第七章 受精的机制-2
受精fertilization的机制
受精fertilization的机制
• 定义：两性生殖细胞结合并创造出具备源自
双亲遗传潜力的新个体的过程
• 受精过程包括两种活动
性活动（双亲基因的组合，并传给后代） 复制活动（新生物体产生的过程，激发卵子发育）
• 受精功能
将父母的基因传递给子代 卵细胞质中激发一些确保发育正常进行的系统反应（卵
• 哺乳动物，卵表面存在多
种整联蛋白的亚单位
• 已知：β-fertilin是α-
6/β-1的配体
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
四、顶体反应的调控机制
1、顶体反应的分子机制（仓鼠）
• 受体结合使精子膜上的离子通道打开 • Ca++进入精子质膜与顶体外膜之间的空隙 • Ca++激活ATP酶，导致顶体增加摄入Ca++到顶体内 • Ca++使前顶体粒蛋白变为具有生物活性的顶体粒蛋白 • 顶体粒蛋白激活磷脂酶 • 磷脂酶使顶体外膜的卵磷脂分解为溶血卵磷脂和游离
脂肪酸
• 溶血卵磷质的增加可干扰顶体外膜脂类成分促使质膜、
顶体外膜溶解，发生胞吐作用
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
2、顶体反应的调控机制
• 离子调控
精子质膜上Ca2+泵、Na+/ Ca2+交换器和钙离子通道中的 Ca2+转换系统均参与调控细胞内的Ca2+浓度； K+、Mg2 + 、Cl+ 、H+等也参与顶体反应的调控
胶膜具有凝集精子和诱发顶
体反应的作用 • 胶膜中分离出精子激活肽，可刺激精
子的呼吸和游动
• 精子表面结合素（种特异）与卵膜上
受精与胚胎发育的分子机制
受精与胚胎发育的分子机制人类的发育过程是一个非常复杂的过程，其中受精和胚胎发育是非常关键的环节。
这些过程涉及到很多分子机制，这些机制的研究对理解人类的生命过程和生殖健康具有重要的意义。
受精的分子机制受精是生殖细胞结合后形成的新生命开始的过程，它是一个复杂的过程，涉及到一系列的分子机制。
首先，在受精前，男性和女性生殖细胞都需要获得发育的能量，这个过程称为发育激素的信号传导。
在这个过程中，雄性生殖细胞和雌性生殖细胞都会释放不同的激素，这些激素可以促进精子和卵子的发育和成熟。
接下来，卵子被精子接触到，并触发了受精过程的开始。
受精需要一些特殊的蛋白质和酶来帮助精子穿透卵子的外层。
当外层被穿透后，精子就可以与卵子中的DNA结合。
最后，卵子和精子中的DNA将融合成一个新的细胞核，这个新的细胞核包括了父母双方的DNA信息，从而形成了新生命的基础。
胚胎发育的分子机制当受精完成后，卵子就开始了胚胎发育的过程。
胚胎发育是一个复杂的过程，涉及到各种分子机制的调节和控制。
在最初的几天，胚胎开始分裂成许多细胞。
这个过程叫做囊胚阶段，其中胚胎分裂的速度非常快。
在这个过程中，胚胎中的分子和蛋白质负责调节细胞的分裂和分化。
接下来，胚胎进入囊胚阶段，形成了一个液体填充的囊胚。
在这个过程中，胚胎的细胞开始分化成各种不同的组织，如神经组织、肌肉组织、器官等等。
胚胎细胞内的分子和蛋白质也在调节和控制着细胞的分化方向和速度。
最终，胚胎成长为一个完整的生物体，并在母体内发展成为一个健康的新生儿。
在这个过程中，分子机制和信号传导是关键的因素，它们不仅影响着胚胎发育的过程，也影响着新生儿日后的生长和发育。
总结受精和胚胎发育是人类生命的非常关键的阶段。
在这些过程中，分子机制和信号传导是起着重要作用的因素。
了解这些分子机制可以帮助我们更好地理解人类的生命过程，同时也能为人类提供更好的生殖健康照顾。
在以后的研究中，我们需要更深入地研究这些分子机制的细节，以发现更多的实现生命科学的可能性。
受精与胚胎发育的分子机制
受精与胚胎发育的分子机制近年来，随着科技的飞速发展，人们对于生命科学的研究也日益深入。
其中，受精和胚胎发育是生命科学中一个重要的研究领域。
在这个过程中，分子机制发挥着至关重要的作用，本文将从分子机制的角度探究受精和胚胎发育的关键步骤。
一、受精的分子机制受精是指精子和卵细胞结合并融合成一个受精卵的过程。
在受精过程中，大量的分子机制起到关键作用，尤其是在精子与卵细胞膜结合时。
1. 精子的膜结合蛋白在精子膜结合卵细胞膜的过程中，主要是由精子表面的膜结合蛋白与卵细胞的识别分子发挥作用。
最为重要的是，精子表面的膜结合蛋白有alpha6beta1整合素、CD9蛋白等。
这些蛋白质分子可以结合到卵细胞膜上的受精蛋白与卵膜上的受精卵子刺激蛋白等相关蛋白质上。
2. 细胞外基质除了精子本身的膜结合蛋白，细胞外基质也对受精具有关键性作用。
卵子颈部分泌的细胞外基质中有GPI锚定蛋白和受精卵子刺激蛋白等，这些蛋白质与精子的膜结合蛋白之间有重要的相互作用。
3. 钙离子信号传导受精还涉及到钙离子信号传导。
在精子进入卵子后，卵子细胞质中的游离钙离子浓度迅速上升，导致蛋白磷酸酶的激活，从而通过链式反应信号调节受精过程。
二、胚胎发育的分子机制1. 胚胎囊胚形成过程胚胎囊胚是早期胚胎发育阶段的一种形态。
它的形成过程中，初始单倍体细胞形成原始结构(PS)，之后分为外细胞团(TS)和内细胞团(ICM)(胚胎干细胞的前身)。
形成的过程中有一些关键的基因和分子机制起到了重要作用。
2. 基因调控机制内细胞团和外细胞团的分离依靠细胞间的黏附性分子，而不是胚胎细胞间的细胞间连接。
而在分化过程中，一些蛋白质激酶和磷酸酶扮演着重要的角色，在外层细胞的黏附连接失去时，干扰素同时会抑制外层细胞的细胞增殖和转化。
3. 调控信号通路在胚胎发育过程中，给营养的介质中的分子信号通过细胞表面的受体进入胚胎细胞内部，经过种种信号通路的网状结构调节胚胎囊胚的发育，其中是关键的有Wnt, TGF-β, Notch和Hedgehog等。
受精过程的分子机制和调控
受精过程的分子机制和调控受精是生命基本过程之一，它发生在两个细胞之间：精子和卵子。
它是生殖细胞的合并，从而产生一个受精卵和幸存的个体。
受精是一个复杂和精密的过程，涉及到许多细胞和分子机制的调控。
受精的过程可以分为三个主要阶段：精子体结合、融合和受精卵形成。
在第一阶段，精子的头部会通过一些特殊的蛋白质，称为受体蛋白，与卵子上的结合受体结合。
当头部与结合受体结合时，它会释放出一些物质，使卵子皮层发生改变，从而使其他精子无法穿透卵子。
这个过程被称为刷膜反应。
在第二阶段，卵子和精子的细胞膜会相互接触，并融合形成一个叫作合子的细胞。
这个过程需要一些特殊的融合蛋白质的存在，这些蛋白质被称为融合蛋白质。
这些蛋白质会在融合时与对应的蛋白质结合，从而促进细胞融合。
这使得精子和卵子的遗传物质可以结合，从而形成一个新的细胞，叫作受精卵。
第三阶段是受精卵的形成。
当精子和卵子融合之后，形成的受精卵经过一系列的细胞分裂和增殖，最终形成一个成熟的胚胎。
整个受精的过程是非常复杂的，其中涉及了许多分子机制的调控。
这些分子机制包括信号传导、基因调节、代谢调节等。
其中一个最重要的分子是细胞质骨架的蛋白质微管。
微管在受精过程中发挥着重要的作用，它们的组装和解组装可以直接影响精子的运动、细胞的融合和受精卵的形成等关键步骤。
另外，许多激素和细胞因子也可以参与受精过程的调控。
这些分子可以影响细胞膜的特性、信号传导等多个方面，从而直接或间接地影响受精的过程。
总之，受精是生命过程中最为基本和重要的过程之一。
它涉及到许多分子机制的调控，其中微管的作用特别重要。
虽然我们已经对受精的过程有了越来越深入的了解，但仍有许多问题有待解决。
随着生物技术的发展和科学技术的进步，我们相信在未来能够对受精过程及其分子机制的了解将达到一个更深入和全面的层面。
解释受精的过程和原理
解释受精的过程和原理受精是指雄性生物的精子与雌性生物的卵细胞相结合，并融合成为一个新的个体的过程。
受精是生物繁殖的关键一步，是每个生物种群维持和延续的基本方式之一受精的过程通常经历四个主要阶段：吸附、穿透、合并和融合。
首先是吸附阶段，精子必须通过女性生殖道进入到子宫颈部。
在此过程中，女性生殖道分泌的黏液能够帮助精子的“游泳”和向子宫颈移动。
然后，这些精子中的一部分进入子宫腔，并向卵子移动。
接下来是穿透阶段，当精子接近卵子时，卵子表面有许多细小的突起结构，称为卵丘。
这些卵丘会捕捉和绑定精子，使其与卵子粘附在一起。
此时，精子释放出一些酶，这些酶能够帮助精子穿过卵子的外膜和其他保护层。
然后是合并阶段，一旦精子成功穿透卵子的保护层，精子的头部便与卵子的细胞膜相接触。
这种相互作用会触发卵子膜的变化，使防止其他精子进入的屏障形成。
同时，精子也将其遗传物质（含有在受精过程中传递给后代的遗传信息的DNA）传递给卵子。
最后是融合阶段，此时精子的核与卵子的细胞质融合在一起。
这个过程中，卵子的核和精子的核相融合，形成一个新的有完整基因组的受精卵，也称为受精卵或受精-{}-子。
这里需要强调的是，受精过程的原理主要涉及到两个方面：精子的运动和卵子的结构。
精子的运动是受精过程中不可或缺的，它们能够通过游动或携带钠离子流进来，利用这两种方式，精子能够在女性生殖道中游泳更远。
此外，女性生殖道和子宫颈部分泌的黏液也会使精子的游泳更加顺畅。
卵子的结构也是受精过程的关键，即卵膜和卵母细胞的外层细胞膜。
卵膜是一层透明，富含多糖的物质，它保护着卵子，并能识别出和结合具有合适特征的精子。
卵母细胞的外层细胞膜则是保护细胞膜，目的是阻止多个精子同时进入卵子。
总结而言，受精是生物繁殖过程中的关键步骤之一，涉及到精子和卵子之间的相互作用。
通过精子的吸附、穿透、合并和融合，以及卵子的成熟和结构，使得精子成功地融合到卵子内部，并形成一个新的受精-{}-子，为新生命的起源奠定基础。
受精的机制PPT学习教案
➢Integrin 抗 体 可 阻 断 小 鼠 精 卵 间 相互作用；
➢α-2 、 α-4 、 α-5 抗 体 可 抑 制 人 精 子与仓鼠卵的结合与融合；
➢普遍认为β－fertilin是α-6/β-1的 配体；
➢β-1抗体可减少重组β－fertilin与 小鼠卵结合并可第37抑页/共8制8页 精卵结合。
第31页/共88页
ADAM
➢ －NH2 →COOH ➢ I-信号肽 ➢ II-前体区 ➢ III-金属蛋白酶区 ➢ IV-整联蛋白配体区 ➢ V-半胱氨酸富集区 ➢ VI-表皮生长因子样
重复区 ➢ VII-跨膜区 ➢ VIII-胞内肽尾区
第32页/共88页
➢ fertilin ＝ α － fertilin （ ADAM1 ） +β － fertilin （ADAM2）异源二聚体；
仓鼠精子的顶体反应
第47页/共88页
五、顶体反应的调控机制
1、离子调控
Ca2+ ：其贮存区是顶体反 应的激烈区
顶体外膜的外表面和精子质 膜内表面
通道：
1）Ca2+ 泵
2）Na+/ Ca2+ 交换器 第48页/共88页
3）Ca2+ 通道
+
2+
-
+
2、脂质调控：调控膜的流动性和 钙泵活性。
➢ 获能后顶体外膜和精子质膜上 的溶血卵磷脂→卵磷脂+Ca2+和 磷脂酶A2 →溶血化合物→脂膜 溶解→顶体酶外排。
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卵母细胞成熟的标志
恢复减数分裂的信号: ➢ 海星： 1-甲基腺嘌呤 ➢ 两栖类： 孕酮 ➢ 鱼类：17α,20β-二羟-4-孕烯-3-
受精过程中的分子生物学机制
受精过程中的分子生物学机制受精是生命的起源，在这一过程中，两个单细胞生物体-精子和卵子-结合并融合成一个新的单细胞生物体-受精卵。
这个过程涉及到复杂的细胞分子生物学机制。
精子及其运动方式精子是由男性生殖系统产生的生殖细胞，它们必须游向卵子才能有效地受精。
精子的运动是由鞭毛和细胞外膜的亚结构所控制。
游离在生殖道中的精子通过化学信号被吸引到靠近卵子的区域。
当到达卵子附近时，精子将利用两种运动方式：跃进运动和游泳运动。
跃进运动使精子能够从粘液中脱颖而出，然后游泳运动能够沿着生殖道充分获得能量，并最终在卵子外膜处捕获。
卵子的形成和特征卵子是由女性生殖系统产生的生殖细胞，与精子一样是体内的单细胞生物体。
卵子的体积是精子的数千倍，但它们不比精子更能活动。
它们具有多到数百个细胞的细胞外膜和一颗形状特殊的细胞核。
在卵子形成过程中，酪氨酸激酶（tyrosine kinase）是卵子中的一个关键蛋白质，它能够使卵子细胞外膜上的受体活性化并有效地参与胞质中的酶和其他生物化学过程。
受精过程中的细胞信号在受精过程中，卵子与精子之间的交互信息是通过细胞间信号传递的方式完成的。
在精子被卵子吸引之后，它们会释放一种酶以破坏卵子上的细胞外膜。
然后卵子会将另外一种酶永久性释放到外面，防止其他精子进入，同时使卵子发生一个方向性的变化，形成卵子-精子接头。
接着，可以分为两个部分：融合和发展。
在融合期间，两个细胞的细胞膜会互相接触并融合，将精子细胞膜上的蛋白质、受体和信号物转移到了卵子膜。
这些信号会通过细胞内的通路传递，并导致卵子第一次分裂。
发展阶段是一个复杂的过程，需要各种不同类型的基因表达进行调节，产生和调配不同的细胞和细胞组织。
同时，营养和其他类型的生物化学特征也要考虑到。
总之，在受精之后，卵子和精子的细胞生物学特征会发生巨大的变化，从而激活发展期间的生命过程。
现代分子和细胞生物学的技术正在帮助我们深入理解生殖细胞之间的信号交互，以及其它发、育相关的病理生理学基础。
精子与卵子在受精过程中的相互作用机制
精子与卵子在受精过程中的相互作用机制受精是生殖过程中的一个重要环节，涉及到精子和卵子之间的相互作用。
在人类的繁衍过程中，精子的作用是运输遗传信息，而卵子则负责提供生命起始的物质。
精子和卵子的相遇是受精过程的起点，其相互作用机制至关重要。
精子的游动过程精子的游动是受精过程中必不可少的一步。
一个健康的男性每天能够产生高达2亿个精子，然而它们中的绝大部分都无法在女性的体内存活。
只有雄性精子能够在身体中生存3-5天，而雌性卵子只有24小时的寿命。
精子的游动依靠的是它身上所拥有的长尾巴，也就是运动器。
在精子游动过程中，运动器先向前运动，带着精子身体向前推动。
然而由于此类推进方式不可能一直持续下去，所以精子便改变游动方向，以波浪形的方式游动。
普通的游动方式不足以让精子穿入卵子。
在受精过程中，母体阻挡精子的痕迹会被大大降低，这意味着，卵子所处的区域会对精子变得更加表达欢迎。
卵子可以“选择”哪个精子对其进行受精虽然精子数量多，但它们的容存时间有限制。
在受精过程中，实际上，只有少数精子能到达卵子的附近。
进行受精的那个精子不能选定为胚胎，因此，卵子有一种机制，可以让其选择它是否要被哪个精子受精。
卵子会发出一些锁定信号，这些信号能够使它们只接纳带有特定蛋白质的精子。
这些蛋白质分子会在精子头部的表面上呈现出来，一旦卵子感受到这些特定蛋白质，它们就会向这个精子释放一些化学物质，进一步引导它向中央。
这一过程被称为“皮质反应”，因为卵子对进入其内部的精子形成了一层物质屏障。
这层物质屏障会阻止卵子再次被受精，同时还能帮助带有正确蛋白质的精子穿透卵子表面，到达中心并与卵子核结合。
精子与卵子结合后的变化精子到达卵子表面，卵子便做好了与精子结合的准备。
这一结合是受精的最终阶段，它标志着生命的开始。
一旦合成，胚胎会开始分裂成两半，并在数天内形成初始的胚胎。
在受精过程中，精子会释放许多化学物质，这些化学物质会引起卵子表面发生一系列变化，进一步诱导精子进入卵子，进一步促成发生受精。
第七章 受精的机制
第一节 卵母细胞成熟
形态标志：核膜破裂（GVBD）、染色体凝聚、 纺锤体形成和第一极体排出
分子变化：cAMP浓度下降， Ca2+浓度上升， 蛋白质合成增加，蛋白质去磷酸化或磷酸化， 促成熟因子（MPF）之类的生物活性物质出现。
顶体反应的重要作用在于释放顶体内的酶类和使精子膜成 分重新分配、暴露或被修饰。精卵不仅相互黏附，同时进 行膜融合，并诱导卵中的一系列信号转导、导致卵的激活 和随后的发育。
A natural event: fertilization
含物。
C,D图。顶体反应完成，精子向前运动，
囊状膜及释放的内含物一起留在精子后面。
顶体反应前的精子
哺乳动物精子发生顶体反应过程
棘皮动物精子的顶体反应
结合蛋白在顶体突上的定位
第四节 配子遗传物质的融合
对于哺乳动物，精子进入卵母细胞后，卵 母细胞质中谷胱甘肽将雄原核 DNA周围的鱼 精蛋白的二硫键还原，使精子染色质凝聚。随 着卵母细胞完成第二次减数分裂，雄原核增大， 中心体装配成星体，并促使雌、雄原核朝彼此 的方向迁移，在迁移中复制各自的DNA。雌、 雄原核会合后，核膜崩解，染色质浓缩成染色 体，定位于有丝分裂纺锤体上，在两细胞期形 成真正的二倍体。
1.精-卵质膜融合 2.原核形成与迁移
精子入 卵，未 有第二 极体排 除
69268271.jpg
退化的极体
核间桥
海胆雌雄原核 的迁移与融合
雄原核
雌原核
第五节 卵的激活
概念 成熟的卵母细胞处于休眠状态，表现为代谢降 低，蛋白和核酸的合成大幅度降低，其中DNA的合成完全 停止。经精子刺激，成熟卵从休眠状态进入活动状态，称 为卵激活。
发育生物学——受精的机制
受精时卵膜的变化阻止多精受精
The main block to polyspermy is brought into play as soon as the first sperm fuses with the plasma membrane, which stimulates the release of the cortical granules (contain enzymes that block further sperm form binding to the ZP). The cortical reaction at fertilization in the sea urchin
ZP3
通过
精子
表面
蛋白
诱发
顶体
反应
雌雄配子的融合 精子通过与透 明带的相互作 用，发生顶体 反应，使和精 子结合的透明 带被顶体反应 释放的水解酶 溶解，并在该 位置进行精卵 细胞膜的融合 。
雌雄配子的融合
The acrosomal also exposes proteins on the sperm surface that can bind to the egg membrane and are involved in the fusion of sperm and egg membranes, eg, fertilin, Cyritestin, 卵子质膜上Fertilin的受体 Integrin
出，停顿在MII中期。分子水平：促成熟因子
(MPF) 之类的生物活性物质出现。
促成熟因子的发现
孕酮
未成熟的 卵母细胞
成熟的 卵母细胞
在成熟的卵母细胞的细胞质中，必然有一种物质，可以诱导卵母 细胞成熟，这种物质被称为促成熟因子，即 MPF。须与Cdk2共 同发挥作用。
精子运动与受精的生物物理机制
精子运动与受精的生物物理机制生物的繁殖，离不开两件事：精子运动和受精。
这两个过程牵涉到生物物理学中很多基本知识和原则。
本文将分别从精子运动和受精两个方面来探讨这些生物物理学的知识和原则。
I. 精子运动精子运动是指生殖细胞精子在体外运动的过程。
在自然条件下，精子运动是方向性的，以向卵子移动为最终目的。
精子的运动能力是受其形态和结构限制的。
精子由头、颈、尾三部分组成，其中尾部是其运动的主要部位。
一般来说，精子的运动可以分为原位运动和活动性运动。
原位运动是指精子在静止时，仅在其头部附近出现短暂摆动，而尾部不活动的运动方式。
而活动性运动则是指精子在一定条件下，由原位运动而转换为尾部摆动的活跃运动方式。
活动性运动可以进一步分为前行运动和四面八方乱晃的“游动”。
造成精子运动的原因是一些物理、化学和生物学因素相互作用的结果。
下面简单介绍这些因素。
1. 粘度粘度是指液体对粘度计的弹性阻力。
液体粘度越大，阻力就越大，对精子的运动会产生阻碍，从而减缓或抑制精子的运动。
因此，粘度是对精子运动有很大影响的一个因素。
2. 温度温度是控制精子运动的另一个因素。
温度过低或过高都会对精子的正常运动产生负面影响。
在人体内，睾丸内部的温度比身体温度低1-2℃，这是为了使精子处于更适宜的运动环境下。
3. 离子浓度离子浓度是维持人体内环境稳定的一个重要因素。
不同的离子在不同浓度下会对精子的运动产生不同影响。
高浓度的钙离子和镁离子会促进精子运动；而高浓度的铜离子和铝离子则会对精子产生毒性影响。
II. 受精受精是指精子和卵子结合形成受精卵的过程。
在生物物理学中，受精是一种湿润接触现象，涉及到表面力学、电学和化学等知识。
1. 表面力学在受精的过程中，精子和卵子之间的接触是由表面力学原理引起的。
一般来说，表面张力越大，接触越难形成。
因此，两个具有类似表面张力的物质接触会比较困难。
精子和卵子之间也存在这样的问题，但通过液体介质的存在，表面张力被减小，从而使接触更容易。
受精的分子机制和效应研究
受精的分子机制和效应研究生殖是所有生物种族得以延续的基石。
在哺乳动物中，受精是生殖的核心环节之一。
受精是一系列高度精细的过程，涉及到许多细胞生物学机制。
在本文中，我们将探讨受精的分子机制和效应研究。
1、受精的分子机制首先，受精前的准备是关键，通常涉及到卵细胞的养护和排卵的过程。
接着，在卵子处于成熟期的时候，精子将会和卵子相遇。
在卵子的表面，存在许多受体，可以识别特定的精子膜蛋白，然后将精子吞噬掉。
一旦精子被识别出来并与卵子接触，就会发生雌雄核融合和共囊膜反应。
1.1 雄性细胞膜蛋白精子膜蛋白是在生物进化过程中随着环境的变化而不断调整的。
人类在进化历程中也经历了这样的过程。
科学家们发现，哺乳动物的精子膜蛋白是由许多基因结合形成的复杂结构。
其中，雄性细胞膜蛋白在精子发生过程中发挥着重要作用，其与卵子的结合紧密相关。
1.2 卵子识别在卵子的表面存在着许多特定的受体，可以识别特定的精子膜蛋白。
当卵子与精子接触时，精子的表面蛋白会结合卵子受体，进入卵子细胞壁之中。
这个过程非常精细，卵子仅能识别特定的精子膜蛋白，不能识别其他精子膜蛋白。
这是为了保证种群遗传性的多样性。
1.3 雌雄核融合在精子进入卵子之后，其前端会发生一个反应，将其剩余部分与卵子膜分开。
接着，精子核融合到卵子核，形成受精卵，掌管下一代生命的开始。
2、受精的效应研究虽然受精的过程很简单，但是其中包含着很多关键的生物学机制。
研究受精的效应，可以为进一步发展生物医学领域提供帮助，从而更好地服务于人类的健康。
2.1 生殖临床生殖临床是通过对生殖过程的研究，来帮助解决生育难题的领域。
生殖临床的研究范围非常广泛，涉及到不孕症的诊断和治疗、以及人类生育效率的提高。
通过对受精的分子机制和效应进行深入研究，可以帮助生殖植入、试管婴儿和其他种类的生殖临床，从而为人类生育带来更好的解决方案。
2.2 基础遗传学基础遗传学是研究遗传物质和基因组结构的领域。
精子和卵子的结合不仅仅是生殖过程中的一个关键步骤，同时还是基础遗传学研究的重要基础。
受精过程的遗传机制分析
受精过程的遗传机制分析受精是生命的起始，是生物家族多样性的产生基础。
在哺乳动物中，受精是指发生在卵子和精子结合后，形成受精卵，进而发展成为一个新的个体。
受精过程中涉及到一系列的生命活动，包括精子和卵子的互作、染色体的配对、基因的组合等，这些活动组成了受精过程的遗传机制。
受精过程中，精子和卵子的互作是第一步。
精子通过精子尾巴的运动，向着卵子所在的卵巢移动，寻找合适的卵子。
当精子与卵子结合时，就会发生精卵融合，形成受精卵。
这个过程中，卵子释放出孕激素等化学物质，吸引精子，而精子也会释放出酶，破坏卵子表面的浆膜，从而侵入卵子内部。
在受精卵形成后，受精卵中的遗传物质开始交换和组合。
每个精子和卵子都含有一半的常染色体数目（23条染色体），当精卵融合时，就会形成一对完整的常染色体组。
这个过程中，染色体的配对就非常关键，如果染色体配对不正确，就会导致染色体异常。
除了常染色体外，受精卵中还有一个重要的遗传物质，那就是性染色体。
在人类中，男性含有一条X染色体和一条Y染色体，而女性则含有两条X染色体。
精子中只含有一条染色体，要么是X染色体，要么是Y染色体，所以受精过程中，精子决定了胎儿性别。
由此可见，性别的决定是受精过程的遗传机制之一。
受精过程还会导致基因组的重新组合。
每条染色体上都含有大量的基因，而它们的组合方式就会影响到后代性状的表现。
基因的表现受到许多因素的影响，包括基因的互作、基因外表达的调控等。
这些复杂的机制都会对后代的遗传产生一定的影响。
最后需要注意的是，在受精过程中还可能会出现染色体畸变和遗传病等问题。
染色体畸变通常是由于染色体的不正常分离所引起，例如三体综合征、二体综合征等。
而遗传病则是由于基因突变所导致的，比如先天性心脏病、血友病等。
为了避免遗传病的传播，人们提出了一系列的遗传咨询和筛查方案，保障了后代的健康。
总之，受精过程是生命的起点，是生命物种多样性的根本。
在受精过程中，精子和卵子的互作、染色体的配对、基因的组合等因素都会对后代的遗传产生影响。
2-2受精作用
A
b
a B
a B
受精作用
一、配子中染色体组合的多样性 １.减数分裂过程中非同源染色体的自由组合 （１）一个含n对同源染色体的精原细胞，经减数分裂 产生的精子类型有2种； （２）一个含n对同源染色体的卵原细胞，经减数分裂 产生的精卵细胞类型有1种； （３）体细胞含有n对同源染色体的生物个体，经减数 分裂产生的配子类型有2n种。 ２.四分体时期有非姐妹染色单体的交叉互换。
×
XwY白眼（雄）
XW
Xw
Xw
Y
摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下： 红眼
雌
红眼
雄
白眼
雌
白眼
雄
126
132
120
115
与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确
——证明了基因在染色体上
三、新的疑问？
人只有23对染色体，却有数以万计的基 因，基因与染色体可能有这种对应关系吗？
一条染色体上 有很多个基因
摩尔根设想，控制白眼的基因（w）在X染色体上，Y 染色体不含其等位基因。
P XWXW红眼（雌）
×
XwY白眼（雄）
配子
XW
XWXw红眼（雌） XW
Xw
Y
F1
×
XWY红眼（雄） Y XWY红眼（雄） XwY白眼（雄）
F2
XW
Xw
XWXW红眼（雌）
XWXw红眼（雌）
5.实验验证 ： 测交法
测交亲本 XWXw红眼（雌）
高 减数 茎 分裂
高 茎 高 茎
矮 茎 高 茎
P
配子
F1
F1配子
矮d 茎
d 减数
d
d D d 高 d d 矮
发育生物学——受精的机制
发育生物学——受精的机制受精是指雄性生物的精子与雌性生物的卵子结合，形成受精卵的过程。
受精是多细胞生物繁殖的第一步，对于生物的发育和遗传起着至关重要的作用。
以下是关于受精机制的综述。
受精过程发生在生殖系统中，首先需要精子与卵子相互接近并结合。
在多数动物物种中，这需要通过生殖系统中相应的性行为来实现。
性行为通常包括交配，精子通过交配器官射入卵子的体内或者卵子通过性器官口腔吞食精子。
对于其他一些物种，如植物和一些原生动物，受精可以通过风、水或昆虫等媒介传播。
受精进一步包括以下几个步骤：精子在卵子周围的化学梯度指引下，通过游动靠近卵子，随后与卵子融合。
受精的过程可以分为两个主要的阶段：首先是精子接近卵子并与卵子结合，然后是精子与卵子进行融合。
精子接近卵子的过程是通过一系列分子信号实现的。
卵子释放的化学物质形成了一种化学梯度，吸引精子向卵子游动。
这些化学物质包括各种囊泡内含物、离子和蛋白质，它们在生殖道中分泌出来。
精子主要通过它们的鞭毛用侧鳃鳢等游动与感应卵子。
一旦精子接近卵子，它们通过一些特定的受精蛋白质与卵子表面的受精屏障结合。
这些蛋白质在精子和卵子上都表达，它们之间的相互作用是受精的关键步骤之一受精的第二阶段是精子与卵子的融合。
当精子与卵子接触时，它们之间的相互作用引发了一系列的反应，导致精子融入到卵子内部。
这个过程被称为受精膜的形成。
在受精膜的形成中，精子表面的蛋白质与卵子表面的受体相互结合，触发信号传导路径，最终导致卵子膜发生结构和功能上的改变。
这些改变使得精子不能再与其他精子结合，确保只有一个精子与卵子结合。
受精的最终结果是形成受精卵，也被称为合子。
受精卵包含了雄性和雌性个体的遗传物质，这些遗传物质在受精过程中通过精子与卵子的融合进行混合。
在受精卵形成后，发育过程就开始了。
受精卵会经历一系列细胞分裂和分化过程，形成不同的胚层，最终发育成为一个成熟的个体。
总之，受精是繁殖过程中的关键步骤，通过精子与卵子的结合和融合，形成受精卵。
受精过程的分子机制与调控
受精过程的分子机制与调控受精是指精子与卵子结合形成受精卵的过程，是生物繁衍和进化的关键步骤之一。
在受精过程中，精子必须经历精子的定向运动、粘附到卵子表面、与卵子融合等一系列的复杂生物学过程。
本文将重点讨论受精过程的分子机制和调控。
一、精子的定向运动精子的定向运动是受精过程的第一步，它决定了精子能否准确地找到卵子。
精子的运动主要依赖于精子细胞内的细胞骨架和运动鞭毛。
细胞骨架是由蛋白丝组成的网络结构，可以通过重组蛋白丝的方向来改变精子的运动路径。
调控细胞骨架的蛋白质通常包括蛋白激酶和蛋白激酶抑制剂等。
此外，运动鞭毛的摆动也能够帮助精子向卵子移动，鞭毛的摆动主要受到质子泵和离子通道的调控。
二、粘附与穿透卵子表面精子在定向运动的过程中需要与卵子表面发生特异性的粘附。
在卵子表面存在着与精子相匹配的受体分子，当精子与卵子表面受体结合后，精子便能够紧密附着在卵子上。
精子与卵表面的结合受到多种因素的调控，如受体的表达水平、精子表面蛋白的糖基化修饰以及细胞外基质等。
当精子与卵子发生粘附后，精子需要穿透卵子表面的保护层，进一步融入到卵子内部。
这一过程主要由精子细胞膜上的特殊蛋白质介导，这些蛋白质可以与卵子表面的结构分子相互作用，形成通道，使精子得以进入卵子。
穿透卵子表面的过程需要精子膜释放特定酶类，这些酶可以分解卵子保护层的结构分子，为精子进入奠定基础。
三、精子与卵子的融合精子与卵子融合是受精过程的最后一步，也是最为关键的一步。
精子与卵子的融合发生在卵子膜和精子膜的特殊结构之间，这些结构包括受体蛋白、融合因子等。
精子膜与卵子膜的融合是一个高度协调的过程，其中涉及到多种信号通路的活化和转导。
在融合过程中，精子与卵子释放多种生物活性分子，这些分子能够改变细胞膜的结构，使得精子与卵子得以融合。
另外，受精过程还涉及到细胞质内的基因表达和转录调控。
在精子与卵子融合后，精子细胞质内的特殊蛋白质和RNA分子会被释放到卵子细胞质中，这些因子会影响到卵子的发育进程。
第七章受精的机制
mos基因产物pp39mos降解，Cdc2激酶失活，从而导致CSF解体， 受CSF保护的Cyclin B降解，细胞周期就由M相跨入G1相。
Cdk2:人细胞周期蛋白依赖性激酶2; CSF:细胞静止因子; Cyclin B :细胞周期蛋白 B.
第二节 精子获能
哺乳动物新射出的精子不能受精卵子，必须经过获能 （capacitation）。精子获能是指精子在若干生殖道获 能因子作用下发生一系列变化获得受精能力的过程。
由小鼠t-complex基因编码的蛋白TCP-11，可能是FPP的受体。 人类具有TCP-11的同源基因，提示TCP-11和FPP在生育／低生育 力的人中占有一定作用。
第三节 精卵识别的分子基础
精卵识别有距离识别和接触识别，前者见于体外受精动 物的向化性距离识别效应；在接触识别中精子与滤泡细胞、 透明带（zone pellucida，ZP）和卵黄膜在三个独立 的水平精确的相互作用，其中精子与透明带相互作用为专 一的反应，可诱导顶体反应(acrosomal reaction).
第一节 卵母细胞成熟
绝大多数脊椎动物和文昌鱼等动物的受精发生在卵母细胞 第二次减数分裂中期。
长足的卵母细胞长期停顿于第一次减数分裂的双线期。 在适当的信号刺激下可以恢复减数分裂，直至第二次减数 分裂中期，成为等待受精的成熟卵母细胞。 卵母细胞成熟的标记是生发泡破裂、染色体聚集、纺锤体 形成和第一极体排出。 诱发卵母细胞恢复减数分裂的信号因动物而异：
受精作用汇总课件
胚胎移植技术
将早期胚胎在实验室中培 养，然后移植到母体子宫 内发育，以达到怀孕的目 的。
卵子捐赠技术
通过捐赠卵子与精子结合 ，形成受精卵，然后将其 移植到母体子宫内发育。
人工授精技术
丈夫精子人工授精
将丈夫的精子通过人工方式注入 到妻子的子宫内，以达到怀孕的
目的。
供者精子人工授精
将供者的精子与妻子的卵子结合 ，形成受精卵，然后将其移植到
辐射与化学物质
长时间接触放射性物质、有毒化学物质可能对生殖细胞造成 损害。
生活方式因素
不良饮食习惯
缺乏营养、过度减肥、暴饮暴食等不良饮食习惯可能影响生殖健康。
不良作息习惯
长时间熬夜、不规律作息可能影响内分泌，干扰正常生殖功能。
05
受精作用的临床应用
试管婴儿技术
体外受精技术
将卵子和精子在试管中结 合，形成受精卵，然后将 其移植到母体子宫内发育 。
受精前的精子准备
精子需要在女性生殖道中经过一系列 的生理变化，如获能、脱去顶体酶抑 制物等，才能具备受精能力。
03
受精作用的机制
精子与卵子的识别
识别信号
精子与卵子表面存在相互识别的信号 ，如糖蛋白和糖脂等，这些信号帮助 精子识别并附着在卵子表面。
受体的作用
精子与卵子表面存在特异性受体，通 过这些受体，精子与卵子能够相互识 别并结合。
干细胞技术还可以用于研究胚胎发育过程中的细胞分化机制，为胚胎发育和生殖 医学研究提供有力支持。
其他新兴技术在受精作用中的应用
01
其他新兴技术如微纳机器人技术 、生物3D打印技术等在受精作用 中也有潜在的应用价值。
02
这些技术可以用于改进人工授精 、胚胎培养和胚胎移植等过程， 提高受精和繁殖的成功率，降低 相关风险。
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透明带外面的卵丘细胞和基质能够阻止这种旋转 协助精子穿过透明带
透明带抗体是女子不孕之一
受
精 （fertilization)
时间：精子排出后24小时；卵排出后12小时
地点：输卵管壶腹部 受精过程： （1）精子和卵子发生特异性结合 （2）精子进入卵细胞内 （3）次级卵母细胞发生第二次成熟分裂，形成成熟 卵细胞和第二极体 （4）透明带反应和卵膜阻断，防止多精受精
第四节：受精的基本过程
一、概述
二、受精之前的准备 三、精子顶体反应 四、配子的膜融合
一、概述
动物受精可分为体外受精和体内受精，
绝大多数无脊椎动物和低等脊椎动物都是体外受精，
而哺乳动物是体内受精。 在受精过程中，成熟的精卵及时释放相遇，经过精卵识别， 使精子附着于卵外膜，经过顶体释放的酶作用，与卵膜融合， 精子进入卵子内，精卵细胞核融合，从而完成整个受精过程。
二、受精之前的准备
精子成熟 两种配子相遇之前，要有 卵子成熟 和
精子获能
过程
（1）精子在附睾内的成熟及意义
哺乳动物的精子离开睾丸后，必须在附睾停留一段时间， 才能获得向前运动和使卵子受精的能力，完成功能上的成熟。 附睾上皮细胞和分泌物的作用下，
通过精子表面的膜蛋白、脂类及糖基组成和分布产生变化，
（二）单卵双生；单个卵子受精后发育成两个胚胎 原因： 1.卵裂早期，两个卵裂球完全分开，各形成一个胚胎 。 特点：每个胚胎有各自的羊膜和绒毛膜。 （二）单卵双生：单个卵子受精后发育成两个胚胎 2. 形成两个内细胞群 特点：共用一个胎盘和绒毛膜，但羊膜腔是分开的 。
二、多精受精的阻止
阻止多精受精的机制--①卵细胞膜去极化 ②卵的皮质反应
使卵周隙变大，阻止精卵接触
三、减数分裂的恢复及雌雄原核的形成
1.合子的形成 ---精子进入卵母细胞后，处于第二次减数分裂中期的次级卵母细胞
完成减数分裂。
---雌原核形成
---雄原核形成
---雌、雄原核DNA开始复制 ---雌、雄原核彼此靠近、相遇，进而互相融合或联合形成合子
三、减数分裂的恢复及雌雄原核的形成
②配子的减数分裂
②配子的减数分裂
卵 细 胞 的 形 成 过 程
卵原 细胞 极 体
初级卵 间期 母细胞
减数第一次分裂
次级卵母细胞
减数第二次分裂
卵细胞
③卵细胞与精子形成过程的异同点
相同点：
１、都是在生殖腺中进行；与生殖细胞的形成有
关。 ２、染色体的行为变化过程及结果完全相同。
不同点：
1、精子形成时两次分裂都是均等分裂，一个精原细胞
释放蛋白水解酶的过程，即熔蚀放射冠和透明带的过程。 两种受胶膜诱导的顶体反应 受透明带诱导的精子顶体反应
1.受胶膜诱导的顶体反应
海胆的胶膜主要由糖蛋白组成，由卵母细胞分泌。
卵子排除后，胶膜溶于水（卵水），
精子膜的受体与胶膜糖基结合，发生顶体反应。 顶体膜与其细胞膜发生多位点融合，呈 囊泡化，顶体内容物发生胞吐，
组蛋白替代精蛋白，分散的染色质外形成新核膜，即为雄原核。
---卵完成第二次成熟分裂后的一组染色体重组形成卵核， 后增大成为雌原核。 ---雌雄原核靠近，DNA开始复制，最终两原核结合，受精过程完成。 ---精核形成雄性原核的过程受到卵子的严格控制。
---精子入卵时线粒体与鞭毛在卵细胞内降解，
因此线粒体基因一般认为是母源性的；但中心体是父源性的。
蛋白水解酶、结合酶等释放出来。
顶体与核之间的肌动蛋白聚合成一束微丝，其后端固定于核膜上， 前端向前延长，与顶体膜的基部一起在核前方形成指状“顶体突起”，
表面附着的结合素与其在卵黄膜的受体相结合，
将顶体突起固定在卵黄膜上。 顶体反应中，需要离子-钙离子、钠离子内流，氢离子、钾离子外流
2.受透明带诱导的精子顶体反应 透明带---卵细胞的发育在滤泡中进行，当第一层滤泡细胞层完全包被住 卵细胞后，在卵细胞的外方开始形成非细胞的膜，称为透明带。 其作用是保护卵子，阻止异种精子进入。 主要是糖蛋白
第一极体
卵子 第二极体
在受精 两个第二极体 过程完 成
退化消失
（3）精子获能
体内受精时，精子在雌性生殖道内 停留一段时间，才能获得受精能力， 这一生理过程叫精子获能。 体外受精时精子受卵子释放的趋化因子吸引产生进一步的成熟过程（获能） 获能部位与射精类型有关— 阴道射精型（牛、羊、兔、灵长类）-获能开始于宫颈，在输卵管 宫腔射精型（猪、马、狗、啮齿类）-或能开始于子宫，也在输卵管 精子在穿越宫颈粘液时， 精子表面保护性物质（去获能因子，来源于附睾和精浆）被去掉， 膜稳定性降低，启动了精子获能。 精子进入子宫，停留在输卵管峡，与该处的上皮细胞产生紧密接触， 输卵管上皮分泌的成分使精子活力明显增强-“超激活运动”， 尾部剧烈的“鞭打样”摆动，头部运动呈“8”字形，摆脱输卵管上皮的粘着 运动到输卵管壶腹部。
---透明素在卵细胞膜外形成一层透明层，阻止精子与卵膜的接触
哺乳动物的透明带反应：皮层颗粒改变透明带上的精子受体， 使其无法识别精子，从而阻止多精受精。
---ZP3上的初级精子受体所连接的寡聚糖在糖苷酶作用下发生变化，
ZP3 被灭活，不在识别和结合游离的精子； ---ZP2上的次级精子受体在蛋白酶作用下水解，ZP2被灭活， 透明带的溶解性下降，变硬，阻止了精子穿越透明带 人卵的皮层颗粒具有高渗透压物质，吸收大量水分，形成皮层颗粒膜，
获能精子的变化
获能使精子失去膜稳定性，增强了对卵子的敏感性。
获能期间，精子发生以下变化： ①细胞膜的变化-特异性膜蛋白表达、胆固醇浓度降低 ②钙离子浓度的变化-胞外钙离子流入胞内 ③代谢的变化-糖酵解和耗氧量增大、呼吸作用增强、cAMP浓度升高
三、精子顶体反应
精卵接触时，精子 受卵子周围的胶膜或透明带诱导发生顶体胞吐，
2.海胆雌雄原核的融合 海胆雄原核形成后旋转180º ，其中心体位于雌、
雄原核之间，装配成星体，连接并牵动雄原核与
雌原核相互靠近，最后融合形成合子核。
3.哺乳动物雌雄原核的融合
哺乳动物精子入卵后，在卵母细胞胞质中谷胱甘肽的作用下 精子染色体解凝聚。随着卵母细胞完成第二次减数分裂，雄原
2.减数分裂 ①几个概念
减数分裂：进行有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时,进行的
染色数目减半的细胞分裂.在减数分裂过程中,染色体只复制一次, 而细胞分裂两次.
同源染色体：形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来
自母方 联会：同源染色体两两配对的现象。 四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体。非姐妹 染色单体发生交叉互换。
产生四个精子细胞。卵细胞形成时两次都是不均等分裂，
一个卵原细胞只产生一个卵细胞和三个极体。
2、精子细胞需经变形才成为有受精能力精子，卵细胞 不需经过变形即有受精能力。 3、精子在睾丸中形成，卵细胞在卵巢中形成。
精子与卵细胞形成过程的比较
比较项目 精子的形成 卵细胞的形成
形 成 场所
不 同 点 细胞质分裂
受精的条件：
1. 正常的生殖细胞
2. 正常的性功能 3. 生殖管道通畅 4. 精子排出后的48小时、卵排出后的24小时 内受精
次级卵母细胞完成第二次成熟分裂
雌、雄原 核形成
雌、雄原 核融合
受精卵 形成
透明带反应：
精、卵结合后，卵子浅层胞质内的皮质颗粒立即释放酶类，
使透明带的结构发生变化，特别是使ZP3分子变性，
至青春期仅有约4万个。
1)发生部位：卵巢 2)时间：减数第一次分裂是在雌性动物排 卵前完成；减数第二次分裂是在精子和卵 子结合的过程完成的。
卵 子 发 生 过 程
卵原细胞
有丝 期 完 成 被卵泡细胞包围, 形成卵泡 排卵前后 完成
初级卵母细胞
MⅠ
次级卵母细胞
MⅡ
四、雌雄原核的融合或联合
1.两原核边向卵中央迁移，彼此靠近相遇，进而互相融合或联合形成合子，
受精卵恢复二倍体的体细胞核型，受精过程结束。 根据染色体混合后是否形成合子核， 可将动物分为两类：一类是海胆型卵，如两栖类卵子。 这类卵子，雌雄染色体混合后，有核膜形成，出现真正的合子核。 另一类是马蛔虫型卵，如哺乳动物卵子，不形成合子核膜， 染色体直接排列到赤道板上，开始第一次卵裂。
透明带反应防止多精入卵受精
2)精子进入卵黄膜（两栖类、鸟类 ） 卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精
3)原核形成
精、卵质膜融合，细胞核融合。精子的进入激发卵子完成第二次成熟 分裂，这时精子和卵子的细胞核分别称为雄原核和雌原核。 4)配子结合 在细胞中部雌雄原核靠拢染色质混合，形成受精卵。
第五节：卵子的激活
睾丸
均等 有 4个精子
卵巢
不均等 无 1个卵细胞
变
形
期
结
同
果
点
相
染色体复制一次，细胞 连续分裂两次
④有丝分裂与减数分裂比较
比较项目 子细胞的性质 细胞分裂次数 不 同 点 子细胞数目 有无联会 子细胞染色体数 有丝分裂 减数分裂
体细胞 1次 2个
生殖细胞 2次
4个
有联会 减少一半
无联会
不变
都有染色体和纺锤丝的出现，
不能与精子结合从而阻止了其它精子穿越透明带。
保证了正常的单精受精。
四、配子的膜融合
低等-在顶体内膜。顶体突起穿过卵黄膜后，与卵子表面的微绒毛膜接触， 接触点附近微绒毛中的肌动蛋白微丝聚集，微绒毛伸长并包绕精子头形成
受精锥，卵细胞膜下肌动蛋白微丝收缩把精子拖入卵内。
高等-在顶体赤道带。精子进入卵周围间隙后，依靠尾部运动接近卵膜。 赤道带的精子膜与卵膜上受体结合，同样微绒毛引起微丝聚集， 形成受精锥样结构，拖精子入卵内。 精-卵膜融合的相关配体：吸附蛋白D、膜表面蛋白PH20、受体素