受精作用

動物的配子發生產生了兩種類型的單倍體細胞：精子和卵細胞， 精子與卵細胞的融合，即受精作用，重新形成一個二倍體的細胞，即受精卵。在哺乳動物、鳥類、爬行動物中，受精作用發生在雌性動物的生殖系統內，而在兩棲類、魚類、無脊椎動物中，受精作用發生在體外。不管是何種情況，受精作用都具基本相同的過程：精卵間的接觸、精子對卵被的穿透、精子與卵細胞質膜的融合、卵的激活。涉及的反應包括：頂體反應(acrosomal reaction)、皮層反應(cortical reaction)、原核融合(pronuclei fussion)等。

受精過程包括5個階段：

1、精子穿過放射冠

2、精子穿過透明帶

3、精子進入卵細胞膜（1）皮質反應（2）卵細胞膜封閉作用（3）透明帶反應

4、原核形成

5、配子配合

受精作用和有性生殖的不同：

受精作用是一個過程，有性生殖是一種生殖方式。兩者不能等同。

有性生殖的定義：

由親本產生的有性生殖細胞(配子)，經過兩性生殖細胞(例如精子和卵細胞)的結合，成為合子(例如受精卵)，再由合子發育成為新的個體的生殖方式，叫做有性生殖。

有性生殖是通過生殖細胞結合的生殖方式。

受精是卵細胞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。

通常，只有一個精子進入卵細胞內完成受精，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。這類卵細胞一旦與精子接觸，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。如果因為卵細胞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細胞，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。有些卵細胞在正常受精情況下，可以有一個以上的精子進入卵細胞，但只有一個精子的雄性原核能與卵細胞的雌性原核結合，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。

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，出現先粘着後結合的過程。前者為疏鬆附着，不受外界温度干擾，無種的專一性，粘着期間，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，能被低温干擾，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。

精子一旦與卵細胞接觸，卵細胞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，由此波及整個卵細胞的皮層。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。

精卵細胞融合時首先可以看到卵細胞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細胞細胞質後即旋轉180°，精子的中段與頭部一起轉動，以致中心粒朝向卵中央。接着雄性原核逐漸形成，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。卵細胞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。

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。因此排出的卵細胞，如果未受精，很快就夭折。

當精子與卵細胞表面結合時，卵細胞的代謝速率迅速提高，並開始合成DNA。有關卵細胞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。

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；隨着鈉離子內流，氫離子外流，致使一分鐘之內卵pH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育。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pH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。

人工授精最基本的條件是女方至少有一邊的輸卵管是完全通暢的，女方有自發排卵或經促排卵治療可以排卵；而男性的精子必須要有一定數量的活精子。一般來説，要想成功做到人工受精受孕，這兩者是缺一不可的。