从卵巢排出的卵是次级卵母细胞,当精子进入次级卵母细胞后,才进行第二次减数分裂。
二、精子和卵子的形态
(一)精子:除了线虫,各种动物的精子都是同一类型,均可分为头、颈、尾三部分。
1.头部:染色体集中的地方,细胞质很少,便于精子入卵。头前端是一个顶体泡,内含水解酶,能帮助精子穿过卵膜。头的后部有两个中心粒。 2.颈部:圆柱状,是由中心粒演变而来。
3.尾部:分为中段、主段和末段。中段较短,中央是轴丝,围有9列微管,轴丝外有螺旋线粒体鞘,为精子运动提供能量;主段较长,轴丝外无线粒体鞘;末段仅有轴丝,外围有质膜。
精子体小灵活,运动能力很强。线虫的精子无尾部,但能变形,靠伪足运动。
(二)卵子:不能运动,细胞质多,核糖体和mRNA十分丰富,并含有卵黄,其主要成分为磷脂、中性脂肪和蛋白质。
1.均黄卵:又称少黄卵,其卵黄少,分布均匀。大多数无脊椎动物、头索动物、尾索动物以及高等哺乳动物的卵是均黄卵。
2.中黄卵:节肢动物的卵,卵黄集中于卵的中央。
3.端黄卵:鱼类、两栖类、爬行类和鸟类的卵,其卵黄大量集中于卵的一极或一端。如鸟类的卵细胞很大,鸡蛋的蛋黄部分是一个卵细胞,绝大部分是卵黄,只有小部分是细胞核和核周围的细胞质,这一部分称为胚盘。胚盘所在的一极称为动物极,卵黄所在的一极为植物极。
第三节 受精作用
精子和卵子融合而成为受精卵或合子的全过程称为受精。 一、体内受精和体外受精
体外受精:精子和卵子都排出体外,在水中结合,其受精率低。如沙蚕、海胆、海鞘、鱼、蛙、蝾螈等。体外受精要求有大量的精子,且精子和卵子要同时排放。
体内受精:多数高等动物进行体内受精,由雄体把精子送入雌体体内,接着和卵子在雌体体内结合,其受精率高。 二、同体受精和异体受精
雌雄同体的动物,其本身产生的精子与卵子结合,叫同体受精,如绦虫。同体受精的在动物界中比较少见。
雌雄同体的动物(如水螅,蚯蚓等),虽然有雌、雄两套生殖器官,能产生雌、雄两种性细胸,但两性不在同一时间成熟,因此仍要以异体受精的方式进行繁殖。
三、精子与卵子的寿命:不同动物排放精子的数量有差别。猪每次排出的精子数量高达200亿—800亿。有人研究小鼠的体外受精,低浓度精子(0.31-1.25×105/ml)的受精率相当低,高浓度精子(30×105/ml)的受精率相当高。
精子既缺少细胞质,又十分活跃,所以离体后生命十分短暂,几分到几天便失去受精能力,而排放在雌体生殖道中的精子寿命仅为几小时到几天时间,只有极个别动物,如蜜蜂、蝙蝠等可达几个月至几年。排出的成熟卵具有受精能力的时间较短,一般为几小时至几天,在这段时间内不受精,卵子就逐渐分解。如人是一天左右,猪约12小时至48小时。
四、精子与卵子的结合
棘皮动物海胆是研究动物受精较好的材料,在精子细胞膜的表面具有凝集素受体(糖蛋白、糖脂或糖的复合物),这种受体参入精卵识别、精卵结合和精卵融合等作用。当精子接触卵时,其顶体分泌多种酶,消化出一条穿过卵膜的通道,精子即由此进入卵子内。首先发生细胞质的融合,然后发生细胞核的融合,形成受精卵。尽管有数十万精子包围卵,但在正常情况下,仅有一个精子能与卵融合,若有二个精子与卵子结合,则出现非二倍体细胞。卵子在受精后,必须提供一种屏障,防止额外的精子入卵。不同动物有不同的机制,如鱼的卵有一