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初級精母細胞

鎖定
參與精子發生週期的精原細胞經過生長、體積增加而發育形成的精母細胞。剛形成的初級精母細胞,有一個較大的圓形核,染色質顆粒着色深。隨着細胞體積的逐漸增大,完成DNA的複製和有關蛋白質的合成,即染色體進行了一次複製。 [1] 
中文名
初級精母細胞
外文名
Primary spermatocyte
減一前期
形成四分體
減一中期
着絲點對稱排列在赤道板
減一後期
同源染色體間彼此分離
領    域
生物學

目錄

初級精母細胞簡介

四分體間基因的交叉互換 四分體間基因的交叉互換
精母細胞位於生精上皮中層,分初級精母細胞(Primary spermatocyte)和次級精母細胞(secondary spermatocyte)兩種。各種精母細胞又處於細胞週期的不同階段,因此在切片上可看到不同形態的精母細胞。
B型精原細胞直接分裂形成的初級精母細胞,稱為前細線期精母細胞,其細胞結構特點和B型精原細胞相類似,體積稍大,開始時同曲細精管基膜還有少量接觸,進而完全離開基膜。支持細胞的突起將前細線期精母細胞同基膜和鄰接細胞相隔開。前細線期精母細胞被認為是靜止期細胞。其實,它除了複製DNA外,還積極參與轉錄和轉運,合成在精子發生過程中需要的大部分蛋白質和酶,並進行貯存,因而細胞質增多,細胞體積增大,可達18μm左右。不久即進入成熟分裂,由於其分裂前期很長,可達22天以上,因此在切片上可以看到大量的處於分裂前期的初級精母細胞。從初級精母細胞開始,細胞器增多,高爾基體發達,線粒體逐步變成為泡狀線粒體。胞質密度比精原細胞深。
初級精母細胞經1次成熟分裂,形成兩個次級精母細胞。體積較小,直徑約8—9μm。核球形,染色質呈細網狀,但也可有一些大的染色質顆粒。次級精母細胞的間期很短,很快進行第二次成熟分裂,故在切片上所看到的多為分裂期的次級精母細胞,間期者不易看到。
成熟分裂(meiossis),又名減數分裂。這是生殖細胞發育過程中特有的一種細胞分裂方式,它包括了兩次連續的細胞分裂,即初級精母細胞的2次成熟分裂和次級精母細胞的第二次成熟分裂。初級精母細胞的染色體是雙倍體(44+xY),有44條常染色體及2條性染色體(X和Y)。在細胞分裂間期或細線前期,初級精母細胞複製DNA,使DNA的量達到4n。接着細胞進入分裂期。 [1] 

初級精母細胞分裂過程

參與精子發生週期的精原細胞經過生長、體積增加而發育形成的精母細胞。剛形成的初級精母細胞,有一個較大的圓形核,染色質顆粒着色深。隨着細胞體積的逐漸增大,完成DNA的複製和有關蛋白質的合成,即染色體進行了一次複製。此後,初級精母細胞開始進入減數第一次分裂,在這期間內染色體發生一系列動態變化,減數第一次分裂前期,細胞內的同源染色體聯會形成四分體,同源染色體間的非姐妹染色單體之間發生交叉,互換一部分基因。減數第一次分裂中期同源染色體着絲點對稱排列在赤道板上。減數第一次分裂後期同源染色體隨紡錘絲牽引向細胞兩極移動,同源染色體間彼此分離,非同源染色體自由組合。隨後細胞膜向內凹陷,一個初級精母細胞分裂為兩個次級精母細胞
初級精母細胞,在精原細胞內側,約有2—3層,多為圓形大細胞,常有分裂相,染色體密集成團。該分裂相為第一次成熟分裂。 [1] 

初級精母細胞區別

精原細胞一般位於精巢管靠近基膜邊緣的位置。細胞為卵圓形或多角形,大小9~10 μm。核呈卵圓形,直徑6~7μm,佔據整個精原細胞體積的大部分。核內染色質較均勻,部分染色質凝聚異染色質小團塊。緊靠核外膜,可見進入胞質的部分染色質。胞質中可見一些大小不同的膜囊和泡狀結構。
(1)初級精母細胞(primary spermatocyte,PSC)
初級精母細胞為卵圓形。細胞大小7~8 μm,體積略比精原細胞小。細胞核亦呈卵圓形,核徑5~7 μm。核染色質凝聚成異染色質團塊的程度明顯增加,主要分佈於靠近核內膜的位置。胞質中的核糖體豐富,分佈亦較均勻。
(2)次級精母細胞(secondary spermatocyte,SSC)
次級精母細胞時期,核發生明顯變化。起始階段,核異染色質數量增加並相互之間聯成濃密粗網狀。胞質中囊泡數量增加。隨後,核經歷減數分裂的變化。這是次級精母細胞區別於初級精母細胞的最重要特徵。
(3)精子細胞(spermatid,ST)
次級精母細胞完成第二次減數分裂後即形成精子細胞。早期精子細胞核呈圓形,染色質高度濃縮,胞質電子密度也很高。整個細胞成為電子密度極高的均勻球體,大小3.5~4μm。精子細胞各自分開,位於一個單獨的小腔穴中發育。
中期的精子細胞,胞質中出現大小的高爾基囊泡,並在核的一端相互融合形成泡狀結構,即頂體囊。在精子變態中,頂體形成的演變過程。頂體在形成過程中,電子密度逐漸增大。其中蛋白質水解酶逐漸在其中濃縮。頂體囊與核之間有明顯的膜界限。
晚期的精子細胞,頂體囊中的蛋白水解酶進一步沉積濃縮,電子密度增大。頂體囊也逐漸向前伸長,形成棘狀突起。
(4)精子(spermatozoon,S)
精子細胞完成一系列變態過程後發育為精子。精子形成初期,胞質相對均勻地包圍在核外周,其間偶見結構簡單的線粒體。隨着精子成熟,細胞質逐漸丟失減少,僅在頂體和核之間有一條月芽形的細胞質帶,電子密度比核質高。而相對於頂體另一端,幾乎沒有胞質的存在,僅殘留一些膜性結構。精子的核染色質則從精子細胞的高度凝聚濃縮狀態解聚為彌散狀態。核區電子密度變得很低,核質由絮狀染色質構成。核仁一個,位於核的近中央位置。核膜不完整,僅由若干不連續的膜性結構與精子質膜形成精子底部邊界。
頂體像倒置的漏斗覆蓋在精子核區上部,電子密度高。
成熟的精子由釘子狀的棘突和圓球狀的球體部分組成,全長約8 μm。棘突一般比球體部長,可達5 μm。成熟的精子貯藏於精莢內的小腔穴中。 [1] 
參考資料
  • 1.    翟中和 王喜忠 丁明孝 .細胞生物學:面向21世紀課程教材:高等教育出版社,2000