摩爾根及其學(xué)生對生命科學(xué)的貢獻

1、 -摩爾根及其學(xué)生的貢獻 學(xué)院：機械工程學(xué)院 班級：機創(chuàng)1301 學(xué)號名：包蕓暢人物介紹 -“遺傳學(xué)之父” 托馬斯亨特摩爾根（Thomas Hunt Morgan）18661945）美國生物學(xué)家，被譽為“遺傳學(xué)之父”。生于肯塔基州列克星敦。在肯塔基州立學(xué)院和約翰霍普金斯大學(xué)攻讀動物學(xué)，獲博士學(xué)位。曾任哥倫比亞大學(xué)、加利福尼亞理工學(xué)院的實驗動物學(xué)教授。是美國全國科學(xué)院院長，美國遺傳學(xué)會主席、實驗動物學(xué)和實驗醫(yī)學(xué)學(xué)會會員。一生致力于胚胎學(xué)和遺傳學(xué)研究，由于創(chuàng)立了關(guān)于遺傳基因在染色體上作直線排列的基因理論和染色體理論，獲1933年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎。與生物學(xué)的緣 1886

2、年，摩爾根在肯塔基州立學(xué)院（肯塔基大學(xué)的前身）獲得了理學(xué)學(xué)士學(xué)位，由于成績優(yōu)秀，他被選為畢業(yè)生代表在畢業(yè)典禮上致告別詞。在獲得理學(xué)學(xué)位后，摩爾根有點煩惱，他不知道自己應(yīng)該到社會上去做什么。他似乎天生不喜歡經(jīng)商，因此決定還是留在學(xué)校中繼續(xù)讀書，這一次他進入了霍普金斯大學(xué)的研究生院。他應(yīng)該慶幸自己偶然的選擇，因為這所大學(xué)以學(xué)術(shù)自由而著稱，尤其重要的是，霍普金斯大學(xué)十分重視生物學(xué)。摩爾根受大學(xué)中學(xué)術(shù)氣氛的影響很深，例如他一輩子都不相信價格昂貴的設(shè)備，而相信腳踏實地的作風(fēng)更為重要；摩爾根幾乎終生在實踐著大學(xué)里“一切通過實驗”的原則。 這也為將來的果蠅實驗等，打下了基礎(chǔ)也為一位遺傳學(xué)之父的誕生打下了基礎(chǔ)

3、.研究背景 1910年5月，在摩爾根的實驗室中誕生了一只白眼雄果蠅。摩爾根把它帶回家中，把它放在床邊的一只瓶子中，白天把它帶回實驗室，不久他把這只果蠅與另一只紅眼雌果蠅進行交配，在下一代果蠅中產(chǎn)生了全是紅眼的果蠅，一共是1240只。后來摩爾根讓一只白眼雌果蠅與一只正常的雄果蠅交配。卻在其后代中得到雄果蠅全部是白眼，而雌果蠅中卻沒有白眼，全部雌性都長有正常的紅眼睛。大膽猜想 在霍普金斯大學(xué)讀書和留校任教的歲月里，摩爾根始終保持著對生物學(xué)界進展的高度關(guān)注。當(dāng)1900年孟德爾的遺傳學(xué)研究被重新發(fā)現(xiàn)后，不斷有遺傳學(xué)的新消息傳到摩爾根的耳朵里。摩爾根一開始對孟德爾的學(xué)說和染色體理論表示懷疑。他提出一個非

4、常尖銳的問題：生物的性別肯定是由基因控制的。那么，決定性別的基因是顯性的，還是隱性的？不論怎樣回答，都會面對一個難以收拾的局面，在自然界中大多數(shù)生物的兩性個體比例是1：1，而不論性別基因是顯性還是隱性，都不會得出這樣的比例。為了檢驗孟德爾定律，摩爾根曾親自做了實驗，他用家鼠與野生老鼠雜交，得到的結(jié)果五花八門，根本無法用定律解釋；而且，關(guān)于染色體上有基因的說法，當(dāng)時還只是猜測，用猜測的理論來解釋孟德爾的遺傳學(xué)說，堅持“一切通過實驗”原則的摩爾根認為那是不可信的。 經(jīng)過了嘗試，迷茫，選擇。終于摩爾根及其同事、學(xué)生用果蠅做實驗材料。到1925年已經(jīng)在這個小生物身上發(fā)現(xiàn)它有四對染色體，并鑒定了約100

5、個不同的基因。并且由交配試驗而確定鏈鎖的程度，可以用來測量染色體上基因間的距離。1911年他提出了“染色體遺傳理論”。摩爾根發(fā)現(xiàn)，代表生物遺傳秘密的基因的確存在于生殖細胞的染色體上。而且，他還發(fā)現(xiàn)，基因在每條染色體內(nèi)是直線排列的。果蠅給摩爾根的研究帶來如此巨大的成功，以致后來有人說這種果蠅是上帝專門為摩爾根創(chuàng)造的。 摩爾根說：“眼睛的顏色基因（R）與性別決定的基因是結(jié)合在一起的，即在X染色體上?！被蛘呦裎覀兯f那樣是鏈鎖的，那樣得到一條既帶有白眼基因的X染色體，又有一條Y染色體的話，即發(fā)育為白眼雄果蠅。實驗內(nèi)容簡圖進一步實驗XY示意圖最終成就 染色體可以自由組合，而排在一條染色體上的基因是不能

6、自由組合的。摩爾根把這種特點稱為基因的“連鎖”。摩爾根在長期的試驗中發(fā)現(xiàn)，由于同源染色體的斷離與結(jié)合，而產(chǎn)生了基因的自由組合。不過交換的情況很少，只占1%。連鎖和交換定律，是摩爾根發(fā)現(xiàn)的遺傳第三定律。他于20世紀20年代創(chuàng)立了著名的基因?qū)W說，揭示了基因是組成染色體的遺傳單位，它能控制遺傳性狀的發(fā)育，也是突變、重組、交換的基本單位。1933年，摩爾根獲得諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。對同源區(qū)段的解釋三大遺傳定律 1、分離定律（1）內(nèi)容在雜合子細胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性；當(dāng)細胞進行減數(shù)分裂時，等位基因會隨著同源染色體的分離而分開，分別進入兩個配子當(dāng)中，獨立地隨配子遺傳給后代。（2

7、）適用范圍1.有性生殖生物的性狀遺傳2.真核生物的性狀遺傳3.細胞核遺傳4.一對相對性狀的遺傳（3）限制因素基因分離定律的F1和F2要表現(xiàn)特定的分離比應(yīng)具備以下條件：1.所研究的每一對相對性狀只受一對等基因控制，而且等位基因要完全顯性。2.不同類型的雌、雄配子都能發(fā)育良好，且受精的機會均等。3.所有后代都應(yīng)處于比較一致的環(huán)境中，而且存活率相同。4.供實驗的群體要大、個體數(shù)量要足夠多。（4）實質(zhì)雜合體內(nèi)，等位基因在減數(shù)分裂生成配子時隨同源染色體的分開而分離，進入兩個不同的配子，獨立的隨配子遺傳給后代。 2、自由組合定律 自由組合定律(又稱獨立分配規(guī)律)是在分離規(guī)律基礎(chǔ)上，進一步揭示了揭示了多對基

8、因間自由組合的關(guān)系，解釋了不同基因的獨立分配是自然界生物發(fā)生變異的重要來源之一。按照自由組合定律，在顯性作用完全的條件下，親本間有2對基因差異時，F(xiàn)2有22=4種表現(xiàn)型；4對基因差異，F(xiàn)2有24=16種表現(xiàn)型。設(shè)兩個親本有20對基因的判別，這些基因都是獨立遺傳的，那么F2將有220=1048576種不同的表現(xiàn)型。這個規(guī)律說明通過雜交造成基因的重組，是生物界多樣性的重要原因之一。現(xiàn)代生物學(xué)解釋為：當(dāng)具有兩對（或更多對）相對性狀的親本進行雜交，在子一代產(chǎn)生配子時，在等位基因分離的同時，非同源染色體上的非等位基因表現(xiàn)為自由組合。3、連鎖互換定律 連鎖互換定律是在1900年孟德爾遺傳規(guī)律被重新發(fā)現(xiàn)后，

9、人們以更多的動植物為材料進行雜交試驗，其中屬于兩對性狀遺傳的結(jié)果，有的符合獨立分配定律，有的不符。摩爾根以果蠅為試驗材料進行研究，最后確認所謂不符合獨立遺傳規(guī)律的一些例證，實際上不屬獨立遺傳，而屬另一類遺傳，即連鎖遺傳。于是繼孟德爾的兩條遺傳規(guī)律之后，連鎖遺傳成為遺傳學(xué)中的第三個遺傳規(guī)律。所謂連鎖遺傳定律，就是原來為同一親本所具有的兩個性狀，在F2中常常有連系在一起遺傳的傾向，這種現(xiàn)象稱為連鎖遺傳。連鎖遺傳定律的發(fā)現(xiàn)，證實了染色體是控制性狀遺傳基因的載體。通過交換的測定進一步證明了基因在染色體上具有一定的距離的順序，呈直線排列。這為遺傳學(xué)的發(fā)展奠定了堅實地科學(xué)基礎(chǔ)。學(xué)術(shù)成就 摩爾根畢生從事胚胎

10、學(xué)和遺傳學(xué)研究，在孟德爾定律的基礎(chǔ)上，創(chuàng)立現(xiàn)代遺傳學(xué)的“基因理論”。曾對多種生物（包括許多種海洋生物）和生物學(xué)問題進行研究；利用果蠅進行遺傳學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)了染色體是基因的載體，確立了伴性遺傳規(guī)律。并發(fā)現(xiàn)位于同一染色體上的基因之間的連鎖、交換和不分開等現(xiàn)象，建立了遺傳學(xué)的第三定律連鎖交換定律。把400多種突變基因定位在染色體上，制成染色體圖譜，即基因的連鎖圖。于1928年出版了基因論（The Theory of the Gene）專著，對基因這一遺傳學(xué)基本概念進行了具體而明確的描述。 他創(chuàng)立的基因理論實現(xiàn)了遺傳學(xué)上的第一次理論綜合。在胚胎學(xué)和進化論之間架設(shè)了遺傳學(xué)橋梁，推動了細胞學(xué)的發(fā)展，并促使生物學(xué)研究從細胞水平向分子水平過渡，以及遺傳學(xué)向生物學(xué)其它學(xué)科的滲透，為生物學(xué)實現(xiàn)新的大綜合奠定了基礎(chǔ)。此外，還榮獲英國皇家學(xué)會授予的達爾文獎?wù)拢?924年）和科普勒獎?wù)拢?939年）。其作品涉及生物學(xué)的幾個重要領(lǐng)域，主要有進化與適應(yīng)、實驗胚胎學(xué)和胚胎學(xué)與遺傳學(xué)、基因論等。我的評價 摩爾根是人類史上一位永垂不朽的生命科學(xué)的偉人，他的一生是平凡而又轟轟烈烈的。“實驗檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”。 用遺傳圖解的方式解決理論的問題后，對正確的結(jié)論會有更深刻的認識，在自己的腦海中也會留下深刻的印象，同時通過嘗試書寫遺傳圖解解釋實驗現(xiàn)象，不僅能提高應(yīng)用遺傳圖解分析和解釋遺傳學(xué)