第二部分公畜生殖生理教材课程

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1、第二章公畜生殖生理,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,第一节 雄性动物生殖机能的发育和性行为,一、睾丸下降 二、初情期前雄性动物生殖机能的发育 三、初情期、性成熟和适配年龄 四、性行为,一、睾丸下降,胎儿期的睾丸位于腹腔内,大多数雄性动物在出生前或出生后不久,睾丸才有腹腔通过腹股沟管进入位于复辟的阴囊内,这一过程叫做睾丸下降(descent of testicle）。,三、初情期、性成熟和适配年龄,（一）、初情期puberty：是指雄性动物第一次能够排出精子的时期。 （二）、性成熟sex matu

2、rity：是指雄性动物性器官、性机能发育成熟,并具有受精能力的时期。 （三）适配年龄：是指雄性动物基本上达到生长完成的时期，各种器官组织都已发育完善，是配种的最佳时期。 （四）初情期内分泌调节：,（五）体成熟：是指动物的生长基本结束，并具有成年动物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,四、性行为（Sexual behavior),(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,(一).性行为和性行为链,性行为是动物的一种特殊行为表现，而一系列完整的性行为直接关系到配种的成败。 由于特殊刺激引起的性反应

3、，可由这些反应再引起另一种反应和刺激，这种现象称为行为链（beharior chain）或行为序列。 雄性动物的性行为表现一般是定型的，而且按一定的程序表现出来，大体上是经过有性激动，求偶，勃起爬趴，交配，射精，交配结束，叫性行为链（Sexual behavior chain)。,(二).性行为的引发,1、神经和激素 2、感观,(三)影响性行为的因素,1、遗传 2、环境 3、生理状态 4、社群地位 5、管理,(四)交配频率,交配频率是指在一定的时间内，公畜与发情母畜的交配次数，也称交配能力（serving campacity）。,（五）性行为对繁殖的影响：,1.性行为对雌性动物生殖机能的刺激作

4、用-“雄性效应”。 在一群雌性动物中突然出现一只雄性动物，可能出现如下效应：使雌性动物性成熟提早；使季节性发情的动物出现周期发情和排卵；使发情动物缩补发情期和提早排卵。 2.性行为能提早受胎率： 如母羊配种后，在接触结扎输精管的公羊.受胎率提高10%。,第二节 精子的发生和形态结构,一、精子的发生(spermatogenesis） 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,精子（sperm）是雄性动物性腺（睾丸）分化出来的特殊细胞，雄性动物到一定年龄，睾丸垂体分泌的促性腺激素的作用下分泌雄激素，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

5、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。,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。（或：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称为精子的发生。）包括精细管上层细胞分裂、增殖、演变和向管腔释放等过程，同时也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,（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(spermatogonium)。精原细胞在经数次分裂形成初级精母细胞(pr

6、imary spermatocyte)。初级精母细胞在经种细胞所特有的减数分裂(meiosis)变为单倍体的精子细胞(spermatid)。,（二）精子的发生过程,第一阶段：精原细胞的分裂和初级精原细胞的形成,精原细胞可分为三类：A 型精原细胞：由性原细胞分化而来的称为 A型细胞，由它分裂行成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值而成，最后由B型精原细胞有丝分裂初级精母细胞。 A型精原细胞是生精细胞的干细胞。一个生精干细胞是通过第一次有丝分裂，产生两个新的A型精原细胞，其中一个A型精原细胞再分裂产生两个A型精原细胞

7、，而另一个A型精原细胞则分裂产生两个中间型精原细胞，继而又先后分裂分化形成B 型精原细胞及初级精母细胞。所以在精原细胞增殖时有一部分A型精原细胞不再继续分裂，而是保留下来，成为新的精原干细胞。,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。,第三阶段：初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 。,第四阶段：精细胞的变形和精子的形成，也称精子的形成,精细胞不再分裂，而在支持细胞的顶端，靠近管腔经复杂的形态变化，形成蝌蚪状的精子。,

8、（三）精细管上皮周期和精子发生周期,精子发生过程中,在精细管任何一个断面上都存在着精子发生系列中不同类型的生精细胞,这些细胞群中的细胞类型是不断变化的都周期性的.,（四）精细管上皮波,精细管上皮波是指在精细管的纵长方向细胞组合排列状态所显示的变化规律。反映的是精细管上皮的“空间”或距离的变化规律。,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,（一）精子形态和结构的变化,1.精子形态的变化 2.精子结构的变化,（二）精子运动能力和

9、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，才能在体外观擦其运动的能力和方式。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，而直线运动的精子数量迅速增加。,（三）受精能力的发展,精子只有通过附睾才获得受精能力。,（四）代谢方式的改变,精子在睾丸内主要靠糖酵解的方式提供能量。由于附睾中的果糖和葡萄糖含量很低，精子的密度有大，主要靠分解来自睾丸液和附睾液中的乳酸，供应精子所需的能量。,（五）精子膜的改变,1.膜表面的电荷逐步增加 2.膜通透性变化 3.膜的凝集素受体改变 4精子表面附睾分泌物的变化,（六）精子的贮

10、存和损耗,附睾内贮存过久的精子有些会变性、分解、被吸收，而另一部分精液随尿液排出。,（七）精子发生的内分泌调节,1.自上而下的正向调节 2.自下而上的反馈调节,三、血液睾丸屏障,（一）血液睾丸屏障 （二）血液睾丸屏障的作用,（一）血液睾丸屏障,血液睾丸屏障的主要组成部分： 1.肌细胞层 2. 细胞间的联接,（二）血液睾丸屏障的作用,血睾屏障是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。,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,（一）正常精子的形态和结构,1、头：家畜精子的头部呈椭圆形。 细胞核 顶体 核后帽细胞质膜 2、颈：连接头部和尾部，由近

11、端中心小体，基粒，厚纤维组成。是精子最脆弱的部分，易脱落形成无尾精子。 3、尾：精子的运动主要靠尾的鞭索状波动，而使精子推向前进。,（二）畸形精子和分类,1、头部畸形 2、中段畸形 3、尾部畸形,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、射精个阶段精液组成的变化 五、精液的生物物理学特性,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副睾液。,二、精清的主要化学成分,（一）糖类 （二）蛋白质、氨基酸 （三）酶类 （四）酯类 （五）维生素和其他有机成分 （六）无机离子,三、精清的生理作用,（一）稀释来自副睾

12、的浓密精子，扩大精液容量 （二）调整精液PH值，促进精子运动 （三）为精子提供营养物质 （四）对精子保护作用 （五）清洗尿道和防止精液倒流,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，而且同一次射精的不同阶段精液的组成也会有明显的变化，对射精量大的家畜猪、马尤为明显。,五、精液的生物物理学特性,（一）滲透压 （二）PH值 （三）比重 （四）透光性 （五）黏度 （六）导电性,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,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

13、基酸的代谢,（一）精子的糖酵解,1无氧情况下：在无氧情况下，果糖酵解成为乳酸而获得能量，在交配时，家畜生殖器内基本上是无氧环境，精子的活动主要是通过这种酶解来提供能量。 2有氧情况下：在有氧的情况下，果糖首先酵解成丙酮酸，然后经过三羧循环转变为CO2和H2O，而获得能量。3果糖酵解过程：在无氧的情况下丙酮酸变成乳酸，在有氧情况下则抑制乳酸形成，而是丙酮酸经一系列循环。,（二）精子呼吸,在有氧时，精子即消耗氧进行呼吸。 1.呼吸过程：精子呼吸主要在尾部进行呼吸机理和大多数组织细胞进行的呼吸代谢过程相似。可按三羧循环，即丙酮酸，然后的乙酰辅酶A和乙酸反应得柠檬酸，然后经过一系列过程，最后释放大量游

14、离能重新合成高能磷酸键。 2精子在有氧情况下活动获得能量的途径：外源性呼吸-氧化外源性基质获得能量内源性呼吸-在没有了外源性基质时，利用本身细胞内所含的磷脂获的能量。,（三）精子对酯类的代谢,当精子外源呼吸的机制枯竭时，课通过呼吸作用氧化细胞内的磷脂维持生存。精子先将磷脂分解，产生脂肪酸，再氧化而获得能量。,（四）精子对蛋白质和氨基酸的代谢,在正常情况下，精子不从蛋白质的成分中取得能量，精子对蛋白质的分解表明精液已开始变性。,二、精子的运动,（一）精子的运动形式 （二）精子运动速度,（一）精子的运动形式,1.直线前进运动：精子按直线方向前进运动。属于正常运动。2.旋转运动：精子按圆作转圈运动。

15、异常运动。3.摆动：精子在原地作微弱摆动。,（二）精子运动速度,影响精子运动速度的有关因素: 与温度关系：精子在37摄氏度环境中每秒前进的速度率比低于37摄氏度环境中的速度快。 精子的运动速率受精子密度和精液粘度的抵抗。 与精子运动趋性关系：a、趋逆性（或趋流行）：精子在静止液体中运动没有固定的方向，但能向着液流逆行。 b、趋异性：当精液中有异物存在时，精子有向异物边缘运动的趋势。c、趋化性：精子运动时有趋向化学物质的趋势。,三、环境条件对精子的影响,（一）温度 （二）滲透压 （三）PH值 （四）光照 （五）电解质 （六）振动 （七）常用化学药物,（一）温度,在0-5时精子往往停止运动，在这个

16、温度精子的代谢，活动力都受到抑制，当温度升高以后，精子又可能恢复运动，10时精子能运动。37时精子活动相当活泼，但只能维持几个小时。高于体温时，精子运动异常强烈，但很快就死亡；55 ，精子很快就会失去活力，往往使精子蛋白质凝固而很快死亡。低温时，精子的代谢活动受到抑制，当温度恢复时，仍能保持活力，继续进行代谢，这正是精液冷冻和低温保存的主要理论依据。,低温保存精液时，在降低温度时要防止温度下降太突然，否则，精子很快就失去活动力，而且精子不能复苏。温度突然下降，使精子受到冷的刺激，产生温度性冷休克，导致精子死亡。 造成精子冷休克死亡的原因是：当精子受到冷休克后，能使ATP迅速破坏，而且不能再使它合成，以至严重影响酵解和呼吸。精子发生冷休克时精子细胞膜受到破坏，渗透压升高，往往使细胞被的K+和蛋白质渗出，严重地损害了细胞的结构。 防止冷休克的措施：采取逐渐降温方法；在稀释液中加入防冷刺激剂卵黄和奶类。,（二）渗透压,按精子与其周围的液体基本上是等渗透压，大致和血浆的渗透压相同，如果精清部分盐类浓度升高，则渗透压必高，容易引起精子本身的水分的脱出，致使尾部呈锯齿状，头部缩小，反之