第二章 生殖细胞发生
生殖细胞的发生与分化
生殖细胞的发生与分化生殖细胞，也称为配子或性细胞，是人类繁殖的基本细胞单元，不仅负责繁殖的任务，还承载着父母的遗传物质，传递给下一代。
那么，人体内的生殖细胞是如何产生的呢？在人体内，生殖细胞的产生被称为生殖细胞发生，也叫生殖细胞分化。
生殖细胞发生从胚胎发育开始，分为两个流程：生殖细胞原始细胞分裂和生殖细胞中间体分裂。
一、生殖细胞原始细胞分裂首先，生殖细胞原始细胞分裂，这是生殖细胞产生的第一步。
生殖细胞原始细胞是一个未受精卵中的细胞，它位于卵巢或睾丸中，通过分裂、增殖、分化形成初级卵母细胞或精原细胞。
生殖细胞原始细胞分裂是一系列的细胞分裂和增殖过程。
在女性身体里，从胚胎到新生儿前，原始生殖细胞的活动主要发生在胚胎内的第5-17周内，大约分为三个时期：原始生殖细胞分裂增殖期、早期减数分裂期和成熟期。
在早期减数分裂期，卵母细胞被形成出来。
在男性身体里，原始生殖细胞分裂增殖期则延续到婴儿期，早期减数分裂期则在青春期开启，精原细胞被形成出来。
二、生殖细胞中间体分裂接下来，原始的生殖细胞要经历一系列的变化和分裂，来形成正常的生殖细胞。
在过程中，多次发生细胞分裂并伴有细胞核和染色体的数量减半，这被称为减数分裂。
减数分裂被认为是生殖细胞不可或缺的步骤，通过它生殖细胞携带的染色体数量得到了控制和维持，也实现了遗传基因信息的多样性。
在减数分裂过程中，卵母细胞的核分裂生成一个次级卵母细胞和一个极体，而精原细胞则产生四个精子。
次级卵母细胞再经过一次分裂，形成一个大细胞和另一个小细胞（第二个极体）。
小细胞会逐渐中断、凋亡消失。
大细胞就是成熟的卵子了，拥有一半染色体数量的单倍体状态，与被育发的精子相结合就形成新生命。
总的来说，生殖细胞的产生经历了许多复杂的步骤，它是细胞分化的一种形式。
通过生殖细胞分化，为我们的后代提供了必要的遗传信息，也保证了人类种群的繁衍生息。
虽然这个过程的具体细节非常复杂，但它存在的意义和生物学中的重要性是毋庸置疑的。
江苏省高中生物必修二第二章第一节第二课时生殖细胞的形成
第二课时生殖细胞的形成【目标导航】 1.结合减数分裂，说出精子和卵细胞的形成过程。
2.通过比较，说出精子与卵细胞形成过程的异同。
一、精子的形成1．场所哺乳动物的精子在睾丸中形成。
2．过程(1)在减数分裂的间期，精原细胞中的染色体复制，成为初级精母细胞；(2)初级精母细胞经减数第一次分裂成为两个次级精母细胞；(3)两个次级精母细胞经减数第二次分裂成为4个精细胞；(4)精细胞再经过一系列复杂的形态变化，才能形成精子。
二、卵细胞的形成过程1．场所哺乳动物的卵细胞是在卵巢和输卵管中形成的。
2．过程(1)分裂间期卵原细胞中的染色体进行复制，成为初级卵母细胞；(2)初级卵母细胞经减数第一次分裂形成一个大的细胞和一个小的细胞，大的细胞叫次级卵母细胞，小的叫极体；(3)次级卵母细胞进行减数第二次分裂，形成一个卵细胞(体积较大)和一个极体(体积较小)，与此同时，第一次分裂产生的极体也分裂为两个极体。
这样，一个初级卵母细胞经过减数分裂，只形成一个卵细胞(其他三个极体退化消失)。
判断正误(1) 所有动物的精子都在睾丸中形成。
()(2) 精原细胞通过减数分裂增殖并形成精子。
()(3) 一个精原细胞形成4个完全相同的精子。
()(4)初级精母细胞比精原细胞体积增大。
()(5)卵细胞减数分裂细胞质是不均等分裂。
()(6)同一个次级卵母细胞产生的卵细胞和极体内的染色体组成不同。
()(7)一个初级卵母细胞经过减数分裂，只形成一个卵细胞。
()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)×(7)√一、精子的形成1．精子的形成场所哺乳动物的精子是在睾丸(精巢)中形成的。
睾丸里面有许多极度弯曲的曲细精管，曲细精管中含有大量的原始生殖细胞，叫做精原细胞。
当雄性动物性成熟以后睾丸里的一部分精原细胞就开始进行减数分裂产生精细胞，再经变形形成精子。
2．精子的形成过程及图解在减数分裂的间期，精原细胞的体积稍微增大，染色体复制，成为初级精母细胞；初级精母细胞经减数第一次分裂成为两个次级精母细胞；两个次级精母细胞经减数第二次分裂成为4个精细胞；精细胞再经一系列复杂的形态变化，才能形成精子。
生殖细胞的形成和发育
生殖细胞的形成和发育生殖细胞是生殖系统里最重要的细胞，其形成和发育是繁衍后代的重要过程。
接下来，我们来探究一下生殖细胞的形成和发育的过程。
生殖细胞的形成：生殖细胞的形成是通过生殖细胞发生过程实现的。
在这个过程中，生殖细胞通过不断地减数分裂，在数量上不断地减少，最终形成生殖细胞。
生殖细胞发生过程分为男性和女性两类。
男性生殖细胞的形成：男性生殖细胞形成的过程称为精子形成。
这个过程发生在睾丸内。
首先，在睾丸中有一种叫做精子母细胞的细胞，它们通过不断地减数分裂形成成熟的精子。
在减数分裂的过程中，男性生殖细胞的染色体数量减半，变成23个单倍体染色体。
在这个过程中，每个男性生殖细胞形成四个精子。
女性生殖细胞的形成：女性生殖细胞形成的过程称为卵子形成。
这个过程发生在卵巢内。
首先，在卵巢中有一种叫做卵母细胞的细胞，它们通过不断的减数分裂形成了单倍体数量的卵子。
这个过程与男性发球细胞的形成是不同的，因为在这个过程中，只有一个卵母细胞会发育成一个成熟的卵子，其他卵母细胞会死亡或无法发育。
生殖细胞的发育：生殖细胞的发育是指一系列细胞分化和成熟的过程。
它涉及到生殖细胞的形态、生理和遗传特征的改变，以及细胞外基质对细胞的影响等方面。
生殖细胞的发育也分为男性和女性两类。
男性生殖细胞的发育：男性生殖细胞的发育包括精子形成和精子的成熟。
在精子形成过程中，精子母细胞不断地通过减数分裂形成成熟的精子。
在精子成熟的过程中，精子内的细胞器和其他成分逐渐退化和消失，最终形成一个成熟的精子。
这个过程需要大约两个月的时间。
女性生殖细胞的发育：女性生殖细胞的发育在青春期之前就开始了。
在生殖腺中有无数个原始卵母细胞，它们会在青春期时开始发育。
发育成熟的卵子会进入卵巢中的卵泡，进行调节性的生长和发育，并最终形成成熟的卵子。
在这个过程中，卵子还会被卵泡细胞包围，形成一种卵泡结构。
当卵泡结构发育成熟并孕育了一个完整的卵子之后，卵泡会破裂，释放卵子。
这个过程称为排卵。
生殖细胞发生
三、生殖细胞定向分化的决定
生殖细胞的定向分化通常包括两种决定： 生殖细胞的定向分化通常包括两种决定： 是否进入减数分裂； 1) 是否进入减数分裂； 发育成精子还是卵子。 2) 发育成精子还是卵子。
秀丽新小杆线虫生殖干细胞的分化
远端细胞(distal cell)： 远端细胞(distal tip cell)：秀丽新小杆线虫在 生殖腺末端有一个不分裂的细胞，对于决定生殖干 细胞是进行有丝分裂还是减数分裂具有重要的作用， 这个细胞被称为远端细胞。
② 滋养细胞合成的一些蛋白质和核酸能向卵母细
胞中转运。除此之外，发育的信息并不相互交换， 胞中转运。除此之外，发育的信息并不相互交换， 所以能够保证细胞各自发育的命运。 所以能够保证细胞各自发育的命运。 三种卵黄蛋白是在脂肪体和卵巢中合成， ③ 三种卵黄蛋白是在脂肪体和卵巢中合成，激素 促进卵细胞表面对它们的吸收。 促进卵细胞表面对它们的吸收。
核糖体和tRNA：完成早期蛋白质的合成； √ 核糖体和tRNA：完成早期蛋白质的合成； tRNA
√ mRNA：母源性的mRNA； mRNA：母源性的mRNA mRNA；
形态发生决定子：定位于卵子的不同区域， 形态发生决定子：定位于卵子的不同区域，在 卵裂过程中分离到不同的细胞中去； 卵裂过程中分离到不同的细胞中去； 保护性化学物质： 保护性化学物质：如很多卵子具有紫外线滤过 器和DNA修复酶以防止太阳的伤害； DNA修复酶以防止太阳的伤害 器和DNA修复酶以防止太阳的伤害；有些卵子含有 一些让掠夺者不舒服的物质； 一些让掠夺者不舒服的物质；鸟类的卵子甚至含 有抗体. 有抗体.
有尾两栖类，如蝾螈，无特定的生殖质，PGCs由内胚 有尾两栖类，如蝾螈，无特定的生殖质，PGCs由内胚 层诱导产生。 层诱导产生。
生殖系统生理学生殖细胞发生与性激素作用
生殖系统生理学生殖细胞发生与性激素作用生殖系统生理学：生殖细胞发生与性激素作用生殖系统是人体的一个重要组成部分，它负责生殖细胞的发生和性激素的作用。
生殖细胞发生是指在生殖器官内，雄性和雌性细胞通过不同的过程形成。
而性激素则是一类重要的内分泌物质，对于性别发育和生殖功能的发挥起着至关重要的作用。
本文将从生殖细胞发生以及性激素的作用两个方面来介绍生殖系统的生理学知识。
一、生殖细胞发生1. 男性生殖细胞发生男性生殖细胞发生发生在睾丸内的睾丸小管中。
在这里，睾丸细胞通过减数分裂和减数分裂二次形成了精子。
精子在发生过程中，经历了增殖期、成熟期和分化期。
增殖期是指睾丸细胞通过有丝分裂增殖，形成了大量的原生精子细胞。
成熟期是指原生精子细胞发生减数分裂，形成了四个单倍体的精子。
最后，在分化期，精子经历了形态改变和脱离上皮细胞的过程，最终成熟为功能完整的精子。
2. 女性生殖细胞发生女性生殖细胞发生发生在卵巢内的卵泡中。
在女性的胚胎发育过程中，原始生殖细胞发育为卵母细胞。
卵母细胞经过减数分裂形成一小部分初级卵母细胞，而在青春期后每个月都会从初级卵母细胞中选择并发育出一个卵泡。
在排卵期，成熟的卵泡会被释放出来，然后与精子相结合形成受精卵。
二、性激素的作用1. 雄性激素的作用雄性激素主要由睾丸分泌，其中最重要的是睾酮。
雄性激素对男性性发育具有重要的作用，促使男性次级性征的发育，如喉结增大、声音变低、肌肉发达等。
此外，雄性激素还促进了精子的产生和睾丸的发育。
2. 雌性激素的作用雌性激素主要由卵巢分泌，其中最重要的是雌二醇。
雌性激素对女性性发育具有关键的作用，促进了女性次级性征的形成，如乳房发育、骨骼的发育等。
此外，雌性激素还对月经周期的调节和子宫的发育起到重要的作用。
性激素除了对性别发育具有重要的作用外，还对性欲、性行为和生殖系统的功能维持起到调节作用。
这些作用是通过性激素与性激素受体的结合来实现的。
总之，在生殖系统中，生殖细胞的发生与性激素的作用密不可分。
人类生殖与发育教学教案
子宫内膜的 变化
子宫内膜在月经 周期中会有不同
的生长状态
排出和受精
排卵后的卵子可 以被精子受精，
形成受精卵
性周期的调节
01 雄激素
主要由睾丸分泌，调控男性生殖系统的发育 和功能
02 雌激素
主要由卵巢分泌，调控女性生殖系统的发育 和功能
03 负反馈机制
激素的分泌受到负反馈机制的调控，保持生 理平衡
性周期的调整
总结
人类生殖周期是一个复杂而精密的过程，涉及到 精子和卵子的生产、成熟和排出，激素的调节， 以及外部环境和内部健康因素的影响。了解和保 持生殖健康对于个体和整个社会都至关重要，需 要注意生活方式和环境因素对生殖系统的影响， 从而维护生殖健康。
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第4章 人类生殖障碍与疾病
男性生殖障碍
男性生殖障碍包括精 子异常、睾丸疾病、 生精功能障碍等。这 些问题会导致不育症、 性功能障碍等严重影 响。及时了解和治疗 是关键。
卵子的形成过程
卵子的形成
卵母细胞发生
成熟过程
卵细胞
减数分裂
卵原细胞
受精的过程
受精是精子和卵子结合形成受精卵的过程。受精 卵随后继续发育成为胚胎，在子宫壁内嵌入并发 育为胎儿。这一过程是生殖细胞的重要环节。
生殖细胞的遗传
01 遗传信息携带
精子和卵子
02 遗传特征
父母遗传信息
03 个体基因组
新的染色体结合
卵巢肿瘤
卵巢肿瘤发病隐匿 需定期体检筛查
子宫肿瘤
子宫肿瘤有良性和恶性之 分 手术是主要治疗方法
早期诊断与治疗
对于生殖系统肿瘤，早期诊断和治疗至关重要， 能够提高治愈率和生存率。定期体检、注意个人 卫生和健康生活方式是预防的关键。
第二章 多细胞动物的胚胎发育
➢在动物的胚胎发育中，多细胞动物由受 精卵开始，经卵裂、囊胚、原肠胚等一 系列过程，逐渐发育成成体。
二、生殖(reproduction)
1.生殖的方式 无性生殖 裂殖 出芽 孢子生殖 动物的再生作用 有性生殖 同配生殖(isogmy):衣藻 异配生殖(anisogamy):实球藻 卵配生殖(oogamy) 孤雌生殖(特殊的有性生殖)
物个体胚胎发育的几个早期发育阶段非常相似，都 按一定渐进的顺序进行的，这种相似性正好反映了 动物界系统发育渐进的顺序性。
系统发育：单细胞动物
群体原生动物 二胚层动物 三胚层动物
个体发育：受精卵 囊 胚 原肠胚 中胚层形成后的胚胎
生物的个体发育过程中，按顺序重演其祖先的 主要发育阶段，是生物进化的重要依椐
三胚层多细胞动物
➢无体腔动物：扁形动物等 ➢假体腔动物：原始体腔形式
线虫动物，线性动物等 ➢真体腔动物：环节动物后的多数动物
假体腔的形成
中胚层体腔囊在发展过程中全部靠向体壁,形 成肌肉层,使原来的囊胚腔加了一层内衬,而未 形成新的空间,这种腔只有体壁中胚层,没有肠 壁中胚层和肠系膜,是体壁中胚层和肠壁内胚 层之间的腔,所以称为假体腔
1、共性 2、特殊性
从多细胞动物胚胎发育的一般规律来看动 物界系统发育的历史过程，可以更清楚地看 到两者间存在着统一的一条客观规律，为生 物发生律，即在个体发育过程中简短而迅速 地重演了系统发育的过程。
生物发生律(Begenetic law)：
由德国科学家赫克尔(E.Haeckel)于1866年提出。 从大量的动物胚胎发育过程的研究中发现：动
囊胚腔
囊胚腔的出现使胚体细胞的活动有了充分的空间
3. 原肠胚期 出现了原肠腔、内胚层、外胚层、原口
生殖系统中的生殖细胞发生与精子形成
生殖系统中的生殖细胞发生与精子形成生殖系统是人体中负责繁殖的重要器官系统。
其中，生殖细胞发生和精子形成是生殖系统中的关键过程。
本文将就这一主题展开论述。
一、生殖细胞发生的过程生殖细胞发生是指从原始生殖细胞向成熟生殖细胞转化的过程。
通常在人体发育时期的早期，原始生殖细胞会开始分裂，形成称为生殖细胞系列的细胞群。
这个过程主要发生在胚胎的生殖脊髓和胚性残留细胞等部位。
在生殖细胞发生的过程中，原始细胞会经历一系列的细胞分裂和细胞分化。
首先是有丝分裂，也称为减数分裂，它使得原始细胞的染色体数目减半。
然后是减数第二次分裂，再次减半染色体数目。
这两次分裂后，细胞发生明显的形态变化，逐渐成为成熟的生殖细胞。
生殖细胞发生过程中的变化包括细胞质的重组、染色体的变化和遗传物质的重组。
这些变化使得生殖细胞在遗传物质的基础上具有独特的遗传特征。
二、精子形成的过程精子形成是男性生殖细胞发生的过程。
它主要发生在睾丸的精原细胞中。
精原细胞经过一系列分裂和分化，逐渐形成成熟的精子。
精子形成过程中，精原细胞首先经历减数分裂，这个过程中染色体会发生交叉互换，进一步增加了遗传物质的多样性。
减数分裂后，形成的细胞称为精母细胞。
接着，精母细胞经历第二次减数分裂，形成四个具有减半染色体数目的细胞，其中有一个具有生存能力的细胞称为精子。
成熟的精子具有头部、颈部和尾部三个部分。
头部包含有遗传物质DNA，颈部包含线粒体提供能量，尾部则用于游动。
精子的形成过程一般需要约74天，而每天可以形成数以亿计的精子。
精子形成受到多种因素的调控，包括荷尔蒙、体温和睾丸内环境的影响。
这些调节使得精子形成过程具有高度可控性。
三、生殖细胞发生与精子形成的重要性生殖细胞发生与精子形成是生殖系统中两个关键的过程。
它们的顺利进行直接影响到生殖能力和后代的遗传质量。
在生殖细胞发生过程中，细胞的遗传物质得到了重组，这增加了不同个体间的遗传多样性。
而精子形成过程中的精子数量和质量，直接关系到受精的成功率和胚胎发育的健康程度。
第二章 生殖细胞发生
哺乳动物精子的分化过程
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哺乳动物精子的分化过程
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四、精子发生过程的同源群现象 精子发生过程从精原细胞到精子形成， 中间经过多次分裂，早期的几次分裂是完全 的，后面几次分裂是不完全的，彼此间由细 胞质间桥相连。间桥将由同一母细胞分裂来 的同族细胞连成一个细胞群，小型的线粒体 和细胞器可以通过间桥在细胞间穿过，起到 营养物质和激素相互沟通的作用，使同族细 胞群进行严格的同步发育。这种同族细胞同 步发育和成熟的现象称为同源群现象。
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滋养细胞对卵细胞的发育有着重要的作用，它为 卵细胞提供mRNA、核糖体、中心粒，并通过胞质连桥 运输到卵细胞中。
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2、两栖动物卵的发育 与果蝇不同，蛙卵在发育中自身进行细胞 器的构建，还为未来合成DNA、RNA、蛋白质所需 要的酶。积蓄mRNA、结构蛋白和调控早期胚胎发 育的形态发生因子。蛙的卵黄物质合成于肝脏， 通过血液运输到卵细胞，这些卵黄物质成分经过 改造形成卵黄颗粒分布在卵细胞的皮质区域，并 逐渐积累移向植物极，最终75%的卵黄物质分布 在这一区域。同时糖原颗粒、核糖体、脂滴、内 质网集中到动物极，由高尔基体产生的皮质颗粒 、以及线粒体、黑色素颗粒分布于卵细胞周围。
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二、不同物种卵细胞的发育 1、昆虫卵的发育 昆虫卵巢中，每个卵原细胞经过4次分 裂，形成一个相互之间有细胞质通连的16个 细胞组成的细胞群，这个细胞群中，除一个 发育为成熟卵细胞外，其余细胞均分化为滋 养细胞，并继续维持与卵细胞相连。伴随着 卵细胞的发育，滋养细胞周围还有体细胞起 源的滤泡细胞，逐渐向卵巢前端推进形成一 个卵泡，同时卵细胞逐渐定位在滤泡顶端的 位臵。
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哺乳动物性成熟时，睾丸内精原细胞周期 性地发育成为精子。精子的发生包括精原干 细胞的增殖和更新，精母细胞经过一次复制 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。这个过程有着严 格的同源群现象和周期性变化规律。 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。
发育2：精卵发生
第二章精子和卵子发生（spermatogenesis and oogenesis）在许多动物，如昆虫、蛔虫以及脊椎动物中，有在早期即与体细胞分开的，区分明显的生殖细胞。
在其他几个动物门（以及整个植物界），尚没有建立这种生殖细胞与体细胞的区分。
在这些物种中，包括腔肠动物（cnidarians）、扁虫类动物（flatworms）和被囊类动物（tunicates），即使是在成体中体细胞也可以很容易地变为生殖细胞。
许多无脊椎动物门的游动孢子，芽等都被证实其体细胞具有产生出新个体的能力。
生殖细胞（germ cell, reproductive cell）是行有性生殖的多细胞生物体内承担繁殖后代任务的细胞的总称，包括从原始生殖细胞到最终分化的精子和卵子。
生殖细胞是个体发生的基础。
此术语由A 恩勒和K 普兰特尔于1897年提出以与体细胞分开。
体细胞最终都会死亡，只有生殖细胞有延续至下一代的机会。
物种主要靠生殖细胞延续和繁衍。
长期的自然选择使每一物种的结构都为其生殖细胞的存活提供最好的条件。
进行有性生殖的高等生物，必须经历生殖细胞发生，产生出称为配子（gamete）的精子和卵子才能实现世代交替。
生殖细胞发生也称为配子发生（gametogenesis），是精子和卵子形成的过程。
在那些生殖细胞在发育早期即与体细胞分开而建立起了生殖细胞系的有机体中，生殖细胞不是由性腺本身产生的。
相反，生殖细胞的前体细胞，称为原生殖细胞（primordial germ cells, PGCs）是在其他地方产生后迁移到发育中的性腺中的。
生殖细胞发生包括（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。
在此我们先讨论精子和卵子的发生，到胚胎发育和器官发生时再讨论原生殖细胞的形成与迁移以及性别的决定和分化。
第一节：精子发生（spermatogenesis）精子发生的启动精子发生就是从原生殖细胞产生成熟精子的过程。
生殖细胞发生的调控机制和分子基础
生殖细胞发生的调控机制和分子基础生殖细胞发生是有性生殖的关键过程，它决定了生殖细胞的性别和遗传信息的传递。
在生殖系统发育过程中，生殖细胞在胚胎发育早期由原始生殖细胞向生殖干细胞的分化，再到最终的精子或卵子的形成。
这一过程的调控涉及许多基因和分子的参与。
本文将就生殖细胞发生的调控机制和分子基础做一探讨。
1.性别决定性别是生物个体之间的基本区别，是由性染色体决定的。
在人类中，两性的基因组是不同的，女性有两个X染色体，而男性有一个X染色体和一个Y染色体。
在哺乳动物中，性别是由在XY染色体中 Sry 基因的表达控制的。
Sry基因是决定性別的关键，它促进了睾丸发育和睾素的分泌。
睾素会引导生殖系统的发育，并导致男性特征的出现。
当Sry基因没有表达时，卵巢会发育并分泌雌激素，使女性特征的出现。
2.生殖系统的分化在早期胚胎发育过程中，生殖细胞是从内质母细胞中分离出来的。
这些细胞会分裂成很多原始生殖细胞。
这些细胞可以留在原位、将它们变成生殖细胞或者发生几率上的改变，导致胚胎中出现一个单性生殖细胞线age。
在哺乳动物中，原始生殖细胞在胚胎早期迁移到生殖嵴，最终形成生殖体。
在性别决定的过程中，睾酮和雌激素的作用促进了胚胎的生殖系统的发育。
3.生殖干细胞生殖干细胞是生殖细胞发生的起始点。
它们具有自我更新能力和分化潜力。
在分化的过程中，它们会向成熟的生殖细胞方向演化。
生殖干细胞的缺乏会导致生殖障碍和不育症。
对于生殖干细胞的研究对于不育症和生殖系统恶性疾病有重要的应用价值。
4.生殖细胞的分化在生殖细胞分化的过程中，多种基因、蛋白质和化合物发挥着关键的作用，从而最终形成成熟的精子或卵子。
在将性生殖细胞的分化分为三个阶段：生殖干细胞向原始生殖细胞分化，一种未成熟的生殖细胞类型，最终形成一类成熟的精子或卵子。
在这一过程中，可以发现许多分子和基因是至关重要的。
例如，在哺乳动物中，翻译后调控转录的因子 Sohlh1 和 Id4 是生殖干细胞维持和向原始生殖细胞分化的关键调节因子。
动物生物学：第二章 发育与分化
2、内移（migration） 由囊胚的一部分细胞移入内部而形成内胚层。
初始移入的细胞位于囊胚腔中，排列不规则，接着逐 渐调整排列成规则的内胚层。
内移法形成的原肠胚没有原口，以后在胚体的一端开 孔，形成原口。
Байду номын сангаас
2.5.1 原肠形成方式
原肠胚的细胞移动过程，称为原肠形成（gastrulation） 或原肠作用。 原肠形成的方式各类动物不同，主要的 方式有：
1、内陷（invagination） 由囊胚植物极细胞向内陷入，形成二层细胞： 外面的一层称为外胚层（ectoderm），向内陷入的一
层为内胚层（endoderm）。 内胚层围绕的空腔将形成未来的肠腔，称原肠腔
由于中胚层之间的真体腔是中胚层细胞向内和向外裂开形成的， 故称裂体腔（schizocoel），端细胞法又称为裂体腔法 （schizocoelous method）。
扁形动物、纽形动物、线形动物、环节动物、软体动物、节肢动 物等均以裂体腔法形成中胚层和体腔。
2.6.2 体腔囊法（coelesac method）
螺旋式卵裂：不等全裂的一种。分裂至4细胞时，再横 分裂为4个大细胞和4个小细胞，在这次分裂的过程 中，各分裂面不与胚胎纵轴垂直，而是以一定角度倾 斜，结果每个小细胞并非在它的孪生大细胞的正上 方，而是位于两个大细胞之间的上方。以后的卵裂就 如此进行，层层排列，呈螺旋状。
2、不完全卵裂（partial cleavage）：多见于多黄卵， 卵黄多，细胞分裂受阻，卵裂只在不含卵黄的部位进 行。
均等分裂(equal cleavage)：卵黄分布均匀的均黄卵，形成 分裂球大小相等，如海胆、文昌鱼；
脊椎动物的生殖细胞发生
脊椎动物的生殖细胞发生生殖细胞，就是俗称为精子或卵子的细胞，是生殖方式繁殖的关键。
脊椎动物的生殖细胞发生，包含了生殖细胞的形成、分化、成熟等过程，是繁殖的前提和基础。
本文将会介绍脊椎动物的生殖细胞发生的过程和特点。
生殖细胞的形成一般认为，生殖细胞是由生殖细胞祖细胞或称始生细胞分化而来的。
在胚胎发育初期，胚胎内部的生殖细胞祖细胞开始分化，逐渐形成生殖细胞原细胞。
生殖细胞原细胞内部为和体，即拥有一对染色体的一对同源染色体。
在生殖细胞原细胞的形成过程中，常常会发生减数分裂（Meiosis），这一过程被认为是生殖细胞形成的关键。
减数分裂是一种特殊的有丝分裂，可以将一对同源染色体分开，形成单倍体的细胞。
在生殖细胞原细胞发生第一次减数分裂时，一对同源染色体分离，形成两个基因组不同的单倍体细胞。
在第二次减数分裂中，两个单倍体细胞分别进行减数分裂，从而形成四个单倍体的生殖细胞。
这些生殖细胞称为卵母细胞或精原细胞。
生殖细胞的分化生殖细胞原细胞形成之后，生殖细胞还需要进行分化和成熟过程，在此过程中生殖细胞才能变成卵子或精子。
生殖细胞分化的实质是指细胞内一部分基因被激活，另一部分基因被抑制。
在此过程中，生殖细胞会逐渐失去多能性，最终形成精子或卵子。
在精原细胞分化过程中，生殖细胞会经历无数轮的细胞分裂和细胞分化。
在此过程中，精原细胞最终会分化成为精子。
因此，生殖细胞的分化过程也被称为生殖细胞成熟过程。
生殖细胞成熟过程生殖细胞成熟是指生殖细胞分化为卵子和精子的过程。
在成熟过程中，生殖细胞内的染色体数量会从二倍体变为单倍体。
成熟过程中，生殖细胞会分化成为两种细胞类型，即卵子和精子。
在卵子形成过程中，生殖细胞会逐渐变大，并形成一座细胞质量达到最大的单个细胞。
在此过程中，生殖细胞内的一对同源染色体会在第一次减数分裂后分离出来，最终形成一个单倍体的卵细胞和一个极小的细胞体——第一极体。
在第二次减数分裂中，卵细胞和第一极体同时进行减数分裂，形成四个细胞：其中一个为着床的卵细胞，另外三个为具有减数分裂前生殖细胞的属性的极小体。
生殖细胞的发生过程及其调控机制研究
生殖细胞的发生过程及其调控机制研究生殖细胞是指能够通过有性生殖方式形成新的个体的细胞。
由于生殖细胞的特殊性质，它们的发生过程和调控机制一直是生物学家们探讨的热门话题之一。
本文将着重介绍生殖细胞的发生过程及其调控机制研究进展。
一、生殖细胞的发生过程生殖细胞的发生是指由原始生殖细胞分化成具有生殖功能的成熟生殖细胞的过程。
在人类和许多其他动物种类中，生殖细胞的发生是从原始生殖细胞开始的，它们存在于胚胎的早期。
原始生殖细胞会经过一系列的细胞分裂和分化，最终形成成熟的生殖细胞。
在胚胎发育早期，原始生殖细胞可以在胚胎的早期形成并开始向生殖器官迁移。
这个过程是由一些关键的基因和分子信号所调控的。
例如，Pou5f1和Nanog等基因在早期发育中被表达，它们可以促进胚胎内部复制并保持胚胎的干细胞状态。
在胚胎发育的后期，GATA4和GATA6等基因逐渐表达，它们可以促进胚胎细胞向正确的分化途径转变。
当原始生殖细胞到达生殖器官后，它们开始继续分化成为更成熟的生殖细胞。
这个过程可以在男性和女性体内分别发生。
在男性体内，原始生殖细胞通过增殖和分裂，进一步分化成精原细胞。
精原细胞会接受一系列的细胞分裂和分化，最终形成成熟的精子。
在女性体内，原始生殖细胞在形成原始卵细胞之前，会形成卵原细胞。
卵原细胞接受一系列的细胞分裂和分化，最终形成成熟的卵子。
二、生殖细胞的调控机制研究进展在研究生殖细胞的发生过程和调控机制时，许多关键的信号通路和转录因子被发现并且被广泛研究。
在动物模型中，一些基因突变的实验也揭示了这些基因为生殖细胞发生和分化过程的关键性。
下面我们将对生殖细胞调控机制研究的一些进展进行介绍。
1. Wnt信号通路Wnt信号通路在生殖细胞发生和分化的过程中发挥着关键作用。
Wnt信号通路中的几个信号分子如β-catenin在卵巢和睾丸的发育和成熟过程中有着不同的表达模式，并且已被证实对精子和卵子的形成有着重要的调控作用。
2. BMP信号通路BMP信号通路是另一个在生殖细胞分化过程中发挥着关键作用的信号通路。
3-生殖细胞发生
生殖细胞的起源和分化
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 殖细胞决定子，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
表面卵裂
极细胞
果蝇的极质
A. 果蝇极细胞极质的透射电 镜照片。
B. 卵裂结束前的早期果蝇胚 胎极细胞的扫描电镜照片。
的后极。
至少有8种母体效应基因（maternal effect gene） 的突变会导致果蝇不能形成极质，不能形成生殖细胞。
A. staufen基因内应在oskar基因之前行使功能，并影 响oskar基因的表达。B. 研究明了的影响果蝇生殖 爪蟾的生殖质位于植 物极附近，为富含RNA和 蛋白质的一团特殊细胞
→精子细胞(spermatid) →精子(sperm)。
哺乳动物支持细胞和精子的发育，细胞在成熟过程中不断向生精小管腔推进。
精子的发生 (spermatogenesis)
青春期生精细胞－精原细胞(spermatogonia)合成的BMP8B积累到一定浓度时便开 始分化。生精细胞表面有N-Cadherin及半乳糖，曲精小管中的支持细胞表面有NCadherin及半乳糖受体，两种细胞通过这些分子的相互作用结合在一起。支持细胞为 生精细胞提供营养和保护，但它们随着生殖细胞变为精子而退化。
果蝇极质
果蝇生殖质（极质）的组分之一是gcl（germ cell-
less）基因转录的mRNA。
另一种可能是Nanos蛋白。Nanos mRNA蛋白位于
卵子后端，Nanos蛋白是果蝇形成腹部所必需。缺乏 Nanos蛋白的极细胞不能迁移到生殖腺中，因而不能 发育成生殖细胞。
oskar基因在果蝇极质的形成和装配过程中起着极其 重要的调控作用。Oskar基因将其mRNA定位于胚胎
生物的生殖与生育
卵子的形成细节
减数分裂
形成卵子的关键 过程
受精发育
子宫内的胚胎发 育
生殖细胞的发育
生殖细胞的发育过程 遵循一定的规律和周 期，在生殖腺内发育 成熟。对于人类来说， 这是维持种群繁衍的 关键步骤之一。
生殖细胞发育规律
遵循规律
生殖细胞的分化过程 发育周期的调控
成熟过程
细胞结构的变化 功能的巩固
基本方式
02 生育是人类社会发展的基础
社会发展基础
03
未来生殖科学发展趋势
生殖健康保健的普 及
健康保健 普及性
生殖科学技术的不 断创新和完善
技术创新 技术完善
生殖与生育的人文关怀
人文关怀对 生殖健康的
重要性
关怀重要性
以人为本的 生殖与生育 观念的普及
观念普及
生殖与生育的社 会影响
生殖与生育对人口结 构变化和社会发展都 产生深远影响。研究 生殖与生育对家庭和 社会的影响，有助于 制定更科学的政策。
生物的生殖与生育
汇报人：XX
2024年X月
目录
第1章 生殖系统结构与功能 第2章 生殖细胞的形成与发育 第3章 生殖过程与受精 第4章 生育保健与计划生育 第5章 生殖与遗传 第6章 生殖科学与技术 第7章 总结与展望
● 01
第1章 生殖系统结构与功能
生殖器官
生殖器官是指男性和 女性身体内负责生殖 功能的器官。男性生 殖器官包括睾丸、输 精管、前列腺等；女 性生殖器官包括卵巢、 输卵管、子宫、阴道 等。这些器官的协同 工作使得生殖系统正 常运转。
生殖与生育的文化价值
不同文化对生殖与 生育的态度和观念
文化态度 文化观念
生殖与生育在文化 传承和发展中的作 用
染色体重组与生殖细胞发生
染色体重组与生殖细胞发生细胞是生命的基本单位，而生殖细胞则承担着传递遗传信息的重要功能。
在生殖细胞发生过程中，染色体重组是至关重要的环节，它能导致基因型的多样性，从而使物种能够在适应环境方面获得更大的优势。
而对于我们这个人类社会来说，染色体重组也具有深远的意义，它不仅是人类进化的重要组成部分，更是染色体突变和DNA遗传病的重要因素。
一、染色体的基础概念染色体是指细胞内可见的染色体DNA和其所伴随的蛋白质的复合体。
它们是遗传信息的载体，指示细胞如何生长和分裂。
在人类细胞中，染色体存在于成对的形式，一个由母亲继承，一个由父亲继承，称为同源染色体。
每个染色体都是由数百万条基因组成的。
基因是控制生物体形态和功能的生物遗传单位，它们被编码在染色体上。
人类染色体共有46条，其中23对为同源染色体，另外一对为性染色体。
两张性染色体可以是XX或者XY，是决定人类性别的重要因素。
二、染色体重组的意义在染色体重组过程中，染色体上的基因会发生重组交换，导致染色体DNA基因型重新组合。
这种重组机制是基因功能随机组合的结果，因此能够产生基因型的多样性。
这个过程越多，基因的多样性也就越大。
而对于染色体的生殖细胞，在重组过程中产生的多样性能够使物种以适应环境方面获得更大的优势，从而提高生存能力。
三、染色体重组的方式染色体重组有两种方式：同源染色体间重组和非同源染色体间重组。
同源染色体间重组是指同一对同源染色体发生交换，使得交换两侧的基因发生重组。
非同源染色体间重组则是指两条不同染色体（不同同源染色体或性染色体）发生交换，让这两条染色体上的基因发生重组。
四、染色体重组与DNA遗传病在染色体重组的过程中，若染色体不按照正常方式交换，那么染色体会发生突变。
突变指的是基因或基因组DNA发生变异，通常会导致染色体不稳定或失调。
染色体突变是导致DNA遗传病的重要因素之一。
例如，唐氏综合症是由21号染色体上的基因缺失所引起的遗传疾病。
五、结论染色体重组与生殖细胞发生在生命发展的早期阶段，是产生基因型多样性和优越性的重要因素。
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38
第二种决定相关因素： 雌雄同体的动物： 每个卵精巢中最近端的细胞产生精子， 最远端的细胞产生卵子。 tra-1基因是组织中主要的性决定基因 fem-1基因负责精子和卵子定向分化的 决定 fog-1基因能激活一些精子分化所必需 的基因 mog-3基因促进卵子发生
39
第二节 精子发生
40
一、精子发生
23
1. 果蝇PGC的迁移
果蝇PGC起源于胚胎的后端，经后中肠穿过肠壁和中胚层，形成 24 两个分离的队列，最终聚集在生殖腺中。
2.两栖类PGC的迁移
两栖动物的生殖质定位在卵的植物极，用紫外线照
射胚胎植物极之后，生殖腺中将缺少生殖细胞。
每个生殖嵴有30
PGC。生殖嵴细胞内的一些因子是 PGCs定向迁移的重要因素。
减数分裂区 过渡区 有丝分裂区
远端细 胞
37
Notch信号转导在决定生殖干细胞进入减数分 裂还是继续进行有丝分裂中起着重要作用。 Notch信号转导负责维持末端细胞进行有丝分 裂。 对于远离末端细胞的生殖细胞，Notch信号的 影响逐渐降低，而使GLD-1的水平逐渐增加。 当GLD-1的水平达到临界值，细胞开始进行减 数分裂。
生殖嵴，分化成为生殖细胞。
7
有些动物的卵细胞质中存在着具有一定形 态结构、可识别的特殊细胞质——生殖质。
生殖质由蛋白质和RNA组成，定位于卵质
的特殊区域，具有生殖质的细胞将分化成为 原生殖细胞。
8
1. 线虫的P颗粒
线虫未受精卵中均匀分布生殖质—P
颗粒 ， 在受精后迅速地集中到预定胚胎的后部。
2.线虫不均等卵裂的调控：受精卵极性的维持依赖于2组PAR 蛋白的共同抑制。 位于前端皮质中的PAR-3/PAR-6/PKC-3复合物 位于后端皮质中的PAR-1/PAR-2复合物。
NOS-3和FBF-1/2能抑制PAR-2的致死性，通过调节前端 PAR-3/PAR-6/PKC-3蛋白复合物的功能参与细胞极性的调控。 Brat也可以调控PAR蛋白依赖的极性和细胞不均等分裂。 12
背侧 神经管
小鼠原生殖 细胞的迁移 途径示意图，
肌节
生殖嵴
背部中胚层 肠
后肠
受精后第11 天到达发育 中的生殖腺， 第12天由8100个增值 至25005000个
腹侧
调控： 1.决定斑马鱼PGCs迁移方向的诱因是趋化因子 SDF-1，斑马鱼PGCs依赖一对SDF-1a/CXCR4b 受体-配基复合物。 2.斑马鱼PGCs迁移到性腺发育的预定位置受2个 重要的信号通路调控： Gi家族的G蛋白信号通路：于调控PGCs的定 向迁移是必须的 磷酸肌醇（P13K)信号通路：对于调控PGCs 的运动性极为重要。 3.小鼠的PGCs的迁移也依赖于趋化因子SDF-1的 作用。
植物极
生殖质
囊胚腔
两栖类原生殖细胞的发生部位位于卵细胞的 植物极，有类似果蝇P颗粒染色性质的胞质成 分存在。 19
生殖质
植物极
20
4. 小鼠
存在生殖质成分:
Gcl Nanos和Pumilio的同源分子 Nanos1-Pumilio2复合物。
Nanos1-Pumilio2复合物和Gemin3定位于生 殖细胞的细胞质内。
PGCs到达生殖腺后
分裂
精原细胞A1 精原细胞A2 精原细胞A3
哺乳动物精子发生过程 人类精子的发育约需74天
精原细胞A4 过渡型 精原细胞 精原细胞B 初级精母细胞 第一次减数分裂 次级精母细胞 第二次减数分裂
细胞质间桥
精 子 细 胞
精子
二、 精子形成
单倍体的精子细胞是圆形、无鞭毛的细胞，形态 上与成熟精子有很大的区别。 精子细胞须经过精子形成的分化过程才能成为成 熟的精子。
33
三. 减数分裂（meiosis）
原生殖细胞进入生殖腺原基后不断进行有丝分裂，产生生殖干细 胞后代。 生殖干细胞必须经过减数分裂才能分化形成雌性配子或雄性配 子，染色体数目由双倍体变成单倍体。 减数分裂过程中，通过联会配对、同源染色体间遗传信息的交 换和重组，可由一个个体产生大量不同的生殖细胞。
25
动物极
分裂沟
植物极
生殖质
囊胚腔
蛙早期胚胎中生殖质位置变化示意图 A.最初生殖质在受精卵中位于植物极附近； B.卵裂开始后生殖质沿分裂沟移动； C.囊胚期生殖质位于囊胚腔底部细胞的分裂沟附近
26
3.鸟类和爬行类PGC的迁移
鸟类的PGC最早起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，形成生殖新月区(germinal crescent)，这 些细胞繁殖成为PGC。
48
一. 卵母细胞的减数分裂
PGC进入胚胎卵巢后分化成为卵母细胞，通过几次有丝分裂进入第一次
减数分裂前期。此时不再进行细胞增殖，卵母细胞迅速生长，其体积增加 约100倍。 在成熟的雌性个体中，卵母细胞进一步发育并形成质膜下皮质颗粒层。 由于卵巢内激素的作用，卵子继续成熟，以后停留在第二次减数分裂中 期等待受精。第二次减数分裂的完成是在受精以后。经过减数分裂，一个 49 卵母细胞形成一个卵子和两个极体。
极细胞
14
两个主要的实验证实了极质（pole
plasm）可以促
进生殖细胞发育命运的特化。
第一，如果用紫外线照射卵的后端，破坏极质的
活性，便没有生殖细胞形成。
第二，移植果蝇的极质能够引起生殖细胞分化。
15
移植果蝇的极质能引起生殖细胞分化
左图将供体P基因型受精卵后端生殖质注射到Y基因型卵裂早期胚胎的前端，
脊椎动物的PGCs到达雄性胚胎的生殖腺原基后，立
即进入性索，然后停留在那里直到成熟。性索发育成 为生精小管（或曲精细管），其管上皮细胞分化形成 支持细胞（sertoli cell）。
41
精子细胞
次级精母细胞
初级精母细胞
精原细胞A1
支持细胞
精原细胞A2
精原细胞B
哺乳动物支持细胞与发育中的精子细胞的相互关系 精子细胞的发生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。随着精子发生的进程从支持细胞的深 42 凹处向生精小管管腔迁移。
P4细胞是 生殖细胞 的始祖细 胞
P
体细胞
体细胞
体细胞
生殖细胞
同源染色体
P颗粒
16细胞期时全部P颗粒都在P4细胞中
11
线虫卵裂的调控： 1.P颗粒蛋白：集中转录因子和RNA结合蛋白，其中包括果蝇 Vasa、Piwi、Nanos的同源分子。 pie-1基因的功能：涉及维持生殖干细胞的属性，该基因编码 的核蛋白PIE-1是避免向体细胞分化的关键分子，它能抑制线 虫生殖细胞中几乎所有基因的转录。 PIE-1蛋白均存在生殖干细胞中，随着发育的进程pie-1基因 停止表达。
小鼠胚胎中最早能够识别的PGC位于原条后
端。
21
原条（streak）：在胚胎发育中，从后端缘区向前伸
展的条带，由上胚层细胞向囊胚腔下陷形成，引导上 胚层细胞的迁移运动，形成中胚层组织和部分内胚层 组织。
22
二、原生殖细胞的迁移
不同动物在生殖腺原基发生时，原生殖细
胞以不同的方式迁移进入生殖腺原基，进 行生殖细胞的分化。
第三章 生殖细胞发生
1
有性生殖的高等生物，由生殖细胞分化， 产生世代交替的桥梁——配子，使种族的 生命得以连续而构成生命环。
2
精原细胞
卵原细胞
生长/成熟
初级精母细胞 初级卵母细胞
减数第一次分裂 次级卵母细胞 次级精母细胞 减数第二次分裂 精子细胞 第一极体
卵细胞
第二极体
分化
卵子 精子 3
在很早期的发育阶段，昆虫、脊椎动物、线虫 和其他许多动物的生殖细胞和体细胞就有明显 的分化。
47
第三节 卵子发生
精子形成“能运动的细胞核” 卵母细胞形成启动发育和维持代谢的全部元件 1.蛋白质：大多数动物的卵子含有大量的卵黄蛋白 2.核糖体和tRNA：完成早期蛋白质的合成 3.mRNA：母源性的mRNA 4.形态发生决定子：定位于卵子的不同区域，在卵 裂的过程中分离到不同的细胞中去 5.保护性化学物质：很多卵子具有紫外线过滤器和 DNA酶，以防止太阳的伤害，有些卵子含有让掠夺 者不舒服的物质，鸟类的卵子甚至含有抗体。
精子细胞 精子
精子形成的主要变化是：
1.高尔基体形成顶体泡，似帽状覆盖在精子核顶部； 2.中心粒迁移到顶体的相对侧，发出轴丝，随着轴丝逐渐增长， 精子细胞变长，形成鞭毛； 3.线粒体从细胞周边汇聚于轴丝近端的周围，环绕鞭毛基部形 成环状的线粒体鞘； 4.染色质凝集，胞质废弃，最后产生成熟的精子。
45
46
三、精子发生中的基因表达调控 1.果蝇的Y染色体上有5个向外伸出的DNA环，如果任意一个缺失， 精子尾部的结构都不正常。 2.β2-微管蛋白：参与形成减数分裂的饭垂体，鞭毛的轴纤丝和与 线粒体拉长相关的微管。 3.海胆结合蛋白基因：形成顶体小泡 4.乳酸脱氢酶：是发育中的精子能够利用丙酮酸作为能源。 5.鱼精蛋白：使单倍体基因处于凝集状态。 6.转录因子：以DNA结合蛋白的方式调控精子发生。 7.染色质相关因子：参与精子发生过程的调控。 8.RNA结合蛋白：对正常精子发生中翻译的控制是非常重要的元件。
34
四.生殖细胞定向分化的决定
迁移进入生殖腺原基的PGC具备两种发育
潜能，由生殖腺内的微环境决定分化成为 精子或卵子。
35
两种决定：
第一种决定：生殖干细胞是进入减数分裂
进行配子发生还是进行有丝分裂成为生殖干 细胞；
第二种决定：进行减数分裂的细胞是发育
为卵子还是精子。
36
第一种决定相关因素： 生殖腺末端有一个末端细胞对于决定生殖干细胞进行有丝分 裂或减数分裂具有重要的作用。 靠近这个细胞的生殖干细胞进行有丝分裂，形成生殖干细胞 库，而远离该细胞的生殖干细胞进入减数分裂。 如果移去末端细胞或glp-1基因突变，所有生殖干细胞都进入 减数分裂。