精液化学成分十分复杂，精液中的化学成分有核酸、蛋白质、酶、氨基酸、脂质、糖类、有机酸、无机成分和维生素，具体为：
1、核酸（DNA）
DNA主要存在于精子头部的核内，精子头部中的DNA是雄性动物遗传信息的携带者。
2、蛋白质
精液中的蛋白质，包括核蛋白质、顶体复合蛋白质、尾部收缩性蛋白质及精清中的蛋白质。
（1）核蛋白质：按蛋白质在精子头部的核中与DNA结合构成碱性核蛋白，已知的有组蛋白、精蛋白等。
（2）顶体复合蛋白质：在顶体内有磷脂质及糖蛋白质的结合物或含糖蛋白质。在糖蛋白质中主要有谷氨酰胺酸等18种氨基酸和甘露糖、半乳糖、岩藻糖、葡萄糖胺、唾液酸等6种糖组成。
（3）尾部的收缩性蛋白质：在精子的尾部存有使尾部运动的收缩性蛋白质，称肌动球蛋白。
（4）精清中的蛋白质：在精清中含有各种酶，以蛋白质的形式存在，主要来源于副性腺分泌液。除此之外还有从精子中漏出的，如精子中的透明质酸酶和细胞色素等，在细胞老化过程中移至精液中，细胞质滴中的蛋白酶特别易漏出。精液中的蛋白质，射出后变化很快，非蛋白氮及氨基酸增加，最后形成游离氨。
3、酶
在精液中有多种酶，这些酶与精子的活动、代谢及受精有密切的关系。大致可分为3类。
（1）水解酶：此类酶有脱氧核糖核酸酶、透明质酸酶、磷酸酶、糖苷酶、淀粉酶等。
（2）氧化还原酶：有乳酸脱氢酶、过氧化氢酶、细胞色素等。
（3）转氨酶 ：有谷草转氨酶、谷丙转氨酶、甘油激酶等。
4、氨基酸
在精液中有10多种游离氨基酸。精液中的氨基酸，影响精子的生存时间。精子在有氧代谢时能利用精清中的氨基酸作为基质合成蛋白质。
5、脂质
精子中磷脂质主要在中段的线粒体鞘内。
6、糖类
精液中的主要糖类有果糖、葡萄糖、山梨醇、肌醇、唾液酸及多糖类等。
（1）果糖：果糖是精囊腺分泌的六碳糖，果糖的含量会因季节、年龄、营养等因素有变化。
（2）葡萄糖：精子也能含用葡萄糖。
（3）山梨醇：主要由精囊腺分泌。山梨醇能氧化成果糖，同时果糖能还原成山梨醇，所以精液中果糖含量高的，山梨醇含量也高。
（4）肌醇 ：肌醇也是精囊腺分泌的多价醇，猪精液中含量特别多，但不能被精子利用，据研究分析认为，这对维持渗透压有一定作用。
（5）多糖类及唾液酸：精液中的多糖类，在精子的顶体和精清中存在，多糖类与蛋白质和脂质结合成为顶体的主要成分。精液中还有唾液酸，唾液酸带有负电荷，当精子成熟时，表面负电荷会增加，就是因为有唾液酸有所增加。
7、有机酸
哺乳动物精液中含有多种有机酸及有关物质。主要有柠檬酸、抗坏血酸、乳酸。此外，还有少量的甲酸、草酸、苹果酸、琥珀酸等。精液中还含有前列腺素，是一种不饱和脂肪酸，在雌性生殖道内有刺激子宫肌收缩的作用。
8、无机成分
在精液中的无机离子主要有Na+、K+、Mg+、Ca2+、C1-、PO43-等，对维持渗透压起重要作用。
9、维生素
精液中维生素常见的有核黄素、抗坏血酸、泛酸和烟酸等。
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