(三)减数分裂(meiosis) (meiosis)
卵 子 精 子 受精(受精卵/合子) 配子 单倍期(n) 双倍期(2n) 减数分裂 有丝分裂 成熟个体
内容提要 减数分裂的概念 减数分裂的过程 减数分裂的意义 配子发生的概念 配子发生的过程
减数分裂的概念 减数分裂是有性生殖个体的生殖细胞在形成过程中发生 的 一种特 殊分裂方式。细胞连续分裂两次,DNA只复制一 次,结果形成的四个子细胞(配子)染色体数目都减少一 半 细线期 偶线期 前间期 前期Ⅰ 粗线期 双线期 中期Ⅰ 终变期 第一次减数分裂 后期Ⅰ 减数分裂 末期Ⅰ 间期 前期Ⅱ 中期Ⅱ 后期Ⅱ 末期Ⅱ 第二次减数分裂
减数分裂前间期 G1期 S 期 G2期 减数分裂前间期 G2期是有丝分裂向减数分裂转化的关键时期。 减数分裂前间期的S期时间较长,合成99.7%DNA , 约0.3%左右是在偶线期合成的。
第一次减数分裂的特点 同源染色体分离,分别进入2个子细胞染色体数目减半(2n n ) , DNA含量由4c 2c
(一)、减数分裂 I 间期 前期I(细线期) 前期I(偶线期) 前期I(粗线期) 前期I(双线期) 前期I(终变期) 中期I 后期I 末期I 1.同源染色体配对 2、联会 1.二价体四分体 (一)、减数分裂 I 染色体呈细线状,DNA已完成复制 1.联会复合体消失 2.非姐妹染色单体之间出现交叉。 3、合成P-DNA 3、二价体形成 4、合成Z-DNA 2.同源染色体某些部分分离 间期 前期I(细线期) 前期I(偶线期) 前期I(粗线期) 前期I(双线期) 前期I(终变期) 同源染色体:大小形态相同、结构相似、一条来自父亲一条来自母亲的一对染色体 1.同源染色体分离(四分体二分体) 2. 非同源染色体随机组合 中期I 后期I 末期I
(二) 减数分裂 II 减数分裂和有丝分裂的比较 特点:姐妹染色单体分离,分别移向两级,DNA含量由2C C。 前期 II 中期 II 1.姐妹染色单体分离(二分体单分体) 2.非姐妹染色单体随机组合。 前期 II 中期 II 后期 II 末期 II 减数分裂和有丝分裂的比较
细线期 染色质凝集成细线状染色体 染色体上出现一系列大小不同的颗粒状结构称为染色粒 DNA已完成复制,但在光镜下,看不出染色单体
染色粒 细线期模式图 细线期照片
偶线期 联会(synapsic): 同源染色体的配对,称为联会。 二价体:配对的同源染色体称为二价体。 同源染色体配对—联会 出现二价体 合成少量的DAN (Z-DNA ),占全部染色体DNA的0.3% 联会(synapsic): 同源染色体的配对,称为联会。 二价体:配对的同源染色体称为二价体。 Z-DNA:减数分裂前期Ⅰ的偶线期合成的少量DNA,它 可能与同源染色体的配对有关。 联会复合体(synaptonemal complex)
配对的同源染色体 偶线期模式图 偶线期照片
联会复合体(SC) 联会复合体是在配对的同源染色体之间沿纵轴方向形成的一种特殊的结构。联会复合体对于同源染色体的准确配对具有重要作用,同时也是同源染色体的非姐妹染色单体发生交换的重要条件。
侧生组分 联会复合体模式图 重组节 中央组分 姐妹染色单体 3和4的染色质 姐妹染色单体 1和2的染色质
粗线期 染色体进一步凝集 首见四分体 非姐妹染色单体出现交叉 合成P-DNA 四分体:每个二价体由四条染色单体构成,此时的二价体称为四分体 交叉:是同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交换的表现 P-DNA:合成少量的DNA,它与染色体交换中DNA的重组有关称为P-DNA。 联会复合体中央出现重组节; 四分体
4 1 2 姐妹染色单体 3 由一个着丝粒连接的两条染色单体 非姐妹染色单体 同源染色体的染色单体之间互称为非姐妹染色单体 四 分 体
双线期 染色体进一步凝集 交叉端化 某些生物中该期持 续时间较长,如人 卵母细胞。
交叉 交叉
终变期 染色体进一步凝集,呈紧密凝集状态; 同源染色体仅靠端部的交叉相连; 核仁消失,核膜解体,染色体向赤道板移动。 标志减数分裂前期Ⅰ的结束。
终变期模式图 终变期照片
配对的同源染色体(四分体/二价体)排列 在赤道面上。 中期Ⅰ 配对的同源染色体(四分体/二价体)排列 在赤道面上。
后期Ⅰ 同源染色体分离,非同源染色体随机 组合。 每个四分体分成两个二分体,每极只获得同源染色体中的一条
来自母方 同源染色体分离, 非同源染色体自由组合 来自父方
1.4 末期Ⅰ 染色体移至两极去凝集,伸展,核仁,核膜重新出现,经胞质分裂形成两个子细胞。 第一次减数分裂完成, 此时,每个子细胞中染色体数目减半为n(2n n) DNA含量为2C(4c 2c)
染色质重新螺旋化变成染色体,每个细胞中有n条染色体(二分体)。核仁、核膜开始消失。 前期Ⅱ 染色质重新螺旋化变成染色体,每个细胞中有n条染色体(二分体)。核仁、核膜开始消失。
各条染色体(二分体)排列在赤道面板上,纺锤体形成。核膜、核仁完全消失。 中期Ⅱ 各条染色体(二分体)排列在赤道面板上,纺锤体形成。核膜、核仁完全消失。
姐妹染色单体分离,移向两极,此时每个染色单体就是一条独立的染色体了。 后期Ⅱ 姐妹染色单体分离,移向两极,此时每个染色单体就是一条独立的染色体了。
末期Ⅱ 各个单体分别到达两极,胞质分裂,核膜重建。 形成的四个子细胞中,都含有 n 条呈单体状态的染色体。 第二次减数分裂完成, 此时,每个子细胞中 染色体数目为 n(2n n) DNA含量为 c (2c c)
减数分裂与有丝分裂的比较 中期Ⅰ 中期Ⅱ 中期 后期Ⅱ 后期
有丝分裂 减数分裂 DNA复制 一次 一次 一次 减半(2n n) 细胞类型 体细胞 生殖细胞 细胞分裂次数 二次 染色体数目 一次 一次 细胞分裂次数 二次 一次 染色体数目 不变(2n 2n) 减半(2n n) DNA含量由4c 2c DNA含量由4c c 联会、互换 有 无
2、配子的发生 概念:有性生殖过程中精子和卵子的形成过程 配子:指精子和卵子 配子的发生分为四个时期: 生长期 成熟期 变形期 增殖期 生长期 成熟期 变形期 精子形成和卵子形成共有的过程 卵子形成无此过程
(1)精子的发生 1、部位: 2、过程: 3、时间: 睾丸曲精细管中 (1)增殖期: 精原细胞(2n),多次有丝分裂 (2)生长期: 2、过程: (1)增殖期: 精原细胞(2n),多次有丝分裂 (2)生长期: 体积增大为初级精母细胞(2n) (3)成熟期: 减数分裂 第一次:2个次级精母细胞(n) 第二次:4个精细胞(n) (4)变形期: 3、时间: 雄性个体性成熟后,连续进行
精子发生 增殖期 生长期 成熟期 减数分裂 变形期 46XY 46XY 46XY 46XY 23X 23Y 23X 23Y 23X 23Y 精原细胞 (2n) 46XY 46XY 46XY 精子发生 生长期 46XY 初级精母细胞 (2n) 成熟期 减数分裂 23X 23Y 次级精母细胞 (n) 23X 23Y 精细胞 (n) 变形期 精子 (n) 23X 23Y
精 子 的 形 成 过 程 中期Ⅰ 后期Ⅰ 后期Ⅱ 中期Ⅱ
(2)卵子的发生 1、部位:卵巢 2、过程: 3、 时间 (1)增殖期:卵原细胞(2n) (2)生长期:初级卵母细胞 (3)成熟期:减数分裂 卵原细胞增殖在胚胎早期进行 前期I双线期(停顿) 性成熟后,每月排放一个卵泡(中期II ) 受精后,则继续发育,完成减数分裂 未受精,则退化消失
卵子发生 增殖期 生长期 成熟期 减数分裂 46XX 46XX 46XX 46XX 23X 23X 卵原细胞 (2n) 初级卵母细胞 次级卵母细胞 (n) 第一极体(n) 23X 卵细胞(n) 第二极体(n)
卵细胞的形成过程 中期Ⅰ 后期Ⅰ 中期Ⅱ 后期Ⅱ
精子和卵子形成的异同点 ? 相同点:形成过程相同,都经过减数分裂期 不同点: 开始的时间不同:卵原细胞的增殖期和生长期在胚胎期已完成,青春期则进行成熟期,每月只成熟一个卵子; 精原细胞则在青春期开始增殖,且连续进行。 结果不同:一个卵母细胞形成一个卵子和三个极体;一个精原细胞形成四个精子。 卵子的发生无变形期。
减数分裂的生物学意义 1 .维持了遗传物质的稳定(体细胞2n=46,生 殖细胞/配子:精子和卵子 n=23,受精后受 精卵为2n=46) 2 .是遗传学三大定律的细胞学基础(分离律、 自由组合律、连锁互换律) 3 .是遗传和变异的细胞学基础(同源染色体上 的非姐妹染色单体的交换;非同源染色体以 及非同源染色体之间的非姐妹染色单体的自 由组合。)
受精 精子和卵细胞融合成受精卵的过程。 精子 卵 子 仅有一个精子能和卵 细胞结合
二分体(姐妹染色单体)
重点掌握 配子发生过程中各个阶段,各细胞的名称及其内的染色体数,DNA含量 精子和卵子发生过程的异同 减数分裂的概念 第一次减数分裂的特点 第二次减数分裂的特点 前期Ⅰ分为几个时期?各期的主要特点 减数分裂和有丝分裂的区别?以两对染色体为例绘图表示
哇! 终于结束了。。。