受精的机制讲稿.ppt
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1、受精的机制第一页,讲稿共四十三页哦一、概述一、概述动物受精可分为体外受精和体内受精,动物受精可分为体外受精和体内受精,绝大多数无脊椎动物和低等脊椎动物都是体外受精,绝大多数无脊椎动物和低等脊椎动物都是体外受精,而哺乳动物是体内受精。而哺乳动物是体内受精。在受精过程中,在受精过程中,成熟成熟的精卵及时释放的精卵及时释放相遇相遇,经过精卵,经过精卵识别识别,使精子使精子附着附着于卵外膜,经过于卵外膜,经过顶体顶体释放的酶作用,与卵释放的酶作用,与卵膜融合膜融合,精子进精子进入入卵子内,精卵细胞卵子内,精卵细胞核融合核融合,从而完成整个受精过程。,从而完成整个受精过程。第二页,讲稿共四十三页哦精子成
2、熟精子成熟两种配子相遇之前,要有两种配子相遇之前,要有卵子成熟卵子成熟精子获能精子获能和和过程过程二、受精之前的准备二、受精之前的准备第三页,讲稿共四十三页哦(1)精子在附睾内的成熟及意义)精子在附睾内的成熟及意义哺乳动物的精子离开睾丸后,必须在附睾停留一段时间,哺乳动物的精子离开睾丸后,必须在附睾停留一段时间,才能获得向前运动和使卵子受精的能力,完成功能上的成熟。才能获得向前运动和使卵子受精的能力,完成功能上的成熟。附睾上皮细胞和分泌物的作用下,附睾上皮细胞和分泌物的作用下,通过精子表面的膜蛋白、脂类及糖基组成和分布产生变化,通过精子表面的膜蛋白、脂类及糖基组成和分布产生变化,使精子获得了运
3、动能力和卵子特异性结合的能力,使精子获得了运动能力和卵子特异性结合的能力,膜稳定性也得到增强,膜稳定性也得到增强,避免在雌性生殖道中提前发生顶体反应,避免在雌性生殖道中提前发生顶体反应,某些糖蛋白可以介导精子与透明带的结合,某些糖蛋白可以介导精子与透明带的结合,核内的精蛋白被氧化成产生的二硫键能够抵御各种化学损伤核内的精蛋白被氧化成产生的二硫键能够抵御各种化学损伤第四页,讲稿共四十三页哦(2)卵子的成熟)卵子的成熟雌性的卵原细胞在出生时就停止增殖,并且大部分退化,雌性的卵原细胞在出生时就停止增殖,并且大部分退化,分化为初级卵母细胞,并停滞于第一次减数分裂的前期。分化为初级卵母细胞,并停滞于第一
4、次减数分裂的前期。初级卵母细胞被一层扁平卵泡细胞包绕,两者构成原始卵泡。初级卵母细胞被一层扁平卵泡细胞包绕,两者构成原始卵泡。性成熟前原始卵泡不断减少,人类出生时约有性成熟前原始卵泡不断减少,人类出生时约有100万个原始卵泡,万个原始卵泡,至青春期仅有约至青春期仅有约4万个。万个。第五页,讲稿共四十三页哦1)发生部位:卵巢发生部位:卵巢2)时间:减数第一次分裂是在雌性动物排卵前时间:减数第一次分裂是在雌性动物排卵前完成;减数第二次分裂是在精子和卵子结合的完成;减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程完成的。过程完成的。第六页,讲稿共四十三页哦卵原细胞卵原细胞有丝分裂有丝分裂多个卵原细胞多个卵原细
5、胞染色体复制染色体复制初级卵母细胞初级卵母细胞M第一极体第一极体次级卵母细胞次级卵母细胞两个第二极体两个第二极体第二极体第二极体卵子卵子退化消失退化消失卵卵子子发发生生过过程程M排卵前后完排卵前后完成成在受精过在受精过程完成程完成被卵泡细胞包围被卵泡细胞包围,形形成卵泡成卵泡胎胎儿儿时时期期完完成成第七页,讲稿共四十三页哦(3)精子获能)精子获能体内受精时,精子在雌性生殖道内体内受精时,精子在雌性生殖道内 停留一段时间,才能获得受精能力,停留一段时间,才能获得受精能力,这一生理过程叫这一生理过程叫精子获能精子获能。体外受精时精子受卵子释放的趋化因子吸引产生进一步的成熟过程(获能)体外受精时精子
6、受卵子释放的趋化因子吸引产生进一步的成熟过程(获能)获能部位与射精类型有关获能部位与射精类型有关阴道射精型(牛、羊、兔、灵长类)阴道射精型(牛、羊、兔、灵长类)-获能开始于宫颈,在输卵管获能开始于宫颈,在输卵管宫腔射精型(猪、马、狗、啮齿类)宫腔射精型(猪、马、狗、啮齿类)-或能开始于子宫,也在输卵管或能开始于子宫,也在输卵管精子在穿越宫颈粘液时,精子在穿越宫颈粘液时,精子表面保护性物质(去获能因子,来源于附睾和精浆)被去掉,精子表面保护性物质(去获能因子,来源于附睾和精浆)被去掉,膜稳定性降低,启动了精子获能。膜稳定性降低,启动了精子获能。精子进入子宫,停留在输卵管峡,与该处的上皮细胞产生紧
7、密接触,精子进入子宫,停留在输卵管峡,与该处的上皮细胞产生紧密接触,输卵管上皮分泌的成分使精子活力明显增强输卵管上皮分泌的成分使精子活力明显增强-“超激活运动超激活运动”,尾部剧烈的尾部剧烈的“鞭打样鞭打样”摆动,头部运动呈摆动,头部运动呈“8”字形,摆脱输卵管上皮的粘着,字形,摆脱输卵管上皮的粘着,运动到输卵管壶腹部。运动到输卵管壶腹部。第八页,讲稿共四十三页哦获能精子的变化获能精子的变化获能使精子失去膜稳定性,增强了对卵子的敏感性。获能使精子失去膜稳定性,增强了对卵子的敏感性。获能期间,精子发生以下变化:获能期间,精子发生以下变化:细胞膜的变化细胞膜的变化-特异性膜蛋白表达、胆固醇浓度降低
8、特异性膜蛋白表达、胆固醇浓度降低钙离子浓度的变化钙离子浓度的变化-胞外钙离子流入胞内胞外钙离子流入胞内代谢的变化代谢的变化-糖酵解和耗氧量增大、呼吸作用增强、糖酵解和耗氧量增大、呼吸作用增强、cAMP浓度升高浓度升高第九页,讲稿共四十三页哦三、精子顶体反应三、精子顶体反应精卵接触时,精子精卵接触时,精子 受卵子周围的胶膜或透明带诱导发生顶体胞吐,受卵子周围的胶膜或透明带诱导发生顶体胞吐,释放蛋白水解酶的过程,即释放蛋白水解酶的过程,即熔蚀放射冠和透明带的过程。熔蚀放射冠和透明带的过程。熔蚀放射冠和透明带的过程。熔蚀放射冠和透明带的过程。两种两种-受胶膜诱导的顶体反应受胶膜诱导的顶体反应受透明带
9、诱导的精子顶体反应受透明带诱导的精子顶体反应第十页,讲稿共四十三页哦1.受胶膜诱导的顶体反应受胶膜诱导的顶体反应海胆的海胆的胶膜胶膜主要由糖蛋白组成,由卵母细胞分泌。主要由糖蛋白组成,由卵母细胞分泌。卵子排除后,胶膜溶于水(卵子排除后,胶膜溶于水(卵水卵水),),精子膜的受体与胶膜糖基结合,发生顶体反应。精子膜的受体与胶膜糖基结合,发生顶体反应。顶体膜与其细胞膜发生多位点融合,呈顶体膜与其细胞膜发生多位点融合,呈 囊泡化,顶体内容物发生胞吐,囊泡化,顶体内容物发生胞吐,蛋白水解酶、结合酶等释放出来。蛋白水解酶、结合酶等释放出来。顶体与核之间的肌动蛋白聚合成一束顶体与核之间的肌动蛋白聚合成一束微
10、丝微丝,其后端固定于核膜上,其后端固定于核膜上,前端向前延长,与顶体膜的基部一起在核前方形成指状前端向前延长,与顶体膜的基部一起在核前方形成指状“顶体突起顶体突起”,表面附着的表面附着的结合素结合素与其在卵黄膜的受体相结合,与其在卵黄膜的受体相结合,将顶体突起固定在卵黄膜上。将顶体突起固定在卵黄膜上。顶体反应中,需要离子顶体反应中,需要离子-钙离子、钠离子内流,氢离子、钾离子外流钙离子、钠离子内流,氢离子、钾离子外流第十一页,讲稿共四十三页哦2.受透明带诱导的精子顶体反应受透明带诱导的精子顶体反应透明带透明带-卵细胞的发育在滤泡中进行,当第一层滤泡细胞层完全包被住卵细胞的发育在滤泡中进行,当第
11、一层滤泡细胞层完全包被住 卵细胞后,在卵细胞的外方开始形成非细胞的膜,称为透明带。卵细胞后,在卵细胞的外方开始形成非细胞的膜,称为透明带。其作用是保护卵子,阻止异种精子进入。其作用是保护卵子,阻止异种精子进入。主要是糖蛋白主要是糖蛋白ZP1-支架作用,把支架作用,把ZP2和和ZP3连接起来连接起来ZP2-有次级精子受体,对已发生了顶体反应的精子发生次级识别,有次级精子受体,对已发生了顶体反应的精子发生次级识别,在精子穿越透明带的过程中起作用在精子穿越透明带的过程中起作用ZP3-有初级精子受体,介导了顶体完整的精子与透明带之间的初级识别,有初级精子受体,介导了顶体完整的精子与透明带之间的初级识别
12、,诱导了精子顶体的发生。诱导了精子顶体的发生。第十二页,讲稿共四十三页哦透明带抗体是女子不孕之一透明带抗体是女子不孕之一透明带诱导的顶体反应具有严格的种属特异性透明带诱导的顶体反应具有严格的种属特异性顶体反应时间在顶体反应时间在6分钟以内完成分钟以内完成精子穿越透明带需要精子穿越透明带需要-酶的水解酶的水解精子的超激活运动精子的超激活运动精子剧烈摆动时,透明带会产生旋转趋势。精子剧烈摆动时,透明带会产生旋转趋势。透明带外面的卵丘细胞和基质能够阻止这种旋转,透明带外面的卵丘细胞和基质能够阻止这种旋转,协助精子穿过透明带协助精子穿过透明带第十三页,讲稿共四十三页哦受受 精精(fertilizati
13、on)时间:时间:精子排出后精子排出后24小时;卵排出后小时;卵排出后12小时小时地点:地点:输卵管壶腹部输卵管壶腹部受精受精过程:过程:(1)精子和卵子发生特异性结合)精子和卵子发生特异性结合(2)精子进入卵细胞内)精子进入卵细胞内(3)次级卵母细胞发生第二次成熟分裂,形成成熟卵)次级卵母细胞发生第二次成熟分裂,形成成熟卵细胞和第二极体细胞和第二极体(4)透明带反应和卵膜阻断,防止多精受精)透明带反应和卵膜阻断,防止多精受精第十四页,讲稿共四十三页哦第十五页,讲稿共四十三页哦受精的条件:受精的条件:1.正常的生殖细胞正常的生殖细胞2.正常的性功能正常的性功能3.生殖管道通畅生殖管道通畅4.精
14、子排出后的精子排出后的48小时、卵排出后的小时、卵排出后的24小时内受精小时内受精第十六页,讲稿共四十三页哦次级卵母细胞完成第二次成熟分裂次级卵母细胞完成第二次成熟分裂雌、雄原雌、雄原核形成核形成雌、雄原雌、雄原核融合核融合受精卵形受精卵形成成第十七页,讲稿共四十三页哦透明带反应:透明带反应:透明带反应:透明带反应:精、卵结合后,卵子浅层胞质内的皮质颗粒立即释放酶类,精、卵结合后,卵子浅层胞质内的皮质颗粒立即释放酶类,精、卵结合后,卵子浅层胞质内的皮质颗粒立即释放酶类,精、卵结合后,卵子浅层胞质内的皮质颗粒立即释放酶类,使透明带的结构发生变化,特别是使使透明带的结构发生变化,特别是使使透明带的
15、结构发生变化,特别是使使透明带的结构发生变化,特别是使ZP3ZP3分子变性,分子变性,分子变性,分子变性,不能与精子结合从而阻止了其它精子穿越透明带。不能与精子结合从而阻止了其它精子穿越透明带。不能与精子结合从而阻止了其它精子穿越透明带。不能与精子结合从而阻止了其它精子穿越透明带。保证了正常的单精受精。保证了正常的单精受精。保证了正常的单精受精。保证了正常的单精受精。第十八页,讲稿共四十三页哦四、配子的膜融合四、配子的膜融合低等低等-在在顶体内膜顶体内膜。顶体突起穿过卵黄膜后,与卵子表面的微绒毛膜接触,。顶体突起穿过卵黄膜后,与卵子表面的微绒毛膜接触,接触点附近微绒毛中的肌动蛋白微丝聚集,微绒
16、毛伸长并包绕精子头形成接触点附近微绒毛中的肌动蛋白微丝聚集,微绒毛伸长并包绕精子头形成受精锥,卵细胞膜下肌动蛋白微丝收缩把精子拖入卵内。受精锥,卵细胞膜下肌动蛋白微丝收缩把精子拖入卵内。高等高等-在在顶体赤道带顶体赤道带。精子进入卵周围间隙后,依靠尾部运动接近卵膜。精子进入卵周围间隙后,依靠尾部运动接近卵膜。赤道带的精子膜与卵膜上受体结合,同样微绒毛引起微丝聚集,赤道带的精子膜与卵膜上受体结合,同样微绒毛引起微丝聚集,形成受精锥样结构,拖精子入卵内。形成受精锥样结构,拖精子入卵内。精精-卵膜融合的相关配体:吸附蛋白卵膜融合的相关配体:吸附蛋白D、膜表面蛋白、膜表面蛋白PH20、受体素、受体素精
17、精-卵膜融合的相关受体:卵膜融合的相关受体:CD9、CD81、整合素、整合素精精-卵膜融合的种属特异性较弱卵膜融合的种属特异性较弱第十九页,讲稿共四十三页哦一、受精前的准备阶段一、受精前的准备阶段:1)精子获能精子获能:精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后,才获得受才获得受精能力的生理现象精能力的生理现象.2)卵子的准备卵子的准备:在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期,才具有与精子受精的能力才具有与精子受精的能力总结总结第二十页,讲稿共四十三页哦二二、受精阶段受精阶段:1)1)精子穿越放射冠和透明带(哺
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