減数分裂 – 完全攻略ガイド
はじめに
減数分裂は配偶子(卵子・精子)を形成する際に行われる特殊な細胞分裂です。染色体数が半分になる点が体細胞分裂との最大の違いです。有性生殖と遺伝的多様性の理解に不可欠な知識です。
詳しい解説
減数分裂とは
減数分裂は、生殖細胞(卵子・精子)を作る際に行われる細胞分裂で、染色体数が半分になることが特徴です。
減数分裂の目的
- 配偶子(卵子・精子)の形成
- 染色体数の調整:受精で染色体数が回復するため、あらかじめ半分にする
- 遺伝的多様性の創出
減数分裂の特徴
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 染色体数の変化 | 2n → n(半分に) |
| 分裂回数 | 2回(第一分裂+第二分裂) |
| 娘細胞の数 | 4個 |
| 遺伝情報 | 遺伝的多様性あり |
減数分裂の過程
第一分裂(還元分裂)
染色体数が半分になる分裂です。
- 相同染色体の対合:父由来と母由来の染色体が対になる
- 乗換え(交叉):相同染色体間で遺伝子の交換が起こる
- 相同染色体の分離:対になっていた相同染色体が分かれる
- 結果:2n → n(染色体数が半分に)
第二分裂
体細胞分裂と同様の分裂です。
- 姉妹染色分体の分離:複製された染色体が分かれる
- 結果:n → n(染色体数は変化なし)
遺伝的多様性が生じる理由
減数分裂では以下の理由で遺伝的多様性が生じます。
1. 相同染色体の独立した分配
- 父由来と母由来の染色体がランダムに分配される
- 2²³(約840万)通りの組み合わせが可能
2. 乗換え(交叉)
- 相同染色体間で遺伝子の一部が交換される
- さらに多様な組み合わせが生じる
受精による染色体数の回復
卵子(n=23)+ 精子(n=23)= 受精卵(2n=46)
減数分裂で半分になった染色体数は、受精により元の数に回復します。
絶対に覚えるべきポイント
- 減数分裂:配偶子形成の分裂
- 染色体数:2n → n(半分に)
- 分裂回数:2回
- 娘細胞:4個
- 第一分裂:相同染色体が分離(還元分裂)
- 第二分裂:姉妹染色分体が分離
- 遺伝的多様性:乗換えと独立分配により生じる
一問一答
Q1. 減数分裂の目的は何ですか?
【答え】 A. 配偶子(卵子・精子)の形成
生殖のために染色体数を半分にした細胞を作ります。
Q2. 減数分裂後の染色体数はどうなりますか?
【答え】 A. 半分になる(2n → n)
ヒトの場合、46本から23本になります。
Q3. 減数分裂は何回の分裂で構成されますか?
【答え】 A. 2回(第一分裂と第二分裂)
第一分裂で染色体数が半分になり、第二分裂で姉妹染色分体が分離します。
Q4. 減数分裂で生じる娘細胞は何個ですか?
【答え】 A. 4個
1個の細胞から4個の半数体細胞が生じます。
Q5. 第一分裂で分離するのは何ですか?
【答え】 A. 相同染色体
父由来と母由来の染色体が分離します。
Q6. 乗換え(交叉)とは何ですか?
【答え】 A. 相同染色体間で遺伝子の一部が交換される現象
遺伝的多様性を生み出す重要な過程です。
国家試験対策問題
問題1(選択問題)
減数分裂について正しいのはどれか。
a. 染色体数は変化しない
b. 2個の娘細胞が生じる
c. 染色体数が半分になる
d. 体細胞の増殖のために行われる
【解答と解説】 正解:c
減数分裂では染色体数が半分になり(2n→n)、4個の娘細胞が生じます。配偶子形成のために行われます。
問題2(選択問題)
減数分裂の第一分裂で分離するのはどれか。
a. 姉妹染色分体
b. 相同染色体
c. 核膜
d. 中心小体
【解答と解説】 正解:b
第一分裂では相同染色体が分離し、染色体数が半分になります。姉妹染色分体が分離するのは第二分裂です。
問題3(○×問題)
減数分裂では遺伝的に同一の細胞が生じる。
【解答と解説】 正解:×
減数分裂では乗換えと独立分配により遺伝的多様性が生じます。遺伝的に同一の細胞が生じるのは体細胞分裂です。
問題4(選択問題)
減数分裂で遺伝的多様性が生じる理由として正しいのはどれか。2つ選べ。
a. DNA複製のエラー
b. 乗換え(交叉)
c. 相同染色体の独立した分配
d. 核膜の消失
【解答と解説】 正解:b、c
乗換えにより遺伝子が組み換えられ、相同染色体がランダムに分配されることで遺伝的多様性が生じます。
まとめ
減数分裂の過程
| 段階 | 内容 | 染色体数 |
|---|---|---|
| 開始 | 体細胞 | 2n |
| 第一分裂 | 相同染色体分離 | 2n → n |
| 第二分裂 | 姉妹染色分体分離 | n → n |
| 結果 | 4個の配偶子 | n |
体細胞分裂との比較
| 項目 | 体細胞分裂 | 減数分裂 |
|---|---|---|
| 目的 | 体細胞増殖 | 配偶子形成 |
| 染色体数 | 2n → 2n | 2n → n |
| 分裂回数 | 1回 | 2回 |
| 娘細胞数 | 2個 | 4個 |
| 遺伝情報 | 同一 | 多様性あり |
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