公畜生殖生理专家讲座

第二章

公畜生殖生理

公畜生殖生理专家讲座第1页基本内容第一节公畜生殖机能发育和性行为第二节精子发生和形态结构第三节精液组成和生理特征第四节精子代谢和运动公畜生殖生理专家讲座第2页第一节雄性动物生殖机能发育和性行为

一、睾丸下降二、初情期前雄性动物生殖机能发育三、初情期、性成熟和适配年纪四、性行为公畜生殖生理专家讲座第3页一、睾丸下降胎儿期睾丸位于腹腔内,大多数雄性动物在出生前或出生后很快,睾丸才有腹腔经过腹股沟管进入位于复辟阴囊内,这一过程叫做睾丸下降(descentoftesticle）。公畜生殖生理专家讲座第4页二、初情期前雄性动物生殖机能发育胎儿和初生阶段，睾丸生长是迟缓，主要是精细管索延长。直到初情期发动阶段，精原细胞分化和第一个精子发生系列细胞组合出现，才使睾丸进入快速生长阶段。公畜生殖生理专家讲座第5页三、初情期、性成熟和适配年纪（一）、初情期[puberty]：是指雄性动物第一次能够排出精子时期。（二）、性成熟[sexmaturity]：是指雄性动物性器官、性机能发育成熟,并含有受精能力时期。（三）适配年纪：是指雄性动物基本上到达生长完成时期，各种器官组织都已发育完善，是配种最正确时期。（四）初情期内分泌调整：公畜生殖生理专家讲座第6页

（五）体成熟：是指动物生长基本结束，并含有成年动物所固有形态和结构特点，称为体成熟。

动物种类性成熟体成熟牛猪绵羊山羊10~18个月5~8个月6~10个月1~10个月2~3周岁9~12个月12~15个月12~15个月性成熟与体成熟年纪公畜生殖生理专家讲座第7页四、性行为（Sexualbehavior)(一).性行为和性行为链(二).性行为引发(三).影响性行为原因(四).交配频率(五）.性行为对繁殖影响公畜生殖生理专家讲座第8页(一).性行为和性行为链性行为是动物一个特殊行为表现，而一系列完整性行为直接关系到配种成败。因为特殊刺激引发性反应，可由这些反应再引发另一个反应和刺激，这种现象称为行为链（behariorchain）或行为序列。雄性动物性行为表现普通是定型，而且按一定程序表现出来，大致上是经过有性激动，求偶，勃起爬趴，交配，射精，交配结束，叫性行为链（Sexualbehaviorchain)。公畜生殖生理专家讲座第9页(二).性行为引发1、神经和激素2、感观公畜生殖生理专家讲座第10页(三)影响性行为原因1、遗传2、环境3、生理状态4、社群地位5、管理公畜生殖生理专家讲座第11页(四)交配频率交配频率是指在一定时间内，公畜与发情母畜交配次数，也称交配能力（servingcampacity）。公畜生殖生理专家讲座第12页（五）性行为对繁殖影响：1.性行为对雌性动物生殖机能刺激作用--“雄性效应”。在一群雌性动物中突然出现一只雄性动物，可能出现以下效应：①使雌性动物性成熟提早；②使季节性发情动物出现周期发情和排卵；③使发情动物缩补发情期和提早排卵。2.性行为能提早受胎率：

如母羊配种后，在接触结扎输精管公羊.受胎率提升10%。公畜生殖生理专家讲座第13页第二节精子发生和形态结构一、精子发生(spermatogenesis）二、精子在附睾中转运、成熟和贮存三、血液—睾丸屏障四、精子形态和结构公畜生殖生理专家讲座第14页精子（sperm）是雄性动物性腺（睾丸）分化出来特殊细胞，雄性动物到一定年纪，睾丸垂体分泌促性腺激素作用下分泌雄激素，使精子在睾丸中发生。刚从睾丸释放出精子没有运动和受精能力，需在附睾中，受附睾微环境PH值.渗透压.离子.大分子物质作用才逐步取得运动和受精能力。公畜生殖生理专家讲座第15页一、精子发生精子在睾丸内形成全过程称为精子发生。（或：在精细管内由精原细胞经精母细胞到精子细胞分化过程称为精子发生。）包含精细管上层细胞分裂、增殖、演变和向管腔释放等过程，同时也存在时间和空间改变规律。（一）精细管上皮基本结构（二）精子发生过程（三）精细管上皮周期和精子发生周期（四）精细管上皮波公畜生殖生理专家讲座第16页（一）精细管上皮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生精细胞。其中一类称为精原细胞(spermatogonium)。精原细胞在经数次分裂形成初级精母细胞(primaryspermatocyte)。初级精母细胞在经种细胞所特有减数分裂(meiosis)变为单倍体精子细胞(spermatid)。公畜生殖生理专家讲座第17页（二）精子发生过程公畜生殖生理专家讲座第18页第一阶段：

精原细胞分裂和初级精原细胞形成

精原细胞可分为三类：①A型精原细胞：由性原细胞分化而来称为A型细胞，由它分裂行成A1--A3型细胞，少数能分裂成A4型细胞；②中间型精原细胞：由A2或A3细胞分裂而成；③B型精原细胞：由中间型细胞分裂增值而成，最终由B型精原细胞有丝分裂——初级精母细胞。A型精原细胞是生精细胞干细胞。一个生精干细胞是经过第一次有丝分裂，产生两个新A型精原细胞，其中一个A型精原细胞再分裂产生两个A型精原细胞，而另一个A型精原细胞则分裂产生两个中间型精原细胞，继而又先后分裂分化形成B型精原细胞及初级精母细胞。所以在精原细胞增殖时有一部分A型精原细胞不再继续分裂，而是保留下来，成为新精原干细胞。公畜生殖生理专家讲座第19页第二阶段：

初级精母细胞第一次减数分裂和次级精母细胞形成

初级精母细胞经过第一次成熟分裂，形成两个次级精母细胞，染色体数减半，故称减数分裂。公畜生殖生理专家讲座第20页第三阶段：

初级精母细胞第二次减数分裂和精子细胞形成

次级精母细胞经历时间很短，很快进行第二次成熟分裂，形成2个精细胞。公畜生殖生理专家讲座第21页第四阶段：

精细胞变形和精子形成，也称精子形成精细胞不再分裂，而在支持细胞顶端，靠近管腔经复杂形态改变，形成蝌蚪状精子。公畜生殖生理专家讲座第22页公畜生殖生理专家讲座第23页（三）精细管上皮周期和精子发生周期精子发生过程中,在精细管任何一个断面上都存在着精子发生系列中不一样类型生精细胞,这些细胞群中细胞类型是不停改变都周期性.公畜生殖生理专家讲座第24页（四）精细管上皮波精细管上皮波是指在精细管纵长方向细胞组合排列状态所显示改变规律。反应是精细管上皮“空间”或距离改变规律。公畜生殖生理专家讲座第25页二、精子在附睾中转运、成熟和贮存

（一）精子形态和结构改变（二）精子运动能力和方式改变（三）受精能力发展（四）代谢方式改变（五）精子膜改变（六）精子贮存和损耗（七）精子发生内分泌调整公畜生殖生理专家讲座第26页（一）精子形态和结构改变1.精子形态改变2.精子结构改变公畜生殖生理专家讲座第27页（二）精子运动能力和方式改变精子在附睾环境中是不活动，取样稀释或改变其离子平衡后，才能在体外观擦其运动能力和方式。来自睾丸精子不能运动只能颤动。附睾头部精子以转圈运动为主。当精子经过附睾时，转圈运动精子数量逐步降低，而直线运动精子数量快速增加。公畜生殖生理专家讲座第28页（三）受精能力发展精子只有经过附睾才取得受精能力。公畜生殖生理专家讲座第29页（四）代谢方式改变精子在睾丸内主要靠糖酵解方式提供能量。因为附睾中果糖和葡萄糖含量很低，精子密度有大，主要靠分解来自睾丸液和附睾液中乳酸，供给精子所需能量。公畜生殖生理专家讲座第30页（五）精子膜改变1.膜表面电荷逐步增加2.膜通透性改变3.膜凝集素受体改变4精子表面附睾分泌物改变公畜生殖生理专家讲座第31页（六）精子贮存和损耗附睾内贮存过久精子有些会变性、分解、被吸收，而另一部分精液随尿液排出。公畜生殖生理专家讲座第32页（七）精子发生内分泌调整1.自上而下正向调整2.自下而上反馈调整公畜生殖生理专家讲座第33页三、血液—睾丸屏障（一）血液—睾丸屏障（二）血液—睾丸屏障作用公畜生殖生理专家讲座第34页（一）血液—睾丸屏障血液—睾丸屏障主要组成部分：1.肌细胞层2.细胞间联接公畜生殖生理专家讲座第35页（二）血液—睾丸屏障作用血睾屏障是生殖细胞处于一个保护环境下预防免疫细胞和有害因子对其造成危害。公畜生殖生理专家讲座第36页四、精子形态和结构（一）正常精子形态和结构（二）畸形精子和分类公畜生殖生理专家讲座第37页（一）正常精子形态和结构1、头：家畜精子头部呈椭圆形。

①细胞核

②顶体③核后帽

④细胞质膜2、颈：连接头部和尾部，由近端中心小体，基粒，厚纤维组成。是精子最脆弱部分，易脱落形成无尾精子。3、尾：精子运动主要靠尾鞭索状波动，而使精子推向前进。公畜生殖生理专家讲座第38页（二）畸形精子和分类1、头部畸形2、中段畸形3、尾部畸形公畜生殖生理专家讲座第39页第三节精液和精子生理特征一、精液合成与排出二、精清主要化学成份三、精清生理作用四、射精个阶段精液组成改变五、精液生物物理学特征公畜生殖生理专家讲座第40页一、精液合成与排出精液中精清主要来自副性腺分泌物，另外还有少许睾丸液和副睾液。公畜生殖生理专家讲座第41页二、精清主要化学成份（一）糖类（二）蛋白质、氨基酸（三）酶类（四）酯类（五）维生素和其它有机成份（六）无机离子公畜生殖生理专家讲座第42页三、精清生理作用（一）稀释来自副睾浓密精子，扩大精液容量（二）调整精液PH值，促进精子运动（三）为精子提供营养物质（四）对精子保护作用（五）清洗尿道和预防精液倒流公畜生殖生理专家讲座第43页四、射精各阶段精液组成改变同一公畜短期内屡次射精可改变精液质量，而且同一次射精不一样阶段精液组成也会有显著改变，对射精量大家畜猪、马尤为显著。公畜生殖生理专家讲座第44页五、精液生物物理学特征（一）滲透压（二）PH值（三）比重（四）透光性（五）黏度（六）导电性公畜生殖生理专家讲座第45页第四节精子代谢和运动一、精子代谢二、精子运动三、环境条件对精子影响四、精子凝集公畜生殖生理专家讲座第46页一、精子代谢（一）精子糖酵解（二）精子呼吸（三）精子对酯类代谢（四）精子对蛋白质和氨基酸代谢公畜生殖生理专家讲座第47页（一）精子糖酵解1．无氧情况下：

在无氧情况下，果糖酵解成为乳酸而取得能量，在交配时，家畜生殖器内基本上是无氧环境，精子活动主要是经过这种酶解来提供能量。2．有氧情况下：

在有氧情况下，果糖首先酵解成丙酮酸，然后经过三羧循环转变为CO2和H2O，而取得能量。

3．果糖酵解过程：

在无氧情况下丙酮酸变成乳酸，在有氧情况下则抑制乳酸形成，而是丙酮酸经一系列循环。公畜生殖生理专家讲座第48页（二）精子呼吸在有氧时，精子即消耗氧进行呼吸。1.呼吸过程：精子呼吸主要在尾部进行呼吸机理和大多数组织细胞进行呼吸代谢过程相同。可按三羧循环，即丙酮酸，然后乙酰辅酶A和乙酸反应得柠檬酸，然后经过一系列过程，最终释放大量游离能重新合成高能磷酸键。2．精子在有氧情况下活动取得能量路径：

①外源性呼吸--氧化外源性基质取得能量

②内源性呼吸--在没有了外源性基质时，利用本身细胞内所含磷脂获能量。公畜生殖生理专家讲座第49页（三）精子对酯类代谢当精子外源呼吸机制枯竭时，课经过呼吸作用氧化细胞内磷脂维持生存。精子先将磷脂分解，产生脂肪酸，再氧化而取得能量。公畜生殖生理专家讲座第50页（四）精子对蛋白质和氨基酸代谢

在正常情况下，精子不从蛋白质成份中取得能量，精子对蛋白质分解表明精液已开始变性。公畜生殖生理专家讲座第51页二、精子运动（一）精子运动形式（二）精子运动速度公畜生殖生理专家讲座第52页（一）精子运动形式1.直线前进运动：精子按直线方向前进运动。属于正常运动。

2.旋转运动：精子按圆作转圈运动。异常运动。

3.摆动：精子在原地作微弱摆动。公畜生殖生理专家讲座第53页（二）精子运动速度影响精子运动速度相关原因:①与温度关系：精子在37摄氏度环境中每秒前进速度率比低于37摄氏度环境中速度快。②精子运动速率受精子密度和精液粘度抵抗。③与精子运动趋性关系：

a、趋逆性（或趋流行）：精子在静止液体中运动没有固定方向，但能向着液流逆行。b、趋异性：当精液中有异物存在时，精子有向异物边缘运动趋势。

c、趋化性：精子运动时有趋向化学物质趋势。公畜生殖生理专家讲座第54页三、环境条件对精子影响（一）温度（二）滲透压（三）PH值（四）光照（五）电解质（六）振动（七）惯用化学药品公畜生殖生理专家讲座第55页（一）温度在0-5℃时精子往往停顿运动，在这个温度精子代谢，活动力都受到抑制，当温度升高以后，精子又可能恢复运动，10℃时精子能运动。37℃时精子活动相当活泼，但只能维持几个小时。高于体温时，精子运动异常强烈，但很快就死亡；55℃，精子很快就会失去活力，往往使精子蛋白质凝固而很快死亡。低温时，精子代谢活动受到抑制，当温度恢复时，仍能保持活力，继续进行代谢，这正是精液冷冻和低温保留主要理论依据。公畜生殖生理专家讲座第56页

低温保留精液时，在降低温度时要预防温度下降太突然，不然，精子很快就失去活动力，而且精子不能复苏。温度突然下降，使精子受到冷刺激，产生温度性冷休克，造成精子死亡。造成精子冷休克死亡原因是：①当精子受到冷休克后，能使ATP快速破坏，而且不能再使它合成，以至严重影响酵解和呼吸。②精子发生冷休克时精子细胞膜受到破坏，渗透压升高，往往使细胞被K+和蛋白质渗出，严重地损害了细胞结构。预防冷休克办法：①采取逐步降温方法；②在稀释液中加入防冷刺激剂——卵黄和奶类。公畜生殖生理专家讲座第57页（二）渗透压按精子与其周围液体基本上是等渗透压，大致和血浆渗透压相同，假如精清部分盐类浓度升高，则渗透压必高，轻易引发精子本身水分脱出，致使尾部呈锯齿状，头部缩小，反之，低渗透压则使精子头部膨大，尾部圆形弯曲，普通来说，低渗比高渗危害更大。公畜生殖生理专家讲座第58页（三）PH值精子在生存过程中，要有一定酸碱度范围，过高过低对精子活动都有影响造成精子死亡。PH值偏低即弱酸性