20世纪的遗传学

20世纪生物学最重大的成就就是分子生物学的诞生，它将人类认识生物界的水平深入到分子层次。借助先进的物理和化学方法，它重新找到了生命现象的统一基础，并逐步揭示了生命遗传、进化的奥秘。遗传学既孕育了分子生物学，又是分子生物学中最核心的学科。
(1) 孟德尔的再发现
1866年，孟德尔发表了他的 “植物的杂交实验” 一文，首次阐明了生物界有规律的遗传现象。他提出显性的概念和遗传因子的假说，并总结出两条遗传规律，即分离定律和自由组合定律。
(2) 染色体——基因遗传理论： 摩尔根
孟德尔学说的一个核心概念是 “遗传因子”。1879年，德国解剖学家弗莱明运用染色的方法观察细胞，发现细胞中的有些部分能吸收某些染料，有些则不吸收。在细胞核中，有一些物质大量吸收他当时所用的碱性苯胺染料，他便称这些物质为染色体。孟德尔发现后，人们马上联想到染色体可能是遗传因子。1904年，美国生物学家萨顿证明了染色体总是成对存在的，而每个性细胞只具有每一对染色体中的一个，这就指明了染色体与孟德尔遗传因子的平行性。但是，染色体数目很少，如豌豆只有7对，人也只有23对，但遗传特征却是多样的，因此，萨顿猜想，每条染色体上带有多个遗传因子。1906年，贝特森发现，豌豆的某些特征确实总是与另一些特征一起遗传。1909年，丹麦植物学家约翰逊提议用原意为 “发生” 的希腊词 “基因” 一词代替孟德尔的遗传因子。染色体显然不是 “基因”，但基因就存在于染色体内，那么它们是如何排列的呢？ 对于这一问题的深入研究是由美国生物学家摩尔根作出的。摩尔根认为，染色体是基因的物质载体，基因在染色体上作直线排列； 不同染色体上的基因可以自由组合，但同一染色体上的基因却不能自由组合，而遵守连琐遗传定律的建立是对孟德尔遗传学的新贡献。基因遗传理论虽然确立了，但基因究竟是不是一种物质实体尚不清楚。摩尔根本人倾向于基因 “代表一个有机的化学实体” 的看法，他在 《基因论》 中说： “像化学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，在于物理化学和遗传学家都根据数据得出各人的结论。只有当这些理论能帮助我们作出特种数字的和定量的预测时，它们才有存在的价值。” 显然，他相信基因与原子和电子一样，都是一种物质实体，虽然是看不见的。
(3) DNA双螺旋棋型的建立与分子生物学的诞生
1869年，瑞士生物化学家米歇尔从病人绷带上取下来的脓细胞中，发现了一种与蛋白质不同的物质，称之为核素，由于它呈酸性，故后来改称核酸。1911年，俄裔美国化学家列文查明核酸有两种，一种是所谓核糖核酸 (学术界俗称RNA)，另一种是所谓脱氧核糖核酸 (学术界俗称DNA)。1944年，美国细菌学家艾弗里领导的研究小组花了10年时间，最终证明了这种转化因子就是DNA，这就首次用铁的事实证明了DNA确实是遗传信息的载体。1951年，英国生物物理学家维尔金斯研究了DNA的晶体结构，给出了关于DNA纤维的X射线衍射图。这些工作为DNA双螺旋结构的发现打下了基础。完成这一伟大工程的是美国生物学家沃森和英国生物学家克里克。1953年他们建立了一个成功的DNA分子结构模型，它由两条右旋但反向的链饶同一个轴盘绕而成，活像一个螺旋形的梯子，生命遗传的密码就刻在梯子的横档上。DNA双螺旋结构模型的提出是生物学史上划时代的事件，它宣告分子生物学的诞生，生物学已进入了分子水平。DNA结构的发现给解决遗传信息的传递问题带来了新的希望。

20世纪的遗传学

20世纪生物学最重大的成就就是分子生物学的诞生，它将人类认识生物界的水平深入到分子层次。借助先进的物理和化学方法，它重新找到了生命现象的统一基础，并逐步揭示了生命遗传、进化的奥秘。遗传学既孕育了分子生物学，又是分子生物学中最核心的学科。
1.孟德尔的再发现
1866年，孟德尔发表了他的 “植物的杂交实验”一文，首次阐明了生物界有规律的遗传现象。他提出显性的概念和遗传因子的假说，并总结出两条遗传规律，即分离定律和自由组合定律。
2.染色体——基因遗传理论： 摩尔根
孟德尔学说的一个核心概念是 “遗传因子”。1879年，德国解剖学家弗莱明运用染色的方法观察细胞，发现细胞中的有些部分能吸收某些染料，有些则不吸收。在细胞核中，有一些物质大量吸收他当时所用的碱性苯胺染料，他便称这些物质为染色体。孟德尔发现后，人们马上联想到染色体可能是遗传因子。1904年，美国生物学家萨顿证明了染色体总是成对存在的，而每个细胞只具有每一对染色体中的一个，这就指明了染色体与孟德尔遗传因子的平行性。但是，染色体数目很少，如豌豆只有7对，人也只有23对，但遗传特征却是多样的，因此，萨顿猜想，每条染色体上带有多个遗传因子。1906年，贝特森发现，豌豆的某些特征确实总是与另一些特征一起遗传。1909年，丹麦植物学家约翰逊提议用原意为 “发生”的希腊词 “基因”一词代替孟德尔的遗传因子。染色体显然不是“基因”，但基因就存在于染色体内，那么它们是如何排列的呢？对于这一问题的深入研究是由美国生物学家摩尔根作出的。摩尔根认为，染色体是基因的物质载体，基因在染色体上作直线排列；不同染色体上的基因可以自由组合，但同一染色体上的基因却不能自由组合，而遵守连锁遗传定律的建立是对孟德尔遗传学的新贡献。基因遗传理论虽然确立了，但基因究竟是不是一种物质实体尚不清楚。摩尔根本人倾向于基因 “代表一个有机的化学实体”的看法，他在 《基因论》中说： “像化学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，在于物理、化学和遗传学家都根据数据得出各人的结论。只有当这些理论能帮助我们作出特种数字的和定量的预测时，它们才有存在的价值。”显然，他相信基因与原子和电子一样，都是一种物质实体，虽然是看不见的。
3. DNA双螺旋模型的建立与分子生物学的诞生
1869年，瑞士生物化学家米歇尔从病人绷带上取下来的脓细胞中，发现了一种与蛋白质不同的物质，称之为核素，由于它呈酸性，故后来改称核酸。1911年，俄裔美国化学家列文查明核酸有两种，一种是所谓核糖核酸 (学术界俗称RNA)，另一种是所谓脱氧核糖核酸 (学术界俗称DNA)。1944年，美国细菌学家艾弗里领导的研究小组花了10年时间，最终证明了这种转化因子就是DNA，这就首次用铁的事实证明了DNA确实是遗传信息的载体。1951年，英国生物物理学家维尔金斯研究了DNA的晶体结构，给出了关于DNA纤维的X射线衍射图。这些工作为DNA双螺旋结构的发现打下了基础。完成这一伟大工程的是美国生物学家沃森和英国生物学家克里克。1953年他们建立了一个成功的DNA分子结构模型，它由两条右旋但反向的链绕在同一个轴盘绕而成，活像一个螺旋形的梯子，生命遗传的密码就刻在梯子的横档上。DNA双螺旋结构模型的提出是生物学史上划时代的事件，它宣告分子生物学的诞生，生物学已进入了分子水平。DNA结构的发现给解决遗传信息的传递问题带来了新的希望。