受精作用（精子与卵细胞融合成为受精卵的过程）
在生物体的有性生殖过程中，精子和卵细胞通常要融合在一起，才能发育成新个体。精子与卵细胞融合成为受精卵的过程，叫做受精作用。在受精作用进行时，通常是精子的头部进入卵细胞。尾部留在外面。紧接着，在卵细胞细胞膜的外面出现一层特殊的膜，以阻止其他精子再进入。精子的头部进入卵细胞后不久，里面的细胞核就与卵细胞的细胞核相遇，使彼此的染色体会合在一起。这样，受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。
中文名受精作用
fertilization
shou jing zuo yong
有性生殖
精子和卵细胞融合
动植物界
受精作用
介绍
动物的配子发生产生了两种类型的单倍体细胞： 精子和卵子， 精子与卵子的融合，即受精作用，重新形成一个二倍体的细胞，即受精卵。[1]在哺乳动物、鸟类、爬行动物，受精作用发生在雌性动物的生殖系统内，而在两栖类、鱼类、无脊椎动物，受精作用发生在体外。不管是何种情况，受精作用都具基本相同的过程：精卵间的接触、精子对卵被的穿透、精子与卵子质膜的融合、卵的激活。涉及的反应包括： 顶体反应(acrosomal reaction)、 皮层反应(cortical reaction)、原核融合(pronuclei fussion)等。
在生物体的有性生殖过程中，精子和卵细胞通常要融合在一起，才能发育成新个体。
示意图定义
精子与卵细胞融合成为受精卵的过程，叫做受精作用。在受精作用进行时，通常是精子的头部进入卵细胞。尾部留在外面。紧接着，在卵细胞细胞膜的外面出现一层特殊的膜，以阻止其他精子再进入。精子的头部进入卵细胞后不久，里面的 细胞核就与卵细胞的细胞核相遇，使彼此的染色体会合在一起。这样，受精卵中的染色体数目又回复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。
精子与卵细胞结合成为受精卵的过程
受精过程包括5个阶段：
1、精子穿过 放射冠
2、精子穿过透明带
3、精子进入卵黄（1）皮质反应（2）卵黄膜反应（3）透明带反应
4、原核形成
5、配子配合
受精作用和有性生殖的不同：
受精作用是一个过程，有性生殖是一种生殖方式。两者不能等同。
有性生殖的定义：
由亲本产生的有性生殖细胞(配子)，经过两性生殖细胞(例如精子和卵细胞)的结合，成为合子(例如受精卵)，再由合子发育成为新的个体的生殖方式，叫做有性生殖。
有性生殖是通过生殖细胞结合的生殖方式。
在生物体的有性生殖过程中，精子和卵细胞通常要融合在一起，才能发育成新个体。精子与卵细胞融合成为受精卵的过程，叫做受精作用。
动物的配子发生产生了两种类型的单倍体细胞：精子和卵子， 精子与卵子的融合，即受精作用，重新形成一个二倍体的细胞，即受精卵。 基因重组是在受精这个过程中发生的。
拓展
受精是 卵子和精子融合为一个 合子的过程。它是 有性生殖的基本特征，普遍存在于动植物界。
单精受精和多精受精
通常，只有一个精子进入卵内完成受精，称 单精受精，如腔肠动物、棘皮动物、环节动物、硬骨鱼、无尾两栖类和哺乳类动物。这类卵子一旦与精子接触，就立即被激活并产生一系列相应的变化，阻止其他的精子入卵。如果因为卵子的成熟程度不适当等原因，而有一个以上的精子进入这类卵子，即所谓的病理性 多精受精，则卵裂不正常，胚胎畸形发育，迟早必归天殇。有些卵子在正常受精情况下，可以有一个以上的精子进入卵子，但只有一个精子的雄性原核能与卵子的雌性原核结合，成为合子的细胞核，其余的精子逐渐退化消失，称生理性多精受精。如昆虫、软体动物、软骨鱼、有尾两栖类、爬行类和鸟类的受精。
精子获能和顶体反应
已知许多哺乳动物精子经过雌性生殖道或穿越卵丘时，包裹精子的外源蛋白质被清除，精子质膜的理化和生物学特性发生变化，使 精子获能而参与受精过程。
哺乳动物的获能精子接触卵周的卵膜或透明带时，特异地与卵膜上的某种糖蛋白结合，激发精子产生顶体反应：顶体外围的部分质膜消失，顶体外膜内陷、囊泡化，顶体内含物包括一些水解酶外逸。 顶体反应有助于精子进一步穿越卵膜。在海胆卵上，激起精子顶体反应的是卵周胶膜中的某种多糖物质。绝大部分卵的外周都有卵膜，各种卵膜厚度不一，主要组分是粘蛋白或粘多糖；只有少数是裸卵，如腔肠动物的卵。
精子穿越卵膜时，出现先粘着后结合的过程。前者为疏松附着，不受外界温度干扰，无种的专一性，粘着期间，顶体内膜上的原顶体蛋白转化为顶体蛋白，顶体蛋白有加速精子穿越卵膜的作用；后者是牢固的结合，能被低温干扰，具有种的专一性。在海胆精子质膜上已分离到一种能与卵膜糖蛋白专一结合的蛋白质，称作结合蛋白，分子量约30000。
卵子的激活
精子一旦与卵子接触，卵子本身也发生一系列的激活变化。在哺乳动物卵上，则表现为皮层反应，卵质膜反应和透明带反应，从而起到阻断多精受精和激发卵进一步发育的作用。皮层反应发生在精卵细胞融合之际，自融合点开始，皮质颗粒破裂，其内含物外排，由此波及整个卵子的皮层。卵质膜反应是卵质与皮质颗粒包膜的重组过程。透明带反应为皮质颗粒外排物与透明带一起形成受精膜的过程，卵膜与质膜分离，透明带中精子受体消失，透明带硬化。
精卵融合
精卵细胞融合时首先可以看到卵子表面的微绒毛包围精子，可能起定向作用；随即卵质膜与精子顶体后区的质膜融合。许多动物的精子头部进入卵子细胞质后即旋转180°，精子的中段与头部一起转动，以致中心粒朝向卵中央。接着雄性原核逐渐形成，与此同时中心粒四周产生星光，雄性原核连同星光一起迁向雌性原核。精子中段和尾部不久退化和被吸收。卵子细胞核在完成两次成熟分裂之后，形成雌性原核。雌、雄两原核相遇，或融合，即两核膜融合成一个；或联合，两核并列，核膜消失，仅染色体组合在一起，以建立合子染色体组，受精至此完成。
生化变化
卵受精之前，代谢水平很低，无DNA的合成活动，RNA和蛋白质的合 成都极少。因此排出的卵子，如果未受精，很快就夭折。
当精子与卵子表面结合时，卵子的代谢速率迅速提高，并开始合成DNA。有关卵子激活的详细机理还不清楚，只知精子仅起到打开程序开关的作用。除了精子，一些其他非专一的化学的或物理的处理，也能使卵激活，例如针刺蛙卵，也能使之激动。激动的起始无需任何新蛋白质的合成。
在海胆卵激活的早期阶段，质膜对钠离子的通透性增加，钠离子大量内流，致使质膜在数秒钟之内去极化；钙离子自细胞库存中释放，使20～30秒钟之内卵内游离钙离子量迅速增加多达100倍；随着钠离子内流，氢离子外流，致使一分钟之内卵pH值明显增加。这些离子的变化，诱发皮层反应，导致阻断多余精子入卵，并激起卵的进一步发有。卵内游离钙离子的增加，赶到激活卵内钙调素的作用，由此进一步激活卵内其他的蛋白质。随即出现蛋白质合成量的增加，DNA也开始复制。
在海胆卵上，钙离子也可能是通过 钙调素，激活卵质膜上的某些专一转运蛋白质，使氢离子向细胞外输出。卵内pH值的增加，会引起蛋白质合成速率增加和DNA的复制。这种氢离子的外流依赖于钠离子的内流。这些蛋白质的合成并不依赖于RNA的新合成，而是预存卵中mRNA的去掩盖以及核糖体激活的结果。
受精机制的研究，是人类有效掌握和控制有性生殖动物繁殖和育种的基本保证之一。人类“试管婴儿”的诞生只是少数成功的事例。由于受精和进一步正常发育机制方面尚存在许多悬而未决的问题，许多动物的体外受精的尝试均遭失败。这些失败表明 基础理论研究的重要。
人工受精的条件
人工授精最基本的条件是女方至少有一边的输卵管是完全通畅的，女方有自发排卵或经促排卵治疗可以排卵；而男性的精子必须要有一定数量的活精子。一般来说，要想成功做到人工受精受孕，这两者是缺一不可的。
基因和染色体的关系
01、生物学家魏斯曼(A.Weismann，1834—1914)曾经预测：
在卵细胞和精子的成熟过程中，必然有一个特殊的过程使染色体的数目减少一半;受精时，精子和卵细
胞融
合，恢复正常的染色体数目。
02、什么是减数分裂?
指染色体只复制一次而细胞连续分裂两次，形成的子细胞中染色体数目比母细胞中的减少一半的细胞分裂
方式。
03、理解“减数分裂”这个概念，应该从以下方面加以把握：
⑴、是进行有性生殖的生物才具有的。
⑵、是发生在产生成熟生殖细胞的过程中。
⑶、细胞中染色体只复制一次;细胞连续分裂两次;一个母细胞分裂成四个子细胞。
⑷、子细胞中染色体数目只有母细胞中的一半。
⑸、发生在生物的生殖器官中。
04、精子、卵细胞形成的场所是什么?
精子形成的场所是雄性生物的生殖器官。如植物雄蕊的花药，雄性动物的睾丸。
卵细胞形成的场所是雌性生物的生殖器官。如植物的雌蕊，雌性动物的卵巢。
05、什么是精原细胞?什么是卵原细胞?
精原细胞是原始的雄性生殖细胞;卵原细胞是原始的雌性生殖细胞。
精原细胞和卵原细胞都是体细胞有丝分裂形成的，染色体数目与体细胞的相同。
06、什么是同源染色体?什么是非同源染色体?
同源染色体是形态和大小相同，分别来自父方和母方的两条在减数分裂过程中能联会的染色体。
凡是在减数分裂过程中不能联会的染色体都是非同源染色体。
07、什么是联会?什么是四分体?什么是同源染色体的交叉互换?
联会就是减数第一次分裂过程中，同源染色体两两相配成对的现象。
四分体就是含有四个染色单体的一对同源染色体。细胞中有几对同源染色体就有几个四分体。
交叉互换：发生在四分体时期非姐妹染色单体之间的片段交换。价值是：导致基因重组变异。
08、以精子形成过程为例简述减数分裂的过程
⑴、间期(精原细胞生长，染色体复制)
(染色体数：2N;DNA数：2N→4N，染色单体数：0→4N，染色单体4N→2N个)
⑵、减数第一次分裂(初级精母细胞)(染色体数：2N→N;DNA数：4N→2N)
①、减数第一次分裂前期(联会)
(染色体数：2N;DNA数：4N，染色单体数：4N)
②、减数第一次分裂前期(四分体时期，同源染色体交叉互换。)
(染色体数：2N;DNA数：4N，染色单体4N个，四分体N个)
③、减数第一次分裂中期(四分体排列在赤道板处，非同源染色体已经自由组合。)
(染色体数：2N;DNA数：4N，染色单体4N个，四分体N个)
④、减数第一次分裂后期(同源染色体分离，分别移向细胞两极。)
(染色体数：2N;DNA数：4N，染色单体4N个，四分体N→0个)
⑶、减数第二次分裂(次级精母细胞)(染色体数：N→2N→N;DNA数：2N→N，染色单体2N→0个)
(染色体数：N;DNA数：2N，染色单体2N个，四分体0个)
①、减数第二次分裂间期(通常没有这个时期或者持续时间很短，染色体不再复制。)
(染色体数：N;DNA数：2N，染色单体2N个，四分体0个)
②、减数第二次分裂前期(非同源染色体散乱排布)
(染色体数：N;DNA数：2N，染色单体2N个，四分体0个)
③、减数第二次分裂中期(非同源染色体排列在赤道板处)
(染色体数：N;DNA数：2N，染色单体2N个，四分体0个)
⑤、减数第二次分裂后期(着丝点分裂，染色单体分离，成为子染色体并向两极移动。)
(染色体数：N→2N;DNA数：2N，染色单体2N→0个，四分体0个)
⑷、精细胞
09、精子、卵细胞的形成过程有什么不同?
⑴、初级卵母细胞经过减数第一次分裂，相成大小不同的两个细胞，大的叫次级卵母细胞，小的叫极体。
次级卵母细胞进行第二次分裂，形成一个大的卵细胞和一个小的极体。第一次分裂时形成的极体也
分裂为两个极体。
⑵、一个精原细胞形成四个精细胞，变形后形成四个精子。一个卵原细胞形成一个卵细胞和三个极体。
10、什么是受精作用?
受精作用是精子和卵细胞相互融合成为受精卵的过程。
11、受精卵中的人色体有什么特点?
⑴、受精卵中的染色体一半来自父方，另一半来自母方。
⑵、受精卵中的染色体数目与体细胞中染色体数目一致。
⑶、受精卵中染色体，从形态和大小上看，基本上是两两相同。
提示：
01、举例说明体细胞与生殖细胞有那些区别和联系?
⑴、体细胞是组成生物体结构的基本单位，是由受精卵通过有丝分裂增殖并分化形成的。
如肝脏细胞、神经细胞、口腔上皮细胞等
⑵、生殖细胞是与生物的生殖功能有关的一系列细胞。
如精原细胞、卵原细胞、初级精母细胞、初级卵母细胞、次级精母细胞、次级卵母细胞，精细胞、精子，
卵细胞。
⑶、区别：精原细胞、卵原细胞、初级精母细胞、初级卵母细胞的染色体数目都与体细胞一致;
次级精母细胞、次级卵母细胞染色体数目都已经(暂时性)比体细胞的少了一半;
精细胞、精子，卵细胞的染色体数目只有体细胞的一半。
⑷、联系：精子，卵细胞通过受精作用形成受精卵，受精卵再增殖分化成新个体的体细胞。
提示：只有精子和卵细胞才具有完成受精作用的能力。因此是真正的生殖细胞。
02、什么是初级精母细胞?什么是初级卵母细胞?
精原细胞经过生长和染色体复制就成为初级精母细胞。
卵原细胞经过生长和染色体复制就成为初级卵母细胞。
初级精母细胞和初级卵母细胞中，每条染色体都含有两条染色单体。
03、什么是次级精母细胞?什么是次级卵母细胞?
初级精母细胞经过减数第一次分裂就成为次级精母细胞。
每个次级精母细胞只得到初级精母细胞中染色体总数的一半。
初级卵母细胞经过减数第一次分裂就成为次级卵母细胞。
每个次级卵母细胞只得到初级卵母细胞中染色体总数的一半。
04、什么是精细胞?
精细胞也叫精子细胞，是次级精母细胞经减数第二次分裂形成的子细胞，还不能进行受精作用。
05、什么是精子?
精细胞经过变形成为蝌蚪形，“蝌蚪”的头部是其细胞核，“蝌蚪”的尾部是其细胞质。
06、凡是叫做生殖细胞的都能参与受精作用么?
只有成熟的精子和卵细胞才能进行受精作用。
07、什么是染色单体、姐妹染色单体、非姐妹染色单体?其上基因有什么特点?
染色单体是染色体复制后由同一个着丝点连接的尚未分离的两条子代染色体。
姐妹染色单体：染色体复制后由一个着丝点连着的两个染色单体。
一般来说，姐妹染色单体上的基因都相同(即等同基因)，是等位基因的可能性非常小。
非姐妹染色单体：不在同一条染色体上的染色单体。
非姐妹染色单体上的基因一般可能是等同基因、等位基因或者非等位基因。
08、假设生物体细胞染色体数目为2N，减数分裂各期染色体、染色单体、DNA和同源染色体的变化
参考资料1.受精作用·丁香通
