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遗传的奥秘

时间:2019-07-28    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

遗传的奥秘

  

“种瓜得瓜,种豆得豆”早已是人们的常识,孩子像父母更是习以为常。

但为什么会像呢?是什么力量使得生物的遗传特性一代一代传下来的?科学

家们用了一百年的时间给我们提供了比较满意的答案。

不能说孟德尔是一个地地道道的生物学家,因为他的职业不是科学;然

而,职业并不能决定一个人的科学成就的大小。深居修道院的孟德尔连续 8

年研究豌豆,发现控制豌豆各种性状的遗传物质,是呈颗粒状的成对存在的

因子,完成了遗传学的经典之作。按孟德尔的观点,这些呈颗粒状成对存在

的因子可以自由组合,以此决定下一代的性状。表现出来的性状能大致说明

生物体一定有哪个遗传因子和一定没有哪个遗传因子。如果把豌豆的高矮这

对性状用 A 与 a 表示出来,高豌豆的遗传因子既可以是 Aa,也可以是 AA,而

矮豌豆的则必定是 aa。如果雄性豌豆是 Aa(生物学上叫杂合体)那么产生的

后代就是这样:

Aa × aa(自由结合)


 


Aa Aa


aa aa


 


              

就是说高矮的概率各占 50%

如果雄性豌豆是 AA(生物学上叫纯合体),那么产生的后代就是这样:

Aa ×aa(自由结合)

Aa Aa Aa Aa

就是说,下一代肯定都是高的。

把孟德尔的这一发现推而广之,我们人体的高矮、胖瘦、黑白、手的大

小、嗓音的高低、眼睛的形状等等都是由从父母遗传下来的因子决定的。这

些遗传因子,后来被生物学家们称为基因,是生命得以延续的活载体。

孟德尔用遗传因子解释遗传非常有道理,但遗憾的是他不能告诉我们那

个颗粒状的基因在哪里,是什么样子。揭开基因神秘面纱的是美国的细菌学

家艾弗里和后来的噬菌体小组。噬菌体是一种低等微生物,以细菌细胞为寄

主。它的结构十分简单,形如蝌蚪,外部是一个蛋白质膜,膜里面包着脱氧

核糖核酸(即 DNA)。特别有趣的是,当它侵犯细菌的时候,好像是一个注

射器,先用尾部末端扎在细菌的细胞膜上,然后将体内的 DNA 全部注入到细

菌的细胞里面去,而把蛋白质外壳留在外部,再没有什么用了。侵入细菌中


的 DNA,利用细菌细胞内的物质,坐享其成,不断地制造自己的后代,直到

后代太多,把细菌细胞彻底吃掉,才又分散四处,继续侵入其他细菌。就像

前面我们在细胞工厂里看见的那样。

噬菌体的所作所为告诉我们,噬菌体的遗传繁殖就是通过其体内的 DNA

来实现的。

基因是什么?基因就是 DNA。DNA 是一个大分子,样子很像摩天大楼里的

楼梯,螺旋状伸展。楼梯两侧的扶手是核苷酸长链,梯的阶级是配对的碱基

连接而成的。一个小鼠的 DNA 大约含有 1.2 万个核苷酸对;一个人的一个 DNA

分子大约含有 30 亿个核苷酸对。正是由于 DNA 的千差万别,才 有了各种生物

各不相同的遗传性状与功能。

再严格一点,说基因就是 DNA 并不十分准确,而准确的说法是,基因是

DNA 分子中的某一个片段(即核苷酸片断),是 DNA 长链上占有一定位置的

遗传单位。一个 DNA 分子上具有若干个“基因”,每个基因大约有  1000 个

碱基对长短。一个基因能够控制生物体一种性状。据测算,小病毒的 DNA 上

只有 4~5 个基因,大肠杆菌的 DNA 含有 3~4 千个基因,而我们人体的 DNA

所含的基因大约有 10 万个。基因在染色体上并不是固定不动的,排列在细胞

内染色体上的成串基因,有时以不规则的方式不停地运动,变换着位置,并

且可以从一个细胞跑到另一个细胞中去。

现在,我们可以用另外一种语言把孟德尔的思想做一个表述:

生物在生长发育时,细胞要分裂,细胞核中的 DNA 能自我复制,一个变

成两个,两个 DNA 所带的遗传信息完全一样。在有性繁殖中,精子含有父方

体细胞 DN A 的半数,这些 DNA 上携带着父本的全部特征;卵子也带有母方体

细胞 DNA 的半数,和全部的母本特征。精卵结合后,重新组成了 DNA 一个整

数。父母双方的遗传特征在新一代中都会保留下来。生物能够遗传的秘密全

在于此。

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