男性的精子是在睾丸中形成的。由精原细胞（spermatogonium）形成精子的过程称精子发生（spermatogenesis）。精子发生和形成须在低于体温2～3℃的环境中进行，需要64±4.5天方可完成。此过程经历了精原细胞增殖、精母细胞减数分裂和精子形成3个阶段，依次分化为：精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精子细胞和精子。

男性丸里有许多弯弯曲曲的曲细精管。曲细精管中有大量的精原细胞。精原细胞是原始的雄性生殖细胞，每个精原细胞中的染色体数目都与体细胞相同。精母细胞由精原细胞发育而来。精母细胞产生后，进入生长期，体积增大，分化为初级精母细胞。初级精母细胞第一次减数分裂后形成两个次级精母细胞。次级精母细胞继续进行减数分裂，形成两个精子细胞。精子细胞不再分裂，由圆形细胞逐渐转变为蝌蚪状的精子，这一过程便是精子发生，也称为精子变态。人的精子失去大部分胞质，分为头部和尾部。精子头部前三分之二有呈帽状的顶体结构，其中包含很多酶类，主要有蛋白水解酶和透明质酸酶，将在受精过程中发挥作用。精子尾部为一长长的鞭毛，其摆动与精子运动相关。

精子射入阴道后，需要经过子宫颈、子宫腔、输卵管到达受精部位，受精过程发生在女性的输卵管内。女性排卵后，卵细胞经过逐步发育，在到达输卵管时形成次级卵母细胞，次级卵母细胞在输卵管内遇到精子，则被一群精子包围，其中只有一个精子能钻入卵细胞内受精形成受精卵。受精卵在输卵管内一边发育一边逐渐向子宫腔移动，最终到达子宫腔植入到子宫内膜里，并不断地吸取营养逐渐发育为成熟的胎儿。

输卵管具有输送卵细胞，为精子和卵细胞提供受精场所的作用。输卵管为女性一对细长而弯曲的肌性管道，有丰富的弹性组织、血管和淋巴管，长10～12cm，直径约5mm，位于子宫底两侧，包裹在子宫阔韧带上缘内。自子宫两角分别伸展至左、右卵巢。只有输卵管畅通才能保证卵细胞和精子能够相遇，输卵管阻塞、粘连或积水可能导致卵细胞和精子无法结合，引起不孕症。

研究证明，在最佳生育年龄进行生育有利于将生育风险降到最低。在排卵期时应综合各方面的条件，选择最理想的受精日，增大受精几率。因为卵细胞和精子排出后，存活时间有限，因此一般说来从排卵前3天至排卵后1天发生性交最容易受孕，性交时间过早过晚都不易让卵细胞和精子相遇受精。排卵一般发生在月经周期的第14天左右，一个卵细胞排出后约可存活24～48小时，若在这48小时内未能与精子相遇形成受精卵，便在48～72小时后自然死亡。

精子从阴道到达输卵管的时间，最快仅数分钟，一般需要1～1.5小时。到达输卵管的这些精子，3天后就失去与卵细胞结合的能力。卵细胞排出后被输卵管伞捕获而进入输卵管。卵细胞排出后24小时以内，如在输卵管中遇到精子，则会被一群精子包围，其中只有一个精子能钻入卵细胞内受精。大约在受精后6～7天，受精卵在输卵管内一边发育一边逐渐向子宫腔移动，至11～12天即可到达子宫腔植入到子宫内膜里，并不断地吸取营养逐渐发育成熟的胎儿。

精子和卵细胞在输卵管壶腹部相遇时尚不能立即结合，首先精子的顶体外膜与头部的细胞膜融合、破裂，将顶体酶释放出来，诱发顶体反应，促进精子穿过放射冠和透明带。精子穿过透明带后，精子顶体后膜与卵细胞膜接触融合，精子头部物质进入卵细胞，卵细胞迅速完成第二次减数分裂，释放出第二极体，雌原核与雄原核逐渐形成并融合。同时，精子进入卵细胞后，触发卵内的皮质反应，卵细胞周围的颗粒细胞立即释放出蛋白水解酶，这些酶通过顶体反应时产生的裂隙扩散至透明带，使透明带中的蛋白质变性而变硬，阻断其他精子穿越透明带。 另外，在顶体前端还有一种结合蛋白，可以特异性地与卵黄膜上的受体结合，这种识别能力使精子仅能与同种动物的卵受精。

精子经过女性生殖道或穿越卵丘时，包裹精子的外源蛋白质被清除，精子质膜的理化和生物学特性发生变化，使精子获能而参与受精过程。精子获能是精子在受精前必须经历的一个重要阶段。是指精子获得穿透卵细胞能力的生理过程。尽管精子在附睾内已经获得了运动能力，但由附睾分泌的一种物质附于精子表面，抑制了受精能力。精子进入雌性生殖道以后，发生一系列形态及功能变化，精子才具有真正的受精能力，这就是精子获能。发生的一系列变化包括：膜流动性增加、蛋白酪氨酸磷酸化、胞内cAMP浓度升高、表面电荷降低、质膜胆固醇与磷酯的比例下降和游动方式变化等。通过精子获能．可以去除精子表面的覆盖物，暴露出精子膜表面与卵细胞相识别的位点。精子获能后，精子头部出现流动性不相等的区域。为精子膜与顶体膜融合做好准备．精子顶体后区膜的流动性加大。为与卵膜结合做准备。

顶体（acrosome）是覆盖于精子头部细胞核前方、介于核与质膜间的囊状细胞器，其本质是来源于高尔基体的特化的溶酶体，外包单层膜，呈扁平囊状，内含糖蛋白和多种水解酶，是顶体反应相关酶的储存场所。顶体反应是指精子获能后，在输卵管壶腹部与卵相遇后，顶体开始产生的一系列改变；具体地说，就是精子释放顶体酶，溶蚀放射冠和透明带的过程。

获能的精子与卵细胞相遇后，二者的接触启动了顶体反应。精子头部的顶体外膜与卵细胞膜融合、破裂，形成许多小孔，释放出包含多种蛋白水解酶的顶体酶，使卵细胞外围的放射冠及透明带溶解。一旦放射冠产生裂隙，精子便依靠其尾部的摆动，穿过透明带到达卵细胞表面，使卵细胞膜伸出微绒毛将精子牢牢抓住；随着卵细胞膜的肿胀，精子逐渐被吞进卵细胞内并继续一系列反应，完成受精作用。

精子一旦与卵细胞接触，卵细胞本身也发生一系列的激活变化，表现为皮质反应和透明带反应，起到阻断多精受精和激发卵细胞进一步发育的作用。

皮质反应发生在精卵细胞融合之际，自融合点开始，皮质颗粒破裂，其内含物外排，由此波及整个卵细胞的皮层。皮质反应是受精作用的反应之一，主要是防止多精受精。当精子进入卵细胞后刺激卵细胞的外膜出现封闭，透明带变硬，从而阻止其他的精子再次进入与卵细胞进行结合。精子进入卵内使卵内钙离子浓度升高，完成第二次减数分裂，卵细胞细胞核的染色体随即解聚形成雌原核。

卵细胞受精之前，代谢水平很低，无DNA的合成活动，RNA和蛋白质的合成都极少。因此排出的卵细胞，如果未受精，很快就死亡。当精子与卵细胞表面结合时，卵细胞的代谢速率迅速提高，并开始合成DNA。进入卵细胞的精子细胞核在卵细胞进行第二次减数分裂时也解聚形成雄原核，卵细胞的细胞核在完成两次减数分裂之后，形成雌原核。雌原核和雄原核相遇，开始融合，即两核膜融合成一个，两核并列，核膜消失，雌雄原核形成一个新的细胞，即合子（zygote）23对染色体组合在一起，以建立合子染色体组，受精至此完成。

通常，只有一个精子进入卵细胞内完成受精，称为单精受精。卵细胞一旦与精子接触，就立即被激活并产生一系列相应的变化，阻止其他的精子入卵。如果因为卵细胞的成熟程度不适当等原因，而有一个以上的精子进入这类卵细胞，即所谓的病理性多精受精，则卵裂不正常，胚胎畸形发育。有些卵细胞在正常受精情况下，可以有一个以上的精子进入卵细胞，但只有一个精子的雄性原核能与卵细胞的雌性原核结合，成为合子的细胞核，其余的精子逐渐退化消失，称生理性多精受精。

精子从男性生殖道进入到女性生殖道，逐渐抵达受精地点（如子宫或输卵管），在那里精卵相遇而融合的，称体内受精。一般情况下人类进行体内受精。体内受精一般在输卵管壶腹部进行。射入阴道的精子，靠本身的运动和射精后引起的子宫收缩，被运送到子宫，进入输卵管，获得使卵细胞受精的能力。排出的卵，靠输卵管伞端汲取、输卵管蠕动及其上皮细胞纤毛摆动，被运送到输卵管壶腹部。当精子与卵细胞接触时，受精作用开始。

体外受精（In Vitro Fertilization，IVF）是指精子和卵细胞在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术。由于它与胚胎移植技术（external fertilization，ET）密不可分，又简称为IVF-ET。在生物学中，把体外受精胚胎移植到母体后获得的动物称试管动物（test-tube animal）。这项技术成功于20世纪50年代，在最近20年发展迅速，现已日趋成熟而成为一项重要而常规的动物繁殖生物技术。

在不孕症治疗中，体外受精技术是与胚胎移植技术相关联的。当受精卵在人工孵育的条件下经过分裂，达到8～16个卵裂细胞时，再用人工方法移入分泌期的女性子宫内，使孕卵着床。体外受精和胚胎移植技术的结合，就是人们通俗说的“试管婴儿”技术，随着科学的发展，这一技术在不孕症治疗中将发挥更大作用。

单精受精（monospermy）是指单精子受精，即1个精子进入卵细胞内完成受精作用。人的卵细胞是单精受精，卵细胞一旦与精子接触，立即被激活而产生相应的变化，以阻止别的精子再进入卵内。一种是卵质膜闭锁，即精子与卵细胞融合后，卵细胞的质膜迅速出现瞬间的去极化作用，形成对多精入卵的暂时性阻断；受精膜的形成，也有阻止多精入卵的作用。另一种是透明带反应，卵皮质颗粒内含物释放入卵周隙，诱发了透明带反应，使精子受体失活和透明带硬化（即水解和改变透明带的糖蛋白分子），阻止多余精子穿过透明带。

多精受精（polyspermy）是两个或两个以上精子同时进入一个卵细胞并参与受精的过程。多精受精会导致三原核或多原核受精卵形成，2倍或多倍染色体胚胎形成，此时正常卵裂可以发生，胚胎种植亦可以发生，但此类胚胎最终以流产、葡萄胎或多倍体畸形儿出生而告终。导致多精受精的原因包括：卵细胞未成熟或过熟；精子聚集或浓度过高；透明带异常等。

未成熟卵细胞可能由于皮质颗粒缺乏等缺陷而不能发生完善的皮质反应和透明带反应；过熟的卵母细胞可以正常受精，但他们的发育能力显著降低。

精子数量的增多或浓度的增加可致卵母细胞皮质颗粒释放延迟，从而导致多精受精的高发。有研究发现多精受精率随精子浓度的升高而升高。

异常的透明带可能会与精子膜融合，不能正常的发生透明带反应，无法阻断多精受精。

其他因素如卵泡液中高孕酮和高雄激素水平、精卵孵育条件不当，试管婴儿过程中的体外操作等都有可能影响到卵母细胞的正常受精。总之，正常受精需要完全成熟且透明带正常的卵母细胞、理想的精子浓度、优化的培养基及培养条件等，任何条件的改变都可能会造成多精受精发生的可能。

生殖（reproduction）对于人的繁衍、遗传信息的传递、动物的进化都起着非常重要的作用，受精是生殖过程中至关重要的一个环节。第一，受精一方面恢复了染色体双倍体数目，保证了双亲的遗传作用；另一方面，受精可以把生殖细胞通过减数分裂同源重组，获得遗传物质变化和个体发生过程中产生的变异遗传下去，保证了物种的遗传多样性，在生物进化上具有重要意义。第二，受精决定了新个体的遗传性别，带有Y染色体的精子与卵细胞结合，发育为男性；带有X染色体的精子与卵细胞结合，发育为女性。第三，精子进入卵细胞，使原本相对静止的卵细胞转入旺盛的能量代谢与生化合成，受精卵开始进行细胞分裂，启动了胚胎发育的过程。

1875年，德国生物学家赫特维希（Oscar Hertwig）首先在海胆上发现从精子入卵至雌雄两原核融合的受精过程，胚胎学上争论200余年的唯卵和唯精学说，至此才得到合乎事实的解答。1883年比利时生物学家贝内登（Beneden, Edouard Joseph Louis Marie van）发表二价马副蛔虫受精细胞学的研究论文，肯定了赫特维希的在遗传上父母贡献均等的理论，并使精、卵合作的研究更为深入。在马副蛔虫合子第一次分裂的纺锤体上，可看到四条染色体，其中两条来自父方，两条来自母方。因此，他认为染色体有定形、有定性、有定数、有系统，父母的染色体通过精卵的融合传给子代。后来，德国生物学家博韦里（Boveri Theodor）在马副蛔虫上的工作进一步巩固了上述理论，把染色体看作是遗传信息的载体。

20世纪以来，学界进行了一系列受精作用的形态学研究。学者们叙述了原核与染色体的发育与形态，并讲解了精子在卵细胞内与卵细胞内部的情形与发展。1951年，生物学家张明觉和奥斯汀（C.R.Ausdn）分别同时提出精子必须在雌体生殖道逗留一段时间，获得穿入卵细胞的能力——获能，才能有效地使卵细胞受精。精子获能的发现使人们找到过去哺乳类卵子离体受精不成功的原因，从而把人类受精的研究推向一个新阶段。

体外受精时，卵细胞取到体外以后，经过IVF（所谓“一代试管”）或者ICSI（所谓“二代试管”）方式进行受精，受精卵数量/卵细胞数或MII（停留在第二次减数分裂中期的卵母细胞）卵细胞数就是受精率，IVF受精率一般要达到65%以上，ICSI受精率一般要达到75%以上。如果正常受精率小于30%，则属于受精率偏低，需要检查卵细胞成熟度、精子活力，下次再行体外受精时，可能要改行ICSI或者卵细胞激活（ICSI受精完全失败者）。

正常成年男子一次射出的精液量为2～6毫升，每毫升精液中的精子数应在6000万以上，有活动能力的精子达60%以上，异常精子在30%以下。如精子达不到上述标准，就不容易实现受精。月经正常的女性，每个月经周期都有一个健康成熟的卵细胞排出，且卵巢功能正常才能确保受精率 。

受精机制的研究，是人类有效掌握和控制有性生殖动物繁殖和育种的基本保证之一。人类“试管婴儿”的诞生只是少数成功的事例。由于受精和进一步正常发育机制方面尚存在许多悬而未决的问题，许多动物的体外受精的尝试均遭失败。这些失败表明基础理论研究的重要性。

人工授精最基本的条件是女性至少有一边的输卵管是完全通畅的，女方有自发排卵或经促排卵治疗可以排卵；而男性的精子必须要有一定数量的活精子。一般来说，要想成功做到人工授精受孕，这两者是缺一不可的。

人工授精技术指以非性交方式将精子置于女性生殖道内（多为阴道内和宫腔内），使精卵结合达妊娠生育的一种辅助生殖医学技术。人工授精包括供精人工授精和夫精人工授精。供精人工授精是指使用别人的精液人工授精，主要适用于：男方患无精症或重少精症而久治不愈者；近亲结婚不宜生育者；输精管结扎术后不可逆者；男方患有遗传病或智力、体格状况严重低下者；免疫性不孕、不育或男生殖力低下而生育要求强烈者；RH血型因素不合者。试管婴儿是从卵巢内取出几个卵细胞，在实验室里让它们与男方的精子结合，形成胚胎，然后转移胚胎到子宫内，使之在女性的子宫内着床、妊娠。

我国一些法律法规与政策文件中涉及到了与人工授精等人类辅助生殖技术相关的内容。其中《人类辅助生殖技术管理办法》（2001）和《人类辅助生殖技术和人类精子库伦理原则》（2003修订）规定了人类辅助生殖技术的应用和管理办法、相关技术规范、基本标准和伦理原则等内容，保证人工授精等人类辅助生殖技术的安全、有效、合法开展，保障公民的基本权益。

第三条

人类辅助生殖技术的应用应当在医疗机构中进行，以医疗为目的，并符合国家计划生育政策、伦理原则和有关法律规定。禁止以任何形式买卖配子、合子、胚胎。医疗机构和医务人员不得实施任何形式的代孕技术。

第十五条

实施供精人工授精和体外受精-胚胎移植技术及其各种衍生技术的医疗机构应当与卫生部批准的人类精子库签订供精协议。严禁私自采精。

医疗机构在实施人类辅助生殖技术时应当索取精子检验合格证明。

一、人类辅助生殖技术伦理原则

（一）有利于患者的原则

3.不育夫妇对实施人类辅助生殖技术过程中获得的配子、胚胎拥有其选择处理方式的权利，技术服务机构必须对此有详细的记录，并获得夫、妇或双方的书面知情同意。

4.患者的配子和胚胎在未征得其知情同意情况下，不得进行任何处理，更不得进行买卖。

受精是人类生殖过程之一，会在生殖健康与人的生命周期等教育内容中呈现。我国各部委发布的相关教育类文件中，《中小学健康教育指导纲要》（2008）、《中小学健康教育规范》（2011）与《普通高等学校健康教育指导纲要》（2017）均有关于生长发育和生殖健康教育的要求。让学生了解生育与成长的基本过程，是全面性教育的重要内容之一。

水平二（小学3～4年级）

生长发育与青春期保健

• 人的生命周期包括诞生、发育、成熟、衰老、死亡。

水平一（小学1～2年级）

生长发育与青春期保健

• 初步了解生命孕育常识，知道“我从哪里来”。

水平二（小学3～4年级）

生长发育与青春期保健

• 了解人的生命周期包括诞生、发育、成熟、衰老、死亡。

性与生殖健康

• 性与生殖健康的基本知识。

核心信息七

掌握正确的生殖与性健康知识，避免过早发生性行为，预防艾滋病等性传播疾病

• 接受和参与全面性教育，可提升青少年对性与生殖健康的认知水平，提升保护自身、尊重他人身心健康的责任意识。

了解人类的生殖过程是全面性教育中的重要内容。儿童青少年对人类生殖过程的学习有助于形成正确的性别观念、生命观念，爱护自己和他人的身体，知道敬畏生命。联合国《国际性教育技术指导纲要》（修订版）中与“生殖器官”、“生殖健康”相关的学习目标主要出现在核心概念6“人体与发育”、核心概念8“性与生殖健康”部分，内容贯穿5～8岁、9～12岁、12～15岁、15～18岁及以上四个年龄段，具体学习目标如下：

核心概念6：人体与发育

主题1：性与生殖解剖及生理

学习目标（9～12岁）

要点：女性月经周期中的排卵和男性精子的产生与射精，是生殖过程中不可缺失的环节

学习者将能够：

主题2：生殖

学习目标（5～8岁）

要点：精子和卵细胞结合并在子宫着床是怀孕的开始

学习者将能够：

要点：怀孕一般持续40周，在怀孕期间，女性的身体会经历很多变化

学习者将能够：

学习目标（9～12岁）

要点：精子必须恰好和卵细胞结合并着床才能导致怀孕

学习者将能够：

要点：女性月经周期分为多个阶段，其中包括最容易受孕的排卵期

学习者将能够：

学习目标（15～18岁以上）

要点：并非所有人都有生育能力，想要怀孕的人可以尝试用一些方法来解决不孕不育的问题

学习者将能够：

核心概念8：性与生殖健康

主题1：怀孕与避孕

学习目标（5～8岁）

要点：怀孕是一个自然的、且可以被计划的生理过程

学习者将能够：

常见问题1：精子和卵细胞的大小有差异吗？

有差异。成熟的卵细胞是人体内最大的细胞，直径在0.1毫米以上；最小的细胞是精子，全长只有60微米。为了便于卵细胞和精子相遇结合，小个体精子有较好运动能力，便于活动去寻找卵细胞，这样更有利于生存。上世纪90年代，英国牛津大学的哈米尔顿教授提出的细胞质非对称性，又对此做出了新的解释，他认为这种个体差异是为了避免卵细胞和精子间闹“纠纷”，具体原因主要在精子身上，因为它们失去了以线粒体DNA为首的细胞质遗传基因。如果卵细胞、精子都有细胞质遗传基因，结合以后就会互相猛攻对方的遗传基因，为避免这种混乱，结合之前，精子就很大度地事先解除了自己的细胞质遗传基因，而只带有核遗传基因，因此精子的大小远小于卵细胞。

常见疑问2：同卵双胞胎和异卵双胞胎有什么区别？

同卵双胞胎即单卵双胞胎，是一个精子与一个卵细胞结合产生的一个受精卵。这个受精卵一分为二，形成两个胚胎。由于他们出自同一个受精卵，接受完全一样的染色体和基因物质，因此他们性别相同，外貌相似，有时甚至连自己的父母都难以分辨。

异卵双胞胎在受精时存在两个卵细胞分别和两个精子结合，然后分别发育成两个独立的个体，长大后差异比较大，并且可以为同性也可以为异性，异性的异卵双胞胎称为龙凤胎。他们在发育过程中有各自独立的胎膜、胎盘和脐带。异卵双胞胎是因为母亲的卵巢同时排出两个卵细胞，并且分别受精成胎。