高中生物學(xué)中有關(guān)遺傳與進(jìn)化

安麗娜

從地球上有了人類，人類就與生物界成為不可分割的整體。地球上多姿多彩的各種生物，一直與我們共同呼吸。過去，許多人認(rèn)為人類和生物界是相分離的，人類是人類，生物界是生物界，同時認(rèn)為，人類去研究生物界是為了保護(hù)它們，為了更多地知道它們曾經(jīng)的故事。隨著時代的變遷、環(huán)境的變化，人類逐漸發(fā)現(xiàn)，人類是自然界不可分割的一部分，僅僅認(rèn)識這些生靈是不夠的，與它們共處一室，不僅是為了研究，而是要從它們那里學(xué)到東西，甚至對于生物進(jìn)化與遺傳的研究還推動了社會的發(fā)展與進(jìn)步。以人類探索遺傳物質(zhì)的歷程為例，遺傳，是生物界普遍存在的現(xiàn)象。自古至今，人們都在努力解開遺傳的奧秘。早期人們對生物的遺傳原因的猜測有很多，遺傳也有著誘人的魅力。21世紀(jì)是生命科學(xué)世紀(jì)，人類遺傳學(xué)知識的普及對于提高個體生命質(zhì)量，改善我國人口素質(zhì)具有越來越重要的作用。

最初，人們對遺傳的認(rèn)識僅僅停留在子女與父母的長相方面，例如，古代神話中存在的半人半馬的怪物，被說成是人和馬雜交的產(chǎn)物，長頸鹿被認(rèn)為是駱駝與豹子的雜交產(chǎn)物等等。在生產(chǎn)力極低的那個時代，遺傳現(xiàn)象被神秘化，人們認(rèn)為遺傳是“神的安排”，是“天賦”，因此是無法改變的，是“永久的烙印”。于是就誕生了“人種優(yōu)劣論”、“融合論”、“聰明天生論”等，甚至把貧苦人說出是“天生的卑賤”“命中注定”等。這些非科學(xué)的遺傳觀念，為奴隸社會、封建社會的統(tǒng)治者們所利用，成為他們統(tǒng)治的工具。

人類為了探索遺傳的根源，走過了漫長而又荊棘叢生的道路，但探索與實踐從未終止過。人類在新石器時代就已經(jīng)馴養(yǎng)動物和栽培植物，而后人們逐漸學(xué)會了改良動植物品種的方法。西班牙學(xué)者科盧梅拉在公元60年左右所寫的《論農(nóng)作物》一書中描述了嫁接技術(shù)，還記載了幾個小麥品種。533～544年間中國學(xué)者賈思勰在所著《齊民要術(shù)》一書中論述了各種農(nóng)作物、蔬菜、果樹、竹木的栽培和家畜的飼養(yǎng)，還特別記載了果樹的嫁接，樹苗的繁殖，家禽、家畜的閹割等技術(shù)。人類一直試圖探求到遺傳的奧秘。近百年來，伴隨著時代的進(jìn)步，人們逐漸開始用科學(xué)的態(tài)度和方法來解釋遺傳現(xiàn)象。

1 達(dá)爾文的泛生論

許多經(jīng)典遺傳學(xué)教材都詳細(xì)地介紹了孟德爾的工作，但對于孟德爾之前的遺傳學(xué)說很少提及或者根本就不提，以至于很多人都不知道達(dá)爾文曾經(jīng)提出過一個叫做泛生論。1841年，達(dá)爾文提出“泛生論”來解釋遺傳現(xiàn)象。他認(rèn)為，生物體各部分結(jié)構(gòu)會按照實際情況產(chǎn)生一些代表那些器官的微粒，這些微粒隨著血液循環(huán)匯集到生殖器官里，形成生殖細(xì)胞，所以，生殖細(xì)胞含有來自身體各部分的微粒。受精卵發(fā)育時，各微粒就到相應(yīng)的部分發(fā)揮作用，發(fā)育成與親代相同的個體。可惜的是，這只是達(dá)爾文的臆想，是一個假說。

2 魏斯曼的種質(zhì)論

1885年，德國動物學(xué)家魏斯曼提出來“種質(zhì)論”來解釋遺傳現(xiàn)象。他把生物體分為種質(zhì)和體質(zhì)兩部分，認(rèn)為生物體并不是各部分都與遺傳有關(guān)，與遺傳有關(guān)的只是種質(zhì)，種質(zhì)決定體質(zhì)。種質(zhì)可以世代獨立遺傳，而體質(zhì)的變化，則不能遺傳給后代。

魏斯曼肯定了有機體中只有一種細(xì)胞負(fù)責(zé)遺傳，從細(xì)胞領(lǐng)域看遺傳問題，大大推進(jìn)了遺傳學(xué)的發(fā)展。

3 孟德爾的遺傳因子假說

許多人力圖闡明親代和雜交子代的性狀之間的遺傳規(guī)律都未獲成功。直到1866年奧地利學(xué)者孟德爾根據(jù)他的豌豆雜交實驗結(jié)果發(fā)表了《植物雜交試驗》的論文，揭示了現(xiàn)在稱為孟德爾定律的遺傳規(guī)律，才奠定了遺傳學(xué)的基礎(chǔ)。

在生物學(xué)上，第一個用實驗的手段來闡明遺傳現(xiàn)象的是奧地利學(xué)者孟德爾。

從1856年開始，孟德爾選用34個品種的豌豆進(jìn)行了為期八年的雜交試驗，并用統(tǒng)計的方法得出數(shù)據(jù)。他認(rèn)為，生物的性狀都是由遺傳分子傳遞的，遺傳因子呈顆粒狀，在細(xì)胞體內(nèi)成對存在，在生殖細(xì)胞里單個存在；雜交后的遺傳因子仍保持獨立，在雜交產(chǎn)生配子時，不同的遺傳因子互不影響地彼此分開，并被分配到不同的配子里，完整的遺傳給下一代，所以未在親代中出現(xiàn)的性狀，仍能在子代中出現(xiàn)在此基礎(chǔ)上，孟德爾提出了遺傳因子的分離規(guī)律和自由組合規(guī)律。因此，孟德爾被稱為“遺傳學(xué)的奠基人”。

4 薩頓的遺傳染色體學(xué)說

1903年，美國遺傳學(xué)家薩頓的重要發(fā)現(xiàn)使人們對遺傳學(xué)的遺傳研究又進(jìn)了一步。薩頓認(rèn)為，染色體是聯(lián)系親代與子代的橋梁，正是染色體攜帶著孟德爾所說的遺傳因子從親代傳給子代。1909年，丹麥遺傳學(xué)家約翰遜首次使用基因一詞代表遺傳因子。此時，基因還只是一種符號，究竟基因是什么，仍然是個謎。

5 摩爾根的基因論

摩爾根用果蠅做實驗材料，他發(fā)現(xiàn)，代表生物遺傳秘密的基因的確存在染色體，而且，他還發(fā)現(xiàn)，基因在每條染色體內(nèi)是直線排列的。染色體可以自由組合，而排在一條染色體上的基因是不能自由組合的，證明一條染色體上有許多基因，并提出了基因的連鎖遺傳規(guī)律。

這一時期通過對遺傳學(xué)規(guī)律和染色體行為的研究確立了遺傳的染色體學(xué)說。摩爾根在1926年發(fā)表的《基因論》，提出了基因?qū)W說，認(rèn)為基因位于染色體上，基因在染色體上呈線性排列?；?qū)W說是現(xiàn)代生物技術(shù)最早的理論基礎(chǔ)，是基因工程、體細(xì)胞克隆等現(xiàn)代重大技術(shù)發(fā)明的早期遺傳學(xué)基礎(chǔ)。

二十世紀(jì)中葉，是遺傳學(xué)研究從細(xì)胞水平向分子水平過渡的時期。這一時期，由于遺傳學(xué)研究進(jìn)入微觀層次，以遺傳工程為主體的生物工程不僅拉動了整個生命科學(xué)的研究，還將成為一股強大的力量來改變工農(nóng)業(yè)、醫(yī)療保健事業(yè)的面貌，推動生命科學(xué)研究的深入發(fā)展。分子遺傳學(xué)和生物工程已成為當(dāng)今生物科學(xué)中最活躍、最前沿的新領(lǐng)域。