精子形成と減数分裂 ―― 2nからnへ切り替わる瞬間を見極める

正解は4です

問題文：精子形成の過程を図に示す。 染色体が2倍体（2n）から1倍体（n）になるのはどれか。

解説：正解は④です。精子形成は、精巣（精細管）内で始原生殖細胞から最終的に精子が完成するまでの一連の過程を指します。図中の①は精祖細胞の体細胞分裂（増殖期）、②は精祖細胞から一次精母細胞への分化（成長期）、③は一次精母細胞におけるDNA複製を経た減数分裂前期の段階で、ここまでは染色体数2nのまま変化しません。④は一次精母細胞が減数分裂第1分裂を経て二次精母細胞となる段階で、相同染色体が対合（二価染色体形成）し、組換え（乗換え）を経たのちに別々の細胞へと分配されるため、ここで染色体セット数が2nからnへと半減します。⑤は二次精母細胞→精子細胞→精子へと至る段階で、減数分裂第2分裂は姉妹染色分体が分離する分裂、続く精子完成（スペルミオジェネシス）は核の凝縮・先体形成・鞭毛形成などの形態変化が中心であり、いずれも染色体数はnのまま変動しません。したがって、2nからnへの転換点は④が正解となります。

選択肢考察

1. ×1.  ①

   ①は精祖細胞が体細胞分裂で自己複製を行う増殖期の段階で、染色体数は2nのままです。精祖細胞は思春期以降も分裂を続け、精子のもとになる細胞集団を維持します。

2. ×2.  ②

   ②は精祖細胞が分化・成長して一次精母細胞へ向かう段階です。減数分裂に備えて細胞が大きくなる成長期にあたりますが、染色体数は2nのままで変化していません。

3. ×3.  ③

   ③は一次精母細胞でDNA複製が行われ減数分裂前期に入る段階です。複製により染色体は4n相当のDNA量を持ちますが、染色体数自体は2nのまま変化していません。

4. ○4.  ④

   ④は一次精母細胞が減数分裂第1分裂を行い、二次精母細胞となる段階です。相同染色体が分離して別々の細胞に分配されるため、染色体数が2nからnへと半減します。これが正解です。

5. ×5.  ⑤

   ⑤は二次精母細胞が減数分裂第2分裂を経て精子細胞となり、さらに精子へと成熟する段階です。姉妹染色分体が分離しますが、染色体数はnのまま変動しません。

減数分裂は配偶子形成に特有の分裂で、第1分裂で相同染色体が分離し染色体数が半減（2n→n）、第2分裂で姉妹染色分体が分離する2段階で進行します。卵子形成でも同じ仕組みですが、卵では第2分裂が受精時まで停止している点が異なります。精子形成全体は約74日かかり、精細管の基底側から内腔側へと細胞が分化していくのも国試頻出ポイントです。「半減するのは第1分裂」と覚えておくと確実に得点できます。