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遗传因子

遗传因子,即基因。性状,具体地说,就是生物体表现出来的性质和形状,比如大小、高矮、颜色等。“性状”是人们感觉到的表面现象,它们的重复出现具有某种内在的原因。

孟德尔在观察和统计分析的基础上,果断地摒弃了前人融合遗传的观点,通过严谨的推理和大胆的想像,对分离现象的原因提出了如下假说:

生物的性状是由遗传因子hereditary)决定的。每个因子决定着一种特定的性状,其中决定显性性状的为显性遗传因子,用大写字母(如D)来表示;决定隐性性状的为隐性遗传因子,用小写字母(如d)来表示。

体细胞中的遗传因子是成对存在的。控制同一性状遗传因子组成不同的个体叫做杂合子;遗传因子组成相同的个体叫做纯合子

生物体在形成生殖细胞配子时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中。配子只含有每对遗传因子中的一个(基因自由组合定律的前身)

受精时,雌雄配子的结合是随机的。

这时,人们已经通过实验证实了孟德尔遗传两定律的正确性,但孟德尔学说中的遗传物质“遗传因子”究竟在细胞中的什么地方呢?

19世纪70年代后的20多年里,显微镜、切片机和化学染料的改进和发明,促进了细胞学的研究。

1879年,德国生物学家W弗莱明(1843-1915)就在细胞核内发现了一种可以被碱性红色染料染色的“微粒状特殊物质”,他称之为“染色质”。

10年后,德国解剖学家瓦尔德耶尔(1836-1921)将染色质改称为“染色体”。此后,科学家们又发现了染色体与细胞分裂的关系,意识到染色体可能是遗传的重要物质,这就为孟德尔遗传因子假说提供了可靠的证据。

1903年,美国细胞学家W萨顿(1877~1916)在实验中发现:染色体的行为与孟德尔遗传因子的行为是平行的,只要假定遗传因子在染色体上,孟德尔所提出的分离定律和自由组合定律的机制就可以得到合理的解释。这一推论被后来的研究所证实,为遗传的染色体学说奠定了基础。

染色体是否就是遗传因子呢?生物体内的染色体数目很少,如豌豆只有7对染色体,果蝇只有4对染色体,而遗传特性却很多。萨顿猜想:每条染色体上一定是带有多个遗传因子。1906年,英国生物学家贝特森(1861-1962)发现豌豆的某些遗传特征总是与另一些特征一起遗传的。这说明萨顿的猜想是有道理的。

1909年,丹麦生物学家和遗传学约翰逊(W.L.Johannsen.1857-1927)提议用“基因”一词来代替“遗传因子”,得到了生物学家们的广泛赞同。

基因是否真的存在于染色体之中?萨顿和贝特森还只是作出了肯定的猜想。首先以实验结果证实这一猜想的是美国生物学家摩尔根(1866~1945)。

起初,摩尔根孟德尔遗传因子学说持怀疑态度,因为这一学说缺少实验的证明。摩尔根对依靠类比、假设、推断得出的结论不感兴趣,他更相信实验的结果,不管实验的结果是证实还是否定自己的观点。

1909年,摩尔根开始通过果蝇实验研究遗传现象。第二年,他在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇。当他用这只白眼雄果蝇同红眼雌果蝇交配后,第二代白果蝇竟全都是雄性的。当时其他科学家已经证明了性别是由染色体决定的,因此白眼基因一定是与雄性基因同在一条染色体上。这是人类获得的染色体是基因载体的第一个实验证据。摩尔根的进一步实验表明,一条染色体上可以有许多个基因

在事实面前,摩尔根不仅勇敢地承认了自己的错误,并且发展了孟德尔的理论,创立了遗传的染色体学说。

由于在遗传学研究中的突出贡献,摩尔根荣获了1933年诺贝尔生理学或医学奖。他是因遗传学研究成果荣获诺贝尔生理学或医学奖的第一人。

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