配子形成、受精与卵割

为什么是这样

动物的配子都来自早期胚中出现的原始生殖细胞（始原生殖細胞）。在精巢中，它成为精原细胞，经多次体细胞分裂增殖后长成初级精母细胞，减数第一次分裂产生 2 个次级精母细胞，减数第二次分裂产生 4 个精细胞，精细胞再变形为精子。在卵巢中，卵原细胞增殖后成为初级卵母细胞并积累卵黄；减数第一次分裂极不均等，产生大的次级卵母细胞和小的第一极体，减数第二次分裂再产生卵和第二极体。极体最终退化。

以海胆的受精为例：精子接触卵外的胶质层时发生顶体反应（先体反応），释放的酶帮助精子穿过卵的外层。精子与卵的细胞膜融合后，卵表层的颗粒内容物释放（表層反応），卵黄膜隆起成为受精膜，阻止其他精子进入（多精拒否）。随后精核与卵核融合，染色体数由 n＋n 恢复为 2n。

受精卵随即开始卵割：一连串快速的体细胞分裂，分裂之间几乎不生长，所以割球越分越小。卵黄会妨碍分裂，因此卵黄的量与分布决定卵割方式。海胆胚经桑葚胚、囊胚发育到原肠胚，此时形成外胚层、中胚层、内胚层：外胚层将分化为表皮和神经，中胚层分化为肌肉、骨骼、循环系统、肾脏等，内胚层分化为消化道上皮、肝脏、肺等。

定量表达

细胞计数：1 个初级精母细胞 → 2 个次级精母细胞 → 4 个精细胞 → 4 个精子；1 个初级卵母细胞 → 1 个卵和若干极体。染色体数在精原细胞、初级精母细胞为 2n，减数第一次分裂后为 n。人的初级精母细胞有 46 条染色体，精子有 23 条。

卵割初期分裂大致同步，第 k 次卵割后割球数为 c=2^k：2、4、8、16……，胚的总体积几乎不变，所以割球数越多，每个越小。蛙卵的第 1、2 次卵割为经割，第 3 次为纬割且分裂面偏向动物极，因此 8 细胞期动物极一侧的 4 个割球比植物极一侧的小。