精上皮と精子形成過程 – 完全攻略ガイド

はじめに

精上皮は精細管（曲精細管）の壁を構成する上皮で、ここで精子形成が行われます。精祖細胞から精子に至るまでの過程は、体細胞分裂と減数分裂を含む複雑なプロセスです。この記事では、精子形成の各段階を詳しく解説します。

詳しい解説

精上皮の構成

精上皮には以下の細胞が基底膜側から内腔側に向かって配置されています：

• 精祖細胞 – 最も基底膜側
• 精母細胞（一次精母細胞）
• 精娘細胞（二次精母細胞）
• 精子細胞
• 精子 – 最も内腔側

精子形成の詳細な過程

1. 精祖細胞（2n）

• 精細管の基底膜に接して存在
• 幹細胞として機能し、体細胞分裂で自己複製を繰り返し増殖
• 一部が分化して精母細胞へ

2. 精母細胞（一次精母細胞）（2n→分裂）

• 精祖細胞の一部が分化、DNA複製して精母細胞へ
• 第1減数分裂を行う
• 1つの精母細胞から2つの精娘細胞が生まれる

3. 精娘細胞（二次精母細胞）（n）

• 精母細胞が第1減数分裂を行い、2つの精娘細胞になる
• 染色体数はn（23本）に半減
• 第2減数分裂を行う

4. 精子細胞（n）

• 精娘細胞が第2減数分裂を行い、4つの精子細胞が生まれる
• ひとつの精母細胞から4つの精子細胞が形成される
• 染色体数はn（23本）

5. 精子（n）

• 精子細胞が変態して精子となる
• 精子細胞の核が凝縮、鞭毛が発達し、余分な細胞質が排除される
• 完成した精子は精細管の内腔に放出される

精子形成の流れ図

“

精祖細胞（2n = 46本）

│

│ 体細胞分裂（自己複製）

│ 分化・DNA複製

↓

精母細胞（2n = 46本、DNA量4n）

│

│ 第1減数分裂

│

↓

精娘細胞（n = 23本）×2

│

│ 第2減数分裂

│

↓

精子細胞（n = 23本）×4

│

│ 変態（形成されつつある精子）

│

↓

精子（n = 23本）×4

“

減数分裂のポイント

分裂	分裂前	分裂後	特徴
第1減数分裂	精母細胞（2n）	精娘細胞（n）×2	相同染色体が分離
第2減数分裂	精娘細胞（n）	精子細胞（n）×2	姉妹染色分体が分離

セルトリ細胞との関係

セルトリ細胞は精子形成細胞の間に存在し、以下の役割を果たします：

• 精子形成細胞への栄養供給
• 血液精巣関門の形成
• 不要な細胞質の処理

絶対に覚えるべきポイント

• 精祖細胞は幹細胞として体細胞分裂で増殖
• 1つの精母細胞から4つの精子が形成される
• 第1減数分裂: 精母細胞 → 精娘細胞（染色体数が半減）
• 第2減数分裂: 精娘細胞 → 精子細胞
• 変態: 精子細胞が精子に変化する過程

一問一答

Q1. 精祖細胞はどのような分裂で増殖するか？

【答え】 A. 体細胞分裂

精祖細胞は幹細胞として体細胞分裂で自己複製を繰り返し、一部が分化して精母細胞となります。

Q2. 精母細胞が第1減数分裂を行うと何になるか？

【答え】 A. 精娘細胞（二次精母細胞）

精母細胞（一次精母細胞）は第1減数分裂を行い、2つの精娘細胞（二次精母細胞）となります。

Q3. 1つの精母細胞から最終的に何個の精子が形成されるか？

【答え】 A. 4個

精母細胞 → 精娘細胞2個 → 精子細胞4個 → 精子4個となります。

Q4. 精子細胞が精子になる過程を何というか？

【答え】 A. 変態

精子細胞は変態によって核が凝縮し、鞭毛が発達し、余分な細胞質が排除されて精子となります。

Q5. 精娘細胞の染色体数はいくつか？

【答え】 A. n（23本）

精母細胞が第1減数分裂を行うことで、染色体数が半減してn（23本）となります。

Q6. 第1減数分裂で何が分離するか？

【答え】 A. 相同染色体

第1減数分裂では相同染色体が分離し、染色体数が半減します。

Q7. 精子形成細胞は精上皮のどこに配置されているか？

【答え】 A. 基底膜側から内腔側に向かって成熟度の順に配置

精祖細胞（基底膜側）→ 精母細胞 → 精娘細胞 → 精子細胞 → 精子（内腔側）の順です。

国家試験対策問題

問題1（選択問題）

精子形成について正しいものはどれか。

a) 精祖細胞は減数分裂で増殖する

b) 1つの精母細胞から2つの精子が形成される

c) 精子細胞は変態を経て精子となる

d) 精娘細胞の染色体数は2nである

【解答と解説】 正解：c

精子細胞は変態（核の凝縮、鞭毛の発達、細胞質の排除）を経て精子となります。精祖細胞は体細胞分裂で増殖し、1つの精母細胞から4つの精子が形成され、精娘細胞の染色体数はnです。

問題2（○×問題）

第2減数分裂で染色体数が半減する。

【解答と解説】 正解：×

染色体数が半減するのは第1減数分裂です。第2減数分裂では姉妹染色分体が分離しますが、染色体数は変わりません（n→n）。

問題3（穴埋め問題）

精母細胞は（　　）を行って精娘細胞となり、精娘細胞は（　　）を行って精子細胞となる。

【解答と解説】 正解：第1減数分裂、第2減数分裂

精母細胞（一次精母細胞）は第1減数分裂で精娘細胞（二次精母細胞）に、精娘細胞は第2減数分裂で精子細胞になります。

問題4（選択問題）

精上皮において最も基底膜側に存在する細胞はどれか。

a) 精子

b) 精子細胞

c) 精祖細胞

d) 精娘細胞

【解答と解説】 正解：c

精祖細胞は精上皮の最も基底膜側に存在し、成熟するにつれて内腔側に移動します。

問題5（選択問題）

精子形成において、染色体数が2nからnに変化するのはどの段階か。

a) 精祖細胞 → 精母細胞

b) 精母細胞 → 精娘細胞

c) 精娘細胞 → 精子細胞

d) 精子細胞 → 精子

【解答と解説】 正解：b

第1減数分裂により精母細胞（2n）から精娘細胞（n）となる際に、染色体数が半減します。

まとめ

精子形成の各段階

段階	細胞	染色体数	分裂・変化
1	精祖細胞	2n	体細胞分裂で増殖
2	精母細胞	2n	第1減数分裂
3	精娘細胞	n	第2減数分裂
4	精子細胞	n	変態
5	精子	n	完成

精子形成の数の変化

分裂	変化
体細胞分裂	精祖細胞が増殖
第1減数分裂	1精母細胞 → 2精娘細胞
第2減数分裂	2精娘細胞 → 4精子細胞

確認チェックリスト

• [ ] 精子形成の各段階を順番に述べられる
• [ ] 各段階の染色体数を説明できる
• [ ] 1つの精母細胞から何個の精子ができるか答えられる
• [ ] 第1・第2減数分裂の違いを説明できる

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