減數分裂階段

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定義：減數分裂

減數分裂是一個單細胞分裂兩次產生四個子細胞的過程。這些子細胞是單倍體細胞，其染色體（DNA）數量是親本細胞的一半。減數分裂產生配子或生殖細胞（卵細胞-女性和精子-男性）。開花植物表現出減數分裂。花的子房在減數分裂過程中產生大孢子細胞。在雄蕊中，它產生小孢子細胞。

減數分裂 I 和減數分裂 II 是完成減數分裂過程的兩個階段。減數分裂 I 完成時，初始細胞分裂成兩個細胞。兩個細胞中都存在DNA，但並不完整。每個細胞中原始DNA被複制兩次。在減數分裂 II 期間，這兩個完整的細胞將進一步分裂成四個半細胞配子。每個配子中原始DNA的一半被複制一次。

減數分裂階段

兩次減數分裂各有四個步驟：前期、中期、後期和末期。在減數分裂開始之前，細胞會經歷一個稱為間期的生長階段，包括 G1、S 和 G2 階段。

• G1（間隙）期 - 細胞質量增加以準備細胞分裂的階段。

• S（合成）期 - DNA 合成發生在這個階段。

• G2 期 - DNA 合成後但減數分裂前期開始之前的階段。在此期間，細胞繼續長大併合成蛋白質。

在這個階段，細胞的複製染色體仍然以染色質的形式存在，並被核膜包圍。間期結束，細胞進入減數分裂 I 前期階段。

減數分裂 I

前期 I

在前期 I 中，染色體開始凝縮並移動到細胞中心。在這個階段，核膜崩解。

前期 I 包含五個亞階段：細線期、偶線期、粗線期、雙線期和終變期。

細線期

• 在這個階段可以看到細小的染色質纖維線。

• 核膜完整，中心粒位於一極。

• 染色質纖維開始凝縮，形成串珠狀結構。

• 纖維的一端與核膜相連，其他膜結構保持不變。

偶線期

• 核膜保持不變。

• 聯會開始，同源染色體配對。

• 凝縮繼續發生。

• 在這個階段形成的染色體對稱為二價體。這些染色單體垂直分裂形成四分體/二價體，並透過聯會複合體連線在一起。

粗線期

• 核膜完整，中心粒位於其原始位置。

• 每條染色體的兩個姐妹染色單體彼此分離。

• 在粗線期，非姐妹染色單體之間發生區域性DNA斷裂，然後是它們之間的DNA轉移，稱為交叉，從而產生交叉。

雙線期

• 在這個階段，聯會複合體崩解，重組的同源染色體開始彼此分離。

• 這標誌著端化作用的開始，其中交叉移動到染色單體的末端。

終變期

• 核膜破裂，中心粒分離，染色體完成凝縮。

• 與染色體結合的紡錘絲變得明顯，為同源染色體的分離做準備。

• 然後細胞準備好進入中期 I。

中期 I - 同源染色體在細胞中心/中期板排列。發現從中心粒（現在正在向細胞的兩極移動並開始將染色體拉向兩極）延伸出的減數分裂紡錘體。

後期 I - 同源染色體對分離並朝向其對極移動。姐妹染色單體繼續作為單個完全複製的染色體存在。分離，即同源染色體的分離，有助於將DNA平均分配到兩個細胞中。

末期 I - 在末期 I 中，核膜重新出現，紡錘絲分解，然後是胞質分裂 I。

胞質分裂 I - 在胞質分裂過程中形成兩個子細胞，這是動物和植物細胞中細胞壁的擠壓或形成，產生兩個新細胞。

減數分裂 II

前期 II - 前期 II 標誌著減數分裂 II 的開始，減數分裂 I 期間形成了 2 個子細胞。染色體凝縮，中心體複製，並向兩極移動，因為核膜開始降解。

中期 II - 染色體排列在中期板，每個著絲粒的兩個動粒都與來自兩極的紡錘絲微管相連。

後期 II - 由於微管縮短，每條染色體的姐妹染色單體分離並向相反方向移動。

末期 II - 在末期 II 中，到達對極的染色體解旋，核膜形成。

然後是胞質分裂 II，產生四個細胞的四分體，或四個單倍體子細胞。

圖片即將推出

減數分裂的重要性

• 它使有性生殖生物體中的染色體數量保持恆定。二倍體細胞產生單倍體配子，這些配子在受精過程中結合形成二倍體細胞。

• 減數分裂產生配子或生殖細胞，這是有性生殖所必需的。

• 在重組過程中，它產生遺傳變異並糾正一些遺傳缺陷。

• 減數分裂是一種細胞分裂，其中遺傳物質交叉以在發育中的子細胞中產生新的組合。

• 減數分裂細胞分裂異常會導致基因突變。自然選擇使有利的突變得以延續。

結論

減數分裂是一個單細胞分裂兩次產生四個子細胞的過程，每個子細胞的遺傳物質是原始細胞的一半。減數分裂產生配子或生殖細胞，這是有性生殖的基本組成部分。減數分裂分為兩個階段：減數分裂 I 和減數分裂 II，然後進一步細分為前期、中期、後期、末期和胞質分裂。

常見問題

Q1. 什麼是聯會複合體 (SC)？

答：在減數分裂前期，SC，一種高度有序的蛋白質結構，在排列的同源染色體連線處形成，有助於穩定同源配對以及交叉的形成。

Q2. 什麼是間期？

答：一些物種的細胞在減數分裂 I 和 II 之間經歷一個稱為間期或間期 II 的鬆弛階段，在此期間不發生 DNA 複製，細胞正準備開始第二次減數分裂。

Q3. 減數分裂中遺傳重組發生在何時？

答：遺傳重組發生在減數分裂 I 前期的粗線期，資訊從親本傳遞給子代。

Q4. 有絲分裂和減數分裂涉及哪些型別的細胞？

答：透過無性生殖形成體細胞或體細胞，而透過減數分裂和有性生殖形成生殖細胞或能夠產生配子的細胞。

Q5. 什麼是動粒？

答：染色體（每個染色單體）連線的著絲粒上的蛋白質斑塊稱為動粒。它牢固地抓住著絲粒，並透過附著在紡錘絲上幫助細胞分裂期間染色體的移動。