減數(shù)分裂
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減數(shù)分裂是指有性生殖的個體在形成生殖細(xì)胞過程中發(fā)生的一種特殊分裂方式，屬于一種過程較特殊
的有絲分裂。不同于有絲分裂和無絲分裂，減數(shù)分裂最終生成的生殖細(xì)胞中染色體數(shù)目減半。減數(shù)分裂是進(jìn)行有性生殖的生物，在產(chǎn)生成熟生殖細(xì)胞時進(jìn)行的染色體數(shù)目減半的細(xì)胞分裂。在減數(shù)分裂過程中，染色體只復(fù)制一次，而細(xì)胞分裂兩次。減數(shù)分裂的結(jié)果是，成熟生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目比原始生殖細(xì)胞的減少一半。減數(shù)分裂（Meiosis） 范圍是進(jìn)行有性生殖的生物；時期是從原始生殖細(xì)胞發(fā)展到成熟生殖細(xì)胞；特點是DNA復(fù)制一次，而細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，形成單倍體的精子和卵子，通過受精作用又恢復(fù)二倍體，減數(shù)分裂過程中同源染色體間發(fā)生交換，使配子的遺傳多樣化，增加了后代的適應(yīng)性，因此減數(shù)分裂不僅是保證生物種染色體數(shù)目穩(wěn)定的機(jī)制，同且也是物種適應(yīng)環(huán)境變化不斷進(jìn)化的機(jī)制?！ ?/p>
目錄 |
主要類型
減數(shù)分裂可分為三種主要類型：
配子減數(shù)分裂
配子減數(shù)分裂（gametic meiosis），也叫終端減數(shù)分裂(terminal meiosis)，其特點是減數(shù)分裂和配子的發(fā)生緊密聯(lián)系在一起。在雄性脊椎動物中，一個精原細(xì)胞變?yōu)?a href="/w/%E5%88%9D%E7%BA%A7%E7%B2%BE%E6%AF%8D%E7%BB%86%E8%83%9E" title="初級精母細(xì)胞">初級精母細(xì)胞后減數(shù)分裂為2個次級精母細(xì)胞，2個次級精母細(xì)胞又一次進(jìn)行減數(shù)分裂，總共形成4個精細(xì)胞。精細(xì)胞在經(jīng)過一系列的變態(tài)發(fā)育，形成成熟的精子。在雌性脊椎動物中，一個卵母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成2個次級卵細(xì)胞再分裂形成一個卵細(xì)胞和三個個極體。
孢子減數(shù)分裂
孢子減數(shù)分裂（sporic meiosis），也叫中間減數(shù)分裂(intermediate meiosis)，（居間減數(shù)分裂）見于植物和某些藻類。其特點是減數(shù)分裂和配子發(fā)生沒有直接的關(guān)系，減數(shù)分裂的結(jié)果是形成單倍體的配子體（小孢子和大孢子）。小孢子再經(jīng)過兩次有絲分裂形成包含一個營養(yǎng)核和兩個雄配子（精子）的成熟花粉（雄配子體），大孢子經(jīng)過三次有絲分裂形成胚囊（雌配子體），內(nèi)含一個卵核、兩個極核、3個反足細(xì)胞和兩個助細(xì)胞?！ ?/p>
合子減數(shù)分裂
合子減數(shù)分裂（zygotic meiosis），也叫初始減數(shù)分裂(initial meiosis),僅見于真菌和某些原核生物，減數(shù)分裂發(fā)生于合子形成之后，形成單倍體的孢子，孢子通過有絲分裂產(chǎn)生新的單倍體后代。此外某些生物還具有體細(xì)胞減數(shù)分裂（somatic meiosis）現(xiàn)象，如在蚊子幼蟲的腸道中，有一些由核內(nèi)有絲分裂形成的多倍體細(xì)胞（可高達(dá)32X），在蛹期又通過減數(shù)分裂降低了染色體倍性，增加了細(xì)胞數(shù)目。減數(shù)分裂由緊密連接的兩次分裂構(gòu)成。通常減數(shù)分裂I分離的是同源染色體，所以稱為異型分裂（heterotypic division）或減數(shù)分裂（reductional division）。減數(shù)分裂II分離的是姊妹染色體，類似于有絲分裂，所以稱為同型分裂（homotypic division）或均等分裂（equational division）。和有絲分裂一樣為了描述方便將減數(shù)分裂分為幾個主期和幾個亞期?！ ?/p>
減數(shù)分裂過程
注：減數(shù)分裂可以分為兩個階段，其中第一階段簡稱減一，第二階段簡稱減二。在高中知識范圍內(nèi)，減一的末期和減二的前期可以看作同一個時期，我們一般將其稱為減一的末期。（減一末期與減二前期間有間期但很短可以忽略）
1.細(xì)胞間期，進(jìn)行染色體和DNA的復(fù)制，數(shù)目分別變?yōu)橐话慵?xì)胞的兩倍。
3.減一中期.同源染色體著絲點對稱排列在赤道板上(或同源染色體排列在赤道板兩端)。
4.減一后期,同源染色體分離,非同源染色體自由組合，移向細(xì)胞兩極。
5.減一末期細(xì)胞一分為二,形成次級精母細(xì)胞或形成極體和次級卵母細(xì)胞。
6.減二前期次級精母細(xì)胞中原來分散的染色體進(jìn)行著兩兩配對。
7.減二中期染色體著絲點排在赤道板上。
8.減二后期染色體著絲點分離,染色體移向兩極。
9.減二末期,細(xì)胞一分為二,精原細(xì)胞形成精細(xì)胞，卵原細(xì)胞形成卵細(xì)胞和極體。
減數(shù)第一次分裂
細(xì)胞間期
進(jìn)行染色體和DNA的復(fù)制，染色體數(shù)目不變，DNA變?yōu)樵?xì)胞兩倍。
前期
根據(jù)染色體的形態(tài)，可分為5個階段：〖細(xì)線期〗細(xì)胞核內(nèi)出現(xiàn)細(xì)長、線狀染色體，細(xì)胞核和核仁體積增大。每條染色體含有兩條姐妹染色單體?！?a href="/w/%E5%81%B6%E7%BA%BF%E6%9C%9F" title="偶線期">偶線期〗又稱配對期。細(xì)胞內(nèi)的同源染色體兩兩側(cè)面緊密相進(jìn)行配對，這一現(xiàn)象稱作聯(lián)會。由于配對的一對同源染色體中有4條染色單體，稱四分體。〖粗線期〗染色體連續(xù)縮短變粗，同時,四分體中的非姐妹染色單體之間發(fā)生了DNA的片斷交換，從而導(dǎo)致了父母基因的互換，產(chǎn)生了基因重組，但每個染色單體上仍都具有完全相同的基因?！?a href="/w/%E5%8F%8C%E7%BA%BF%E6%9C%9F" title="雙線期">雙線期〗發(fā)生交叉的染色單體開始分開。由于交叉常常不止發(fā)生在一個位點，因此，染色體呈現(xiàn)V、X、8、O等各種形狀?！?a href="/w/%E7%BB%88%E5%8F%98%E6%9C%9F" title="終變期">終變期〗(又叫濃縮期）染色體變成緊密凝集狀態(tài)并向核的周圍靠近。以后，核膜、核仁消失，最后形成紡錘體。
中期
各成對的同源染色體雙雙移向細(xì)胞中央的赤道板，著絲點成對排列在赤道板兩側(cè)，細(xì)胞質(zhì)中形成紡錘體。
后期
由紡錘絲的牽引，使成對的同源染色體各自發(fā)生分離，并分別移向兩極。
末期
到達(dá)兩極的同源染色體又聚集起來，重現(xiàn)核膜、核仁，然后細(xì)胞分裂為兩個子細(xì)胞。這兩個子細(xì)胞的染色體數(shù)目，只有原來的一半。重新生成的細(xì)胞緊接著發(fā)生第二次分裂。注：1.染色體復(fù)制是在的第一次分裂間期進(jìn)行的，一旦復(fù)制完成，精原細(xì)胞就稱作初級精母細(xì)胞。2.一個初級精母細(xì)胞經(jīng)過第一次減數(shù)分裂成為兩個次級精母細(xì)胞，一個初級卵母細(xì)胞經(jīng)過第一次減數(shù)分裂成為一個次級卵母細(xì)胞和一個極體。3.減數(shù)第一次分裂的目的是實現(xiàn)同源染色體的分離，染色體數(shù)目減半。DNA分子數(shù)目減半。（相對于復(fù)制后而言）
減數(shù)第二次分裂
減數(shù)第二次分裂與減數(shù)第一次分裂緊接，也可能出現(xiàn)短暫停頓。染色體不再復(fù)制。每條染色體的著絲點分裂，姐妹染色單體分開，分別移向細(xì)胞的兩極，有時還伴隨細(xì)胞的變形。
前期
染色體首先是散亂地分布于細(xì)胞之中。而后再次聚集，核膜、核仁再次消失，再次形成紡錘體。
中期
染色體的著絲點排列到細(xì)胞中央赤道板上。注意此時已經(jīng)不存在同源染色體了。
后期
每條染色體的著絲點分離，兩條姊妹染色單體也隨之分開，成為兩條染色體。在紡錘絲的牽引下，這兩條染色體分別移向細(xì)胞的兩極。
末期
重現(xiàn)核膜、核仁，到達(dá)兩極的染色體，分別進(jìn)入兩個子細(xì)胞。兩個子細(xì)胞的染色體數(shù)目與初級精母細(xì)胞相比減少了一半。至此，第二次分裂結(jié)束。注：1.第二次減數(shù)分裂的目的是著絲點分裂，實現(xiàn)染色單體分離。分裂結(jié)果是染色體數(shù)目不變，DNA分子數(shù)目減半。2.兩個次級精母細(xì)胞經(jīng)過第二次減數(shù)分裂成為四個精細(xì)胞，精細(xì)胞必須再經(jīng)歷一系列復(fù)雜的形態(tài)變化才成為精子。結(jié)果是一個精原細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂和一系列的形態(tài)發(fā)育并最終成為四個精子。3.一個次級卵母細(xì)胞經(jīng)過第二次減數(shù)分裂成為一個卵細(xì)胞和一個極體；第一次分裂產(chǎn)生的一個極體再分為兩個極體。不久，三個極體都會退化消失。結(jié)果是一個卵原細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂最終只成為一個卵細(xì)胞?！ ?/p>
減數(shù)分裂的遺傳學(xué)意義
1.保證了有性生殖生物個體世代之間染色體數(shù)目的穩(wěn)定性通過減數(shù)分裂導(dǎo)致了性細(xì)胞（配子）的染色體數(shù)目減半，即由體細(xì)胞的2n條染色體變?yōu)閚條染色體的雌雄配子，再經(jīng)過兩性配子結(jié)合，合子的染色體數(shù)目又重新恢復(fù)到親本的2n水平，使有性生殖的后代始終保持親本固有的染色體數(shù)目，保證了遺傳物質(zhì)的相對穩(wěn)定。
2.為有性生殖過程中創(chuàng)造變異提供了遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)：
（1）通過非同源染色體的隨機(jī)組合;各對非同源染色體之間以自由組合進(jìn)入配子，形成的配子可產(chǎn)生多種多樣的遺傳組合，雌雄配子結(jié)合后就可出現(xiàn)多種多樣的變異個體，使物種得以繁衍和進(jìn)化，為人工選擇提供豐富的材料。
（2）通過非姐妹染色單體片段的交換：在減數(shù)分裂的粗線期，由于非姐妹染色單體上對應(yīng)片段可能發(fā)生交換，使同源染色體上的遺傳物質(zhì)發(fā)生重組，形成不同于親代的遺傳變異。減數(shù)分裂;減數(shù)第一次分裂;(1)前期; 4N 2N 4N(2)中期; 4N 2N 4N(3)后期; 4N 2N 4N(4)末期; 2N N 2N減數(shù)第二次分裂;(1)前期; 2N N 2N(2)中期; 2N N 2N(3)后期; 2N 2N 0(4)末期; N N 0。｛順序依次為DNA分子數(shù) 染色體 染色單體｝
減數(shù)分裂的生物學(xué)意義
由于減數(shù)分裂，使每種生物代代都能夠保持二倍體的染色體數(shù)目。在減數(shù)分裂過程中非同源染色體重新組合，同源染色體間發(fā)生部分交換，結(jié)果使配子的遺傳基礎(chǔ)多樣化，使后代對環(huán)境條件的變化有更大的適應(yīng)性。
1.保證了有性生殖生物個體世代之間染色體數(shù)目的穩(wěn)定性通過減數(shù)分裂導(dǎo)致了性細(xì)胞（配子）的染色體數(shù)目減半，即由體細(xì)胞的2n條染色體變?yōu)閚條染色體的雌雄配子，再經(jīng)過兩性配子結(jié)合，合子的染色體數(shù)目又重新恢復(fù)到親本的2n水平，使有性生殖的后代始終保持親本固有的染色體數(shù)目，保證了遺傳物質(zhì)的相對穩(wěn)定。
2.為有性生殖過程中創(chuàng)造變異提供了遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)：
（1）通過非同源染色體的隨機(jī)組合;各對非同源染色體之間以自由組合進(jìn)入配子，形成的配子可產(chǎn)生多種多樣的遺傳組合，雌雄配子結(jié)合后就可出現(xiàn)多種多樣的變異個體，使物種得以繁衍和進(jìn)化，為人工選擇提供豐富的材料。
（2）通過非姐妹染色單體片段的交換：在減數(shù)分裂的粗線期，由于非姐妹染色單體上對應(yīng)片段可能發(fā)生交換，使同源染色體上的遺傳物質(zhì)發(fā)生重組，形成不同于親代的遺傳變異。減數(shù)分裂;減數(shù)第一次分裂;(1)前期; 4N 2N 4N(經(jīng)過間期復(fù)制后）(2)中期; 4N 2N 4N(3)后期; 4N 2N 4N(4)末期; 2N N 2N減數(shù)第二次分裂;(1)前期; 2N N 2N(2)中期; 2N N 2N(3)后期; 4N 2N 4N(4)末期; 2N N 2N減數(shù)第二次分裂;(1)前期; 2N N 2N(2)中期; 2N N 2N(3)后期; 2N 2N 0(4)末期; N N 0｛順序依次為DNA分子數(shù) 染色體 染色單體｝
和有絲分裂的區(qū)別
1 減數(shù)分裂過程中細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，而有絲分裂過程中細(xì)胞只分裂一次；
2 減數(shù)分裂的結(jié)果是染色體數(shù)目減半，而有絲分裂的結(jié)果是染色體數(shù)目不變；
3 減數(shù)分裂后，一個細(xì)胞形成四個含有不同遺傳物質(zhì)組合的子細(xì)胞，而有絲分裂后，一個細(xì)胞只形成兩個遺傳物質(zhì)相同的子細(xì)胞；
4 減數(shù)分裂過程中有其特有的同源染色體配對和同源非姐妹染色單體間的局部交換，而有絲分裂沒有
如何辨別有絲分裂和減數(shù)分裂
1 看染色體的數(shù)目：單數(shù)的話一定是減數(shù)分裂.
2 看有無同源染色體：沒有的話一定是減數(shù)分裂 .
3 若出現(xiàn)四分體，同源染色體分別排列在赤道板兩側(cè)就一定是減數(shù)分裂.
4 沒有以上情況出現(xiàn)就是有絲分裂.
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