初级精母细胞 编辑

生物学术语
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参与精子发生周期的精原细胞经过生长、体积增加而发育形成的精母细胞。刚形成的初级精母细胞,有一个较大的圆形核,染色质颗粒着色深。随着细胞体积的逐渐增大,完成DNA的复制和有关蛋白质的合成,即染色体进行了一次复制。

基本信息

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中文名:初级精母细胞

外文名:Primary spermatocyte

减一前期:形成四分体

减一中期:着丝点对称排列在赤道板

减一后期:同源染色体间彼此分离

领域:生物学

简介

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四分体间基因的交叉互换四分体间基因的交叉互换

精母细胞位于生精上皮中层,分初级精母细胞(Primary spermatocyte)和次级精母细胞(seconDAry spermatocyte)两种。各种精母细胞又处于细胞周期的不同阶段,因此在切片上可看到不同形态的精母细胞。

由B型精原细胞直接分裂形成的初级精母细胞,称为前细线期精母细胞,其细胞结构特点和B型精原细胞相类似,体积稍大,开始时同曲细精管基膜还有少接触,进而完全离开基膜。支持细胞的突起将前细线期精母细胞同基膜和邻接细胞相隔开。前细线期精母细胞被认为是静止期细胞。其实,它除了复制DNA外,还积极参与转录和转运,合成在精子发生过程中需要的大部分蛋白质和,并进行贮存,因而细胞质细胞体积增大,可达18μm左右。不久即进入成熟分裂,由于其分裂前期很长,可达22天以上,因此在切片上可以看到大量的处于分裂前期的初级精母细胞。从初级精母细胞开始,细胞器增多,高尔基体发达,线粒体逐步变成为泡状线粒体。胞质密度比精原细胞深。

初级精母细胞经1次成熟分裂,形成两个次级精母细胞。体积较小,直径约8—9μm。核球形,染色质呈细网状,但也可有一些大的染色质颗粒。次级精母细胞的间期很短,很快进行第二次成熟分裂,故在切片上所看到的多为分裂期的次级精母细胞,间期者不易看到。

成熟分裂(meiossis),又名减数分裂。这是生殖细胞发育过程中特有的一种细胞分裂方式,它包括了两次连续的细胞分裂,即初级精母细胞的2次成熟分裂和次级精母细胞的第二次成熟分裂。初级精母细胞的染色体是双倍体(44+xY),有44条常染色体及2条性染色体(X和Y)。在细胞分裂间期或细线前期,初级精母细胞复制DNA,使DNA的量达到4n。接着细胞进入分裂期。

分裂过程

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参与精子发生周期的精原细胞经过生长、体积增加而发育形成的精母细胞。刚形成的初级精母细胞,有一个较大的圆形核,染色质颗粒着色深。随着细胞体积的逐渐增大,完成DNA的复制和有关蛋白质的合成,即染色体进行了一次复制。此后,初级精母细胞开始进入减数第一次分裂,在这期间内染色体发生一系列动态变化,减数第一次分裂前期,细胞内的同源染色体联会形成四分体,同源染色体间的非姐妹染色单体之间发生交叉,互换一部分基因。减数第一次分裂中期同源染色体着丝点对称排列在赤道板上。减数第一次分裂后期同源染色体随纺锤丝牵引向细胞两极移动,同源染色体间彼此分离,非同源染色体自由组合。随后细胞膜向内凹陷,一个初级精母细胞分裂为两个次级精母细胞。

初级精母细胞,在精原细胞内侧,约有2—3层,多为圆形大细胞,常有分裂相,染色体密集成团。该分裂相为第一次成熟分裂。

区别

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精原细胞一般位于精巢管靠近基膜边缘的位置。细胞为卵圆形或多角形,大小9~10 μm。核呈卵圆形,直径6~7μm,占据整个精原细胞体积的大部分。核内染色质较均匀,部分染色质凝聚成异染色质小团块。紧靠核外膜,可见进入胞质的部分染色质。胞质中可见一些大小不同的膜囊和泡状结构。

(1)初级精母细胞(primary spermatocyte,PSC)

初级精母细胞为卵圆形。细胞大小7~8 μm,体积略比精原细胞小。细胞核亦呈卵圆形,核径5~7 μm。核染色质凝聚成异染色质团块的程度明显增加,主要分布于靠近核内膜的位置。胞质中的核糖体丰富,分布亦较均匀。

(2)次级精母细胞(secondary spermatocyte,SSC)

次级精母细胞时期,核发生明显变化。起始阶段,核异染色质数量增加并相互之间联成浓密粗网状。胞质中囊泡数量增加。随后,核经历减数分裂的变化。这是次级精母细胞区别于初级精母细胞的最重要特征。

(3)精子细胞(spermatid,ST)

次级精母细胞完成第二次减数分裂后即形成精子细胞。早期精子细胞核呈圆形,染色质高度浓缩,胞质电子密度也很高。整个细胞成为电子密度极高的均匀球体,大小3.5~4μm。精子细胞各自分开,位于一个单独的小腔穴中发育。

中期的精子细胞,胞质中出现大小的高尔基囊泡,并在核的一端相互融合形成泡状结构,即顶体囊。在精子变态中,顶体形成的演变过程。顶体在形成过程中,电子密度逐渐增大。其中蛋白质解酶逐渐在其中浓缩。顶体囊与核之间有明显的膜界限。

晚期的精子细胞,顶体囊中的蛋白水解酶进一步沉积浓缩,电子密度增大。顶体囊也逐渐向前伸长,形成棘状突起。

(4)精子(spermatozoon,S)

精子细胞完成一系列变态过程后发育为精子。精子形成初期,胞质相对均匀地包围在核外周,其间偶见结构简单的线粒体。随着精子成熟,细胞质逐渐丢失减少,仅在顶体和核之间有一条月芽形的细胞质带,电子密度比核质高。而相对于顶体另一端,几乎没有胞质的存在,仅残留一些膜性结构。精子的核染色质则从精子细胞的高度凝聚浓缩状态解聚为弥散状态。核区电子密度变得很低,核质由絮状染色质构成。核仁一个,位于核的近中央位置。核膜不完整,仅由若干不连续的膜性结构与精子质膜形成精子底部边界。

顶体像倒置的漏斗覆盖在精子核区上部,电子密度高。

成熟的精子由钉子状的棘突和圆球状的球体部分组成,全长约8 μm。棘突一般比球体部长,可达5 μm。成熟的精子贮藏于精荚内的小腔穴中。

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