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。

精原细胞和初级精母细胞的区别

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(图版Ⅱ:2,箭头)。胞质中可见一些大小不同的膜囊和泡状结构。

2.2 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(图版Ⅰ:1b,PSC)。

2.3 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(图版Ⅱ：3)。随后，核经历减数分裂的变化(图版Ⅱ：4)。这是次级精母细胞区别于初级精母细胞的最重要特征。

2.4 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(图版Ⅰ:1b,ST)。

中期的精子细胞，胞质中出现大小的高尔基囊泡(图版Ⅱ:5,GV)，并在核的一端相互融合形成泡状结构，即顶体囊(图版Ⅱ:5,AC)。图版Ⅱ：5，6，7亦在精子变态中，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。其中蛋白质水解酶逐渐在其中浓缩(图版Ⅱ:6，箭头)。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(图版Ⅱ:7,AC;图版Ⅰ:1b,左下角ST)。

2.5 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(图版Ⅱ:8,9)。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(图版Ⅱ:9,AC)。

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