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早期的遗传观点  

2016-10-14 20:41:13|  分类: 生物信息 |  标签: |举报 |字号 订阅

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1.       古典假设1:物种永恒

20世纪以前,对遗传的认识中有两个基本假设。第一个是遗传只发生在物种内部。在一个很长的时期内,人们相信可以通过不同物种间的杂交获得奇异的复合物种。长颈鹿是一个例子,人们认为它是骆驼和豹相互杂交的产物。自中世纪中来,人们发现这类极端的杂交不可能发生,并且遗传和变异只发生在某一物种的边界上,各个物种被认为自产生以来一直没有显著变化。

2.       古典假设2:性状的直接传递

关于遗传的第二个早期假设是:性状是直接传递的。当变异从父母遗传给子代时,什么发生了传递?古希腊人认为,父母身体的要素直接传递给后代。身体各部分的信息被认为是独立传递的,并且当父母各部分的遗传物质聚集起来时,一个小孩就产生了。

这一观点直到最近都占据着主导地位。多数类似的遗传物质直接传递的假设认为,雄性和雌性的遗传物质在后代中相混合。因此红发和棕发的父母生出孩子的头发会略带红色的棕色,高矮不同的父母生出的孩子身高居于其中。

3.       Koelreuter证明了物质之间的杂交

德国植物学家Josef Koelreuter 成功地完成了一个植物种间杂交试验,将不同品种的烟草杂交获得了具有繁殖能力的后代,杂交产物同两个亲代品种的外表都不同。而杂交子代的个体自交,其后代呈高度多样性。一些子代类似于杂交代(它们的父母),但还有一小部分和原始品种(它们的祖父母)类似。

4.       古典假设的舍弃

Koelreuter 的工作代表了现代遗传学的开始,也是指向现代遗传理论的最初线索。Koelreuter的试验提供了遗传的重要线索:他所研究的性状在某一子代中会被掩盖,并且在下一代中又会重新出现。这一模式同直接传递理论相矛盾。

Koelreuter杂交试验中子代重新出现的性状间彼此不同,这一点十分重要。Koelreuter所研究特征的不同性状分布于子代中。每一特征的不同形式中子代中产生了分离,也就是说,子代只表现出一个特征的两种形式,或叫性状之一。性状分离,为孟德尔发现遗传的本质提供了线索。

5.       Knight在豌豆中研究遗传

18世纪90年代的一系列实验中,T.A.Knight将两个纯系的豌豆品种杂交,其中一个品种开紫花,另外一个开白花。结果杂交的子代都开紫色花,但这些杂种的子代有开紫色花,另外较少的开白色花。

如此简单的结果中孕育了一场科学革命,但人们用了近一个世纪的时间才完全理解基因分离。为什么花了如此之长的时间?其中一个原因是,早期的研究者没有量化它们的实验结果,大量记录的结果后来被证明对了解这一过程是相当重要的。

6.       孟德尔和豌豆

孟德尔仔细的将注意力集中到植株的少数特征上,而忽略同时存在的其他特征。他同样具有敏锐的洞察力,意识到他所选择分析的性状必须是可比较的。比如他注意到,研究圆形种子对高植株的豌豆遗传是没有用的。

孟德尔的实验通常分为以下3步:

首先,他将得到的豌豆品种通过自体受精繁殖几代,以确保所研究的性状在一代一代的传递中是完全不变的。

随后,孟德尔对同一特性两种不同性状的纯系进行杂交。

最后,孟德尔让这些杂交后代再进行自花授粉。通过这样的实验,使不同性状在子代中发生分离。这和以前Knight以及其他实验者的做法相同。但是孟德尔增加了重要的一步:他统计了下一代中各个性状的植株数,以前没有人这么做过。孟德尔获得定量结果在揭示遗传机制过程中被证明是最重要的一步。

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