词条 | 减数分裂 |
类别 | 中文百科知识 |
释义 | 减数分裂jianshufenlie有性生殖的生物在生殖细胞形成前的某个时期进行的一种特殊方式的有丝分裂,其二倍体原始生殖细胞内染色体复制一次之后,细胞连续分裂两次,使生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞减少一半。可划分为前减数分裂期、减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ三个时期。前减数分裂期是指原始生殖细胞(如精原细胞或卵原细胞)进入减数分裂之前的间期,也分为G1期、S期和G2期。前减数分裂期的S期持续时间长于有丝分裂间期的S期,但只合成全部染色体DNA的99.7%,其余的DNA在偶线期合成。G2期是原始生殖细胞由有丝分裂向减数分裂发展的转变时期,也是原始生殖细胞由非同步性有丝分裂转变为同步性减数分裂的时期。减数分裂1是原始生殖细胞经过同源染色体分离实现染色体数目减半的过程。可划分为前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ和末期Ⅰ。前期Ⅰ持续时间长,结构变化复杂,通常又细分为细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期。细线期染色质凝缩成的染色体呈带有若干染色粒的细线状,两条染色单体结合紧密。偶线期同源染色体进行配对,配对是靠两条同源染色体之间沿长轴形成联会复合体实现的,同源染色体的配对使细胞中染色体由2n条单价体变成n条二价体。此外,大约0.3%的DNA在偶线期合成,这部分DNA与同源染色体的精确配对有关。粗线期同源染色体配对完成,并进一步缩短变粗。每个二价体中的两条同源染色体紧密结合,共含有4条染色单体,故亦称四分体。在此期间,四分体中非姊妹染色单体间发生局部交换,并发生DNA修复合成,用于修复由于交换产生的染色单体断口。双线期联合复合体解体,配对的两条同源染色体开始分离,只靠一些交叉点联系在一起,交叉是同源染色体的非姊妹染色单体间发生交换的表现。交叉随着时间推移向末端移动。终变期的染色体高度凝缩,交叉数目减少,只在同源染色体端部保留。此时核膜开始解体,核仁开始消失。进入中期Ⅰ之前有一个过渡性的前中期Ⅰ,其染色体高度凝缩,在染色体丝牵引下向赤道面汇集。中期Ⅰ时染色体端部排列在赤道面上,同源染色体的着丝粒分居赤道面两侧。后期Ⅰ二价体的两个同源染色体分离,分别移向两极,每极的染色体数比母细胞减少一半。有的生物没有末期Ⅰ,由后期Ⅰ直接进入前期Ⅱ或中期Ⅱ。有的生物在末期Ⅰ核膜重新出现,核仁再现,染色体展长但仍保持一定形态,随之进行胞质分裂形成两个子细胞,或者直接进入减数分裂Ⅱ。在减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ之间有一个很短的间期,但不进行DNA复制。减数分裂Ⅱ类似有丝分裂。在此过程中,每个染色体的两条染色单体分开,分别移向两极,核膜重新形成,染色体复原成染色质,核仁重现。随之进行细胞质分裂。减数分裂完成后,由一个二倍体原始生殖细胞产生出四个单倍体生殖细胞。减数分裂产生的单倍体性细胞,受精后又产生二倍体合子,从而保持物种的遗传性。同源染色体交换和非同源染色体重组导致配子的多样化,使后代产生变异和具有强大生活力。 减数分裂meiosis染色体数目减半的特殊有丝分裂过程。发生在有性生殖细胞成熟过程中,故亦称成熟分裂。不同生物类群出现减数分裂的时期不同,可分3种类型:❶合子减数分裂(始端减数分裂),发生在受精卵开始卵裂时,形成具有单倍体的生物体,如紫菜; 减数分裂示意图 减数分裂前间期 从有丝分裂进入减数分裂的准备阶段,也分为G1期、S期和G2期。此期特点是S期较长,能合成全部染色体DNA的99.7%,其余的0.3%在偶线期内合成(以麝香百合为例)。 减数分裂Ⅰ 前期Ⅰ 减数分裂特有过程一般发生在此期。时间特别长。 ❶细线期,核体积增大,核仁也较大,染色体呈细线状,局部可见念珠状的染色粒,可能是染色线紧密围绕而成。每一染色体有两条染色单体构成,因其很细,故看不出结构的双重性。 ❷偶线期,亦称合线期,此时发生同源染色体纵向锁合的配对过程,称联会。联会一般从染色体靠近核膜的一端或在其全长的若干位点上开始,象拉链一样沿着整条染色体进行,最后达到完全配对。染色体配对靠联会丝复合体实现,其微细结构在各种动植物大体相同。电镜下,可见联会丝复合体由三股平行的线状结构组成,两侧是平行的电子致密度高的侧生组分,两者之间是电子致密度低、显得明亮的中间区,中央是一纤细的中央组分。联会丝复合体的末端与核膜相连,侧生组分的外侧纤维与染色体的基本纤维紧接。宽度在不同物种间差别很大,但在一个物种中却相对稳定。侧生组分宽约40nm,中间区约100nm,中央组分宽约30nm。侧生组分富含精氨酸的蛋白质、核糖核酸及脱氧核糖核酸的敏感成分; 中央组分主要是非组蛋白,近来发现其中含有肌蛋白,可能有使染色体靠近、保持密切配对的作用。 双线期时,联会丝复合体的两条侧生组分分开,只在一些短的片段上保持相连,这可能是交叉位置的标志。联会丝复合体在早双线期开始消失,其解体过程可从中段或末端、中央组分或侧生组分处开始,以后整体消失。联会丝复合体形成开始于偶线期,完成于粗线期,消失于双线期。它的形成标志着同源染色体联会的结束,它的解体则引起同源染色体的分离。联会是减数分裂中最主要的事件,对其研究已有一定进展。 配对后的染色体称二价体。同源染色体配对结果,细胞中染色体由2N条单价体变成N条二价体。 ❸粗线期,联会完成后的染色体明显缩短变粗,由于两条同源染色体结合很紧密,所以不易区分。每一配对的同源染色体含有四条染色单体,称四分体。玉米粗线期的每个二价体,可明显看到着丝点、染色粒、异染色质区和核仁组织者区,因此可作染色体的组型分析。此期内同源染色体的非姐妹染色体间发生局部交换。 ❹双线期,联会的两条同源染色体开始分离,但在许多交叉点上仍保持相连。一般认为交叉发生在同源染色体的非姐妹染色单体间,是交换的结果。植物的双线期比细线期、偶线期和粗线期都短得多; 在人和其他许多动物,双线期停留时间非常长,如5个月龄人胚的卵母细胞已达到双线期,一直停留到排卵时止。部分脊椎动物如鱼类、两栖类、爬行类和鸟类的卵母细胞和一些昆虫的精母细胞,双线期的二价染色体解螺旋而成似灯刷的构型,特称灯刷染色体。 ❺终变期(浓缩期),染色体进一步螺旋化,变得更粗而短,并向核的四周移动,较均匀地分散于核内,这是观察染色体组型的适宜时期。此时,核仁开始消失,四分体明显并向赤道移动。 中期Ⅰ 核膜和核仁完全消失,二价染色体排列在赤道面上,两条同源染色体通过牵引丝各自与两极相连。 后期Ⅰ 二价体的两条同源染色体随机地分别向两极移动,每极只得到N条染色体,经过减数分裂Ⅰ后,染色体数由2N减为N。 末期Ⅰ 与有丝分裂末期相同,移向两极的染色体逐渐解旋变成细丝状,核膜和核仁重新形成,同时细胞质也分裂。许多植物在减数分裂Ⅰ只发生核分裂,而细胞质分裂要到减数分裂Ⅱ的末期进行,使四个核同时分开。 间期 历时很短,有些生物甚至缺少间期,由末期Ⅰ直接转入前期Ⅱ。 减数分裂Ⅱ 在两个新形成的子细胞中同时进行,其过程与普通有丝分裂基本相同。前期Ⅱ时间较短;中期Ⅱ时,染色体又整齐排列于赤道面上;后期Ⅱ时,两条染色单体分别由纺锤丝牵引移向两级;末期Ⅱ时,移向两极的染色体又逐渐解旋,核膜和核仁重新形成,经过胞质分裂,减数分裂过程结束。 个体进行有性繁殖时,如果只靠有丝分裂形成配子,则其配子仍与体细胞一样具有双份遗传物质。每一代的精卵结合后,新个体细胞内的遗传物质含量必将逐代倍增,以致成为生物进化过程中无用且有害的负担。减数分裂使染色体数目减半就可防止因受精而出现染色体数目加倍,从而使亲代和子代之间的染色体数目保持恒定,为后代的正常发育和性状遗传提供物质基础,保证物种的相对稳定性。减数分裂还通过非同源染色体的重新组合,同源染色体间部分交换,丰富了生物的遗传变异,使配子的遗传基础多样化,为生物的变异及其对外界环境的适应性创造条件。 减数分裂细胞分裂方式之一。染色体一次复制,紧接着的两次核分裂,生成的细胞染色体数减半,故名。可分为细线期、偶线期、粗线期、双线期和浓缩期5个时期。细线期:染色体呈细线状,全部以一端或两端与核膜连接,形成所谓的花束期。每条染色体实际上已分裂为两个染色单体。DNA复制发生在细线期前,但染色体的双重性要到粗线期才能看得清楚。偶线期:同源染色体联会,从染色体的某些部分开始而逐渐遍及整个染色体。此过程中出现联会丝复合体。联会结束时,出现相当于染色体数 一半的二价体。粗线期:除着丝粒相联外,染色体分开染色单体显然可见,出现n个由4个染色单体构成的四联体。并在其某些位置上,非姊妹单体间发生交换。双线期:除发生过交换的位置外,每一个四联体中由一个着丝粒所带着的两个染色单体与另一对染色单体相互分开,由于这一染色体运动,交叉点逐渐移向染色体的两端,称之为交叉端化。浓缩期:染色体进一步螺旋化而变为粗短,四联体分散在核膜附近,端化完成,核仁消失。第一次核分裂前核膜消失,四联体分布在赤道板上,两个着丝粒指向两极。两个着丝粒的进一步趋向两极使四联体分作两个二联体,第一次核分裂的结果产生两个初级精母细胞,每一个细胞包含n个二联体,它们为重新出现的核膜所包围。第二次核分裂在简短的间期后开始,核膜再度消失,二联体分布在赤道板上,接着着丝粒分裂,这样就使每 一个二联体的两个染色单体分开,分别进入两个子细胞中。通过两次核分裂和细胞分裂,形成暂时联在一起的4个单倍体细胞(即四分子)。 减数分裂meiosis又称成熟分裂。导致生殖细胞中染色体数目减半的细胞分裂方式。真核细胞分裂形式之一。为有丝分裂的一种特殊方式。由减数分裂Ⅰ和Ⅱ两次分裂组成。其特殊过程主要在减数分裂Ⅰ的前期,此期可细分为细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期5个不同的时期。两次分裂间有一短暂的间期,在此期间不进行DNA合成,不发生染色体复制。由于细胞核分裂两次,而染色体只复制一次,经分裂后染色体由二倍体变成单倍体。受精后又恢复为二倍体,这样使生物子代保持与亲本相同的二倍体染色体数目。在分裂过程中,非同源染色体重新组合,同源染色体间发生部分交换,使后代遗传基础多样化,对环境条件变化有更大适应性。 减数分裂染色体数目减半的特殊有丝分裂过程,也称成熟分裂。减数分裂时染色体进行1次复制和连续2次分裂,减色体数目减半。分合子减数分裂、孢子减数分裂和配子减数分裂3种类型。减数分裂可分为细线期、偶线期、粗线期、双线期和浓缩期5个时期。经过2次分裂,可形成4个单倍体细胞。 |
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