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科学交响曲生命科学乐章3-7：生物遗传的物质基础 关于遗传物质基础，科学家早就有所臆测：1864年英国哲学家斯宾塞曾提出“生理单位”；1868年达尔文将其称为“微芽”；1884年瑞士植物学家冯内格列称之为“异胞质”；1889年荷兰学者雨果·德弗里斯称为“泛生子”；1883年德国魏斯曼称之为“种质”，并指明生殖细胞中的染色体[1]便是种质，认为种质是遗传的，体质不遗传，种质影响体质，而体质不影响种质。这在理论上为重新发现和广为人们接受的孟德尔遗传规律铺平了道路 。 “基因”概念的提出：遗传学的奠基人奥地利人孟德尔（Gregor Johann Mendel 1822～1884年），在布尔诺的奥古斯丁教派修道院的菜园里，工作了8年，于1865年2月在奥地利自然科学学会会议上报告了自己植物杂交研究结果，第二年在奥地利自然科学学会年刊上发表了著名的《植物杂交试验》的论文，发现了遗传学的两个基本规律，即基因的分离定律和基因的自由组合定律。文中指出，生物每一个性状都是通过遗传因子来传递的，遗传因子是一些独立的遗传单位。这样把可观察的遗传性状和控制它的内在的遗传因子区分开来，遗传因子作为基因的雏形名词诞生了。 基因的存在最早是由他在19世纪推断出来的，并不是观察的结果。在达尔文发表进化论后不久，他试图通过对豌豆进行试验来对比解释该理论。但是直到19世纪末他的研究才被人们所重视。虽然孟德尔还不知道这种物质是以怎样的方式存在，也不知道它的结构是怎样的，但孟德尔以“遗传因子”替代基因一词来提出它的论点，但也为现代基因概念的产生奠定了基础。 遗传因子实际上是孟德尔根据其实验结果所虚拟假想的某种东西，从那时起遗传学家踏上了寻找基因实体的艰难历程。1903年萨顿（W.S. Sutton 1877～1916）和鲍维里（T.Boveri 1862～1915）两人注意到在杂交试验中遗传因子的行为与受精中染色体的行为非常吻合，他们作出“遗传因子位于染色体上”的“萨顿—鲍维里假想”：他们根据各自的研究，认为孟德尔的“遗传因子”与配子形成和受精过程中的染色体传递行为具有平行性，并提出了遗传的染色体学说，认为孟德尔的遗传因子位于染色体上，即承认染色体是遗传物质的载体，第一次把遗传物质和染色体联系起来。这种假想可以很好地解释孟德尔的两大规律，在以后的科学实验中也得到了证实。1909年丹麦遗传学家约翰逊（W.Johansen 1859～1927）在《精密遗传学原理》一书中提出“基因”概念，以此来替代孟德尔假定的“遗传因子”。从此，“基因”一词一直伴随着遗传学发展至今。约翰逊还提出了“基因型”与“表现型”这两个含义不同的术语，初步阐明了基因与性状的关系。不过此时的基因仍然是一个未经证实的，仅靠逻辑推理得出的概念。 孟德尔定律由格里哥·孟德尔在1865年发表，并催生了遗传学誕生的著名定律。包括两项基本定律和一项原则即：显性原则，分离定律（孟德爾第一定律），以及自由组合定律（孟德爾第二定律）。 在孟德尔以前，孩子为什么像父母这样的遗传現象没有明确的科学解释，当时比较流行的融合說或者混合說将这种现象解释为：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，现在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。 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世紀中叶，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。 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”。 |
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