動物繁殖學(xué)課件第03章

1、雄性動物生殖生理第三章第三章 雄性動物生殖生雄性動物生殖生理理動動 物物 繁繁 殖殖 學(xué)學(xué)雄性動物生殖生理主要內(nèi)容主要內(nèi)容u雄性動物的性機能發(fā)育和性行為u精子的發(fā)生和成熟u精子形態(tài)結(jié)構(gòu)與生活力u精液的組成及理化特性 雄性動物生殖生理第一節(jié)第一節(jié) 雄性動物性機能發(fā)育雄性動物性機能發(fā)育u初情期與性成熟u適配年齡u繁殖機能停止期雄性動物生殖生理1.初情期upuberty：指雄性個體第一次釋放有受精能力的精子，并表現(xiàn)出完整性行為序列的時期。u此時，公畜進入最為迅速的生長階段，開始具有使母畜受孕的能力，但精子活力和正常精子數(shù)低于性成熟者；一、初情期與性成熟雄性動物生殖生理u意義：標志著公畜和母畜具有初步

2、的繁殖能力。初情期年齡越小，表明動物性早熟。u特點：繁殖力低，生殖器管發(fā)育迅速。u應(yīng)用：（1）繁殖力低,不可作為種用青春不育（2）公母應(yīng)分群飼養(yǎng)，防止誤配；（3）加強營養(yǎng)，確保體格及生殖器官發(fā)育的營養(yǎng)需要雄性動物生殖生理u性成熟期：青年公畜經(jīng)過初情期后，身體和生殖器官進一步發(fā)育，已具備成熟和完善生殖機能的時期，標志著動物個體達到具有正常繁殖能力的時期。u體成熟(body maturity):是指動物各種器官發(fā)育完善，機能正常的年齡2.性成熟雄性動物生殖生理u初情期年齡性成熟年齡體成熟年齡u以牛為例，初情期年齡12月齡，性成熟年齡18月齡；體成熟年齡2-3歲左右。u以人為例，初情期年齡12-13

3、歲，性成熟年齡15-18歲；體成熟年齡20歲左右。3.性成熟與體成熟的關(guān)系雄性動物生殖生理各種雄性動物性成熟和體成熟的時間畜種畜種性成熟期性成熟期( (月月) )體成熟期體成熟期( (月月) )牛牛10-1810-1824-3624-36水牛水牛18-3018-3036-4836-48豬豬3-63-69-129-12羊羊5-85-812-1512-15兔兔3-43-46-86-8馬馬18-2418-2436-4836-48雄性動物生殖生理二、適配年齡二、適配年齡u適配年齡：根據(jù)品種、個體發(fā)育及繁殖能力等，確定適用于配種的公畜年齡。u應(yīng)用: 1.種畜適配年齡應(yīng)晚。 2.商品畜適配年齡可適當(dāng)提前。

4、 3.用于后評定的種畜采精在性成熟時進行，但頻率不可過高。雄性動物生殖生理三、繁殖機能停止期三、繁殖機能停止期u因衰老、疾病等因素導(dǎo)致公畜繁殖機能停止的時期。u一般在種用性能下降時即淘汰。雄性動物生殖生理第二節(jié)第二節(jié) 雄性性行為雄性性行為u性行為的表現(xiàn)u引起性行為的機理u影響性行為的因素雄性動物生殖生理(1)性激動： (2)求偶：(3)交配：包括勃起、爬跨和交合等幾個連續(xù)發(fā)生而緊密結(jié)合的性反射。(4)射精：(5)性失效：一、性行為的表現(xiàn)(性行為序列)雄性動物生殖生理u行為鏈：動物的上述性行為是按照一定的順序確定進行的，將動物固定的有順序發(fā)生性行為的過程，稱為性行為鏈(sexual behavi

5、or chain) 。u不同年齡動物性行為特點：初情期動物性行為鏈尚未形成，常發(fā)生異常性行為，需要進行調(diào)教、引導(dǎo)；成年公畜具有正常固定的性行為鏈。雄性動物生殖生理雄性動物生殖生理u感官刺激：嗅覺、視覺和聽覺刺激，觸覺刺激 u激素: 直接對公畜的中樞神經(jīng)系統(tǒng)起著性刺激作用而導(dǎo)致性行為產(chǎn)生的激素，主要是雄激素(季節(jié)性或非季節(jié)性動物)u神經(jīng)系統(tǒng): 將激素與感官刺激結(jié)合并轉(zhuǎn)化為性沖動二、引起性行為的原因二、引起性行為的原因雄性動物生殖生理u遺傳因素:不同種類、品種、個體間都存在著性行為形式或強度的很大差異。u公畜體況和性經(jīng)驗:u環(huán)境因素: 影響性行為的正常表現(xiàn)。u母畜狀態(tài): 母畜的性生理狀態(tài)、體型和毛

6、色等，也影響著公畜性行為。三、影響性行為的因素雄性動物生殖生理第三節(jié)第三節(jié) 精子的發(fā)生和成熟精子的發(fā)生和成熟u精子的發(fā)生u精子在附睪內(nèi)的成熟與貯存u精子的形態(tài)結(jié)構(gòu)與生活力 u精液雄性動物生殖生理一、精子的發(fā)生一、精子的發(fā)生 1. 精子發(fā)生過程 指精子在睪丸內(nèi)產(chǎn)生的全過程，包括精細管上皮的生精細胞由精原細胞經(jīng)過精母細胞到精子細胞的增殖發(fā)育過程和精子形成過程。u精原細胞增殖u精母細胞發(fā)育與成熟分裂u精子的形成雄性動物生殖生理1.1 1.1 精原細胞的增殖精原細胞的增殖u位置：最外層，緊貼基底膜。分為三類：- A A型：型：最外層，橢圓形，形狀較大，胞質(zhì)少，最外層，橢圓形，形狀較大，胞質(zhì)少，核內(nèi)染色

7、質(zhì)分布均勻。核內(nèi)染色質(zhì)分布均勻。- 中間型：中間型：呈圓形，體積較大，著色淺，有呈圓形，體積較大，著色淺，有1-1-2 2個核，胞質(zhì)無糖元。個核，胞質(zhì)無糖元。- B B型：型：圓形核，不規(guī)則核仁，形狀小，脫離基圓形核，不規(guī)則核仁，形狀小，脫離基底膜。底膜。雄性動物生殖生理u初級精母細胞經(jīng)兩次成熟分裂形成4個精細胞。u第一次：染色體數(shù)目減半，成為單倍體。u第二次：染色體不再復(fù)制DNA，染色單體的著絲點斷裂，形成2個單倍體精子細胞（精細胞）1.2 精母細胞及其成熟分裂雄性動物生殖生理雄性動物生殖生理雄性動物生殖生理雄性動物生殖生理/c4b/11/hu

8、m11.4.htm#2雄性動物生殖生理雄性動物生殖生理雄性動物生殖生理1.3 1.3 精子形成精子形成u指精子細胞發(fā)生復(fù)雜的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化而成為精子的過程（圓形精細胞形成蝌蚪狀的精子）u精子細胞形成后不分裂，附著在支持細胞頂端。u精子形成包括：頂體發(fā)生(高爾基復(fù)合體)、核的濃縮、拉長、尾的形成(中心小體及線位體)及多余細胞質(zhì)的脫落等。雄性動物生殖生理雄性動物生殖生理雄性動物生殖生理2.2.精子發(fā)生周期精子發(fā)生周期 從A型精原細胞直至精子細胞變成精子的過程所需要的時間。u豬豬44-3544-35天天u牛牛54-6054-60天天u綿羊綿羊49-5049-50天天u山羊山羊6060天。天。雄性動物生

9、殖生理3.3.精細管上皮周期精細管上皮周期u隨著精子發(fā)生的進程，精細管上皮的細胞組合發(fā)生有規(guī)律的變化，呈現(xiàn)出周期性。精細管橫切面中反復(fù)出現(xiàn)某一特定細胞組合的間隔時間稱精細管上皮周期 。u豬8.6天；羊10.3天；牛13.5天雄性動物生殖生理4.4.精細管上皮波精細管上皮波u精子發(fā)生過程中，精細管上皮不僅可以隨時間進程而在同一個橫段面發(fā)生周期性變化，而且還可以因縱長方向的空間位置或距離的變化而發(fā)生有規(guī)律的變化。u這種在同一時間沿縱長方向變化的細胞排列形成一定長度的片段，但某些局部也有異?；蚧靵y的順序排列，稱之為變序現(xiàn)象。雄性動物生殖生理5.5.支持細胞支持細胞 u一種外形不規(guī)則的高柱狀細胞，一端

10、與精細管基底膜相貼，頂端直達管腔，側(cè)面及頂端有許多凹窩，嵌入各級發(fā)育時期的生精細胞。u位置：附著于基底膜，并與管壁垂直，染色質(zhì)細，著色淺，有明顯的核仁。雄性動物生殖生理u作用：u 提供各級細胞營養(yǎng)提供各級細胞營養(yǎng)u 提供合適的微環(huán)境提供合適的微環(huán)境u 形成血睪屏障形成血睪屏障u 對各生精細胞起支持作對各生精細胞起支持作用用u 合成與分泌雄激素結(jié)合合成與分泌雄激素結(jié)合蛋白蛋白雄性動物生殖生理 概念概念： 血液和淋巴不能直接進入精細管，使發(fā)育中的精血液和淋巴不能直接進入精細管，使發(fā)育中的精細胞免受血液化學(xué)變化的影響，使靠精細管的肌細胞免受血液化學(xué)變化的影響，使靠精細管的肌細胞和足細胞間的特殊連接來

11、完成。這種結(jié)構(gòu)稱細胞和足細胞間的特殊連接來完成。這種結(jié)構(gòu)稱為為BTBBTB（blood-testis-barrierblood-testis-barrier） 作用：作用： 形成有利于精子生成的微環(huán)境；形成有利于精子生成的微環(huán)境； 阻止對精子有害的物質(zhì)進入；阻止對精子有害的物質(zhì)進入； 防止精子進入血液循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生抗體。防止精子進入血液循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生抗體。6.6.血血 睪睪 屏屏 障障雄性動物生殖生理u在精子發(fā)生過程中，血液-睪丸屏障可以阻止血液和淋巴液直接進入精細管，起到保護生精細胞發(fā)育的作用，使之能夠免受血液化學(xué)變化的影響。 uBTB主要由精細管外周的肌樣細胞層和支持細胞的特殊連接兩部分組成。

12、雄性動物生殖生理u相鄰的支持細胞以其細胞膜相互靠近，并在精細管基部的精原細胞附近形成緊密連接的特殊結(jié)構(gòu)，構(gòu)成BTB的主要部分。u緊密連接的屏障作用使具備自身抗原的單倍體精子細胞和精子能夠免于自身免疫系統(tǒng)的攻擊，此外還能防止有害物質(zhì)對精子發(fā)生的不利影響。 雄性動物生殖生理7.7.精子發(fā)生的內(nèi)分泌調(diào)控精子發(fā)生的內(nèi)分泌調(diào)控u下丘腦-垂體-睪丸系統(tǒng)u自上而下的正向調(diào)節(jié)u自下而上的反饋調(diào)節(jié)PRL、GH和TSH對睪丸功能產(chǎn)生間接的刺激作用。雄激素與雄激素結(jié)合蛋白Ibn可反饋性抑制FSH的分泌雄性動物生殖生理雄性動物生殖生理二、精子在附睪內(nèi)的成熟與貯存二、精子在附睪內(nèi)的成熟與貯存u精子成熟的附睪環(huán)境u精子成

13、熟的主要變化u精子在附睪內(nèi)的貯存雄性動物生殖生理精子的成熟u睪丸生成的精子不具備運動與受精的能力，需要在附睪內(nèi)的轉(zhuǎn)運過程中完成精子成熟所發(fā)生的某些形態(tài)與機能等的變化，才能獲得受精潛能和運動能力，這個過程稱為精子的成熟。雄性動物生殖生理1.1.精子成熟的附睪環(huán)境精子成熟的附睪環(huán)境u較低的pH：曲精細管7.4，附睪頭6.5u較高的滲透壓：有利于脫去多余細胞質(zhì)uT含量高：使精子成熟并獲得受精能力u分泌多種蛋白質(zhì)和酶:可能于精子成熟和運動有關(guān)u某些離子濃度發(fā)生改變：精子膜及其有關(guān)的代謝功能有影響 雄性動物生殖生理2. 2. 精子成熟的主要變化精子成熟的主要變化u形態(tài)變化：變化不大，體積縮小u結(jié)構(gòu)變化：

14、二硫鍵增加u膜的變化：為受精準備；暫時阻止受精功能u精子運動方式：運動方式有規(guī)律變化u精子代謝基質(zhì)變化：乳酸 、甘油、脂類雄性動物生殖生理3.3.精子在附睪內(nèi)的貯存精子在附睪內(nèi)的貯存u附睪中的環(huán)境有利于精子較長時間的貯存u溫度相對較低：比體溫低47 u呈弱酸性：可抑制精子運動雄性動物生殖生理三、精子形態(tài)結(jié)構(gòu)與生活力三、精子形態(tài)結(jié)構(gòu)與生活力u精子的形態(tài)和結(jié)構(gòu)u精子生活力u環(huán)境因素對精子的影響雄性動物生殖生理1.1.精子的形態(tài)和結(jié)構(gòu)精子的形態(tài)和結(jié)構(gòu)u各種動物精子形狀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)大體相似的。u頭部、頸部和尾部組成。u精子的長度和體積與動物個體大小不成正比。u 大象精子：50m 大鼠精子：190m雄性動

15、物生殖生理1.1 1.1 頭部頭部u家畜一般為扁卵圓形，狗為梨狀，鼠類為鐮狀、雞為微彎曲的圓錐形。雄性動物生殖生理u頭部由細胞核、頂體和頂體后區(qū)等組成。u細胞核為精子頭部的主要部分，有核膜。u頂體 (acrosome 或apical body)是膜的囊狀結(jié)構(gòu)，呈帽狀覆蓋在核的前部。u頂體后區(qū) (Postacrosomal region)是細胞質(zhì)特化為環(huán)狀的一層薄的致密帶。雄性動物生殖生理u頂體可分為頂節(jié)、主節(jié)和赤道節(jié)三個部分。u頂體外膜靠近精子質(zhì)膜，內(nèi)膜與核膜貼近。頂體內(nèi)含有多種與受精過程有關(guān)的水解酶。赤道節(jié)是精子首先與卵子發(fā)生融合的部位。雄性動物生殖生理1.2 1.2 頸部頸部u連接頭和尾，

16、呈短圓柱狀。u頸部前端有一凸起的基板與核后端的植入窩相嵌合。u基板以后是由中心小體發(fā)生而來的近端中心粒，遠端中心粒變?yōu)榛w。u基板向后延伸，在外周形成9條縱行粗纖維，構(gòu)成尾部軸絲外面的纖維帶。u長約0.5m，是最脆弱的部分。雄性動物生殖生理頭部:細胞核演變而成，貯存遺傳物質(zhì)。頸部:由中心體演變而成，是精子頭部和尾部的連接物。尾部:為精子代謝器和運動器、線粒體分解能量，纖絲收縮幫助精子運動。雄性動物生殖生理雄性動物生殖生理1.3 1.3 尾部尾部u運動和代謝器官，是最長的部分，長4050m，分為：u中段：軸絲 + 致密纖維 + 線粒體鞘u主段：軸絲 + 致密纖維u末段：軸絲雄性動物生殖生理u中段

17、：位于頸與終環(huán)之間，長815m，是尾部粗大的部分。u軸絲：2條單微管+9條二聯(lián)微管u纖維帶：9條粗纖維，圓錐形。u線粒體鞘：能量代謝中心。u線粒體鞘最后一圈處的質(zhì)膜內(nèi)摺形成致密環(huán)形板狀結(jié)構(gòu)的終環(huán)，防止精子運動時鞘向尾部移位。雄性動物生殖生理雄性動物生殖生理u主段：長3040m，尾最長部位，沒有線粒體的變形物環(huán)繞，外有強韌的蛋白質(zhì)包扎著。u末段：很短，長35m，纖維鞘已消失，結(jié)構(gòu)僅有軸絲及包在外面的精子膜組成。雄性動物生殖生理2.2.精子的生活力精子的生活力u精子的活動力u精子的存活時間u精子的代謝活動u外界因素對精子存活的影響雄性動物生殖生理2.1 2.1 精子的活動力精子的活動力u直線運動：

18、是正常的運動方式。精子在適宜的條件下，以直線前進。u擺動: 頭部左右擺動，沒有推進力量。u轉(zhuǎn)圈運動: 精子圍繞一處作圓周運動，不能直線向前行進。雄性動物生殖生理2.2 2.2 精子的存活時間精子的存活時間u在雄性生殖器官內(nèi)：牛精子在附睪中保存37d尚有70以上有活力，最多可存活60d以上。u射出后：降低保存溫度、pH值可延長精子的保存時間。u雌性生殖道內(nèi)：精子在陰道內(nèi)存活時間短，在子宮頸約可存活30h，在子宮液內(nèi)可存活7h。雄性動物生殖生理動物繁殖學(xué)，楊利國主編，中國農(nóng)業(yè)出版社，2003年 雄性動物生殖生理2.3 2.3 精子的代謝活動精子的代謝活動u糖酵解：必須依靠精清中外源基質(zhì)為精子提供能

19、量來源，維持其活動力和生命。u呼吸：主要在尾部進行。過于旺盛的呼吸，會大量消耗氧和代謝基質(zhì)，導(dǎo)致短時間內(nèi)力竭而衰；u對脂類的代謝：精子能對卵磷脂進行氧化，分解脂類，釋放脂肪酸，而獲得能量。雄性動物生殖生理2.4 2.4 外界因素對精子存活的影響外界因素對精子存活的影響u溫度：高溫和低溫都對精子不利，但超低溫(-78/-196)可以保存精子。u光線和輻射：對精子進行日光照射，能顯著促進呼吸，產(chǎn)生代謝中間產(chǎn)物H2O2,對精子有害。upH值：精子適宜的pH范圍，人：7.47.8，牛：6.9 7.0，綿羊：7.0 7.2，豬：7.2 7.5，家兔：6.8，雞：7.3。雄性動物生殖生理u滲透壓：滲透壓的

20、異常會損害代謝和活力。u離子濃度：離子濃度影響精子的代謝和運動，一般陰離子對精子的損害大于陽離子。u稀釋：經(jīng)適當(dāng)稀釋后的精子活力更好，精子的代謝和耗氧量增加。但精液經(jīng)高倍稀釋，對精子的存活力、受精能力都有不良影響。雄性動物生殖生理u氣相：氧對精子的呼吸是必不可少的，但在缺氧的情況下CO2的積累能抑制精子的活動。u藥品的影響：向精液或稀釋液中加抗生素、磺胺類藥物，能抑制精液中的病原微生物繁殖，從而延長精子的存活時間。有些藥品能抑制精子和殺死精子，如酒精等一些消毒藥品能直接殺死精子。雄性動物生殖生理第四節(jié)第四節(jié) 精精 液液u精清的組成u精清的作用u精液的理化性狀u精子的化學(xué)組成u精液的凝集性u影響

21、精液性狀的因素雄性動物生殖生理u糖類：精清中含有大量的糖類及糖醇，如果糖、山梨醇和肌醇。主要由精囊腺分泌。u蛋白質(zhì)和氨基酸：蛋白質(zhì)含量為3%-7%，在酶作用下，產(chǎn)生許多氨基酸。唾液酸是一種可保護精子的粘蛋白。u酶類：是糖和蛋白質(zhì)分解的催化劑。一、精清的組成一、精清的組成雄性動物生殖生理u脂類：主要為磷脂類，如磷脂腺膽堿，乙胺醇等。在母畜生殖道分解為磷酸甘油，為精子提供能量。磷脂可使精子耐受低溫打擊。u維生素：具有抗氧化作用，可以提高精子活力并保護精子免受傷害。u無機離子：Na+ 、K+、 Ca2+ 、Mg2+ 、HCO3- 、PO43- 、CL-。雄性動物生殖生理u射精各階段精液組成的變化 第

22、一階段：不含精子 第二階段：富含精子、麥角硫因等 第三階段：精子少、膠狀物、檸檬酸多 第四階段：水樣物，稱尾滴雄性動物生殖生理1.稀釋精子，擴大精液容量。2.為精子提供營養(yǎng)物質(zhì)。3.調(diào)整精液pH值，促進精子運動。4.對精子具有保護作用，主要為緩沖和防止氧化。5.清洗尿道，潤滑尿道6.在母畜生殖道，形成膠狀凝固，防止精液逆流。二、精清的生理作用二、精清的生理作用雄性動物生殖生理三、精液的理化性狀三、精液的理化性狀u外觀：一般為不透明的灰白色或乳白色，精子密度大的混濁度大，粘度及白色度強。u精液量：由于動物種類不同，生殖器官特別是副性腺的形態(tài)和構(gòu)造各異，射精量相差很多。同一品種或同一個體也因遺傳、營養(yǎng)、氣候、采精頻率等而有差異。雄性動物生殖生理u氣味：一般為無味或略帶腥味，若有異味，證明精液已變壞。u精子密度：又稱精子濃度，是指每毫升精液中所含的精子數(shù)。upH值：決定精液pH的主要是副性腺分泌液，精子生存的最低pH值為5.5，最高為10。雄性動物生殖生理u滲透壓：精液的滲透壓以冰點下降度表示，它的正常范圍為-0.55-0.65之間。u比重：精液的比重比水大。u粘度：粘度與密度有關(guān)，同時還與精清中所含的粘蛋白唾液酸的多少有關(guān)。雄性動物生殖生理四、精子的化學(xué)組成四、精子的化學(xué)組成u主要化學(xué)成分為核酸、蛋白質(zhì)和脂類。u頂體含有多種