❶ 減數分裂的全過程,盡量詳細
(1)概念:
減數分裂(meiosis)是進行有性生殖的生物在形成生殖細胞(配子)的過程中所特有的細胞分裂方式。在減數分裂過程中,染色體只復制一次,而細胞連續分裂兩次,新產生的生殖細胞中的染色體數目比體細胞減少一半。
(2)過程(分為減數第一次分裂和減數第二次分裂):
① 減數第一次分裂(精原細胞→初級精母細胞→次級精母細胞:2n→2n→n)
分裂間期:染色體復制(包括DNA復制和蛋白質合成)。復制後每條染色體都含有2條姐妹染色單體。
前期I:可能發生部分交換,染色體顯現,同源染色體兩兩配對,形成四分體。出現紡錘體,核仁消失,核膜解體。
中期I:同源染色體成對排列到赤道板位置上(聯會),每條染色體的著絲粒與紡錘絲相連。
後期I:紡錘絲牽引,同源染色體分別移向細胞兩極。每條染色體的2條染色單體不分離。
②減數第二次分裂(初級精母細胞→次級精母細胞:n→n)
有些細胞在減數第一次分裂後直接進行減數第二次分裂;有些細胞在減數第一次分裂後經歷短暫的間期(不進行染色體復制)後,再進行減數第二次分裂。
(3)比較減數分裂和有絲分裂
① 有絲分裂是體細胞的分裂方式,而減數分裂僅發生於生殖細胞中。
② 有絲分裂是DNA復制1次,細胞分裂1次,染色體數由2n→2n,DNA量由4C減為2C;減數分裂是DNA復制1次,細胞分裂2次,DNA量由4C變為1C,染色體數目由2n→n,每一個子細胞核的染色體數目減半。
③ 有絲分裂之前,在S期進行DNA合成,然後經過G期進入有絲分裂期;減數分裂前DNA合成時間較長,特稱為減數分裂前DNA合成,合成後立即進入減數分裂,G期很短或沒有。
④ 有絲分裂時每個染色體獨立活動;減數分裂中染色體要發生配對、聯會、交叉和交換等變化。
⑤ 有絲分裂進行的時間短,一般為1—2h。減數分裂進行的時間長,例如人的雄配子的減數分裂需24h,雌配子的減數分裂甚至可長達數年。
⑥ 減數分裂與有絲分裂比較表
(4)減數分裂的重要特徵:
① 染色體數減半 有絲分裂中,DNA復制一次,細胞分裂一次。開始DNA含量為2a,S期進入M 期時,變為4a,分裂完成後,產生兩個子細胞又成為2a。而在減數分裂中,DNA復制一次,細胞卻連續分裂兩次。也就是說,DNA從2a→4a→2a→a。
② 同源染色體配對 在減數分裂的第一次分裂中,來自父方與來自母方形態、結構相同的染色體配對。配對時,兩條染色體的側面緊緊相貼,由於每個染色體上含有兩個單體,一對同源染色體有四個單體,稱為四分體。
③ 基因重組 在染色體配對時,相互緊貼在一起的同源染色體,發生交叉互換,其結果是,來自父方的一條姐妹染色單體上的一段染色體交換到來自母方的一條姐妹染色單體上去,當然也把相應的一段基因帶了過去,結果造成了基因重組。
2. 生殖細胞的形成
精子和卵細胞形成過程模式圖
(1)精子形成過程
① 哺乳動物的精子是在睾丸中形成的。
② 睾丸里部分精原細胞復製成為初級精母細胞(2n),初級精母細胞進行減數第一次分裂
Ⅰ 復制後的每條染色體都含有2條姐妹染色單體,由同一個著絲粒連接;
Ⅱ 分裂期開始後,分散在細胞中的同源染色體兩兩配對;
Ⅲ 隨後各對同源染色體排列在細胞的赤道板位置上;
Ⅳ 在紡錘絲的牽引下,配對的同源染色體彼此分離,分別移向細胞的兩極;
Ⅴ 伴隨細胞的分裂,一個初級精母細胞分裂成兩個次級精母細胞,每個次級精母細胞中的染色體數目只有初級精母細胞中染色體數目的一半。
③ 減數第二次分裂
Ⅰ 著絲點分裂,在紡錘絲的牽引下,每條染色體上的2條染色單體彼此分開,分別移向細胞的兩極,次級精母細胞出現染色體暫時加倍現象(n→2n);
Ⅱ 2個次級精母細胞分裂形成4個精細胞( n→n )。
Ⅲ 精細胞經過復雜的形態變化(分化),最終形成精子。
(2)卵細胞的形成過程
① 卵細胞在雌性動物的卵巢中形成(卵巢中分化產生卵原細胞 2n)
② 減數第一次分裂
③ 減數第二次分裂
初級卵母細胞經過減數第一次分裂和減數第二次分裂,形成卵細胞
初級卵母細胞經過減數第一次分裂後,形成1個次級卵母細胞和1個極體;隨後次級卵母細胞進行減數第二次分裂,形成1個卵細胞和1個極體,而原先的極體也分裂為2個極體;這3個極體不久會消失。1個初級卵母細胞經過減數分裂,只形成1個卵細胞。卵細胞中的染色體數目只有初級卵母細胞中染色體數目的一半。
3. 生物減數分裂的類型
不同生物進行減數分裂的類型並不完全相同,主要分為孢子減數分裂、配子減數分裂和合子減數分裂三類。
(1)孢子減數分裂(高等植物如綠色開花植物)
為中間減數分裂,見於植物和某些藻類。其特點是減數分裂和配子的發生沒有直接的關