Sperm yumurtanın dış tabakasına ulaştığında, spermin dış zarı, burada kendisini tanıyan özel bir alıcı protein ile bağlanır. Bu bağlanma ile birlikte spermin koruyucu kılıfının (akrozomun) zarı erir. Aynı zamanda yumurtanın zarı da, spermleri kendisine çekmek için gerekli bir madde olan "fertilizin" maddesini salgılamaktadır. Bu molekül spermlerin hareket yeteneğini artırarak, onların yumurta zarı ile kolay tepkimeye girmesini sağlar. Fertilizin maddesi ayrıca spermin baş kısmında bulunan akrozomun etkinliğini de artırır.
Spermin yumurta zarına değmesi ile birlikte yeni maddeler devreye girer ve yeni işlemler gerçekleşir. Yumurtaya değen sperm "anti fertilizin" denilen bir madde salgılayarak, yumurtanın salgıladığı fertilizin maddesini etkisiz hale getirir. Böylece yumurtaya ilk ulaşan sperm, diğer spermlerin yumurtaya gelişini durduracaktır.
Yumurta hücresini saran zar, sperm hücresinin içeriye girmesinden yaklaşık 2 saniye sonra kendisini yenilemeye başlar. Ve asla ikinci bir sperm hücresinin içeriye girmesine izin vermez. Yapılan deneylerde bu zarın ortadan kaldırılması ile birlikte birçok spermin yumurta içine girdiği gözlenmiştir. Bu nedenle döllenme zarının çok hızlı oluşması gerekir. Döllenme zarının oluşumundan sonra ise artık hiçbir sperm yumurtaya giremez. Bu haliyle yumurta hücresini güvenlikli bir binaya benzetmek mümkündür. Çünkü yumurta hücresinin dış zarı adeta içeride çok önemli bilgiler olan bir binanın güvenlik kontrol sistemi gibi hareket ederek hücrenin içine geçit vermemektedir.
Spermin yumurta zarına değdiği yerde önce bir çıkıntı meydana gelir. Ve önce spermin baş kısmı yumurtanın en dış tabakasına girer. Sonraki 30 dakika içerisinde spermle yumurta tam olarak birleşirler. Bütün bu işlemlerin sonucunda spermin içinde taşıdığı genetik bilgi yumurtaya aktarılmış olur.19
Ancak burada önemli bir nokta vardır: Eğer yumurtanın ve spermin salgıladıkları enzimler birbiriyle uyuşabilirse tutunma gerçekleşir. Aksi halde tutunmaları mümkün değildir. Bunun nedeni şudur: Her canlı türünün yumurtası kendine özgü kimyasal bileşimi olan bir fertilizin maddesini salgılar. Bu, farklı türe ait -örneğin insan dışındaki canlılara ait- sperm hücrelerinin yumurta hücresine yaklaşmasını önlemek, türün dejenere olmasına engel olmak için alınmış bir önlemdir. Böylece farklı türlere -örneğin bir kedi ile bir ata veya bir insan ile başka bir canlıya- ait sperm ve yumurta hücrelerinin birleşmeleri engellenmiş olur.20
Enzimlerin yanısıra spermle yumurtanın elektrik yükü de döllenmede etkilidir. Yumurta her zaman için eksi elektrik yüküne sahiptir. Spermlerin her biri ise artı elektrik yüküyle doludur. Zıt yükler birbirini çektiği için yumurta da tüm spermleri kendine doğru çeker. Ancak yumurtanın içine girebilen ilk spermle birlikte elektrik yükü anında değişir. Yumurta da artık spermler gibi artı elektrik yüküne sahiptir. Aynı yükler birbirini ittiği için birleşme anından itibaren yumurta tüm spermleri itmeye başlar.