醫(yī)學(xué)生物學(xué)生命的延續(xù)

1、生命過程的一般原理生殖生殖是生命的特征之一，通過生是生命的特征之一，通過生殖，生命才得以延續(xù)、繁衍并完成進(jìn)殖，生命才得以延續(xù)、繁衍并完成進(jìn)化過程?；^程。生命的特征與起源無性生殖無性生殖和和有性生殖有性生殖都是以細(xì)胞都是以細(xì)胞分裂為基礎(chǔ)。分裂為基礎(chǔ)。生命的延續(xù)生命的基本單位 細(xì)胞無性生殖無性生殖(asexual reproduction)是不經(jīng)過是不經(jīng)過生殖細(xì)胞的結(jié)合，由母體直接產(chǎn)生新個體的生生殖細(xì)胞的結(jié)合，由母體直接產(chǎn)生新個體的生殖方式。殖方式。生命的基本單位 細(xì)胞進(jìn)行進(jìn)行無性生殖無性生殖生物的細(xì)胞分裂過程十分簡生物的細(xì)胞分裂過程十分簡單，主要是單，主要是無絲分裂無絲分裂(amitosis)

2、，又稱，又稱直接分裂直接分裂，其分裂過程稱為，其分裂過程稱為二分裂二分裂(binary fission)。生命的基本單位 細(xì)胞有性生殖有性生殖(sexual reproduction)是高等動、是高等動、植物普遍存在的生殖方式，是經(jīng)過兩性生殖細(xì)植物普遍存在的生殖方式，是經(jīng)過兩性生殖細(xì)胞胞(卵細(xì)胞和精子卵細(xì)胞和精子)的結(jié)合，形成合子的方式。的結(jié)合，形成合子的方式。生命的基本單位 細(xì)胞O有性生殖過程必須有兩個親本參加。有性生殖過程必須有兩個親本參加。v配子配子(gamete)z雄配子雄配子又稱又稱精子精子(sperm)z雌配子雌配子又稱又稱卵子卵子(ovum)v合子合子(zygote)或或稱稱受精

3、卵受精卵v有性生殖有性生殖是一種高級的生殖方式。是一種高級的生殖方式。生命的延續(xù)生命的特征與起源配子發(fā)生配子發(fā)生(gametogenesis)是有性生是有性生殖過程中精子和卵子的形成過程。其共同殖過程中精子和卵子的形成過程。其共同特點是除有絲分裂外，在成熟期要進(jìn)行特點是除有絲分裂外，在成熟期要進(jìn)行減減數(shù)分裂數(shù)分裂(meiosis)，又稱，又稱成熟分裂成熟分裂。生命的基本單位 細(xì)胞從從精原細(xì)胞精原細(xì)胞(spermatogonium)發(fā)育為精子發(fā)育為精子的過程稱為的過程稱為精子發(fā)生精子發(fā)生，約需，約需6472天。精子發(fā)天。精子發(fā)生在睪丸曲細(xì)精管內(nèi)進(jìn)行。生在睪丸曲細(xì)精管內(nèi)進(jìn)行。O增殖期增殖期(2n)

4、O生長期生長期(2n)O成熟期成熟期(n)O變形期變形期(n)生命的基本單位 細(xì)胞OA型精原細(xì)胞型精原細(xì)胞 干細(xì)胞，分化較低，有絲分裂干細(xì)胞，分化較低，有絲分裂OB型精原細(xì)胞型精原細(xì)胞 進(jìn)入減數(shù)分裂進(jìn)入減數(shù)分裂生命的基本單位 細(xì)胞B型精原細(xì)胞體積增大，形成型精原細(xì)胞體積增大，形成初級精初級精母細(xì)胞母細(xì)胞(primary spermatocyte)生命的基本單位 細(xì)胞O減數(shù)分裂減數(shù)分裂：形成兩個：形成兩個次級精母細(xì)胞次級精母細(xì)胞O減數(shù)分裂減數(shù)分裂：形成：形成4個個精細(xì)胞精細(xì)胞生命的基本單位 細(xì)胞 在變形期，精細(xì)胞完成分化過程形成精子。在變形期，精細(xì)胞完成分化過程形成精子。精子位于生精細(xì)管的管精子

5、位于生精細(xì)管的管腔中，精子聚集成束，一般腔中，精子聚集成束，一般頭部朝向管壁或深埋在支持頭部朝向管壁或深埋在支持細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中。細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中。 生命的基本單位 細(xì)胞O頂體形成頂體形成O核染色質(zhì)凝聚核染色質(zhì)凝聚O尾部形成尾部形成生命的基本單位 細(xì)胞從從卵原細(xì)胞卵原細(xì)胞(oogonium)發(fā)育為卵子的過程發(fā)育為卵子的過程稱為稱為卵子發(fā)生卵子發(fā)生(oogenesis)。O增殖期增殖期(2n)O生長期生長期(2n)O成熟期成熟期(n)生命的基本單位 細(xì)胞O胚胎第胚胎第6周：周：10002000個原始生殖細(xì)胞個原始生殖細(xì)胞O胚胎第胚胎第20周：周：200萬萬個卵原細(xì)胞個卵原細(xì)胞 500萬萬個初級卵母細(xì)

6、胞個初級卵母細(xì)胞 生命的基本單位 細(xì)胞卵原細(xì)胞卵原細(xì)胞體積增大成體積增大成初級卵母細(xì)胞。初級卵母細(xì)胞。女性女性生殖細(xì)胞在生殖細(xì)胞在卵泡卵泡(follicle)中發(fā)育。中發(fā)育。生命的基本單位 細(xì)胞原始卵泡原始卵泡(primordial follicle)由中央由中央1個初級卵母細(xì)胞與其周圍個初級卵母細(xì)胞與其周圍一層一層卵卵泡細(xì)胞泡細(xì)胞(follicular cell)構(gòu)成。構(gòu)成。生命的基本單位 細(xì)胞初級卵泡初級卵泡(primary follicle)O透明帶透明帶(zona pellucida)生命的基本單位 細(xì)胞次級卵泡次級卵泡(secondary follicle)O放射冠放射冠(coron

7、a radiata)O顆粒層顆粒層(granulosa)生命的基本單位 細(xì)胞成熟卵泡成熟卵泡(mature follicle)生命的基本單位 細(xì)胞O減數(shù)分裂減數(shù)分裂 ：次級卵母細(xì)胞第一極體次級卵母細(xì)胞第一極體O減數(shù)分裂減數(shù)分裂 ：卵細(xì)胞第二極體卵細(xì)胞第二極體生命的特征與起源繁繁殖殖期期生長期生長期成熟期成熟期變形期變形期生命的延續(xù)生命的特征與起源在細(xì)胞分裂過程中，染色體復(fù)制一在細(xì)胞分裂過程中，染色體復(fù)制一次，細(xì)胞分裂了兩次，所形成的次，細(xì)胞分裂了兩次，所形成的4個細(xì)胞個細(xì)胞中，染色體數(shù)目減少了一半，由二倍數(shù)中，染色體數(shù)目減少了一半，由二倍數(shù)(2n)變成單倍數(shù)變成單倍數(shù)(n)，故稱為，故稱為減數(shù)

8、分裂減數(shù)分裂或或成熟分裂成熟分裂。生命的基本單位 細(xì)胞細(xì)線期細(xì)線期O染色線染色線(chromonema)O染色粒染色粒(chromomere)生命的基本單位 細(xì)胞偶線期偶線期O聯(lián)會聯(lián)會(synapsis)O聯(lián)會復(fù)合體聯(lián)會復(fù)合體(synaptonemal complex)O二價體二價體(bivalent)生命的基本單位 細(xì)胞粗線期粗線期O四分體四分體(tetrad)O非姐妹染色單體非姐妹染色單體(non-sister chromatid)生命的基本單位 細(xì)胞粗線期粗線期O四分體四分體(tetrad)O非姐妹染色單體非姐妹染色單體(non-sister chromatid)O交叉交叉(chiasm

9、a)和和交換交換(crossing-over)生命的基本單位 細(xì)胞雙線期雙線期O交叉端化交叉端化(terminalization of chiasmata)生命的基本單位 細(xì)胞終變期終變期O核仁、核膜消失核仁、核膜消失生命的基本單位 細(xì)胞生命的基本單位 細(xì)胞生命的基本單位 細(xì)胞生命的基本單位 細(xì)胞生命的基本單位 細(xì)胞生命的基本單位 細(xì)胞生命的基本單位 細(xì)胞生命的特征與起源由于減數(shù)分裂，使每種生物代代都能夠由于減數(shù)分裂，使每種生物代代都能夠保持二倍體的染色體數(shù)目。在減數(shù)分裂過程中保持二倍體的染色體數(shù)目。在減數(shù)分裂過程中非同源染色體重新組合，同源染色體間發(fā)生部非同源染色體重新組合，同源染色體間發(fā)生

10、部分交換，結(jié)果使配子的遺傳基礎(chǔ)多樣化，使后分交換，結(jié)果使配子的遺傳基礎(chǔ)多樣化，使后代對環(huán)境條件的變化有更大的適應(yīng)性。在精子代對環(huán)境條件的變化有更大的適應(yīng)性。在精子與卵子經(jīng)過受精而形成受精卵過程中，其結(jié)合與卵子經(jīng)過受精而形成受精卵過程中，其結(jié)合也是隨機(jī)的。也是隨機(jī)的。生命的延續(xù)生命的特征與起源精子精子和和卵子卵子結(jié)合成結(jié)合成合子合子(受精卵受精卵)的過程稱的過程稱為為受精受精(fertilization)。人類卵細(xì)胞與精子結(jié)合的部位是在輸卵管人類卵細(xì)胞與精子結(jié)合的部位是在輸卵管壺腹部。成群的精子在運(yùn)行過程中經(jīng)過子宮、壺腹部。成群的精子在運(yùn)行過程中經(jīng)過子宮、輸卵管肌肉的收縮運(yùn)動，大批精子失去活力而

11、輸卵管肌肉的收縮運(yùn)動，大批精子失去活力而衰亡，最后只有衰亡，最后只有20200個左右的精子到達(dá)卵細(xì)個左右的精子到達(dá)卵細(xì)胞的周圍，胞的周圍，通常最終只能有一個精子與一個卵通常最終只能有一個精子與一個卵子結(jié)合形成受精卵。子結(jié)合形成受精卵。生命的基本單位 細(xì)胞哺乳類動物的精子要在附睪中停留哺乳類動物的精子要在附睪中停留1221天，天，附睪上皮分泌多種糖蛋白覆蓋于精子表面，才能附睪上皮分泌多種糖蛋白覆蓋于精子表面，才能獲得主動運(yùn)動與受精的能力。獲得主動運(yùn)動與受精的能力。射精后，注入陰道穹窿的精子液化后才具有射精后，注入陰道穹窿的精子液化后才具有充分的運(yùn)動力。充分的運(yùn)動力。生命的基本單位 細(xì)胞核的成熟核

12、的成熟主要表現(xiàn)為初級卵母細(xì)胞恢復(fù)并完主要表現(xiàn)為初級卵母細(xì)胞恢復(fù)并完成減數(shù)分裂成減數(shù)分裂，次級卵母細(xì)胞停留在減數(shù)分裂，次級卵母細(xì)胞停留在減數(shù)分裂的中期。的中期。胞質(zhì)的成熟胞質(zhì)的成熟表現(xiàn)為在胞質(zhì)內(nèi)形成皮質(zhì)顆粒，表現(xiàn)為在胞質(zhì)內(nèi)形成皮質(zhì)顆粒，并沿次級卵母細(xì)胞膜分布，顆粒外周有膜包被，并沿次級卵母細(xì)胞膜分布，顆粒外周有膜包被，內(nèi)含酶。內(nèi)含酶。卵子的成熟卵子的成熟包括細(xì)胞包括細(xì)胞核的成熟核的成熟和細(xì)胞和細(xì)胞質(zhì)的成熟質(zhì)的成熟生命的基本單位 細(xì)胞卵子排出后附著在卵巢表面，由傘部上皮卵子排出后附著在卵巢表面，由傘部上皮纖毛的擺動與肌肉收縮將其掃拂入輸卵管并在纖毛的擺動與肌肉收縮將其掃拂入輸卵管并在壺腹部停留，若

13、遇精子，即在此受精。壺腹部停留，若遇精子，即在此受精。生命的基本單位 細(xì)胞哺乳動物（包括人）剛射出的精子是不能哺乳動物（包括人）剛射出的精子是不能與卵子受精的，它需要在雌（女）性生殖道中與卵子受精的，它需要在雌（女）性生殖道中孵育一段時間，才獲得受精能力，這種現(xiàn)象稱孵育一段時間，才獲得受精能力，這種現(xiàn)象稱為為獲能獲能。生命的基本單位 細(xì)胞獲能的本質(zhì)獲能的本質(zhì)：精子在子宮或輸卵管中，覆：精子在子宮或輸卵管中，覆蓋精子表面特別是頂體區(qū)的精漿物質(zhì)和去能因蓋精子表面特別是頂體區(qū)的精漿物質(zhì)和去能因子逐漸被去除，暴露出精子受體部位而使精子子逐漸被去除，暴露出精子受體部位而使精子特異地與卵子的受體或者卵子釋

14、放的物質(zhì)相作特異地與卵子的受體或者卵子釋放的物質(zhì)相作用，并在與卵子的外圍屏障（如放射冠、透明用，并在與卵子的外圍屏障（如放射冠、透明帶）接觸中發(fā)生頂體反應(yīng)。帶）接觸中發(fā)生頂體反應(yīng)。生命的基本單位 細(xì)胞在輸卵管壺腹，獲能精子靠近或與卵子的在輸卵管壺腹，獲能精子靠近或與卵子的外圍屏障接觸時，覆蓋在頂體表面的細(xì)胞膜與外圍屏障接觸時，覆蓋在頂體表面的細(xì)胞膜與頂體外膜多處發(fā)生融合并釋放出多種酶系，這頂體外膜多處發(fā)生融合并釋放出多種酶系，這一過程稱為一過程稱為頂體反應(yīng)頂體反應(yīng)。生命的基本單位 細(xì)胞 精子穿過卵透明帶后，進(jìn)入卵黃周間隙，其精子穿過卵透明帶后，進(jìn)入卵黃周間隙，其頭部與卵膜接觸，頭部赤道段的細(xì)胞

15、膜首先與卵頭部與卵膜接觸，頭部赤道段的細(xì)胞膜首先與卵膜發(fā)生融合，精子細(xì)胞膜發(fā)生融合，精子細(xì)胞膜通過融合成為卵膜的膜通過融合成為卵膜的一部分，整個精子也就一部分，整個精子也就進(jìn)入卵中，這個過程稱進(jìn)入卵中，這個過程稱為為精卵融合精卵融合。生命的基本單位 細(xì)胞獲能獲能、頂體反應(yīng)頂體反應(yīng)、與卵子融合與卵子融合是精子具備是精子具備受精能力的三個要素。三者之一缺如則該精子受精能力的三個要素。三者之一缺如則該精子不能進(jìn)入卵內(nèi)不能進(jìn)入卵內(nèi) 。生命的基本單位 細(xì)胞精卵融合時，誘導(dǎo)卵膜特征發(fā)生改變，產(chǎn)生精卵融合時，誘導(dǎo)卵膜特征發(fā)生改變，產(chǎn)生膜電荷變化，卵膜立即阻擋第二個精子以及其他膜電荷變化，卵膜立即阻擋第二個精

16、子以及其他的精子進(jìn)入卵內(nèi)，這一機(jī)制稱為的精子進(jìn)入卵內(nèi)，這一機(jī)制稱為卵膜封閉卵膜封閉。激活后的卵胞質(zhì)發(fā)生細(xì)胞外排作用，排出皮激活后的卵胞質(zhì)發(fā)生細(xì)胞外排作用，排出皮質(zhì)顆粒。皮質(zhì)顆粒與透明帶發(fā)生作用并修飾透明質(zhì)顆粒。皮質(zhì)顆粒與透明帶發(fā)生作用并修飾透明帶，使透明帶拒絕其他精子穿過，稱為帶，使透明帶拒絕其他精子穿過，稱為透明帶反透明帶反應(yīng)應(yīng)。生命的基本單位 細(xì)胞精卵開始融合時，次級卵母細(xì)胞被激活，精卵開始融合時，次級卵母細(xì)胞被激活，完成減數(shù)分裂完成減數(shù)分裂，形成卵細(xì)胞和第二極體。卵，形成卵細(xì)胞和第二極體。卵細(xì)胞單倍染色體向細(xì)胞中央移動，核膜形成，細(xì)胞單倍染色體向細(xì)胞中央移動，核膜形成，染色體染色體解螺旋

17、成為染色質(zhì)，解螺旋成為染色質(zhì)，雌原核雌原核形成。形成。生命的基本單位 細(xì)胞精子核進(jìn)入卵內(nèi)后，核膜崩潰，在被激活精子核進(jìn)入卵內(nèi)后，核膜崩潰，在被激活的卵胞質(zhì)中某些因子的刺激下，高度濃縮的精的卵胞質(zhì)中某些因子的刺激下，高度濃縮的精子核染色質(zhì)解凝聚，核內(nèi)精蛋白被組蛋白替換子核染色質(zhì)解凝聚，核內(nèi)精蛋白被組蛋白替換，新形成的核膜包在染色質(zhì)外周，形成，新形成的核膜包在染色質(zhì)外周，形成雄原核雄原核。生命的基本單位 細(xì)胞伴隨精、卵原核的發(fā)育，精、卵原核的伴隨精、卵原核的發(fā)育，精、卵原核的DNA合成和染色體復(fù)制同步進(jìn)行。精、卵原核合成和染色體復(fù)制同步進(jìn)行。精、卵原核的核膜消失，兩原核染色體組互相混合，進(jìn)行的核膜消失，兩原核染色體組互相混合，進(jìn)行第一次卵裂，新的生命開始。第一次卵裂，新的生命開始。生命的延續(xù)