理论教育 动物生理:受精过程与精子的活动能力

动物生理:受精过程与精子的活动能力

时间:2023-10-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:表11.5常见动物卵子受精能力时间2)精子的运行与存活精子在雌性生殖道内主要靠阴道、子宫和输卵管的肌肉收缩而被运送到受精部位。表11.6不同动物精子在雌性生殖道内存活及保持受精能力时间3)精子获能精子进入雌性生殖道以后,必须停留一段时间才具有受精能力,称为精子的获能。精子射出后,一般在15 min之内到达受精部位。图11.1受精过程模式图(大白鼠)精子与透明带接触。

动物生理:受精过程与精子的活动能力

受精是指精子和卵子结合形成一个新细胞——“合子”的过程。

1)卵子的运行

在母畜的发情期间,卵子发育成熟,卵泡在LH作用下破裂,排出卵子,卵子借助输卵管伞上皮细胞纤毛的摆动,很快通过输卵管腹腔口,进入输卵管。

输卵管由壶腹部和峡部组成。壶腹部紧接输卵管腹腔口,管腔宽大,卵子很快通过此处;峡部紧接壶腹部之后,管细而直,管壁肌肉较厚,峡部末端以输卵管子宫口与子宫角相通。卵子进入输卵管后,由于输卵管的运动和纤毛的摆动,很快被送到壶腹部,并在壶腹-峡部连接处停留一段时间(36~72 h)。卵在峡部运行较慢,最后达到子宫。卵子通过整个输卵管的时间一般为3~5 d。卵子在输卵管内运行过程中,到达峡部以前具有受精能力,到峡部后受精能力迅速降低,达子宫角则完全失去受精能力。以此,动物受精的部位在输卵管壶腹部,大多数情况下,精子先到达壶腹部,等候与卵子相遇。各种动物卵子保持受精能力的时间见表11.5。卵子经排出后,如未遇到精子,则继续沿输卵管下行,此时卵子逐渐衰老,而且包上一层输卵管分泌物,阻碍精子进入,失去受精能力。

表11.5 常见动物卵子受精能力时间

2)精子的运行与存活

精子在雌性生殖道内主要靠阴道、子宫和输卵管的肌肉收缩而被运送到受精部位。精子的运行速度很快,牛和绵羊的精子在15min内就可到达受精部位。当精子到达受精部位,遇到卵子时,精子靠本身的运动,主动接近卵子。

精子在雌性生殖道内保持受精能力的时间较短,而存活的时间则比较长。因此有的精子虽然有活力,但未必能够使卵子受精。精子存活和保持受精能力的时间,不同种类动物差异不同,详见表11.6。

表11.6 不同动物精子在雌性生殖道内存活及保持受精能力时间

3)精子获能

精子进入雌性生殖道以后,必须停留一段时间才具有受精能力,称为精子的获能。现已发现大多数动物如猪、牛、马、羊、兔等精子都需要经过获能过程,才能完成受精。各种动物精子获能所需时间不一样,如兔需要6 h、羊需要1.5 h。

精子获能的机理尚不完全清楚,目前认为从附睾开始整个雄性生殖道内都可以产生一种糖蛋白物质,覆盖于精子表面,称为去能因子。获能过程的本质就在于解除去能因子对精子的束缚。获能过程现在子宫内进行,最后在输卵管完成,由存在于子宫液和输卵管液中的一些水解酶作用于去能因子使其失去活性。精子在获能中还发生代谢变化,耗氧量增加。获能后的精子运动方式也有明显的改变,表现向前运动十分活跃,尾部摆动的振幅大增。(www.daowen.com)

有些激素对精子的获能有重要的调节作用,正常生理情况下,腺垂体分泌的促性腺激素激素、雌激素有促进精子获能的作用,黄体酮则有抑制获能的作用。

4)受精

公畜一次射精中精子的总数达几亿或几十亿个,但是到输卵管达壶腹部的数目却很少,一般不超过1 000个。精子射出后,一般在15 min之内到达受精部位。一般来说,只有一个精子能与卵子结合,绝大部分的精子被阴道内的酶杀伤而失去活力,或者受到宫颈内黏液的阻拦,在几天内变性和消失。

受精是一个复杂的生理过程,精子进入卵子必须穿过卵子外面的各层屏障,可以总结如下:

①精子和卵子在输卵管壶腹部相遇,经过选择性识别,迅速引起从精子顶体中释放出各种顶体酶溶解粘连放射冠细胞的基质的反应-顶体反应。

②精子穿过放射冠,到达卵子透明带的外侧,并与其接触。

③精子突破透明带到达卵黄膜。卵黄膜就是卵子的细胞膜,它的外面紧接透明带。

④最后精子冲破卵黄膜进入卵子。精子进入卵子后,精子和卵子原来的细胞核,分别形成雄原核和雌原核。两个原核接近并互相融合,形成新个体的原始细胞,后者具有父母双方的遗传特性。

⑤一个精子进入卵子时,在卵子的透明带和卵黄膜上分别产生“透明带反应”和“卵黄封阻作用”,以阻止以后的精子进入。

大白鼠的受精过程如图11.1所示。

图11.1 受精过程模式图(大白鼠)

(a)精子与透明带接触。第一极体被挤出;
(b)精子已经透过透明体,与卵黄膜接触,引起透明带反应;
(c)精子头部进入卵细胞内;
(d)精子几乎完全进入卵黄之内。精子头部开始胀大,卵黄体积缩小。第二极体被挤出;
(e)雄原核和雌原核发育。线粒体聚集在原核周围;
(f)原核充分发育,含有很多核仁。雄原核比雌原核大;
(g)受精完成。原核消失,出现来自父系和母系的染色体,处于第一次卵裂的前期。

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