43.3: 人体生殖解剖学和配子发生

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培养技能

描述人类男性和女性的生殖解剖结构
讨论人类的性反应
描述精子发生和卵子发生并讨论它们的区别和相似之处

随着动物变得越来越复杂，特定的器官和器官系统得以发展，以支持生物体的特定功能。在陆地动物身上进化的繁殖结构允许雄性和雌性交配、内部受精并支持后代的生长和发育。

人体生殖解剖学

男性和女性人类的生殖组织在子宫内发育相似，直到雄性性腺释放出低水平的睾丸激素。睾丸激素会导致未发育的组织分化为男性性器官。当睾丸激素不存在时，组织会发展成女性性组织。原始性腺变成睾丸或卵巢。男性产生阴茎的组织在女性中会产生阴蒂。将成为雄性阴囊的组织变成雌性的阴唇；也就是说，它们是同源结构。

男性生殖解剖学

在男性生殖系统中，阴囊容纳睾丸或睾丸（单数：睾丸），包括为血管、神经和与睾丸功能相关的肌肉提供通道。睾丸是一对雄性生殖器官，产生精子和一些生殖激素。每个睾丸的大小约为 2.5 x 3.8 cm（1.5 x 1 英寸），由称为隔膜的结缔组织分成楔形小叶。每个楔子中盘绕着产生精子的精细小管。

精子在体温下无法移动；因此，阴囊和阴茎位于身体外部，如图所示，\(\PageIndex{1}\)因此可以保持适当的温度以保持活力。在陆地哺乳动物中，一对睾丸必须悬浮在体外比体温低约2 ^° C的温度下才能产生活的精子。当胎儿发育过程中睾丸没有通过腹腔下降时，陆地哺乳动物就会发生不孕症。

艺术连接

插图显示了阴茎和睾丸的横截面。阴茎在末端变宽，进入被包皮包围的龟头。尿道是一个穿过阴茎中间一直延伸到膀胱的开口。尿道周围的组织是 Corpus spongiosum，而 Corpus spongiosum 上方是 Corpus cavernosum。位于阴茎后面的睾丸被阴囊覆盖。精小管位于睾丸中。附睾部分围绕着含有精小管的囊。输精管是连接精管和射精管的管子，射精管始于前列腺。前列腺位于膀胱后方和下方。位于前列腺上方的精囊也与精囊相连。 bulbourethral 腺连接到射精管，射精管从那里进入阴茎。 — 图\(\PageIndex{1}\)：显示了人类雄性的生殖结构。

以下关于男性生殖系统的陈述中哪一项是错误的？

输精管将精子从睾丸输送到阴茎。
精子在睾丸的精小管中成熟。
前列腺和 bulbourethral 腺体都会产生精液的成分。
前列腺位于睾丸中。

精子在盘绕在睾丸内的精管中成熟，如图所示\(\PageIndex{1}\)。精小管的壁由发育中的精子细胞组成，发育最少的精子位于小管外围，完全发育的精子位于管腔。精子细胞与称为Sertoli细胞的 “护士” 细胞混合，后者保护生殖细胞并促进其发育。混合在小管壁中的其他细胞是间质细胞。一旦雄性进入青春期，这些细胞就会产生高水平的睾丸激素。

当精子出现鞭毛并接近成熟时，它们会离开睾丸进入附睾如图所示\(\PageIndex{1}\)。这种结构类似于逗号，位于睾丸的顶部和后部；它是精子成熟的部位。精子离开附睾进入输精管（或 ductus deferens），输精管携带精子进入膀胱后面，并与精囊导管形成射精管。在输精管切除术中，一部分输精管会被切除，从而防止精子在射精过程中流出体外，并防止受精。

精@@ 液是精液和精管分泌物（约占总量的10％）以及占精液体积大部分的辅助腺液的混合物。精子是单倍体细胞，由作为尾巴的鞭毛、含有细胞产生能量的线粒体的脖子和含有遗传物质的头部组成。 \(\PageIndex{2}\)该图显示了人类精子的显微照片以及精子各部分的示意图。在精子的头部顶部发现了一个顶体。这种结构含有溶酶体酶，可以消化卵子周围的保护性覆盖物，帮助精子穿透卵子并使卵子受精。射精将含有两到五毫升的液体，每毫升含有5000万至1.2亿个精子。

显微照片显示了人类精子，其椭圆形的头部宽度约为3微米，鞭毛很长。插图显示头部被顶体包围。尾巴最靠近头部的部分，称为脖子，比其他部分更厚。 — 图\(\PageIndex{2}\)：使用扫描电子显微镜可视化的人类精子有鞭毛、颈部和头部。（来源 b：玛丽安娜·鲁伊斯·比利亚雷尔对作品的修改；来自马特·罗素的比例尺数据）

大部分精液来自与雄性生殖系统相关的辅助腺。这些是精囊、前列腺和球状腺，所有这些都如图所示\(\PageIndex{1}\)。精囊是一对位于膀胱后缘的腺体。腺体产生的溶液呈浓稠、淡黄色和碱性。由于精子只能在碱性环境中活动，因此基本pH值对于逆转阴道环境的酸度很重要。该溶液还含有粘液、果糖（一种精子线粒体营养素）、凝血酶、抗坏血酸和称为前列腺素的局部作用激素。精囊腺占大部分精液的60％。

如图\(\PageIndex{1}\)所示，阴茎是一种从肾膀胱排出尿液的器官，在性交时起到交配器官的作用。阴茎包含三根贯穿器官长度的勃起组织管。它们由背侧的一对称为海绵体管的管子和腹侧的一根名为 spongiosum 的组织管组成。这种组织会充满血液，变得直立而坚硬，为性交做准备。器官被插入阴道，最终导致射精。性交时，肾膀胱开口处的平滑肌括约肌会闭合，防止尿液进入阴茎。性高潮分为两个阶段：首先，与睾丸相连的腺体和辅助器官收缩，然后精液（含有精子）在射精过程中通过尿道排出。性交后，血液从勃起组织中流出，阴茎变得松弛。

核桃形的前列腺环绕着尿道，尿道是与膀胱的连接。它有一系列直接连接到尿道的短管。腺体是平滑肌和腺体组织的混合物。肌肉提供了射精所需的大部分力量。腺体组织产生一种稀薄的乳状液体，其中含有柠檬酸盐（一种营养素）、酶和前列腺特异性抗原（PSA）。 PSA 是一种蛋白水解酶，有助于在雄性射精释放几分钟后液化射精。前列腺分泌物约占精液总量的30％。

bulbourethral 腺体或 Cowper 的腺体在释放大部分精液之前会释放其分泌物。它可以中和尿液中残留的尿道中的任何酸残留物。这通常导致射精总量中有几滴液体，并且可能含有少量精子。如果精子存在于球状腺分泌物中，则射精前为防止怀孕而将阴茎从阴道中抽出可能不起作用。表中总结了男性生殖器官的位置和功能\(\PageIndex{1}\)。

**表\(\PageIndex{1}\)：**男性生殖解剖学
器官	地点	函数
阴囊	外部	携带和支撑睾丸
阴茎	外部	输送尿液，交配器官
睾丸	内部	产生精子和雄性激素
精囊	内部	促进精液产生
前列腺	内部	促进精液产生
Bulbourethral 腺体	内部	射精时清洁尿道

女性生殖解剖学

许多生殖结构位于雌性体外。其中包括乳房和外阴，由耻骨、阴蒂、大阴唇、小阴唇和前庭腺组成，如图所示\(\PageIndex{3}\)。表中总结了女性生殖器官的位置和功能\(\PageIndex{2}\)。外阴是与前庭相关的区域，包括在女性腹股沟（腹股沟）区域发现的结构。 mons pubis 是一个圆形的脂肪区域，覆盖耻骨联合体。阴蒂是一种具有勃起组织的结构，它含有大量的感觉神经，是性交时的刺激来源。大阴唇是一对细长的组织褶皱，它们从耻骨向后延伸，封闭外阴的其他成分。大阴唇来自男性产生阴囊的相同组织。小阴唇是位于大阴唇中心位置的薄层组织褶皱。这些阴唇保护阴道和尿道的开口。青春期，耻骨和大阴唇的前部会被头发覆盖；小阴唇是无毛的。较大的前庭腺位于阴道开口两侧，可在性交时提供润滑。

显示了女性生殖器官的侧面和正面视图。阴道底部很宽，缩小到子宫颈。子宫颈上方是子宫，其形状像一个指向下方的三角形。输卵管从子宫顶部延伸。输卵管向子宫弯曲，最后是称为纤维的手指状附属物。卵巢位于纤维和子宫之间。尿道位于阴道前方，直肠位于阴道后面。阴蒂是一种位于尿道前面的结构。小阴唇和大阴唇是阴道两侧的组织褶皱。 — 图\(\PageIndex{3}\)：显示了人类女性的生殖结构。（来源 a：对 Gray's Anatomy 作品的修改；来源 b：CDC 对作品的修改）

**表\(\PageIndex{2}\)：**女性生殖解剖学
器官	地点	函数
阴蒂	外部	感官器官
Mons pubis	外部	耻骨上方的脂肪区
大阴唇	外部	遮盖小阴唇
小阴唇	外部	封面前庭
前庭腺增大	外部	分泌粘液；润滑阴道
乳房	外部	生产和运送牛奶
卵巢	内部	携带和培育卵子
输卵管（输卵管）	内部	将卵子运送到子宫
子宫	内部	支持胚胎发育
阴道	内部	用于性交、产道、通过月经的普通管

乳房由乳腺和脂肪组成。乳房的大小由腺体后面沉积的脂肪量决定。每个腺体由15至25个叶片组成，这些叶片的乳头处有排空的导管，为哺乳期的孩子提供富含营养和抗体的牛奶，以帮助发育和保护孩子。

女性内部生殖结构包括卵巢、输卵管、子宫和阴道，如图所示\(\PageIndex{3}\)。这对卵巢由韧带系统固定在腹腔内。卵巢由延髓和皮层组成：延髓含有神经和血管，为皮层提供营养并清除废物。皮层细胞的外层是卵巢的功能部分。皮层由围绕卵子的滤泡细胞组成，这些卵是在子宫内胎儿发育过程中发育的。在月经期间，会产生一批滤泡细胞，为卵子释放做好准备。排卵时，一个卵泡破裂，一个卵子被释放，如图所示\(\PageIndex{4}\)。

插图 A 显示了人类子房的横截面，卵巢呈椭圆形，一端有茎状结构，将其固定在子宫上。卵巢的中心部分是延髓，外部是皮层。毛囊存在于皮层中。小而未成熟的毛囊位于这种茎状结构附近。随着卵泡的成熟，它会生长并向茎对面的子房边缘移动，它会破裂，释放出卵子。卵泡现在被称为黄体语料库。黄体成熟并向茎移动，沿着卵泡成熟的子房的对面边缘。黄体缩小并最终分解。光学显微照片显示了一个椭圆形的卵泡，中心有一个大的卵母细胞。卵母细胞周围有小得多的细胞。 — 图\(\PageIndex{4}\)：卵母细胞在（a）卵泡中发育，位于卵巢中。在月经周期开始时，卵泡成熟。排卵时，卵泡破裂，释放卵子。卵泡变成黄体，最终退化。这张光学显微照片中的 (b) 卵泡的中心有一个卵母细胞。（来源 a：美国国立卫生研究院对作品的修改；来自 Matt Russell 的比例尺数据）

输卵管或输卵管从下腹腔的子宫延伸到卵巢，但它们与卵巢没有接触。输卵管的侧端张开成喇叭状结构，并有一条称为纤维的手指状投影边缘，如图所示\(\PageIndex{4}\)。当卵子在排卵时被释放时，纤维会帮助非活动卵进入管子并进入子宫。输卵管的壁是纤毛的，主要由平滑肌组成。纤毛向中间跳动，平滑肌朝同一方向收缩，将卵子移向子宫。受精通常在输卵管内进行，发育中的胚胎向子宫移动以进行发育。卵子或胚胎通常需要一周的时间才能穿过输卵管。女性的绝育被称为输卵管结扎；它类似于男性的输精管切除术，因为输卵管被切断和密封。

子宫的结构大约相当于女人的拳头大小。子宫内膜两侧是富含血管和粘液腺的子宫内膜。子宫在妊娠期间支撑发育中的胚胎和胎儿。子宫壁最厚的部分由平滑肌组成。子宫内平滑肌的收缩有助于婴儿在分娩时通过阴道。每次月经期间，子宫内膜的一部分会脱落，然后再次积聚起来，为植入做准备。子宫的一部分称为子宫颈，伸入阴道顶部。子宫颈起着产道的作用。

阴道是一种肌肉管，有多种用途。它允许月经流出人体。它是性交时阴茎的容器和分娩后代的血管。它由分层的鳞状上皮细胞排列，以保护底层组织。

性交时的性反应

人类的性反应既是心理上的，也是生理上的。男女都通过心理和身体刺激经历性唤起。性反应分为四个阶段。在称为兴奋的第一阶段，血管舒张会导致男性和女性的勃起组织血管充血。乳头、阴蒂、阴唇和阴茎充满血液并变大。释放阴道分泌物以润滑阴道以促进性交。在称为高原的第二阶段，刺激仍在继续，阴道壁的外三分之一随着血液而扩大，呼吸和心率增加。

在第三阶段或性高潮期间，男女都会出现有节奏、不自主的肌肉收缩。在雄性中，生殖辅助腺体和小管会收缩，将精液放入尿道，然后尿道收缩，通过阴茎排出精液。在女性中，子宫和阴道肌肉以波浪形式收缩，每波的持续时间可能略少于一秒钟。在第四阶段或解决方案期间，前三个阶段中描述的过程会自行逆转并恢复到正常状态。男性会经历难治期，在这段时间内，他们无法维持勃起或射精，时间从几分钟到几小时不等。

配子发生（精子发生和卵子发生）

配子发生是精子和卵子的产生，是通过减数分裂过程进行的。在减数分裂期间，两个细胞分裂将细胞核中的成对染色体分开，然后将细胞生命周期早期阶段产生的染色体分开。减数分裂产生单倍体细胞，每对染色体中有一半通常存在于二倍体细胞中。精子的产生称为精子生成，卵子的产生称为卵子生成。

精子发生

如图所示\(\PageIndex{5}\)，精子发生在精管壁中，干细胞位于管外围，精子发生在管腔内。小管囊下方是二倍体、未分化的细胞。这些干细胞被称为 spermatogonia（单数：spermatagonium），经历有丝分裂，其中一个后代分化为精子细胞，另一个后代产生下一代精子。

减数分裂始于一个叫做初级精母细胞的细胞。在第一个减数分裂结束时，会产生一个称为次级精细胞的单倍体细胞。这个细胞是单倍体，必须经过另一个减数分裂细胞分裂。减数分裂末期产生的细胞被称为精子，当它到达小管腔并长出鞭毛时，它被称为精子细胞。每个经历减数分裂的原始精细胞都会产生四个精子。

干细胞在妊娠期间沉积，在出生时一直存在到青春期初期，但处于不活跃状态。在青春期，垂体前叶的促性腺激素会激活这些细胞并产生活精子。这种情况一直持续到老年。

链接到学习

访问此网站以了解精子发生的过程。

Oogenesis

如图所示\(\PageIndex{6}\)，卵子发生在卵巢的最外层。与精子的产生一样，卵子发生始于一种叫做 oogonium（复数：oogonia）的生殖细胞，但是这个细胞会经历有丝分裂以增加数量，最终导致胚胎中多达一到两百万个细胞。

起始减数分裂的细胞被称为初级卵母细胞，如图所示\(\PageIndex{6}\)。该细胞将开始第一个减数分裂分裂，并在第一个前期阶段被阻止。在出生时，所有未来的卵子都处于前期阶段。在青春期，垂体前叶激素会导致卵巢中许多卵泡的发育。这导致初级卵母细胞完成了第一个减数分裂。细胞分裂不均匀，大部分细胞物质和细胞器进入一个细胞，称为次级卵母细胞，只有一组染色体和少量细胞质流向另一个细胞。第二个细胞被称为极体，通常会死亡。发生继发性减数分裂停滞，这次是在中期 II 阶段。在排卵时，这个次生卵母细胞将被释放并通过输卵管向子宫移动。如果次级卵母细胞受精，则细胞会继续通过减数分裂II，产生第二个极体和一个包含人类所有46条染色体的受精卵，其中一半来自精子。

卵子在出生前就开始产卵，在减数分裂期间停滞直到青春期，然后在每个月经周期中单个细胞继续生成。每个减数分裂过程都会产生一个卵，多余的染色体和染色体进入极体，这些极体会退化并被人体重新吸收。

摘要

随着动物变得越来越复杂，特定的器官和器官系统得以发展，以支持生物体的特定功能。在陆地动物身上进化的繁殖结构允许雄性和雌性交配、内部受精并支持后代的生长和发育。开发了生产生殖细胞的过程，这些生殖细胞的染色体数量恰好是每个亲本的一半，因此新的组合将具有适当数量的遗传物质。配子发生，即精子（精子发生）和卵子（卵子生成）的产生，是通过减数分裂过程发生的。

图\(\PageIndex{1}\)：以下关于男性生殖系统的陈述中哪一项是错误的？

输精管将精子从睾丸输送到阴茎。
精子在睾丸的精小管中成熟。
前列腺和 bulbourethral 腺体都会产生精液的成分。
前列腺位于睾丸中。

回答: D

词汇表

球状腺: 射精前清洁尿道的分泌物

阴核: 女性的感官结构；在性唤起时受到刺激

大阴唇: 覆盖腹股沟区域的大块组织褶皱

小阴唇: 大阴唇内的组织褶皱较小

卵子发育: 生产单倍体卵的过程

输卵管: （也是输卵管）连接子宫和卵巢区域的肌肉管

阴茎: 用于排尿和交配的雄性生殖结构

前列腺: 这种结构是平滑肌和腺体物质的混合物，有助于精液

阴囊: 含有睾丸的囊；身体外部

精液: 精子和辅助物质的液体混合物

精囊: 雄性的分泌辅助腺；有助于精液

精小管: 睾丸中产生精子的部位

精子发生: 产生单倍体精子的过程

睾丸: 雄性的一对生殖器官

子宫: 胚胎和胎儿发育的环境

阴道: 用于经流、交配和后代出生的肌肉管