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。
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