世界科学技术史课件第11讲：诘问生命的本质.ppt

第二十一章诘问生命的本质基因论认为：个体的种种性状起源于生殖质内联在一起、形成若干连锁群的成对基因……-----------摩尔根：《基因论》沃森和我没有“发明”这个结构，它就在那里，等待着人们去发现。我似乎觉得，我们两人中谁都不能独立地发现它……-----------克里克,转引自奥尔巴：《通向双螺旋结构的道路》生命科学的发展近代生物学从维萨留斯研究人体结构开始。后哈维发现动物的血液循环。胡克发现细胞，随着对生物生殖细胞的研究，在生物个体发生方面产生了预成论和渐成论，最后施莱登和施旺用细胞学说对个体生物学作了总结。从人体结构到动物的血液循环、再到细胞学说，显示了近代个体生物学进步的道路。然而，从20世纪的观点看，这些成果都仅是基本的生物学和生理学常识，生命的奥秘还隐藏在细胞之中。另外，在群体生物学方面，林耐的分类体系是近代生物分类学的最大成就，它对分布在不同地域空间的生物初步作出了合理的区分和归类，达尔文的进化论则描述了时间长河中各种生物演进变化的总体图像，是群体生物学在近代所达到的最高成就。然而，达尔文认为，物种进化是通过自然选择，在每代保留发生有利变异的个体，淘汰没有发生变异或发生不利变异的个体，从而实现物种的进化。但如果一个物种不能在进化中保持自身的固有特质，相同条件下的不同物种就有可能在变异中趋同。这样自然选择就没有意义了，进化就会变成融合。事实上，遗传和变异是生命存在和发展的两个轮子：没有变异，遗传也就变成了简单的复制，而大自然从来都不喜欢简单地复制任何生命；同样，离开了遗传，变异就失去了基础和方向。在达尔文看来，找出物种由于变异而形成新种的合理形式比研究生物个体变异的原因更重要。生物的遗传和变异，

是生命科学的焦点不过，细胞学说和进化论都不能对生物个体的遗传和变异作出数量化的分析和解释。完整的生命科学需要遗传学的支持，才能对生命进化过程作出更深刻的说明，这样，生物的遗传和变异问题便自然地成为一个焦点。

孟德尔的发现

GREGORJOHANNMENDEL

1822-1884

实际上，与达尔文同时代的奥地利人孟德尔已开始遗传学研究，并于1866年在奥地利的一个地方杂志上发表了《植物杂交的试验》一文，公布了他所进行的豌豆杂交遗传实验结果(达尔文的《物种起源》出版于1859年)。孟德尔读过达尔文的《物种起源》，并发生了强烈的兴趣，同时也发现了达尔文理论的弱点。他在发表自己的实验结果时，未提到达尔文。孟德尔年轻时贫病交困进入奥地利布龙(现为捷克的布尔诺)修道院，曾被派到维也纳大学学过物理、化学、数学、动物学、植物学等，曾给多普勒当过物理学“演示助手”。1857年他开始在修道院的花园里做豌豆杂交遗传实验。在做豌豆实验时，孟德尔一共跟踪观察了七对区分性状在后代的分布情况，其中以红花和白花这对区分性状的分布规律最为简明，它是所谓的孟德尔分离定律：作为原始亲本的红花豌豆和白花豌豆杂交，第一代全为红花(红花为显性，白花为隐性)，第一代自花受精产生第二代，红花和白花比例接近3∶1。第二代自花受精产生第三代，其中上代开白花的全部开白花，表现为白花纯种；上代开红花的有1／３全部开红花，表现为红花纯种；另外2／3既有红花又有白花，红花与白花的比例同样稳定地接近3∶1。为了找到性状世代传递的规律，孟德尔用A表示红花和显性性状，用a表示白花和隐性性状，上述实验便可描述如下：红花亲本提供花粉A和卵A，白花亲本提供花粉a和卵a，它们可分别被表示为红花纯种AA和白花纯种aa；杂种第一代可表示为Aa和aA，均为红花(其中显性的红花性状表现出来了，隐性的白花性状没表现出来)；自花受精产生的第二代可表示为AA(红花纯种)、Aa、aA和aa(白花纯种)，其中红花和白花的比例为3∶1；自花受精产生的第三代中，上代的AA和aa性状均不变化，仍相应产生了AA和aa；上代中的Aa和aA则产生了AA、Aa、aA、aa，其中红花与白花的比例仍为3∶1。孟德尔推论，在红花和白花豌豆的卵细胞和花粉细胞中存在着决定各自性状的内部构成因子，这种因子在世代延续中传递下来，保持不变的特质。Mendelsexperiments孟德尔实验结果表明遗传性状是被一种分散的单位所携带而在世代中传递的，在传递过程中存在