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什麼是減數分裂?概念、特徵、階段組成、有絲分裂及其區別

2024-09-12自然科學527

我們解釋什麼是減數分裂以及它的每個階段由什麼組成。另外,什麼是有絲分裂及其與減數分裂的區別。

什麼是減數分裂?概念、特徵、階段組成、有絲分裂及其區別

減數分裂為後代細胞提供遺傳多樣性。

什麼是減數分裂?

減數分裂是細胞分裂的方式之一,其特徵是產生與起源細胞在遺傳上不同的子細胞。這種類型的細胞分裂是有性生殖的關鍵,因為生物體透過減數分裂產生配子或性細胞。由兩個配子(一個雄性和一個雌性)結合產生的新個體將具有與父母不同的遺傳物質,這是由這些配子的組合產生的。

減數分裂(來自希臘語meioum,減少)由二倍體細胞 (2n) 的分裂組成,即具有兩組染色體,產生四個單倍體細胞 (n),具有一組染色體,即,即初始細胞遺傳負荷的一半。

在動物(包括人類)中,體內的細胞大多是二倍體,稱為體細胞。只有在生髮組織中才發現特殊細胞,透過減數分裂產生單倍體細胞。這些單倍體細胞是參與有性生殖的配子或生殖細胞,即精子(雄配子)和卵(雌配子)。

當精子和卵子在受精過程中融合在一起時,它們各自貢獻了由於這種結合而形成的新個體的一半遺傳負荷。因此,每個配子的兩個單倍體組結合形成完整的二倍體組,這是新形成的新個體的基因組。

減數分裂是有性生殖之前的一個重要過程,因為在此過程中形成配子。然而,減數分裂也是藻類、真菌和其他簡單真核生物複雜生命週期的一部分,以實現一定的代際更替,在不同階段進行有性和無性繁殖

減數分裂是德國生物學家奧斯卡·赫特維希(Oscar Hertwig,1849-1922)在 19 世紀根據對海膽卵的研究發現的。從那時起,連續的研究有助於更深入地理解這一過程,並了解其在高級生命形式進化中的至關重要性。

另見: 真核細胞

減數分裂的階段

什麼是減數分裂?概念、特徵、階段組成、有絲分裂及其區別

減數分裂 I 導致細胞的遺傳負荷減半。

減數分裂是一個複雜的過程,涉及兩個不同的階段:減數分裂 I 和減數分裂 II。每個階段都由不同的階段組成:前期、中期、後期和末期。這需要更詳細的研究:

  • 減數分裂Ⅰ.二倍體 (2n) 的第一次細胞分裂發生,稱為還原性分裂,因為它會產生具有一半遺傳負荷 (n) 的細胞。減數分裂 I 與減數分裂 II(和有絲分裂)不同,因為它的前期很長,並且在其過程中同源染色體(相同,因為每個親本都有一條染色體)配對並重組以交換遺傳物質。

  • 前期I。它分為幾個步驟。第一步,DNA透過濃縮成染色體並變得可見來製備。然後,同源染色體成對連接在一起形成一個複合體,在其中交換遺傳物質。這個過程稱為基因重組。最後,染色體分離,儘管在某些點它們仍然結合在一起:這些是基因重組發生的點。此外,細胞核的包膜被破壞,細胞中出現一種分界線。

  • 中期I。二價染色體(每條由兩個染色單體組成,這就是為什麼它也被稱為四分體)排列在細胞的赤道平面上,並連接由稱為無色紡錘體的微管組成的結構

  • 後期I。每個二價體的同源染色體(每個由兩個姊妹染色單體形成)彼此分離,趨於細胞的一個極並形成兩個單倍體極(n)。隨機遺傳分配已經進行。

  • 末期I。單倍體染色體組到達細胞的兩極。核膜再次形成。質膜分離並產生兩個單倍體子細胞。

什麼是減數分裂?概念、特徵、階段組成、有絲分裂及其區別

  • 減數分裂二。被稱為複製階段,它類似於有絲分裂:透過複製DNA形成兩個完整的個體。

  • 前期II。減數分裂中產生的單倍體細胞會壓縮其染色體並分解核膜。消色差主軸再次出現。

  • 中期II。和以前一樣,染色體傾向於細胞的赤道面,為新的分裂做準備。

  • 後期II。每條染色體的姊妹染色單體分離並被拉向細胞的相反兩極。

  • 末期II。細胞的每個極都接收一組單倍體染色單體,稱為染色體。核膜再次形成,隨後細胞質分裂和細胞膜形成,形成四個單倍體細胞(n),每個單倍體細胞具有不同的個體完整遺傳密碼分佈。

減數分裂和有絲分裂

什麼是減數分裂?概念、特徵、階段組成、有絲分裂及其區別

有絲分裂產生細胞「克隆」並與無性繁殖有關。

有絲分裂和減數分裂之間的差異有幾個:

  • 有絲分裂與無性繁殖有關。有絲分裂是母細胞分裂形成兩個基因相同的子細胞。有絲分裂被用作不同類型無性繁殖的機制,其中生物體產生細胞“克隆”,而不增加遺傳庫的多樣性。另一方面,減數分裂是有性生殖準備所需的過程,與有絲分裂不同,它允許高度的基因重組。

  • 有絲分裂與發育和生長過程有關。多細胞生物利用有絲分裂機制來維持和更新其結構,這種類型的細胞分裂允許在個體的發育和生長過程中添加新細胞,並在生物體的整個生命週期中替換舊的和磨損的細胞。

  • 有絲分裂產生兩個子細胞。均為二倍體且相同。另一方面,減數分裂產生四個後代細胞,但它們都是單倍體,並且彼此不同,並且與起源它們的細胞不同。

  • 有絲分裂保留了DNA。有絲分裂是一種保持遺傳物質完整的機制(儘管在此過程中可能發生隨機突變

更多內容: 有絲分裂


標籤: 生物學

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