人类的配子发生
配子发生是通过减数分裂形成配子的过程。睾丸中的精子发生使每个母细胞产生四个有功能的精子,而卵巢中的卵子发生只产生一个有功能的卵子和较小的极体。
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精子发生
精子发生在睾丸的精细管中进行。二倍体生殖细胞先经有丝分裂增加数量,其中一个细胞再经减数分裂产生四个单倍体精细胞,这些细胞长出尾部并发育为成熟精子。
由于减数分裂使染色体数目减半,每个精子只带有正常体细胞一半的遗传物质,受精时才能使合子恢复完整的染色体数目。精子发生一旦在青春期开始,便会在睾酮等激素的控制下持续终生,不断产生大量精子。
卵子发生
卵子发生在卵巢中进行。二倍体生殖细胞经减数分裂,但细胞质分配并不均等:形成一个较大的次级卵母细胞,以及一个最终会退化的小极体。
人类卵细胞的减数分裂要到精子穿入之后才完成,此时第二极体被释放,成熟的卵核准备与精核融合。与精子发生不同,卵子发生在出生前就已开始:卵巢中早已存在数量固定且庞大的未成熟生殖细胞,而其中只有一小部分会在女性的生育年限内成熟并被排出。
两者比较
| 特征 | 精子发生 | 卵子发生 |
|---|---|---|
| 部位 | 睾丸的精细管 | 卵巢 |
| 分裂类型 | 减数分裂(细胞质均等分配) | 减数分裂(细胞质不均等分配) |
| 有功能配子数目 | 每个母细胞产生4个精子 | 每个母细胞产生1个卵子 |
| 时间 | 青春期起持续进行 | 大约每月周期成熟一个卵子 |
如何考查
题目可能要求你说出每个过程发生的部位、解释为何配子的形成需要减数分裂,或比较精子发生与卵子发生所产生细胞的数目与大小。
考试风格例题
题目。一张图显示睾丸中的二倍体生殖细胞经减数分裂产生精子,以及卵巢中的二倍体生殖细胞经减数分裂产生卵子。
(a) 说出精子发生与卵子发生各自由一个生殖细胞产生的有功能配子数目。(b) 解释为何卵子发生只产生一个较大的有功能细胞,而不是几个大小相同的细胞。
(c) 从染色体数目的角度,解释为何配子必须经减数分裂而非有丝分裂形成。(d) 说出人类卵细胞中第二极体的去向,并说明这发生在什么时候。
参考答案。(a) 精子发生产生四个有功能的精子;卵子发生产生一个有功能的卵子(另加会退化的极体)。
(b) 卵子发生过程中,细胞质在每次分裂时分配不均,因此几乎所有细胞质与养分储备都分给一个较大的次级卵母细胞,让未来的合子获得足够资源支持早期发育,其余则形成不再继续发育的小极体。(c) 减数分裂使染色体数目减半,产生单倍体配子;若配子是二倍体(由有丝分裂形成),受精时的结合将使染色体数目每一代都翻倍,而减数分裂则使染色体数目在世代间保持不变。
(d) 第二极体只有在精子穿入卵子之后才被释放;它最终会退化,而成熟的卵核则与精核融合,完成受精。
练习题
试一试。从所用的细胞分裂类型与所产生的有功能配子数目两方面,说出精子发生与卵子发生之间的一项相似点与一项差异。
考试提示
重点术语
第15章的这些术语是理解配子发生的关键:
- 减数分裂,使染色体数目减半、产生单倍体配子的细胞分裂方式。
- 二倍体,拥有完整成对染色体组,如减数分裂前的生殖细胞。
- 单倍体,只拥有一套染色体,如减数分裂后的配子。
- 受精,精子与卵子的融合,恢复二倍体的染色体数目。
- 合子,受精后形成、并发育成胚胎的二倍体细胞。
来源:SRC-DSKP-EN
常见问题
为什么配子由减数分裂而非有丝分裂产生?
为什么卵子发生只产生一个有功能的卵子,而不是四个?
人类卵细胞的卵子发生究竟何时才算完成?
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