首页畜牧兽医畜牧学家禽繁殖学 03 第二章 公畜生殖生理与精液生理.ppt

03 第二章 公畜生殖生理与精液生理.ppt

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本课件围绕公畜生殖生理与精液生理展开:先讲睾丸下降、初情期与性成熟年龄、性行为链与交配频率,再讲精子发生的四个阶段、精子在附睾内的转运成熟与贮存、血液—睾丸屏障与正常及畸形精子形态,最后讲解精液的合成与理化特性、精子的糖酵解与呼吸代谢、运动形式以及温度、渗透压、pH值、光照等环境条件对精子的影响。

第二章章节封面,标示本章讲解公畜生殖机能发育、精子发生与精液精子生理四条主线
本章目录页,列出公畜生殖机能发育与性行为、精子发生与形态、精液组成与特性、精子代谢与运动四节
第一节目录页,列出睾丸下降、初情期前发育、初情期与性成熟适配年龄、性行为四个部分
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第1页:第二章公畜生殖生理

第二章 公畜生殖生理与精液生理

第2页:本章基本内容

基本内容

  • 第一节 公畜生殖机能的发育和性行为
  • 第二节 精子的发生和形态结构
  • 第三节 精液的组成和生理特性
  • 第四节 精子的代谢和运动

第3页:第一节内容提要

第一节 公畜生殖机能的发育和性行为

  • 一、睾丸下降
  • 二、初情期前公畜生殖机能的发育
  • 三、初情期、性成熟和适配年龄
  • 四、性行为

第4页:一、睾丸下降

一、睾丸下降

胎儿期的睾丸位于腹腔内,大多数公畜在出生前或出生后不久,睾丸由腹腔通过腹股沟管进入位于腹壁的阴囊内,这一过程叫做睾丸下降。

第5页:初情期前生殖机能的发育

二、初情期前公畜生殖机能的发育

胎儿和初生阶段,睾丸的生长是缓慢的,主要是精细管索的延长。直到初情期发动阶段,精原细胞的分化和第一个精子发生系列细胞组合的出现,才使睾丸进入快速生长阶段。

第6页:初情期、性成熟与适配年龄

三、初情期、性成熟和适配年龄

初情期
公畜第一次能够排出精子的时期。
性成熟
公畜性器官、性机能发育成熟并具有受精能力的时期。
适配年龄
公畜基本达到生长完成、各器官组织发育完善,是配种的最佳时期。

第7页:性成熟与体成熟的年龄

(五)体成熟

家畜的生长基本结束,并具有成年家畜所固有的形态和结构特点,称为体成熟。

性成熟与体成熟的年龄
家畜种类性成熟体成熟
牛10~18个月2~3周岁
猪5~8个月9~12个月
绵羊6~10个月12~15个月
山羊1~10个月12~15个月

第8页:四、性行为

四、性行为

  • (一)性行为和性行为链
  • (二)性行为的引发
  • (三)影响性行为的因素
  • (四)交配频率
  • (五)性行为对繁殖的影响

第9页:性行为和性行为链

(一)性行为和性行为链

  • 性行为是家畜的一种特殊行为表现,一系列完整的性行为直接关系到配种的成败
  • 由刺激引起的性反应再引起另一种反应和刺激,这种现象称为行为链或行为序列
  • 公畜性行为一般定型并按程序表现:性激动、求偶、勃起爬跨、交配、射精、交配结束

第10页:性行为的引发

(二)性行为的引发

  • 神经和激素
  • 感官

第11页:影响性行为的因素

(三)影响性行为的因素

  • 遗传
  • 环境
  • 生理状态
  • 社群地位
  • 管理

第12页:交配频率

(四)交配频率

交配频率
在一定的时间内公畜与发情母畜的交配次数,也称交配能力。

第13页:性行为对繁殖的影响

(五)性行为对繁殖的影响

  • 对母畜生殖机能的刺激作用(雄性效应):使母畜性成熟提早;使季节性发情动物出现周期发情和排卵;使发情家畜缩短发情期和提早排卵
  • 性行为能提高受胎率

第14页:第二节精子的发生和形态结构

第二节 精子的发生和形态结构

  • 一、精子的发生
  • 二、精子在附睾中的转运、成熟和贮存
  • 三、血液—睾丸屏障
  • 四、精子的形态和结构

第15页:精子的发生与附睾成熟概述

精子是公畜性腺(睾丸)分化出来的特殊细胞。公畜到一定年龄,在垂体分泌的促性腺激素作用下分泌雄激素,使精子在睾丸中发生。刚从睾丸释放出的精子没有运动和受精能力,需在附睾中受附睾微环境的pH值、渗透压、离子、大分子物质的作用才逐步获得运动和受精能力。

第16页:一、精子的发生

一、精子的发生

精子在睾丸内形成的全过程称为精子的发生,即在精细管内由精原细胞经精母细胞到精子细胞的分化过程,包括精细管上皮细胞分裂、增殖、演变和向管腔释放,同时存在时间和空间的变化规律。

  • (一)精细管上皮的基本结构
  • (二)精子的发生过程
  • (三)精细管上皮周期和精子发生周期
  • (四)精细管上皮波

第17页:精细管上皮的基本结构

(一)精细管上皮的基本结构

精细管内衬以精细管上皮,含有足细胞和处于各个发育阶段的生精细胞。其中一类称为精原细胞,精原细胞经数次分裂形成初级精母细胞;初级精母细胞经生精细胞所特有的减数分裂变为单倍体的精子细胞。

第18页:(二)精子的发生过程

(二)精子的发生过程

第19页:第一阶段:精原细胞的分裂

1、第一阶段:精原细胞的分裂和初级精母细胞的形成

  • A型精原细胞:由性原细胞分化而来,分裂形成A1—A3型细胞,少数能分裂成A4型细胞
  • 中间型精原细胞:由A2或A3细胞分裂而成
  • B型精原细胞:由中间型细胞分裂增殖而成,最后经有丝分裂形成初级精母细胞
  • A型精原细胞是生精细胞的干细胞

第20页:第二阶段:第一次减数分裂

2、第二阶段:初级精母细胞的第一次减数分裂和次级精母细胞的形成

初级精母细胞经过第一次成熟分裂,形成两个次级精母细胞,染色体数减半,故称减数分裂。

第21页:第三阶段:第二次减数分裂

3、第三阶段:次级精母细胞的第二次减数分裂和精子细胞的形成

次级精母细胞经历的时间很短,很快进行第二次成熟分裂,形成2个精细胞。

第22页:第四阶段:精子细胞的变形

4、第四阶段:精细胞的变形和精子的形成

精细胞不再分裂,而在支持细胞的顶端、靠近管腔处经复杂的形态变化,形成蝌蚪状的精子。

第23页:精子发生阶段示意

第24页:精细管上皮生精细胞层次

第25页:精子细胞变形过程

第26页:二、附睾内的转运与成熟

二、精子在附睾中的转运、成熟和贮存

  • (一)精子形态和结构的变化
  • (二)精子运动能力和方式的变化
  • (三)受精能力的发展
  • (四)代谢方式的改变
  • (五)精子膜的改变
  • (六)精子的贮存和损耗
  • (七)精子发生的内分泌调节

第27页:精子形态和结构的变化

(一)精子形态和结构的变化

  • 精子形态的变化
  • 精子结构的变化

第28页:精子运动能力和方式的变化

(二)精子运动能力和方式的变化

精子在附睾环境中是不活动的,取样稀释或改变其离子平衡后才能观察到运动能力。来自睾丸的精子不能运动只能颤动;附睾头部的精子以转圈运动为主;当精子通过附睾时,转圈运动的精子数量逐渐减少,直线运动的精子数量迅速增加。

第29页:受精能力的发展

(三)受精能力的发展

精子只有通过附睾才获得受精能力。

第30页:代谢方式的改变

(四)代谢方式的改变

精子在睾丸内主要靠糖酵解提供能量。由于附睾中的果糖和葡萄糖含量很低、精子密度大,主要靠分解来自睾丸液和附睾液中的乳酸供应能量。

第31页:精子膜的改变

(五)精子膜的改变

  • 膜表面的电荷逐步增加
  • 膜通透性变化
  • 膜的凝集素受体改变
  • 精子表面附睾分泌物的变化

第32页:精子的贮存和损耗

(六)精子的贮存和损耗

附睾内贮存过久的精子有些会变性、分解、被吸收,另一部分精液随尿液排出。

第33页:精子发生的内分泌调节

(七)精子发生的内分泌调节

  • 自上而下的正向调节
  • 自下而上的反馈调节

第34页:三、血液—睾丸屏障

三、血液—睾丸屏障

  • (一)血液—睾丸屏障
  • (二)血液—睾丸屏障的作用

第35页:血睾屏障的组成

(一)血液—睾丸屏障

血液—睾丸屏障的主要组成部分:

  • 肌细胞层
  • 细胞间的联接

第36页:血睾屏障的作用

(二)血液—睾丸屏障的作用

血睾屏障使生殖细胞处于一种保护环境下,防止免疫细胞和有害因子对其造成危害。

第37页:四、精子的形态和结构

四、精子的形态和结构

  • (一)正常精子的形态和结构
  • (二)畸形精子和分类

第38页:正常精子的形态结构

第39页:畸形精子和分类

(二)畸形精子和分类

  • 头部畸形
  • 中段畸形
  • 尾部畸形

第40页:第三节精液和精子生理特性

第三节 精液和精子生理特性

  • 一、精液的合成与排出
  • 二、精清的主要化学成分
  • 三、精清的生理作用
  • 四、射精各阶段精液组成的变化
  • 五、精液的生物物理学特性

第41页:精液的合成与排出

一、精液的合成与排出

精液中的精清主要来自副性腺的分泌物,此外还有少量的睾丸液和附睾液。

第42页:精清的主要化学成分

二、精清的主要化学成分

  • 糖类
  • 蛋白质、氨基酸
  • 酶类
  • 酯类
  • 维生素和其他有机成分
  • 无机离子

第43页:精清的生理作用

三、精清的生理作用

  • 稀释来自附睾的浓密精子,扩大精液容量
  • 调整精液pH值,促进精子运动
  • 为精子提供营养物质
  • 对精子保护作用
  • 清洗尿道和防止精液倒流

第44页:射精各阶段精液组成的变化

四、射精各阶段精液组成的变化

同一公畜短期内多次射精可改变精液的质量,同一次射精的不同阶段精液的组成也会有明显变化,对射精量大的猪、马尤为明显。

第45页:精液的生物物理学特性

五、精液的生物物理学特性

  • 渗透压
  • pH值
  • 比重
  • 透光性
  • 黏度
  • 导电性

第46页:第四节精子的代谢和运动

第四节 精子的代谢和运动

  • 一、精子的代谢
  • 二、精子的运动
  • 三、环境条件对精子的影响
  • 四、精子的凝集

第47页:一、精子的代谢

一、精子的代谢

  • (一)精子的糖酵解
  • (二)精子呼吸
  • (三)精子对酯类的代谢
  • (四)精子对蛋白质和氨基酸的代谢

第48页:精子的糖酵解

(一)精子的糖酵解

  • 无氧情况下:果糖酵解成为乳酸获得能量;交配时家畜生殖器内基本是无氧环境,精子活动主要靠这种酵解供能
  • 有氧情况下:果糖先酵解成丙酮酸,再经三羧循环转变为CO2和H2O获得能量
  • 果糖酵解过程:无氧时丙酮酸变成乳酸,有氧时进入三羧循环

第49页:精子呼吸

(二)精子呼吸

  • 在有氧时,精子消耗氧进行呼吸,呼吸主要在尾部进行,机理与多数组织细胞的呼吸代谢相似
  • 按三羧循环,丙酮酸经乙酰辅酶A反应生成柠檬酸,最后释放大量游离能重新合成高能磷酸键
  • 有氧条件下获得能量的途径:外源性呼吸,即氧化外源性基质获得能量

第50页:精子对酯类的代谢

(三)精子对酯类的代谢

当精子外源呼吸的机制枯竭时,可通过呼吸作用氧化细胞内的磷脂维持生存:先将磷脂分解产生脂肪酸,再氧化而获得能量。

第51页:精子对蛋白质和氨基酸的代谢

(四)精子对蛋白质和氨基酸的代谢

正常情况下,精子不从蛋白质成分中取得能量;精子对蛋白质的分解表明精液已开始变性。

第52页:二、精子的运动

二、精子的运动

  • (一)精子的运动形式
  • (二)精子运动速度

第53页:精子的运动形式

(一)精子的运动形式

精子的运动形式与性质
运动形式表现性质
直线前进运动按直线方向前进运动正常运动
旋转运动按圆周作转圈运动异常运动
摆动在原地作微弱摆动—

第54页:精子运动速度

(二)精子运动速度

  • 与温度的关系:37℃环境中每秒前进速度比低于37℃时快
  • 运动速率受精子密度和精液黏度的抵抗
  • 与运动趋性的关系:趋逆性,精子在静止液体中无固定方向但能逆液流前行;趋异性,精液中有异物时精子向异物边缘运动

第55页:环境条件对精子的影响

三、环境条件对精子的影响

  • (一)温度
  • (二)渗透压
  • (三)pH值
  • (四)光照
  • (五)电解质
  • (六)振动
  • (七)常用化学药物

第56页:温度与精子活力

(一)温度

  • 0—5℃时精子往往停止运动,代谢与活动力受抑制,升温后可恢复运动
  • 10℃时精子能运动;37℃时活动相当活泼,但只能维持几个小时
  • 高于体温时运动异常强烈但很快死亡;55℃时精子很快失去活力,蛋白质凝固而死亡
  • 低温时代谢受抑制,温度恢复后仍能保持活力

第57页:精子的冷休克

低温保存与冷休克

  • 低温保存精液时降温不可太突然,否则精子很快失去活动力且不能复苏
  • 冷休克致死原因:ATP迅速破坏且不能再合成,严重影响酵解和呼吸
  • 冷休克时精子细胞膜受破坏、渗透压升高,使细胞内K+外漏

第58页:渗透压与精子形态

(二)渗透压

精子与其周围液体基本等渗,大致与血浆渗透压相同。精清中盐类浓度升高则渗透压升高,易使精子水分脱出,尾部呈锯齿状、头部缩小;低渗透压则使精子头部膨大、尾部圆形弯曲。一般来说,低渗比高渗危害更大。

第59页:pH值与精子存活

(三)pH值

精子生存需要一定的酸碱度范围。pH偏低(弱酸性)时精子活动受抑制,呼吸与糖酵解降低,呈假死状态暂时不活动;pH偏高(碱性)时活动、呼吸与代谢增强,容易耗费能量而不能持久。精液保存时常加入柠檬酸盐、磷酸盐等缓冲剂调整pH值。

第60页:光照对精子的损害

(四)光照

  • 短时间日光照射虽能刺激精子摄氧和活动力,但有害作用为主:引起光化学反应产生过氧化氢使精子中毒死亡,直射光线为甚
  • 精液中常加入过氧化氢酶以破坏形成的过氧化氢
  • 紫外线降低受精能力并可杀死精子,实验室日光灯也有不良影响;X射线同样破坏、杀死精子

第61页:电解质对精子的影响

(五)电解质

  • 离子浓度影响精子的代谢和运动,一般阴离子损害力大于阳离子
  • 少量离子浓度能促进呼吸、糖酵解和运动,大量时则产生抑制作用
  • 阴离子使细胞表面失去脂类并可能增多精子凝集性;细胞膜对Na+、K+等渗透性很小

第62页:振动对精子的危害

(六)振动

轻微振动对精子的危害不大,剧烈振动则使危害增加。

第63页:常用化学药物的影响

(七)常用化学药物

一些消毒剂、防腐剂对精子都有破坏作用。

第64页:四、精子的凝集

四、精子的凝集

  • (一)理化因素
  • (二)免疫学作用
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