1、 衡水學院淺談遺傳學系別：生命科學系 班級：*級生物技術 姓名：* 學號：*目錄摘要：IAbstract：II1 遺傳的染色體基礎11.1 染色體的形態特征和數目11.1.1 染色體的形態特征1染色體的數目21.2 有性生殖31.3 細胞的有絲分裂3間期4前期4中期4后期5末期5胞質分裂52 基礎知識的學習63 遺傳學發展的現狀74 遺傳學的發展前景85 學習遺傳學的建議95.1對學校的建議95.2 對學生如何學好這門課的建議9參考文獻:11致謝12摘要：遺傳學是研究各種生物的遺傳信息傳遞及遺傳信息如何決定各種生物學性狀發育的科學。它是生命科學中最基本的、發展最迅速的并與其他各分支學科都有密切

2、聯系的基礎科學。各種生物在其全部的生命活動中，繁殖后代是一個重要的生物學特征。正因為生物具有了這種能力，才使它得以世代相傳，表現了遺傳和變異、適應和進化等重要的生命現象。生物繁衍后代的過程稱為生殖，通過產生兩性配子和兩性配子的結合而產生后代的生殖方式稱為有性生殖。細胞有絲分裂的意義在于，由一個細胞產生兩個子細胞，并且各子細胞具有與親代細胞完全相同的染色體。這首先是由于每條染色體在間期的準確復制，然后各染色體在細胞分裂過程中被有規律地分配到子細胞中。這既維持了個體正常生長發育，也保證了物種的遺傳穩定性。進行無性繁殖的生物，其世代間遺傳性狀的穩定性就是通過細胞的有絲分裂保證實現的。對世紀是生命科學

3、大發展的世紀，生物技術是對世紀技術的核心，它是以現代分子生物學、生物化學和細胞生物學等生命科學最新成就為基礎的現代綜合性技術。關鍵詞：遺傳學;有絲分裂;染色體Abstract： genetic is research various biological genetic information transmission and genetic information in determining how various biological character development of science. It is life that science is the most basic,

4、development of the most rapidly and with other all branches have close contact of basic science. All creatures in all his life activity, breed is an important biological characteristics. Because the creature with this ability, just make it to the next generation, performance heredity and variation,

5、adaptive evolution and other important life phenomenon. Biological reproduce process called reproductive, by generating sexes gamete with the combination of both sexes gametes produced offspring reproductive sexual reproduction mode called. Mitosis meaning lies in, by a cell produces two daughter ce

6、lls, and each daughter cells with parental cells identical chromosome. The first is because each chromosomes at interphase accurate copy, then each chromosome in cell division process by regularly assigned to the son cells. This not only maintained the individual's normal growth and development,

7、 also ensures species of genetic stability. Asexual reproduction of creatures, the generation between genetic traits of stability is through cellular mitosis guarantee to realize. To century is the century of life science development, biological technology is the core of century technology, it is in

8、 modem molecular biology, biochemistry and molecular biology and life science are the latest accomplishment on the basis of modern comprehensive technology. Keywords: genetics; mitotic; chromosomes 1 遺傳的染色體基礎 各種生物之所以能夠表現出復雜的生命活動，主要是由于生物體內的遺傳物質的表達，推動生物體內新陳代謝過程的結果。生命之所以能夠在世代見延續，也主要是由于遺傳物質能夠綿延不斷地向后代傳遞的

9、緣故。遺傳物質DNA（或RNA）主要存在于細胞中，遺傳物質的貯存、復制、表達、傳遞和重組等重要功能都是在細胞中實現的，染色體是細胞內遺傳物質的主要載體，遺傳物質的許多重要功能的實現都是以染色體為基礎進行的。1.1 染色體的形態特征和數目染色體是指在細胞分裂期出現的一種能被堿性染料強烈染色，并具有一定形態、結構特征的物體。它是細胞間期染色質結構被緊密包裝的結果，是細胞分裂過程中遺傳物質存在的特定形式。早在1848年，W.Hofmeister在研究紫花鴨跖草的花粉母細胞時就已經發現染色體并加以描述，40年后（1888）由W.Waldeyer才將它命名為染色體。1.1.1 染色體的形態特征每一物種的

10、染色體都具有特定的形態特征。在細胞分裂過程中，染色體的形態和結構會發生一系列規律性變化，其中以有絲分裂中期和早后期染色體形態表現得最為明顯和典型。因為在該時期染色體已最大限度地收縮，并且從細胞極面觀察，可以看到它們分散排列在赤道板上，因此，一般在此期進行染色體形態的識別和研究。一般的，在光學顯微鏡下可以觀察到，在有絲分裂中期的染色體是由兩條相同的染色單體構成的，它們彼此以著絲粒相連，互稱為姐妹染色單體。姐妹染色單體是在細胞分裂間期經過復制形成的，它們攜帶相同的遺傳信息。在形態上染色體一般由著絲粒、染色體臂、主縊痕、次縊痕、端粒和隨體幾部分構成。在某些情況下，著絲粒在染色體上沒有固定的位置。其中

11、一種類型是在每條染色體上分布著多個著絲粒，例如某些蛔蟲和線蟲的染色體；另一種類型是擴散型著絲粒，在染色體的每一位點都表現著絲?；钚?，這種現象曾在半翅目、同翅目昆蟲以及高等植物的地楊梅屬中觀察到。此外，染色體上著絲粒所在區域有時又被稱為著絲點，研究表明著絲粒和著絲點是在空間位置上相關，而在結構上不同的兩種結構。染色體的次縊痕與核仁的形成有關，因而成為核仁組織區。在細胞分裂時可以看到，具有核仁組織區的染色體常與核仁聯系在一起。例如，玉米第6對染色體的次縊痕就明顯的聯系著一個核仁，人的第13、14、15 、21和22對染色體也都具有組織核仁的功能。隨著對端粒研究的不斷深入，不僅對端粒的分子結構特點有

12、了更深入的了解，而且對其功能也有了新的認識。發現它除了保持染色體的穩定和線性DNA能順利復制以外，它還與染色體的行為、細胞的壽命、遺傳信息的復制和表達以及核骨架的組成等有一定關系。1.1.2染色體的數目 在不同物種之間，染色體數目往往差別很大，少的只有一對染色體，多的可達數百對。例如，動物中一種馬蛔蟲的變種只有一對染色體，而一種蝶類則有190對染色體，在一種瓶爾小草屬植物的某些物種細胞內染色體數多達510對。染色體數目的多少與物種進化程度一般沒有關系，但染色體的數目和形態特征對于鑒定系統發育過程中物種的親緣關系，特別是對于近緣物種的分類具有重要意義。此外，研究發現在許多生物的細胞中，除具有正常

13、數目的染色體以外，還往往會出現額外染色體。通常我們把正常數目的染色體稱為A染色體，而把額外染色體統稱為B染色體，也稱為超數染色體或副染色體。B染色體首先在玉米中被發現，目前已經在640多種植物和170多種動物中發現了B染色體。當B染色體在生物細胞中積累時會導致生物的異常表現。關于染色體的大小，不同生物之間存在較大差別。但染色體的大小與其所攜帶的基因數目不成比例。在高等植物中，一般單子葉植物的染色體要比雙子葉植物的染色體大。在禾本科植物中，玉米、小麥、大麥和黑麥的染色體比水稻的大。細胞分裂中期的染色體長度，在同一生物不同組織的細胞中和在不同的發育時期也有差異。例如，果蠅神經細胞中的染色體比性腺組

14、織中的染色體大，某些雙翅目昆蟲的唾腺細胞的染色體可比其他細胞的染色體大10倍以上。另外，環境因素也能改變染色體的大小。例如，用低溫或秋水仙素等藥品處理分裂期的細胞，可使染色體縮短長度等。1.2 有性生殖各種生物在其全部的生命活動中，繁殖后代是一個重要的生物學特征。正因為生物具有了這種能力，才使它得以世代相傳，表現了遺傳和變異、適應和進化等重要的生命現象。生物繁衍后代的過程稱為生殖，通過產生兩性配子和兩性配子的結合而產生后代的生殖方式稱為有性生殖。有性生殖是高等動植物的主要生殖方式，它通過兩性配子的形成和兩性配子的結合過程，使雙親的遺傳信息匯集于子代，同時也實現了雙親遺傳物質的重組。在有性生殖的

15、過程中，親代產生的雌配子和雄配子是一種單細胞結構，它們分別攜帶了母本和父本的一套染色體，通過受精作用雌雄配子結合為受精卵，即子代的第一個細胞合子，同時將雙親的染色體傳遞給了子代。因此，雌雄配子在有性生殖的過程中架起了聯系親代與子代間的橋梁，合子經一系列的細胞分裂過程發育為子代個體，它同時攜帶了母本和父本的全套染色體。在微生物中，有的也能通過有性生殖而繁殖并進行遺傳物質的重組，例如子囊菌和面包酵母等。但是在一些真菌中，則往往不能進行典型的有性生殖，而是進行準性生殖，例如構巢曲霉等。1.3 細胞的有絲分裂在真核生物中，無論是單細胞還是多細胞的生物體，其繁殖都是以細胞為基礎的，而細胞的繁殖是以細胞分

16、裂的方式進行的。即使有性繁殖生物的性細胞，也是通過特殊形式的細胞分裂而形成的。因此，細胞分裂是實現生物體的生長、繁殖和世代之間遺傳物質連續性的必要方式。在細胞分裂的過程中，作為遺傳物質主要載體的染色體始終扮演著主角。它通過一系列有規律的變化使自己得到了合理的分配，從而保證了遺傳物質從細胞到細胞之間以及世代之間傳遞的連續性和穩定性，也保證了生物的正常生長、發育和物種的穩定性。細胞分裂方式主要有有絲分裂和減數分裂。高等生物的細胞分裂主要是以有絲分裂方式進行的。它包括兩個緊密相連的過程：先是細胞核分裂，即核分裂為兩個；后是細胞質分裂，即細胞分裂為二，各含一個核。為了便于描述，一般把核分裂劃分為4個時

17、期：前期、中期、后期和末期。在細胞相繼兩次分裂之間的一段時間稱為間期。從細胞上一次分裂完成到下一次分裂結束的一段歷程稱為細胞周期，一個細胞周期包含一個分裂間期和一個分裂期。1.3.1間期 在光學顯微鏡下觀察，活體細胞核是均勻一致的，看不到染色體，只能看到染色質，此時從細胞表面看來似乎是靜止的。實質上，研究證明，間期的細胞處于一種高度活躍的生理、生化代謝狀態，在為細胞的分裂準備各項條件。在間期細胞內的DNA要復制加倍，與DNA相結合的組蛋白也要加倍合成。高能化合物在細胞內大量積累，為細胞分裂貯備足夠易于利用的能量。同時，細胞在間期要進行生長，使核體積和胞質的比例達到最適的平衡狀態，這對于發動細胞

18、的分裂也是很重要的。在動物的間期細胞中還要進行中心粒的復制。細胞分裂周期的遺傳調控保證了細胞周期中各環節依次有序地進行，否則會導致細胞分裂周期的紊亂，造成細胞分裂異常，如癌變等。實際上，細胞分裂周期的調控是一個十分復雜的過程，它很可能是一個多元調控，它不僅與內源調控因子有關，也與外源多種信號、因素有關。1.3.2前期 間期的染色質經過不斷濃縮、螺旋化、折疊，逐漸形成了在光學顯微鏡下能夠看到的染色體，標志著細胞分裂的開始。隨著前期的發展，染色體進一步縮短變粗，染色體的形態特征變得明顯。在晚前期能夠看到每條染色體包含兩條染色單體的雙重結構，這表明此時的染色體已經進行了復制，但著絲粒仍將兩條姐妹染色

19、單體連在一起。動物細胞中的中心體在前期發生向極運動，一對中心體連同形成的星體沿核膜彼此遠離，在達到相對位置時決定了細胞分裂的兩極。在前期末大多數物種的核仁崩潰消失，核膜也崩解。1.3.3中期 核膜的崩解和核仁的消失，標志著細胞分裂由前期進入中期。同時細胞中出現由紡錘絲構成的紡錘體，染色體在中期達到最大程度的盤繞，因而也表現得比其他時期粗短，其形態特征也最為典型。并且染色體隨即移向細胞的赤道部位，它們都以著絲粒排列在赤道面上。因此，中期是研究染色體的形態特征和進行染色體計數的有利時期。1.3.4后期 每條染色體在著絲粒處幾乎同時分裂，分開后的每條染色體都有了各自獨立的著絲粒，因而可稱為染色體。每

20、條染色體在紡錘絲的作用下分別有序地移向細胞兩極，細胞的每一極都分得了與原來細胞同樣數目和質量的染色體。1.3.5末期 當染色體到達細胞兩極后，在每組染色體周圍重新形成核膜，核仁也相繼出現。重建細胞核后，原來凝縮的染色體又失去了螺旋化，逐漸伸展，高度分散在細胞核內。1.3.6胞質分裂 在動物細胞中，核分裂和胞質分裂雖然是兩個相繼發生的過程，但實際上胞質分裂于中、后期就已經開始了。在中、后期的赤道面處，環細胞表面出現一窄的凹溝，并逐漸縊縮使細胞呈啞鈴狀，最后細胞分裂為兩個子細胞，胞質中的各種細胞器也隨之被分到子細胞中。植物細胞因具有細胞壁，其分裂方式也不同于動物細胞。最主要的差別是，植物在進行胞質

21、分裂時于赤道面處形成細胞板，從而將細胞一分為二。 在細胞有絲分裂過程中有時也會出現一些特殊情況，例如細胞核多次分裂而胞質不分裂，結果形成多核細胞；有時核內染色體復制分裂但核不分裂，因而產生染色體加倍的細胞，這稱為核內有絲分裂；還有時染色體多次復制，但染色體和核不分裂，結果會產生多線染色體。細胞有絲分裂的意義在于，由一個細胞產生兩個子細胞，并且各子細胞具有與親代細胞完全相同的染色體。這首先是由于每條染色體在間期的準確復制，然后各染色體在細胞分裂過程中被有規律地分配到子細胞中。這既維持了個體正常生長發育，也保證了物種的遺傳穩定性。進行無性繁殖的生物，其世代間遺傳性狀的穩定性就是通過細胞的有絲分裂保

22、證實現的。2 基礎知識的學習基礎知識的的學習是學好遺傳學最基本的保證,如染色體基礎。除了領會并掌握老師所講解的重點、難點外，我們應該理清最基礎的知識體系框架，精確記憶每個名詞的定義及其內在含義，然后通過自己對知識的理解，能夠做到準確匯出分裂各個時期的圖像，并牢記各個時期細胞內染色體及蛋白質的變化。只有這樣，才能為遺傳學的學習打下堅實的知識基礎。具體方法:一、掌握基本知識要點，“先記憶，后理解” 同學習其它理科一樣，生物學的知識也要在理解的基礎上進行記憶，但是，高中階段的生物學還有著與其它理科不一樣的特點。對于大家學習了許多年的數學、物理、化學來說，這些學科的一些基本思維要素同學們已經一清二楚，

23、比如：數學中的未知數 X 和加減乘除運算，化學中的原子、電子以及物理中的力、光等等。而對于生物學來說，同學們要思考的對象既思維元素卻是陌生的細胞、組織各種有機物和無機物以及他們之間奇特的邏輯關系。因此同學們只有在記住了這些名詞、術語之后才有可能生物學的邏輯規律，既所謂“先記憶，后理解”。二、弄清知識內在聯系，“瞻前顧后?！?在記住了基本的名詞、術語和概念之后，同們就要把主要精力放在學習生物學規律上來了。這時大家要著重理解生物體各種結構、群體之間的聯系（因為生物個體或群體都是內部相互聯系，相互統一的整體），也就是注意知識體系中縱向和橫向兩個方面的線索。如：關于DNA，我們會分別在“緒論”、“組成

24、生物體的化合物”和“生物的遺傳和變異”這三個地方學到，但教材中在三個地方的論述各有側重，同學們要前后聯系起來思考，既所謂“瞻前顧后”。在比如：在學習細胞的結構時，我們會學習許多細胞器，那么這些細胞器的結構和功能有何異同呢？這需要大家做一下比較才能知道，既所謂“左顧右盼”。3 遺傳學發展的現狀目前，以測序為核心的人類基因組計劃的完成指日可待，通向全基因組科學的大門已經敞開。人類基因組計劃正在完成其作為生物學和生物醫學領域中唯一一項最重要的大科學工程的承諾：永久性地改變生物學和醫學。例如，基因治療方法就是利用人體基因圖識別治病基因，即進行基因分析診斷以弄清哪一個或哪幾個基因出了“差錯”以及出了什么

25、“差錯”。人們之所以不遺余力地進行這項工作，很大程度上是由于這部“人體基因全景圖”對人類健康保護的重大意義。這項偉大計劃的完成終將革新生物學問題的深度和廣度，對基礎生物學、生物醫學研究和生物技術帶來長久不衰的影響。現在，科學家們已開始考慮人類基因組計劃后的研究，這將是一個集分子、細胞、發育、遺傳、生理、病理、基因功能、信息科學為一體，較人類基因組計劃更艱巨的科學工程，這方面研究將延續到整個21世紀。早在1906年英國學者貝特森就曾宣稱，“現代遺傳學，已經無所不包（穿透一切）而成為整個生物學的中心 ”，世紀之交，我們驚奇地發現，他的話已得到了印證。事實上，現代社會除了依靠遺傳學解決農、林、牧、漁

26、等部門的品種改良問題之外，在醫藥保健、計劃生育、發酵工業、環境保護等方面，如免疫、壽命、癌癥防治、智力開發等領域，遺傳學受到了越來越多的關注。因此，有人認為，遺傳學在發展過程中，其自身的固有的邊界似乎正在消失，融合于各個學科之中。4 遺傳學的發展前景對世紀是生命科學大發展的世紀，生物技術是對世紀技術的核心，它是以現代分子生物學、生物化學和細胞生物學等生命科學最新成就為基礎的現代綜合性技術。其奧秘引起了科學家的極大興趣，也使人們的觀念發生了根本變化。我國生物技術的研究起步較晚，但從國外生物技術的發展和國內對生物技術的重視，不難看到生物技術在畜牧生產上的前景將是很大的、很廣泛的。隨著轉基因技術、遺

27、傳標記、基因圖譜的構建、染色體的原位雜交、胚胎于細胞、核移植、胚胎克隆、胚胎性別早期鑒定以及性別控制等技術的不斷完善和運用，動物遺傳育種中的許多問題將被揭示而展現在人們眼前，必將對畜牧業的發展產生巨大的推動作用。人們預計，發展生物技術在充滿希望的同時也充滿風險和曲折。為了鼓勵和推動生物技術的發展，許多國家制訂和采取了一些新的有利政策。我們相信，世界生物技術將迎來一個快速發展的新時代。5 學習遺傳學的建議5.1對學校的建議 隨著期末的來臨，遺傳學這門也即將結束。對這門課程及老師的授課方式提出一點關于自己的意見。這門課程中需要理解及背誦的內容很多，而我們的課程安排為每周連續3個課時，這樣，有些枯燥

28、的專業知識會讓同學們很難堅持一直集中注意力，而且對于內容的理解也不是很好。所以，我認為每周4個課時，分兩次上，會對同學們有很大的幫助。5.2 對學生如何學好這門課的建議在平時的學習中，一定要完整準確地理解遺傳學中的基本概念、基本規律的真正內涵、適用范圍、應注意的問題和一些特例。如單細胞蛋白質該怎樣理解？單克隆抗體中的“單克隆”該怎樣理解？同源染色體中的“同源”該怎樣理解？遺傳學三定律的真正內涵是什么？ 適用于哪些生物？自由組合規律和連鎖與互換規律的區別是什么？只有對上述內容做到了真正的理解，才可能正確地去使用它們，解決一些與之有關的問題。同時理解還是記憶，甚至是運用的基礎。我們應該做好以下幾方

29、面：1. 培養自己對遺傳學科的興趣常言道：興趣是最好的老師。生物科學神圣、神秘、神奇，自然界中最高等、最復雜的運動形式是生命運動，二十一世紀是生物學的世紀，生物技術是當代科技的前沿。遺傳學的發展正在極大地改變著我們的生活，很多社會熱點問題、焦點問題，如艾滋病、非典、克隆綿羊等都與遺傳學息息相關?！苞棑糸L空，魚翔淺底”大自然中的生物給我們帶來了豐富的美感和哲理，正因為有了生物，大自然才得以生機盎然、欣欣向榮。學習生物科學是神圣而光榮的，也是大有前途的。樹立信心、培養興趣，學習才會有積極性和主動性。2. 注意學、思、用三者的結合古人云：學而不思則罔，思而不學則殆。經常運用教材中的基本原理解釋自然界

30、和生活中與遺傳學有關的一些現象：秋天到了，樹葉為什么變紅了呢？長時間熬夜，為什么會打哈欠？今天我喝了一杯牛奶，它將在我身體內發生什么樣的變化呢?人終生只能患一次天花，為什么會多次患感冒呢？既然我體內有免疫系統，且功能正常，那為什么我還會患病呢？對自然界和生活中的現象要多觀察、多思考、多發現問題，然后通過查資料、請教他人想辦法找到這些問題的答案，做到既學又思又用，如此反復經常，日久知識必能得到鞏固和掌握。3. 學會知識的遷移遺傳學同數學、物理、化學、地理甚至哲學、歷史都有著密切的聯系，要能夠把上述學科中的基本知識、基本理論、思維方法應用到遺傳學領域中來。如數學中的概率論、排列組合，化學中的化學平衡、化學方程式、化學計算等常在遺傳學中出現。同時也要求同學們在學好遺傳學的同時，也能把上述學科甚至高中階段各個學科都要學好，因為知識都是相通的，只有把自己的知識平臺構建龐大，才可能在某一學科取得較深的造詣。4. 關注當代生物科學的發展 生物科學的發展日新月異，新的理論不斷地涌現，平時我們要在新聞媒體中、在期刊雜志中注意收集這方面的信息，課下同別人一起