16生殖与胚胎发育

16.生殖与胚胎发育16.1有性生殖与无性生殖不经过雌雄交配，由单一亲体直接产生同种新个体的生殖方式称为无性生殖。两个性细胞的结合和两亲体细胞交换部分遗传物质后再产生新个体的繁殖方式称为有性生殖。16.3人类胚胎的发育1.受精胚胎发育的启动是由卵细胞受精开始的，可以概括为围绕着两个重要的问题进行：一是受精的唯一性，包括精子活化、趋向、穿卵膜、细胞融合等;二是精核进入卵细胞以后受精卵细胞的重组和触发胚胎发育程序的启动，包括雌雄原核融合、胞质重组、代谢启动、胚胎发育程序开始等。受精的唯一性精子为受精卵提供单倍的染色体和中心粒。每个卵细胞只能接受一个精子，这对于胚胎发育的正常进行是至关重要的，即在受精过程中一定存在某种机制，保证卵细胞受精的唯一性。唯一性是由两种机制来决定的：快封闭反应和慢封闭反应。①快封闭反应：精子进入卵细胞后,卵细胞触发细胞膜电位势迅速改变，引起膜外精子与卵细胞识别和融合的障碍。实验证明，用人为的方法继续维持细胞原有的膜电位状态，则可诱导多受精现象发生，而改变正常的初始电位，则会阻止卵细胞的受精。②慢封闭反应：当精子进入卵细胞以后，皮质颗粒膜与细胞膜融合，颗粒内含物释放到细胞膜和卵黄膜的基质中。皮质颗粒内含物中，一类是蛋白水解酶，使卵黄膜与卵细胞膜间的联系分离，由于结合蛋白受体的脱落使与之结合的精子剥离。另一类是粘多糖，从颗粒中释放出来形成高渗透压差，使卵黄膜因水分进入而膨胀形成受精膜。第三类是过氧化物酶，其功能是催化酪氨酸残基与临近蛋白发生铰链作用使受精膜硬化。受精卵的代谢启动成熟的卵母细胞处于休眠状态，表现为代谢降低，蛋白和核酸的合成大幅度降低，其中DNA的合成完全停止。有学者形容此时的卵细胞为沉睡的睡美人，只有经过精子的亲吻唤醒了睡美人使卵细胞从休眠状态进入活化状态。对动物的研究表明，成熟的卵细胞在代谢上极为钝化的，只有受精的刺激才能唤醒代谢的活跃进行，这一活化过程分为两个阶段,“早期应答”阶段和“晚期应答”阶段。前者发生在皮质颗粒反应出现的数秒钟之内，后者发生在受精的数分钟之后。2.动物胚胎发育的一般模式卵裂的特点卵裂是指受精卵开始有丝分裂并产生由较小的细胞构成的囊胚(blastula)的过程。卵裂的主要特点包括：分裂周期短;分裂球的体积下降;早期卵裂中合子基因大多处于休眠状态；卵裂常经历由均等裂向不均等裂变化。A.第一次卵裂,B.第二次卵裂(4细胞),C.第四次卵裂(16细胞)图中动物极在上,可见动物极和植物极细胞大小的差异.原肠作用中的主要细胞迁移外包(epiboly):表皮层做为一个整体扩展，使胚胎的内层被覆盖。内陷(invagination):指胚胎的局部区域的内陷。内卷(involution):指正在扩展的外层向内卷折，去内铺盖原来的外层细胞。内移(ingression):指表层的单个细胞迁入胚胎的内部。分层(delamination):指一个细胞层分成两层或多或少平行的细胞层。内陷内卷内移分层外包原肠作用是指囊胚细胞有规则的移动，使细胞重新排列，用来形成内胚层和中胚层器官的细胞迁入胚胎内部，而要形成外胚层的细胞铺展在胚胎表面。原肠作用期的胚胎叫原肠胚。3.人类胚胎发育的胚卵期哺乳动物胚泡的着床胚泡在向子宫移动过程中体积增大，是因为因为定位于滋胚层细胞膜囊胚腔一侧的Na－K泵将外部Na+泵入腔中，最后通过渗透作用吸水使囊胚腔增大。胚胎外的透明带阻止了胚泡与输卵管壁的粘连。胚泡到达子宫时，胚胎细胞分泌strypsin（一种类胰蛋白酶)，它使透明带穿孔，胚泡从孔中挤出与子宫壁接触，通过一系列反应而着床。在2细胞时期,细胞细胞分离发生在滋胚层形成前(约受精后5天前)的分割，有独立的绒毛膜和羊膜。占同卵双生的33%。发生在滋胚层形成后但羊膜形成前(约受精后5－9天)的分割，共用绒毛膜，有独立的羊膜。占同卵双生的66%。发生在羊膜形成后(约受精9天后)的分割，共用绒毛膜和羊膜，易出现连体儿。人类的同卵双生的发生(占出生总数的0.25%)人类的连体婴儿4.人类胚胎发育的胚胎期人从受精卵到出生，共约280d，分3期，每期约3个月.第一期，胚泡种入子宫壁后，羊膜就开始发育，将胚胎包起来。约到第21天，绒毛膜和尿囊膜发生，胎盘逐渐生成。胚胎长达2mm时，3个胚层都已出现。约第24天神经系统开始发生。心脏于第21天即出现，到第30天左右心搏开始出现，从此再不停止，直至胎儿出生、成人、衰老、死亡。一个月时，胚胎达5mm左右，上肢和下肢的胚芽均出现。2个月时，胚胎长达3cm，重1g左右。各器官都初具雏形，大脑细胞已开始分化，感官也发育起来，骨骼系统也开始硬化。头大，不合比例。但此时胚胎已具人形，因而从此以后不再称胚胎而改称胎儿。由此可见，怀孕的最初2个月是器官系统建立基础的时期，2个月以后各器官系统在已有基础上继续生长，调整和完善机能。3个月后，胎儿的坐高(从头顶至臂部)可达7.5cm～9cm。外生殖器已分化，已可分辨男女。大脑皮质发育长大，感觉器官、心脏等都基本长成。胎儿已能活动，摆手、踢足。第二期，胎儿脑继续发育，大脑出现沟回，器官机能也逐渐发展。5个月时，胎儿长可达20cm，头发长出，全身覆以软毛，心搏已能听出，每分钟120～160次,此时如离开母体(流产)，尚不能成活6个月时，胎儿基本长成，此时如流产，胎儿可能成活(在保温箱中，帮助呼吸)。第三期，胎儿继续生长，神经系统和其他器官系统完善化。从7月起，胎儿体高、体重增加很快，很多神经通路形成。在母亲腹部外面已能测出胎儿大脑皮层的脑电波，故此时母亲应摄入足够的高质量蛋白质，保证胎儿的发育。由于器官、组织的机能日趋完善，胎儿的生理状态越来越接近于成人，因此能伤害母亲身体的药品以及烟、酒等能伤害此时的胎儿。5.分娩分娩时,羊膜破开,羊水流出,胎儿头先出来。胎儿头大，只要头生出，身体就很容易出来。6．泌乳婴儿出生后2天之内，乳腺无乳，只分泌一种透明液体，称为初乳，其主要成分是蛋白质和乳糖，无脂类。第3天左右，乳腺才开始泌乳。