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睾丸在生理上，是产生精子及性腺激素的男性性腺，是男性主要性器官，如果在青春期前去除睾丸(如封建时代的太监)，则青春期后将丧失性功能和生育能力。
1. 生精功能
曲细精管内的生殖细胞包括精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精子细胞和精子，它们都是生殖细胞发育分化过程中不同阶段的细胞。精原细胞紧贴在曲细精管的基底膜上，不断分裂、分化，并逐渐从基底部移向管腔。生殖细胞最终生成精子的过程是：精原细胞一初级精母细胞一次级精母细胞一精子细胞一精子。
2.内分泌功能
睾丸的间质细胞是人体分泌雄激素睾酮的主要来源，也能产生少量的雌激素。睾丸每日总共向人体供应7mg睾酮，以维持机体正常需要。
3.血睾屏障
间质毛细血管和曲细精管腔之间，隔有毛细血管、淋巴管的内皮细胞和基底膜、肌样细胞、曲细精管基底膜和支持细胞等结构，可阻挡间质内一些大分子物质穿透精曲小管上皮细胞的间隙进入管腔，这些结构被称为血睾屏障。血睾屏障可屏蔽精子的抗原性，使之不与淋巴细胞接触，防止产生自身免疫反应;血睾屏障还可防止高温、辐射及多种有害物质干扰精子发生和损害已形成的精子，并可保证精子发生的高度特殊化的微环境，为精子发生创造条件。
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