精子的结构

典型精子的结构

自列文虎克1677年观察到人和一些高等动物的精子以来,迄今已研究了一千多种动物的精子,其中大部分都是蝌蚪状的.50年代以来对精子的生物学特性的认识取得了迅速的进展.以哺乳类为例,精子的结构可分为头、颈和尾3部分.

头部主要由细胞核和顶体组成,呈圆球形、长柱形、螺旋形、梨形和斧形等,这些形状都是由核和顶体的形状决定的.

成熟精子的细胞核含有高度致密的染色质,在光学显微镜和电子显微镜下都难以区分其结构.核的前端有顶体,是由双层膜组成的帽状结构覆盖在核的前2/3部分,靠近质膜的一层称为顶体外膜,靠近核的一层称为顶体内膜.顶体内有水解酶性质的颗粒,它与精子通过卵外各种卵膜有关.在顶体和核之间的空腔称为顶体下腔,内含肌动蛋白.有些无脊椎动物的精子受精时产生顶体反应:肌动蛋白聚合形成顶体突起或顶体丝；使精子能附着于卵的质膜上,导致精卵融合──受精.

核膜虽为双层膜结构,但两层的间距很???抑挥性诤撕蠖擞刖辈肯嗔?淖?薮τ泻四た?颈部此部最短.位于头部以后,呈圆柱状或漏斗状,又称为连接段.它前接核的后端,后接尾部.在前端有基板,由致密物质组成,刚好陷于核后端称为植入窝的凹陷之中.基板之后有一稍厚的头板,两者之间有透明区,其中的细纤维通过基板接连于核后端的核膜.在头板之后为近端中心粒,它虽然稍有倾斜,但与其后的远端中心粒所形成的轴丝几乎垂直.围着这些结构有九条由纵形纤维组成的显示深浅间隔的分节柱,线粒体分布在分节柱的外围.这九条分节柱与其后的9条粗纤维的头端紧密相连.

尾部分为3部分：中段、主段和末段.主要结构是贯串于中央的轴丝.中段从远端中心粒到环之间称为中段,其长度在哺乳类中差异颇大,但结构大体相似.主要结构是轴丝和外围的线粒体鞘.

1、轴丝：精子的运动器官,由远端中心粒形成,一直伸向精子的末段.精子轴丝的结构与动物的鞭毛（或纤毛）相似,基本组成上都是9+2型,即位于中央的两条是单根的微管,四周是9条成双的微管（二联体）.轴丝外的纤维鞘由9条粗纤维组成.它们与颈部9条分节柱相连.这是哺乳类精子特有的,因此人们把哺乳类精子列为9+9+2型,尽管其大小形状在各种动物有所不同.鸟类和有些无脊椎动物的精子中也有类似的结构.

2、线粒体鞘或称线粒体螺线：线粒体相互连接,螺旋地包在粗纤维之外,故称线粒体鞘.它是在精子形成时线粒体汇集到一起彼此相互合并而成的连续结构.各哺乳类螺线的圈数差别很大,少的十来圈,多的达几百圈.

3、环：位于中段的后端.在线粒体鞘最后一圈之后,是该处质膜向内转折而成.为哺乳类精子所特有,可能与防止精子运动时线粒体后移有关.主段尾部最长的部分,由轴丝和其外的筒状纤维鞘组成.纤维鞘中有两条纤维突起成纵形嵴,由于纵形嵴刚好分别位于背腹二侧,以致使精子尾部截面呈卵圆形.末段随主段进入末段,纤维鞘逐渐变细而消失.

非典型精子结构

共同特点是缺乏鞭毛,但是其形状却相差悬殊.这种精子在无脊椎动物中分布很广.有的,如低等甲壳类的精子,是圆球状或带状,比典型精子更象一个细胞.有的则长出许多细而长的突起,可能有助于附着,使其在孵化腔中不至被水流冲掉；高等甲壳类的精子形状较为复杂,除细长的突起外,还有几丁质的囊.线虫纲动物的非典型精子比较简单的象变形虫,马副蛔虫的精子则具有独特的晶状体.由于非典型精子大多形状简单,使人容易认为它们是停留在精子形成的早期阶段.但是经过比较研究,例如在有些精子中仍然可以看到中心粒以及由此生出的鞭毛（虽然未长出体外）.一般认为,这种简单形状是退化而来的次生性状.