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【央视新闻客户端】
(一)遗传因子
基因的最初概念来自孟德尔的“遗传因子”,认为生物性状的遗传是由遗传因子所控制的,性状本身是不能遗传的,被遗传的是遗传因子.1909年,丹麦学者W.L.Johannsen提出了“基因 ”(gene)一词,代替了孟德尔的遗传因子.
(二)基因是一个遗传 、交换、突变的单位
1910年摩尔根等通过果蝇杂交实验表明,染色体在细胞分裂时的行为与基因行为一致,从而证明基因位于染色体上,并呈直线排列,提出了遗传学的连锁交换规律,证明了性别决定是受染色体支配的.根据Morgan的“基因论”,遗传就是位于染色体上的粒子单位——基因的传递.每一个基因是一个物质实体,它具有以下含义:1.可以复制,由一代传至另一代,在现象型形成上有一特定功能;2.不能由交换再行区分;3.可突变成一改变了的状态.
(三)基因是不可分割的功能单位
1944年Avery等人我生物化学方法证明了DNA就是遗传物质.G W.Beadle和E.L.Tatum通过对粗糙脉孢菌营养缺陷型的研究,提出了一个基因一个酶的假说.
因此,当今分子生物学认为:基因是一段制造功能产物的完整的染色体片段.
谁创造了表现型和基因型两个词
1860至1870年奥地利学者孟德尔根据豌豆杂交实验提出遗传因子概念,并总结出孟德尔遗传定律。
1909年丹麦植物学家和遗传学家约翰逊首次提出“基因”这一名词 ,用以表达孟德尔的遗传因子概念 。
1944年3位美国科学家分离出细菌的DNA(脱氧核糖核酸),并发现DNA是携带生命遗传物质的分子。
1953年美国人沃森和英国人克里克通过实验提出了DNA分子的双螺旋模型。
1969年科学家成功分离出第一个基因。
1980年科学家首次培育出世界第一个转基因动物转基因小鼠 。
1983年科学家首次培育出世界第一个转基因植物转基因烟草。
1988年K.Mullis发明了PCR技术。
1990年10月被誉为生命科学“阿波罗登月计划 ”的国际人类基因组计划启动 。
1998年一批科学家在美国罗克威尔组建塞莱拉遗传公司,与国际人类基因组计划展开竞争。
1998年12月一种小线虫完整基因组序列的测定工作宣告完成 ,这是科学家第一次绘出多细胞动物的基因组图谱。
1999年9月中国获准加入人类基因组计划,负责测定人类基因组全部序列的1% 。中国是继美、英 、日、德、法之后第6个国际人类基因组计划参与国,也是参与这一计划的唯一发展中国家。
1999年12月1日国际人类基因组计划联合研究小组宣布 ,完整破译出人体第二十二对染色体的遗传密码。这是人类首次成功地完成人体染色体完整基因序列的测定 。
2000年4月6日美国塞莱拉公司宣布破译出一名被实验者的完整遗传密码,但遭到不少科学家的质疑。
2000年4月底中国科学家按照国际人类基因组计划的部署,完成了1%人类基因组的工作框架图。
2000年5月8日德、日等国科学家宣布 ,已基本完成了人体第二十一对染色体的测序工作 。
2000年6月26日科学家公布人类基因组工作草图,标志着人类在解读自身“生命之书”的路上迈出了重要一步。
2000年12月14日美英等国科学家宣布绘出拟南介基因组的完整图谱,这是人类首次全部破译出一种植物的基因序列。
2001年2月12日中 、美、日、德 、法、英六国科学家和美国塞莱拉公司联合公布人类基因组图谱及初步分析结果。科学家首次公布人类基因组草图“基因信息” 。
2002年10月国际人类基因组单体型图计划启动 ,中国承担10%任务。
2003年人类基因组计划宣布完成。
2003年11月西南农业大学和中国科学院北京基因组研究所合作,完成了家蚕基因组“框架图”绘制工作 。
2004年12月英国《柳叶刀》杂志报道,英国伦敦的医生近日用基因疗法为严重联合免疫缺陷儿童进行治疗获得成功。
2005年12月美国NIH启动的肿瘤基因组计划诞生,这项准备时间长达三年 ,耗资1亿美元的试点工程专门研究人类基因与癌症之间的联系。
2007年9月克雷·文特公开了他自己的基因组排列结果 。
2009年9月1日《Science》杂志专题报道了中国科学家张亚平院士历时七年的研究成果,从基因溯源角度证实了狗起源于中国的论点。
什么是生命的基因?
约翰逊提出表现型和基因型。
1909年,丹麦生物学家约翰逊给孟德尔的遗传因子一词起了个新名字叫基因 ,并且提出了表现型和基因型的概念 。表现型是指生物个体表现出来的性状,例如豌豆的高茎和矮茎与表现型有关的基因组叫做基因型,例如高茎豌豆AA或Aa ,低茎豌豆aa。
除此之外有关基因型或表现型的定义为:
等位基因:控制相对性状的基因。
纯合子:由两个基因型相同的配子结合而成的合子,再由此合子发育而成的新个体 。如基因型为?AAbb、XBXB 、XBY的个体都是纯合子。纯合子的基因组成中无等位基因,只能产生一种基因型的配子(雌配子或雄配子) ,自交后代无性状分离。
杂合子:由两个基因型不同的配子结合而成的合子,再由此合子发育而成的新个体。如基因型为?AaBB、AaBb的个体 。杂合子的基因组成至少右一对等位基因,因此至少可形成两种类型的配子(雌配子或雄配子) ,自交后代出现性状分离。
基因型和表现型的常考比例是:
常考比例:分离定律比例:3:1;自由组合比例:9:3:3:1
(1)配子类型问题?如:AaBbCc产生的配子种类数为2×2×2=8种。
(2)基因型类型如:AaBbCc×AaBBCc,后代基因型数为多少 。
先分解为三个分离定律:
Aa×Aa后代3种基因型(1AA:2Aa:1aa)Bb×BB后代2种基因型(1BB:1Bb)。
Cc×Cc后代3种基因型(1CC:2Cc:1cc)所以其杂交后代有3x2x3=18种类型。
(3)表现类型问题?如:AaBbCc×AabbCc,后代表现数为多少 。
先分解为三个分离定律:
Aa×Aa后代2种表现型?Bb×bb后代2种表现型?Cc×Cc后代2种表现型。
所以其杂交后代有2x2x2=8种表现型。
基因首次被提出来是什么时候?
1899年,丹麦约翰逊首次提出用“基因 ”一词来代替德国生物学家孟德尔的遗传因子 。他在1911年还指出 ,受精并不是遗传具体的性状,而是一种潜在的能力,他把这种叫做“基因型”。基因型可能在个体中表现出可见性状(表现型) ,也可能不表现。
约翰逊提出的基因一词一直沿用下来 。以后在经典遗传学中,基因作为存在于细胞里有自我繁殖能力的遗传单位,它的含义包括三个内容:第一 ,在控制遗传性状发育上是功能单位,故又称顺反子;第二,在产生变异上是突变单位 ,故又称突变子;第三,在杂交遗传上是重组或者交换单位,故又称重组子。把基因分成顺反子、突变子 、重组子 ,证明基因是可分的,打破了传统的“三位一体”的说法。这一点现在已经为现代遗传学所证实。
生物学家缪勒认为,应该摆脱基因概念创始人的束缚,力图将基因物质化与粒子化 。他提出 ,如果基因是物质的,人们就可以用自由电子之类打中它,并得到对它大小的估计。缪勒就是在这种思想指导下 ,首次以X射线造成人工突变来研究基因的行为。1921年,缪勒明确提出:基因在染色体上有确定的位置,它本身是一种微小的粒子;它最明显的特征 ,是“自我繁殖的本性 ”;新繁殖基因经过一代以上,可以“变成遗传的”;基因类似病毒 。今天我们知道,任何最简单的病毒也不只一个基因 ,况且病毒外面还有蛋白质外壳。但他提出基因类似病毒,足以反映缪勒力图将其因结构具体化、物质化的心情。正因为如此,他深信“我们终归可以在研钵中研磨基因 ,在烧杯中烧灼基因” 。
1951年,美国生物学家摩尔根等人发表了《孟德尔遗传的机制》一书。这本书总结了他们主要的遗传学观点。在这本书里,摩尔根全面提出了基因论 。
(1)基因位于染色体上;(2)由于生物所具有的基因数目大大超过了染色体的数目,一个染色体通常含有许多基因;
(3)基因在染色体上有一定的位置和一定的顺序 ,并呈直线排列;
(4)基因之间并不是永远连结在一起,在减数分裂过程中,它们与同源染色体上的等位基因之间常常发生有秩序的交换;
(5)基因在染色体上组成连锁群 ,位于不同连锁群的基因在形成配子时按照孟德尔第一遗传规律和孟德尔第二遗传规律进行分离和自由组合,位于同一连锁群的基因在形成配子时按照摩尔根第三遗传规律进行连锁和交换。基因对于遗传学家来说,如同原子和电子对于化学家和物理学家来说一样重要。对于这一点摩尔根有一句很深刻的名言 ,说来是很有气魄的:“像化学家和物理学家假设看不见的原子和电子一样,遗传学家也假设了看不见的要素——基因 。三者主要的共同点,在于化学家、物理学家和遗传学家都根据数据得出各人的结论 ”。
迄今为止 ,从最高等的哺乳动物到最低等的细菌和病毒,基因在染色体上的原理都是适用的,因此基因论科学地反映了生物界的遗传规律。不过基因论也有局限性 ,当时谁也不知道基因是什么样的物质;至于这样的遗传粒子究竟有什么功能,它是如何发挥功能的等等一系列的问题,基因论并没有涉及到。
现代生物学证明,基因是遗传信息的载体 ,是DNA(去氧核糖核酸)或是某些病毒中的RNA(核糖核酸)分子的很小很小的区段 。一个DNA分子可以包含成百 、上千、上万个基因,每个基因又包含若干遗传信息。已知的遗传信息都是三联体密码的形式。
自从1900年三位科学家戏剧性地同时发现了孟德尔那篇遗传学论文以后,遗传学成为生物学家的研究热点 ,许多生物学家投入了对生命遗传秘密的进一步探索之中 。
1909年,丹麦植物学家和遗传学家约翰逊将决定和控制生物的遗传和变异的内在的某种细微因子称为“基因”,他觉得孟德尔假设中的“遗传因子”概念使用不方便 ,“基因 ”意思是最基本的因子,比“遗传因子”更能反映出事物的本质。但在当时,科学家们并不能实际了解“基因”到底是什么东西 ,也无法亲眼看见这个神秘的小东西。
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