种瓜得瓜种豆得豆——揭开生物遗传的奥秘

地球上的所有生物，上至“万物之灵”的人类，下至细菌的“寄生虫”——噬菌体，都能将其多种多样的性状传递给它的后代。所有的生物都表现着遗传现象，它是生命延续和种族繁衍的保证，俗话所说的“种瓜得瓜，种豆得豆”，就是对生物遗传现象的生动描述。
早在1865年，奥地利生物学家孟德尔就发现了生物遗传的分离规律和自由组合规律，他从这两个规律所表现的遗传现象推论出：生物的每一种性状仿佛是独立遗传的，每一种性状在生殖细胞里由一个决定的“因子”所代表。1909年，约翰森用“基因”这个名字代替了“遗传因子”，尽管他还没有具体涉及基因的物质概念。
孟德尔的研究成果实在超越了时代，以至当时没有能够引起任何人的注意，他把他的论文分送给各主要图书馆，但也无人问津，孟德尔对他的朋友说：“让那些论文先睡上几十年吧，我相信，承认我的一天终将到来。”
直到1900年春天，荷兰的H·德弗里斯、德国的柯伦斯和奥地利的丘歇马克等科学家，都各自独立地通过实验得出了孟德尔的实验结果，但当他们在发表论文前进行文献资料的查阅时，却又发现孟德尔的论文已在图书馆里被尘土封埋了34年。

一只白色的果蝇

孟德尔的研究成果被重新发现时，科学家在研究细胞构造方面已经有了一些重要的发现：所有生物细胞都有相似的结构，它是由一种半透明的胶状物质构成的，细胞外面包着一?薄薄的细胞膜，里面都有一个很小的球状的细胞核，每一个细胞核里有一定数目的微粒。生物的生长、繁殖都是由细胞的分裂来?现的。
1879年，德国的生物学家弗莱明经过实验发现：用碱性染料可以把细胞核内的微粒状物质染成黄色，而且再不会退色。将这些微粒染色后，观察起来十分方便，他发现这些微粒先变成丝状，然后再断裂成数目相同的两半，一个细胞就变成了两个。第二年，德国生物学家就把这种能染上色的微粒叫做“染色体”。
染色体平时是交织成网状的，当细胞分裂的时候，它们排列得比较整齐，可以看出是一些粗细长短不同的丝状体。不同生物的细胞里染色体数目是不一样的，同一种生物的细胞里染色体数目却是一定的。而且，各种生物细胞里的染色全都是成双成对。
1904年，美国细胞学家萨顿突然想到，孟德尔所说的遗传因子成双成对，而细胞学界说染色体成对成双，这两个会不会是一回事呢？染色体可能就是遗传因子和物质基础!
1910年的一天，美国生物学家摩尔根正在他的实验室里进行生物实验。这是一间特殊的实验室，除了几张旧桌子外，就是几千只瓶子。原来，摩尔根用这些瓶子培养实验用的果蝇。果蝇的繁殖率很高，生活史短，便于观察和研究，摩尔根已培养了几万只果蝇。
这天，摩尔根突然发现：在他的许多红眼果蝇中，有一只果蝇却是白色的，他感到十分好奇：我何不也做一次杂交试验?摩尔根说干就干，他让红果蝇与白果蝇杂交，结果发现子一代全是红眼的，显然红对白来说，表现为显性，正合孟德尔的试验结果。摩尔根不觉暗暗地吃了一惊，他又使子一代交配，结果发现子二代中的红、白果蝇的比例正好是3：1，这是孟德尔的研究结果，于是，摩尔根对孟德尔更加佩服了。
摩尔根决心沿着这条线索追下去，看看动物到底是怎样遗传的。他进一步观察，发现子二代的白眼果蝇全是雄性，这说明性状(白)的性别(雄)的因子是“连锁”在一起的，而细胞分裂时，染色体先由一变二，可见能够遗传性状、性别的基因就在染色体上，它通过细胞分裂一代代地传下去。染色体就是基因的载体！摩尔根和他的学生真的还推算出了各种基因的染色体上的位置，并画出了果蝇的4对染色体上的基因所排列的位置图。
摩尔根的染色体理论成功地解释了性别遗传。原来，性细胞，即精子和卵子，除可先一分为二，变成成倍的新细胞体外，它还可以“减数分裂”，即：本来细胞中含有46个染色体，结果分裂后只剩下23个，这样，精子和卵子结合，又成为一个有46个染色体的新细胞了，这就是新的生命。男女双方的23个染色体有22个是普通染色体，只有一个是决定性别的，这一个在女性一方都是X染色体，在男性一方则有可能是X，也可能是Y。精子与卵子结合时，如果双方都含有X染色体，则生女孩，如果X卵子碰到一个Y精子则生男孩，生男还是生女这个谜，到摩尔根这里才终于被揭破了。于是，摩尔根创立了著名的基因学说，并获得了1933年的诺贝尔生理学及医学奖金。
遗传是基因决定的，那么基因又是由什么构成的呢？在显微镜下面看染色体上的基因，只不过是一些黑色条纹，很难看出它们的细微结构，因而也就无法说明基因是什么。
基因决定生物的遗传性状，孟德尔的假说被证实了，但是，摩尔根接着又向后人提出一个假说，他在自己的名著《基因论》的末尾写道：“我仍然很难放弃这个可爱的假设：就是基因之所以稳定，是因为它代表了一个有机的化学实体。”

(责任编辑：admin)

搜索

热门标签:

种瓜得瓜种豆得豆——揭开生物遗传的奥秘