高中生物竞赛第二章 配子发生课件.ppt

第二章第二章 配子发生配子发生第二节第二节 卵子发生卵子发生概 述一、卵子发生部位一、卵子发生部位卵巢卵泡（滤泡）卵巢卵泡（滤泡）二、卵子发生的特点二、卵子发生的特点(1)增殖期增殖期雌海胆等产卵数高雌海胆等产卵数高,而人类和大多数哺乳动物而人类和大多数哺乳动物每次只产一个或几个卵；每次只产一个或几个卵；产卵量较大动物的卵产卵量较大动物的卵原细胞在整个生命周期中原细胞在整个生命周期中能够分裂增殖。排卵量少能够分裂增殖。排卵量少的动物卵原细胞的的动物卵原细胞的快速快速增增殖只发生在早期；殖只发生在早期；（2）生长期）生长期很长的减数分裂前期，使卵母细胞充分生长很长的减数分裂前期，使卵母细胞充分生长“物质储备物质储备”：启动发育和维持代谢所需要的全部启动发育和维持代谢所需要的全部元件元件蛋白质：蛋白质：大量卵黄蛋白；大量卵黄蛋白；核糖体和核糖体和tRNA：完成早期完成早期蛋白质的合成；蛋白质的合成；mRNA：母源性的母源性的mRNA；形态发生决定子：定位于卵子的不同区域，在卵裂形态发生决定子：定位于卵子的不同区域，在卵裂过程中分离到不同的细胞中去；过程中分离到不同的细胞中去；保护性化学物质：保护性化学物质：如很多卵子具有如很多卵子具有紫外线滤过器紫外线滤过器和和DNA修复酶修复酶以防止太阳的伤害；有些卵子含有一些以防止太阳的伤害；有些卵子含有一些让掠夺者不舒服的物质；鸟类的卵子甚至含有抗体让掠夺者不舒服的物质；鸟类的卵子甚至含有抗体.p 人类妊娠人类妊娠7 7个月个月以后存活的胚胎卵原细胞进入第以后存活的胚胎卵原细胞进入第一次减数分裂前期分化成初级卵母细胞。一次减数分裂前期分化成初级卵母细胞。p 初级卵母细胞在初级卵母细胞在双线期双线期发育被阻断，这种阻断发育被阻断，这种阻断的情况一直维持到青春期。的情况一直维持到青春期。p 随着青春期的开始，一批又一批的初级卵母细随着青春期的开始，一批又一批的初级卵母细胞阶段性地恢复减数分裂。胞阶段性地恢复减数分裂。p 有些卵母细胞阻断于减数分裂前期长约有些卵母细胞阻断于减数分裂前期长约5050年年。(3)(3)成熟分裂并非是均等分裂；成熟分裂并非是均等分裂；一、两栖类的卵子发生一、两栖类的卵子发生卵子发生特点卵子发生特点卵原细胞持续进行卵原细胞持续进行分裂；分裂；排出的卵子数目多；排出的卵子数目多；卵子的成熟时间长。卵子的成熟时间长。卵巢和卵泡的构造卵子发生过程中卵母细胞的变化卵巢和卵泡的构造卵子发生过程中卵母细胞的变化A.细线期卵母细胞；细线期卵母细胞；B.早双线期卵母细胞；早双线期卵母细胞；C.双线期卵母细胞；双线期卵母细胞；D.处于第一次处于第一次成熟分裂前期末的卵母细胞成熟分裂前期末的卵母细胞（一）细胞核的变化（一）细胞核的变化初级卵母细胞阶段初级卵母细胞阶段双线期：生发泡的形成（位于动物极一侧）；出双线期：生发泡的形成（位于动物极一侧）；出现极性；大量核仁的形成（位于核膜内侧）；出现极性；大量核仁的形成（位于核膜内侧）；出现灯刷染色体现灯刷染色体非洲爪蟾卵母细胞生发泡中的核仁非洲爪蟾卵母细胞生发泡中的核仁约有约有1500个核仁，这些核仁都在合成个核仁，这些核仁都在合成rRNA灯刷染色体灯刷染色体（二）细胞质的变化（二）细胞质的变化1.1.线粒体线粒体大量增加，核大量增加，核DNADNA和线粒体和线粒体DNADNA比值倒转；比值倒转；线粒体中的环形单链线粒体中的环形单链DNADNA可以自我复制；可以自我复制；在核的周围与粒丝状物质共同形成线粒体在核的周围与粒丝状物质共同形成线粒体云。云。2.卵黄卵黄卵黄形成期以卵黄在初级卵母细胞中出现为标志。卵黄形成期以卵黄在初级卵母细胞中出现为标志。来源：肝脏合成卵黄来源：肝脏合成卵黄原原蛋白血液卵巢卵母细胞蛋白血液卵巢卵母细胞胞吞作用）小囊泡融合胞吞作用）小囊泡融合形成大囊泡原蛋白分裂成形成大囊泡原蛋白分裂成高磷蛋白和卵黄脂磷蛋白。高磷蛋白和卵黄脂磷蛋白。卵黄小板的定位卵黄小板的定位3.皮质颗粒、色素颗粒皮质颗粒、色素颗粒非洲爪蟾卵泡结构非洲爪蟾卵泡结构4.卵子的极性卵子的极性（三）卵母细胞的成熟和排卵（三）卵母细胞的成熟和排卵卵母细胞在减数分裂前期的卵母细胞在减数分裂前期的双线期双线期停留数年。减停留数年。减数分裂的恢复需要数分裂的恢复需要孕酮孕酮。孕酮刺激孕酮刺激6小时后，发生小时后，发生生发泡破裂生发泡破裂。这时卵的这时卵的微绒毛回缩微绒毛回缩、核仁解聚核仁解聚、灯刷状染色体收缩灯刷状染色体收缩并迁并迁移到动物极，发生第一次减数分裂，将成熟卵子移到动物极，发生第一次减数分裂，将成熟卵子从卵巢中排出。排出的卵子从卵巢中释放时处于从卵巢中排出。排出的卵子从卵巢中释放时处于第二减数分裂中期第二减数分裂中期。孕酮孕酮使处于休眠状态的卵子恢复减数分裂可能使处于休眠状态的卵子恢复减数分裂可能与与促成熟因子促成熟因子(maturation-promoting factor，MPF)，或促有丝分裂因子，或促有丝分裂因子有关。有关。促成熟因子在成熟分裂过程中的变化规律。促成熟因子在成熟分裂过程中的变化规律。孕酮促进两栖类卵母细胞成熟孕酮促进两栖类卵母细胞成熟MPF cdc 2 激酶：催化（小）亚基激酶：催化（小）亚基P34 cyclinB（周期蛋白）：调节（大）亚基（周期蛋白）：调节（大）亚基56恢复第恢复第1 1次成熟分裂的启动机制次成熟分裂的启动机制细胞静止因子细胞静止因子(CSF)(CSF)在恢复卵第一次减数分裂后又使之停在恢复卵第一次减数分裂后又使之停顿在第二次减数分裂中期。顿在第二次减数分裂中期。CSFCSF可抑制可抑制cyclin Bcyclin B的降解的降解.卵母细胞停顿在第卵母细胞停顿在第2 2次减数分裂次减数分裂的分子机制的分子机制恢复第恢复第2 2次减数中期继续分裂的分子机制次减数中期继续分裂的分子机制卵母细胞成熟的分子机制二、昆虫的卵子发生二、昆虫的卵子发生昆虫卵母细胞自身昆虫卵母细胞自身没有转录活性没有转录活性，大量的，大量的RNARNA都在滋养细胞中合成，然后转运到卵母细胞中，都在滋养细胞中合成，然后转运到卵母细胞中，果蝇的卵发生称为果蝇的卵发生称为滋卵滋卵型卵子型卵子发生发生。果蝇的雌性生殖系统果蝇的雌性生殖系统卵巢管中卵子的发生卵巢管中卵子的发生受精囊中受精受精囊中受精远端近端输卵管子宫受精囊果蝇卵巢管的结构果蝇卵巢管的结构time由滤泡细胞包被滋养细胞和卵细胞形成由滤泡细胞包被滋养细胞和卵细胞形成卵室卵室，卵室之间相连，呈现出芽状卵巢管结构卵室之间相连，呈现出芽状卵巢管结构u卵子发生的初期在卵巢中进行，起源于卵巢一端生殖系干卵子发生的初期在卵巢中进行，起源于卵巢一端生殖系干细胞分裂为干细胞和细胞分裂为干细胞和成包囊细胞成包囊细胞经过经过3 3次分裂次分裂形成形成由细形成形成由细胞间桥相互连接的胞间桥相互连接的1616细胞合胞体细胞合胞体。形成胞囊后端的一个。形成胞囊后端的一个卵母卵母细胞细胞，1515个个滋养细胞（抚育细胞）滋养细胞（抚育细胞）。u滋养细胞的核滋养细胞的核DNADNA经过多次复制，形成多倍体的核。经过多次复制，形成多倍体的核。1.卵子的发生过程卵子的发生过程2.抚育细胞的作用抚育细胞的作用卵母细胞不转录。抚育细胞染色体为多线染色体，其产生的卵母细胞不转录。抚育细胞染色体为多线染色体，其产生的rRNA、mRNA、蛋白质、核糖体等转运至卵母细胞；、蛋白质、核糖体等转运至卵母细胞；不同的不同的mRNA在卵母细胞中在卵母细胞中定位定位。放射性同位素标记的胞嘧啶处理放射性同位素标记的胞嘧啶处理孚尔根孚尔根染色实验饲喂秋水仙素诱发染色实验饲喂秋水仙素诱发16个细胞个细胞均发育为抚育细胞；在此过程中，微管发挥作用；均发育为抚育细胞；在此过程中，微管发挥作用；电位差抚育细胞细胞质为负；卵母细胞细胞电位差抚育细胞细胞质为负；卵母细胞细胞质为正。质为正。3.抚育细胞运送物质的机理抚育细胞运送物质的机理三、鸟类的卵子发生三、鸟类的卵子发生禽类卵巢中无卵原细胞。禽类卵巢中无卵原细胞。卵泡的结构：卵母细胞；滤泡细胞；滤泡膜（结缔组织膜）卵泡的结构：卵母细胞；滤泡细胞；滤泡膜（结缔组织膜）卵泡的结构及其卵母细胞的发育卵泡的结构及其卵母细胞的发育(1)(1)卵泡构造卵泡构造卵母细胞的发育过程：初级卵母细胞（卵母细胞的发育过程：初级卵母细胞（50微米）开始启动发育，微米）开始启动发育，发育至发育至35mm。卵黄由肝脏合成。卵黄由肝脏合成。卵黄卵黄由水、脂肪由水、脂肪、蛋白质和碳水化合物组成。、蛋白质和碳水化合物组成。卵黄包括卵黄包括白卵黄白卵黄和和黄卵黄黄卵黄。鸟类卵母细胞的结构鸟类卵母细胞的结构卵黄膜和放射带卵黄膜和放射带放射带：放射带：初级卵母细胞质膜的绒毛和滤泡细胞的绒初级卵母细胞质膜的绒毛和滤泡细胞的绒毛突起呈犬齿交错状分布，卵母细胞表面出现一层毛突起呈犬齿交错状分布，卵母细胞表面出现一层放射状结构。放射状结构。卵黄膜：卵黄膜：卵黄积累完成，绒毛退缩，放射带不明显，卵黄积累完成，绒毛退缩，放射带不明显，原放射带区域由蛋白质和碳水化合物填充，对其称原放射带区域由蛋白质和碳水化合物填充，对其称为卵黄膜。为卵黄膜。成熟分裂和排卵成熟分裂和排卵初级卵母细胞充分生长后，进入减数分裂。初级卵母细胞充分生长后，进入减数分裂。第一次减数分裂后形成第一次减数分裂后形成次级卵母细胞和第一次级卵母细胞和第一极体。次级卵母细胞从卵巢中排出，进入输极体。次级卵母细胞从卵巢中排出，进入输卵管，在输卵管中受精，受精后完成第二次卵管，在输卵管中受精，受精后完成第二次成熟分裂并开始早期发育。成熟分裂并开始早期发育。四、哺乳类的卵子发生四、哺乳类的卵子发生u人类妊娠人类妊娠27个月间胚胎个月间胚胎的卵原细胞由的卵原细胞由1 000个左右个左右迅速分裂达到约迅速分裂达到约700万个万个u但在第但在第7个月以后个月以后胚胎卵胚胎卵原细胞原细胞的数目急剧下降。在的数目急剧下降。在这个阶段，大多数的卵原细这个阶段，大多数的卵原细胞死亡，胞死亡，存活者则进入第一存活者则进入第一次减数分裂前期分化成初级次减数分裂前期分化成初级卵母细胞卵母细胞。人滤泡的发育人滤泡的发育A.原始卵泡；原始卵泡；BD.初级卵泡；初级卵泡；E,F.次级卵泡；次级卵泡；G.成熟卵泡；成熟卵泡；H.卵巢纵切面卵巢纵切面成熟卵泡结构示意图猫的成熟卵泡。可见颗粒层猫的成熟卵泡。可见颗粒层（G G）、卵泡内膜）、卵泡内膜（TITI）和卵泡外）和卵泡外膜膜（TETE）。卵泡的外围由间质细胞。卵泡的外围由间质细胞（I I）构成。卵丘位于内部，构成。卵丘位于内部，透明带（箭头）内侧和外侧分别为卵母细胞和透明带（箭头）内侧和外侧分别为卵母细胞和卵丘細胞卵丘細胞。成熟卵泡成熟卵泡成熟猪卵巢的三级卵泡中的卵母细胞（核和核小体明显）、成熟猪卵巢的三级卵泡中的卵母细胞（核和核小体明显）、透明带和卵丘细胞（含放射冠）。由于切面未在于卵母细透明带和卵丘细胞（含放射冠）。由于切面未在于卵母细胞的最大直径部位，透明带显得非常厚。胞的最大直径部位，透明带显得非常厚。卵丘卵丘卵泡成熟与排卵卵泡成熟与排卵五、卵子发生过程的基因表达五、卵子发生过程的基因表达1.灯刷卵色体上的灯刷卵色体上的RNA合合成成合成大量的合成大量的hnRNA，加工，加工后为后为mRNA，在胞质中定，在胞质中定位，用于受精后的早期胚位，用于受精后的早期胚胎发育。胎发育。两栖类灯刷状染色体上正在合成两栖类灯刷状染色体上正在合成RNAA.灯刷状染色体上一个环的灯刷状染色体上一个环的电子显微镜照片。电子显微镜照片。B.一个环上有一个环上有两个转录单位，两个转录单位，RNA聚合酶聚合酶II的移动方向相的移动方向相反；反；C.一个环上转录单位的数量一个环上转录单位的数量和方向。和方向。2.核糖体成分的合成核糖体成分的合成 两栖类两栖类核糖体：核糖体：18s、5s和和28s核糖体核糖体RNA和核糖体蛋白构成。和核糖体蛋白构成。5S主要在卵黄合成前期主要在卵黄合成前期核仁组织者中合成核仁组织者中合成；贮藏在；贮藏在7SRNP和和42SRNP；18S和和28S主要在卵黄合成期的环状主要在卵黄合成期的环状DNA（核仁组织者中核仁组织者中合成合成）合成；）合成；核糖体蛋白：主要在卵黄合成期合成。核糖体蛋白：主要在卵黄合成期合成。与与5SRNA一同合成；主要贮藏于一同合成；主要贮藏于42SRNP中，在卵黄中，在卵黄形成期，形成期，42SRNP颗粒逐渐颗粒逐渐解体，解体，5SRNA和和tRNA分分散到胞质中。散到胞质中。3.tRNA的合成的合成六、卵子发生的激素调节六、卵子发生的激素调节1.两栖类卵子发生的激素调节两栖类卵子发生的激素调节A.促性腺激素促进滤泡释放雌激素，雌激素指导肝释放卵黄蛋白促性腺激素促进滤泡释放雌激素，雌激素指导肝释放卵黄蛋白B.卵黄发生期后促性腺激素促进滤泡细胞释放孕酮引起生发泡破裂，完成卵黄发生期后促性腺激素促进滤泡细胞释放孕酮引起生发泡破裂，完成减数分裂并排卵。减数分裂并排卵。2.果蝇卵子发生调节果蝇卵子发生调节保幼激素保幼激素促进卵子发育；保幼激素促进卵巢产生促进卵子发育；保幼激素促进卵巢产生蜕皮激素蜕皮激素；蜕皮激素促进脂肪体产生卵黄蛋白原，其进入血淋巴，并蜕皮激素促进脂肪体产生卵黄蛋白原，其进入血淋巴，并在保幼激素协助下进入卵母细胞；保幼激素还促进卵巢产在保幼激素协助下进入卵母细胞；保幼激素还促进卵巢产生生卵黄原蛋白卵黄原蛋白。卵的成熟和排卵方式的特点：（1 1）交配生理活动的刺激诱导排卵：）交配生理活动的刺激诱导排卵：子宫颈受到子宫颈受到 生理生理刺激下，导致垂体释放促性腺激素，引起排卵和受精。刺激下，导致垂体释放促性腺激素，引起排卵和受精。如家如家兔、水貂兔、水貂等动物采用这种方式。等动物采用这种方式。（2 2）周期性排卵：）周期性排卵：在环境因素影响下，刺激下丘脑释在环境因素影响下，刺激下丘脑释放垂体促性腺释放因子，后者又促进垂体释放促卵泡激放垂体促性腺释放因子，后者又促进垂体释放促卵泡激素素(FSH)(FSH)和黄体生成素和黄体生成素(LH)(LH)，导致滤泡细胞增殖并释放，导致滤泡细胞增殖并释放雌激素雌激素。雌激素通过神经元支配一些种群的动物发生交。雌激素通过神经元支配一些种群的动物发生交配行为。促性腺激素还刺激滤泡增殖并启动排卵。因此配行为。促性腺激素还刺激滤泡增殖并启动排卵。因此动情和排卵基本上是同步发生。动情和排卵基本上是同步发生。3.哺乳类的卵子发生调节哺乳类的卵子发生调节（）卵子发生调节卵子发生调节血中雌激素血中雌激素 下丘脑产生下丘脑产生GnRH LH。LH诱发第一诱发第一次成熟分裂完成、排卵和黄体形成。次成熟分裂完成、排卵和黄体形成。排卵及其机制排卵及其机制由由LHLH引起卵泡中引起卵泡中胶原酶胶原酶、纤维蛋纤维蛋白溶原酶活化因子白溶原酶活化因子和和前列腺素前列腺素浓浓度升高。度升高。纤维蛋白溶原酶活化因子纤维蛋白溶原酶活化因子 LHLH引起无活性的引起无活性的mRNAmRNA转变具有转变具有活性；卵泡细胞外的基质具有疏活性；卵泡细胞外的基质具有疏松和消化作用。松和消化作用。胶原酶胶原酶 具有纤维蛋白溶原酶活化因子的具有纤维蛋白溶原酶活化因子的作用作用前列腺素前列腺素促进平滑肌的收缩。促进平滑肌的收缩。卵细胞成熟发育中极体形成卵细胞成熟发育中极体形成黄体的形成黄体的形成排卵前排卵前LHLH峰引发的一系列峰引发的一系列形态学和生化变化形态学和生化变化最终导最终导致卵泡细胞重组成为黄体致卵泡细胞重组成为黄体(CL)(CL)；黄体黄体成熟猫卵巢的黄体H-E染色人的月经周期人的月经周期七、卵子的类型和卵膜七、卵子的类型和卵膜1.卵子类型卵子类型可分为均黄卵、端黄卵和中央黄卵。可分为均黄卵、端黄卵和中央黄卵。均黄卵：均黄卵：海胆、文昌鱼、哺乳动物中具有胚盘的种类；海胆、文昌鱼、哺乳动物中具有胚盘的种类；端黄卵：端黄卵：鱼类、爬虫类、鸟类；软体动物；鱼类、爬虫类、鸟类；软体动物；中央黄卵：中央黄卵：节肢动物。节肢动物。2.卵膜卵膜形成卵膜部位和意义？形成卵膜部位和意义？1.海胆的卵膜：海胆的卵膜：卵黄膜：位于质膜卵黄膜：位于质膜之外，含多之外，含多种蛋白质和多糖；种蛋白质和多糖；胶膜富含多糖（由硫酸胶膜富含多糖（由硫酸岩藻岩藻糖糖组成），还含蛋白质和一些组成），还含蛋白质和一些小肽。卵子产出后吸水而膨胀。小肽。卵子产出后吸水而膨胀。2.两栖类的卵膜两栖类的卵膜卵黄膜：卵母细胞和滤泡细胞长出的绒毛之间，由卵黄膜：卵母细胞和滤泡细胞长出的绒毛之间，由卵母细胞和滤泡细胞卵母细胞和滤泡细胞分泌的物质分泌的物质沉沉积而形成；卵母积而形成；卵母细胞发育至双线期变厚；排卵后，在输卵管中结构细胞发育至双线期变厚；排卵后，在输卵管中结构发生改变，便于受精；发生改变，便于受精；卵胶膜：卵胶膜：输卵管分泌物输卵管分泌物形成胶膜（蛋白质和多糖），形成胶膜（蛋白质和多糖），产卵后，吸水膨胀。产卵后，吸水膨胀。3.鸟类的卵膜鸟类的卵膜哺乳类的卵膜哺乳类的卵膜初级卵泡阶段，卵母细胞和滤泡细胞初级卵泡阶段，卵母细胞和滤泡细胞许多的微绒毛，在微绒毛许多的微绒毛，在微绒毛之间逐渐有物质填充，形成透明带。主要为蛋白质和多糖组成。之间逐渐有物质填充，形成透明带。主要为蛋白质和多糖组成。哺乳类透明带的形成哺乳类透明带的形成