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1、第五章 生命的个体发育,生命的个体发育,第一节:胚胎发育过程概述:经过受精卵、卵裂、囊胚、原肠胚、神经轴胚、器官发生(胚胎发育)、胚胎出生、生长、发育、成熟、衰老和死亡(胚后发育)。,生命的个体发育,胚胎发育:是指受精卵在卵膜或母体内发生发展形成幼小个体的过程。胚后发育:是指幼体从卵膜孵化出或从母体分娩出以后,经生长,成熟,衰老、死亡的过程。,经裂 经裂 维裂 经裂 维裂 桑椹胚,生命的个体发育,一、卵裂受精卵的分裂称为卵裂,这是一种快速的细胞有丝分裂过程。卵裂产生的细胞团称为卵裂球。,生命的个体发育,二、囊胚期细胞继续分裂,胚体中间出现囊胚腔,在人类又称为胚泡腔,此时胚胎称为囊胚。,生命的个
2、体发育,哺乳类的囊胚壁由单层细胞构成,称为滋养层,将发育为绒毛膜,参与胎盘形成。滋养层能分泌蛋白酶,将母体子宫内膜溶解,利于胚胎植入母体子宫壁获取营养,胎盘还可分泌激素(人绒毛膜促性腺激素,hCG,早孕指标),使母体子宫接纳胎儿。,文昌鱼,两栖类,哺乳类,生命的个体发育,内细胞团(哺乳类)位于于胚泡腔的一侧,将分化为由内、中、外三个胚层构成的胚盘。,生命的个体发育,三、原肠胚蛙类等:囊胚继续分裂,植物极细胞逐渐向囊胚内部凹陷,囊胚腔逐渐消失,动物极细胞向植物极方向分裂并迁移,包围的新出现的腔称为原肠腔,以胚孔与外界相通。胚孔、原肠腔的形成以及胚层的出现,是原肠胚期的主要形态特征。,生命的个体发
3、育,高等哺乳类动物的滋养层细胞增殖发育成绒毛膜,参与胎盘的形成,从子宫内膜获取营养,内细胞团分化成三胚层胚盘。,生命的个体发育,四、神经轴胚期原肠胚期结束后,胚体开始伸长,并具备了内、中、外三个胚层,它们是动物所有组织器官形成的基础。胚层开始分化,在胚体背部产生脊索和神经管,这时期的胚胎称为神经胚。神经管是由外胚层细胞分化而来,它将来形成脑和脊髓。,生命的个体发育,五、器官发生器官发生是指由内、中、外三个胚层分化发育成胚体各个器官系统的发生过程。,第二节 胚胎发育机制概述:1、细胞分裂与分化:全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞、终未分化细胞2、胚胎发育机制概述:分化受细胞核与细胞质之间、细胞群
4、与细胞群之间、胚胎不同部位之间、胞外物质等一系列因素相互作用的制约。基因组中的基因按一定时间和空间顺序选择性地表达,控制某些特定蛋白质的合成,使细胞按时间和空间顺序有序地进行分化。,生命的个体发育,第三节 胚后发育从卵膜孵出或从母体娩出的幼体,继续生长发育,经过幼年、成年、老年直至死亡的过程,称为胚后发育。,生命的个体发育,在胚后发育过程中,仍有一些细胞继续分化,如牙的发生、神经系统的继续发育、生殖细胞的分化成熟。,生命的个体发育,再生:补偿性再生:表现为细胞分裂产生与自己相似的细胞,保持它们的分化功能,如皮肤、肝脏再生。干细胞或祖细胞:最常见的再生机制是干细胞和祖细胞进行再生,干细胞一般通过
5、中间类型细胞及定向祖细胞分化为终末分化细胞。,生命的个体发育,3.3衰老衰老是生物性成熟以后,机体形态结构和生理功能逐渐退化或老化的过程,是一个受发育程序、环境因子等多种因素控制的不可逆的生物学现象。,生命的个体发育,美国华盛顿州,12岁,但他的模样看上去却像一名头发掉光、满脸皱纹的80岁老翁。儿童早衰症,他没有头发,脸上布着皱纹,动脉血管也开始硬化,并且出现了关节炎。由于没有完整发育,他只有1米高,25磅重。,基因调控学说:在正常情况下,控制生长发育的基因在各个发育时期有序地开启和关闭,控制机体的衰老,而正是由于这些基因的改变而引起机体衰老异常。,生命的个体发育,端粒、端粒酶与衰老:染色体末
6、端普遍存在端粒序列,端粒是决定细胞增殖能力的计时器,端粒长,细胞的增殖能力强,反之则短。端粒由端粒酶合成,以保持染色体的稳定性,端粒酶仅在生殖细胞、一些干细胞及部分肿瘤细胞中才有活性。,生命的个体发育,随着年龄的增长,细胞分裂次数增加,端粒长度随之缩短的现象,称为端粒消减,当端粒减至临界长度,细胞出现传代极限,细胞无法分裂,开始衰老。,生命的个体发育,自由基与衰老:自由基是指那些在外层轨道上具有不成对电子的分子或原子基团,它们都带有未配对的自由电子,这些自由电子使这些物质具有高反应活性。,生命的个体发育,随着年龄的增加,细胞内清除自由基的酶活性降低,使自由基积聚,对生物膜结构、蛋白质、核酸等生
7、物大分子结构发生改变,导致细胞衰老。,生命的个体发育,线粒体与衰老:mtDNA裸露于基质,缺乏结合蛋白的保护,最易受自由基伤害,而催化mtDNA复制的DNA聚合酶(原核细胞特性)不具有碱基错配的自我校正功能,复制错误频率高,同时缺乏有效的修复酶,故mtDNA最容易发生突变。,生命的个体发育,mtDNA突变使呼吸链功能受损,进一步引起自由基堆积,而自由基堆积再导致更大程度的呼吸链功能受损,如此恶性循环,将导致细胞和组织异常,机体出现衰老。,生命的个体发育,四死亡与寿命机体的死亡即个体生命的终结。医学上判定死亡的标志是心跳,呼吸停止。心、脑电图平波,瞳孔反射消失等。但是,机体的死亡并非全部细胞同时
8、停止生命活动,只有当脑细胞死亡后,脑功能完全丧失,才被视为死亡个体。,影响人寿命的几大因素:遗传背景;平衡膳食;适量运动;平和心态;老有所为。,第四节 发育异常,生命的个体发育,发育异常的原因:胚胎发育是细胞增殖、分化、胚层形成、组织器官发生、胚体整合等复杂的程序性过程。是基因和环境相互作用的结果。任何影响这一过程的因素都会导致发育异常而引起先天畸形。引起畸形的因子称为致畸因子。,生命的个体发育,发育异常的原因:内因:主要是遗传因素外因:指环境条件,生命的个体发育,发育异常的原因:环境因素有明显的致畸作用,例如生物因素、物理因素、化学因素、以及父母年龄过高、母亲妊娠期间酗酒、大量吸烟、严重营养不良、孕妇不当有药、维生素和微量元素缺乏等均可导致先天畸形。,物理因素:微波辐射(手机、微波炉等),其它射线。,