精子生成和卵子生成的差異
介紹
在所有生物中,繁殖是將生命一代一代延續下去的標準。配子生成(Gametogenesis)是發生在雄性和雌性性器官中的過程。在配子生成過程中,雄性配子(性細胞)和雌性配子的形成分別進行。從生物學角度來看,配子生成可以定義為二倍體細胞分裂並轉化為成熟單倍體配子的過程。配子生成分為兩種型別:精子生成和卵子生成。配子生成的主要步驟是:
- 生殖細胞的有絲分裂和細胞生長
- 減數分裂 I 和 II 形成單倍體細胞
- 單倍體細胞分化成有效的配子。
精子生成
精子生成是將未成熟生殖細胞轉化為精子的過程。它發生在雄性睪丸中。在睪丸內,生精小管是精子生成的主要場所。它涉及細胞分裂和分化等多個步驟,最終產生成熟的精子。
重要特徵
生精小管位於睪丸內,是精子生成的地方。它被支援細胞(Sertoli細胞)覆蓋,這些體細胞為精子的成熟提供必要的營養。
完全成熟的雄性配子稱為精子,存在於有性生殖生物體中。
生精細胞需要比體溫低約 2°C 的溫度才能正常發揮作用,這由血流和肌肉位置來調節,有助於使陰囊遠離體熱。
精子生成過程
在人類和動物中,精子生成的發生方式相似。
在第一階段,產生具有半數遺傳物質的初級精母細胞。這稱為精母細胞生成,一個二倍體細胞形成四個單倍體精母細胞。
排列在生精小管中的幹細胞進行有絲分裂並形成生殖細胞(精原細胞)。這些到達支援細胞的生殖細胞形成大的初級精母細胞。
在第二階段,透過減數分裂 II 從次級精母細胞形成 4 個單倍體精子細胞。這稱為精子細胞生成,發生速度很快。
精子形成是最終階段,成熟的精子細胞或精子由精子細胞形成。
精子或精子細胞具有頭部和尾部。頭部由遺傳物質組成,並被一個厚的帽狀結構覆蓋,稱為頂體。尾部由微管組成,稱為軸絲。睪丸中存在的睪酮激素有助於精子的成熟。存在於支援細胞中的精子被移動到生精小管中,但它們是不活動的,之後會移動到附睪(陰囊後面的結構)。精子在附睪中儲存並獲得運動能力。
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卵子生成
卵子生成發生在女性體內。它是指在卵巢(女性生殖器官)中,成熟的雌性配子(卵細胞)由生殖細胞或卵原細胞形成的過程。卵子生成在出生前就開始。在胚胎期,初級卵母細胞的產生髮生並停止。接下來的步驟在青春期後進行。女性青春期後每個月發生的週期性迴圈決定了她的生育期,這稱為月經週期。
特徵
卵子生成總共分為三個階段:卵泡期、排卵期和黃體期。
當女性出生時,在她活躍的生育期內釋放的所有卵子都在卵巢中準備好了。
某些卵細胞永遠不會成熟,有些會退化。
當女性到達更年期時,卵子生成過程停止,初級卵母細胞的產生停止。
卵子生成的過程受垂體激素的調節。
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卵子生成的過程
卵子生成的過程在出生前開始,進一步的發育直到青春期才停止。在青春期時,排卵開始,卵子生成的發育重新開始。只有在卵細胞與精子受精後才能完成。卵子生成步驟如下:
二倍體卵原細胞/生殖細胞進行有絲分裂,並在胚胎期形成二倍體初級卵母細胞。有絲分裂停止,標誌著減數分裂的開始。
在減數分裂 I 的前期,初級卵母細胞的進一步發育被抑制。初級卵母細胞被一層卵泡細胞包圍,形成原始卵泡。從出生到青春期,大量的原始卵泡會退化。之後卵泡細胞形成分層柱狀上皮,稱為顆粒細胞。初級卵母細胞被幾層顆粒細胞覆蓋,導致形成次級卵泡。
青春期後,初級卵母細胞進行減數分裂 I,形成大小不等的單倍體細胞。一個較大的次級卵母細胞和一個較小的細胞稱為極體。
次級卵母細胞現在進入減數分裂 II 階段,但在此階段被抑制。如果精子進入,次級卵母細胞分裂形成卵細胞,否則它會退化並透過月經週期排出。
次級卵母細胞和卵細胞是單倍體細胞。在卵子生成過程中,首先形成的極體又分裂成另外兩個極體。如果精子在減數分裂 II 階段進入,次級卵母細胞形成成熟的卵細胞,並與精子受精形成受精卵。
精子生成和卵子生成的相似之處
分裂、分化和成熟是精子生成和卵子生成中共同的步驟。
生殖細胞是兩者中的前體細胞。
在這兩個過程中,二倍體細胞形成單倍體配子。
減數分裂發生在這兩個過程中。
有性生殖的初始和最重要的階段。
精子生成和卵子生成的差異
精子生成 | 卵子生成 |
---|---|
精子由精原細胞形成的過程 | 卵細胞由卵原細胞產生 |
發生在雄性睪丸中 | 發生在雌性卵巢中 |
每天釋放數百萬個精子 | 在一個月經週期中釋放一個卵細胞 |
青春期後每天發生,直到生命結束 | 青春期後開始,在更年期結束 |
存在支援細胞 | 沒有支援細胞 |
生長階段非常短 | 生長階段較長 |
減數分裂Ⅰ產生次級精母細胞 | 減數分裂Ⅰ產生次級卵母細胞和極體 |
形成可動配子 | 配子不可動 |
結論
精子生成和卵子生成是配子生成的兩種型別,是生殖的重要階段,雄性配子(精子)和雌性配子(卵細胞)在此形成。二倍體細胞是起點,以單倍體細胞結束。雄性配子的形成發生在雄性睪丸中,在雌性中,卵細胞在卵巢中形成。精子和卵細胞在配子生成後進行受精,隨後形成受精卵。
常見問題
Q1.什麼是極體?
答:它是卵子生成中減數分裂的產物,具有少量細胞質和細胞核。
Q2.什麼是黃體?
答:它是卵巢中形成的一團細胞,產生孕激素。
Q3.哪種激素誘導精子生成?
答:FSH - 促卵泡激素
Q4.什麼是排卵?
答:卵細胞從卵巢中釋放的過程稱為排卵。