卵子类型 卵子的结构及其变化 卵母细胞与卵泡细胞的关系
第二节 精子的发生和结构
一、精子发生(spermatogenesis)
精子的发生包括精原干细胞的增殖和更新，精母细胞经一次复 制和两次连续的成熟分裂，形成单倍体的精子细胞，再经变态 形成精子。在这过程中有着严格的同源群现象和周期性变化规 律。 在同一时间内可以见到各个发育时期的生精细胞有秩序、有规 律地排列在曲细精管的不同部位。精原细胞紧靠曲细精管的基 膜，由基膜向管腔依次排列为不同发育时期的生精细胞：初级 精母细胞、次级精母细胞、精子细胞和分化中的精子。
1964年，Yanagimachi采用体外获能精子获得试管仓鼠。
1978年，英国Edwards和Steptone首次通过体外受精技术获得试管 婴儿。这一技术广泛应用于国内外医学临床，为成千上万的不育 夫妇带来了福音。 “第二代”试管婴儿技术，使无精症、少精症和不动精症病人拥 有自己的后代成为现实。
没有到达生殖嵴的，则可 分化为最终到达的那个胚 层的细胞，或者退化消失
与生殖嵴的吸引能力以及细 胞外基质如纤连蛋白和一些 细胞生长因子的合成有关
原始生殖腺的形成
生殖嵴向体腔中不断突起，其背部产生一腔，即初级生殖腔。
初级生殖腔被来自生肾组织未分化的间叶细胞或由体腔上皮向内 迁移的细胞所充满，这些细胞积聚形成许多细胞团，又彼此相互 连成许多细胞索，这就是网索(netcords)或原始性索(Primitive sex cord)，此即髓部。
对受精机制的深入探讨使人们认识到受精绝不单单是精子穿入卵 子的简单过程。 受精是精子与卵子之间相互作用的多步骤的复杂过程，它包括卵 母细胞成熟、精子获能、精子发生顶体反应并穿过透明带、精子 与卵子质膜融合、卵皮质反应、恢复减数分裂、形成雌雄原核并 最终启动卵裂。 受精研究的深入开展，一方面加深了人们对受精机制的认识，另 一方面也为加速动物育种、治疗人类不孕症提供有力手段。
卵膜的形成
一、卵子发生(oogenesis)
胎儿时期
原生殖细胞 卵原细胞
皮层 细胞 包围 分 裂 增 殖 分化
胎儿出生前后
青春期之后
初级卵泡
初级卵母细胞 （第一次成熟分裂前期）
出现新月 形卵泡腔
次级卵泡
单层扁平体细胞 (卵泡细胞)包围
原始卵泡 （静止状态）
（卵泡细胞6～12层） 卵泡腔扩大，卵 泡液增多，从卵 巢表面突出
1827年，这一错误才被von Baer纠正，他发现人卵泡中的黄白色 小点才是卵子。
直到19世纪初，人们首次观察到哺乳动物精子穿入卵子的现象， 才开始对两性在生命个体发生中的作用有所了解。然而，哺乳动 物的卵子体积非常小，肉眼很难分辨，并且受精是在体内发生的， 限制了人们的研究。 1959年，美籍华人张明觉(Min Chuch Zhang) 首次获得哺乳动物 体外受精的后代，发现了精子获能现象。科学家们便借此方法在 体外对受精这一重要的生命过程进行了研究。
海胆精子的顶体下腔内有不定形的肌动蛋白，顶体反应时由肌动 蛋白聚合成为顶体突起。 哺乳类由于顶体下腔内没有这类物质，所以不产生顶体突起这类 结构。
顶体内含有许多水解酶，当精子获能和发生顶体反应时释放其中 内含物，使精子可以穿过卵透明带进入卵内。
顶体外膜上有大 量小孔，而在顶 体膜上附有规则 排列的颗粒。这 种颗粒可能含有 多种酶蛋白，与 受精作用有关。 揭去顶体，能见 到明显的核孔。
这种由间桥相连的同族细胞群随精子发生过程的进行， 细胞数量不断增加，位置亦随之推向管腔，最后同族细 胞群被释放到管腔中。这种同族细胞同步发育和成熟的 现象称为同源群现象。
二、精子的结构
头部
颈部 尾部
各 种 脊 椎 动 物 的 精 子
A. 文昌鱼 B. 鲑鱼 C. 鲈鱼 D. 七鳃鳗 E. 鳐鱼 F. 蟾蜍 G. 蛙 H. 蝾螈 I. 蜥蜴 J. 长脚鸡 K. 燕雀 L. 鸫 M. 针鼹 N. 小鼠 O. P.人
多黄卵(polylecithal egg)：这类卵子富含卵黄，而分布不均匀。
端黄卵(telolecithal egg)：卵黄集中于植物极，如鱼类、两栖类、鸟类、爬 行类、乌贼等； 中黄卵(centrolecithal egg)：卵黄位于卵子的中央，细胞质位于四周，如大 多数昆虫和部分软体动物卵。
PGCs的迁移
人们对昆虫(特别是果蝇)、无尾两栖类、鸟类和哺乳类PGCs的产 生、迁移机制和分化过程都取得了十分可喜的成果。 无尾两栖类的PGCs来自内胚层，鸟类和哺乳类的则来自上胚层。
原肠胚之后或 PGCs 胚胎发育后期 肠背系膜
生殖嵴 (生殖腺原基)
位于中肾内侧 和肠背系膜之 间、由脏壁中 胚层形成
周围的上皮细胞和未分化的间叶细胞构成皮层。在此期间，有间 充质基质侵入，把生殖腺的皮层和髓部分开。
PGCs进入生殖嵴的皮层后，由皮层和髓部共同组成胚胎的原始生 殖腺。
生殖嵴皮层中的三类细胞
一类为来自脏壁中胚层的体腔上皮； 一类是生肾组织进入的间叶细胞；
一类是较这些中胚层细胞大，呈圆形，内有一个呈圆形的核，细 胞质内有较多的卵黄颗粒，这就是原生殖细胞。 将来由原生殖细胞形成生殖细胞(精子和卵子)，而来自生肾组织 或体腔上皮的细胞则形成生殖腺内的体细胞，雄性为支持细胞 (sertoli cell)和间质细胞，雌性为卵泡细胞。
(三)精子发生过程的同源群现象
在精子发生过程中从精原细胞到精子形成为止，中间要 经过多次分裂，除了精原细胞早期有几次分裂是完全的 细胞有丝分裂，形成独立的精原细胞之外，其余的几次 分裂都是不完全的，即在分裂的末期两个子细胞没有完 全分开，它们之间有0.5～1.0微米宽的细胞质间桥 (cytoplasmic bridge)。
含有一种特殊的称为生殖质(germ plasm)的细胞质的卵裂球 具有特殊细胞形态的卵裂球(如细胞较大、变形虫状，内含丰富 的糖原或有类似生殖质的电子致密小体等)分化出来的。这些卵 裂球被称为原生殖细胞(primordial germ cells，PGCs)。 如：许多昆虫和棘皮动物以及大部分脊椎动物。
（二）颈部
很短，从近端中心粒起到远端中心粒为止。通常为圆柱状或漏斗 状。
近端中心粒固着于核底部的浅窝中，为短的圆筒状。
远端中心粒则变为基粒，从它产生精子尾部的轴丝。
颈部的外面由漏斗状结构所包，这种漏斗状结构的壁由9条纵行的 粗纤维组成，它们紧包着中央腔。
（三）尾部
中段：
9＋9＋2型纤维组成，轴丝中央1对纤维可起传导作用，外围9条成双 的纤维可行收缩作用，轴丝外面有9条粗纤维组成的纤维带。 线粒体螺线：是精子活动的能量供应者。 环：防止精子运动时线粒体鞘向尾部移位。
（二）卵胞质的结构
1．内质网(endoplasmic reticulum) 刚形成的初级卵母细胞内质网少，常为单层膜的囊，表面有核糖体。随着 卵母细胞生长，内质网有明显变化，成为长而曲折的扁囊或呈同心圆排列 的囊泡，膜上有相当密集的核糖体。这种结构和卵母细胞迅速生长必须高 速度合成蛋白质有关。 卵母细胞质中存在大量的RNA。RNA主要存在于核糖体中，核糖体是合 成蛋白质的主要场所。
（一）生精细胞
1．精原细胞(spermatogonia)
以人类为例，精原细胞可分为三种类型：深色的A型(Ad型)、 浅色的A型(Ap型)和B型精原细胞。而小鼠和大鼠分为A型、中 间型和B型精原细胞。 。 Ad型精原细胞作为“储存的干细胞”(reserve stem cell) Ap型精原细胞称为“更新的干细胞”(renewing stem cell) 。
B型精原细胞，参与精子发生周期。
（一）生精细胞
2．初级精母细胞(primary spermatocyte) 3．次级精母细胞(secondary spermatocyte) 4．精子细胞(spermatid)
(二)精子形成(spermiogenesis)
精子细胞在自然情况下不具有雄性配子的功能，必须经过变态分 化才能成为精子。为了能与卵子核接触并与之受精，精子必须具 有高度活动的能力以及与此相应的结构。
细胞团
卵原细胞间存在细胞 间桥，形成一个多核 的合胞体。 细胞间桥消失，导致卵原细 胞彼此分开，不再成为合胞 体。
成熟卵泡
（卵泡细胞2～3层）
次级卵母细胞
二、卵子类型
根据卵内卵黄的多少和分布，可将动物的卵子分为以下两类。
少黄卵或均黄卵(isolecithal egg)：
卵子所含卵黄较少，分布相对来说也较均匀。 如：文昌鱼、海胆和高等哺乳类的卵子。