《减数分裂与有性生殖细胞成熟》教学设计

一、教学目的 1.使学生掌握减数分裂的概念、过程和特点,明确减数分裂是生殖细胞形成过程中的一种特殊的有丝分裂方式。 2.了解减数分裂过程中染色体的变化规律,为以后学习遗传变异奠定细胞学基础。 二。

“减数分裂和有性生殖细胞的形成”学案

本节知识目标：减数分裂的概念（理解）；精子的形成过程（应用）。自学设计一——减数分裂的概念（阅渎课本P102．第1、2段，3min后回答下列问题）。

核膜孔亚复合物Nup98/Rae1对小鼠卵母细胞体外减数分裂成熟的影响

【目的】探究核膜孔蛋白98(Nup98)和核糖核酸输出因子1(Rae1)对小鼠卵母细胞体外减数分裂成熟的影响。【方法】选择4周龄SPF级雌性昆明小鼠,分离小鼠卵母细胞并进行体外成熟培养,利用实时荧光定量PCR检测小鼠卵母细胞中Nup 98和Rae 1基因表达量;利用免疫荧光法检测Nup98和Rae1共定位情况;利用电转siRNA干扰技术敲低小鼠卵母细胞中Nup 98和Rae 1基因,通过实时荧光定量PCR检测干扰效率,并观察小鼠卵母细胞生发泡破裂(germinal vesicle breakdown,GVBD)和第一极体排出(first polar body extruction,PBE)情况;利用免疫荧光法检测敲低Nup 98和Rae 1基因后小鼠卵母细胞纺锤体组装和染色体排列情况;利用染色体爬片技术检测染色体非整倍体率。【结果】Nup 98和Rae 1基因在小鼠卵母细胞中均有表达。在小鼠卵母细胞生发泡(germinal vesicle,GV)时期,Nup98和Rae1共定位于核膜边缘;在减数分裂过程中,Nup98和Rae1聚集于染色体动粒上。siRNA干扰试验结果显示,与对照组相比,单独敲低Nup 98和Rae 1基因后,对另一基因表达无显著影响(P<0.05);双敲Nup 98和Rae 1基因后,对卵母细胞减数分裂恢复率无显著影响(P>0.05),小鼠卵母细胞发育9.5 h时的PBE率极显著升高(P<0.01),染色体分离比率和非整倍体率极显著或显著增加(P<0.01;P<0.05)。【结论】Nup 98和Rae 1基因在小鼠卵母细胞减数分裂中参与染色体分离,影响非整倍体的发生,从而影响受精胚胎的发育潜力。

能力小题训练7——生物的生殖,减数分裂和有性生殖细胞的形成,生物的个体发育

1．下列各小图所示细胞均来自同一生物体，则下列叙述中错误的是A．图①和图②可能来自同一初级精母细胞B．

《减数分裂和有性生殖细胞的形成》教学尝试及反思

曾经听过许多同行上《减数分裂和有性生殖细胞的形成》的公开课，有的教师讲得很精彩，分析也很有水准，很到位，调动学生积极参与方面也做得很好，课堂气氛较活跃，使我受益匪浅．但有的教师对这节课的讲解往往不尽如人意，或顾此失彼，或讲解知识有失偏颇．本学期笔者曾经上过该节的复习研究课，下面结合笔者对这节课的教学设计，谈谈做法和反思．

促减数分裂甾醇(MAS)对猪卵母细胞体外成熟及其胚胎发育能力的影响

利用促减数分裂甾醇(MAS)合成代谢过程中的抑制剂AY9944累积FF-MAS的原理,在猪卵母细胞体外成熟过程中添加AY9944,间接地研究了内源性MAS对猪卵母细胞体外成熟质量的影响.猪卵丘卵母细胞复合体(cumulus oocyte complexes,COCs)培养在NCSU23成熟培养液中,并添加不同浓度(0,10,20,40μmol/L)的AY9944培养44h.培养结束后,成熟的卵母细胞进行孤雌激活和以胎儿成纤维细胞为核供体重构胚胎,分别于48和144h观察胚胎发育情况,统计卵裂率和囊胚率及囊胚/2-细胞胚比率.结果如下:(1)随着AY9944添加浓度的增加,退化的卵母细胞增多,40μmol/L AY9944处理的退化卵显著,卵母细胞成熟率显著下降.(2)成熟培养液添加20和40μmol/L AY9944处理的孤雌激活胚胎的囊胚形成率和2-细胞胚发育到囊胚的比率显著增加(P<0.05).(3)以对照组(0μmol/L AY9944)和20μmol/L AY9944处理的卵母细胞为胞质受体,发现20μmol/L AY9944处理的克隆胚的发育能力囊胚率和2-细胞胚发育到囊胚的比率有所提高,但无显著差异(P>0.05).以上结果表明,猪卵母细胞体外成熟过程中添加AY9944提高了猪卵母细胞体外成熟的胞质质量,胚胎的发育能力提高.

Src家族激酶在卵母细胞减数分裂成熟和受精中的作用

Src家族激酶是一类非受体酪氨酸激酶。在卵母细胞成熟过程中,Src家族激酶能够促进卵母细胞恢复减数分裂。对海洋无脊椎动物和低等脊椎动物卵子受精过程的研究证明,Src 家族激酶与卵子活化过程中的Ca^(2+)释放有关；而在哺乳动物卵子中,对Src家族激酶的作用尚未形成一致结论。本文结合作者自己的工作,对目前Src家族激酶在减数分裂成熟和受精中的作用进行了总结和展望。

磷酸二酯酶抑制剂对水牛卵母细胞减数分裂成熟的影响

本研究探讨了磷酸二酯酶抑制剂米力农(milrinone)对水牛卵母细胞体外自发成熟和促性腺激素诱导成熟的影响,以便提高卵母细胞体外成熟质量。试验对水牛卵丘卵母细胞复合体(COCs)培养不同时间或采取不同处理后,取出卵母细胞剥光后固定,然后用间苯二酚蓝染色,观察卵母细胞核成熟情况。结果表明:(1)Milrinone对水牛COCs的自发成熟具有抑制作用,且具有剂量依赖关系;(2)Milrinone对水牛卵母细胞体外自发成熟的抑制作用随培养时间的延长没有减弱,可作为水牛卵母细胞成熟过程中的核成熟抑制剂;(3)Milrinone能显著抑制促卵泡激素(FSH)诱导的水牛COCs体外成熟,但是随着时间的延长,这种抑制作用可以部分被FSH克服。

蛋白激酶C在卵母细胞减数分裂成熟和受精中的作用

蛋白激酶C(PKC)是一类广泛分布在真核细胞中的单链丝/苏氨酸蛋白激酶超家族,在卵母细胞成熟和受精的多个环节发挥着重要调节作用。在卵母细胞成熟过程中,PKC的作用决定于它存在的位置:卵丘细胞中PKC的激活能够促进卵母细胞恢复减数分裂,而卵母细胞中PKC的激活却抑制自身的生发泡破裂,PKC活性在卵母细胞成熟过程中逐渐升高,在第一次减数分裂中/后期转换时活性下降,使卵母细胞得以排出第一极体,进入第二次减数分裂,在哺乳动物卵子的受精过程中,PKC可能作为钙离子的下游靶分子,引发皮质颗粒的排放,并使卵子突破MⅡ期阻滞,形成原核。PKC还参与调节其他重要蛋白激酶,如成熟促进因子(MPF)和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)的活性。目前已经在哺乳动物卵子中发现多种PKC亚型,其中经典型PKC可能在卵皮质反应中发挥最主要的作用。结合作者的工作,对目前已知的PKC在减数分裂与受精中的作用进行了评价和展望。

MPF与MAPK在生殖细胞减数分裂中相互作用研究进展

许多研究显示生殖细胞减数分裂是由MPF调控的,MAPK对细胞增殖、细胞分裂和细胞周期调控同样起到关键性作用。以前都是将MPF与MAPK作为两种行使不同功能的物质,分别进行研究,但经过近年的研究发现,MPF与MAPK在卵母细胞成熟中有一定的关系,不能将两者绝对割裂开。文章就生殖细胞减数分裂调节机制研究中有关MPF与MAPK的相互关系进行了综述。

卵细胞减数分裂过程中MPF通路调节机制的研究进展

自然界中绝大部分生物的雌性及雄性个体数量都能基本维持平衡,然而各类经济动植物的雌雄性别间经常存在显著的经济价值差异,因此,人工干预性别比例具有重大的实际应用意义。成熟促进因子(maturation-promoting factor,MPF)是调控卵细胞减数分裂恢复的主要促进因子,被认为是所有真核细胞G2/M阶段相变的普遍触发因素,其功能发挥取决于催化亚基细胞分裂周期蛋白2(cell division cycle 2,Cdc2)和调节亚基细胞周期蛋白B(cyclin B,CycB)。深入剖析MPF信号通路上下游的作用机制对于研究减数分裂过程的调节机理具有重要意义。

性成熟前山羊卵母细胞减数分裂进程的研究

以卵丘卵母细胞复合体(COCs)为研究对象,研究比较了性成熟前山羊和成年山羊卵母细胞体外核成熟进程及其卵母细胞孤雌发育的能力。结果表明,成年山羊和性成熟前山羊卵母细胞体外成熟过程中减数分裂各时相出现的时间不同。在整个体外成熟培养过程中,性成熟前山羊卵母细胞GV期存在时间较长(7.21 h),大约占成熟时间的1/4,在成熟培养23.96 h后才能进入MⅡ期。对成年羊而言,其卵母细胞GV期存在时间相对较短(2.94 h),占成熟培养时间的1/9,大约在成熟培养20.64 h后进入MⅡ期。成熟培养24 h和27 h,成年羊卵母细胞成熟率差异不显著,但是性成熟前山羊卵母细胞成熟率差异显著(P<0.05)。与成年山羊相比,羔山羊卵母细胞孤雌发育能力较差,可能与其卵母细胞本身成熟缺陷有关。

蛋白激酶C在哺乳动物卵母细胞第1次减数分裂成熟过程中的调节作用

蛋白激酶C(PKC)是一个广泛分布在真核细胞中的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族。它在卵母细胞的生发泡破裂(GVBD)、染色体凝集、MⅠ期纺锤体组装和第一极体排放等过程中起着重要的调节作用。PKC的活性变化调节着GVBD的发生,GVBD标志着第1次减数分裂的启动。PKC活性在卵母细胞成熟过程中逐渐升高,在第1次减数分裂中/后期转变时活性下降,使卵母细胞得以释放出第一极体,至此卵母细胞完成第1次减数分裂进入第2次减数分裂。作者就PKC在卵母细胞第1次减数分裂成熟过程中的作用综述如下。

牛卵母细胞体外成熟减数分裂进程及核型变化的研究

为了更加深入了解牛卵母细胞体外成熟减数分裂及其伴随该进程中核型的变化,实验采用常规的牛卵母细胞体外成熟方法及核型染色方法对成熟过程中减数分裂恢复情况及其对应的核型进行了研究。结果表明:牛卵母细胞体外成熟8 h减数分裂抑制恢复率达45.26%,成熟12 h时绝大部分卵母细胞(81.63%)已经恢复了减数分裂抑制状态,正常成熟24 h后GVBD率达91.67%。说明在对牛卵母细胞进行体外成熟过程中卵母细胞可以按照正常的减数分裂进程发育至受精前阶段,经染色后可以较为清楚识别减数分裂各时期细胞核核型形态及其变化规律,为研究牛卵母细胞体外成熟减数分裂抑制恢复的分子机制探讨及体外成熟效率的提高提供了参考价值。

哺乳动物卵母细胞减数分裂研究进展

介绍了国内外哺乳动物卵母细胞减数分裂研究的现状、内容、技术、方法及意义。特别指出了哺乳动物卵母细胞体外成熟及其相关技术在畜牧业生产、医疗卫生事业中的广泛应用前景和重要的实践意义。

第一次减数分裂期小鼠卵母细胞的化学去核

通过免疫荧光染色法确定了小鼠第一次减数分裂的进程 ,在此基础上分别用脱羧秋水仙碱和放线菌酮处理成熟培养的小鼠卵母细胞 ,抑制其纺锤体极间微管的延长和降低成熟促进因子的浓度 ,使其核物质随极体全部排出 .结果表明 :(1)卵母细胞从有腔卵泡中分离时处于生发泡期 ,可见核仁 ;成熟 2h内则全部发生生发泡破裂 ;培养 5h ,90 %到达第一次减数分裂的前中期 ;培养 8h ,则 33.3%处于中期 ;71.4 %的细胞在成熟 12h后发育为后期 ;第二次减数分裂的中期则于成熟培养 15h发生 .(2 )于成熟的不同时间取卵母细胞 卵丘细胞复合体进行去核处理后发现 ,体外成熟培养 5h(即卵母细胞处于第一次减数分裂前中期时进行处理 ) ,其去核率最高 ,达85 .6 % ;成熟 5h之前各组随成熟培养时间的延长而去核率升高 ,之后各组则降低 .(3)比较卵母细胞 卵丘细胞复合体与自然裸卵去核率 ,后者效率为 5 6 % ,显著低于前者 (p <0 .0 5 ) ,因此该方法在卵母细胞 卵丘细胞复合体的完全去核率与传统的物理去核方法相当 .

卵母细胞减数分裂和受精过程中MPF和MAPK的作用和相互调节

在卵母细胞减数分裂成熟和受精过程中,MAPK级联信号途径和MPF起着关键性的作用。这两种蛋白激酶信号途径以及它们之间协调的相互作用影响着整个动物界卵母细胞减数分裂成熟和受精过程,包括促进生发泡破裂、抑制减数分裂过程中的DNA复制、调节染色体的分离、维持MⅡ期阻滞、诱发第二次减数分裂恢复等。文中对卵母细胞减数分裂和受精过程中MPF和MAPK的作用和相互调节进行了综述。

ROS和丁内酯-I抑制山羊卵母细胞的减数分裂

本文研究了ROS(Roscovitine)和丁内酯-I(ButyrolactoneI,BL-I)两种细胞周期依赖性激酶抑制剂对山羊卵母细胞减数分裂恢复的抑制作用,并研究了抑制对卵母细胞成熟、激活和发育的影响。结果表明:ROS和BL-I对山羊卵母细胞减数分裂恢复的抑制作用具有浓度依赖性;200μmol/LROS、100μmol/LBL-I、100μmol/LROS+6·25μmol/LBL-I和50μmol/LROS+25μmol/LBL-I都能有效抑制山羊卵母细胞减数分裂的恢复,24h的抑制率分别为78·4%、80·9%、80·3%和77·8%。用ROS和BL-I抑制24h后转为正常培养24h,各处理组卵母细胞的成熟率(分别为81·3%、81·9%、83·2%和85·2%)与对照组(83·0%)无显著差异;成熟卵母细胞的化学激活率分别为93·3%、96·2%、92·5%和90·5%,与对照组(97·8%)无显著差异。然而,抑制处理后卵母细胞的卵裂率和桑椹胚率降低,未能发育到囊胚。ROS和BL-I抑制山羊卵丘扩展,并且转为正常培养后卵丘不能再扩展。ROS和BL-I能够浓度依赖性地抑制山羊卵母细胞减数分裂,二者既可单独,又可降低浓度联合使用,但抑制山羊卵母细胞的浓度远高于牛和猪卵母细胞的;ROS和BL-I抑制24h不影响山羊卵母细胞的成熟和激活能力,但影响卵母细胞的卵丘扩展和胚胎发育能力。因此,山羊卵母细胞减数分裂调控可能比它动物更精细[动物学报52(2):342-348,2006]。

组蛋白H3Ser10磷酸化对猪卵母细胞减数分裂的影响

目的组蛋白磷酸化修饰在卵母细胞减数分裂过程中作用机制的研究较少。文中旨在探讨猪卵母细胞中组蛋白H3的磷酸化模式及对卵母细胞减数分裂过程的调控。方法首先采用免疫组化法鉴定组蛋白H3Ser10(H 3S10)磷酸化在猪卵母细胞减数分裂过程的表达情况,随后体外成熟猪卵母细胞,将卵丘卵母细胞复合体(COCs)分为4个组,一组正常培养作为对照组,另外3组分别添加5、10、30μmol/L ZM447439的成熟液,体外培养27 h,分别为5、10、30μmol/L ZM447439处理组。统计卵母细胞在减数分裂各个时期所占的比例,并进一步检测猪卵母细胞组蛋白H3S10磷酸化的表达模式及蛋白激酶Aurora B基因表达的情况。结果与GVBD期组蛋白H3S10磷酸化水平比较,MI期和AI期明显升高(P<0.05),AI期较MⅡ期明显升高(P<0.05)。与对照组相比,10、30μmol/L ZM447439处理组GVBD期卵母细胞比例[(32.14±0.51)%、(95.34±0.59)%]较对照组[(2.56±0.03)%]增加(P<0.05),MI[(66.88±0.13)%、(4.66±0.04)%]较对照组[(87.42±0.14)%]明显下降(P<0.05)、AI期[(1.01±0.03)%、(0.00±0.00)%]较对照组[(10.02±0.21)%]明显下降(P<0.05)。与对照组卵母细胞发生H3S10去磷酸化修饰比例(0)比较,10μmol/L、30μmol/L ZM447439处理组[(35.2±0.39)%、(95.4±0.65)%]明显升高(P<0.05)。与对照组相比,10、30μmol/L ZM447439处理组Aurora B基因的相对表达量显著降低(P<0.05)。结论组蛋白H3S10磷酸化修饰在哺乳动物卵母细胞成熟过程起着一定作用。Aurora B激酶抑制剂ZM447439处理引起组蛋白H3S10磷酸化水平及Aurora-B激酶的表达降低导致卵母细胞成熟障碍。

Forskolin和促性腺激素对猪卵母细胞体外成熟的影响

利用已建立的猪卵母细胞体外无血清培养模型 ,研究了猪卵丘 卵母细胞复合体(CEO)在模拟生理环境的培养条件下Forskolin和促性腺激素对猪卵母细胞成熟的作用。在观察卵母细胞减数分裂恢复 (GVBD )后的实验结果表明 :(1)cAMP产生的激动剂Forskolin(3μmol·L- 1)处理CEO 2 0h可以显著协同HX抑制卵母细胞成熟 ;处理 4 0h后 ,Forskolin(3μmol·L- 1)的抑制作用被卵丘细胞分泌的某种物质克服 ;(2 )Forskolin(3μmol·L- 1)短期 (30 ,6 0 ,12 0 ,2 4 0min)处理后可以诱导卵丘细胞分泌某种促进卵母细胞成熟的物质。 (3)FSH (5 0～ 2 0 0U/L)能够诱导卵丘细胞分泌某种物质促进卵母细胞成熟 ;(4) 5 0U/L的FSH预处理CEO结果与Forskolin结果相同 。