减数分裂过程:
一、间期 有丝分裂细胞在进入减数分裂之前要经过一个较长的间期,称前减数分裂间期。前减数分裂期也可分为G1期、S期和G2期。和有丝分裂不同的是,DNA不仅在S期合成,而且也在前期合成一小部分。
二、分裂期
(一)、减数分裂
I
(1)前期I:减数分裂的特殊过程主要发生在前期
I,通常人为划分为5个时期:①细线期②合线期③粗线期④双线期⑤终变期
1)细线期: 染色体呈细线状,具有念珠状的染色粒。持续时间最长,占减数分裂周期的40%。细线期虽然染色体已经复制,但光镜下分辨不出两条染色单体。由于染色体细线交织在一起,偏向核的一方,所以又称为凝线期,在有些物种中表现为染色体细线一端在核膜的一侧集中,另一端放射状伸出,形似花束,称为花束期。
2)合线期:持续时间较长,占有丝分裂周期的20%。亦称偶线期,是同源染色体配对的时期,这种配对称为联会。这一时期同源染色体间形成联会复合体。在光镜下可以看到两条结合在一起的染色体,称为二价体。每一对同源染色体都经过复制,含四个染色单体,所以又称为四分体。
3)粗线期:持续时间长达数天,此时染色体变短,结合紧密,在光镜下只在局部可以区分同源染色体,这一时期同源染色体的非姊妹染色单体之间发生交换的时期。
4)双线期:染色体进一步变短变粗,联会复合体解体,同源染色体分开,交换部位形成交叉,且向两极移动,称为交叉端化。可看到4条染色单体。
5)终变期:染色体螺旋化程度更高,是观察染色体的良好时期。核仁此时开始消失,核被膜解体,但有的植物,如玉米,在终变期核仁仍然很显著。
(2)中期I:核仁消失,核膜解体,中期I的主要特点是染色体排列在赤道面上。每条同源染色体由一侧的纺锤丝牵引。
(3)后期I:在纺锤丝的牵引下,成对的同源染色体分离,移至两极。所以染色体数目减半。但每个子细胞的DNA含量仍为2C。同源染色体随机分向两极,使母本和父本染色体重所组合,产生基因组的变异。
(4)末期I:染色体到达两极后,解旋为细丝状、核膜重建、核仁形成,同时进行胞质分裂。
(5)减数分裂间期:在减数分裂I和II之间的间期很短,不进行DNA的合成,有些生物没有间期,而由末期I直接转为前期II。
(二)、减数分裂II
可分为前、中、后、末四个四期,与有丝分裂相似。
减数分裂与有丝分裂的区别
项目 有丝分裂 减数分裂
不同点 母细胞 体细胞 性原细胞
分裂次数 1次 2次
分裂过程 前期 染色体散乱分布在细胞中央,有同源染色体 第一次分裂:同源染色体联会,出现四分体,有交叉互换现象
第二次分裂:染色体散乱分布,无同源染色体
中期 染色体的着丝点有规律地排列在细胞中央,有同源染色体 第一次分裂:四分体排列在赤道板的两侧
第二次分裂:与有丝分裂相同,但无同源染色体
后期 染色体的着丝点分裂,姐妹染色单体分开,有同源染色体 第一次分裂:四分体分开,移向两极
第二次分裂:与有丝分裂相同,但无同源染色体
同源染色体行为 无同源染色体联会、无四分体,不出现同源染色体的分离和四分体内非姐妹染色单体的交叉互换 有同源染色体联会、有四分体,出现同源染色体的分离和四分体内非姐妹染色单体的交叉互换
子细胞
数目 2个 雄性:精子4个,雌性:卵细胞1个+极体3个
子细胞
类型 体细胞 成熟的生殖细胞(精子或卵细胞)
子细胞
染色体数 与亲代细胞相同 比亲代细胞减少一半
子细胞间
遗传物质 几乎相同 不一定相同
分裂间期
有丝分裂细胞在进入减数分裂之前要经过一个较长的间期,称前减数分裂间期(premeiotic interphase)或前减数分裂期(premeiosis)。
前减数分裂期也可分为G1期、S期和G2期,在G1期和S期把麝香百合的花粉每细胞在体外培养,则发现细胞进行有丝分裂,将G2晚期的细胞在体外培养则向减数分裂进行,说明G2期是有丝分裂向减数分裂转化的关键时期。
和有丝分裂不同的是,DNA不仅在S期合成,而且也在前期合成一小部分。
D. E. Wimber和
W. Prensky(1963)认为合线期-粗线期合成大约2%的DNA。
Y. Hotta等人(1966)在百合属(Lilium)和延龄草属(Trillium)中发现,粗线期合成大约0.3%的DNA。称为合线期DNA(zyg-DNA)或粗线期DNA(P-DNA)。这些DNA的合成可能与联会复合体的形成有关。
分裂期
一、减数分裂I
1.前期I
减数分裂的特殊过程主要发生在前期
I,通常人为划分为5个时期:①细线期(leptotene)、②合线期(zygotene)、③粗线期(pachytene)、④双线期(diplotene)、⑤终变期(diakinesis)。必须注意的是这5个阶段本身是连续的,它们之间并没有截然的界限。
1)细线期:
染色体呈细线状,具有念珠状的染色粒。持续时间最长,占减数分裂周期的40%。细线期虽然染色体已经复制,但光镜下分辨不出两条染色单体。由于染色体细线交织在一起,偏向核的一方,所以又称为凝线期(synizesis),在有些物种中表现为染色体细线一端在核膜的一侧集中,另一端放射状伸出,形似花束,称为花束期(bouquet stage)。
2)合线期:持续时间较长,占减数分裂周期的20%。亦称偶线期,是同源染色体配对的时期,这种配对称为联会(synapsis)。这一时期同源染色体间形成联会复合体(plex,SC)。在光镜下可以看到两条结合在一起的染色体,称为二价体(bivalent)。每一对同源染色体都经过复制,含四个染色单体,所以又称为四分体(tetrad)。
3)粗线期:持续时间长达数天,此时染色体变短,结合紧密,在光镜下只在局部可以区分同源染色体,这一时期同源染色体的非姊妹染色单体之间发生交换的时期。在果蝇粗线期SC上具有与SC宽度相近的电子致密球状小体,称为重组节,与DNA的重组有关。
4)双线期:联会的同源染色体相互排斥、开始分离,但在交叉点(chiasma)上还保持着联系。双线期染色体进一步缩短,在电镜下已看不到联会复合体。
交叉的数目和位置在每个二价体上并非是固定的,而随着时间推移,向端部移动,这种移动现象称为端化(terminalization),端化过程一直进行到中期。
植物细胞双线期一般较短,但在许多动物中双线期停留的时间非常长,人的卵母细胞在五个月胎儿中已达双线期,而一直到排卵都停在双线期,排卵年龄大约在12-50岁之间。成熟的卵细胞直到受精后,才迅速完成两次分裂,形成单倍体的卵核。
在鱼类、两栖类、爬行类、鸟类以及无脊椎动物的昆虫中,双线期的二价体解螺旋而形成灯刷染色体,这一时期是卵黄积累的时期。
5)终变期:二价体显著变短,并向核周边移动,在核内均匀散开。所以是观察染色体的良好时期。
由于交叉端化过程的进一步发展,故交叉数目减少,通常只有一至二个交叉。终变期二价体的形状表现出多样性,如V形、O形等。
核仁此时开始消失,核被膜崩解,但有的植物,如玉米,在终变期核仁仍然很显著。
2.中期I
核仁消失,核被膜崩解,标志进入中期
I,中期I的主要特点是染色体排列在赤道面上。每个二价体有4个着丝粒、姊妹染色单体的着丝粒定向于纺锤体的同一极,故称联合定向(co-orientation)。
3.后期I
二价体中的两条同源染色体分开,分别向两极移动。由于相互分离的是同源染色体,所以染色体数目减半。但每个子细胞的DNA含量仍为2C。同源染色体随机分向两极,使母本和父本染色体重所组合,产生基因组的变异。如人类染色体是23对,染色体组合的方式有223个(不包括交换),因此除同卵孪生外,几乎不可能得到遗传上等同的后代。
4.末期I
染色体到达两极后,解旋为细丝状、核膜重建、核仁形成,同时进行胞质分裂。
5.减数分裂间期
在减数分裂I和II之间的间期很短,不进行DNA的合成,有些生物没有间期,而由末期I直接转为前期II。
二、减数分裂II
可分为前、中、后、末四个四期,与有丝分裂相似。
通过减数分裂一个精母细胞形成4个精子。
而一个卵母细胞形成一个卵子及2-3个极体。
前期I的第四个阶段,此期染色体长度进一步变短,联会复合体因发生去组装而逐渐消失,紧密配对的同源染色体相互分开,而在非姊妹染色单体之间的某些部位上,可见其相互间有接触点,称为交叉(chiasma)。交叉的出现是发生过交换的有形结果。交叉数目逐渐减少,在着丝粒两侧的交叉向两端移动,这种现象称为交叉端化。
减数分裂前期Ⅰ分为哪几个小期? 联会和交叉现象各发生在哪个小期? 交叉现象有何遗传学意义? 交叉现象有何遗传学意义? 答:减数分裂前期Ⅰ分为
5 个时期:细线期、偶线期、粗线期、双线期和终 变期。 联会现象发生在偶线期、交叉现象发生在粗线期。 交叉现象是连锁互换率的 细胞学基础。
双线期
是细生吧。我还记得,人的卵母细胞和双线期可以长达50年哈。
同源染色体交换在粗线期,交叉在双线期,而粗线期在双线期前。
粗线期持续时间长达数天,此时染色体变短,结合紧密,在光镜下只在局部可以区分同源染色体,这一时期同源染色体的非姊妹染色单体之间发生交换的时期。在果蝇粗线期SC上具有与SC宽度相近的电子致密球状小体,称为重组节,与DNA的重组有关。
双线期联会的同源染色体相互排斥、开始分离,但在交叉点上还保持着联系。双线期染色体进一步缩短,在电镜下已看不到联会复合体。交叉的数目和位置在每个二价体上并非是固定的,而随着时间推移,向端部移动,这种移动现象称为端化,端化过程一直进行到中期。
植物细胞双线期一般较短,但在许多动物中双线期停留的时间非常长,人的卵母细胞在五个月胎儿中已达双线期,而一直到排卵都停在双线期,排卵年龄大约在12-50岁之间。成熟的卵细胞直到受精后才迅速完成两次分裂,形成单倍体的卵核。在鱼类、两栖类、爬行类、鸟类以及无脊椎动物的昆虫中,双线期的二价体解螺旋而形成灯刷染色体,这一时期是卵黄积累的时期。
同源染色体交叉互换属于基因重组的一种类型,来自母方的那两个染色单体可能会有一条或两条与来自父方的某一条发生交叉,然后在某种机制的作用下断掉,连接到对方的染色体上,这就是染色体的交叉互换了。由于这种作用才导致了子女与父母基本相似但不完全相同的状况。
交叉互换实在粗线期前期根据染色体的形态,可分为5个阶段:〖细线期〗(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〗(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同中有4条染色单体,称为四分体(或“四联体”)。〖粗线期〗(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〗(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〗(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。
只是有能坚持50年的能力而已,从女性有生育能力开始,每个月都会有一个(偶尔有两个)卵母细胞受到各种激素的刺激,成熟成为卵细胞,一直到50岁左右绝经。因为女人的体内是没有减数分裂的,所有的减数分裂都在胚胎期就完成了,所以当女婴生下来以后,体内的卵母细胞数量已经确定了,如果双线期没有坚持50年的能力...到后来的卵细胞哪来的啊?