(1)活能化-Capacitation

Capacitation這個觀念首先於1951年分別由Austin及華裔科學家張明覺博士(M.C. Chang)分別指出。他們用rabbit作研究發現，從副睪尾端取得的成熟精子無法在體外使卵子受精，但於自然交配後從子宮腔內取得的精子卻具有受精能力。他們認為精子於受精之後必需發生某種變化才能具有受精能力，此一變化即是Capacitation。後來陸續有許多學者發現，Capacitation事實上包括了許多變化，例如：plasma membrane上的分子發 生改變，flagella的運動型態也發生變化，經此一系列變化才能進行隨後的acrosome reaction。

Capacitation是怎樣的一個步驟呢?精子在射精之前一直暴露於seminal plasma，而seminal plasma內有一種叫decapacitation factor的物質會附著於精子上，使精子 不具受精能力。在受精之前得先移除此種因子，此一過程即是Capacitation。在in vivo中，精子經由子宮頸黏液、子宮腔、輸卵管這過程可以去除Decapacitation factor而發生Capacitation。而在in vitro中，可以利用sperm washing之步驟來誘 發Capacitation 。

(2)頂體反應-Acrosome reaction

精子發生Capacitation之後，其細胞膜滲透性發生改變，鈣離子可以進入膜內而引發細胞膜和external acrosomal membrane(外頂體膜)之融合：崩解，此一過程，我們 稱之為acrosome reaction。此一反應發生之後，頂體酵素(hyaluronidase and acrosin)被釋出可以幫助精子穿透zona pellucida。此外outer acrosomal membrane崩解之後，暴露出來的inner acrosomal membrane可以與卵子的細胞膜結合，進行受精步驟。目前已知在in vivo之情況下有些物質可以誘發acrosome reaction，如zona pellucida、cumulus cells及follicular fluid。

(3)過動現象-Hyperactivation

此一變化在人類精子最近才漸被重視。動物首先在1971年由Ynagimachi於倉鼠(Hamster)的精子發現；他觀察到發生capacitation之後，精子的活動會發生很大的 變化，尾部由後往前動的型態變成抽鞭子似的動作，同時精子的頭部顯現類似”8”字 型的運動軌跡，他將此種變化稱作Hyperactivation。隨後在其它動物也可發現這種 變化。至於人類精子於1984年也有人提出報告，但目前對於運動軌跡的變化仍無一致的看法。

Hyperactivation的動作可能利用mechanical force來幫助精子穿過corona radiata和zona pellucida，所以它的發生在acrosome reaction之前。