受精与卵子激活

精子和卵子如何识别、结合和融合，以及这种接触如何将静止的卵子转变为主动分裂的受精卵。

Definition

受精是精子和卵子相互识别、融合并结合其基因组形成二倍体受精卵的过程；卵子激活是伴随发生的一系列变化——特别是细胞内钙的升高——它结束了卵子的休眠状态并触发了发育的开始。

Scope

本主题涵盖配子识别和结合、顶体反应、精卵膜融合、多精受精阻断以及钙驱动的卵子代谢激活，从而启动发育。它还涉及两个单倍体基因组的结合形成二倍体受精卵。生殖医学应用被视为其重要性而非临床指导。

Core questions

• 同物种的精子和卵子如何识别并相互结合？
• 卵子如何阻止多个精子受精？
• 精子进入后，什么信号激活卵子并重新启动细胞周期？
• 母体和父体基因组如何在受精卵中结合？

Key concepts

• 物种特异性配子识别
• 顶体反应
• 快速和慢速多精受精阻断
• 钙波和卵子激活
• 原核融合和二倍体恢复

Mechanisms

获能的精子通过物种特异性受体与卵子的细胞外被膜（透明带或卵黄膜）结合，并发生顶体反应，释放酶以允许穿透。膜融合将精子核送入卵子，并触发卵子细胞内钙的升高，通常以传播波的形式。这种钙信号驱动卵子激活：皮质颗粒胞吐修饰卵子被膜以阻断额外的精子（慢速多精受精阻断），代谢和翻译机制被开启，减数分裂细胞周期恢复。精子和卵子原核随后复制其DNA并结合以恢复受精卵的二倍体基因组。

Clinical relevance

配子识别和卵子激活的机制是辅助生殖技术以及某些不孕症和异常受精结果解释的基础。本条目旨在教育，不提供诊断或治疗指导。

History

受精最早于19世纪在显微镜下被描述，当时在海胆和其他海洋动物中观察到精子和卵子核的融合；后来的研究确定了激活卵子的钙信号和皮质反应。

Seminal works

• gilbert2016

Frequently asked questions

为什么通常只有一个精子使卵子受精？

受精会触发卵子表面的快速电学变化和较慢的结构变化——即多精受精阻断——从而阻止额外的精子融合，使受精卵保持正确的染色体数目。

卵子激活意味着什么？

它指的是卵子内部的变化，特别是钙的升高，这些变化使卵子从停滞状态中“苏醒”，并启动发育的代谢和细胞周期事件。