辨析“卵黃膜與防止多精人卵的屏障”

人教版新課程標準實驗教材選修三的“胚胎工程”中關于卵子的結構中的“卵黃膜”和受精階段中的“防止多精人卵的屏障”的描述不夠具體和詳盡。其實，不同動物的卵子結構不盡相同，受精時防止多精入卵的途徑也不盡相同。下面小結海膽和哺乳動物的不同之處。

1 卵黃膜

1.1 海膽

海膽卵的結構是：卵子外面有厚膜，稱卵黃膜。其上有能與精子結合的受體分子。卵黃膜之外還有一膠質厚膜。受精時頂體釋放水解酶使卵子的膠狀膜溶解，頂體同時釋放一些特殊蛋白質分子蓋在精子前端伸出的突起上，使突起能和卵黃膜上的受體結合，從而能穿越卵黃膜與卵子的質膜接觸。可見卵黃膜是包在卵子外面的一層膜，具體說是在卵子細胞膜外的一層厚膜。

1.2 哺乳類

“囊狀卵泡突出于卵巢表面，在LH的作用下，囊狀顆粒破壞，卯細胞攜透明帶和放射冠。與卵泡液一起排出，稱為排卵”。“哺乳動物的卵外有一層透明的糖蛋白外衣，稱為透明帶。”可見，在哺乳動物卵子的外面直接包著透明帶，那么教材中所說的卵黃膜就只能是卵子的細胞膜了，或者換句話說哺乳動物的卵細胞外沒有卵黃膜。

2 防止多精入卵的屏障

2.1 海膽受精

一個精子進入卵子后，其余精子都不能再進去。這是因為精子進入后，Na⁺迅速涌入卵子，使質膜發生去極化的變化，同時膜上的受體也被破壞。有了這些變化，圍繞在卵子外面的“剩余”精子就不能進入卵子了。

此外，一個精子入卵之后，卵子外層的一些泡狀物(皮層粒)即連到質膜上而將其中的水解酶和一些大分子物質釋放到質膜與卵黃膜之間，水解酶將質膜與卵黃膜之間的一些粘連分子消化，大分子物質吸水膨脹而使卵黃膜變為遠離質膜并變硬的受精膜。此時質膜電位雖已恢復正常，但由于受精膜的存在，卵外精子仍不能人卵。

海膽防止多精入卵的屏障是：

膜電位的變化；受精膜的形成。

有此兩重屏障保護，多精入卵的事在海膽中就很難發生了。

2.2 哺乳類受精

哺乳類動物受精時，首先頂體外膜與精子頭部的細胞膜融合，頂體膜破裂釋放出頂體酶；頂體酶溶解卵子周圍的放射冠和透明帶，一旦放射冠產生裂隙，精子便依靠其尾部的擺動，穿過透明帶到達卵子表面，使卵細胞膜伸出微絨毛將精子牢牢抓住；隨著卵細胞膜的腫脹，逐漸將精子的頭和尾全部吞進卵細胞內。以上即為頂體反應。

頂體反應后多精受精立即被抑制，它包括兩個過程：首先出現快速但不完全的抑制作用，主要表現為卵細胞膜的去極化；隨后出現持久的阻斷效應。后者的作用機制是當多精子覆蓋在整個卵子表面時，卵細胞周圍的顆粒細胞立即釋放蛋白水解酶。這些酶通過頂體反應后的裂隙擴散至透明帶，使卵子上精子的受體失活，同時使透明帶中的蛋白質變性而變硬，最終導致其他精子不能再與卵子結合并穿越透明帶。

雖然在哺乳動物中也觀察到頂體反應后卵子出現快速膜電位的變化，然而這種快速阻斷作用在哺乳類并不顯著，在體外受精過程中才能表現出來。

哺乳動物防止多精人卵的屏障是：膜電位的變化；透明帶反應。

膜電位的變化在體內受精時還并不顯著，在體外受精過程中才能表現出來。有此兩重屏障保護，哺乳類動物就很難發生多精入卵的事。

綜上所述，海膽卵外有卵黃膜；哺乳動物無。海膽卵防止多精入卵的屏障是膜電位的變化和受精膜的形成(相當于課本所說的卵黃膜的封閉作用)；哺乳動物體內受精防止多精入卵的屏障是透明帶反應，體外受精則有膜電位的變化和透明帶反應。