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动物繁殖理论与生物技术. 第五章、受精与早期胚胎发育. 第一节 配子运行及其在受精前的准备. 一、精子的运行及机理. 精子在 ♀ 生殖道内的运行分以下几方面 : 1 、子宫颈内的运行; 2 、子宫内的运行; 3 、输卵管内的运行。. 精子从附睾到受精部位的运行. 1 、在子宫颈内的运行. 1 、 子宫颈是精子进入受精部位 的第 1 道生理屏障 。 2 、 子宫颈腺窝和皱襞 能够容纳 精子成为暂时性贮库 ( 精子库 ), 可持续释放精子以维持受精部 位的活精子数。 3 、不能进入子宫颈被排出阴道 外或被白细胞吞噬。. 2 、在子宫内的运行.
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第一节 配子运行及其在受精前的准备 一、精子的运行及机理 精子在♀生殖道内的运行分以下几方面: 1、子宫颈内的运行; 2、子宫内的运行; 3、输卵管内的运行。
1、在子宫颈内的运行 1、子宫颈是精子进入受精部位 的第1道生理屏障。 2、子宫颈腺窝和皱襞能够容纳 精子成为暂时性贮库(精子库), 可持续释放精子以维持受精部 位的活精子数。 3、不能进入子宫颈被排出阴道 外或被白细胞吞噬。
2、在子宫内的运行 ☞主要依靠子宫的收缩实现:子宫在 E2,OT 和 PGF2的作用下收缩。 ☞ 子宫的上行收缩波:致使子宫液向输卵管方向运行,从而带动精子到达宫管连接部,这是精子达到受精部位的第2个生理屏障。
3、在输卵管的运行 输卵管壶腹部和峡部连接部(壶—峡连接部)是精子达到受精部位的第3个生理屏障。于是,精子从射精部位到达受精部位需要闯过3道屏障,经过3次筛选: 第1道栅栏:子宫颈; 第2道栅栏:宫管连接部; 第3道栅栏:输卵管壶-峡部的连接部。 作用:1、选择; 2、防止多精受精。
精子在生殖道内运行的动力 (1)射精的力量:精子运行的最初动力。 (2)子宫颈的吸入作用:子宫产生负压,吸引精液进入子宫。 (3)母畜生殖道肌肉的收缩:阴道、子宫颈、子宫和输卵管的收缩是精子运行的主要动力。
(4)母畜生殖道管腔液体的流动:精子伴随液体流动而在母畜生殖道内运行。(4)母畜生殖道管腔液体的流动:精子伴随液体流动而在母畜生殖道内运行。 (5)精液内的某些物质:如PG2ą被生殖道收缩对子宫输卵管肌肉收缩发挥作用。 (6)精子自身的运动:作用是次要。
说明: (1)精子由射精部位到达受精部位的时间:一般20min左右;牛、羊交配后15min、猪15~30min、马24min左右。 (2)精子在体内的存活时间短:大多都在1~2d; (3)维持受精能力的时间(不超过24h)比存活时间短; 精子在母畜生殖道内存活和保持受精能力时间的长短,不仅与精子本身的生存能力,也与母畜生殖道的生理状况有关。在确定配种时间、配种间隔时,有重要参考意义。
二、卵子的运行及机理 1、卵子的接纳 卵泡液的粘附作用。 输卵管伞开放、充血。 输卵管及伞的运动。
2、向壶腹部的运行 卵子靠输卵管的蠕动和逆蠕动、黏膜及输卵管系膜的收缩和纤毛活动引起的液流运行。在壶腹部和精子相遇并完成受精过程。 3、卵子的滞留 受精卵的滞留时间可达2天左右。 4、卵子运行时间 卵子排出后运行至壶腹部时间较快,只需7—15分钟,停留8h。
精卵细胞保持受精能力的时间(P197) 由表可知:排出的卵子保持受精能力的时间比精子(1-2d)短,大多低于24h。
在配种实践中考虑: (1)排卵时间; (2)精、卵有受精能力的时间。 最佳配种时间:精子和卵子同时到达受精部位。
但在实践中很难做到。如何做? 使精子先到达受精部位等候卵子,即最好在排卵前某一时刻交配(或AI),使受精部位有活力旺盛的精子 等待新鲜的卵子,以提高受胎率。 原因: (1) 精子数量大; (2) 精子受精能力时间长于卵子。
三、精子在受精前的准备 1、精子获能 (1)精子获能的概念:新射入雌性生殖道内的精子不能立即和卵子受精,必须经历一定时期,进行某种生理上的准备,经过形态及某些生理生化变化之后,才能获得受精能力,此过程称之精子获能。 意义:做顶体反应的准备和精子超活化,促进精子穿过透明带。
2、精子获能的部位 获得能部位主要是:子宫和输卵管; 阴道射精型:始于阴道,主要在子宫和输卵管; 子宫射精型:始于子宫,主要在输卵管; 3、精子获能的时间 • 牛:3-4 h;羊:1-1.5h; 猪:3-6 h; 兔:5-6h
四、卵子在受精前的准备 卵子到达壶腹部的过程中,进一步达到生理成熟。发生一些变化,并具备精子穿入的能力,维持受精能力的时间为8—12h,过后,卵子将衰退,丧失受精能力。
第二节 受 精 一、受精过程 精子入卵时,卵子正进行成熟分裂II。卵子由外向内包被有放射冠、透明带和卵黄膜,受精时精子依次穿过这三层结构,进入卵子后,精子核形成雄原核,卵子核形成雌原核,然后配子配合,完成受精。
1、精子穿过放射冠 精子顶体释放出透明质酸酶,溶解粘连放射冠细胞的胶质,使精子打开进入卵子的通道,并接近透明带。
2、精子穿过透明带 精子穿越放射冠后,以顶体内膜附着在透明带表面,依靠顶体酶的作用穿过透明带触及卵黄膜。透明带对精子具有严格的选择性,通常只有同特种的精子才能进入透明带内。
3、精子进入卵黄膜 当精子进入透明带后,在卵黄周隙内停留一段时间而后触及卵黄膜,20min后即与卵黄膜融合在一起,引起卵子发生特殊变化,使卵子从休眠状态苏醒过来,这种变化称为“激活”,引起卵黄膜收缩,释放出某些物质扩散到全卵的表面和卵黄周隙,从而使透明带关闭,后来的精子不能进入透明带。这种变化称为“透明带反应”。
4、原核形成与配子配合 精子进入卵子后,卵子被激活并恢复减数分裂(成熟分裂II),此时卵核和精子头部迅速形成原核。在很短的时间内雌、雄两原核即合并和融合为一体。雌雄原核染色体混合标志着受精的结束和胚胎发育的开始。
第三节 早期胚胎发育 一、卵裂 卵裂:是胚胎细胞分裂增殖而胚胎体积无明显变化的时期。
受精卵(合子)形成后即进行有丝分裂,因此,早期胚胎的发育在输卵管内就开始了。受精卵(合子)形成后即进行有丝分裂,因此,早期胚胎的发育在输卵管内就开始了。
受精后胚胎细胞的分裂增殖多数是成倍的,故早期的胚胎细胞数是2、4、8、16、32,也有可能不同步,细胞数是奇数。受精后胚胎细胞的分裂增殖多数是成倍的,故早期的胚胎细胞数是2、4、8、16、32,也有可能不同步,细胞数是奇数。
特点(了解): ①为有丝分裂,DNA复制迅速; ②卵裂球的数量增加,原生质总量不增加; ③发育所需的营养主要来自输卵管和子宫; ④胚胎发育在ZP内进行。
二、早期胚胎发育 (一)桑葚胚 当胚胎的卵裂球达到16~32细胞左右,细胞间紧密连接,形成致密的细胞团,形似桑椹,称为桑椹胚。
(二)囊胚 16~32细胞以后,细胞团中央出现裂隙并逐渐增大成为腔。 细胞开始分化,一部分集聚成团(称为内细胞团,将发育成胚胎);另一部分细胞渐变为扁平而围在腔的四周(将发育成为胚胎的滋养组织),于是成为囊胚。
(三)原肠胚 随着胚胎的继续发育,出现了内、外两个胚层,此时的胚胎称原肠胚。原肠胚形成后,在内胚层和滋养层之间出现了中胚层。
三、早期胚胎的细胞决定与分化 (一)卵裂胚的致密化和极性化 • 卵裂胚的致密化: • 是哺乳动物早期胚胎发育过程中的一个 • 重要环节。 • 如小鼠、大鼠、家兔胚胎在8细胞期发生致密化; • 猴、人类、狒在16细胞期发生致密化。
2.卵裂胚的极性化 随着致密化的进行,卵裂球发生明显的极性变化,如小鼠8细胞末期,细胞内成分由放射状排列到偏于一端呈极性排列,这一过程称为极性化。
(二)囊胚的细胞分化 在囊胚孵出过程中,内细胞群和滋养层均发生微细变化,这些变化将导致细胞分裂、分化出内胚层细胞,并进入原肠形成阶段。
四、早期胚胎发育中的分子事件 (一)早期胚胎发育阶段细胞核和细胞周期的变化 1.细胞核变化 (1)核层的改变 (2)核仁的改变 2.细胞周期变化