医学生物学生命的延续

1、生命过程的一般原理生殖生殖是生命的特征之一，通过生是生命的特征之一，通过生殖，生命才得以延续、繁衍并完成进殖，生命才得以延续、繁衍并完成进化过程。化过程。生命的特征与起源无性生殖无性生殖和和有性生殖有性生殖都是以细胞都是以细胞分裂为基础。分裂为基础。生命的延续生命的基本单位 细胞无性生殖无性生殖(asexual reproduction)是不经过是不经过生殖细胞的结合，由母体直接产生新个体的生生殖细胞的结合，由母体直接产生新个体的生殖方式。殖方式。生命的基本单位 细胞进行进行无性生殖无性生殖生物的细胞分裂过程十分简生物的细胞分裂过程十分简单，主要是单，主要是无丝分裂无丝分裂(amitosis)

2、，又称，又称直接分裂直接分裂，其分裂过程称为，其分裂过程称为二分裂二分裂(binary fission)。生命的基本单位 细胞有性生殖有性生殖(sexual reproduction)是高等动、是高等动、植物普遍存在的生殖方式，是经过两性生殖细植物普遍存在的生殖方式，是经过两性生殖细胞胞(卵细胞和精子卵细胞和精子)的结合，形成合子的方式。的结合，形成合子的方式。生命的基本单位 细胞O有性生殖过程必须有两个亲本参加。有性生殖过程必须有两个亲本参加。v配子配子(gamete)z雄配子雄配子又称又称精子精子(sperm)z雌配子雌配子又称又称卵子卵子(ovum)v合子合子(zygote)或或称称受精

3、卵受精卵v有性生殖有性生殖是一种高级的生殖方式。是一种高级的生殖方式。生命的延续生命的特征与起源配子发生配子发生(gametogenesis)是有性生是有性生殖过程中精子和卵子的形成过程。其共同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，在成熟期要进行特点是除有丝分裂外，在成熟期要进行减减数分裂数分裂(meiosis)，又称，又称成熟分裂成熟分裂。生命的基本单位 细胞从从精原细胞精原细胞(spermatogonium)发育为精子发育为精子的过程称为的过程称为精子发生精子发生，约需，约需6472天。精子发天。精子发生在睾丸曲细精管内进行。生在睾丸曲细精管内进行。O增殖期增殖期(2n)

4、O生长期生长期(2n)O成熟期成熟期(n)O变形期变形期(n)生命的基本单位 细胞OA型精原细胞型精原细胞 干细胞，分化较低，有丝分裂干细胞，分化较低，有丝分裂OB型精原细胞型精原细胞 进入减数分裂进入减数分裂生命的基本单位 细胞B型精原细胞体积增大，形成型精原细胞体积增大，形成初级精初级精母细胞母细胞(primary spermatocyte)生命的基本单位 细胞O减数分裂减数分裂：形成两个：形成两个次级精母细胞次级精母细胞O减数分裂减数分裂：形成：形成4个个精细胞精细胞生命的基本单位 细胞 在变形期，精细胞完成分化过程形成精子。在变形期，精细胞完成分化过程形成精子。精子位于生精细管的管精子

5、位于生精细管的管腔中，精子聚集成束，一般腔中，精子聚集成束，一般头部朝向管壁或深埋在支持头部朝向管壁或深埋在支持细胞的细胞质中。细胞的细胞质中。 生命的基本单位 细胞O顶体形成顶体形成O核染色质凝聚核染色质凝聚O尾部形成尾部形成生命的基本单位 细胞从从卵原细胞卵原细胞(oogonium)发育为卵子的过程发育为卵子的过程称为称为卵子发生卵子发生(oogenesis)。O增殖期增殖期(2n)O生长期生长期(2n)O成熟期成熟期(n)生命的基本单位 细胞O胚胎第胚胎第6周：周：10002000个原始生殖细胞个原始生殖细胞O胚胎第胚胎第20周：周：200万万个卵原细胞个卵原细胞 500万万个初级卵母细

6、胞个初级卵母细胞 生命的基本单位 细胞卵原细胞卵原细胞体积增大成体积增大成初级卵母细胞。初级卵母细胞。女性女性生殖细胞在生殖细胞在卵泡卵泡(follicle)中发育。中发育。生命的基本单位 细胞原始卵泡原始卵泡(primordial follicle)由中央由中央1个初级卵母细胞与其周围个初级卵母细胞与其周围一层一层卵卵泡细胞泡细胞(follicular cell)构成。构成。生命的基本单位 细胞初级卵泡初级卵泡(primary follicle)O透明带透明带(zona pellucida)生命的基本单位 细胞次级卵泡次级卵泡(secondary follicle)O放射冠放射冠(coron

7、a radiata)O颗粒层颗粒层(granulosa)生命的基本单位 细胞成熟卵泡成熟卵泡(mature follicle)生命的基本单位 细胞O减数分裂减数分裂 ：次级卵母细胞第一极体次级卵母细胞第一极体O减数分裂减数分裂 ：卵细胞第二极体卵细胞第二极体生命的特征与起源繁繁殖殖期期生长期生长期成熟期成熟期变形期变形期生命的延续生命的特征与起源在细胞分裂过程中，染色体复制一在细胞分裂过程中，染色体复制一次，细胞分裂了两次，所形成的次，细胞分裂了两次，所形成的4个细胞个细胞中，染色体数目减少了一半，由二倍数中，染色体数目减少了一半，由二倍数(2n)变成单倍数变成单倍数(n)，故称为，故称为减数

8、分裂减数分裂或或成熟分裂成熟分裂。生命的基本单位 细胞细线期细线期O染色线染色线(chromonema)O染色粒染色粒(chromomere)生命的基本单位 细胞偶线期偶线期O联会联会(synapsis)O联会复合体联会复合体(synaptonemal complex)O二价体二价体(bivalent)生命的基本单位 细胞粗线期粗线期O四分体四分体(tetrad)O非姐妹染色单体非姐妹染色单体(non-sister chromatid)生命的基本单位 细胞粗线期粗线期O四分体四分体(tetrad)O非姐妹染色单体非姐妹染色单体(non-sister chromatid)O交叉交叉(chiasm

9、a)和和交换交换(crossing-over)生命的基本单位 细胞双线期双线期O交叉端化交叉端化(terminalization of chiasmata)生命的基本单位 细胞终变期终变期O核仁、核膜消失核仁、核膜消失生命的基本单位 细胞生命的基本单位 细胞生命的基本单位 细胞生命的基本单位 细胞生命的基本单位 细胞生命的基本单位 细胞生命的基本单位 细胞生命的特征与起源由于减数分裂，使每种生物代代都能够由于减数分裂，使每种生物代代都能够保持二倍体的染色体数目。在减数分裂过程中保持二倍体的染色体数目。在减数分裂过程中非同源染色体重新组合，同源染色体间发生部非同源染色体重新组合，同源染色体间发生

10、部分交换，结果使配子的遗传基础多样化，使后分交换，结果使配子的遗传基础多样化，使后代对环境条件的变化有更大的适应性。在精子代对环境条件的变化有更大的适应性。在精子与卵子经过受精而形成受精卵过程中，其结合与卵子经过受精而形成受精卵过程中，其结合也是随机的。也是随机的。生命的延续生命的特征与起源精子精子和和卵子卵子结合成结合成合子合子(受精卵受精卵)的过程称的过程称为为受精受精(fertilization)。人类卵细胞与精子结合的部位是在输卵管人类卵细胞与精子结合的部位是在输卵管壶腹部。成群的精子在运行过程中经过子宫、壶腹部。成群的精子在运行过程中经过子宫、输卵管肌肉的收缩运动，大批精子失去活力而

11、输卵管肌肉的收缩运动，大批精子失去活力而衰亡，最后只有衰亡，最后只有20200个左右的精子到达卵细个左右的精子到达卵细胞的周围，胞的周围，通常最终只能有一个精子与一个卵通常最终只能有一个精子与一个卵子结合形成受精卵。子结合形成受精卵。生命的基本单位 细胞哺乳类动物的精子要在附睾中停留哺乳类动物的精子要在附睾中停留1221天，天，附睾上皮分泌多种糖蛋白覆盖于精子表面，才能附睾上皮分泌多种糖蛋白覆盖于精子表面，才能获得主动运动与受精的能力。获得主动运动与受精的能力。射精后，注入阴道穹窿的精子液化后才具有射精后，注入阴道穹窿的精子液化后才具有充分的运动力。充分的运动力。生命的基本单位 细胞核的成熟核

12、的成熟主要表现为初级卵母细胞恢复并完主要表现为初级卵母细胞恢复并完成减数分裂成减数分裂，次级卵母细胞停留在减数分裂，次级卵母细胞停留在减数分裂的中期。的中期。胞质的成熟胞质的成熟表现为在胞质内形成皮质颗粒，表现为在胞质内形成皮质颗粒，并沿次级卵母细胞膜分布，颗粒外周有膜包被，并沿次级卵母细胞膜分布，颗粒外周有膜包被，内含酶。内含酶。卵子的成熟卵子的成熟包括细胞包括细胞核的成熟核的成熟和细胞和细胞质的成熟质的成熟生命的基本单位 细胞卵子排出后附着在卵巢表面，由伞部上皮卵子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，若

13、遇精子，即在此受精。壶腹部停留，若遇精子，即在此受精。生命的基本单位 细胞哺乳动物（包括人）刚射出的精子是不能哺乳动物（包括人）刚射出的精子是不能与卵子受精的，它需要在雌（女）性生殖道中与卵子受精的，它需要在雌（女）性生殖道中孵育一段时间，才获得受精能力，这种现象称孵育一段时间，才获得受精能力，这种现象称为为获能获能。生命的基本单位 细胞获能的本质获能的本质：精子在子宫或输卵管中，覆：精子在子宫或输卵管中，覆盖精子表面特别是顶体区的精浆物质和去能因盖精子表面特别是顶体区的精浆物质和去能因子逐渐被去除，暴露出精子受体部位而使精子子逐渐被去除，暴露出精子受体部位而使精子特异地与卵子的受体或者卵子释

14、放的物质相作特异地与卵子的受体或者卵子释放的物质相作用，并在与卵子的外围屏障（如放射冠、透明用，并在与卵子的外围屏障（如放射冠、透明带）接触中发生顶体反应。带）接触中发生顶体反应。生命的基本单位 细胞在输卵管壶腹，获能精子靠近或与卵子的在输卵管壶腹，获能精子靠近或与卵子的外围屏障接触时，覆盖在顶体表面的细胞膜与外围屏障接触时，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，这顶体外膜多处发生融合并释放出多种酶系，这一过程称为一过程称为顶体反应顶体反应。生命的基本单位 细胞 精子穿过卵透明带后，进入卵黄周间隙，其精子穿过卵透明带后，进入卵黄周间隙，其头部与卵膜接触，头部赤道段的细胞

15、膜首先与卵头部与卵膜接触，头部赤道段的细胞膜首先与卵膜发生融合，精子细胞膜发生融合，精子细胞膜通过融合成为卵膜的膜通过融合成为卵膜的一部分，整个精子也就一部分，整个精子也就进入卵中，这个过程称进入卵中，这个过程称为为精卵融合精卵融合。生命的基本单位 细胞获能获能、顶体反应顶体反应、与卵子融合与卵子融合是精子具备是精子具备受精能力的三个要素。三者之一缺如则该精子受精能力的三个要素。三者之一缺如则该精子不能进入卵内不能进入卵内 。生命的基本单位 细胞精卵融合时，诱导卵膜特征发生改变，产生精卵融合时，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以及其他膜电荷变化，卵膜立即阻挡第二个精

16、子以及其他的精子进入卵内，这一机制称为的精子进入卵内，这一机制称为卵膜封闭卵膜封闭。激活后的卵胞质发生细胞外排作用，排出皮激活后的卵胞质发生细胞外排作用，排出皮质颗粒。皮质颗粒与透明带发生作用并修饰透明质颗粒。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，称为带，使透明带拒绝其他精子穿过，称为透明带反透明带反应应。生命的基本单位 细胞精卵开始融合时，次级卵母细胞被激活，精卵开始融合时，次级卵母细胞被激活，完成减数分裂完成减数分裂，形成卵细胞和第二极体。卵，形成卵细胞和第二极体。卵细胞单倍染色体向细胞中央移动，核膜形成，细胞单倍染色体向细胞中央移动，核膜形成，染色体染色体解螺旋

17、成为染色质，解螺旋成为染色质，雌原核雌原核形成。形成。生命的基本单位 细胞精子核进入卵内后，核膜崩溃，在被激活精子核进入卵内后，核膜崩溃，在被激活的卵胞质中某些因子的刺激下，高度浓缩的精的卵胞质中某些因子的刺激下，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子核染色质解凝聚，核内精蛋白被组蛋白替换，新形成的核膜包在染色质外周，形成，新形成的核膜包在染色质外周，形成雄原核雄原核。生命的基本单位 细胞伴随精、卵原核的发育，精、卵原核的伴随精、卵原核的发育，精、卵原核的DNA合成和染色体复制同步进行。精、卵原核合成和染色体复制同步进行。精、卵原核的核膜消失，两原核染色体组互相混合，进行的核膜消失，两原核染色体组互相混合，进行第一次卵裂，新的生命开始。第一次卵裂，新的生命开始。生命的延续