減數分裂和受精作用的發現歷程

2021-02-24 生物100

實驗細胞學、原生質、核質、細胞質、染色體物質等名詞的來源，諸多人物的貢獻，一個事實的發現有多艱辛，數據告訴你。

減數分裂和受精作用的發現歷程

19世紀的最後25年，許多生物學家對細胞分裂和受精作用進行了大量的研究。1875年赫特維奇(O.Hertwig, 1849—1922 )在觀察海膽卵的受精作用時，發現精核和卵核的融合，從而開創了實驗細胞學這一領域。弗萊明(W. Flemming, 1843—1905)、貝內登(E.von Beneden, 1846—1910)在動物方面和斯特拉斯伯格(E. A. Strassburger, 1844—1912 )在植物方面都對減數分裂和細胞的間接分裂進行了觀察和詳細的描述。1878年施萊克爾(Schleicher )把細胞的間接分裂稱為核分裂，而1882年弗萊明則將雷馬克(Remak, 1815—1865 )在1841年觀察雞胚血細胞時發現的細胞直接分裂稱為無絲分裂，將間接分裂或核分裂稱為有絲分裂。1879年弗萊明描述了蠑螈細胞的有絲分裂。1882年他在核分裂和形成子細胞核的過程中觀察到細胞核中的染色物質是如何轉化為縱向分裂線狀體的，他將核內染色部分稱為染色質(chromatin)。1888年 馮•瓦爾德耶-哈茨(H. W. von Waldeyer-Hartz. 1836—1921 )將細胞分裂過程中隨著核的消失而出現的染色小體稱為染色體(chromosome）。1881年巴爾比亞尼(E. G. Balbiani, 1823—1899 ), 1884年卡諾努瓦(J.B.Camoy, 1836—1899 )發現了雙翅目昆蟲的唾腺染色體，並做了觀察。

1883年貝內登不僅在有絲分裂過程中觀察到染色體的兩個子染色體各往一極，以保持子細胞中染色體物質的相等，而且觀察到蛔蟲配子中的染色體數目只有體細胞中的一半；而在受精過程中，受精卵從卵細胞和精子獲得相同數目的染色體，結果，生物在代代相傳中保持比較恆定的染色體數目。1884年斯特拉斯伯格觀察被子植物的受精作用過程時發現了和赫特維奇在動物細胞中所觀察到的同樣現象。由於雙親的特徵遺傳給後代是由參加受精作用的兩種生殖細胞(卵細胞和精子)來完成的，因此，需要確定細胞的哪一部分與遺傳特性有關。斯特拉斯伯格進行了各種植物的正反交實驗，得到了相同的結果。因為卵細胞和精子在大小上和所含細胞質的數量上是不同的，所以他認為細胞質與物種間在遺傳上的差異無關，核及其中的染色體則是遺傳的物質基礎。魏斯曼假設在有性生殖的多細胞生物裡遺傳單位的數目在卵細胞和精子或花粉，也就是在生殖細胞的形成中是減半的。然後遺傳單位原有的數目在受精過程中通過雄性和雌性生殖細胞核的結合得以恢復，於是產生了新的個體，這個個體的遺傳物質一半來自父方，另一半來自母方。

細胞學說的建立把生物學家的注意力引向細胞，有力地推動了對細胞的研究。19世紀下半葉是細胞研究的繁榮時期，科學家相繼發現了許多重要的細胞器和細胞活動的現象。自從細胞是由原生質組成的概念建立以後，學者們又更明確地把圍繞在核周的原生質稱為細胞質，把核內的原生質稱為核質。弗萊明改進了固定和染色技術，首先精確地描述了細胞的有絲分裂過程，並把細胞分裂命名為有絲分裂。斯特拉斯伯格根據染色體的行為把有絲分裂期分為前期、中期、晚期、末期。1855年魯貝爾(Rubel)首次提出一個物種中兩代細胞染色體數目不變的定律。1890年，瓦爾德耶-哈茨認為，有絲分裂的基本變化是形成核絲——染色體，在縱的方向一分為二。19世紀80年代末，鮑維裡(T. Boveri, 1862—1915 )報導說，動物體配子在形成過程中染色體數目減少一半，不久斯特拉斯伯格在植物細胞中也發現了這種現象。1905年，法默(J. R. Farmer, 1865—1944 )和穆爾(J. E. Moore, 1870—1947 )把進行有性生殖的生物的生殖細胞通過分裂使染色體數目減半的分裂方式稱為減數分裂。這樣就既明確了核在兩代個體間保持了連續性，也明確了染色體在減數分裂過程中減少一半，通過受精在下一代又恢復原來數目的現象。

來源：人教版新教材必修2教師用書

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