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精子的形态结构与化学组成
一、精子的形态结构
凡是哺乳动物射出的精子，在形态和结构上具有共同特征，长50～70 m，由头部、颈部和尾部三部分构成，表面有一层脂蛋白膜，是具有活性和遗传物质的雄性生殖细胞。
精子长度不与个体大小成正比，有的甚至相反。如大白鼠精子全长190 m，而大象只有50 m。
鸡精子（1000×）
鸭精子（1000×）
兔精子(400X)
鹅精子（1000×）
猪精子（1000×）
禽类与哺乳动物精子的差异
主要家畜的精子
精子长度不与个体大小成正比，甚至有的相反。如大白鼠精子全长190 m，而大象只有50 m。
头
颈部
中段
终环
主段
尾段
质膜
顶体内容物
顶部
顶体外膜
顶体内膜
核膜
核
主段区
赤道带
顶体后射
(一）正常精子的形态结构
1.头部 哺乳动物精子头部呈扁平卵圆形，长约8 m、宽约4 m、厚约1 m，正面似蝌蚪；禽类精子的头部呈长圆锥形。精子的头部主要由细胞核组成，内含由DNA和碱性核蛋白结合而成的染色质。 精子外部分别被顶体及核后帽所覆盖。顶体覆盖着核的前三分之二（头的前2/3），又称核前帽或头帽，由顶体外膜和顶体内膜组成；核的后部（头的下1/3）被核后帽包裹。
核前帽与核后帽形成局部交叠部分，叫核环。
顶体中含有顶体颗粒，顶体酶和多种水解酶类，与受精息息相关。
顶体帽
顶体
核后帽
质膜
核膜
核
顶体外膜
顶体内膜
精子顶体的基本结构
2.颈部 颈部是连接头部和尾部的部分，位于头的基部，含有2～3个基粒，由近端中心小体衍生而来，尾部的纤丝即以此为起点。
颈部长约0.5 m，是精子最脆弱的部分。在精子成熟过程中，不利因素极易影响尾部而形成无尾精子。
3.尾部 精子最长的部分，精子代谢和运动器官。长40～50 m，占总长度的80%，又可分为中段、主段、末段。
（1）中段：长8～15 m，是尾部最粗的部分，颈部延伸而来。其主要结构是中心有两根纤丝，外面包围9对纤丝，再外面包围着9条较粗的纤丝，9对纤丝和9条纤丝共同环绕形成两个同心圆，以中心纤丝为圆心，同心圆外面包被着螺旋状的线粒体，形成线粒体鞘，线粒体鞘表面覆盖着原生质膜，牛有70圈线粒体鞘，猪有65圈，家兔47圈。中段的末端是由核蛋白小体聚集而形成环状，称为终环。
线粒体鞘
外侧粗纤丝
内侧纤丝
线粒体开口
（2）主段：长30～40 m，是尾部最长的部分，具有推进器的作用，外圈9条粗的纤丝粗度逐渐减小，最后消失，而中心两根和外圈9对纤丝仍然存在，但纤丝被一种纤维状的尾鞘包围着，外面仍有原生质膜。
（3）末段：长3～5 m，在尾部最终端部分是纤维鞘终止以后的精子尾部，只有两条中心纤丝及外周的细胞膜构成，其中的纤丝呈退行性变化而逐渐消失。
头部：细胞核演变而成，贮存遗传物质。
颈部：由中心体演变而成，是精子头部和尾部的连接物。
尾部：为精子代谢器和运动器，线粒体分解能量，纤丝收缩帮助精子运动。
（二）畸形精子和分类
1、头部异常，头部巨大、瘦小、细长、圆形、轮廓不明显、皱缩、缺损、双头等.
2、颈部异常，颈部膨大、纤细、曲折、不全、带有原生质滴、不鲜明、双颈等。
3、尾部异常，弯曲、曲折、回旋、短小、长大、缺损.带有原生质滴、双尾等。
4、顶体异常，顶体不完全、异型等。
在正常的精液中，总的畸形率应低于25%。其中.头部畸形率不超过5%,顶体畸形率也低于5%,精子体部畸形率(原生质滴)为10%,尾部的畸形率5%。
计算精子的畸形率，方法是取少量精液，迅速做成抹片，用红蓝墨水染色3分钟，在高倍镜(>600倍)下进行检查，观察精子总数不少于500个，并计算出畸形精子的百分率。畸形精子百分率=畸形精子÷总数500×l00%。
5、精子畸形的原因
（1） 精液中大量畸形精子出现时，表明:精子的生成过程受到破坏;副性腺及尿道分泌物的病理变化;由精液射出起至检查过程中，没有遵守技术操作规程，精子遭到外界的不良影响。
（2）具体说来，造成卷尾、双尾等尾部异常的精子是由于遗传因素所致，对这类的猪应予淘汰。尾部曲折是由于精子受到温度(冷或热)、酸碱度突然改变的打击所致;
（3）无尾精子是由于机械应激或渗透压的突然改变，出现这类问题应对整个采精及其操作过程进行分析。原生质滴位于精子头尾交界处，原生质滴是由于精子的成熟度不够或公猪使用过度。
二、精子的化学及功能
1.头部 牛精子的含量为3.38×10-9mg。
（1）DNA（脱氧核糖核酸）：细胞核的主要成分，携带遗传信息，其遗传特性决定仔代的性别。
（2）蛋白质与氨基酸：组蛋白占精子干重的50％；含17种氨基酸，主要是精氨酸，对顶体机能有保护作用；组蛋白与DNA结合，对遗传信息的表达起控制作用。
（3）无机盐类：K+、Na+和无机P，与精子的运动有关。P构成核苷酸中的磷酸分子；K+与精子活力有关。
（4）酶类：主要在顶体中，在受精时起着重要作用。
A.透明质酸酶。受精时使精子穿透卵细胞最外层的卵丘细胞，具有水解透明质酸的作用。
B.卵冠穿入酶。受精时使精子穿过放射冠细胞。
C.顶体蛋白酶。即顶体颗粒蛋白（顶体素），是一种蛋白水解酶。作用：a分解透明带；b促进精子在母畜生殖道内的运行。
D.酸性水解酶。如果精子顶体发生损坏，顶体内的酶释放到精液中，从而导致受胎率降低。
2.尾部
（1）线粒体：产生ATP。在精子尾部的中段，是动力车间。
（2）磷脂类：卵磷脂和缩醛磷酯，氧化供能。
（3）精子尾部主段还含有Fe、Cu等元素，其中Fe主要对构成细胞色素有关。

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