减数分裂过程

减数分裂过程

注：减数分裂可以分为两个阶段，间期和分裂期，其中间期分为G1期、S期和G2期。分裂期又分为减数第一次分裂期(减一)，减数第二次分裂期(减二)。在高中知识范围内，减一的末期和减二的前期可以看作同一个时期，我们一般将其称为减一的末期。(减一末期与减二前期间有间期但很短可以忽略)

减数分裂过程

1.细胞分裂前的间期，进行DNA和染色体的复制，但染色体数目不变，复制后的每条染色体包含两条姐妹染色单体，DNA数目变为原细胞的两倍。

2．减一前期同源染色体联会.形成四分体(或“四联体”)，出现纺锤体，核仁核膜消失。同源染色体非姐妹染色单体可能会发生交叉互换。

3．减一中期.同源染色体着丝点对称排列在赤道板两端。(与动物细胞的有丝分裂大致相同，动物细胞有丝分裂为着丝点排列在赤道板上)

4．减一后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，移向细胞两极。

5．减一末期细胞一分为二，形成次级精母细胞或形成次级卵母细胞和第一极体。

减数分裂中几个规律性变化曲线图

6．减二前期次级精母细胞(次级卵母细胞)中染色体再次聚集，再次形成纺锤体。

7．减二中期染色体着丝点排在赤道板上。

8．减二后期染色体着丝点分离，染色体移向两极。

9．减二末期，细胞一分为二，次级精母细胞形成精细胞，次级卵母细胞形成卵细胞和第二极体。

减数第一次分裂

间期

可以分为三个阶段：G1期、S期、G2期。根据现代细胞生物学的研究，细胞分裂的间期分为三个阶段：第一间隙期，称为G1期；合成期，称为S期；第二间隙期，称为G2期。其中G1和G2期主要是合成有关蛋白质和RNA，S期则完成DNA 的复制。

G1期

G1期的特点：G1期是从上次细胞增殖周期完成以后开始的。G1期是一个生长期。在这一时期主要进行RNA和蛋白质的生物合成，并且为下阶段S期的DNA合成做准备。如合成各种与DNA复制有关的酶，线粒体、核糖体等都增多了，内质网在更新扩大，来自内质网的高尔基体、溶酶体等也增加了。动物细胞的2个中心粒也彼此分离并开始复制。也就是说为S期储备物质和能量。

S期

S期的特点：从G1期进入S期是细胞增殖的关键。S期最主要的特征是DNA的合成，DNA分子的复制就是在这个时期进行的。通常只要DNA的合成一开始，细胞增殖活动就会进行下去，直到分裂成两个子细胞。

G2期

G2期的特点：G2期又叫做“有丝分裂的准备期”因为它主要为后面的分裂期(M期)做准备。在G2期中，DNA的合成终止，但是还有RNA和蛋白质的合成，不过合成量逐渐减少。特别是微管蛋白的合成，为分裂期(M期)纺锤体微管的组装提供原料。在G2期中心粒完成复制而成2对中心粒。

前期

根据染色体的形态，可分为5个阶段：

〖细线期leptotene〗(凝集期)

细胞核内出现细长、线状染色体，细胞核和核仁体积增大。每条染色体含有两条姐妹染色单体。

〖偶线期zygotene〗(配对期)

细胞内的同源染色体两两侧面紧密相进行配对，这一现象称作联会。由于配对的一对同源染色体中有4条染色单体，称为四分体(或“四联体”)。

〖粗线期pachytene〗(重组期)

染色体连续缩短变粗，同时，四分体中的非姐妹染色单体之间发生了DNA的片断交换，从而导致了父母基因的互换，产生了基因重组，但每个染色单体上仍都具有完全相同的基因。

〖双线期diplotene〗(合成期)

发生交叉的染色单体开始分开。由于交叉常常不止发生在一个位点，因此，染色体呈现V、X、8、O等各种形状。

〖终变期diakinesis〗(再凝集期)

染色体变成紧密凝集状态并向核的周围靠近。以后，核膜、核仁消失，最后形成纺锤体。

中期

各成对的同源染色体双双移向细胞中央的赤道板，着丝点成对排列在赤道板两侧，细胞质中形成纺锤体。

减数分裂中后期

后期

由纺锤丝的牵引，使成对的同源染色体各自发生分离，并分别移向两极。

末期

到达两极的同源染色体又聚集起来，重现核膜、核仁，然后细胞分裂为两个子细胞。这两个子细胞的染色体数目，只有原来的一半。重新生成的细胞紧接着发生第二次分裂。

减数分裂末期

注意：

1．染色体复制是在第一次分裂间期进行的，一旦复制完成，精原细胞就称作初级精母细胞。

2．一个初级精母细胞经过第一次减数分裂成为两个次级精母细胞，一个初级卵母细胞经过第一次减数分裂成为一个次级卵母细胞和第一极体。

3．减数第一次分裂的目的是实现同源染色体的分离，染色体数目减半( 每对姐妹染色单体用着丝点粘合，只算一个染色体，单体数是染色体数的两倍)。DNA分子数目减半。(相对于复制后而言) 凡是进行有性生殖的动植物，在从原始生殖细胞(如动物的精原细胞或卵原细胞)发展到成熟的生殖细胞(精子或卵细胞)的过程中，都要进行减数分裂。减数分裂是细胞连续分裂两次，而染色体在整个分裂过程中只复制一次的细胞分裂方式。减数分裂的结果是，细胞中的染色体数目比原来的减少了一半。

下面结合动物的精子和卵细胞的形成过程，讲述减数分裂的基本过程。

精子的形成过程精子是在动物的精巢中形成的。精巢中生有精原细胞，每个精原细胞都含有与体细胞内数目相同的染色体。一部分精原细胞略微增大，染色体进行复制。这时候，精原细胞就成为初级精母细胞。初级精母细胞经过两次连续的细胞分裂，才成为成熟的精子。

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精子的形成过程(图解)

第一次分裂开始不久，初级精母细胞中的同源染色体两两配对(配对的两个染色体，形状和大小一般都相同，一个来自父方，一个来自母方，叫做同源染色体)。同源染色体两两配对，叫做联会。随后在光学显微镜下才可以清楚地看到，每个染色体都含有两个姐妹染色单体，但是这两个姐妹染色单体由一个着丝点连结着。这时候，每一对同源染色体就含有四个染色单体，这叫做四分体。

随后，各个四分体都排列在细胞的中央，各由着丝点附着在纺锤丝上。不久，由于附着在着丝点上的纺锤丝不断地收缩变短，四分体平分为二(即联会的同源染色体彼此分开)，各受所附着的纺锤丝的牵引，分别向细胞的两极移动。接着，细胞分裂开来，一个初级精母细胞分裂成为两个次级精母细胞。这样，次级精母细胞中染色体的数目只有原来的细胞－－初级精母细胞的一半(每个染色体仍含有两个姐妹染色单体，着丝点仍然是一个)。这是精子形成过程中第一次分裂，在这次细胞分裂的过程中，染色体的数目减少了一半

减数第一次分裂前期减数第一次分裂中期减数第一次分裂后期减数第一次分裂末期

这里要强调指出的是：联会的同源染色体彼此分离开来，说明染色体具有一定的独立性；同源的两个染色体各移向哪一极是随机的，这也就是说，不同对的染色体之间是自由组合的。精子和卵细胞的形成过程，都具有这样的特点。

第一次分裂以后，紧接着就进行第二次分裂。这时候，两个次级精母细胞中每个染色体的着丝点分裂为二，两个姐妹染色单体完全分开，各有一个着丝点。这样，两个姐妹染色体单体就成为两个染色体了。由于纺锤丝的牵动，这样的两个染色体分别向细胞的两极移动。接着，细胞分裂开来，两个次级精母细胞分裂成为四个细胞，这四个细胞就是精子细胞，它们只含有数目减少一半

精子细胞经过变形，形成精子。精子的头部含有细胞核，尾部很长，所以精子能够游动。

卵细胞的形成过程卵细胞的形成过程，与精子的形成过程基本相同，具体情况如下图所示。

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卵细胞的形成过程(图解)

卵细胞是在动物的卵巢中形成的。卵巢中生有卵原细胞。每个卵原细胞都含有与体细胞内数目相同的染色体。有的卵原细胞体积增大，染色体进行复制。这时候，卵原细胞就成为初级卵母细胞。第一次分裂开始不久，初级卵母细胞中的同源染色体进行联会。随后出现的四分体。接着，完成第一次分裂。分裂成的两个细胞，大小不等，大的叫做次级卵母细胞，小的叫做极体，它们都含有数目减半的染色体。细胞分裂间期

次级卵母细胞再经过一次分裂，形成一个大的细胞，这就是卵细胞，同时还形成一个小的细胞，这也叫做极体。原来的那个极体还可以分裂成两个极体，但是所有的极体以后都退化了。卵细胞只含有数目减少一半的染色体，也就是说，卵细胞中的染色体数目是初级卵母细胞的一半。

受精作用精子与卵细胞结合成为合子的过程，叫做受精作用。受精作用进行时，精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。精子头部穿进卵细胞以后，它的细胞核与卵细胞的细胞核结合在一起，因此在合子中，从精子来的染色体与从卵细胞来的染色体又会合在一起，其中一半来自精子(父方)，一半来自卵细胞(母方)。这样，合子中的染色体又恢复到体细胞的数目。可见，对于进行有性生殖的生物来说，减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定性，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的