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简答题请简述动物精子和卵细胞形成、受精和受精卵分化的过程。
  • 精原细胞(spermatogonia)连续进行有丝分裂形成多个精原细胞,其中的一部分分化成为初级精母细胞(primary spermatocyte),并进入减数分裂前期。然后初级精母细胞向曲精小管中心推移,经过染色体联会和交换,分裂成为2个次级精母细胞(secondary spermatocyte)。2个次级精母细胞再经过一次减数分裂,形成了4个单倍体的精细胞(spermatid),每一个精细胞分化发育成一个精子。
    在女性婴儿阶段,两个卵巢中就有约40 万个初级卵母细胞,它们停留在第一次减数分裂前期I 阶段,女性进入性成熟期,初级卵母细胞进行第一次减数分裂形成一个较大的次级卵母细胞和一个较小的极体。从卵巢中排出的次级卵母细胞进入输卵管,在输卵管中进行第二次减数分裂,形成一个较大的卵细胞和另一个不能受精的极体。
    受精时,精子头部的顶体泡释放水解酶使卵子最外层局部胶质膜溶解。当精子到达卵黄膜时,其表面特定的蛋白质分子与卵黄膜上特有的受体蛋白结合,这种识别性的结合确保了只有同种动物的精子和卵子才能结合。精子穿过透明带后,精子的质膜与卵子原生质膜融合,精子的细胞核进入到卵中,并且很快与由次级卵母细胞核一分为二产生的卵核融合,最终产生一个二倍体的合子。一旦一个精子的质膜与卵子的部分质膜融合,整个卵子的原生质膜便立即发生变化,卵黄膜变硬,使得其他精子不能进入卵子,从而保证了卵子只能接受一组染色体成为2n受精卵。
    在受精后大约24h受精卵开始进行同步分裂,一个受精卵通过细胞核分裂和细胞质分裂形成二分裂球,二分裂球再分为四分裂球,四分裂球再分为八分裂球,等等。分裂的结果首先形成一个多细胞的桑椹胚。早期的卵裂细胞间期很短,几乎没有细胞的生长。在受精后的第六天左右,卵裂就已经形成了一个100多个细胞的球体并到达子宫。桑椹胚继续发育,结果使细胞以单层排列在球体的表面,动物极有一内细胞团,球中央腔内充满了液体,形成了囊胚。植入子宫壁的囊胚通过表面一层滋养细胞层为胚胎提供来自母体的营养和O2,滋养细胞层发育成为绒毛膜,最终成为胎盘的一部分。囊胚内的一团细胞进一步发育成为胚胎。胚胎的发育是从囊胚继续分裂并分化成为内、中、外三个胚层开始的,此时原肠胚形成了。虽然原肠胚的内胚层、中胚层和外胚层的所有的细胞仍然很相似,但在以后的继续分化中,却衍生成为具有不同细胞结构和功能的组织、器官和系统。具体来说,外胚层主要分化形成胎儿皮肤的表皮层、神经系统和口腔与鼻腔的上皮组织等;内胚层将分化形成胎儿的各内部器官的上皮和内皮;胎儿的其他组织器官主要由中胚层分化而形成。
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