細胞分裂包括無絲分裂、有絲分裂、減數分裂等多種形式，對於進行有性生殖的生物來說，減數分裂和受精作用對維持生物前後代體細胞中染色體數目的恆定，以及對生物的遺傳和變異都十分重要。
一、細胞的減數分裂
無論是動物還是植物，每個物種的染色體形態、數目和結構都能保持恆定，與細胞的減數分裂有關。
1、概念：
減數分裂（meiosis）是進行有性生殖的生物在形成生殖細胞（配子）的過程中所特有的細胞分裂方式。在減數分裂過程中，染色體只複製一次，而細胞連續分裂兩次，新產生的生殖細胞中的染色體數目比體細胞減少一半。
2、過程（分為減數第一次分裂和減數第二次分裂）：
① 減數第一次分裂（精原細胞→初級精母細胞→次級精母細胞：2n→2n→n）
分裂間期：染色體複製（包括DNA複製和蛋白質合成）。複製後每條染色體都含有2條姐妹染色單體。
前期I：可能發生部分交換，染色體顯現，同源染色體兩兩配對，形成四分體。出現紡錘體，核仁消失，核膜解體。
中期I：同源染色體成對排列到赤道板位置上（聯會），每條染色體的著絲粒與紡錘絲相連。
後期I：紡錘絲牽引，同源染色體分別移向細胞兩極。每條染色體的2條染色單體不分離。
②減數第二次分裂（初級精母細胞→次級精母細胞：n→n）
有些細胞在減數第一次分裂後直接進行減數第二次分裂；有些細胞在減數第一次分裂後經歷短暫的間期（不進行染色體複製）後，再進行減數第二次分裂。
3、比較減數分裂和有絲分裂
① 有絲分裂是體細胞的分裂方式，而減數分裂僅發生於有性生殖細胞的形成過程中。
② 有絲分裂是DNA複製1次，細胞分裂1次，染色體數由2n→2n，DNA量由4C減為2C；減數分裂是DNA複製1次，細胞分裂2次，DNA量由4C變為1C，染色體數目由2n→n，每一個子細胞核的染色體數目減半。
③ 有絲分裂之前，在S期進行DNA合成，然後經過G期進入有絲分裂期；減數分裂前DNA合成時間較長，特稱為減數分裂前DNA合成，合成後立即進入減數分裂，G期很短或沒有。
④ 有絲分裂時每個染色體獨立活動；減數分裂中染色體要發生配對、聯會、交叉和交換等變化。
⑤ 有絲分裂進行的時間短，一般為1—2h。減數分裂進行的時間長，例如人的雄配子的減數分裂需24h，雌配子的減數分裂甚至可長達數年。
⑥ 減數分裂與有絲分裂比較表
4、減數分裂的重要特徵：
① 染色體數減半 有絲分裂中，DNA複製一次，細胞分裂一次。開始DNA含量為2a，S期進入M 期時，變為4a，分裂完成後，產生兩個子細胞又成為2a。而在減數分裂中，DNA複製一次，細胞卻連續分裂兩次。也就是說，DNA從2a→4a→2a→a。
② 同源染色體配對 在減數分裂的第一次分裂中，來自父方與來自母方形態、結構相同的染色體配對。配對時，兩條染色體的側面緊緊相貼，由於每個染色體上含有兩個單體，一對同源染色體有四個單體，稱為四分體。
③ 基因重組 在染色體配對時，相互緊貼在一起的同源染色體，發生交叉互換，其結果是，來自父方的一條姐妹染色單體上的一段染色體交換到來自母方的一條姐妹染色單體上去，當然也把相應的一段基因帶了過去，結果造成了基因重組。
二、生殖細胞的形成
精子和卵細胞形成過程模式圖
1、精子形成過程
① 哺乳動物的精子是在睪丸中形成的。
② 睪丸裡部分精原細胞複製成為初級精母細胞（2n），初級精母細胞進行減數第一次分裂
Ⅰ 複製後的每條染色體都含有2條姐妹染色單體，由同一個著絲粒連接；
Ⅱ 分裂期開始後，分散在細胞中的同源染色體兩兩配對；
Ⅲ 隨後各對同源染色體排列在細胞的赤道板位置上；
Ⅳ 在紡錘絲的牽引下，配對的同源染色體彼此分離，分別移向細胞的兩極；
Ⅴ 伴隨細胞的分裂，一個初級精母細胞分裂成兩個次級精母細胞，每個次級精母細胞中的染色體數目只有初級精母細胞中染色體數目的一半。
③ 減數第二次分裂
Ⅰ 著絲點分裂，在紡錘絲的牽引下，每條染色體上的2條染色單體彼此分開，分別移向細胞的兩極，次級精母細胞出現染色體暫時加倍現象（n→2n）；
Ⅱ 2個次級精母細胞分裂形成4個精細胞（ n→n ）。
Ⅲ 精細胞經過複雜的形態變化（分化），最終形成精子。
（2）卵細胞的形成過程
① 卵細胞在雌性動物的卵巢中形成（卵巢中分化產生卵原細胞 2n）
② 減數第一次分裂
③ 減數第二次分裂
初級卵母細胞經過減數第一次分裂和減數第二次分裂，形成卵細胞
初級卵母細胞經過減數第一次分裂後，形成1個次級卵母細胞和1個極體；隨後次級卵母細胞進行減數第二次分裂，形成1個卵細胞和1個極體，而原先的極體也分裂為2個極體；這3個極體不久會消失。1個初級卵母細胞經過減數分裂，只形成1個卵細胞。卵細胞中的染色體數目只有初級卵母細胞中染色體數目的一半。
三、生物減數分裂的類型
不同生物進行減數分裂的類型並不完全相同，主要分為孢子減數分裂、配子減數分裂和合子減數分裂三類。
1、孢子減數分裂（高等植物如綠色開花植物）
為中間減數分裂，見於植物和某些藻類。其特點是減數分裂和配子的發生沒有直接的關係，減數分裂的結果是形成單倍體的配子體（小孢子和大孢子）。小孢子再經過兩次有絲分裂形成包含一個營養核和兩個雄配子（精子）的成熟花粉（雄配子體），大孢子經過三次有絲分裂形成胚囊（雌配子體），內含1個卵核、2個極核、3個反足細胞和2個助細胞。
2、配子減數分裂（脊椎動物）
為終端減數分裂，其特點是減數分裂和配子的發生緊密聯繫在一起。在雄性脊椎動物中，一個初級精母細胞經過減數分裂形成4個精細胞，後者再經過分化後形成成熟的精子；在雌性脊椎動物中，一個初級卵母細胞經過減數分裂形成1個卵細胞和2～3個極體。
3、合子減數分裂 （苔蘚植物如葫蘆蘚）
為初始減數分裂，僅見於真菌和某些原核生物。減數分裂發生於合子形成之後，形成單倍體的孢子，孢子通過有絲分裂產生新的單倍體後代。
例1、下列有關四分體的敘述，不正確的是
A. 每個四分體包含一對同源染色體的四條染色單體
B. 經過複製的同源染色體都能形成四分體
C﹒基因互換現象發生在四分體時期
D. 四分體出現在減數第一次分裂前期
分析：減數第一次分裂前期，同源染色體配對後，每對同源染色體含四條染色單體，叫一個四分體，此時，四分體中的非姐妹染色單體間可發生交叉互換。有絲分裂時，由於沒有聯會，故複製後的同源染色體不形成四分體。
答案：B.
2、Aa、Bb、Cc分別是三對同源染色體，染色體為AaBbCc的一個初級精母細胞，經減數分裂形成的配子數目和種類分別是
A. 4和8
B. 2和4
C. 4和4
D. 4和2
分析：一個初級精母細胞經減數分裂形成4個精細胞。由於減數第一次分裂後期非同源染色體只能組合一次，ABC、abc或ABc、abC或AbC、aBc或Abc、aBC。故形成的4個精細胞只能是兩種類型。
答案：D
3、下圖為某幾種動物體內與細胞分裂有關的一組圖像，下列說法中正確的是
A. 上圖細胞中有8條染色單體的是①②
B. 具有同源染色體的細胞只有②和③
C. 動物睪丸中可能同時出現以上所有細胞
D. ①和④所示細胞的動物不可能是同一種動物
分析：圖①②③④分別表示有絲分裂後期、減Ⅰ中期、減Ⅱ中期和減Ⅱ後期示意圖。①中不存在染色單體，且進行的是有絲分裂，①②中存在同源染色體；動物睪丸中既可進行有絲分裂（①圖），也可進行減數分裂（②③④圖）；①和④所示細胞的動物體細胞染色體數均為2N＝4，故有可能是同一種動物。
答案：C
4、圖1表示細胞分裂的不同時期與每條染色體DNA含量變化的關係，圖2表示處於細胞有絲分裂某個時期的細胞圖像。下列說法中正確的是
圖1 圖2
A. 圖1中DE段可表示細胞中DNA的精確平均分配
B. 圖2中細胞處於圖1中的BC段
C. 圖2中細胞含8條染色體、8個DNA分子，8條染色單體
D. 圖1中AB段形成的原因是DNA分子複製
分析：圖l中信息有橫軸表示每條染色體上DNA含量，所以AB表示DNA複製，BC表示每條染色體含兩條染色單體和兩個DNA分子，DE表示著絲粒分裂，每條染色體含一個DNA分子，不含染色單體。圖2中的信息有每一極都有同源染色體，著絲粒分裂，所以屬於有絲分裂後期細胞。
答案：D。
5、下面是細胞分裂的五個示意圖以及染色體數目變化的曲線圖，請分析完成問題：
（1）若這些細胞來自同一個生物，有同源染色體的細胞是 ，若該個體有兩對同源染色體（Aa、Bb），圖D相對應的染色體組成可能有 種。
（2）同源染色體分離的是細胞圖 ，使子代細胞與親代細胞遺傳信息相同的過程與細胞圖 有關。與圖F相對應的細胞圖為 。
解析：圖A是有絲分裂細胞，圖B是減數第一次分裂時的初級精母細胞，圖C是有絲分裂中期細胞，圖D是次級精母細胞或第一極體，圖E是初級精母細胞，圖F是減數分裂過程中染色體變化曲線。
答案：（1）ABCE 4 （2）B AC BDE。
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