儿童发展生物学基础.ppt
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1、关于儿童发展的生物学基础第一张,PPT共九十二页,创作于2022年6月第一节第一节 遗传学基础遗传学基础1 遗传密码遗传密码2 性细胞性细胞 The Sex Cells3 多胞胎多胞胎 Multiple Offspring4 生男还是生女?生男还是生女?5 基因遗传类型基因遗传类型Patterns of Genetic Inheritance2第二张,PPT共九十二页,创作于2022年6月1 遗传密码每个人都是由数以万亿计的细胞所组成。在每个细胞每个人都是由数以万亿计的细胞所组成。在每个细胞内部,都有一个控制中心,叫细胞核。用显微镜观察内部,都有一个控制中心,叫细胞核。用显微镜观察经过化学染色
2、的细胞,会发现细胞核中存在着棒状的经过化学染色的细胞,会发现细胞核中存在着棒状的染色体。染色体储存并传达着遗传信息。它们的数量染色体。染色体储存并传达着遗传信息。它们的数量也随着物种的不同而不同。黑猩猩有也随着物种的不同而不同。黑猩猩有48条,马有条,马有64条,条,老鼠有老鼠有40条,人有条,人有46条。染色体通常以成对的形式出条。染色体通常以成对的形式出现(除了男性的现(除了男性的XY染色体之外)。每一对染色体组染色体之外)。每一对染色体组中的任何一个,不论在大小、形状及遗传功能方面都中的任何一个,不论在大小、形状及遗传功能方面都与另一个相配。一个承自父方,一个承自母方。因而,与另一个相配
3、。一个承自父方,一个承自母方。因而,人体的每一个细胞都含有人体的每一个细胞都含有23对染色体。对染色体。 3第三张,PPT共九十二页,创作于2022年6月DNA染色体是由脱氧核糖核酸染色体是由脱氧核糖核酸(DNA)组成。组成。20世纪世纪50年代,年代,James Watson与与Francis Cricks(1953)对对DNA结构上的发现解开了遗传密结构上的发现解开了遗传密码之谜。码之谜。DNA是一种长的,两股绳形的分子,就像扭是一种长的,两股绳形的分子,就像扭曲的梯子一样,这副梯子的每一个横阶都是由两边特曲的梯子一样,这副梯子的每一个横阶都是由两边特定的碱基结合在一起形成的。虽然碱基的配
4、对是固定定的碱基结合在一起形成的。虽然碱基的配对是固定的(的(A对对T、C对对G),),但它们的排列却是任意的。也但它们的排列却是任意的。也正是这种任意性决定了遗传密码。一个基因就是沿着正是这种任意性决定了遗传密码。一个基因就是沿着染色体的一个染色体的一个DNA的一个片段。基因长短不一的一个片段。基因长短不一: 可以是可以是由一百到几千个横阶那么长,任何两个基因因为碱基排由一百到几千个横阶那么长,任何两个基因因为碱基排列顺序的不同而不同。列顺序的不同而不同。人体约有人体约有100000个基因个基因。4第四张,PPT共九十二页,创作于2022年6月2 性细胞 The Sex Cells新的个体都
5、是由两个特殊的细胞配子(性细胞产生的卵子和精子)结合产生的。配子的独特之处在于它们都只有正常人体细胞的一半的染色体。它们是通过减数分裂(meiosis)形成的,在此过程中,一个正常人体细胞的染色体被一分为二。5第五张,PPT共九十二页,创作于2022年6月减数分裂减数分裂过程保证了遗传信息不断地从上一减数分裂过程保证了遗传信息不断地从上一代传达到下一代。精卵结合形成的新细胞代传达到下一代。精卵结合形成的新细胞受精卵重新成为拥有受精卵重新成为拥有46条染色体的新细胞。条染色体的新细胞。减数分裂还保证了后代的多样性。配对染色减数分裂还保证了后代的多样性。配对染色体间的交换与分裂时的随机性,保证了不
6、会体间的交换与分裂时的随机性,保证了不会出现完全相同的两个配子。减数分裂解释了,出现完全相同的两个配子。减数分裂解释了,为何兄弟姐妹间即使有许多相似之处也会彼为何兄弟姐妹间即使有许多相似之处也会彼此不同,虽然他们的基因型来自父母基因的此不同,虽然他们的基因型来自父母基因的共同部分。共同部分。6第六张,PPT共九十二页,创作于2022年6月3 多胞胎 Multiple Offspring有时候,一个受精卵会自我复制并分裂成两个细胞,这两个细胞都可以发育成完整的新个体。这些就叫作“同卵双生”(单精合子)双胞胎。它们有着相同的遗传信息。双胞胎的出生概率在世界各地都差不多,大约1000个生命中有4个双
7、胞胎。7第七张,PPT共九十二页,创作于2022年6月异卵双生双胞胎的形成还有另一种情况。双胞胎的形成还有另一种情况。“异卵异卵双生双生”双胞胎是最常见的复合生育,是双胞胎是最常见的复合生育,是由于两个卵子同时释放的缘故。如果两由于两个卵子同时释放的缘故。如果两个卵子同时受精,那么这两个新生命将个卵子同时受精,那么这两个新生命将在遗传上不比普通的兄弟姐妹更相似。在遗传上不比普通的兄弟姐妹更相似。对于双胞胎相似之处的研究,在有关遗对于双胞胎相似之处的研究,在有关遗传和环境对人的影响的研究领域处于中传和环境对人的影响的研究领域处于中心地位。心地位。8第八张,PPT共九十二页,创作于2022年6月4
8、 生男还是生女?第第23对包含着性染色体:在女性细胞中,称为对包含着性染色体:在女性细胞中,称为XX染色体;染色体;在男性细胞中,称为在男性细胞中,称为XY染色体。染色体。X染色体在两者中相对较染色体在两者中相对较长;长;Y染色体则要短得多,所载的遗传信息也少得多。当精染色体则要短得多,所载的遗传信息也少得多。当精原细胞形成配子的时候,原细胞形成配子的时候,X染色体与染色体与Y染色体被分配到不染色体被分配到不同的精子中;在女性细胞中,所有的配子都只有同的精子中;在女性细胞中,所有的配子都只有X染色染色体。新生命的性别就由是否含有体。新生命的性别就由是否含有X染色体或染色体或Y染色体的精染色体的
9、精子与卵子结合。子与卵子结合。9第九张,PPT共九十二页,创作于2022年6月5 基因遗传类型 Patterns of Genetic Inheritance常染色体上的每个基因在相同的位置都有两种形式:常染色体上的每个基因在相同的位置都有两种形式:其一承自父亲,其一承自母亲。每个基因的形式称作其一承自父亲,其一承自母亲。每个基因的形式称作一个等位基因一个等位基因(allele)。如果来自双亲的等位基因相似,如果来自双亲的等位基因相似,小孩就可以称作为小孩就可以称作为“纯合的纯合的”或或“同型接合同型接合的的”(homozygous),并表现出一系列的天生的特点。并表现出一系列的天生的特点。若
10、等位基因不同,小孩则被称为若等位基因不同,小孩则被称为“杂合的杂合的”或或“异型异型接合的接合的” (heterozygous),等位基因间的联系就决等位基因间的联系就决定了孩子以后的特点。定了孩子以后的特点。10第十张,PPT共九十二页,创作于2022年6月(1) 显性隐性关系在许多杂合配对的等位基因中,仅有一个等位基在许多杂合配对的等位基因中,仅有一个等位基因能影响到孩子的特征,称为因能影响到孩子的特征,称为“显性显性”基因;另一基因;另一个没有影响的基因,则称为个没有影响的基因,则称为“隐性隐性”基因。基因。发色是显性发色是显性隐性遗传的极好例子。黑发的等位基因是隐性遗传的极好例子。黑发
11、的等位基因是显性的(可以用显性的(可以用“D”表示),而金发的等位基因是隐表示),而金发的等位基因是隐性的(可以用性的(可以用“b”表示)。小孩无论是继承了一对显表示)。小孩无论是继承了一对显性基因(性基因(DD)或是一对杂合基因(或是一对杂合基因(Db),),都会显示都会显示为黑发,尽管他们的基因成分不同。只有同时继承为黑发,尽管他们的基因成分不同。只有同时继承了两个隐性基因,才会表现为金发。不过,即使是了两个隐性基因,才会表现为金发。不过,即使是仅有一个隐性基因的杂合体(仅有一个隐性基因的杂合体(Db)也可以将他们的也可以将他们的隐性基因传给下一代。这样,他们就被称为该种特质的隐性基因传给
12、下一代。这样,他们就被称为该种特质的“携带者携带者”。11第十一张,PPT共九十二页,创作于2022年6月(2) (2) 共显性遗传共显性遗传共显性遗传(Codominance)。在某些异型接合情况下,显隐性关系并不完全表现出来。相反,会出现一种共显性,在这种遗传类型中,两对等位基因都影响到个体的特征。12第十二张,PPT共九十二页,创作于2022年6月(4) 与X染色体有关的遗传男性和女性遗传到染色体上的隐性紊乱男性和女性遗传到染色体上的隐性紊乱如如PKU和镰形红细胞贫血症和镰形红细胞贫血症的机会是相等的。但是当的机会是相等的。但是当有害的等位基因位于有害的等位基因位于X染色体上时,染色体上
13、时,X染色体遗传就染色体遗传就要起作用了。男性因其性染色体没有成对而更易受要起作用了。男性因其性染色体没有成对而更易受到感染。对于女性,某个到感染。对于女性,某个X染色体的任何隐性等位基染色体的任何隐性等位基因都极有可能被另一个因都极有可能被另一个X染色体上的显性等位基因所隐染色体上的显性等位基因所隐蔽。而男性只有一个蔽。而男性只有一个X染色体,因此在染色体,因此在Y染色体上没染色体上没有相对应的等位基因来压倒有相对应的等位基因来压倒X染色体上的那些基因。染色体上的那些基因。13第十三张,PPT共九十二页,创作于2022年6月色盲和血友病红绿色盲就是X染色体遗传隐性特征的例子。男性患此病的机会
14、是女性的两倍(Cohen, 1984)。表3中提到的血友病就是一种X染色体遗传的疾病。患这种病的人,其血液不能正常凝固。图5表明,当母亲携带异常基因时,男孩遗传的可能性更大。14第十四张,PPT共九十二页,创作于2022年6月二、染色体异常 Chromosomal Abnormalities1 唐氏综合症2 性染色体异常15第十五张,PPT共九十二页,创作于2022年6月第二节 胎儿的发展16第十六张,PPT共九十二页,创作于2022年6月一、一、 合子的形成合子的形成 17第十七张,PPT共九十二页,创作于2022年6月合子的一部分称作卵子,或卵细胞。卵细胞在卵巢之合子的一部分称作卵子,或卵
15、细胞。卵细胞在卵巢之内生长发育。通常,女性到了成熟期,每一个月经周内生长发育。通常,女性到了成熟期,每一个月经周期释放一个卵细胞,这个卵细胞通过输卵管到达子宫,期释放一个卵细胞,这个卵细胞通过输卵管到达子宫,在宫颈处接受精细胞。一个女子终生所能排出的卵细在宫颈处接受精细胞。一个女子终生所能排出的卵细胞数目是胞数目是360-420360-420个,生育年限大约是个,生育年限大约是30-3530-35年,即从年,即从1212岁左右至岁左右至4545岁左右。岁左右。合子的另一部分称作精子,或精细胞。精细胞在睾丸合子的另一部分称作精子,或精细胞。精细胞在睾丸之内生长发育。一个男性一生中产生的精虫数目大
16、得之内生长发育。一个男性一生中产生的精虫数目大得惊人,一次射精大约就包含惊人,一次射精大约就包含3-43-4亿个精虫。一生中产亿个精虫。一生中产生的精虫总数约为生的精虫总数约为l l万亿个。随着年龄增高,产生的精万亿个。随着年龄增高,产生的精虫数量会减少,有些人直到虫数量会减少,有些人直到70-8070-80岁仍然继续产生精虫。岁仍然继续产生精虫。 18第十八张,PPT共九十二页,创作于2022年6月 创造一个合子创造一个合子受精卵受精卵至少要有一个精子找至少要有一个精子找到并穿透一个卵子,这个瞬间称作受孕,成功受孕到并穿透一个卵子,这个瞬间称作受孕,成功受孕就意味着形成了一个合子。就意味着形
17、成了一个合子。 19第十九张,PPT共九十二页,创作于2022年6月 在合子形成的全过程中,有一个重要因在合子形成的全过程中,有一个重要因素素时间。被释放出的卵细胞通常能时间。被释放出的卵细胞通常能存活存活24小时左右;精细胞能存活小时左右;精细胞能存活48小时小时左右。受孕通常发生在妇女一个月经周左右。受孕通常发生在妇女一个月经周期的中间,也可能发生在其它任何时间。期的中间,也可能发生在其它任何时间。在一个月当中,可能的受孕时间为在一个月当中,可能的受孕时间为3天或天或72小时左右。小时左右。 20第二十张,PPT共九十二页,创作于2022年6月除时间因素外,还有一些因素也影响受孕成功率。除
18、时间因素外,还有一些因素也影响受孕成功率。比如,某些男子所产生的精子密度过大或过小,即精液比如,某些男子所产生的精子密度过大或过小,即精液过稠或过稀都影响成功受孕;过稠或过稀都影响成功受孕;还有如果在上述的可能受孕的还有如果在上述的可能受孕的72小时以前约小时以前约24小时之小时之内有过性交行为,会使精子数量减少,从而减少成功受孕内有过性交行为,会使精子数量减少,从而减少成功受孕的机会;的机会;夫妇任何一方年龄超过夫妇任何一方年龄超过40岁,受孕机会会降低。原因岁,受孕机会会降低。原因是男方超过是男方超过40岁,精子密度有所下降;女方超过岁,精子密度有所下降;女方超过40岁,岁,卵子畸变的可能
19、性增加,生殖功能也会减退。卵子畸变的可能性增加,生殖功能也会减退。过份的压力、紧张、焦虑都会影响受孕的成功。过份的压力、紧张、焦虑都会影响受孕的成功。 21第二十一张,PPT共九十二页,创作于2022年6月二、二、 胎儿在子宫内的生长发育胎儿在子宫内的生长发育22第二十二张,PPT共九十二页,创作于2022年6月23从怀孕到出生胚胚种种期期 胎胎儿儿期期 胚胎期胚胎期 第二十三张,PPT共九十二页,创作于2022年6月一、胚种期一、胚种期卵子受精后的卵子受精后的0 01414天为胚种期。天为胚种期。由卵子受精一直到受精卵在子宫壁上着由卵子受精一直到受精卵在子宫壁上着床床(implantatio
20、n)需两个星期左右。需两个星期左右。24第二十四张,PPT共九十二页,创作于2022年6月怀孕后的两周,胚盘逐渐被包围并形成胚胎,有三层分开的细胞。最外一层突出的细胞是外胚层(ectoderm)形成脑、脊髓、神经、感觉器官及皮肤等。较内一层细胞是内胚(endoderm)会形成胆、唾腺、胰、肝、心肺以及呼吸系统。中间一层细胞很快发展为中胚层(mesoderm)会形成软骨、硬骨、肌肉、血管、心以及肾等器官。25第二十五张,PPT共九十二页,创作于2022年6月二、二、胚胎期胚胎期两星期到八星期为两星期到八星期为胚胎期胚胎期。是胎儿发育的是胎儿发育的关键阶段。关键阶段。4 4周末心跳开始。周末心跳开
21、始。到第到第8 8周末,胚胎已初具人形。周末,胚胎已初具人形。胚胎期的发育展示了一个胚胎期的发育展示了一个从内向外,从头从内向外,从头到脚的发展模式。到脚的发展模式。26第二十六张,PPT共九十二页,创作于2022年6月三、三、胎儿期胎儿期 胎儿期有广义和狭义之分。胎儿期有广义和狭义之分。广义泛指新生儿出生前在母体内度过的广义泛指新生儿出生前在母体内度过的一段时期。一段时期。狭义指从狭义指从8 8、9 9周到出生。周到出生。27第二十七张,PPT共九十二页,创作于2022年6月 (1(1)9 91212周的发育周的发育9 9周周开始时开始时,身长约,身长约2.52.5厘米,体重约厘米,体重约1
22、414克。眼克。眼睑形成、眼皮闭合。睑形成、眼皮闭合。1010周,嘴的上颚接近形成。若是男性阴茎形成。周,嘴的上颚接近形成。若是男性阴茎形成。肌肉系统和神经系统之间的联系在这时形成。肌肉系统和神经系统之间的联系在这时形成。1212周末,能够踢腿,张开脚趾,握紧拳头、转周末,能够踢腿,张开脚趾,握紧拳头、转头、翻滚,皱眉头、张大嘴巴。头、翻滚,皱眉头、张大嘴巴。28第二十八张,PPT共九十二页,创作于2022年6月(2 2)13131616周的发育周的发育身长约身长约7.5厘米,体重约厘米,体重约28克。克。一些无条件反射开始出现。一些无条件反射开始出现。若是女性输卵管、子宫和阴道形成。若是女性
23、输卵管、子宫和阴道形成。(3 3)17172020周的发育周的发育身长约身长约15厘米,体重约厘米,体重约110克。克。汗腺形成。眼眉、眼睫毛、头发开始出现。汗腺形成。眼眉、眼睫毛、头发开始出现。生活开始分为睡眠和清醒两部分。生活开始分为睡眠和清醒两部分。细胞开始新陈代谢。细胞开始新陈代谢。29第二十九张,PPT共九十二页,创作于2022年6月(4 4)21212424周的发育周的发育身长约身长约30厘米,体重约厘米,体重约450克。克。皮肤皱皱巴巴,盖满油脂。皮肤皱皱巴巴,盖满油脂。眼睛开始睁开,上下左右看,呼吸开始变规则。此时取出眼睛开始睁开,上下左右看,呼吸开始变规则。此时取出有成活希望
24、但由于肺和消化系统还没有成熟,存活机会很有成活希望但由于肺和消化系统还没有成熟,存活机会很小。小。(5 5)25252828周的发育周的发育身长约身长约36厘米,体重约厘米,体重约900克。克。大脑皮层区域有了特殊功能,大脑开始指挥视、嗅、发音等器大脑皮层区域有了特殊功能,大脑开始指挥视、嗅、发音等器官的活动。官的活动。女性胎儿的卵子开始出现最初形式,男性胎儿的睾丸进入阴囊。女性胎儿的卵子开始出现最初形式,男性胎儿的睾丸进入阴囊。此时早产存活机会约此时早产存活机会约50%。30第三十张,PPT共九十二页,创作于2022年6月(6 6)29293232周的发育周的发育身长约身长约40厘米,体重约
25、厘米,体重约1400克。克。皮下开始长脂肪。皮下开始长脂肪。对外界声音开始敏感,能引起他们在胎内活动,母亲对外界声音开始敏感,能引起他们在胎内活动,母亲的心跳声以及走路的节律能使他们安静。的心跳声以及走路的节律能使他们安静。肺泡还不能够交换氧和二氧化碳,消化系统也没肺泡还不能够交换氧和二氧化碳,消化系统也没有完全成熟,此时早产存活机会有完全成熟,此时早产存活机会85%85%。(7 7)3333周到出生前的发育周到出生前的发育33周开始时身长约周开始时身长约50厘米,体重约厘米,体重约3200克。克。36周身长约周身长约52厘米,体重约厘米,体重约3500克。克。大约大约266天天左右胎儿降生。
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