基因论
现在,我们可以综述一下基因论了:
基因论认为,个体间所呈现的性状与生殖质中成对存在的要素(基因)有关,这些基因互相联合,组成一定数目的基因连锁群。根据孟德尔第一定律,当生殖细胞成熟时,其中两组细胞所含的基因会分开进入生殖细胞中,使得每一个生殖细胞只含一组基因;根据孟德尔第二定律,这些生殖细胞会独立地进行自由组合;在两个连锁群内,基因有时会发生有序的交换;交换率的线性关系证明了连锁群中的基因是以直线排列的,也证明了基因间的相对位置。
我将这些规则合起来称为“基因论”。基因论使我们得以在严格的数据基础上研究遗传学问题,并容许我们用很高的精确度去预测在何种情形中会发生何种事件。在这些方面,基因论完全符合科学理论的必要条件。
[1]性状:指可遗传的发育个体和全面发育个体所能观察到的(表型)特征,包括生化特性、细胞形态或动态过程、解剖构造、器官功能或精神特性的总和。
[2]杂交:这里指两个个体的配子进行融合,这是遗传学中常用的经典实验方法。这种方法可通过不同基因型的个体间的交配,取得某些由双亲基因重新组合而成的个体。
[3]遗传单位:含特定遗传信息的一段核苷酸序列。
[4]基因(遗传因子):遗传信息的基本单位。一般指位于DNA或某些RNA分子上能编码特定功能产物(如蛋白质或RNA分子等)的一段核苷酸序列。
[5]孟德尔:奥地利生物学家。他出生于奥地利西里西亚(今属捷克)海因策道夫村,是遗传学的奠基人,被誉为“现代遗传学之父”。他通过豌豆实验,发现了遗传学三大基本定律中的两个,分别为分离定律和自由组合定律。
[6]杂合子:指同源染色体特定基因位上的两个不同等位基因的个体,如Aa。杂合子交配所生后代会出现性状的分离。
[7]自花受粉:指在同一朵花中,雄蕊的花粉落到雌蕊的柱头上,也叫自交。有的花不待花苞张开,就已经完成了受精作用,这种现象称为闭花传粉或闭花受精现象。自花受粉的植物必然是两性花,而且一朵花中的雌蕊与雄蕊必须同时成熟。自然界中自花受粉的植物比较少,如豌豆花便是典型的闭花受精植物。这是因为在其呈蝶形的花冠中,有一对花瓣始终紧紧地包裹着雄蕊和雌蕊。
[8]生殖细胞:多细胞生物体内能繁殖后代的细胞的总称,包括从原始生殖细胞直到最终已分化的生殖细胞(精子和卵细胞),均为单倍体细胞,其中包含一条性染色体。
[9]显性性状:具有一对相对性状的纯合亲本进行杂交,子一代为杂合体,相应的等位基因中其中一个对表现出的性状有明显影响,另一个则暂时不表现,表现出的那个亲本的性状为显性性状。例如高茎豌豆与矮茎豌豆杂交,子一代全部为高茎,没有一株是矮茎的,则高茎相对矮茎是显性,或叫显性性状。显性是生理现象,可随环境条件的不同而发生改变。
[10]卵细胞:也称卵子或雌性生殖细胞,一般是球形或卵圆形,较精子大。多数卵细胞是不活动的,含有大量的营养物质。卵细胞是生殖器官中的卵原细胞经过初级卵母细胞、次级卵母细胞等发育阶段,最后成为卵细胞的。高等动物的卵原细胞存在于胚胎期,其产生后便生长为卵母细胞,长到足够大的初级卵母细胞经过减数分裂Ⅰ,排出第一极体而成为次级卵母细胞,次级卵母细胞经过减数分裂Ⅱ以及有关发育过程才成为卵细胞。
[11]花粉粒:每个单核的植物蕊上的花药(植物精子)被称为单个花粉粒,其大小只有在显微镜下才能看到。
[12]受精(植物):指的是两种配子融合成为合子的过程。合子会发育成具有双亲遗传性的新个体。受精是有性生殖的中心环节。
[13]祖代:参与杂交的亲代,指父方和母方两方。
[14]相对性状:同种生物某种性状的不同表现类型。例如:豌豆的花色有白色和红色,绵羊的毛色有白毛与黑毛,小麦的抗锈病与易染锈病,大麦的耐旱性与非耐旱性,人的单眼皮和双眼皮等各属于一对相对性状。
[15]生殖质:此处特指含遗传信息的性细胞。
[16]奥地利遗传学家格雷戈尔·孟德尔在1865年发表的并催生了遗传学的著名定律。他所揭示的遗传学的两个基本定律——分离定律和自由组合定律,统称为孟德尔遗传规律。自由组合定律,也称为孟德尔第二定律,是现代生物遗传学三大基本定律之一:当具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交并形成子一代配子时,等位基因分离,非同源染色体上的基因表现为自由组合。其实质是非等位基因自由组合,即一对染色体上的等位基因与另一对染色体上的等位基因的分离或组合是互不干扰的,各自独立地分配到配子中去。因此它也被称为独立分配定律。
[17]庞尼特:英国遗传学家,最有名的贡献便是庞尼特方格。
[18]黑腹果蝇:被人类研究得最彻底的生物之一,是一种原产于热带和亚热带的蝇种。它和人类一样分布于世界各地,并且在人类的居室内过冬。在遗传、发育、生理和行为等方面,果蝇是最常见的研究对象之一。原因是它易于培养,繁殖快,使用经济:它在室温条件下,十天就可以繁殖一代;且只有四对染色体,易于遗传操作;它还有很多突变体可以利用。
[19]基因连锁群:位于一条染色体上的所有基因。基因连锁群的数目和染色体对的数目相等,例如果蝇的染色体数目为四,其基因连锁群的数目也为四。
[20]性连锁:又称伴性遗传,是指在遗传过程中子代的部分性状由性染色体上的基因控制,这种由性染色体上的基因所控制的性状遗传总是和性别相关。
[21]交换:在减数分裂形成四分体时,位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换,因而产生了基因的重组。应当说明的是,基因的连锁和交换定律与基因的自由组合定律并不矛盾,它们是在不同情况下发生的遗传规律:位于非同源染色体上的两对(或多对)基因,是按照自由组合定律向后代传递的;而位于同源染色体上的两对(或多对)基因,则是按照连锁和交换定律向后代传递的。
[22]回交:子一代和两个亲本中的任意一个进行杂交的一种方法。在遗传学研究中,常利用回交的方法来加强杂种个体的性状表现,特别是与隐性亲本的回交,它是检验子一代基因型的重要方法。用回交方法所产生的后代称为回交杂种。
[23]突变是指基因组DNA分子发生突然的、可遗传的变异现象。从分子水平上看,基因突变是指基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。基因虽然十分稳定,能在细胞分裂时精确地复制自己,但这种稳定性是相对的。在一定条件下,基因也可以从原来的存在形式突然改变成另一种新的存在形式,也就是在某个位点上,突然出现了一个新基因,代替了原有基因,这个新基因就叫作突变基因。