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你对精子的了解深吗

发布时间:2017-03-18 来源:本站原创 点击:

精子分动物精子与植物精子,动物有性生殖过程中的雄性细胞,雄性动物的生殖细胞,异配生殖中的雄配子,由精子器产生的单倍体生殖细胞,而生活中精子更多是指男性成熟的生殖细胞,在精巢中形成。各种动物的精子可以分为典型和非典型两类,典型的一般为蝌蚪状,头部近圆柱形(各种动物不尽相同),尾部细长,如鞭毛;非典型的精子形态多样但均缺乏鞭毛。一个尚无解释的现象是所谓变异型精子的产生。

精子形态

因植物种类而异,有双鞭毛精子、多鞭毛精子和无鞭毛精子等。原始陆生植物苔藓和低等维管植物石松与卷柏一般为双鞭毛游动精子;水韭、木贼、真蕨和裸子植物中的苏铁和银杏则为多鞭毛游动精子。每个精子有 100根以上的鞭毛,而苏铁目泽米属的一个游动精子约有1~1.2万根鞭毛。苏铁和银杏的精子形似陀螺,远极端呈螺旋带状,大量鞭毛丛生于螺旋带上。螺旋带的轮数有所不同:泽米属6轮,苏铁属5轮,银杏属3轮。裸子植物的松柏目及买麻藤目和被子植物的精子不具鞭毛。在维管植物中,体积最大的精子是苏铁类(泽米属)植物的一种(Zamia chigua),其直径约400微米。

精子运动

具鞭毛的精子可以游动,游动精子释放后,在22~25℃下可活动1小时左右。一旦精子到达卵细胞,具鞭毛的带状结构便自行脱落,然后精细胞核直接与卵接触。至于不具鞭毛的精子是否能够自主运动,还有不同的看法。各种植物的精子器或雄配子体产生的精子数目有很大差异:水韭的一个精子器可产生 4个精子,卷柏128~256个,瓶尔小草(厚囊蕨类)几千个,里白(薄囊蕨类)几百个;种子植物的雄配子体一般只产生两个精子。

演化趋势总的趋势是由具鞭毛的游动精子,逐渐简化成不具鞭毛的精细胞。精子的活动方式也由靠鞭毛游动到借花粉管输送精子。如低等维管植物的受精作用,必须在具备一定水分的条件下进行。这在一定程度上反映了藻类植物的水生习性。而苏铁和银杏精子,虽然保持藻类和低等维管植物具鞭毛的特点,但精子已过渡到借助花粉管输送。到了裸子植物的松杉类和被子植物,精子的移动则摆脱了水分条件的限制,完全靠花粉管输送。一个尚无解释的现象是所谓变异型精子的产生。

在哺乳类(包括人类)、鸟类、两栖类、鱼类、昆虫和环节动物,同一个体中,不是由于退化或病理的原因,除典型的精子而外,还产生特小、特大、或者甚至不只一条鞭毛的变异型。海产和淡水前鳃类(软体动物)的变异型精子的形状与正常的完全不同。共同特点是缺乏鞭毛,但是其形状却相差悬殊。这种精子在无脊椎动物中分布很广。有的,如低等甲壳类的精子,是圆球状或带状,比典型精子更象一个细胞。有的则长出许多细而长的突起,可能有助于附着,使其在孵化腔中不至被水流冲掉;高等甲壳类的精子形状较为复杂,除细长的突起外,还有几丁质的囊。线虫纲动物的非典型精子比较简单的象变形虫,马副蛔虫的精子则具有独特的晶状体。由于非典型精子大多形状简单,使人容易认为它们是停留在精子形成的早期阶段。但是经过比较研究,例如在有些精子中仍然可以看到中心粒以及由此生出的鞭毛(虽然未长出体外)。一般认为,这种简单形状是退化而来的次生性状。

精液精子人类男性的精液由精子和精浆组成,精子由睾丸产生,精浆由前列腺、精囊腺和尿道球腺分泌产生。精浆里含有困糖和蛋白质,是精子的营养物质。另外,精浆里还含有前列腺素和一些酶类物质。正常的精液呈乳白色或淡黄色,每毫升为精液中的精子数一般在6千万至2亿个。有活动能力的精子占总数的60%以上。畸形精子应总数的10%以下。在室温下精子活动力持续3-4小时。精液是一种有机物。精液中含有困糖和蛋白质、以及一些酶类物质、无机盐和有机盐。精子发育精子是男性成熟的生殖细胞,在精巢中形成。人类成熟精子形似蝌蚪,长约60微米,由含亲代遗传物质的头和具有运动功能的尾所组成,分头、颈、中、尾四部分。

畸形精子包括头、体、尾的形态变异,或头体混合畸形。头部畸形有巨大头、头部核和胞浆倒转,蘑菇样头、双头;体部畸形有体大而粗、楔形、三角形等;尾部畸形有粗尾、粗短而分叉尾及双尾;头体混合畸形有头体增大、核畸形变长及头体混合变长等。从精原细胞发育为精子的过程,这过程在高等动物中大致相似,都是在睾丸的曲细精管(生精小管)内进行的。哺乳类的精原细胞可以作为干细胞增生繁殖,产生新的干细胞并能产生进行分化的细胞;这不仅保存了干细胞本身的世代,并且能源源不断地产生分化细胞,再由后者产生初级精母细胞。至于它们经过多少次有丝分裂产生出初级精母细胞,各类动物不尽相同。除最早的精原细胞以外,在精子发生过程中每次有丝分裂之后,细胞质都不完全分开,细胞之间有间桥相连,形似合胞体。这可能有利于细胞之间维持严格的同步性,有利于同时产生大量的精子。

精母细胞产生后,进入生长期,体积增大,此时称为初级精母细胞。它们的细胞核合成 DNA,染色质发生一系列的复杂变化,准备第一次成熟分裂(见减数分裂)。分裂后每个初级精母细胞产生两个与体细胞DNA数相同的次级精母细胞。后者不复制 DNA,经过较短时间的停留,就进入第二次成熟分裂,形成两个精子细胞。所以一个初级精母细胞经过两次成熟分裂形成四个单倍体精子细胞。在各种动物精子发生中只有这个阶段大体相似。由精子细胞成为精子的过程叫精子形成,也称为精子变态。这一过程极为复杂,主要是细胞核和细胞器发生急剧变化。细胞核中核蛋白成分发生显著变化,导致染色质致密化,核的体积缩小。在有些动物中鱼精蛋白取代了核中的组蛋白。高尔基器、中心粒和线粒体变化也很大。由一系列小泡所组成的高尔基器,其中有些小泡中产生顶体前颗粒。小泡不断扩大合并成较大液泡,覆盖于核的前端,并进一步演变为帽状顶体。顶体前颗粒也汇集成较大的、显示粘多糖反应的顶体颗粒。

中心粒在高尔基器变化的同时一分为二并相互移开,近端中心粒位于核后端的凹陷中,远端中心粒形成鞭毛的轴丝,以后消失。线粒体则重新分布,围绕着轴丝形成螺旋。这种运动与线粒体周围的肌动蛋白纤维有关。在这些变化的同时,大部分细胞质聚集到颈部,仅通过一细柄与精子相连。这时精子的尾部已从后端长出,当此细柄断开时,精子即与细胞质(称为残体)脱离进入到曲细精管的管腔中。精子发生的全部过程与支持细胞有密切关系。曲细精管上皮由长柱状、底部较宽顶部较窄的支持细胞和生殖细胞组成。精母细胞处于支持细胞与曲细精管的基膜之间,二者之间有桥粒样连接相连(见细胞间连结)。进行成熟分裂的精母细胞逐渐向精细管的管腔移动,这主要是靠支持细胞本身的运动(可能与其中丰富的微丝有关)。各级精母细胞位于支持细胞的凹窝中,或两个相邻支持细胞形成的凹窝中,并且与支持细胞的细胞膜形成间隙连接,借此相连。各级精母细胞按照成熟的程度排列,处于变态中的精子细胞更靠近顶部。在这里,支持细胞通过两种结构与精子细胞发生联系:一是外质中的肌动蛋白纤维形成的连接结构;另一种是球带状复合体,后者是支持细胞的顶部表面和精子细胞的头部表面共同形成的。由于从精原细胞不断产生精母细胞进行置换,因而产生出这样精确的排列。

运动方式有几种类型的精子运动,但最常见的有两种,一种是直接朝前运动,精子实际上是朝前游动;第二种运动是摆动,精子只摆动尾,却不前进。附睾精子和射精精子的运动类型是不同的。射精液不同组分中的精子,其运动类型也不一样。由于精子的运动速度在射精液的最初一部分中比较高,所以常用射精液富含精子的开始一部分进行人工受精。当精子遇到附睾液、精浆、宫颈粘液、子宫内膜液、输卵管液和腹腔液等的离子微环境变化和生物物理状态变化时,精子运动类型也有着变化。在有输卵管粘液和卵泡液的情况下,精子运动速度加快。前列腺分泌液和精囊腺分泌液之间的最适比例关系对精子的活力和运动也有影响。精囊腺分泌液含有几种对精子运动和活力有损伤作用的成分;而前列腺分泌液则刺激精子运动。把激肽或激肽释放酶与精液样品混在一起,可改善精子的运动能力。有规律地把激肽释放酶连续给精子少的病人服用几个月,可增加精液的精子数,并改善精子的活力。

任何一次射入女性生殖道的几亿精子只有不到100个精子能运行到受精部位。精子鞭毛以一种协调顺序反复传播正弦波。这样,以鞭毛内产生的能量来调节精子的运动。鞭毛有解剖学上纵行排列的收缩蛋白质、粗大纤维和与它相关联的微丝及微管。因此为了克服诸如宫颈粘液这样的粘性腔液的阻力,久需要有这样的推动力。精子细胞为了有效地向前运动,必须使运动波达到协调,并作为发育过程中的一个结果保持下来。关于精子尾运动的三维空间模型,有许多相互矛盾之处,这可能是因为拍下来的照片基本上都是二维结构。但是,共识认为,在一平面上有一个主要的波状运动从基部传到尖端,该平面相当于精子头的宽面;附加在这个运动波上的一个旋转成分引起一种螺旋形运动。但是还不清楚这一旋动成分是顺时针方向还是反时针方向的。当从基部向尖端看时,人精子头与头的凝集常向反时针方向转动,也就是与轴丝外周纤维的小臂方向相反。如果轴丝以某种方式传导一个收缩脉冲的话,那么这一冲动将会沿同一方向通过这条轴丝。精子内有在肌肉收缩中起重要作用的三磷酸腺苷和三磷酸腺苷酶(ATP酶),它们在生能反应和精子运动之间建立了联系。就象ATP在肌纤维收缩时提供大量能量一样,ATP的分解为精子纤维收缩提供大量所需的能量。精子消耗的ATP,可以通过果糖酵解生能反应和呼吸作用得到补充。


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