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3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③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。図では、①始原生殖細胞→精祖細胞（精原細胞）、②精祖細胞→一次精母細胞、③一次精母細胞→二次精母細胞、④二次精母細胞→精子細胞（精細胞）、⑤精子細胞→精子（精子完成・スペルミオジェネシス）という流れで段階が示されています。このうち染色体数が2n（46本）からn（23本）へと半減するのは、一次精母細胞が減数分裂第1分裂を経て二次精母細胞へ移行する③の段階です。減数分裂第1分裂では相同染色体が対合（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半分になります。続く減数分裂第2分裂（④）は、姉妹染色分体が分離する分裂であり、染色体数自体はnのまま変化しません。⑤の精子完成過程は形態変化（核の凝縮、先体形成、鞭毛形成、細胞質除去）にとどまり、染色体数は変動しません。したがって、2nからnへの転換点は③が正解となります。

選択肢考察

1. ×1.  ①

   ①は始原生殖細胞から精祖細胞（精原細胞）が生じる体細胞分裂の段階で、染色体数は2nのままです。精祖細胞は思春期以降も自己複製を続け、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になる段階です。DNA複製は起こり染色体は4n相当のDNA量を持ちますが、染色体数自体は2nで変化していません。

3. ○3.  ③

   ③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。

4. ×4.  ④

   ④は二次精母細胞が減数分裂第2分裂により精子細胞（精細胞）になる段階です。姉妹染色分体が分離するためDNA量は半分になりますが、染色体数はnのままで変化しません。

5. ×5.  ⑤

   ⑤は精子細胞が形態変化を経て成熟精子になる段階（スペルミオジェネシス）です。核の凝縮、先体形成、鞭毛形成などの分化が中心で、染色体数は変動しません。

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。