精子发生卵子发生~
家畜的精子和卵子发生过程
生 物学 教 学 ２Ｈ年（ ６ 第９ ０ 第３卷） 期
・
６ ・ ７
生 物 学 中数 学 模 型 的 实例 初 探
陈炳 信 （ 东 泰 外 语 校 ２ Ｏ ） 山 省 山 国 学 ７ ０ １Ｏ
摘 要 本文从物质结构与合成 、 细胞代谢 、 细胞分裂 、 遗传进化等 方面介绍 了公式 、 图形 、 曲线 、 定理、 表格 、 集合 、 限等多种数 极
碱基数目恒等， Ａ＝ 、 Ｇ ②在双链 Ｄ Ａ分子中， 即 Ｔ Ｇ＝ ； Ｎ 互补 的两碱基之 和的比值 恒等 ， Ａ＋Ｔ ／ ｃ＋ 即（ ） （ Ｇ）＝
（ Ａ＋Ｔ １（ ）／ Ｃ＋Ｇ ｌ＝（ ） Ａ＋Ｔ）／ Ｃ＋Ｇ） ２（ ２＝（ ＋ Ａ
ＩＸ（ “ ） ； 中第 ｎ次 复制 时 ， 要消 耗游 离 的 Ｔ ２ 一１个 其 Ｉ 需 该脱 氧核苷酸为 ： ２ 个 。 ｉｘ ｎ
系描述生命现象 ， 再运用逻辑推理 、 求解 和运算 等达到
基之 和的 比值 恒 等 于 １ 即 （ ＋Ｇ） （ ， Ａ ／ Ｃ＋Ｔ）＝（ Ａ＋
Ｃ ／ Ｔ＋ ＝１ ） （ Ｇ） 。
注 ．是指 Ｄ Ａ分子 的 １ ，是指 Ｄ Ａ分子 的 ２ １ Ｎ 链 ２ Ｎ
链， ｍ是指转 录形成 的 ｍ Ｎ 。下 同。 ＲＡ １２ ２ 倒数 公 式 ① 在 双链 Ｄ Ａ分 子 的两 条单 链 ．． Ｎ
胞相似 的次级卵母 细 胞和一 个第 一极 体 ， 卵后 来 到 排 输 卵管继续 准备分 裂 ， 只到 减数分 裂 Ⅱ的 中期 又停 但
成熟 的精子 ， 确切地说 ， 初级精母 细胞 是出现一 个分裂
一
个 。而卵子的发 生过 程却 不 同 ， 虽说 所有 卵原 细胞
都有几乎相同的开始 ， 但最终能否 产生成熟 的卵子 。 至 少还必需过两道关 ： 一关 是其 所在 的卵泡 是否 能顺 第
生物选修3----精子和卵子的发生ppt课件
.
27
对比：精子的发生和卵子的发生
精子
卵子
不
发生场所
睾丸
同
成熟场所
睾丸
点
生殖细胞数
1→4
卵巢 输卵管 1→1
排出时是否成熟 是
否
是否变形
是
否
开始时间
初情期
胎儿期
（初情期后才有排卵）
分裂连续性
连续
间断
相 同 点
.
有丝分裂产生性原细胞、初级性母细胞
都经过减数分裂才形成性细胞
.
28
.
.
29
合子
+
第二极体
透明带与卵黄膜之间 有_2个__极体
受精完成的
.
标志
22
思考：
减数第一次分裂在什么时间完成？ 排卵前后
在什么场所完成？ 卵巢或输卵管
减数第二次分裂在什么时间完成？ 在什么场所完成？
受精过程中 输卵管
排卵发生在什么时间？ M Ⅰ前后
受精发生在什么场所？ 输卵管
.
23
讨论2
1.一个卵泡中能形成几个卵子？
.
1
胚胎工程
胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所 进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎 移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞 培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还 需要移植到雌性动物体内生产后代，以满 足人类的各种需求。
.
2
抢答
1、胚胎工程操作的对象是什么？
早期胚胎和配子
2、胚胎工程包括哪些技术？
胚胎移植、体外受精、 胚胎分割、胚胎干细胞培养等
.
8
第２阶段： 精子细胞的生成
MⅠ
MⅡ
初__级__精__母__细__胞__
精子和卵子的发生与发育
精子和卵子的发生与发育精子和卵子是人类繁殖过程中至关重要的生殖细胞，它们的发生与发育是一个复杂而精细的过程。
本文将从不同的角度论述精子和卵子的发生与发育，包括细胞学、分子生物学和生理学等方面。
一、精子的发生与发育1.1 精子的发生精子是在男性睾丸中形成的生殖细胞，其发生过程称为精子发生。
精子发生包括精原细胞分裂、减数分裂和精子成熟三个阶段。
在精原细胞分裂阶段，精原细胞通过有丝分裂产生两个一模一样的精子母细胞。
在减数分裂阶段，精子母细胞经过两次减数分裂，最终生成四个精子。
在精子成熟阶段，未成熟的精子进入附睾和输精管，经过若干天后才能达到完全成熟。
1.2 精子的发育在发生过程中，精子的形态和结构经历了一系列的变化，由未成熟的原初精子发育为成熟的精子。
原初精子是无法进行受精的，只有成熟的精子才能参与受精过程。
精子的发育过程中，主要是发生了一些生化变化，如精子细胞壁的形成、精子头部和尾部的分化和储精囊中环境的变化等。
这些变化的发生，使得原初精子被逐渐改造成为可以参与受精的成熟精子。
二、卵子的发生与发育2.1 卵子的发生卵子是在女性卵巢中形成的生殖细胞，其发生过程称为卵子发生。
与精子发生不同的是，卵子的发生过程中只形成一个卵子。
卵子发生是一个复杂而严格的过程，包括原始生殖细胞形成、初级卵泡形成以及卵子的成熟三个阶段。
原始生殖细胞是卵母细胞的祖先细胞，位于胚胎的早期发育阶段。
在初级卵泡形成阶段，卵泡细胞通过有丝分裂产生一个卵母细胞和一个极体体。
在后续的发育过程中，卵母细胞经历过一次减数分裂形成成熟的卵子。
由于染色体的不平分离，卵子的染色体数目和形态变化很大。
2.2 卵子的发育卵子的发育过程主要发生在卵巢内，但在成熟后也需要经过一系列的变化，如区别成三重层胚柿、膜的形成以及黄体的形成等，从而为受精和胚胎发育提供必要的物质和支持。
需要注意的是，在卵子发育的过程中，有一些因素可以影响卵子的质量，如年龄、环境和健康等。
高三生物一轮复习：第38讲 胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题
(1)原始生殖细胞的增殖方式为有丝分裂
联系
(2)产生精子和卵子的方式均为减数分裂。该过程中均经过
一次染色体复制和两次分裂,子细胞中染色体数目减半
2.受精过程中的“三大反应”和“两道屏障”
胚胎工程技术是在体外的条件下,模拟自然状态下的受精和胚胎发育过程,因 此了解和掌握哺乳动物受精和胚胎发育规律,十分重要。 (1)精子与卵细胞结合,首先发生 顶体 反应,释放的物质的作用 是 水解卵丘细胞之间的物质,形成精子穿越放射冠的通道,并溶解透明带(或
。
溶解放射冠和透明带) 。
[解析] (1)精子与卵细胞结合,首先发生顶体反应,释放顶体酶,水解卵丘细胞之 间的物质,形成精子穿越放射冠的通道,并溶解透明带(或溶解放射冠和透明 带)。
(2)防止多精入卵的两道屏障是 透明带反应和卵细胞膜 反应。 [解析] (2)防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应。
4.胚胎移植的生理学基础
哺乳动物发情排卵后,同种动物的供、受
胚胎移入的基础 体
生殖器官
的生理变化是 相同的
哺乳动物的早期胚胎形成后,在一定时间内不会与母体子
胚胎收集的基础 宫建立组织上的联系,而是处于
游离
状态
移入胚胎存活的 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生 免疫排斥反应
基础
生理和组织联系
保留遗传特性的 供体胚胎可与受体子宫建立正常的
。
程;后者比前者多了胚胎移植前的“遗传学诊断”过程 。
1.胚胎的早期培养与动物细胞培养的比较
项目 原理 目的
培养液成分
盐类 营养物质 调节物质 特有成分
早期胚胎培养 动物细胞培养
细胞的分裂、分化 细胞分裂
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。
课题体内受精和早期胚胎发育---精子和卵子的发生.
课题：体内受精和早期胚胎发育---精子和卵子的发生一、设计思路本节是全专题的基础，理论性较强，学生会感到抽象和深奥，也不适宜探究。
但本专题又是社会热点，容易调动学习兴趣。
因此，我借助多媒体和网络，采用多种方法，让学生自主学习、合作学习，营造积极的学习氛围，达到知识、能力、情感的三维目标。
二、教学目标1.简述哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过程。
2.认同胚胎工程建立及发展的意义。
三、教学重点和难点1.教学重点哺乳动物精子和卵子的发生。
2.教学难点哺乳动物精子和卵子的发生。
四、教学过程1、情境探究【问】：有一对夫妇，妻子因病切除了子宫，但他们一直想有一个亲生（携带他们遗传信息）的孩子，你能从理论上想一办法替他们完成这一愿望吗？【问】：“试管婴儿”是不是在试管中长出一胎儿呢？【阐述】：其实“试管婴儿”就是模拟母体内的环境，让精子和卵子在体外完成受精作用，然后再将受精卵在体外发育到一定阶段的胚胎移植到母体子宫内自然发育形成胎儿的一项技术。
“试管婴儿”涉及到的是“体外受精”和“胚胎移植”两项主要技术。
【阐述】：事实上，我们前两个专题“基因工程”和“细胞工程”也要用到胚胎移植技术。
比如基因工程方法获得的含有目的基因的动物受精卵，细胞工程方法获得的重组细胞都要通过胚胎移植转移到母体子宫内才能发育成动物个体。
【阐述】：近年来通过科学技术人员的不懈努力，这方面的成就已是硕果累累。
书本59页的照片展示的就是胚胎移植处理后同时期出生的高产羊的小羔羊。
本专题介绍的就是这方面的技术－胚胎工程。
请大家快速阅读P59至P60页，了解胚胎工程及其发展历程。
阅读后我们来一个快速抢答。
（1）、胚胎工程进行处理和操作的对象是什么（是在什么水平上进行处理和操作的）？（2）、胚胎工程包括哪些技术？（3）、胚胎工程中哪项技术历史最长？（4）、在体外受精技术的理论研究中，华人科学家张明觉作出什么贡献？（5）、这一发现推动了体外受精技术的发展和应用，体外受精技术的应用对促进胚胎工程产业化有何意义？【阐述】：由此可见，胚胎工程百年发展史中胚胎移植推动了体外受精技术的研究（精子获能现象的发现使该技术得以成功），体外受精技术的研究又促进了胚胎工程产业化的发展（解决了胚胎来源问题）。
精子与卵子发生的分子机制
精子与卵子发生的分子机制在自然界中，生命的传承是由精子和卵子完成的。
精子和卵子的结合是生命起源和继承的基础，也是繁殖的重要环节。
精子和卵子结合的过程是非常复杂的，需要经过众多的分子机制来实现。
今天，我们就来具体探讨一下精子与卵子发生的分子机制，以更加深入地了解生命的奥秘。
一、精子的发生过程精子是男性生殖细胞，由睾丸内的精原细胞经过几个阶段的分化发生而来。
在发生的过程中，精原细胞经过一次有丝分裂和两次减数分裂，最终形成四个精子。
在精子的发生过程中，分子机制扮演着非常重要的角色。
首先是生长因子的影响。
生长因子负责刺激上皮细胞，从而使得精原细胞的分裂和增殖得以提高。
其次是睾丸素及其受体的作用。
睾丸素是雄性激素，能够促进胚胎生殖系统的发育，从而使得精原细胞分化成为成熟的精子。
此外，微小核糖核酸（miRNA）也扮演着非常重要的角色。
miRNA能够在RNA水平进行基因调控，从而影响精子的正常发生。
二、卵子的发生过程卵子是女性生殖细胞，与精子一样经过生殖细胞的分化而来。
在卵子的发生过程中，也需要众多的分子机制的参与。
首先是卵泡发育的影响。
卵泡是卵巢内的基本单位，对于卵子的生长和发育有非常重要的影响。
卵泡生长必须要得到Follicle-stimulating hormone（FSH）的刺激，因此，FSH是卵泡发育的关键因素。
与此同时，卵子的发生还受到了LH的调制，这是因为LH能够促进卵泡的破裂并释放卵子。
其次是卵子的质量控制。
卵子是母体基因遗传的主要手段，因此它的质量非常重要。
不仅仅需要形态上的健康，还需要遗传物质的完整性和表达的准确性。
因此，在卵子发生过程中需要不断地消除或修复一些不正常的基因突变或DNA损伤，保障卵子质量的正常发育。
三、精卵结合的分子机制精子和卵子分别通过男女性生殖系统，相遇并形成受精卵。
这个过程是非常复杂的，涉及到许多分子机制。
首先是精子的运动能力。
精子必须拥有足够的能量和速度，才能够穿越女性生殖道以及穿过卵子的外膜。
精子和卵子发生的比较
形成4个精子
形成1个卵细胞和3个极体
是否需要变形 重要区别
相同点
需要
不需要
哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前完成的,而精子的发生是从 初情期开始的
①原始生殖细胞的增殖为有丝分裂 ②生殖细胞的发生为减数分裂 ③发生过程均经一次复制和两次分裂，子细胞中的染色体数目减半
精子和卵子发生的比较
项目 场所 时间区源自别过程特点结果
精子发生 睾丸的曲细精管
卵子发生 卵巢（MⅠ）、输卵管（MⅡ）
初情期后
性别分化后开始，卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在出 生前完成的，减Ⅱ是在精子和卵子的结合过程中完成的
①MⅠ和MⅡ是连续 的 ②细胞质均等分配
①MⅠ和MⅡ是不连续的 ②细胞质不均等分配
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变形体离分分开别移向
细胞变形
精 子 细胞两级。 (N染) 色体数减
半
第三阶段：精子细胞变形成精子
高尔基体
细胞质 发育高 物中尔 的的顶基 分体体 泌线产参 功粒生细物场与 能体运胞质所则动动核储，是能也是 存量有精 和是氧的子 复参呼场吸所与制遗。精的传、
维持卵生结存合和和运后动代能量遗传
细胞核
的“特动性力与工细厂胞”代或 谢活
相
1.原始生殖细胞的增殖为有丝分裂 2.生殖细胞的成熟为减数分裂
同
3.成熟过程中均经一次染色体复制和两次减数分裂，
子细胞中染色体数目减半
点
巩固练习
1.下列不属于胚胎工程的是：
A.体外受精
B.胚胎分割、胚胎移植
C.胚胎干细胞培养 D.转基因鲤鱼的培育
2.有一个卵原细胞中含有A与A’、B与B’两对 同源染色体，它形成的含有AB的卵细胞有
丝一
母带
分步
细生
裂演
胞成
增变
生
卵原细胞殖并①
为 初级卵母细胞
②长
初级卵母细胞
（2N）
（2N）
（2N）
受精 E
③MⅠ 次级卵母细胞
M④ Ⅱ
受精B卵+（合子）
+A 第一极体
第二极体
胎儿C期
初情D 期
在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说 明卵子受精。第一极体与次级卵母细胞的分裂不同步
思考比较精子卵细胞形成区别
线粒体鞘
阅读精子细胞变形成精子的具体过程，讨论：精 子的组成分别由精子细胞的哪一部分形成?
精子的形态：
（1）外形似蝌蚪， 分_头_、_颈_、_尾_、三 大部分。
（2）不同种动物精子的形态_相_似__，大 小略有不__同__，与动物的体形大小无__关_。
卵子的外层被一 层透明的薄膜保 护着，这使它看 起来像一个悬浮 在天体中的漂亮 的星球。
胚胎工程
技术手段
操作对象
胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行
的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体
外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。
经过处理后获得的胚胎，还需要移植到雌性动
物体内生产后代，以满足人类的各种需求。
理论基础：哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律
一、精子的发生 二、卵子的发生 三、精子形成与卵子形成过程比较
阅读教材61页配合学案思考解决以下内容
1.精子发生场所 2.精子发生时期 3.精子发生过程
充满活力的精子
一、精子的发生
1、场所：睾丸
曲细精管
2、时期：初情期到生 殖功能衰退
3、过程：三个阶段
精 子 发睾
丸 （
生曲 细 精
的管 ）
过 程
原始生
精原细胞 殖细胞 (2N增) 殖
有丝分裂
第一阶段
大量精原细染色胞体复(2N)
染色制体一复次制细
初级精母胞细分胞裂一 (2N)
次。着丝
第二阶段
MⅠ点分同裂源姐染色体
次级精母细胞 减数分裂
MⅠ、 MⅡ是连续的
妹染联色会单形(成N) 四
MⅡ体分分源开体染，色染色非体体同自数目
细胞质均等分配
精子细胞着由丝组点合减分半，裂同 姐源妹染染色(N色)体单分
第三阶段
项目
精子发生
卵子发生
场所 睾丸曲细精管
卵巢、输卵管
时
初情期后
区间
性别分化后开始，卵泡形成和卵巢内 的储备是在出生前完成的， MⅡ是在 精子和卵子的结合过程中完成的。
别 过程 1、 MⅠ和MⅡ是连 1、MⅠ和MⅡ是不连续的，不需变
续的，需变形
形
特点 2、细胞质均等分配 2、细胞质不均等分配
结果 形成4个精子细胞 形成一个卵子和3个极体
场 开始 所 时间
增殖 方式
子细胞 变
数目
形
重要 区别
精 子
睾丸
初情 期以
后
先有丝分 4个精
裂后减数 分裂
子细胞
哺乳动物卵
变形
泡的形成和 在卵巢内的
储备是在出
卵 卵巢
子
输卵 管
性别 分化 以后
先有丝分 1个卵细
裂后减数 胞3个极
分裂
体
生前完成的；
不 变
而精子是从 初情期开始 的
形
1.家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通常只有一 个精子能够与卵子结合，这能说是一种浪费吗？怎样理解这 一现象？
阅读教材62-63页结合学案解决以下问题
1、卵子的发生场所 2、卵子的发生时期 3、卵子的发生过程
二、卵子的发生
1、场所：
卵巢、输卵管
2、时期：
胚胎在性别分化以后、 初情期
（放射冠）
次 卵子从卵泡中排出
卵泡的发育
卵
胎 儿
子期
卵原细胞 (2N)
卵
有丝分裂
巢 多个卵原细胞 (2N)
的 发初 生 过情 程期
答：不是。 其一，在自然繁殖的条件下，可以说是动物为 繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制； 其二，在自然条件下，精子从射精部位运行到 受精部位，将对精子进行筛选，大量的精子途 中死亡，被分解或排除，造成精子大量损耗。 最后到达受精部位（输卵管）的精子只剩百余 个，与卵子完成受精的只有一个。
线粒体
发育中的尾“(中发动心动体的)机控”制。中心
A、顶体的发生
B、尾的的发育 C、精子头的出现
顶体
线粒体鞘
原生质滴 尾
E、精子的形成
线粒体
D、细胞质浓缩
第三阶段：变形
精子细胞变形中的主要变化：
便于运动——“减负”
细__胞__核__变为精子头的主要部分； 高__尔__基__体_ 发育为头部的顶体； 中__心__体___演变为精子的尾； 线__粒__体___形成线粒体鞘； 其它物质浓缩成_原_生__质__滴_（球形）。
阅读 教材 了解 什么 是胚 胎工 程
胚胎工程 技术手段
操作对象
胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行
的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体
外受精、理后获得的胚胎，还需要移植到雌性动
物体内生产后代，以满足人类的各种需求。
理论基础：哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律
后
染色体复制
初级卵母细胞 (2N)
(被卵泡细胞包围,形成卵泡)
排卵前后完成
MⅠ
(N) 次级卵母细胞 第一极体 (N)
输 受精 MⅡ
卵 管
(N) 卵子
第二极体 (N)
雌雄原核融合
卵子受精的重要标志 （形成受精卵）2N
退化消失
当在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到 两个极体时，说明卵子已经受精
初
级透
有进
卵明
A.1个 B.0或1个 C.2个 D.4个
3、下列关于精子的说法，不正确的是 A 精子的发生从初情期开始 B 它与卵细胞的受精发生在子宫内 C 精子细胞变形为精子时保留的细胞器主要是线粒体 D 精子细胞变形为精子时细胞内的一些物质最后脱落 4、下列有关卵子产生的说法中，正确的是 A 哺乳动物卵泡的形成是在初情期 B 排出成熟卵细胞的过程即为排卵 C 卵子形成时的分裂过程均在卵巢内完成 D 卵子产生中减数第二次分裂是在精子和卵子的结合 过程中完成的