暖月:遗传学简史

暖月[河南安阳]人们早就知道:种瓜得瓜,种豆得豆。可没人知道为什么种瓜得瓜,种豆得豆?可能有的人认为这是天经地义的事,还用问为什么吗?或许有人想了这事,但就是没想明白。关于这件事,有的人很认真。法国有位学者叫拉马克,他说,动物的器官是用进废退的;他还说,后天获得的性状是可以遗传的;长颈鹿为了吃到树上的叶子就把脖子拉长了,这不是很好的例子吗?而德国的生物学家魏斯曼则提出异议:切除了22代尾巴的老鼠,为什么后代还是长出尾巴了呢?他说,种质才是遗传的关键物质,而体质的改变是不能遗传给后代的。在这个问题上,英国的博物学家达尔文很慎重。他经过5年的环球考察之后写成了一本书《物种起源》。他说,生物是进化而来的,是自然选择的结果世界根本就不是上帝创造的。他不小心点燃了生物界的一场战火,这场战火还波及到了神学界,最后把自己给烧死了。而他手里握着的真理并没有被烧灭。就在这场战火还没有完成熄灭的时候,孟德尔在修道院里悄悄种下了第一棵豌豆,这一种就是八年。他指着地里的豌豆花数了数,然后悠悠地说:生物的性状是由遗传因子决定的;而遗传因子就像多彩的水晶球,各自独立,互不融合。可惜的是,在他离世十六年后他的假说才被足够的重视。后来,美国的摩尔根用果蝇作试验材料,不仅验证了孟德尔提出的假设,还有了新的突破。他说,遗传因子改称为基因更合适些;基因是什么呢?基因就像一串佛珠位于染色体上。随着遗传物质的面纱一层一层地被揭开,一位叫克里克的年轻人引领着人们看到了DNA的美丽容颜。善于探索的人们终于明白了,在DNA的双股螺旋链里珍藏着生物界的全部遗传密码,在碱基的排列组合里隐藏着一个万紫千红的世界。于是,从分子到达性状表现的隧道终于打通了。人们高兴地看到,一节一节满载遗传信息的专列从细胞的核心地带出发,穿越司令部的围栏奔向生命的原野,直接从蛋白质合成的工厂里穿过。翻译的机器立刻启动,阅读生命当初的密码,所有繁杂而精准的工艺流程都是为了最后的表达。只有表达,才能体现出基因的价值,展现出奇异的生命形态,呈现出绚丽多彩的生物世界。如果说孟德尔的研究发现是遗传学诞生的标志,那么,当DNA从神秘的地方走出来的时候,就意味着遗传学研究已深入到了分子水平。而现在,所有的生物学问题都依赖于基因的表态。

人类对生命奥秘的追逐经历了漫长的时间。翻开一本基础的生物教科书,大家看恶意在上面轻松地找到各种关于DNA这种尖端学科范畴的描述。但教科书总不会是天上掉下来的,DNA这种看不见摸不着的东西,科学家们是怎么样将它研究到今天的水平的呢?

孟德尔遗传学定律其实也是在后来的遗传学贡献都是很大,而且也是有着一种很自由组合的定律,而且也所有者分离的定律,而这些也是直接有个通称就是叫做孟德尔遗传规律,那么孟德尔遗传学定律,孟德尔对遗传学的贡献到底如何?下面一起来看看吧。

故事要从19世纪一个不务正业、爱好种豌豆的神父说起。1856年~1863年,奥地利的一个神父在院子后面勤勤恳恳地种了8年的豌豆,这就是大名鼎鼎的豌豆实验。这位神父——大家一般称他为生物学家的孟德尔被誉为遗传学的奠基人、现代遗传之父。

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种豌豆和遗传学有什么关系呢?孟德尔挑选了22个品种的豌豆,利用研究豌豆高茎或矮茎、圆粒或皱粒、白皮或灰皮的性状,通过数学计算发现了孟德尔第一、第二遗传定律。

孟德尔遗传学定律,孟德尔对遗传学的贡献

第一定律即“分离定律”,它认为生物体内存在着控制性状的“遗传因子”,这些遗传因子成对存在,不相融合;在生物体形成配子时,成对的遗传因子会发生分离,分离后的遗传因子便进入了不同的配子中,随之传给后代;第二定律被称为“自由组合定律”,来自亲本上一代的两个配子在结合时,遗传因子会随机排列组合,互不干扰。这是现代遗传学的理论基础,为后代的所有研究奠定了基础。

孟德尔定律

孟德尔非常清楚自己的发现具有划时代的意义,但他还是慎重地重复了多年,以期望令结果更加完善。1865年,孟德尔在布鲁恩科学协会的会议厅将自己的研究结果分成两次宣读了。但时长一个小时的报告就让听众们如坠入云雾之中。尽管与会者大多数是布鲁恩科学协会的成员,其中既有化学家也有生物学家,然而孟德尔的理论对他们来说还是太超前了,他们压根就跟不上孟德尔推理的速度。孟德尔从豌豆那里得到的秘密,就这样被埋没了35年。

由奥地利遗传学家格里哥孟德尔在1865年发表并催生了遗传学诞生的著名定律。他揭示出遗传学的两个基本定律分离定律和自由组合定律,统称为孟德尔遗传规律。

1900年,来自三个国家的三位学者同时重新发现了孟德尔几十年前早已发现的遗传定律。从此,遗传学进入了孟德尔时代。1902年初,年仅25岁的美国学者沃尔特·萨顿在孟德尔遗传定律的基础上,在显微镜的帮助下观察到了蝗虫细胞核内的染色体,发现这些染色体在细胞有丝分裂和生殖细胞融合时的行为正巧吻合孟德尔在两大遗传定律中队遗传因子的描述。也就是说,人们在20世纪初发现了染色体便是遗传的基本物质。

在孟德尔以前,孩子为什么像父母这样的遗传现象没有明确的科学解释,当时比较流行的融合说或者混合说将这种现象解释为:母方卵子与父方精子中存在的某种液体混合、是孩子继承父母两方特征的原因。与此相对,孟德尔自立粒子说并且预言,决定父母方性质的是某种单位化的粒子状物质。由于当时的技术水平的局限孟德尔没能完全解释这里的粒子是什么,我们知道这里的粒子就是遗传因子。可以说孟德尔为以后的遗传因子理论奠定了框架基础,这一发现具有历史性的意义。

现在,人们终于能够确认,孟德尔遗传定律中决定所有生物性状的遗传物质就是DNA。如果能够分析出DNA的结构,那人类对遗传学的了解就势必会更进一步。

可惜在孟德尔生前,这一发现没有得到充分的瞩目。但是也没有完全被埋没,如19世纪中叶,威廉姆?霍克、阿尔贝尔特?布朗贝里、伊万?舒马尔豪森、海德?贝利等人都在各自的论文中提到了孟德尔定律。此外,大不列颠百科全书1881年版已经有了对孟德尔研究的介绍。

可是正如前文所说的,DNA看不见摸不着,要怎么样才能知道它的结构呢?

1900年荷兰的雨果德弗里斯(Hugo de Vries),德国的卡尔柯灵斯(Carl
Correns)和奥地利的契马克(Erich von
Tschermak)、各自独立研究再次发现了这一定律。经过对过去文献的调查,最终发现了孟德尔的论文。并且以此将这一定律命名为孟德尔定律。为这一定律命名的是柯灵斯,孟德尔个人没有将之称为定律。

1953年,只有23岁的美国人年轻人詹姆斯·沃森和35岁的弗兰西斯·克里克得到了英国的女科学家罗莎琳德·富兰克林用X射线晶体衍射技术拍摄的DNA照片,在这张照片的基础上,他们结合查伽夫的碱基配对数量结果,又在富兰克林的帮助下设计出了DNA的双螺旋模型。在这个模型里,DNA双螺旋的碱基位于双螺旋内侧,磷酸和糖基在外侧,通过磷酸二酯键相连,构成核酸的骨架。碱基平面与假想的中心轴垂直,糖环平面则与轴平行,两条链皆为右手螺旋。

孟德尔定律价值在于哪

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