Slide 1

Asexual or Sexual Reproduction


Slide 2

减数分裂
Meiosis


Slide 3

减数分裂的特点
 染色体只复制一次
 细胞连续分裂两次

 染色体数目减半


Slide 4

减数分裂的主要类型
 配子减数分裂

(gametic meiosis)
 孢子减数分裂 (sporic meiosis)
 合子减数分裂 (zygotic meiosis)
 体细胞减数分裂 (somatic meiosis)
– 如在蚊子幼虫的肠道中，有一些由核内有丝分裂形成的多倍体细
胞（可高达32X），在蛹期又通过减数分裂降低了染色体倍性，
增加了细胞数目。


Slide 5

 配子减数分裂

(gametic meiosis)，终端减
数分裂(terminal meiosis)，其特点是减数
分裂和配子的发生紧密联系在一起。
– 在雄性脊椎动物中，一个精母细胞经过减数
分裂形成4个精细胞，后者在经过一系列的变
态发育，形成成熟的精子。在雌性脊椎动物
中，一个卵母细胞经过减数分裂形成1个卵细
胞和2-3个极体。


Slide 6

有丝分裂与减数分裂的区别
有丝分裂

减数分裂

分裂细胞类型

体细胞

原始生殖细胞

细胞分裂次数

复制一次分裂一次

复制一次分裂二次

子细胞数目

２

１或４

染色体数目变化

２n→4n→2n

2n→4n→2n→n

DNA分子数变化

2n→4n→2n

2n→4n→2n→n

染色单体数目变化

0→4n→0

0→4n→2n→0

同源染色体行为

不联会、无四分体形成

联会后形成四分体

可能发生的变异

基因突变和染色体变异

基因突变、染色体变异和基因重
组

意义

有丝分裂使生物在个体
发育中亲代细胞与子代
细胞之间维持遗传性状
的稳定

减数分裂和受精作用使上下代生
物之间保持染色体数目的恒定，
配子遗传多样化，减数分裂时发
生的高频率的基因重组是生物进
化的主要原因。

有性繁殖的优势


Slide 7

二、减数分裂是特殊的有丝分裂
 减数分裂由紧密连接的两次分裂构成。

减数分裂I

分离的是同源染色体，所以称为异型分裂
（ heterotypic division ） 或 减 数 分 裂 （ reductional
division）。

减数分裂II

分离的是姊妹染色体，类似于有丝分裂
，所以称为同型分裂（homotypic division）或均等分裂
（equational division）。
 染色体减半和遗传物质交换发生在减数分

裂I。


Slide 8

(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偶线期（zygotene）、③粗
线期（pachytene）、④双线期（diplotene
）、⑤终变期（diakinesis）。
 这5个阶段本身是连续的，它们之间并没有
截然的界限。


Slide 9

 (1)

细线期

– 复制的染色质开始凝集，呈细线状，具有念
珠状的染色粒，但光镜下分辨不出两条染色
单体。染色体通过端粒附着在核膜上。


Slide 10

 (2)

偶线期或合线期

– 同源染色体两两配对—联会(synapsis)
– 联会复合体(synaptonemal complex，SC)

– 0.3%的基因组DNA在此时期复制


Slide 11



(3) 粗线期

– 染色体进一步凝集而缩短变粗，同源染色体间
出现片段的交换和重组。
– 在联会复合体中央新出现一些椭圆形或球形，
富含蛋白质及酶的棒状结构，称为重组小结
(recombination nodule)。
– 核仁结构仍然明显，可发生rDNA扩增。
– 持续数天，人16天。


Slide 12


Slide 13



(4) 双线期
– 联会复合体去组装，联会的同源染色体开始分
离，但在交叉点(chiasma)上还保持着联系。

– 四分体结构明显。随着双线期进行，向染色体
末端移动，这种移动现象称为交叉端化
(chiasma terminalization)，端化过程一直进行
到中期。交叉的位置不一定是交换的位置。
– 持续时间长。核仁体积缩小。


人卵母细胞在5个月的胎儿中以达到双线期，一直到排卵都
停留在双线期。排卵年龄段大约在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。


Slide 14



(5)终变期
– 二价体显著变短。交叉端化进一步发展，通常
只有1或2个交叉。终变期二价体的形状表现出
多样性,如V形、O形等。在核内均匀散开，是
观察染色体的良好时期。
– 核仁开始消失。
– 中心体完成复制移向两极，纺锤体开始形成。
– 核膜开始解体。


Slide 15

2. 中期I
– 核仁消失，核被膜解体，标志进入中期I。
– 同源染色体即四分体排列在赤道面上。
– 每条染色体有2个动粒，但只有1靠近纺锤体极的动
粒与同侧动粒微管相连。与有丝分裂不同。

3. 后期I
–
–
–
–

同源染色体移向两极。
同源染色体分开，非同源染色体自由组合，223种。
染色体数减半，但每条染色体有2条染色单体。
联会的同源染色体交叉对于它们正常分离可能有重
要作用。

4.末期I

核膜核仁重建，胞质分裂，染色体减半，去
凝集或否。


Slide 16


Slide 17

(二)减数分裂II
 两次减数分裂之间有间期或没有间期。
 第二次减数分裂过程与有丝分裂类似。
 第二次减数分裂结束后亲代细胞形成4个

子细胞，染色体减半，子细胞染色体组
成及组合上存在差别。


Slide 18


Slide 19

比较项目
间期
前期

中期

第一次分裂
染色体复制
同源染色体联会
形成四分体
同源染色体成对
的排列在赤道板
的两侧

第二次分裂
染色体不复制
无联会,无四分体
染色体排列
在赤道板上

后期

同源染色体彼此
分离，非同原染
色体自由组合,着
丝点不分裂

姐妹染色单体分离,
着丝点分裂

末期

染色体数目减半

染色体数目不变


Slide 20

配子发生
Gametogenesis


Slide 21

 配子(gamete)，具有受精能力的生殖细胞。

男性配子为精子(spermtozoon)，女性配子
为卵子(ovum)。
 配子发生(gametogenesis)，具有受精能力的
生殖细胞成熟过程，即精子、卵子的形成过
程，包括增殖、生长、成熟、变形等时期。


Slide 22

原始生殖细胞(PGC)
细胞迁徙和细胞的相互作用

有丝分裂
mitosis

增殖

有丝分裂向减数
生长
分裂转化
premeiosis

减数分裂

成熟

精子-形态发生 变形
morphogenesis


Slide 23

原始生殖细胞(PGC)
细胞迁徙和细胞的相互作用

有丝分裂
mitosis

增殖

有丝分裂向减数 生长
分裂转化
premeiosis

减数分裂

成熟


Slide 24

一、前减数分裂期 Premeiosis
 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，称前减数分裂期
(premeiosis)。
 前减数分裂期可分为G1期、S期和G2期
。
 有丝分裂向减数分裂的转变是逐步实现
且不可逆的。


Slide 25

1. 减数分裂的准备
(1) DNA合成方式
–
–

S期比有丝分裂S期长
不完全复制，0.3%在偶线期复制

(2) 细胞同步化，在G2期前完成
2. G2期是有丝分裂向减数分裂转化的关键时期
–

在G1期和S期把麝香百合的花粉细胞在体外培养
，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。


Slide 26

二、精子发生 Spermatogenesis
(一) 过程


Slide 27

曲细精管上皮细胞（2n ）
46，XY

46，XY
46，XY

46，XY

46，XY

46，XY

减I
减II

46，XY

增殖

46，XY

23，X

23，X 23，X

23，Y

23，Y 23，Y

精原C
初级精母C
次级精母C

生长

成熟

精C
变形
精子


Slide 28


Slide 29


Slide 30

Seminiferous tubule:

D = 150 - 250um, 30 - 70cm long


Slide 31


Slide 32

(二) 变形期
 1.顶体形成
– 精子细胞的溶酶体经过变化形成一个大的囊
泡称为顶体泡。
– 顶体泡与核模相贴并增大，形成双层膜帽覆
盖于核的前2/3，即为顶体。
– 顶体中含有多种水解酶，如透明质酸酶、酸
性磷酸酶、顶体蛋白酶等。
– 受精时顶体酶释放，有助于精子穿过卵的透
明带。


Slide 33

 2.核染色质凝聚

– 精子细胞中，与DNA结合的组蛋白相继被过
渡性蛋白质（transitional proteins）、精蛋
白替代。然后DNA与精蛋白以一种独特的方
式包装，致染色质高度浓缩、包裹在一个非
常小的空间内。
– 若组蛋白未被精蛋白完全替代，或过渡性蛋
白质在核内持续存在，精子核就不能发育成
熟。这种精子没有受精能力，在精液中比例
过高常导致男性不育。


Slide 34

 3.尾部形成

– 精子细胞的两个中心粒移向核的尾侧，微管
形成轴丝伸向细胞尾部，随细胞变长相应伸
长，部分线粒体聚集在轴丝近侧段形成线粒
体鞘，细胞质向尾部汇集并脱落。经过上述
变化，精子细胞从圆形转变为蝌蚪状的精子
。


Slide 35


Slide 36

三、卵子发生 Oogenesis


Slide 37

2、卵子发生
卵巢生发上皮细胞（2n）
Mitosis
46，XX
46,XX
46,XX

46,XX

46,XX

23,X

46,XX

23,X
23,X
第二极体

次级卵母C

23,X
23,X

卵原C
初级卵母C

46,XX

减数I
减数II

46,XX

23,X

卵细胞


Slide 38


Slide 39


Slide 40


Slide 41


Slide 42


Slide 43

减数分裂过程中几个规律性变化曲线图

染色体数
DNA分子数
染色单体数

4n

2n

减数第一次分裂

减数第二次分裂

时期