精子获能和顶体反应
【两性基础知识】精子的成长(3)
精子的成长(3)顶体反应是精子完成获能后所发生的结构功能变化，类似于体细胞的胞吐现象。
精子开始发生顶体反应时，顶体首先膨胀，精子的细胞膜与顶体外膜紧贴，发生多点融合，融合处破裂，顶体通过破裂口与精子外部相通，顶体内容物中的水解酶被激活并通过破口扩散出精子头表面，顶体内膜暴露。
顶体反应是精子在受精时的关键变化，只有完成顶体反应的精子才能与卵母细胞融合，实现受精。
精子最怕的东西1．怕烟+酒：吸烟和酗酒是精子的大敌，香烟中的尼古丁不但能降低男性体内性激素的分泌，而且对精子还有直接杀伤能力。
长期大量饮酒，酒精会使70%的精子发育不良或失去活力。
2．怕饿：有些男子偏食挑食，不喜欢吃动物性食物，天长日久，会使体内含锌量下降。
男子缺锌，会使性欲及性功能减退，精子数目下降。
3．怕热：阴囊是睾丸的"温度调节器"，其温度比体温通常低1－2摄氏度。
只有在正常情况下睾丸才能生产正常的精子。
如果男子有泡热水澡的嗜好，则会使精子产量减少。
4．怕频：房事过频会使每次射精精液中的精子量减少，如果每毫升精液中精子少于2000万个，怀孕的机会就会很小。
5．怕忧：因家庭琐事夫妻不和，互相指责，双方终日处于忧郁或烦恼中，可直接影响机体的神经系统和内分泌功能，使睾丸生精功能发生紊乱，导致不育。
6．怕药+X线：有些药物对精子有损伤作用，比如呋喃类药、激素等可诱发精子生长障碍、精子染色体损害或断裂，接受大剂量放射线照射可引起精子染色体畸变。
精子能够"返老还童"日本科学家的研究报告说，在精子形成过程中，部分细胞能"返老还童"，向干细胞逆转。
日本自然科学研究机构基础生物学研究所发表新闻公报说，该所教授吉田松生和京都大学研究员中川俊德等合作发现，精子形成过程中的细胞在一定时期内可以"返老还童"，变回干细胞。
上个世纪七十年代，科学家提出精子形成的"As模型"。
哺乳动物精子顶体反应：受精前它在哪里发生许多动物包括人类的
哺乳动物精子顶体反应：受精前它在哪里发生？许多动物，包括人类的精子，在受精前必须发生Ca2+依赖的胞吐过程，称为顶体反应（AR）。
顶体反应，首先由Dan在海胆和海星中描述出来[1,2]，顶体反应涉及顶体膜与其上覆的精子质膜的复杂融合。
这使顶体将内容释放到精子细胞外。
顶体中的溶解酶消化或游离卵的糖蛋白外衣，制造一个能使精子头部在精子与卵融合前到达卵母细胞表面适当位置的洞。
在海胆中，一种被称作bindin的顶体蛋白附着于延伸的内顶体膜；这可以介导精子头部与卵黄膜接触并与卵细胞膜融合[3,4]。
在海胆的一些物种中（如，日本红海胆），顶体反应发生在适当覆盖在卵周围的很薄的卵黄膜上发生[5]（图1）。
然而，在许多其他物种中，顶体反应发生在精子穿过覆盖在卵黄膜上的胶状外衣时。
在海星中，顶体反应发生在厚厚胶状外衣的外表面上[6]。
在其他一些无脊椎动物（如,环节动物六边形管虫），顶体反应发生在卵黄膜的外边缘[7]。
在哺乳动物中，完全成熟的，已经准备好受精的每个卵母细胞被称作透明带的厚厚的卵黄膜所包围，透明带又被众多嵌入在非细胞组成基质（透明质酸聚合物）中的滤泡细胞包围。
总的来说，这些被称为卵丘。
虽然我们确信精子在有活性的鞭毛的推进作用下进入透明带的时候发生顶体反应，但是具有受精能力的精子发生顶体反应的位点成为了主要的争议。
早期调查员检查了从自然交配或人工授精的雌性动物输卵管中收集的卵丘，在大约是受精的时间点，发现了完整的，修饰过的或没有顶体的精子[8-14]。
Yanagimachi 和Phillips[14]推断大多数受精仓鼠精子在体内当它们穿过卵丘时起始顶体反应。
其他研究人员，特别是那些研究小鼠体外受精的人，反对这个想法，并坚持与顶体反应生理相关的位点是透明带[15–17]。
这种假设是基于以下两点：顶体完整的精子在体外与透明带结合后发生顶体反应[18–20]，并溶解透明带，特别是溶解ZP3，与精子头部的顶体区域特异性结合并且像体外Ca2+离子载体一样有效地诱导顶体反应[21–23]。
爱优选：什么是顶体反应
爱优选:什么是顶体反应精子获能之后，在穿透卵母细胞外面的粘液、卵丘细胞、放射冠和透明带之前与穿透这些结构期间，精子顶体爱短时间内发生一些列变化，并导致顶体酶的释放，此过程称为顶体反应。
精子之所以要发生顶体反应，是因为排出的卵细胞外包有透明带、放射冠、卵泡细胞和一些粘液，精子只有突破这些防线才能与卵子结合，而且必须在较多的精子参与下才能完成。
在发生顶体反应时，顶体酶释放出来才能溶解粘液、驱散卵泡细胞和放射冠细胞并溶解透明带，精子才能得以与卵子接触。
在发生顶体反应时，顶体帽前端膨大，继而顶体的外膜和精子的质膜相融合，融合后的膜形成许多泡状结构。
最后这种泡状结构与精子头分离，同时泡状结构的间隙形成许多小孔，顶体内所含的各种酶逐渐释放出来，顶体内膜与精子细胞膜完全融合是顶体反应完成的标志。
在顶体中与受精相关的主要顶体酶及其具体作用如下：（一）透明质酸梅透明质酸梅位于顶体的边缘与前部，是首先释放的酶，它能突破卵子的第一道防线，即将粘液溶解，将卵泡细胞驱散以穿透卵丘，能使精子接近放射冠与透明带。
动物发情期子宫液可促使酶释放。
人精液中提取的透明质酸酶可使兔卵丘细胞分散并使透明质酸解聚，有利于精子靠近卵子并与之结合。
（二）放射冠分散酶放射冠分散酶是一种含脂糖蛋白，它可以使仅仅拥抱着的放射冠分散，松散，解体，从而移除卵子表面的放射冠细胞，帮助精子穿透放射冠，与透明带接触。
（三）顶体蛋白酶透明带是精子要接触卵子的最后一道防线。
顶体蛋白酶主要位于精子顶体内区及近赤道部位，其功能恰恰是能将透明带分解，在受精中起着十分重要的作用。
此酶最初与顶体内膜紧密结合，属于一种外在蛋白，此时并无活性，称为前顶体蛋白酶，但当钙离子大量内流时，前顶体蛋白酶被激活为可溶性顶体蛋白酶，进而将透明带消化溶解，形成一个通道，刚刚可以让一个精子通过，此时精子以倾斜（约45°角）而弯曲的方式向透明带穿透。
有时也以垂直于透明带或水平方式穿透，进入卵周隙。
钙离子在精子获能和顶体反应中的作用宫璀璀
基金项目:河南省科技攻关基金资助(0324410002)作者单位:450042郑州,解放军第一五三中心医院;250000济南军区医学检验中心·综述·钙离子在精子获能和顶体反应中的作用宫璀璀 刘影综述 韩玉春审校 【摘要】 精子获能和顶体反应是精子最终完成受精过程中两个主要的生理活动,钙离子(Ca2+)作为细胞信号第二信使在其中起着重要的调节作用。
现着重从Ca2+的正负调节、内流和清除等方面,综述其在精子获能和顶体反应中的作用机制。
【关键词】 Ca2+; 精子; 获能; 顶体反应 钙离子(Ca2+)在精子一系列生理活动过程中起着关键的调控作用,并与环磷腺苷(cyclic adeno sine momop hosp hate,cAM P)和HCO-3有着密切关系[1]。
精原细胞的可溶性腺苷酸环化酶和磷酸二酯酶在Ca2+和HCO-3的作用下,使cAM P含量增加,并通过一系列信号转导作用,对精子功能起到调节作用。
Ca2+通道抑制剂通过阻止Ca2+的流入,对精子的成熟、运动、获能和顶体反应产生抑制作用[2]。
透明质酸可通过增加精子细胞内Ca2+的浓度,激活精子的活动力[3]。
Ca2+在精子获能中的作用哺乳动物精子在附睾中处于一种静止状态,只有当进入雌性生殖道内,发生一系列生物化学反应后,才变得具有活性,这个过程被称为获能。
在获能过程中,Ca2+因受到周围环境因素的影响,可产生正、反两个方面的作用[4]。
1.Ca2+的正调节作用:获能的第一个反应就是精子细胞内Ca2+和重碳酸盐浓度的增加。
在p H值偏低时细胞保持膜电位,并维持较低的细胞内Ca2+浓度;当p H值升高时,可引起细胞内胆固醇外流和腺苷酸环化酶的活化,cAM P升高,接着蛋白激酶A (protein kinase A,P KA)被激活,精子顶体外膜上的电压依赖性Ca2+通道被打开,胞质中Ca2+浓度升高[1]。
升高的Ca2+浓度又使磷脂酶C活化,促进磷脂酰肌醇二磷酸(p ho sp hatidylino sitol4,52bisp ho s2 p hate,PIP2)的生成,PIP2作用于蛋白激酶C,引起精子质膜上电压依赖性Ca2+通道开放,使胞质中的Ca2+浓度再次升高,最后导致质膜溶解和顶体反应发生等生物学效应[5]。
受精的全过程
受精的全过程受精的全过程1受精过程就是精子与卵子结合形成受精卵的过程；可划分为以下三个阶段：1、第一阶段：精子通过宫颈黏液、宫腔、输卵管获得能量后与卵细胞周围的放射冠结合，释放出顶体酶。
2、第二阶段：顶体反应即获能后的精子接触卵细胞释放溶酶体，溶解放射冠和透明带的过程。
3、第三阶段：透明带反应即精子的细胞膜与卵细胞的'细胞膜结合后融为一体的过程。
受精过程中，精子进入卵子后可防止其它精子再次进入，精子和卵子的染色体DNA也发生融合，受精卵中的染色体一半来自精子，一半来自卵细胞。
受精是人类重要的生殖过程，受精卵的形成也标志着生命的开始。
受精的全过程2具备条件1、男子的睾丸能产生正常的精子。
正常成年男子一次射出的精液量为2—6毫升，每毫升精液中的精子数应在6000万以上，有活动能力的精子达60%以上，异常精子在30%以下。
如精子达不到上述标准，就不容易使女方受孕。
2、女性的卵巢能排出健康成熟的卵子。
月经正常的女性，每个月经周期都有一个健康成熟的卵子排出，这样才有机会怀孕。
对于卵巢功能不全或月经不正常造成不排卵的女性，就不容易受孕。
3、在女性排卵期前后要有正常的性生活，使精子和卵子有机会相遇受精。
精子在女性阴道内能生存1—3天，卵子排出后能生存1天左右，女性排卵时间在下次月经来潮前14天左右，在排卵前后几天内性交才有受孕的可能性。
在非排卵期性交是不会受孕的。
4、生殖道必须通畅无阻。
男性的输精管道必须通畅，精子才能通过正常性生活排出而进入女性生殖道与卵子结合。
女性的生殖道也必须通畅，这样性交时进入阴道内的精子可以毫无阻挡地通过宫颈、子宫到达输卵管与卵子相遇受精。
受精卵也可以顺利地进入宫腔。
若输卵管发生了堵塞，精子与卵子也就失去了结合的机会，所以一但输卵管堵塞，也就完全失去了自然受孕的机会。
5、子宫内环境必须适合受精卵着床和发育。
卵子在输卵管壶腹部受精后，一边发育一边经输卵管向子宫方向移动，3—4天后到达子宫腔，6—8天就埋藏在营养丰富的子宫内膜里，然后继续发育为胎儿。
获能和顶体反应
Ca2+在AR过程中起着关键的作用, 大多数诱导剂诱导精 子发生AR时, Ca2+内流是早期的反应之一。
26
1. 顶体反应的机制
27
2.检测顶体反应的方法
电镜法 相差显微镜法 CTC法 Hoechst 33258法 考马氏亮蓝染色法
28
(1.)电镜法
29
(2.)相差显微镜法
该法适用于观
察顶体较大的动物精
(2.)胞内离子的改变
精子获能期间一些胞外Ca2+进入胞
内，胞内Ca2+逐步升高，并呈时间依赖
关系。 HCO3-浓度增加. Ca2+和HCO3-均
能刺激腺苷酸环化酶(adenylate cyclase AC)
合成cAMP，胞内cAMP升高进而促进精子
获能。
13
(3.)活性氧
14
(4.)磷酸化
15
(capacitation)（1951年
张民觉和Austin）。
4
2010年，英国生理学家罗伯特· 爱德华兹因为在试管婴 儿方面的研究获得2010年诺贝尔生理学或医学奖。
1978年7月25日， 世界上首个试管婴儿诞生。
1. 体外获能
研究精子获能一般采用体外获能的方法。
6
7
2.影响获能的因素 温度: 37℃
42
思考题
1.简述获能期间精子出现的变化。
2.顶体反应的机制。 3.检测顶体反应的方法。
Thank You!
44
次级透明带结合蛋白位于顶体反应后的精子表 面，即顶体内膜上，它与ZP2相互作用，在精子 穿过ZP过程中，次级透明带结合蛋白始终使精 子与ZP结合。
39
(1.)半乳糖苷转移酶(GalTase)
不同浓度帕瑞昔布钠对大鼠离体精子运动功能、体外获能和顶体反应的影响
ｓｔａｉｎｉｎｇ．Ｒｅｓｕｌｔｓ Ｃ ａｎｄ
ＶＡＰ，ＶＳＬ，ＶＣＬ ａｎｄ ｗｉｔｈ
ｗａｓ
ｏｆ
ｔｈｅ Ｐ２．３ ｉｎ
ｓｐｅｒｍ
ｇｒｏｕｐｓ ｔｈｅ
ｗｅｒｅ
Ｐ∽ｇｒｏｕｐｓ（Ｐ＜０．０５）．Ｃｏｍｐａｒｅｄ
ｄｅｃｒｅａｓｅｄ（Ｐ＜０．０５）．Ｔｈｅｒｅ
ｇｒｏｕｐ
ｎｏ
Ｃ，（ａ＋ｂ）％ｉｎ
ａｎｄ ＡＬＨ
１００、５００和１
０００
肚ｍｏｌ／１．诱发顶体反应，培养ｌ ｈ后留取标本，精子悬 液５００×ｇ离心５ ｍｉｎ，沉淀用４％多聚甲醛固定１０ ｍｉｎ，离心去上二清。ＰＢＳ洗涤２遍；适量ＰＢＳ悬浮沉 淀，吸取２０川精子悬液涂片晾＿Ｆ；参照文献［６］中介 绍的方法，精子涂片用考马斯亮蓝染色液滴于玻片
染３０ ｒａｉｎ，双蒸水冲洗玻片晾干，镜下观察并拍照，
生堡鉴墼望：丛查！！！！笙！！！笙翌查笙！型
垦！垫』垒！！坠！型！！，！！！型！型！！！！！！！！．丝！堕！：；
１５１
・麻醉并发症・
不同浓度帕瑞昔布钠对大鼠离体精子运动
功能、体外获能和顶体反应的影响
孙连娟
董张雷
目的
郭晶晶
梅虹霞
李晓珩
林函
连庆泉
【摘要】
响。方法
评价不同浓度帕瑞昔布钠对大鼠离体精子运动功能、体外获能和顶体反应的影
表ｌ 四组大鼠离体精子运动参数的比较（ｎ＝６，ｉ±Ｓ）
Ｆｍｏｌ／Ｉ。帕瑞二肯布钠组（Ｐ。组）加入
０００
帕瑞昔布钠，终浓度分别为１００、５００和ｌ
ｔｎｎｏｌ／Ｌ，放入３７℃孵箱中（含５％ＣＯ，）保持温度恒定 培养。 精子运动活力的检测 培养５ ｈ时取６孔标
本，取２ ｔｄ精子悬液置于３７℃预热的一次性精子计 数板中经ＩＶＯＳ全自动精液质量分析仪评价精子运 动功能５Ｉ，包括精子活力（呈快速向前运动为ａ级； 慢速向腑运动为ｂ级；非向前运动为ｃ级；极慢或不 动为ｄ级），以ａ级和ｂ级所占比例反映精子活力， 计算精子运动活／Ｊ［（ａ＋ｂ）％］、平均速度（ＶＡＰ）、直 线速度（ＶＳＩ ｊ、曲线速度（ＶＣＬ）和侧摆幅度（ＡＬＨ）。 每个样品分析２００令运动轨迹，约记录１０个视野， 每个视野１０～１５ Ｓ。ＣＡＳＡ系统设定的主要参数：搜 索半径２８．８８／ｚｍｏｌ／Ｌ；踪迹５９，阈值＋１８／１００；轨迹间
妇产科名词解释
妇产科名词解释（产科部分）子宫峡部——在宫体与宫颈相连处较狭小的部分称为子宫峡部，在非孕期长约1cm。
卵泡闭锁——在女性新生儿卵巢内大约有10万以上的始基卵泡，但在妇女生育期仅约300～400个卵母细胞发育成熟，并经排卵过程排出，其余的卵泡发育到一定程度即自行退化，这个退化过程称卵泡闭锁。
获能——精子在宫腔和输卵管游动过程中，精子顶体表面糖蛋白被女性生殖道分泌物中的酶降解，同时顶体膜结构中胆固醇和磷脂比率与膜电位发生改变，从而使顶体膜稳定性降低的过程，称为获能。
顶体反应——获能的精子与次级卵母细胞外围的放射冠接触后，精子头部的外膜和顶体前膜融合、破裂，释放顶体酶，松散放射冠和溶解透明带的过程，称为顶体反应。
着床——约在受精后6～7日，早期囊胚透明带消失、体积迅速增大形成的晚期囊胚植入子宫内膜的过程称为受精卵着床。
胎盘屏障（血管合体膜）——指由合体滋养细胞、合体滋养细胞基底膜、绒毛间隙、毛细血管基底膜和毛细血管内皮细胞5层组成的薄膜。
胎儿血与母体血之间由胎盘屏障相隔，对胎儿具有一定保护功能。
HCG——即人绒毛膜促性腺激素，是妊娠期由合体滋养细胞合成的一种糖蛋白激素，由α、β两个不同亚基组成。
HCG在受精后第6日开始分泌，受精后第19日就能在孕妇血清和尿中测出，至妊娠8～10周血清浓度达到高峰，持续1～2周迅速下降，一般于产后 1～2周消失。
故HCG测定是早期妊娠诊断常用的辅助检查之一。
Braxton Hicks收缩——孕12～14周起，子宫出现稀发、不规则和不对称性收缩，收缩时子宫内压力不超过10～15mmHg，一般不引起痛感，也不使宫颈扩张；随着妊娠周数增加，收缩的频率与幅度也相对增加。
这种收缩称为Braxton Hicks收缩。
仰卧位低血压综合征——孕期，孕妇体位影响血压，仰卧位时下腔静脉受压，回心血量减少，心排出量减少，迷走神经兴奋，使血压下降，称仰卧位低血压综合征。
黑加征——妊娠早期（6～8周），由于宫颈变软及子宫峡部极软，双合诊检查时感觉宫颈与宫体似不相连，称为黑加征。
胚胎学名词解释-答案
1、人体胚胎学是研究人体出生前由受精卵分裂、分化、发育为新个体的过程及其形成机制的科学。
2、受精是指精子与卵子相互融合形成受精卵的过程。
3、获能是指精子通过女性生殖管道时，精液中糖蛋白的抑制作用被解除，精子获得了使卵子受精能力的过程。
4、顶体反应因精子顶体膜结构改变释放顶体酶，溶蚀放射冠和透明带的过程。
、
5、透明带反应释入卵周隙的糖蛋白，使透明带上的精子受体ZP3结构发生改变，不能再与其余精子结合的过程。
6、卵裂受精卵早期的有丝分裂。
7、植入胚泡侵入子宫内膜的过程。
8、原条在胚发育的第3周初，初级外胚层中线的尾侧端细胞迅速增殖，形成一条纵行的细胞条索。
9、胚盘胚发育到第2周时，内细胞群已分化为初级内、外胚层，紧密相贴，形似圆盘状的细胞盘，为胚胎发育的原基。
10、胎膜是胚胎发育过程中形成的一些附属结构，它不参与胚体的形成，而对胚体起保护和物质交换等作用。
11、胎盘指由胎儿的丛密绒毛膜与母体的底蜕膜共同构成的圆盘状结构。
12、桑椹胚随着卵裂球数目的增加，细胞逐渐变小，到第3天时形成一个12～16个卵裂球组成的实心胚，称桑椹胚
13、内细胞群胚泡腔内一侧的一群细胞，称内细胞群
14、羊膜腔在外胚层的近滋养层侧出现一个腔，为羊膜腔，腔壁为羊膜。
羊膜与外胚层的周缘续连，故外胚层构成羊膜腔的底。
15、卵黄囊内胚层的周缘向下延伸形成另一个囊，即卵黄囊，故内胚层构成卵黄囊的顶。
16、胎盘膜或胎盘屏障早期胎盘膜由合体滋养层、细胞滋养层和基膜、薄层绒毛结缔组织及毛细血管内皮和基膜组成。
精子 顶体反应 标准
精子顶体反应标准精子顶体反应是指精子与卵子结合时，精子头部的顶体发生的一系列生理反应。
这一过程对于受精的成功至关重要，下面我们将详细介绍精子顶体反应的标准过程。
首先，当精子接触到卵子表面时，卵子释放出一种叫做卵浆膜的化学物质，这种物质会刺激精子头部的顶体发生变化。
顶体是精子头部的一部分，它包含有一些酶和其他物质，这些物质在顶体反应中发挥着重要作用。
随后，精子头部的顶体会释放出一种叫做蛋白酶的酶类物质，这些酶类物质可以溶解卵子表面的卵浆膜，帮助精子顺利穿透卵子表面。
这一过程被称为“穿透反应”，是精子顶体反应的一个重要环节。
在精子成功穿透卵子表面后，顶体反应的下一个步骤是精子与卵子的细胞膜融合。
在这一过程中，精子头部的顶体会释放出一些其他物质，这些物质可以帮助精子与卵子的细胞膜发生融合，从而实现受精。
最后，精子顶体反应的最后一个步骤是精子核与卵子核的融合。
一旦精子与卵子的细胞膜融合成功，精子核会进入卵子内部，与卵子核融合，形成受精卵。
总的来说，精子顶体反应是一个复杂而精密的生理过程，它涉及到多种物质的相互作用和协调。
只有当精子顶体反应按照标准过程进行时，受精才能成功进行。
因此，对于生殖医学和生殖生物学研究来说，精子顶体反应的标准过程具有重要的理论和实践意义。
在临床上，对于一些不孕症患者，精子顶体反应的异常可能是造成不孕的重要原因之一。
因此，对于这些患者，可以通过检测精子顶体反应的标准过程来进行诊断和治疗，帮助他们实现生育愿望。
总之，精子顶体反应是受精过程中的关键环节，它对于受精的成功至关重要。
只有当精子顶体反应按照标准过程进行时，受精才能成功进行，从而实现生命的延续。
希望通过对精子顶体反应的研究和了解，可以为生殖医学领域的发展和不孕症患者的治疗提供更多的帮助。
哺乳动物精子顶体反应检测方法研究进展
流式细胞仪检测精子的活力和顶体状态
A) 绿箭头所指区域属于PI 标记精子，为死精子； B) 蓝箭头所指代表FITC-PNA 标记精子，为顶体反应精子； C) 黑箭头所指代表未发生顶体反应活精子。
荧光显微镜下观察精子的活力和顶体状态
A)
B)
C)
A) H33342 标记所有精子细胞核呈现蓝色荧光； B) PI标记死精子的细胞核呈现红色荧光； C) 发生顶体反应或顶体膜破损的精子被FITC-PNA 标记,呈现绿色顶
哺乳动物精子顶体反应检测方法 研究进展
精子顶体反应
顶体反应是指获能精子在 穿越卵丘细胞与透明带之前或 穿透这些结构期间，精子被激 活，在很短的时间内顶体要发 生一系列变化，从而导致顶体 内容物释放，以溶解卵丘细胞 和透明带，进而穿过透明带与 卵细胞融合完成受精的过程。
精子顶体结构
哺乳动物精子顶体是一个膜结合 的帽状结构，它覆盖在精子核的前
金霉素染色法
原理：金霉素( chlortetracy2cline，CTC) 是常用抗菌素之 一，活精子或戊二醛固定后的精子均可结合 CTC 并发出较强 荧光。它可根据精子不同的获能和 AR 阶段或精子表面差异 进行染色。
F
“F”型为未获能精子，顶体帽完整，整个顶体布满黄绿色荧光
CTC B
“B”型精子为已经获能精子，顶体依然存在，在顶体后区出现一条无或暗淡的荧光区带
异硫氰酸荧光素分子 式
主要表现为 4 种类型: ① 整个精子都有荧光 － 死精子; ② 顶体区有荧光 － 顶体完整精子; ③ 顶体区和顶体后区均无荧光 － 表示全顶体破 裂，是早已完成 AR 者; ④ 顶体后段和赤道段有荧光 － 表示刚发生 AR 不久，顶体内容物尚未完全丢失。
该技术与透射电镜 AR 技术高度相关，稳定 可靠实用可行，一直沿用并成为其他新方法的标 准对照。
发育生物学复习题知识交流
1.定义：发育生物学是一门研究生物体从精子和卵子发生、受精、发育、生长到衰老、死亡规律的科学。
2. 发育生物学研究的主要任务:生物体发育的遗传程序及调控机制。
3. 发展基础：胚胎学、遗传学、细胞生物学, 是多学科相互渗透的结果。
精卵识别精子与滤泡细胞、ZP和卵质膜在3个水平上独立的准确的相互作用。
顶体反应：精子顶体水解酶与卵子的ZP蛋白相互作用，使精卵相互黏附，同时进行膜的合。
精子获能：精子在获能因子的作用下，精子膜产生一系列的变化，进而产生生化和运动方式的改变，是顶体反应的前奏。
受精的过程：卵母细胞成熟→精子获能→精卵识别→精子入卵→卵的激活→发育卵裂期是指受精卵开始有丝分裂并产生由较小的细胞构成的囊胚(blastula)的过程。
卵裂的主要特点包括：1.分裂周期短;2.分裂球的体积下降：海胆胚胎的质/核比由550降至6;3.早期卵裂中合子基因大多处于休眠状态；4.卵裂常经历由均等裂向不均等裂变化。
第一章绪论一、选择题：（ A ）1.第一个有系统地研究动物发育的人是 B.达尔文；C.鲁斯；D.吴尔夫。
（ C ）2.以下观点哪一个不是先成论的观点：A.卵子里早就有了胚胎；B.精子里早就有了胚胎； D.胚胎中套着更小的胚胎。
（ A ）3.杜里舒在海胆早期胚胎的研究表明：A.早期的半个胚胎也可以发育成为一个完整的胚胎；B.半个胚胎只能发育成为半个胚胎；C.证明鲁斯的实验是对的；D.早期胚胎不能分离。
（ A ）4.Spemann的伟大贡献是A.发现了胚胎诱导现象；B.发现了差异的基因表达；C.发现了多线染色体；D.创立了一个基因一个酶的学说。
（ A ）5.发育生物学作为一门学科，是在下列哪个年代创立的？A.1950―1960；B.1960―1970；C.1970-1980；D.1980-1990。
二、判断题：（ F ）1.吴尔夫是一个先成论者。
（T ）2.卢斯是实验胚胎学之父。
（T ）3. Spemann发现了胚胎细胞诱导的信号。
精子顶体反应的研究进展
《动物生殖与生理学》课程论文（2011-2012学年第一学期）论文题目：顶体反应及其研究进展指导教师：朱士恩等院系：动物遗传育种与繁殖学号：S*********名：***顶体反应及其研究进展摘要顶体反应是动物受精过程不可或缺关键过程，了解并掌握顶体反应的机理有利于我们对受精过程的调控，从而达到控制动物授精率的高低。
本文介绍了精子顶体的结构、顶体反应结构变变化及其机制、顶体反应的调控，而且还阐述了评估检测顶体反应的一些基本方法。
Acrosome reaction is essential for animal fertilization process，the key process to understand and grasp the mechanism of the acrosome reaction will help us control the process of fertilization，so as to achieve the level of control of animal fertilization rate。
This article describes the structure of the sperm acrosome，acrosome reaction structural changes and its mechanism，the regulation of the acrosome reaction，but also describes the assessment of acrosome reaction test some of the basic methods.关键词:顶体反应结构变化机制检测Key words: acrosome reaction structural changes mechanism detect顶体是精子特化的结构，动物精子进入雌性生殖道以后，并不能立即获得受精能力而是需要在雌性生殖道内停留一段时间。
顶体反应
顶体反应（acrosomal reaction）精子获能后，与卵相遇时，顶体开始产生的一系列改变。
顶体是覆盖于精子头部细胞核前方、介于核与质膜间的囊状细胞器。
顶体内的结合素（卵结合蛋白，bindin）可识别特异的糖基序列，以保证精子与卵的种特异性结合。
顶体中含有顶体酶系统，它是一个复合酶系。
包括：透明质酸酶，主要作用是溶解卵丘细胞间透明质酸，使卵丘细胞分散，精子得以通过这些细胞间隙；放射冠分散酶，能使放射冠的细胞松解；顶体素（精子头粒蛋白，acrosin）以酶原形式存在于顶体内，称前顶体素，只有经过顶体反应才激活形成顶体素，它具有溶解卵透明带作用；芳基硫酸脂酶有溶解卵黄膜的作用。
此外还含有脂酶、唾液酸苷酶等。
顶体反应是受精的先决条件。
包括顶体外膜与精子质膜在许多位点的融合，并形成许多小囊泡状结构，最后顶体外膜破裂，顶体内各种酶的释放和顶体内膜的暴露。
自附睾排出的精子进入雌性生殖道后，经过获能和完成顶体反应才能和卵结合。
一般认为，卵丘细胞和透明带是诱发产生顶体反应的主要因素。
体外培养条件下，Ca2+、K+及高蛋白培养液能诱发及促进顶体反应。
顶体反应是防止多精入卵的第一条屏障。
受精作用的反应之一，受钙离子的调节。
反应过程较长，包括顶体受体的激活、顶体膜与精细胞质膜融合、顶体中水解酶的释放、卵细胞外被（透明带）的水解等，最终导致精细胞质膜与卵细胞质膜的融合。
名词解释顶体反应：精子释放顶体酶，溶蚀放射冠和透明带的过程称顶体反应。
在精子成熟过程中，精子膜的通透性发生改变，如对钾离子的通透性增加，出现了排钠的功能，这对酶活力及代谢有重要的影响。
精子在附睾运动过程中表面负电荷增加，这可使精子在附睾内贮存时，由于电荷同性相斥的作用，而不至于凝集成团。
顶体系在精子细胞核头端的一个特殊的结构，它包绕在细胞核头端的三分之二处。
顶体是一特异的溶酶体，外包单层膜，呈扁平囊状。
其近细胞膜的部分称顶体外膜，贴近核膜的部分称顶体内膜。
精子获能与顶体反应
精子获能与顶体反应PART 1 精子获能定义：精子获能是精子获得穿透卵子透明带能力的生理过程，是精子在受精前必须经历的一个重要阶段。
其实，精子在附睾内已经获得了受精能力，但由附睾分泌的一种物质附于精子表面，抑制了他的受精能力，这种物质被称为去能因子。
精子进入女性生殖道以后，去能因子的作用被解除，精子才具有真正的受精能力，这就是精子获能。
能够解除去能因子的物质称为获能因子。
特点：精子超活化运动方式：强有力的、尾部呈“鞭打样”的不对称运动（精子超活化）。
判断精子超活化的指标：轨迹速度增加、直线型降低、前向性降低、侧摆幅度增加。
使用CASA，标准不同。
生理意义：有利于精子通过输卵管腔内粘稠介质；②赋予精子穿透放射冠和透明带力学基础。
代谢方式改变获能精子以葡萄糖为主要能源，进行有氧和无氧两种功能方式。
获能精子酶系及信号系统发生变化：①腺苷酸环化酶被激活；②磷脂酶被激活；③蛋白质磷酸化加剧。
获能精子顶体素原→顶体素。
精子膜改变膜蛋白变化：①去除抑制顶体反应的稳定因子；②丢失掩盖精卵识别位点的蛋白质，暴露或重新分布与精卵识别有关的蛋白质；膜凝集素受体变化：为精卵识别创造了条件。
膜流动性变化：①去除精子膜表面遮盖物，暴露精卵识别位点；②膜通透性变化，有利于钙离子内流，增强精子活力；③精子膜出现高度特异性区域，有利于顶体反应和受精。
形态变化线粒体松散或肿胀。
作用过程和分子机制胆固醇外流精子获能与胆固醇外流(cholesterol efflux)密切相关，Petrounkina A M等表明获能过程中胆固醇外流引起精子膜流动性改变、精子膜脂类发生重排及胆固醇/磷脂比率下降,这些引起精子膜去稳定性的变化有利于获能的完成。
ROS水平变化试验证实活性氧(Reactive oxygen species,ROS)的产生是精子获能过程中最早发生的事件之一。
获能过程伴随O2-的产生,O2-的产生在获能初期(孵育开始后15 min～20 min)较高,随后缓慢降低至较低水平,甚至比非获能精子水平还低。
一氧化氮对人精子获能及顶体反应的影响
一氧化氮对人精子获能及顶体反应的影响杨麦贵;杨阳;黄萍;郑善銮;樊爱琳;程晓东;周铁成;李娟;张竹映;郝晓柯【期刊名称】《西北国防医学杂志》【年(卷),期】2005(26)1【摘要】探讨一气化氮(nitric oxide,NO)对人精子获能及顶体反应(acrosome reaction,AR)的影响.方法:在48例健康生育男性的精子悬液中加入不同浓度的NO 供体硝普钠(SNP),于37℃孵育1h获能,用孕酮诱导AR15、30、45、60min,采用磷酸苯二钠法分别检测精子获能前后扩AR各时间点的精子悬液上清中酸性磷酶(ACP),同时用CASA分析精子运动参数,观察NO对精子获能及AR的作用.结果:NO浓度在50～100nmol/L时精子悬液中ACP活性增高,精子运动参数明显增强、150～200nmol/L时ACP活性及精子运动参数变化不大、250～300nmol/L 时精子悬液中ACP活性和精子运动参数明显降低.结论:NO对精子获能和AR具有双重性,在低浓度下有促进精子获能、AR和精子运动参数增强,而在高浓度下有抑制作用,这对精子受精能力的研究有一定的价值.精子ACP检测对精子群体获能和AR状态的评价是种较为客观可靠的方法.【总页数】3页(P10-12)【作者】杨麦贵;杨阳;黄萍;郑善銮;樊爱琳;程晓东;周铁成;李娟;张竹映;郝晓柯【作者单位】第四军医大学,西京医院检验科,陕西西安 710033;第四军医大学,学员旅,陕西西安 710033;第四军医大学,口腔医院检验科,陕西西安 710033;第四军医大学,西京医院检验科,陕西西安 710033;第四军医大学,西京医院检验科,陕西西安 710033;第四军医大学,西京医院检验科,陕西西安 710033;第四军医大学,西京医院检验科,陕西西安 710033;第四军医大学,西京医院检验科,陕西西安 710033;中国铁道建筑总公司西安卫校;第四军医大学,西京医院检验科,陕西西安 710033【正文语种】中文【中图分类】R321.1【相关文献】1.异氟烷对人精子运动功能和顶体反应影响研究 [J], 刘庆德;王志丰;虞利民2.硝普钠对人精子获能及顶体反应的影响 [J], 杨麦贵;杨阳;黄萍;郑善銮;樊爱琳;程晓东;周铁成;李娟;张竹映;郝晓柯3.荧光染色法分析17β-雌二醇对获能人精子细胞顶体反应及细胞外Ca^(2+)和蛋白激酶C抑制剂的影响 [J], 王嵘;何彦芳;郑洁4.17β-雌二醇影响人精子顶体反应机制的初步研究 [J], 何彦芳;郑洁;岳利民;何亚平;张金虎;王嵘5.IL-6对人精子顶体反应影响机制的初步探讨 [J], 资捷;宋平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
人精子顶体酶、顶体反应及某些药物对其影响的研究
人精子顶体酶、顶体反应及某些药物对其影响的研究王琳;陈保金;霍丽云【期刊名称】《齐鲁师范学院学报》【年(卷),期】1997(000)002【摘要】本文探讨精子获能前顶体酶,获能后的顶体反应,药物等因素的影响。
实验结果如下:（1）获能前每10<sup>5</sup>个精子顶体酶平均活性为15.7±8.9（U）。
此酶室温下大约17小时失活。
而保存于-4℃、-20℃在1、2、3天内无变化。
（2）30μl/ml 丙酸睾丸酮和20μl/ml 肝素使顶体酶活性显著下降。
（3）获能过程中,顶体反应7小时这最高16.1%。
20mM 茶碱,0.5mMEDTANa<sub>2</sub>时顶体反应无影响。
【总页数】5页(P39-42,45)【作者】王琳;陈保金;霍丽云【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】R321【相关文献】1.γ—氨基丁酸诱发人精子顶体反应及其对若干离子转运影响的研究 [J], 王春年;袁玉英2.不育男性精子自发顶体反应率、顶体酶活性与精液常规参数及精子功能指标的相关性分析 [J], 周欢群;蒋满波;周文;谢妍;吴爱华;王爱爱;倪运萍;陆杉3.与顶体反应相关的抗人精子单克隆抗体及其抗原的特性Ⅰ顶体反应的诱导及抗顶体反应精子的单克隆抗体的制备 [J], 王云美;贲昆龙;曹筱梅4.优选和冻融对精子顶体反应及顶体反应释放的顶体酶活性影响 [J], 张红国;刘睿智;许宗革;王洪亮5.用顶体反应释放的顶体酶活性评价顶体反应功能的研究 [J], 王洪亮;刘睿智;张红国;赵丁;许宗革因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
在精子入卵前发生的生理变化
在精子入卵前发生的生理变化获能后的精子与卵子相遇时，首先发生顶体反应。
顶体是精子头部顶端的帽状囊泡结构。
顶体反应发生时，顶体会膨大，精子外膜与顶体外膜局部发生融合，并在融合处形成许多泡状物，随后脱落；顶体外膜出现孔洞，使顶体内储存的与受精有关的酶释放出来，这些酶统称为顶体酶。
顶体酶可以直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路(放射冠是包围在卵子透明带外面的卵丘细胞群)。
穿过放射冠的精子立即与透明带接触。
透明带是围绕在卵子周围的一层透明的膜状保护层，上面含有特异性的精子受体，精子顶体上则含有结合蛋白，结合蛋白与精子受体的相互作用，使精子头部附着在透明带上，与透明带牢固结合。
释放的顶体酶随后将透明带溶出一条孔道，精子借助自身运动穿越透明带，并接触卵细胞膜。
此时，卵细胞被激活，停止于减数分裂I的卵细胞重新启动，使减数分裂得以完成。
卵细胞膜下的皮质颗粒经胞吐作用释放其内容物到卵周隙(卵细胞与透明带之间的问隙)，这些物质可以改变透明带的结构，使精子受体失活和透明带硬化，从而引起透明带封闭以阻止后来的精子进入透明带，该生理反应称作透明带反应，它是防止多精入卵的第一道屏障。
只有穿过透明带的精子才能与卵细胞膜接触。
由于卵细胞膜表面有大量的微绒毛，当精子与卵细胞膜接触时，会立即被微绒毛抱合，随后精子外膜与卵细胞膜相互融合，精子入卵。
精卵融合也会引起卵细胞膜下的皮质颗粒与细胞膜融合，发生胞吐作用，释放内容物分布到卵细胞表面，并扩散至卵周隙。
这些物质中含有许多种酶，释放到卵细胞膜外后，能使卵细胞膜硬化形成受精膜，从而引起卵细胞封闭，拒绝其他精子进入卵内，该生理反应称作卵细胞膜反应，这是防止多精入卵的第二道屏障。
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精子獲能和頂體反應受精(fertilization)是卵子和精子融合為一個合子的過程。
它是有性生殖的基本特徵普遍存在於動植物界但人們通常提到最多的是指的動物。
動物受精在細胞水平上受精過程包括卵子激活、調整和兩性原核融合3個主要階段。
激活可視為個體發育的起點主要表現為卵質膜通透性的改變皮質顆粒外排受精膜形成等；調整發生在激活之後是確保受精卵正常分裂所必需的卵內的先行變化；兩性原核融合起保證雙親遺傳的作用並恢復雙倍體受精不僅啟動DNA的複製而且激活卵內的mRNA、rRNA等遺傳信息合成出胚胎髮育所需要的蛋白質。
動物受精過程受精[1]后6~7日晚期胚泡透明帶消失后逐漸埋入並被子宮內膜覆蓋的過程稱受精卵著床。
需要經歷三個過程：1.定位；2.黏附；3.穿透。
著床后迅速發生蛻變。
動物的精子不像低等植物如苔蘚植物的精子有明顯的趨化性而是靠自身主動運動或依靠生殖道上皮細胞的纖毛運動抵達卵子附近。
精子與卵子結合過程人類受精時間：排卵后24小時內。
受精地點：輸卵管壺腹部。
精子獲能和頂體反應已知許多哺乳動物精子經過雌性生殖道或穿越卵丘時包裹精子的外源蛋白質被清除精子質膜的理化和生物學特性發生變化使精子獲能而參與受精過程。
哺乳動物的獲能精子接觸卵周的卵膜或透明帶時特異地與卵膜上的某種糖蛋白結合激發精子產生頂體反應：頂體外圍的部分質膜消失頂體外膜內陷、囊泡化頂體內含物包括一些水解酶外逸。
頂體反應有助於精子進一步穿越卵膜。
在海膽卵上激起精子頂體反應的是卵周膠膜中的某種多糖物質。
絕大部分卵的外周都有卵膜各種卵膜厚度不一主要組分是粘蛋白或粘多糖；只有少數是裸卵如腔腸動物的卵。
精子穿越卵膜時出現先粘著后結合的過程。
前者為疏鬆附著不受外界溫度干擾無種的專一性粘著期間頂體內膜上的原頂體蛋白轉化為頂體蛋白頂體蛋白有加速精子穿越卵膜的作用；後者是牢固的結合能被低溫干擾具有種的專一性。
在海膽精子質膜上已分離到一種能與卵膜糖蛋白專一結合的蛋白質稱作結合蛋白分子量約30000。
卵子的激活精子一旦與卵子接觸卵子本身也發生一系列的激活變化。
在哺乳動物卵上則表現為皮層反應卵質膜反應和透明帶反應從而起到阻斷多精受精和激發卵進一步發育的作用。
皮層反應發生在精卵細胞融合之際自融合點開始皮質顆粒破裂其內含物外排由此波及整個卵子的皮層。
卵質膜反應是卵質與皮質顆粒包膜的重組過程。
透明帶反應為皮質顆粒外排物與透明帶一起形成受精膜的過程卵膜與質膜分離透明帶中精子受體消失透明帶硬化。
精卵融合精卵細胞融合時首先可以看到卵子表面的微絨毛包圍精子可能起定向作用；隨即卵質膜與精子頂體後區的質膜融合。
許多動物的精子頭部進入卵子細胞質后即旋轉180°精子的中段與頭部一起轉動以致中心粒朝向卵中央。
接著雄性原核逐漸形成與此同時中心粒四周產生星光雄性原核連同星光一起遷向雌性原核。
精子中段和尾部不久退化和被吸收。
卵子細胞核在完成兩次成熟分裂之後形成雌性原核。
雌、雄兩原核相遇或融合即兩核膜融合成一個；或聯合兩核並列核膜消失僅染色體組合在一起以建立合子染色體組受精至此完成。
受精後生化變化精卵結合卵受精之前代謝水平很低無DNA的合成活動RNA和蛋白質的合成都極少。
因此排出的卵子如果未受精很快就夭。
當精子與卵子表面結合時卵子的代謝速率迅速提高並開始合成DNA。
有關卵子激活的詳細機理還不清楚只知精子僅起到打開程序開關的作用。
除了精子一些其他非專一的化學的或物理的處理也能使卵激活例如針刺蛙卵也能使之激動。
激動的起始無需任何新蛋白質的合成。
體內由排卵、受精、到著床的過程受精機制在海膽卵激活的早期階段質膜對鈉離子的通透性增加鈉離子大量內流致使質膜在數秒鐘之內去極化；鈣離子自細胞庫存中釋放使20～30秒鐘之內卵內遊離鈣離子量迅速增加多達100倍；隨著鈉離子內流氫離子外流致使一分鐘之內卵H值明顯增加。
這些離子的變化誘發皮層反應導致阻斷多餘精子入卵並激起卵的進一步發有。
卵內遊離鈣離子的增加趕到激活卵內鈣調素的作用由此進一步激活卵內其他的蛋白質。
隨即出現蛋白質合成量的增加DNA也開始複製。
在海膽卵上鈣離子也可能是通過鈣調素激活卵質膜上的某些專一轉運蛋白質使氫離子向細胞外輸出。
卵內H值的增加會引起蛋白質合成速率增加和DNA的複製。
這種氫離子的外流依賴於鈉離子的內流。
這些蛋白質的合成並不依賴於RNA的新合成而是預存卵中mRNA的去掩蓋以及核糖體激活的結果。
受精機制的研究是人類有效掌握和控制有性生殖動物繁殖和育種的基本保證之一。
人類「試管嬰兒」的誕生只是少數成功的事例。
由於受精和進一步正常發育機制方面尚存在許多懸而未決的問題許多動物的體外受精的嘗試均遭失敗。
這些失敗表明基礎理論研究的重要。
動物受精方式體內受精和體外受精凡在雌、雄親體交配時精子從雄體傳遞到雌體的生殖道逐漸抵達受精地點（如子宮或輸卵管）在那裡精卵相遇而融合的稱體內受精。
凡精子和卵子同時排出體外在雌體產孔附近或在水中受精的稱體外受精。
前者多發生在高等動物如爬行類、鳥類、哺乳類、某些軟體動物、昆蟲以及某些魚類和少數兩棲類。
後者是水生動物的普遍生殖方式如某些魚類和部分兩棲類等。
體外受精自體受精和異體受精多數動物是雌、雄異體的雌、雄兩性是分開的。
有些動物是雌、雄同體的同一個體既能產生卵子也能產生精子。
在雌雄同體的動物中有些是自體受精的即同一個體的精子和卵子融合如絛蟲；有些仍是異體受精即兩個不同個體的精子和卵子相結合如蚯蚓。
單精受精和多精受精通常只有一個精子進入卵內完成受精稱單精受精如腔腸動物、棘皮動物、環節動物、硬骨魚、無尾兩棲類和哺乳類動物。
這類卵子一旦與精子接觸就立即被激活併產生一系列相應的變化阻止其他的精子入卵。
如果因為卵子的成熟程度不適當等原因而有一個以上的精子進入這類卵子即所謂的病理性多精受精則卵裂不正常胚胎畸形發育遲早必歸天殤。
有些卵子在正常受精情況下可以有一個以上的精子進入卵子但只有一個精子的雄性原核能與卵子的雌性原核結合成為合子的細胞核其餘的精子逐漸退化消失稱生理性多精受精。
如昆蟲、軟體動物、軟骨魚、有尾兩棲類、爬行類和鳥類的受精。
動物受精研究簡史1875年德國生物學家O．赫特維希首先在海膽上發現從精子入卵至雌雄兩原核融合的受精過程胚胎學上爭論200余年的唯卵和唯精學說至此才得到合乎事實的精子到達卵子解答。
1883年比利時生物學家E．van貝內登發表二價馬副蛔蟲受精細胞學的研究論文肯定了赫特維希的在遺傳上父母貢獻均等的理論並使精、卵合作的研究更為深入。
在馬副蛔蟲合子第一次分裂的紡錘體上可看到四條染色體其中兩條來自父方兩條來自母方。
因此他認為染色體有定形、有定性、有定數和有系統父母的染色體通過精卵的融合傳給子代。
後來德國生物學家T．H．博韋里在馬副蛔蟲上的工作進一步鞏固了上述理論把染色體看作是遺傳信息的載體。
20世紀以來受精研究轉向探討兩性配子結合的機制。
美國學者F．R·利利根據沙蠶和海膽上的研究首先指出卵子分泌出與接受精子有關的物質他稱之為受精素。
40年代前後另一美國學者A．泰勒就受精素的生物學、化學和免疫學特徵展開了一系列工作進一步強調卵子成熟過程中排出物對受精的重要意義。
與此同時德國學者M．哈特曼認為在海膽受精過程中不但卵子能排出雌配素精子也能排出雄配素兩者相互抗衡的程度決定著受精成功與否。
不久在兩棲類上發現卵外膠膜在受精中的作用。
1956年中國實驗細胞學家朱洗等根據中華大蟾蜍的實驗提出輸卵管分泌的卵外膠膜為雌雄配子實現受精所必需。
在哺乳動物方面。
1951張明覺和C．R．奧斯汀分別同時提出精子必須在雌體生殖道逗留一段時間獲得穿入卵子的能力——獲能才能有效地使卵子受精。
精子獲能的發現使人們找到過去哺乳類卵子離體受精不成功的原因從而把高等哺乳動物和人類卵子受精的研究推向一個新階段。
卵子與精子為何個體相差懸殊？數量不同據《中國大百科全書》醫學卷所載人的卵子肉眼可見直徑約0.2毫米是人體最大的細胞而精子即便以長度計也只有0.06毫米若以體積比較則只有卵子的千分之一。
由於這層關係它們露面的機會也相去甚遠卵子大約每一個月才排出一個而不受時間限制的精子一次可排出2億之眾。
卵細胞同樣肩負生殖使命它們的個體為何相差如此懸殊呢？首先要弄清為什麼動物只分為兩種性別。
或許有人會說是為了限制擇偶時的成功率維持穩定的數量。
可又為什麼讓精子處在被選擇位置呢？這是進化生物學領域的一個大課題。
對性有多種定義方法這裡講的是有性繁殖的生物具有產生卵子、子房等這類大配子功能的個體稱作雌性而那些只產生精子、花粉等小配子的則稱其為雄性。
游弋的精子產生什麼樣的配子繁殖成功率高而且能提高結合之後的子代成活率？通過計算可以找出這種方式出現于20世紀70年代人們稱其為「遊戲法則」。
通俗地解釋就是：養分付出后若全部生成小配子確實可大量產生子代但是小配子之間結合造成個體養分缺乏存活困難。
反過來若全部生成大個體配子生存率雖然可以提高而子代數量也明顯減少了。
為了解決這一矛盾通常情況下由一種性別充當配子用來大量產生可滿足基本功能的最小個體；另一性別以較大個體少量生成朝這一方向進化下去的結果就造成了大卵子小精子。
精卵相遇當卵細胞和精子相遇時另外小個體有較好運動能力可以盡情地去尋找能容它們寄生的大個體這樣的配子有利於生存。
於是兩個不同個體形成雌雄兩性並以集團出現。
到了上世紀90年代英國牛津大學的哈米爾頓教授提出的細胞質非對稱性又對此做出了新的解釋他認為這種個體差異是為了避免卵子和精子間鬧「糾紛」具體原因主要在精子身上因為它們失去了以線粒體DNA為首的細胞質遺傳基因。
如果卵子精子都有細胞質遺傳基因結合以後就會互相猛攻對方的遺傳基因為避免這種混亂結合之前精子就很大度地事先解除了自己的細胞質遺傳基因而只帶有核遺傳基因。
植物的受精受精是兩種配子融合成為合子的過程。
由合子發育成一具有雙親遺傳性的新個體。
受精是有性生殖的中心環節。
被子植物雙受精高等動植物的雄性和雌性親本（即父本和母本）的遺傳特性是由具單倍染色體的精子和卵通過受精而傳到子代的。
由精子和卵融合產生的新個體恢復了象親代一樣的二倍染色體的數目繼承了親代雙方的遺傳性同時由於親本雙方遺傳物質的重新組合還有可能表現出新的性狀。
所以通過受精產生的子代既有親代遺傳的特性也表現有個體的特異性。
因而受精不僅在維持物種的延續上有重要的意義而且也是生物進化的一個重要的因素。
基本方式有三種：①同配生殖（同型配子配合）；②異配生殖（異型配子配合）；③卵式生殖（精卵配合）。
受精的三種形式反映了融合的兩種配子從很少分化到有明顯的分化的進化過程。
◆同配生殖融合的兩種配子在形態和大小上是完全相似的其中有兩種情況：①同宗的個體（由一個個體經無性生殖或營養生殖所產生的後代）所產生的配子可以互相配合叫做同宗配合；②甲宗的配子只能與乙宗的配合叫做異宗配合。