兽医产科_第三章 受精（Fertilization）.ppt

（一）精-卵的识别与结合 卵丘细胞呈放射状排列，故称放射冠。 精子通过顶体反应释放透明脂酸酶和穿冠酶，使精子穿过放射冠与透明带接触。 精子穿过放射冠后，顶体内膜附着于透明带表面，这是精子穿过透明带的先决条件。 精卵识别与结合是通过精子表面的蛋白与卵子透明带上的受体相互作用实现的。 这种附着只有获能和发生顶体反应的精子才能发生。用抗透明带抗体或胰蛋白溶解酶处理可阻止精子附着。 这种附着开始时是非特异性的，很易与透明带分离。经短时间附着后，精子牢固地结合在透明带上。不同动物间ZP分子有很大的同源性，山羊的精子可以与绵羊和牛的ZP结合，而绵羊的精子也可以与牛的ZP结合。 这时精子顶体酶系统中的前顶体素转化为顶体素，顶体素在其他酶的作用下将透明带溶出一通道，精子借助自身的运动穿过透明带。电镜表明，精子通常在卵子表面约呈45°正切线穿透明带。不过其径路往往是弯曲的。 (二)精-卵质膜的融合 精子进入透明带后，到达卵周隙，此时精子仍能活动，一旦接触卵黄膜，活动就停止。在与卵黄膜接触20′后，精子的核膜与卵黄膜融合在一起，这时卵子被精子激活，开始继续发育，激活包括： ⑴停顿的第二次成熟分裂中期重新继续，达到后期和末期，并完成第二个极体的排出； ⑵卵子产生防止多精子受精的阻拦作用； ⑶卵子的合成过程特别是DNA的复制受到激活。 条件：Ca2+、pH、T （三）卵的激活 成熟卵子的代谢是很缓慢的，在自然情况下，必须由精子来激活。卵子受到精子的刺激后，即发生一系列的生化反应，称卵的激活(egg activation)。 1．早期反应：出现在皮质反应后几秒钟之内。精-卵一旦接触联结，激发了多精子入卵的阻滞。一开始的快速阻滞是由Na+流人卵内所启动的，其后的缓慢阻滞则由卵内Ca2+的释放所引起。细胞内Ca2+升高对激活胚胎发育至关重要。 2．后期反应：发生在受精开始后几分钟内。在皮质反应开始发生的同时，有大量Na+流入卵内，而卵内的H+则释放到卵外，这种Na+/H+的交换使卵内H+浓度下降导致pH上升，从而改变了卵内的生理环境。细胞内pH升高，可以激发许多受精后期反应，包括蛋白质合成、DNA复制等。 (四)原核形成及配子融合 ⒈雄原核的形成：精子入卵后，头部膨大，核质疏松核膜消失，失去固有的形态，其后精核内形成多个小点状核仁，并逐渐联合而增大，最后被新形成的核膜所包围，形成一个体细胞核----雄原核。 雄原核形成受成熟卵母细胞中一种雄原核生长因子，这种因子可能是二硫化物还原剂。  ⒉雌原核形成：精子进入卵后不久，解除了MⅡ闭锁期，卵子受到激活而完成第二次成熟分裂，排出第二极体。此时原生质浓缩，染色体变为染色质，最后变为不规则的强嗜碱团块。同时染色质周围形成一些小泡相连成一个完整双层单位膜的核膜--雌原核形成。 1、雄原核和雌原核经充分发育，逐渐相向移动。 2、在卵子的中央，核仁和核膜消失，两原核紧密接触，然后迅速收缩，染色体重新组合，并准备进入第一次有丝分裂，至此受精最后阶段“配子融合”逐步完成，形成一个称之为“合子”的单细胞胚胎。 受精模式图 六、防止多精子受精的反应 ㈠皮质反应（cortical reaction） 皮质颗粒位于卵黄膜下，当精子头部与卵黄膜接触时，皮质颗粒首先与卵黄膜融合，并将内容物以胞吐的方式排入卵周隙。反应逐渐向四周扩展，波及整个卵子表面，这一过程称为皮质反应。 皮质反应的发生与配子膜融合所诱导的游离钙的增高有关，并可导致透明带的改变和卵黄膜结构的重组。 意义在于使受精卵发生透明带反应和卵黄膜封锁，从而阻止多精子入卵。 (二)透明带反应（zone reaction） 当第一个精子进入卵子的透明带时，透明带发生一系列变化，阻止其他精子进入。 ⑴卵黄皮质颗粒内容物中的胰酶样蛋白酶，破坏了透明带上的特异性精子受体，从而达到阻止其它精子穿过透明带的作用。 ⑵绵羊、狗、鼠的透明带反应很快而有效，而兔的卵子没有透明带反应。 近年来的研究进一步表明，皮质反应后，小鼠透明带上的ZP3发生变化，即其O位连接的寡聚糖中消除了特异性的糖残基，从而改变了ZP3作为精卵识别、结合的功能，这是透明带反应得实质之一。透明带反应还包括透明带的硬化，使其对精子的穿透更有阻力。这样，即使那些在透明带反应前已经穿进透明带的精子在透明带反应之后也不能进一步穿入。 (三)卵黄膜反应（vitelline reaction） 卵子防止多精子受精的机制是卵黄本身的阻拦，也可称为多精受精阻拦作用。 当第一