染色体学说

Introduction
孟德尔定律重新发现后，有大量的杂交实验证明他的理 论是正确的，这样就迫使人们去思考、去研究孟德尔的 遗传因子究竟是什么，它的结构是怎样的，它们在细胞 的什么地方，细胞中什么样的结构与假设的遗传因子 (基因)是相一致的等等。
Introduction
在 孟 德 尔 的 工 作 被 重 新 发 现 后 不 久 的 1903 年 ， W．Suntton和T．Boveri各自独立地认识到，染色体从一 代到一代的传递方式与基因从一代到一代的传递方式有 着密切的平行关系。为了解释这种相关性，他们提出了 基因位于染色体上的假设，即遗传的染色体学说 (Chromosome theory of heredity)。
Centromere locations and designations chromosomes based on centromere location.
2. 1 染色质与染色体
染色质和染色体是真核生物遗传物质存在的两种 不同形态，两者不存在成分上的差异，仅反映它 们处于细胞分裂周期的不同功能阶段而已。
2.1 染色质与染色体
染色质(chromatin)是存在于真核生物间期细胞核内的 一种易被碱性染料着色的无定形物质，是伸展开的DNA 蛋白质纤维，每一条染色体是由一个线性的、完整的、 双螺旋的DNA分子，加上围绕其中的组蛋白和非组蛋白 所组成的，是细胞分裂间期遗传物质的存在形式。
2.1 染色质与染色体
第三章 遗传的染色体学说
Introduction
孟德尔的工作被认为是生物学史上最重大的发现之一， 然而他的工作在沉没30多年以后才被人们重新发现，这 其中非常重要的一点是，在孟德尔时代没有一个人知道 基因的物理结构是怎样的，它们位于细胞中的什么地方， 它们又是怎样从亲代传到子代的，等等。也就是说至 1866年的时候还没有关于染色体、有丝分裂及减数分裂 的描述。
细菌分裂时，细胞延长，带着原有染色体的细胞 膜部分与带着新复制的染色体的另一细胞膜部分 彼此远离，当两染色体充分分开时，中间发生凹 陷，细菌细胞分成两个，这样每一染色体处在各 别的细胞中。
Color-enhanced electron micrograph of
E.coli undergoing cell division.
2. 2 染色体在有丝分裂中的行为
细胞的增殖是通过有丝分裂(mitosis)实现的， 有丝分裂的结果是把一个细胞的整套染色体均等 地分向两个子细胞，所以新形成的两个子细胞在 遗传物质上跟原来的细胞是相同的。
2. 2. 1 细菌的有丝分裂
细菌属原核类(prokaryote)。细菌染色体位于细 胞内的核区，核区外面没有核膜，所以称为原核。 每一原核类细胞中通常只有一个染色体，染色体 的结构简单，是一个裸露的DNA分子。
染色体(chromosome)则是染色质在细胞分裂过程中经过紧密缠绕、 折叠、凝缩、精巧包装而成的具有固定形态的遗传物质存在形式， 是高度螺旋化的DNA蛋白质纤维。
2.1 染色质与染色体
A metaphase preparation of chromosomes derived from a dividing cell of a human male
Introduction
遗传学发展的重要里程碑正是由于接受了这一概念，即 细胞学提供的在显微镜下可以看到的染色体的行为与杂 交实验的遗传因子的行为相关联，它标志着遗传学与细 胞学的结合。直到今天，这一学说仍然是遗传分析最本 质的一部分。
第一节 细胞
自学
第二节 细胞分裂
2.1 染色质与染色体 2.2 染色体在有丝分裂中的行为 2.3 染色体在减数分裂中的行为
2. 1 染色质与染色体
染色体这一概念除指真核生物细胞分裂中期具有一定形 态特征的染色质外，现在已扩大为包括原核生物及细胞 器在内的基因载体的总称。大部分原核生物的染色体形 态比较简单，它只是一条裸露的或与少数蛋白质结合的 DNA或RNA双链或单链分子。
2. 1 染色质与染色体
每一种生物的染色体数目是恒定的。多数高等动植物 是二倍体(diploid)，也就是说，每一身体细胞中有两 组同样的染色体，用2n表示；亲本的每一配子带有一 组染色体，叫单倍体(haploid)，用n表示。如人的染 色体是46(2n＝46)，果蝇的染色体是8(2n＝8)。但多 数微生物的营养体是单倍体，如链孢霉的单倍体染色 体数是7(n＝7)。
图 染色体复制后含有两条纵向并列的染色单体
2. 2 染色体在有丝分裂中的行为
像细菌、蓝藻等原核类生物，体细胞和生殖细胞不分， 细胞的分裂就是个体的增殖。而高等生物是通过单个细 胞即合子(zygote)的一分为二、二分为四的细胞分裂发 育而成的具有亿万个细胞组成的个体，譬如说人就是通 过单个细胞即受精卵的细胞分裂发育而成的具有1014个 细胞组成的。
2. 1 染色质与染色体
染色体在复制之后．含有纵向并列的两条染色单体 (chromatids)，由着丝粒(centro续的DNA分子，一般认为细 胞分裂中期时看到的染色单体就是由一条DNA蛋白质纤丝 重复折叠而成的。
2. 1 染色质与染色体
2. 2. 1 细菌的有丝分裂
根据电镜观察，细菌染色体附着在一个称为间体 (mesomere)的圆形结构上，这一结构是由细胞质 膜内陷而成的。染色体分裂为二后，原有染色体 和新复制的染色体分别附着在与膜相连的间体上 (图)。
2. 2. 1 细菌的有丝分裂
图 细菌细胞的有丝分裂
2. 2. 1 细菌的有丝分裂
2. 2. 2 真核类的有丝分裂
因为真核类的细胞所含有的染色体数目往往较多， 因而其细胞分裂也更为复杂。
有丝分裂过程是一个连续的过程，但为说明的方 便起见，通常将其分成前期、中期、后期和末期 四个时期，在两次有丝分裂中间的时期称为间期。
2. 2. 2 真核类的有丝分裂
间期时的细胞核中一般看不到染色体结构，DNA 是在间期进行复制合成的，因而以DNA为主体的 染色体也由原来的一条成为两条并列的染色单体。