师：各位同学，大家好。今天我们来学习第二章第一节《减数分裂和受精作用》。我们先看动物生命系统的结构层次图，通过前面的学习，我们知道组成机体的体细胞由受精卵通过有丝分裂而来，染色体数目与受精卵相同。对于有性生殖的生物，性成熟后会产生生殖细胞，生殖细胞是通过什么分裂方式产生的呢？
大家看这是果蝇体细胞和配子的染色体图，观察一下配子中染色体数目与体细胞中染色体数目有什么区别？我们看到配子中染色体有4条，而体细胞中染色体数是8条。显然，配子的生成不是通过有丝分裂而来。与孟德尔同时期的德国动物学家魏斯曼曾预测，必然有一个特殊的过程，使染色体数目减少一半，受精时精子和卵细胞融合，染色体数得以恢复正常。后来，这个天才的预见被科学家用显微镜证实。
魏斯曼所说的这个特殊过程，实际上是一种特殊的有丝分裂——减数分裂。那么减数分裂的过程是怎样的呢？我们通过精子和卵细胞的形成来共同探讨。先来看精子的形成过程，对于高等动植物，细胞的减数分裂发生在有性生殖器官内。人和其他哺乳动物，精子是在睾丸中形成的。睾丸中有许多弯弯曲曲的曲细精管，曲细精管中有大量的精原细胞，精原细胞就是能够产生精子的细胞。由于精原细胞通过有丝分裂增殖，所以染色体数目与体细胞相同。
精子基本形成过程是在减数分裂前，每个精原细胞的染色体复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次，最后形成4个精细胞，这两次分裂分别叫做减数第一次分裂和减数第二次分裂，精细胞再经过变形就形成了精子。也就是说，整个精子形成的过程经历了减数分裂前的间期、减数第一次分裂和减数第二次分裂。
下面我们分别来看一下，在减数第一次分裂前的间期，这个细胞发生了哪些变化？精原细胞的体积变大，染色体复制，复制后的每条染色体都由两条完全相同的姐妹染色单体构成，此时的染色体呈染色质丝状态。这时候的细胞称为初级精母细胞。
初级精母细胞进入减数第一次分裂，减数第一次分裂过程类似于有丝分裂，被人为地划分为前、中、后、末四个时期。我们先来看减数第一次分裂前期，大家看这个细胞中，原来分散的染色体缩短变粗，进行两两配对，称为联会现象。两两配对的染色体叫同源染色体，那么同源染色体有什么特点呢？
这个细胞中有两对同源染色体，每一对都是由一条红色和一条蓝色的染色体组成，这代表什么意思呢？我们知道受精卵发育而来的个体，细胞中的染色体数目与受精卵相同，而受精卵中的染色体一半来自精细胞（父方），另一半来自卵细胞（母方）。那么由受精卵发育而来的个体的体细胞中，自然染色体也是一半来自父方，一半来自母方。所以这个细胞中红色和蓝色的染色体就分别代表来自父方和来自母方的染色体，也就是说，配对的两条染色体，一条来自父方，一条来自母方。
大家再看还有什么其他特点，会发现每对同源染色体都是大小形状相同的。那么是不是所有的同源染色体都是大小形状相同呢？我们来看人类染色体组图，我们人类有46条染色体，23对。对于女性来讲，是22对常染色体和一对性染色体XX；对于男性是22对常染色体和一对性染色体XY。女性23对同源染色体都是大小形状相同的，而男性由于Y比较短小，所以与X大小不同。但是由于在减数分裂过程中XY进行联会配对，所以它们也是同源染色体。
我们现在来归纳一下同源染色体的概念：配对的两条染色体，一条来自父方，一条来自母方，大小、形状一般都相同。同源染色体是一个比较重要的概念，大家要注意理解配对的两条染色体。由于每条染色体都有两条姐妹染色单体，所以一对同源染色体就有4条染色单体，也称四分体。我们看这个细胞中有两对同源染色体，那么就有两个四分体。四分体中的非姐妹染色单体之间会发生缠绕并互换其中的片段，我们称为交叉互换现象。交叉互换现象的发生有利于遗传的多样性。
之后进入减数第一次分裂中期，在减数第一次分裂中期，同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧，配对的两条染色体之后进行彼此分离，移向细胞的两极，这就是减数第一次分裂后期。我们看同源染色体彼此分离，每一极只得到同源染色体当中的一条。当这两条染色体移到细胞两极之后，细胞分裂为两个细胞。这样一个初级精母细胞就分裂成两个次级精母细胞。减数第一次分裂结束，每个次级精母细胞只得到初级精母细胞染色体总数的一半。因此，减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数第一次分裂。
下面我们来回顾一下整个减数第一次分裂过程。精原细胞经过间期成为初级精母细胞，初级精母细胞经过前、中、后、末4个时期形成次级精母细胞。整个减数第一次分裂时期的细胞称为初级精母细胞。减数第一次分裂的主要特征是在前期进行同源染色体联会配对形成四分体，四分体中的非姐妹染色单体可以发生互换。在减数第一次分裂后期，同源染色体分离分别移向细胞的两极。在减数第一次分裂和减数第二次分裂中间几乎没有间期或者间期比较短。下面我们来看减数第二次分裂。
减数第一次分裂形成的次级精母细胞同样经过前、中、后、末4个时期形成精细胞。由于在减数第一次分裂时期同源染色体发生了分离，所以在减数第二次分裂过程中的细胞是没有同源染色体的。在减数第二次分裂过程中，染色体的行为变化与有丝分裂极为相似，我们来看一下每个时期发生了哪些变化。
在减数第二次分裂前期，染色体散乱分布在细胞当中。中期染色体的着丝点排列在赤道板上。后期着丝点分裂，姐妹染色单体分开，这时候细胞当中的染色体有一个短暂倍增的过程。到末期结束，每个次级精母细胞形成两个精细胞，这样两个次级精母细胞就形成了4个精细胞。与初级精母细胞相比，每个精细胞中都含有数目减半的染色体，精细胞再经过变形就形成了精子。精子分为头部和尾部，头部含有细胞核，尾长能够摆动。整个减数第二次分裂主要特征是细胞当中没有同源染色体，染色体也不再复制，每条染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞的两极。这样一个精原细胞经过间期、减数第一次分裂和减数第二次分裂就形成了4个精细胞，4个精细胞再经过变形形成了4个精子，这就是精子的形成过程。