减数分裂阶段

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定义：减数分裂

减数分裂是一个单细胞分裂两次产生四个子细胞的过程。这些子细胞是单倍体细胞，其染色体（DNA）数量是亲本细胞的一半。减数分裂产生配子或生殖细胞（卵细胞-女性和精子-男性）。开花植物表现出减数分裂。花的子房在减数分裂过程中产生大孢子细胞。在雄蕊中，它产生小孢子细胞。

减数分裂 I 和减数分裂 II 是完成减数分裂过程的两个阶段。减数分裂 I 完成时，初始细胞分裂成两个细胞。两个细胞中都存在DNA，但并不完整。每个细胞中原始DNA被复制两次。在减数分裂 II 期间，这两个完整的细胞将进一步分裂成四个半细胞配子。每个配子中原始DNA的一半被复制一次。

减数分裂阶段

两次减数分裂各有四个步骤：前期、中期、后期和末期。在减数分裂开始之前，细胞会经历一个称为间期的生长阶段，包括 G1、S 和 G2 阶段。

• G1（间隙）期 - 细胞质量增加以准备细胞分裂的阶段。

• S（合成）期 - DNA 合成发生在这个阶段。

• G2 期 - DNA 合成后但减数分裂前期开始之前的阶段。在此期间，细胞继续长大并合成蛋白质。

在这个阶段，细胞的复制染色体仍然以染色质的形式存在，并被核膜包围。间期结束，细胞进入减数分裂 I 前期阶段。

减数分裂 I

前期 I

在前期 I 中，染色体开始凝缩并移动到细胞中心。在这个阶段，核膜崩解。

前期 I 包含五个亚阶段：细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期。

细线期

• 在这个阶段可以看到细小的染色质纤维线。

• 核膜完整，中心粒位于一极。

• 染色质纤维开始凝缩，形成串珠状结构。

• 纤维的一端与核膜相连，其他膜结构保持不变。

偶线期

• 核膜保持不变。

• 联会开始，同源染色体配对。

• 凝缩继续发生。

• 在这个阶段形成的染色体对称为二价体。这些染色单体垂直分裂形成四分体/二价体，并通过联会复合体连接在一起。

粗线期

• 核膜完整，中心粒位于其原始位置。

• 每条染色体的两个姐妹染色单体彼此分离。

• 在粗线期，非姐妹染色单体之间发生局部DNA断裂，然后是它们之间的DNA转移，称为交叉，从而产生交叉。

双线期

• 在这个阶段，联会复合体崩解，重组的同源染色体开始彼此分离。

• 这标志着端化作用的开始，其中交叉移动到染色单体的末端。

终变期

• 核膜破裂，中心粒分离，染色体完成凝缩。

• 与染色体结合的纺锤丝变得明显，为同源染色体的分离做准备。

• 然后细胞准备好进入中期 I。

中期 I - 同源染色体在细胞中心/中期板排列。发现从中心粒（现在正在向细胞的两极移动并开始将染色体拉向两极）延伸出的减数分裂纺锤体。

后期 I - 同源染色体对分离并朝向其对极移动。姐妹染色单体继续作为单个完全复制的染色体存在。分离，即同源染色体的分离，有助于将DNA平均分配到两个细胞中。

末期 I - 在末期 I 中，核膜重新出现，纺锤丝分解，然后是胞质分裂 I。

胞质分裂 I - 在胞质分裂过程中形成两个子细胞，这是动物和植物细胞中细胞壁的挤压或形成，产生两个新细胞。

减数分裂 II

前期 II - 前期 II 标志着减数分裂 II 的开始，减数分裂 I 期间形成了 2 个子细胞。染色体凝缩，中心体复制，并向两极移动，因为核膜开始降解。

中期 II - 染色体排列在中期板，每个着丝粒的两个动粒都与来自两极的纺锤丝微管相连。

后期 II - 由于微管缩短，每条染色体的姐妹染色单体分离并向相反方向移动。

末期 II - 在末期 II 中，到达对极的染色体解旋，核膜形成。

然后是胞质分裂 II，产生四个细胞的四分体，或四个单倍体子细胞。

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减数分裂的重要性

• 它使有性生殖生物体中的染色体数量保持恒定。二倍体细胞产生单倍体配子，这些配子在受精过程中结合形成二倍体细胞。

• 减数分裂产生配子或生殖细胞，这是有性生殖所必需的。

• 在重组过程中，它产生遗传变异并纠正一些遗传缺陷。

• 减数分裂是一种细胞分裂，其中遗传物质交叉以在发育中的子细胞中产生新的组合。

• 减数分裂细胞分裂异常会导致基因突变。自然选择使有利的突变得以延续。

结论

减数分裂是一个单细胞分裂两次产生四个子细胞的过程，每个子细胞的遗传物质是原始细胞的一半。减数分裂产生配子或生殖细胞，这是有性生殖的基本组成部分。减数分裂分为两个阶段：减数分裂 I 和减数分裂 II，然后进一步细分为前期、中期、后期、末期和胞质分裂。

常见问题

Q1. 什么是联会复合体 (SC)？

答：在减数分裂前期，SC，一种高度有序的蛋白质结构，在排列的同源染色体连接处形成，有助于稳定同源配对以及交叉的形成。

Q2. 什么是间期？

答：一些物种的细胞在减数分裂 I 和 II 之间经历一个称为间期或间期 II 的松弛阶段，在此期间不发生 DNA 复制，细胞正准备开始第二次减数分裂。

Q3. 减数分裂中遗传重组发生在何时？

答：遗传重组发生在减数分裂 I 前期的粗线期，信息从亲本传递给子代。

Q4. 有丝分裂和减数分裂涉及哪些类型的细胞？

答：通过无性生殖形成体细胞或体细胞，而通过减数分裂和有性生殖形成生殖细胞或能够产生配子的细胞。

Q5. 什么是动粒？

答：染色体（每个染色单体）连接的着丝粒上的蛋白质斑块称为动粒。它牢固地抓住着丝粒，并通过附着在纺锤丝上帮助细胞分裂期间染色体的移动。