受精专业知识讲座

合子（zygote）

卵裂（cleavage）囊胚（blastocyst）

胚胎着床（implantation）SpermOocyteFertilization

EmbryoOffspringReproduction受精专业知识讲座第1页第一节配子运行Section1Transportationofgametes第二节配子在受精前准备Section2Preparationsofthegametesbeforefertilization第三节受精过程与意义Section3TheprocessandsignificanceofFertilization第3章受精

Chapter3Fertilization受精过程和方式随动物物种而异。其过程普通包含：精子运行与获能、精卵间接触和识别、精子入卵、卵激活并开始发育。其方式基本上分体内受精（哺乳动物）和体外受精（低等脊椎动物和绝大多数无脊椎动物）。受精专业知识讲座第2页第一节配子运行

Section1Transportationofgametes配子运行：是指精子由射精部位（或输精部位）、卵子由排出部位抵达受精部位即输卵管壶腹部过程。人成熟精子脱离睾丸支持细胞，进入曲细精管管腔中，从此开始它们长途旅行：首先从生精小管出发，经过直细精管、睾丸网、输出小管进入附睾和输精管，在附睾管和输精管内贮存、成熟、直到射精，这是第一旅程；第二旅程是经过射精反射，把精子和精浆从附睾管、输精管，经尿道射入女性阴道；而从阴道穿过宫颈、子宫腔到输卵管，在输卵管壶腹部与卵子相遇，这是第三旅程。受精专业知识讲座第3页一、射精部位Positionofejaculation

（一）阴道射精型：牛、羊和其它反刍动物

精液射在母畜阴道前庭及子宫颈阴道部;精液量小，精子密度高。

（二）子宫射精型：猪、马、啮齿类精液可直接射入子宫颈，子宫体内;精液量大，浓度低。受精专业知识讲座第4页二、精子运行

Transportationofsperm精子在♀生殖道内运行分以下几方面:1、子宫颈内运行；2、子宫内运行；3、输卵管内运行。

受精专业知识讲座第5页（一）在子宫颈内运行1、子宫颈是精子进入受精部位第1个栅栏。2、子宫颈腺窝和皱襞能够容纳精子成为暂时性贮库（精子库）,可连续释放精子以维持受精部位活精子数。

3、不能进入子宫颈被排出阴道外或被白细胞吞噬。受精专业知识讲座第6页

1、主要依靠子宫收缩实现

2、子宫上行收缩波：致使子宫液向输卵管方向运行，从而带动精子抵达宫管连接部，这是精子抵达受精部位第2个栅栏。

（二）精子在子宫内运行受精专业知识讲座第7页

输卵管壶腹部和峡部连接部（壶—峡连接部）是精子抵达受精部位第3个栅栏。

于是，精子从射精部位抵达受精部位需要闯过3道栅栏，经过3次筛选：第1道栅栏：子宫颈;第2道栅栏：宫管连接部;第3道栅栏：输卵管壶-峡部连接部。

作用：1、选择；2、预防多精受精。

（三）精子在输卵管内运行

受精专业知识讲座第8页1、射精力量：精子运行最初动力。2、子宫颈吸入作用：子宫产生负压，吸引精液进入子宫。3、雌性生殖道肌肉收缩：阴道、子宫颈、子宫和输卵管收缩是精子运行主要动力。4、生殖道管腔液体流动：精子伴随液体流动而在母畜生殖道内运行。5、精子本身运动：作用是次要。

（四）精子在生殖道内运行机理

受精专业知识讲座第9页

牛、羊交配后15min、猪15～30min、马24min左右即可在输卵管壶腹发觉精子。与母畜生理状态、粘液性状、胎次都有亲密关系。

（五）精子运行速度受精专业知识讲座第10页

（六）精子在雌性生殖道内存活时间与含有受精能力时间

受精专业知识讲座第11页三、卵子运行及机理Transportationofeggandit’smechanism（一）排卵1、排卵受精专业知识讲座第12页2、卵子接纳（1）卵泡液粘附作用。（2）输卵管伞充血。（3）输卵管及伞运动。受精专业知识讲座第13页去掉一侧卵巢或去掉对侧输卵管，输卵管可经过转动接纳对侧卵巢排卵。受精专业知识讲座第14页（1）输卵管平滑肌收缩（一部分）；（2）纤毛摆动（主要）；（3）输卵管内液体流动。

（二）卵子运行方式及机理

受精专业知识讲座第15页（三）卵子保持受精能力时间

排出卵子保持受精能力时间比精子（1-2d）短，大多低于24h。受精专业知识讲座第16页在配种实践中考虑：1、排卵时间；2、精、卵有受精能力时间。最正确配种时间：精子和卵子同时抵达受精部位。但在实践中极难做到。怎样做？使精子先抵达受精部位等候卵子，即最好在排卵前某一时刻交配（或AI），使受精部位有活力旺盛精子等候新鲜卵子，以提升受胎率。

原因：（1）精子数量大；（2）精子受精能力时间长于卵子。假如延期配种→受精专业知识讲座第17页一、精子在受精前准备Preparationsofspermbeforefertilization

精子获能capacitationofsperm：

在哺乳动物，新射入雌性生殖道内精子或由附睾取出精子，不能马上和卵子受精，必须经历一定时期，进行某种生理上准备，经过形态及一些生理生化改变之后，才能取得受精能力，此过程称为精子获能。第二节配子在受精前准备

Section2Preparationsofthegametesbeforefertilization受精专业知识讲座第18页没有获能精子不能和卵子结合而受精原因：不能穿过放射冠细胞间隙；不能穿过透明带；不能进入卵细胞。

受精专业知识讲座第19页（一）精子获能过程中改变

1、获能精子能释放出一个透明质酸酶。此酶能够溶解放射冠细胞。2、使精子顶体脱落而暴露出穿孔器，使精子能穿过透明带与卵子接触。3、精子质膜与顶体外膜发生融合。同时精子膜渗透性增高，释放精子穿过透明带溶蛋白酶。

受精专业知识讲座第20页（二）精子获能机理与去能获能机理：去能因子失活。在一些动物精清中，有一个抗受精物质，叫做去能因子，使去能因子失去生物学活性就是获能（capacitation）

，经过获能精子，假如重新与去能因子结合又失去受精能力，这就叫做“去能”或“失能”（decapacitation）。经过去能精子在子宫及输卵管孵育后，又可获能，这就叫做再获能。受精专业知识讲座第21页现在认为获能与以下原因相关：

1、依赖cAMP蛋白激酶A（PKA），能够抑制获能反应。

2、环-磷酸腺苷（cAMP）激动剂可诱发获能。

3、磷脂激活蛋白激酶（PKC）可加速精子获能。

4、酪氨酸激酶可影响获能反应。

5、雄性生殖道受精促进肽，由前列腺分泌一个三肽类物质，可促进获能反应和提升受精穿透能力。受精专业知识讲座第22页受精专业知识讲座第23页获能部位：自然：子宫和输卵管；

阴道射精型：始于阴道，主要在子宫和输卵管；子宫射精型：始于子宫，主要在输卵管；体外：任何体液和含肝素液体均可使精子获能。（促进精子体外获能有：肝素、咖啡因，Ca2+载体如A23187等）

（三）精子在雌性生殖道内获能部位精子体外获能受精专业知识讲座第24页（四）精子获能所需时间同种动物精子可在不一样种动物生殖道分泌物中完成获能过程——精子获能并无显著种间差异。牛：2-3h；羊：1-1.5h；猪：3-6h；兔：5-6h

受精专业知识讲座第25页二、卵子在受精前准备（仍不清楚）

1、受精在排卵后2-3h进行，所以可能有卵子准备阶段；2、卵黄膜内皮质颗粒增加，有增加受精能力作用；3、卵黄膜亚微结构可能发生改变，暴露出和精子结合受体。受精专业知识讲座第26页第三节受精过程

Section3Fertilization一、精子与卵子相遇Attachmentandbinding二、精子顶体反应AcrosomeReactionofsperm三、精子穿过放射冠Spermpenetrationofcoronaradiata四、精子附着和穿过透明带Attachmentandpenetrationofzonepellucida五、精卵质膜融合Plasmamembranefusionofspermandegg六、皮质反应与多精入卵阻止Eggplasmamembranereactionandpolyspermyblock七、原核形成与融合Pronucleusformationandfusion八、受精过程所需要时间Timeoffertilization受精专业知识讲座第27页精子入卵时，卵子正进行成熟分裂II。卵子由外向内包被有放射冠、透明带和卵黄膜，受精时精子依次穿过这三层结构，进入卵子后，精子核形成雄原核，卵子核形成雌原核，然后原核融合，完成受精。第三节受精过程

Section3Fertilization受精专业知识讲座第28页一、精子与卵子相遇

Attachmentandbinding

可能是卵子分泌受精素吸引精子向其运动并集聚在其周围。二、精子顶体反应(acrosomalreaction，AR）定义：指顶体结构囊泡形成和顶体内酶释放出来这种改变或过程称之。顶体反应形态学改变：

表现为精子顶体帽膨胀，顶体外膜与精子细胞质膜融合，形成许多泡状结构，这种泡状结构最终与精子头部分离，释放出透明质酸酶、放射冠穿透酶等，使精子能够穿越透明带。受精专业知识讲座第29页受精专业知识讲座第30页受精专业知识讲座第31页受精专业知识讲座第32页三、精子穿过放射冠

Spermpenetrationofcoronaradiata

精子在发生AR后，释放出透明质酸酶，溶解粘连放射冠细胞胶质，使精子打开进入卵子通道，并接靠近透明带。受精专业知识讲座第33页四、精子附着和穿过透明带AttachmentandpenetrationofZP（一）精子附着于ZP（精卵识别过程）

穿过放射冠精子即与ZP接触并附着其上，随即与ZP精子受体相结合。配休是精子表面蛋白如半乳糖基转移酶、SP56（透明带附着分子）等。这是精卵首次识别。精子受体：含有显著种间特异性糖蛋白-透明带蛋白（ZP），当前已发觉有ZP1、ZP2和ZP3三种。精子主要和ZP3结合。受精专业知识讲座第34页（二）精子穿过透明带

经AR反应精子，经过释放顶体酶将ZP溶出一条通道，同时获能精子超激活运动产生推力，使精子象钻头一样向内前进，穿越透明带，和卵黄膜接触。受精专业知识讲座第35页精子超活化运动受精专业知识讲座第36页当精子与卵子质膜接触时，精子膜上受体如fertilin(受精素)等物种特异性蛋白与卵质膜上配体-integrin识别和结合，这是精卵次级识别。这一识别造成精卵质膜融合，并诱发皮质反应。五、精卵质膜融合

Plasmamembranefusionofspermandegg

受精专业知识讲座第37页精子经过ZP后，与卵质膜识别并激活卵膜，膜上绒毛突起将精子抓住、包被、双方膜融合，精子即进入卵膜内。受精专业知识讲座第38页融合后，精子膜合并到卵膜上，并马上停顿运动，头进入卵内，卵子激活并完成成熟分裂Ⅱ，排出PB2。并为两原核形成做准备。此时，受精第一阶段即告完成。受精专业知识讲座第39页六、皮质反应与多精受精阻止Eggplasmamembranereactionandpolyspermyblock（一）皮质反应：当第一个精子经过卵膜后，皮质颗粒在精子进入处与质膜融合，发生破裂和胞吐并逐步向卵四面扩散，称为皮质反应。（二）阻止多精受精1、透明带阻止多精受精（透明带反应）：当第一个精子进入卵子后，皮质反应结果使ZP失去精子受体,使随即精卵不能识别。2、质膜阻止多精受精（卵黄膜反应或卵黄膜封闭作用）：当第一个精子进入卵子后，卵质膜发生改变，不能与随即到来精子识别与融合，从而阻止多精子受精。受精专业知识讲座第40页受精前存在于动物卵母细胞膜下皮质层中分泌小泡（皮质颗粒corticalgranu