動物繁殖學：精子的形態(tài)結構與生活力

第4講精子的形態(tài)結構與生活力精子的形態(tài)結構精子的生活力雄性動物生殖生理一、精子的形態(tài)結構各種動物精子形狀及內部結構大體相似。頭部、頸部和尾部組成。精子的長度和體積與動物個體大小不成正比。大象精子：50μm大鼠精子：190μm雄性動物生殖生理（一）頭部鼠：鐮狀家畜：扁卵圓形雞：微彎曲的圓錐形狗：梨狀雄性動物生殖生理頭部:細胞核、頂體和頂體后區(qū)。細胞核:主要部分，有核膜。頂體:膜的囊狀結構，呈帽狀覆蓋在核的前部。頂體后區(qū):是細胞質特化為環(huán)狀的一層薄的致密帶。雄性動物生殖生理頂體可分為頂節(jié)、主節(jié)和赤道節(jié)三個部分。赤道節(jié)是精子首先與卵子發(fā)生融合的部位。頂體外膜靠近精子質膜，內膜與核膜貼近。頂體內含有多種與受精過程有關的水解酶。頂體（ReproductioninFarmAnimal.Hafez.E.S.E.2008）雄性動物生殖生理（二）頸部連接頭和尾，呈短圓柱狀。前端凸起的基板與核后端的植入窩嵌合?；搴笫怯芍行男◇w發(fā)生而來的近端中心粒，遠端中心粒變?yōu)榛w，發(fā)出軸絲。基板向后延伸，在外周形成9條縱行粗纖維，構成尾部軸絲外面的纖維帶。長約0.5μm，是最脆弱的部分。雄性動物生殖生理（三）尾部運動和代謝器官，是最長的部分，長40－50μm.中段：軸絲+致密纖維+線粒體鞘主段：軸絲+致密纖維末段：軸絲雄性動物生殖生理中段主段末段位于頸與終環(huán)之間，長8－15μm，是尾部粗大的部分。軸絲：中心2條單微管+外周9條二聯(lián)微管。二聯(lián)微管之間有臂樣結構連接，含有動力蛋白（dynein），具有ATP酶活性，可將化學能轉化為機械能。

尾部-中段雄性動物生殖生理纖維帶：9條粗纖維，圓錐形。線粒體鞘：螺旋狀環(huán)繞，牛約70圈，豬約65圈，兔約47圈。內含有與精子代謝有關的酶和能源，是能量代謝中心。線粒體鞘最后一圈處的質膜內摺形成致密環(huán)形板狀結構的終環(huán)，防止精子運動時鞘向尾部移位。尾部-中段雄性動物生殖生理主段：長30～40μm，尾最長部位，沒有線粒體的變形物環(huán)繞，9條粗纖維在離終環(huán)不遠處減為7條，最終消失在主段的末端。末段：很短，長3～5μm，纖維鞘已消失，結構僅有軸絲及包在外面的精子膜組成。尾部-主段與末段雄性動物生殖生理二、精子的生活力精子的活動力精子的存活時間精子的代謝活動外界因素對精子存活的影響精子的凝集性雄性動物生殖生理（一）精子的活動力-運動形式精子的運動依賴于尾部的擺動。精子向前運動時，由尾部彎曲擺動產(chǎn)生有節(jié)奏的橫波，自尾的中段向后傳至尾端。橫波對精子周圍的液體產(chǎn)生壓力，使精子在液體的反作用力下向前運動。直線運動：正常的運動方式。精子在適宜的條件下，以直線前進。原地擺動:頭部左右擺動，沒有推進力量。轉圈運動:精子圍繞一處作圓周運動，不能直線向前行進。雄性動物生殖生理精子尾部軸絲滑動和彎曲的結果。軸絲動力蛋白能夠利用ATP將化學能轉化為機械能，引起并維持軸絲滑動和彎曲。線粒體利用果糖等單糖產(chǎn)生精子運動所需的ATP。（一）精子的活動力-運動機制雄性動物生殖生理逆流性：精子在流動的液體中向逆流方向流動，能在雌性生殖道內沿管壁逆流而行。趨物性：指精子對精液或稀釋液中異物(如上皮細胞、空氣泡、卵黃球等)做趨向性運動的特性，精子頭部釘住異物做擺動運動。趨化性：精子具有趨向某些化學物質運動的特性。在雌性生殖道內卵細胞可能分泌某些化學物質，吸引精子向卵子運動。（一）精子的活動力-運動特性雄性動物生殖生理溫度:在體溫條件下，精子運動的速率快，但隨溫度的降低，運動速率減慢，低于10℃時運動則基本停止。受精液的粘稠度、液體的流動狀態(tài)等影響。（一）精子的活動力-運動速率雄性動物生殖生理(二)精子的存活時間雄性體內：牛精子在附睪中保存37d尚有70％以上有活力，最多可存活60d以上。射出后（體外）：降低保存溫度、pH值可延長精子的保存時間。冷凍保存技術雌性體內：精子在陰道內存活時間短，在子宮頸約可存活30h，在子宮液內可存活7h。雄性動物生殖生理動物種類存活時間保持受精時間動物種類存活時間保持受精時間牛30～4824～48兔96以內24～30馬40～6048犬48—綿羊34～4622.5鼠13.56豬4325～30精子在雌性動物生殖道內存活時間與保持受精能力時間雄性動物生殖生理（三）精子的代謝活動糖酵解：無氧分解過程。將葡萄糖、果糖及甘露糖等6碳糖分解為乳酸而獲得能量。主要利用精液的果糖進行糖酵解，因此也稱為果糖酵解。精清中山梨醇在酶的作用下可轉化為果糖而進入糖酵解；精清中的甘油磷酰膽堿則可在雌性生殖道中，經(jīng)有關酶的作用分解為磷酸甘油，然后再進入糖酵解過程。

雄性動物生殖生理呼吸：需氧分解代謝過程。精子將糖酵解過程生成的乳酸及丙酮酸等有機酸、通過三羧酸循環(huán)徹底分解為二氧化碳和水，產(chǎn)生更多的能量（無氧酵解的19倍）。主要在尾部線粒體內進行，分解代謝產(chǎn)生的能量轉化為ATP，大部分用于滿足精子活力的能量需要，其他部分用于維持精子膜完整的主動運輸功能，以防止重要的離子成分從細胞內流失。雄性動物生殖生理脂類的代謝：缺乏外部能源物質時，分解自身的磷脂來獲取能量。在有氧代謝過程中，精子也能緩慢消耗脂類，使精液中的磷脂氧化成為卵磷脂。

由脂類分解產(chǎn)生的甘油能促進精子的耗氧和乳酸的累積，可能是甘油通過磷酸三糖階段進入糖酵解過程的結果。

雄性動物生殖生理蛋白質和氨基酸代謝：精子在正常情況下無需利用蛋白質的分解來獲得能量。精子雖然在有氧時能使某些氨基酸脫去氨基，形成氨和過氧化氫，但這些分解物對精子產(chǎn)生毒性，降低精子耗氧率。精子對蛋白質的分解往往表示精液已開始變性，是精液腐敗的現(xiàn)象。

雄性動物生殖生理雄性動物生殖生理（四）外界因素對精子存活的影響溫度：高溫（熱僵直）和低溫（冷休克）不利，但超低溫(-78℃/-196℃)可以保存精子。卵黃、甘油等光線和輻射：日光的直射促進呼吸，產(chǎn)生代謝中間產(chǎn)物H2O2,對精子有害。輻射影響精子的代謝和活動力，引起精子發(fā)生遺傳學損傷。pH值：牛：6.9～7.0，綿羊：7.0～7.2，豬：7.2～7.5，家兔：6.8，雞：7.3。充入飽和CO2氣體或使用碳酸鹽等。雄性動物生殖生理滲透壓：滲透壓的異常會引起精子死亡

。精子對滲透壓的耐受范圍約為等滲液的50％～150％。低分子量及非離子物質穿透精子膜的速度較高分子及有負電荷的物質更快，因此精子內外滲透壓的平衡也快。離子：維持pH穩(wěn)定。電解質對精子膜的通透性比非電解質（如糖類）弱，易破壞精子與精清的等滲性。陰離子能除去精子表面的脂類，易使精子凝集，對精子的損害大于陽離子。雄性動物生殖生理稀釋：適當稀釋后的精子活力更好，代謝和耗氧量增加。但高倍稀釋，精子表面的膜發(fā)生變化，通透性增大

。加卵黃并作分步稀釋。氣相：缺氧的情況下CO2的積累抑制精子的活動。藥品：抗生素抑制病原微生物繁殖，延長精子的存活時間。酒精等一些消毒藥品能直接殺死精子。雄