chapter6第三章生命的延续.ppt

生命过程的一般原理,第三章 生命的延续,生殖是生命的特征之一，通过生殖，生命才得以延续、繁衍并完成进化过程。 生命有机体通过特定的方式产生子代个体，从而使生命现象得以延续的过程，称为生殖 无性生殖和有性生殖都是以细胞分裂为基础。,生命的特征与起源,生 殖,细胞增殖的方式是不是生殖方式？,1、无性生殖,不经过生殖细胞的结合,由母体直接产生出新个体的生殖方式,称为无性生殖。 原核生物、单细胞真核生物,第一节 无性生殖和有性生殖,无性生殖,2、有性生殖,有性生殖是一种高级的生殖方式。,配子（gamete）,雄配子又称精子（sperm） 雌配子又称卵子（ovum）,合子（zygote）或受精卵,由亲本产生有性生殖细胞（也叫配子），经过两性生殖细胞（如卵细胞和精子）的结合，成为合子（如受精卵），再由合子发育成为新个体的生殖方式，称为有性生殖。,第二节 配子发生,生命的特征与起源,配子发生（gametogenesis）是有性生殖过程中精子和卵子的形成过程。其共同特点是除有丝分裂外，在成熟期要进行减数分裂（meiosis），又称成熟分裂。,一、精子发生,生命的特征与起源,从精原细胞（spermatogonium）发育为精子的过程称为精子发生，约需6472天。精子发生在睾丸曲细精管内进行。,脊椎动物的原始生殖细胞(primordial germ cell PGC)到达雄性胚胎的生殖腺原基后，立即进入性索（生殖细胞索），然后停留在那里直到成熟。性索发育成为曲细精管，其管上皮细胞分化形成支持细胞(sertoli cell)。PGCs分裂形成精原细胞。,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。,生命的特征与起源,增殖期（2n）,A型精原细胞 干细胞，分化较低，有丝分裂,B型精原细胞 B型精原细胞体积增大，形成初级精母细胞（primary spermatocyte） 进入减数分裂,1,人精子发生,46，XY,46，XY,46，XY,46，XY,46，Y,46，XY,23，X,23 Y,增殖期,生长期,成 熟 精C,变形期,初级精母C,次级精母C,A型有丝分裂,精子细胞,B型精原Cell,23，y,23 Y,成熟期,精子变形(spermiogenesis),高尔基体形成顶体泡，中心粒产生精子鞭毛，线粒体整合入鞭毛，核浓缩，胞质废弃，最后产生成熟的精子。,1、顶体形成 2、核染色质凝聚 3、尾部形成,覆盖在精子头部2/3处，由高尔基体变化形成的囊泡结构，内含多种水解酶，有助于精子穿过放射冠和透明带，完成受精过程顶体。,A：顶体 AS：顶体突起 N：核,核染色质凝聚过程中，过渡性蛋白精蛋白将代替与DNA结合的组蛋白,二、卵子发生,生命的特征与起源,形成单倍体的细胞核 建立一个由酶、mRNA、细胞器和代谢产物等组成的细胞质库，具备十分复杂的胞质体系。 卵母细胞有很长的减数分裂前期，使细胞充分生长,从卵原细胞（oogonium）发育为卵子的过程称为卵子发生（oogenesis）。,成熟卵子中合成和吸收了大量的蛋白质、核糖体和tRNA、mRNA、形态发生因子(morphogenetic factor)以及保护性化学物质（如Ig），为以后的生长和发育奠定了基础。,Mitosis,46，XX,46,XX,46,XX,46,XX,46,XX,46,XX,46,XX,46,XX,23,X,23,X,23,X,23,X,23,X,23,X,初级卵母C（FSH）,次级卵母C,卵细胞,第二极体,减数I,减数II,卵原C,增殖期,生长期,成熟期,原始生殖C,卵子发生的过程,原始生殖细胞 上皮细胞 原始卵泡 10002000 6周,卵原细胞 卵泡细胞 原始卵泡 200万 20周,初级卵母细胞 卵泡细胞 原始卵泡 500万 20周,200万 新生儿,4万 青春期,400 一生,卵原细胞体积增大，形成初级卵母细胞(primary oocyte)，在减数分裂诱导物的作用下，进行第一次减数分裂，初级卵母细胞停止在第一次减数分裂的前期的双线期阶段,人卵巢中的原始卵泡周期性地进入生长期，使卵母细胞增大、颗粒细胞数量增加(由GDF-9介导)，只有少数与促性腺激素分泌周期相吻合的卵泡能够存活。,成熟卵泡7,初级卵母细胞,颗粒层,颗粒层细胞,卵泡腔,放射冠,透明带,卵泡膜内外层,由中央1个初级卵母细胞与其周围1层或多层卵泡细胞（fillicular cell）构成。,间质细胞形成的卵泡膜,原始卵泡2,次级卵泡7,初级卵泡4,卵泡腔,随着青春期的开始，初级卵母细胞在卵巢内促卵泡激素FSH和黄体生成素LH的渗入到卵泡液，次级卵泡进一步发育成熟，阶段性地恢复并完成第一次减数分裂，进行排卵，形成次级卵母细胞，排卵时的成熟卵泡包裹的卵处于第二次减数分裂的中期，直到受精后才完成第二次减数分离，形成卵细胞，如未受精，次级卵母细胞24小时后死亡,.系列图,.资料分析,第四节 受 精,生命的特征与起源,精子和卵子结合成合子（受精卵）的过程称为受精（fertilization）。,哺乳类动物的精子要在附睾中停留1221天，附睾上皮分泌多种糖蛋白（唾液酸蛋白）等物质覆盖于精子表面，避免精子发生凝聚、自身免疫反应和顶体反应，才能获得主动运动与受精的能力。 通过射精过程运行至阴道内，凝固，再液化,、精子的成熟与运行,一、配子的成熟与运行,生命的特征与起源,、卵的成熟与运行,卵的成熟包括核的成熟和胞质的成熟。,核的成熟表现为初级卵母细胞恢复并完成第一次减数分裂，次级卵母细胞停留在第二次减数分裂中期,胞质的成熟表现为在胞质内可见皮质颗粒形成，沿次级卵母细胞膜分布，颗粒外周有膜包被，内含酶,卵排出后附着在卵巢表面，由伞部上皮纤毛的摆动与肌肉收缩将其扫拂入输卵管并在壶腹部停留,二、受 精,生命的特征与起源,、精子获能（capacitation）,哺乳动物（包括人）刚射出的精子是不能与卵受精的，它需要在雌（女）性生殖道中孵育一段时间，才获得受精能力，这种现象称为获能。 位置：子宫或输卵管 时间：56小时 实质：去除覆盖在精子表面特别是顶体区的 精浆物质和去能因子，暴露受体部位,在输卵管壶腹，获能精子靠近或与卵的外围屏障接触，覆盖在顶体表面的细胞膜与顶体外膜多处发生融合并释放出多种酶系，这一过程称为顶体反应。 第一层屏障：透明质酸酶放射冠 第二层屏障：顶体素透明带,、顶体反应（acrosome reaction）,、精卵结合（sperm-egg fusion）,精子穿过卵透明带，进入卵黄周间隙，头部与卵膜接触，头部赤道段的细胞膜首先与卵膜发生融合，精子细胞膜通过融合成为卵膜的一部分，整个精子进入卵中的过程。,生命的特征与起源,出云,精子获能（capacitation） 顶体反应（acrosome reaction） 精卵结合（sperm-egg fusion）,精子具备受精能力的3个要素，缺少任何一个要素精子都不能进入卵内完成受精过程。,单精入卵 许多精子都可以到达卵子的表面并与之吸附，但是通常只有一个精子能完成受精，称为单精入卵（monospermy）。 多个精子入卵受精称为多精入卵（polyspermy），将导致死亡活不正常的发育。 生命发展了多种机制防止多倍的染色体组融合，最普通的办法是阻碍多精入卵。,生命的特征与起源,、皮质反应与透明带反应,精卵融合时，诱导卵膜特征发生改变，产生膜电荷变化，卵膜立即阻挡第二个精子进入卵内，这一机制称为卵膜封闭。,同时胞浆被激活，发生外排作用，排出皮质颗粒，与透明带发生作用并修饰透明带，使透明带拒绝其他精子穿过，这一机制称为透明带反应。,生命的特征与起源,、雌、雄原核形成与融合,雄原核形成：精子核进入卵内，核膜崩溃。在被激活的胞浆因子的刺激下，高度浓缩的精子核染色质解凝聚，核内精蛋白被组蛋白替换，新形成的原核膜包在染色质外周，形成雄原核。,雌原核形成：精卵融合时次级卵母细胞被激活，完成第二次减数分裂。卵细胞的染色体向中央移动，核膜形成，染色体