第二章 受精 PPT

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精卵接触, 卵质膜迅速去极化, 膜电位上升到: – 10 mV ~ +10 mv
迅速去极化的卵子不能接受第二个精子.
卵子膜电位的改变可快速阻止早期多精受精
+10 mv 的膜电位维持约一分钟,又降回到– 60 mv ,卵子又可 恢复接受精子. 如何再阻止多精受精?
海胆卵受精前后的膜电位变化
B:490 nM Na+ C:120 nM Na+导致多精入卵的比率升高
降低卵外Na+浓度导致多精受精比率的升高
(二)慢速阻扰多精受精
精子刺激,皮层颗粒 破裂释放内含物,并 波及全卵.
卵周隙变宽,释放物 吸水膨胀使卵黄膜 举起形成受精膜.
受精膜可阻扰多精入卵
(皮层反应)
开始受精
皮层颗粒中主要物质: ①蛋白水解酶 ②粘多糖 ③过氧化物酶 ④透明质素
动画 海胆受精 皮层反应
精子与卵子之间的相互作用一般步骤:
化学吸引 顶体反应 精子与卵膜结合 精子穿过卵膜,与卵子的细胞膜融合。
一、无脊椎动物的精卵相遇和识别
1.趋化性及其控制机制
趋化性(chemotaxis):在有些动物中,成 熟的卵子能分泌一种物质以吸引精子靠近 的现象,称为趋化性。
Eg. 从海胆Arbacia punctulata的卵胶膜中分离 出来的一种呼吸活化肽,与同种类海胆精子细 胞膜上的受体特异结合。使精子具有向卵子游 动的能力。
顶体
卵细胞微绒毛
细胞核 精子
1、精子获能
哺乳动物精子进入雌性生殖道内以后 获得受精能力称为“获能” (capacitation)。
获能过程中的变化:
质膜的改变 膜通透性改变 膜流动性增强 物质代谢的改变
意义
哺乳动物精 子的获能, 牛精子在到 达输卵管壶 腹部之前与 输卵管上皮 细胞的接触。
精子的结构
大家有疑问的,可以询问和交流
可以互相讨论下,但要小声点
例:海胆受精的顶体反应
A 结合蛋白
顶体膜(在精 子细胞膜下)
B 两膜融合
精子细胞膜
球状肌动蛋白
受精
例:海胆精子的顶体反应
C
D
顶体突起继 续向外突出
顶体酶 释放
结合 蛋白
肌动蛋白微丝
例:海胆受精的顶体反应
E
顶体突 起
F 卵细胞的 卵黄膜
海胆卵胶膜中的呼吸活化肽对精子的作用 (A.呼吸活化肽未进入海水;B-F.呼吸活化肽进入海水 20,40,50,70,90秒后精子向呼吸活化肽注射处聚集)
2.顶体反应(acrosomal reaction)
当精卵相遇时,精 子的顶体发生的一 系列变化,顶体膜 和其外的质膜发生 融合,并释放蛋白 水解酶,消化卵膜, 为精子进入卵子开 道。
4 透明质素(hyalin):在卵外形成透明 质层(hyalin layer),它与卵裂中对分裂球 的支持作用有关。卵细胞质膜突起的微绒 毛深入到其基部。
海胆受精膜的形成及多余精子的移除
哺乳动物不形成受精膜,但皮质颗粒中释放的 酶对透明带中的精子受体分子进行修饰,使之 丧失与精子结合的能力,因此,称为透明带反 应。
第二章 受精Leabharlann Baidu
受精作用:
将精子和卵子携带的遗传物质结合在 一起,染色体数目恢复成二倍体。
发育的激活,包括合子中的一系列代 谢活动和形态的变化,导致受精卵形 成多细胞有机体。
精卵相遇和识别,保证受精在同种的配子 之间进行。
配子融合,精子入卵,保证只有一条精子 与卵子结合。
卵子激活。
雌雄原核结合,遗传物质结合,受精卵代 谢的激活,胚胎发育开始。
哺乳动物精子顶体反应
顶体破裂、质膜囊泡化、顶体酶释放、精子核裸露。 哺乳类
赤道段 顶体后区
两次结合:
ZP3交联到精子细胞膜上的受体,又到 了顶体反应的发生。
通过顶体内膜上的特殊蛋白与透明带 中的ZP2糖蛋白结合的。
第二节 配子融合和卵子激活
一、配子融合
精子穿过卵黄膜的机制
由于顶体凸起向前不断伸长,产生一种机 械力,从而穿透卵黄膜。
阻止多精受精
代谢活动的激活
细胞质重排
阻止多精受的机制(海胆)
初级、快速阻断,通过使卵子上的精 子结合受体失活,从而阻止更多的精 子黏附。
次级、永久阻断,通过受精膜的迅速 膨胀来实现。
(一)快速阻止多精受精 (卵子膜电位的改变)
紫球海胆未受精卵的静息膜电位是: – 60 mv ~ – 80 mv (毫伏)
(二)代谢活动的激活
早期应答
皮质反应出现的 数秒钟之内
晚期应答
受精的数分钟之后
早期应答,由钙离子作用引发的受精卵的一系 列变化过程(皮质颗粒的释放、精核的解凝聚、 细胞的分裂等活动)。
1 蛋白水解酶可以使卵黄膜与质膜间的 联系分离;剪除卵膜上bindin的受体及 与之结合的精子。
2 粘多糖:进入卵周隙吸水膨胀,使卵 黄层向外隆起,形成受精膜 (fertilization envelope )举起。
3 过氧化物酶:皮层颗粒分泌的过氧化物 酶通过交联相邻蛋白质的酪氨酸残基使受 精膜变硬。 受精膜最先在精子入卵的位 置形成,并向外扩张至整个卵细胞,从而 阻止多精入卵。
顶体突起的顶部带有消化酶,可消化卵黄 膜,精子穿过卵黄膜之后,顶体突起与卵 质膜相遇,在接触点附近的卵子微绒毛伸 长并包绕精子,形成受精锥,顶体突起与 卵子为绒毛顶端发生融合,受精锥中的微 丝收缩将精子拖入卵内。
海胆精卵质膜融合的方式不同
哺乳动物 精卵质膜融合
哺乳动物 精卵质膜融合
成熟的为受精卵的转录、蛋白质合成和 细胞呼吸等活动处于或几乎处于零的水 平、受精引起卵子的许多变化,这些受 精后的反应总称为卵子激活(egg activation)
(半乳糖基转移酶 (GalTase)—可与ZP3分子上的 N-乙酰葡糖胺结合 ,使精子G蛋白激活并诱导 顶体反应。卵激活时皮质颗粒释放出来的N-乙 酰葡糖酶能对ZP3上的GalTase结合位点进行修 饰,由此阻断透明带外围的精子与受精卵结合)
动画自精子入卵点(右上角)起,卵子表面受精膜膜膨起,并波及全卵。
250kDa的精子蛋白 起源于输卵管配体 蛋白 弱
SED1 透明带,使赤道段结合到透明 带上。
头部GalT 透明带蛋白ZP3上N-乙酰葡 糖胺残基 牢固
哺乳动物顶体反应是精子穿过透明带,完 成受精所必需的,也是精子与卵子融合所 不可缺少的条件。
哺乳动物的精卵识别是由于卵子的透明带 中存在着精子受体,用于识别精子,而在 精子表面也含有卵子结合蛋白。
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