2015-03-12 · 知道合伙人教育行家
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受精包括精子的获能、顶体反应、皮层反应、原核形成和融合等过程。
1、精子获能
刚排出的精子虽有运动能力,但不能穿过卵子的放射冠和透明带,只有接受雌性生殖道的分泌物(获能因子),才具有受精能力,这种作用称为精子获能。
在体外条件下,血清白蛋白、高密脂蛋白、氨基聚糖、孕酮、钙离子载体、ZP3、CO2等均可促进精子获能。
2、顶体反应
获能后精子表面阻止受精的附睾蛋白和精浆蛋白被除去或改变,质膜胆固醇流失,与卵子结合的受体暴露。获能期间,钙通道被激活、耗氧量和糖酵解明显增加,pH升高,腺苷酸环化酶激活,导致胞内cAMP含量升高,蛋白激酶A活化,精子活力增加,顶体酶原转化为有活性的顶体酶。
获能的精子首先借助头后部(顶体后区)质膜PH-20的透明质酸酶活性穿过卵母细胞外卵丘细胞层,到达透明带,然后精子通过头前部(顶体区)质膜表面的ZP结合蛋白与卵母细胞透明带发生识别,完成结合过程,诱发顶体反应,即:顶体以外排的方式释放出水解酶,将卵子的透明带和卵黄膜溶解,形成精子穿过的通道。
精子进入卵子后,导致卵膜去极化,动作电位由受精点传至膜表面,使精子受体失活。卵细胞膜下的皮层颗粒(内含酶类的囊泡),以外排的方式,进入卵黄膜和卵膜之间的腔隙,酶类引起透明带“硬化”,形成受精膜。
3、卵子的激活、原核形成和精卵融合
精子的刺激使处于休眠状态的卵子被激活,重新回到减数分裂阶段,迅速完成第二次分裂,释放极体。此时精子和卵子的细胞核分别称为雄原核和雌原核。两个原核逐渐在细胞中部靠拢,核膜随即消失,染色体混合,形成二倍体的受精卵,又称合子。
4、皮层反应
通常一个卵子和一个精子结合,多精进入会形成多余的分裂极和纺锤体,导致细胞异常分裂而使胚胎发育终止。
受精后通过两种机制阻止多精进入,一是膜瞬间去极化;二是通过皮层反应,破坏精子受体和形成受精膜。受精后精子的核、中心粒(鞭毛基粒)和线粒体均注入卵中。线粒体之所以表现为母系遗传,是因为受精卵中只有仅母本线粒体可以存活。
许多昆虫、软体动物、软骨鱼、有尾两栖类、爬行类和鸟类在受精时有多于一个精子进入卵内,但只有一个雄原核与雌原核发生融合,参与发育,其余的精核逐渐退化消失。有时多余的精于也发生一些畸形的分裂,但不妨碍正常卵裂和发育。这种多精受精称为生理性多精受精。