文 | 史论春秋

编辑 | 史论春秋

«●—【前言】—●○»

2004年，纽约大都会队的教练唐·贝勒（中）在接受了治疗癌症的干细胞替代治疗后，享受了他回到球队的第一天。

未用于生育治疗的。当胚胎干细胞被收获时，胚胎就会被破坏。许多人认为，破坏有可能发育成婴儿的胚胎是不道德的。收集成体干细胞不会对供体，造成持久的伤害，但这些细胞的潜力可能是有限的。

干细胞移植，可能有一天会被常规用于治疗阿尔茨海默病、糖尿病、癌症等疾病和脊髓损伤。

我们甚至可以从干细胞中，培养出全新的器官。资金将是影响研究方向的一个因素。私人资金为干细胞研究的未来奠定了基础。虽然干细胞的前景似乎是无限的，但只有通过多年的深入研究才能取得重大进展。

减数分裂是核分裂的过程，将新细胞中的染色体数量，减少到原始细胞的一半。染色体数目的减半，抵消了生物体生命周期后期细胞的连接。

«●—【单倍体细胞形成】—●○»

在动物中，减数分裂产生配子，这是一种单倍体生殖细胞。人类的配子是精子细胞和卵细胞。精子和卵细胞各包含23条（1n）条染色体。精子和卵子的融合产生了一个包含46（2n）条染色体的受精卵。

通过减数分裂，准备分裂的细胞，经历间期的G1、S和g2期。在间期，细胞生长到一个成熟的大小，并复制其DNA。因此，细胞以一组重复的染色体开始减数分裂，就像开始有丝分裂的细胞一样。

因为经历减数分裂的细胞分裂两次，减数分裂的二倍体（2n）细胞，产生四个单倍体（1n）细胞，而不是两个二倍体（2n）细胞。第一次细胞分裂的阶段称为减数分裂I，第二次细胞分裂的阶段称为减数分裂II。

在阅读减数分裂I的每个阶段时，请注意这些阶段与有丝分裂中发生的相应阶段的比较。

减数分裂发生在二倍体生殖细胞中。在减数分裂开始之前，二倍体生殖细胞的DNA被复制。减数分裂I产生两个单倍体细胞。减数分裂II产生4个单倍体子代细胞。

在前期I中，DNA紧密地缠绕成染色体。在有丝分裂的前期，纺锤体纤维出现。然后，核仁和核膜被分解。注意，每条染色体都在它的同源物旁边排列。在有丝分裂中不发生的同源染色体配对称为突触。

每一对同源染色体被称为四分体。在每个四分体中，同源染色体的染色单体是纵向对齐的，这样一条染色体上的基因，与另一条染色体上的相应基因相邻。

（当构成四分体的染色体在突触期间交换染色单体时，就发生交叉。交叉导致基因的交换和新的新组合）

在突触过程中，同源对中的染色单体相互扭曲，如上图所示。部分染色单体可能会断裂，并附着在同源染色体上的，相邻染色单体上。这一过程被称为交叉。

过程中允许母体和父体染色体之间的遗传物质交换。因此，基因重组的结果，因为一种新的遗传物质的混合物被创造出来。

在中期I中，四分体沿着分裂细胞的中线随机排列，如进程图所示。这对染色体的方向相对于细胞的两极是随机的。

纺锤体纤维，从一个杆点，附着在一个同源染色体的着丝粒上。来自相反极的纺锤体纤维，附着在这对纤维的另一条同源染色体上。

在后期I中，每条同源染色体（由两条着丝粒连接的染色单体组成）移动到分裂细胞的相反极。同源染色体的随机分离称为独立分类。独立的分类结果导致遗传变异。

在末期I中，染色体到达细胞的另一端，细胞质分裂开始。请注意，新的细胞包含一个单倍体数量的染色体。

在减数分裂I期间，原始细胞产生两个新细胞，每个细胞包含每一对同源细胞的一条染色体。新细胞所包含的染色体数量，是原始细胞的一半。然而，每个新细胞都包含两个拷贝（作为染色单体），因为原始细胞在减数分裂I之前复制了它的DNA。

«●—【减数分裂Ⅱ】—●○»

减数分裂II发生在减数分裂I期间形成的每个细胞中，而不是在DNA的复制之前。减数分裂II的事件如下图所示。在一些物种中，减数分裂II在新细胞中核膜重组后开始。在其他物种中，减数分裂II在减数分裂I之后立即开始。

在前期II，纺锤体纤维形成并开始，将染色体向分裂细胞的中线移动。在中期II，染色体移动到分裂细胞的中线，每条染色单体面对分裂细胞的相反两极。在后期II，染色单体分离并向细胞的相反两极移动。

在末期II，在四个新细胞的染色体周围形成一个核膜。然后发生胞质分裂II，产生四个新细胞，每个细胞包含原始细胞染色体数量的一半。

«●—【胚子的开发】—●○»

在动物中，只有通过减数分裂而分裂的细胞，是那些在生殖器官内产生配子的细胞。然而，生物体在与配子形成，相关的时间和结构上各不相同。在人类中，减数分裂发生在睾丸（雄性）和卵巢（女性）。

当雌性配子（卵子）与雄性配子（精子）结合时，雄性和雌性的遗传指令结合在一起，形成一个新的个体。

在睾丸中，减数分裂参与了雄性配子，这被称为精子细胞或精子。在精子细胞的发育过程中，一个二倍体生殖细胞，通过减数分裂形成四个单倍体细胞，称为精子细胞。每个精子细胞，发育成一个成熟的精子细胞。

（a）在雄配子形成过程中，原始细胞通过减数分裂产生4个精子细胞。

（b）在卵细胞的形成过程中，原始细胞通过减数分裂产生一个卵细胞和三个极性体。卵细胞接收大部分原始细胞的细胞质。

卵发生（OH）是成熟卵细胞的产生。在卵子发生过程中，一个二倍体生殖细胞减数，分裂产生一个成熟的卵细胞（卵子）。在卵发生的胞质分裂，和胞质分裂II过程中，原细胞的细胞质，在新细胞之间不均匀地分裂。

有一个细胞发育成一个成熟的卵细胞，接收了原始细胞的大部分细胞质。因此，减数分裂产生一个卵细胞。减数分裂的其他三个产物，称为极性体，最终会退化。

«●—【有性生殖】—●○»

有性生殖是指通过减数分裂，精子和卵子的结合而产生的后代。有性生殖产生的后代在基因上与父母不同，因为基因在减数分裂中以新的方式结合。

事实上，除了同卵双胞胎之外，有性产生的后代包含了他们父母基因的独特组合。有性繁殖的进化优势是，它能使物种快速适应新的条件。

例如，如果疾病袭击了一种谷物作物，一些植物可能有遗传变异，使它们对疾病具有抵抗力。虽然许多个体可能会死亡，但这些少数抗性植物能够存活和繁殖。

“遗传学已经在生命科学的中心占据了重要地位，遗传学与生物化学联系在一起；它彻底改变了细菌学，在50年代分子生物学的出现中发挥了重要作用，抵制了生态学的挑战，掌握了癌症研究，甚至现在，正在彻底改变分类学和它的老对手胚胎学。”

这些虎崽幼崽的兄弟姐妹看起来非常相似，因为他们从父母那里继承了自己的特征。

这位研究人员正在分析已被分类成DNA指纹的DNA片段。右边显示的果蝇由于基因突变而失去了右眼。

这种白皮肤、蓝眼睛的鳄鱼的独特外观是一种遗传条件的结果。

遗传学是一个生物学领域，致力于了解特征如何从父母遗传给后代。遗传学是在格雷戈·约翰·孟德尔的工作下建立的。

1843年，21岁的格雷戈尔·孟德尔进入了奥地利布伦的一座修道院。他照料花园的任务，给了他时间来思考和观察，许多植物的生长情况。1851年，他进入维也纳大学，学习科学和数学。

他的数学课程，包括在当时新出现的统计学领域的培训。孟德尔学习的统计知识，在后来他的遗传研究中，被证明很有价值——将特征从父母传播给后代。孟德尔回到修道院后，他在一所高中教书，还保留了一块花园地。

«●—【小结】—●○»

虽然他研究了许多植物，但最让人难忘的是他对一种花园豌豆的实验。

孟德尔观察了豌豆植物的7个特征。一个特征是一个可遗传的特征，比如花的颜色。每个特征都发生在两个对比不同的特征中。一个特征是一种由基因决定的特征变体，比如黄色花的颜色。

孟德尔观察到的豌豆特征：有株高（性状：长和短）、沿茎的花位置（轴向和末端）、荚果颜色（性状：绿色和黄色）、荚果外观（性状：膨胀和收缩）、种子质地（性状：圆形和起皱）、种子颜色（性状：黄色和绿色）和花色（性状：紫色和白色）。

孟德尔用他的统计学知识，来分析他对这七个特征的观察结果。

孟德尔从他的豌豆植物中收集种子，并仔细记录了每一株植物的特征和种子。第二年，他又种下了这些种子。他观察到，紫色开花的植物，来自于大多数紫色开花的植物种子，而白色开花的植物来自于一些降紫色的植物种子。

当对株高特征进行实验时，他观察到，高大的植物，大多来自从高大植物获得的种子，而短的植物，则来自从高大植物获得的种子。孟德尔想为这种变化找到一个解释。

孟德尔通过仔细控制豌豆植物如何授粉，能够观察到性状是如何从一代，传递到下一代的。当在花的雄性生殖部分，产生的花粉粒转移到花的雌性生殖部分，称为柱头时，就会发生授粉。

参考文献：

DNA合成在减数分裂重组中功能的研究进展(英文)[J]. 黄霁月;Gregory P.Copenhaver;马红;王应祥.Science Bulletin,2016(16)

植物减数分裂重组的影响因素·机制及在育种中的应用[J]. 江姗.安徽农业科学,2010(15)

“医学遗传学”课程思政的实施策略与效果评估[J]. 贾利云;贺颖.教育教学论坛,2022(10)

医学遗传学“课程思政”教学设计与实践[J]. 张妮;米亚静;刘洁;景晓红.生命的化学,2021(08)

问题引导教学法在“医学遗传学”课程中的应用探索[J]. 陈雪娇;王可;李雨雷;翟立红.教育教学论坛,2021(52)