大学遗传学第三章遗传的染色体学说

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遗传的染色体学说孟德尔和他的遗传定律在20世纪初被重新发现后，掀起了一个宏大的科学热潮，遗传学迅速成为当时生物学家们的研究热点，“遗传”“变异”“遗传因子”等名词也成了颇为时髦的流行语。

在实践研究工作中，“遗传因子”是用得比较多的概念。

1909年，丹麦植物学家和遗传学家约翰逊提出，“遗传因子”使用起来很不方便，而“基因”则比“遗传因子”更能反应出事物的本质，说起来也琅琅上口。

此后人们便习惯于将决定和控制生物遗传和变异内在某种细微因子称为“基因”。

但是基因究竟是什么东西？当时谁也没有亲眼见到过。

那么，基因在哪里？究竟是什么样子呢？比较正常的推测是，基因必定孕育于细胞中，而且很可能就是染色体或在染色体上。

1902年，美国哥伦比亚大学生物学研究生沃·萨顿发现，染色体显然不是基因，但是染色体与基因有许多相似之处，比如在受精时来自父方的一个基因与来自母方的一个基因合在一起恢复成双，而来自父方的一条染色体与来自母方的一条染色体也是合在起，恢复成双。

这种比较研究的结果令萨顿极为振奋，因为他已经意识到，基因很可能就在染色体上。

据此，萨顿提出了一个假说：染色体是基因的载体。

然而，美国生物胚胎学家摩尔根对孟德尔遗传定律和萨顿的染色体学说持怀疑态度，他认为萨顿的观点是“猜测”、“臆断”。

摩尔根是一位非常严谨的生物胚胎学家，他非常强调实验的重要性，强调理论思考必须以实验事实为依据，反对超出实验事实可以检验的范围而作无根据的推测等等。

在1910年以前，没有来自细胞学方面的直接证据，证明细胞中的确有基因存在，没有证据显示染色体与基因的遗传方式有必然的联系。

谁能为萨顿的染色体学说提供可靠的证据呢？一只小小白眼果蝇的出现，使摩尔根的观点发生了戏剧性的变化！由怀疑孟德尔遗传定律、质疑萨顿染色体说学转变成坚定的支持者。

正是这位勇于挑战权威的科学家进行的一系列果蝇实验，为“基因位于染色体上”的观点提供了有力的证据，证明了萨顿的观点是正确的，才使得孟德尔遗传学发展起来。

遗传的染色体学说介绍遗传的染色体学说是基因遗传学的基础理论之一。

该理论认为，遗传信息通过染色体传递给后代，决定了个体的遗传特征和性状。

本文将深入探讨遗传的染色体学说，从染色体的发现、结构与功能、遗传物质的定位等多个方面进行分析。

染色体的发现与研究遗传学与染色体学的关系遗传学是研究遗传现象及遗传规律的科学，而染色体学则是研究染色体的结构、功能和遗传规律的分支学科。

遗传学与染色体学密切相关，染色体学的建立对于遗传学的发展起到了重要推动作用。

染色体的发现染色体的发现可以追溯到19世纪。

1838年，德国细胞学家沙万在肝藻（Aphanocapsa）细胞中首次观察到纤细的结构，被后来的科学家称之为染色体。

随后，另一名德国细胞学家弗莱明在观察动植物细胞时，进一步确认了染色体的存在。

染色体的结构与功能染色体的结构对于大多数生物来说，染色体是由DNA和蛋白质组成的复合物。

在非分裂细胞中，染色质是染色体主要的可见部分。

染色质是由DNA、组蛋白和其他蛋白质组成的复合结构，呈现出一种线状的、纺锤状的或环状的形式。

染色体的功能染色体担负着许多重要的功能，包括： 1. 遗传信息的存储和传递：染色体承载了个体的所有遗传信息，并能通过有丝分裂和减数分裂传递给后代。

2. 基因的表达和调控：染色体上的基因通过转录和翻译等过程表达出来，决定了个体的性状和特征。

3. 遗传多样性的产生：染色体在有丝分裂和减数分裂过程中的交换、断裂和重新组合等事件，导致了个体之间的遗传多样性。

遗传物质的定位DNA的发现与结构DNA（脱氧核糖核酸）被认为是遗传物质。

20世纪初，摩尔根等科学家通过实验证明了遗传物质位于染色体中，并由DNA组成。

1953年，沃森和克里克提出了DNA 的双螺旋结构模型，即著名的DNA双螺旋结构。

基因与DNA的关系基因是决定个体性状的基本单位，而DNA则是基因存在的物质基础。

每个基因都包含在染色体上的特定位置，称为基因座。

而基因座上的DNA序列则决定了基因的信息。

第二章孟德尔定律1、为什么分离现象比显、隐性现象有更重要的意义？答：因为（1）分离规律是生物界普遍存在的一种遗传现象，而显性现象的表现是相对的、有条件的；（2）只有遗传因子的分离和重组，才能表现出性状的显隐性。

可以说无分离现象的存在，也就无显性现象的发生。

2、在番茄中，红果色（R）对黄果色（r）是显性，问下列杂交可以产生哪些基因型，哪些表现型，它们的比例如何？（1）RR×rr（2）Rr×rr（3）Rr×Rr（4）Rr×RR（5）rr×rr解：3、下面是紫茉莉的几组杂交，基因型和表型已写明。

问它们产生哪些配子？杂种后代的基因型和表型怎样？（1）Rr × RR（2）rr × Rr（3）Rr × Rr粉红红色白色粉红粉红粉红解：4、在南瓜中，果实的白色（W）对黄色（w）是显性，果实盘状（D）对球状（d）是显性，这两对基因是自由组合的。

问下列杂交可以产生哪些基因型，哪些表型，它们的比例如何？（1）WWDD×wwdd（2）XwDd×wwdd（3）Wwdd×wwDd（4）Wwdd×WwDd 解：序号杂交基因型表现型1 WWDD×wwdd WwDd 白色、盘状果实2 WwDd×wwdd 1/4WwDd，1/4Wwdd，1/4wwDd，1/4wwdd，1/4白色、盘状，1/4白色、球状，1/4黄色、盘状，1/4黄色、球状2 wwDd×wwdd 1/2wwDd，1/2wwdd 1/2黄色、盘状，1/2黄色、球状3 Wwdd×wwDd 1/4WwDd，1/4Wwdd，1/4wwDd，1/4wwdd，1/4白色、盘状，1/4白色、球状，1/4黄色、盘状，1/4黄色、球状4 Wwdd×WwDd 1/8WWDd，1/8WWdd，2/8WwDd，2/8Wwdd，1/8wwDd，1/8wwdd3/8白色、盘状，3/8白色、球状，1/8黄色、盘状，1/8黄色、球状5.在豌豆中，蔓茎（T）对矮茎（t）是显性，绿豆荚（G）对黄豆荚（g）是显性，圆种子（R）对皱种子（r）是显性。

第三章遗传的染色体学说1、有丝分裂和减数分裂的区别在哪里？从遗传学角度来看，这两种分裂各有什么意义？那么，无性生殖会发生分离吗？试加说明。

答：有丝分裂和减数分裂的区别列于下表：有丝分裂减数分裂发生在所有正在生长着的组织中从合子阶段开始，继续到个体的整个生活周期无联会，无交叉和互换使姊妹染色体分离的均等分裂每个周期产生两个子细胞，产物的遗传成分相同子细胞的染色体数与母细胞相同只发生在有性繁殖组织中高等生物限于成熟个体；许多藻类和真菌发生在合子阶段有联会，可以有交叉和互换后期I是同源染色体分离的减数分裂；后期II是姊妹染色单体分离的均等分裂产生四个细胞产物（配子或孢子）产物的遗传成分不同，是父本和母本染色体的不同组合为母细胞的一半有丝分裂的遗传意义：首先：核内每个染色体，准确地复制分裂为二，为形成的两个子细胞在遗传组成上与母细胞完全一样提供了基础。

其次，复制的各对染色体有规则而均匀地分配到两个子细胞的核中从而使两个子细胞与母细胞具有同样质量和数量的染色体。

减数分裂的遗传学意义首先，减数分裂后形成的四个子细胞，发育为雌性细胞或雄性细胞，各具有半数的染色体（n）雌雄性细胞受精结合为合子，受精卵（合子），又恢复为全数的染色体2n。

保证了亲代与子代间染色体数目的恒定性，为后代的正常发育和性状遗传提供了物质基础，保证了物种相对的稳定性。

其次，各对染色体中的两个成员在后期Ｉ分向两极是随机的，即一对染色体的分离与任何另一对染体的分离不发生关联，各个非同源染色体之间均可能自由组合在一个子细胞里，n对染色体，就可能有2n种自由组合方式。

例如，水稻n＝12，其非同源染色体分离时的可能组合数为212 = 4096。

各个子细胞之间在染色体组成上将可能出现多种多样的组合。

此外，同源染色体的非妹妹染色单体之间还可能出现各种方式的交换，这就更增加了这种差异的复杂性。

为生物的变异提供了重要的物质基础。

2、水稻的正常的孢子体组织，染色体数目是12对，问下列各组织的染色体数目是多少？（1）胚乳；（2）花粉管的管核；（3）胚囊；（4）叶；（5）根端；（6）种子的胚；（7）颖片；答；（1）36；（2）12；（3）12*8；（4）24；（5）24；（6）24；（7）24；3、用基因型Aabb的玉米花粉给基因型AaBb的玉米雌花授粉，你预期下一代胚乳的基因型是什么类型，比例如何？答：雌配子极核雄配子AbAB AABB AAABBb AAaBBbAb AAbb AAAbbb AAabbbAaaBBbAaabbb即下一代胚乳有八种基因型，且比例相等。

第三章遗传的染色体学说1 有丝分裂和减数分裂的区别在哪里？从遗传学的角度来看，这两种分裂各有什么意义？那么，无性生殖会发生分离吗？试加以说明。

解：有丝分裂和减数分裂的区别：（1）有丝分裂是体细胞的分裂方式，而减数分裂一般仅存在于生殖细胞中。

（2）有丝分裂DNA复制一次,细胞分裂一次,染色体数由2n-2n，减数分裂DNA 复制一次，细胞分裂两次，染色体数由2n-n。

（3）有丝分裂在S期进行DNA合成，然后经过G2期进入有丝分裂期。

减数分裂前DNA合成时间较长，合成后立即进入减数分裂，G2期很短或没有。

（4）有丝分裂时每一条染色体独立活动，减数分裂中染色体会发生配对、联会、交叉、交换等。

（5）有丝分裂进行的时间较短,一般为1-2小时，减数分裂进行时间长, 例如人的雄性配子减数分裂需24小时，雌配子甚至可长达数年。

有丝分裂的遗传学意义：通过有丝分裂维持了生物个体的正常生长和发育(组织及细胞间遗传组成的一致性)；并且保证了物种的连续性和稳定性(单细胞生物及无性繁殖生物个体间及世代间的遗传组成的一致性)。

减数分裂的遗传学意义：（1）通过减数分裂和受精过程中的染色体数目交替（2n－n－2n），保证了物种世代间染色体数目的稳定性。

（2）在减数分裂过程中，由于同源染色体分开，移向两极是随机的(染色体重组) ，加上同源染色体的交换(染色体片断重组) ，大大增加了配子的种类，从而增加了生物的变异，提高了生物的适应性，为生物的发展进化提供了物质基础。

无性生殖不经过两性生殖细胞的结合，而是由生物体自身的分裂生殖或其体细胞生长发育形成个体过程一般没有和其他个体或结构发生基因交流，自身也不发生减数分裂，因此在正常情况下不会发生分离，但由于外界环境条件的影响通过无性生殖方式产生的个体也有可能会发生变异。

2 水稻正常的孢子体组织，染色体数目是12对，问下列各组织的染色体数目是多少？（1）胚乳；（2）花粉管的管核；（3）胚囊；（4）叶；（5）根端；（6）种子的胚；（7）颖片；解析：（1）胚乳3n＝36（2）花粉管的管核n＝12（3）胚囊8n＝96（4）叶2n＝24（5）根端2n＝24（6）种子的胚2n＝24（7）颖片2n＝243 用基因型Aabb的玉米花粉给基因型AaBb的玉米雌花授粉，你预期下一代胚乳的基因型是什么类型，比例如何？解析：基因型Aabb的花粉产生的雄配子Ab，ab基因型AaBb产生的极核为AB，Ab，aB和ab胚乳基因型为AAABBb，AAAbbb，AaaBBb，Aaabbb，AAaBBb，AAabbb，aaaBBb和aaabbb，比例相等。

遗传学课件第一章绪论第一节遗传学的定义、研究内容和任务一、什么是遗传学1、遗传学（Genetics）是研究生物遗传与变异规律的一门科学2、遗传（heredity）是指生物的繁殖过程中，亲代和子代各个方面的相似现象。

3、变异（variation）是指子代个体发生了改变,在某些方面不同于原来的亲代。

4、遗传与变异的辨证关系5、现代的观点：遗传学是研究生物体遗传信息的组成、传递和表达规律的一门科学，其主题是研究基因的结构和功能以及两者之间的关系，所以遗传学可称为基因学。

二、遗传学研究的任务：就是研究生物的遗传变异现象，深入探讨它们的本质，并利用所得成果，能动地改造生物，更好地为人类服务。

三、遗传学研究的内容1、遗传物质的结构2、遗传物质的传递3、遗传物质的表达◆基因在世代之间传递的方式与规律1、孟德尔遗传规律2、摩尔根连锁交换定律3、染色体外遗传(extrachromosomal inheritance)：细胞质基因和其他核外基因的非孟德尔传递方式。

4、母性影响（maternal effect）：由母体基因型决定子代性状，但受胞质因子影响，F3代才分离的一种单亲遗传方式。

5、群体遗传的Hardy-Winberg 定律与进化◆遗传学基本概念Key Terms1、遗传(heredity, inheritance)：生物在以有性或无性生殖方式进行种族繁衍的过程中，子代与亲代相似的现象2、变异（variation）生物个体之间差异的现象3、遗传学（Genetics）◇经典定义∶研究生物遗传和变异规律的一门科学◇现代定义∶研究基因的结构功能、传递和表达规律的一门科学——基因学◇基因（gene）是遗传、发育和进化的交汇点。

◆常用的重要遗传学研究材料1、大肠杆菌（Escherichia coli）2、酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）3、豌豆（Pisum sativum）4、果蝇（Drosophila）5、玉米（Zea mays）6、小鼠（Mus musculus）7、人（Homo sapiens）8、线虫（Caenorhabditis elegant）9、拟南芥（Arabidopisis）第二节遗传学发展的里程碑一、遗传学的产生1、亚里士多德（Aristotle）2、“先成论”（theory of performation）3、渐成论（theory of epigenesis）4、拉马克（mark，1744-1829)5、达尔文（C.K.Darwin，1809-1882）6、魏斯曼（A. Weismann，1834～1914）7、孟德尔（G.J.Mendel 1822～1884）8、荷兰的德弗里斯（Hugo De Vries），德国的科伦斯（KarlCorrens）奥地利的切尔马克（Erich.S.Tsehermark）二、遗传学的发展1、萨顿（W.S.Sutton，1876～1916）2、贝特逊（W.Bateson，英国遗传学家）3、约翰逊（W.L.Johannson，1857～1927）4、摩尔根（T.H.Morgan ，1866～1945）美国实验胚胎学家5、比德尔（G.W.Beadle 美）和他的老师泰特姆（E.L.Tatum）6、埃弗里（O.T.Arery 美）等。

遗传染色体学说的直接证明遗传染色体学说是描述遗传信息传递和基因遗传的重要理论之一。

它提出了“染色体是遗传信息的载体”这一核心观点，并通过多个实验证据来支持和证明这一理论。

本文将从几个方面来介绍遗传染色体学说的直接证明。

首先，遗传染色体学说的直接证据之一是关于显性隐性基因的研究。

通过观察不同基因在染色体上的分布情况，科学家们发现，显性基因与染色体上的某些区域有密切关联，而隐性基因则位于其他染色体区域。

这种分布规律表明，染色体上的特定区域携带着特定的遗传信息，并且这些信息的不同表现形式决定了显性或隐性基因的性状表达。

其次，遗传染色体学说的直接证明还可以通过遗传交叉实验证明。

遗传交叉是指染色体的交换与重组，它能够将两个染色体间的基因相互交换，从而改变后代个体的遗传组合。

通过研究遗传交叉的现象，科学家们发现，染色体上的特定基因遗传规律与染色体交叉的频率有关。

这说明染色体上的基因分布是有序的，并且通过遗传交叉可以进一步验证染色体在遗传信息传递中的重要作用。

此外，遗传染色体学说的直接证据还包括胞质遗传的实验证明。

胞质遗传是指除了染色体外，细胞质中的一些质体也可以传递遗传信息。

通过观察细胞质遗传现象，科学家们发现，染色体和细胞质中的遗传物质之间具有相互影响的关系。

例如，线粒体DNA的变异会导致一些遗传性疾病的发生，这说明细胞质中的遗传物质与染色体上基因的相互作用对遗传性状的表现有重要影响。

综上所述，遗传染色体学说的直接证明包括关于显性隐性基因的研究、遗传交叉实验证明以及胞质遗传的实验证明。

这些实验证据直接地支持和证明了遗传染色体学说中的核心观点，即染色体作为遗传信息的承载者在基因遗传中起着重要作用。

通过上述实验证据的支持，我们对遗传染色体学说有了更加深入的理解，也为进一步研究遗传学提供了坚实的基础。