遗传学作业

遗传学作业

一．1933年，托马斯.摩尔根（美国），发现染色体在遗传中的作用

主要内容：摩尔根果蝇杂交试验

1910年5月，在摩尔根的实验室中诞生了一只白眼雄果蝇。摩尔根把它带回家中，把它放在床边的一只瓶子中，白天把它带回实验室，不久他把这只果蝇与另一只红眼雌果蝇进行交配，在下一代果蝇中产生了全是红眼的果蝇，一共是1240只。后来摩尔根让一只白眼雌果蝇与一只正常的雄果蝇交配。却在其后代中得到一半是红眼，一半是白眼的雄果蝇，而雌果蝇中却没有白眼，全部雌性都长有正常的红眼睛。所以他提出了一个假说：“眼睛的颜色基因（R）与性别决定的基因是结在一起的，即在X染色体上。”或者像我们现在所说那样是链锁的，那样得到一条既带有白眼基因的X染色体，又有一条Y染色体的话，即发育为白眼雄果蝇。根据这一假说，摩尔根及其同事、学生用果蝇做实验材料。白眼雌果蝇（XbXb）与红眼雄果蝇（XBY）杂交。后代中凡是红眼（XBXb）的都是雌果蝇，白眼（XbY）的都是雄果蝇。白眼雄果蝇（XbY）与红眼雌果蝇（XBXB）杂交，后代中全部为红眼。到1925年已经在这个小生物身上发现它有四对染色体，并鉴定了约100个不同的基因。并且由交配试验而确定链锁的程度，可以用来测量染色体上基因间的距离。1911年他提出了“染色体遗传理论”。摩尔根发现，代表生物遗传秘密的基因的确存在于生殖细胞的染色体上。而且，他还发现，基因在每条染色体内是直线排列的。染色体可以自由组合，而排在一条染色体上的基因是不能自由组合的。摩尔根把这种特点称为基因的“连锁”。摩尔根在长期的试验中发现，由于同源染色体的断离与结合，而产生了基因的互相交换。不过交换的情况很少，只占１％。连锁和交换定律，是摩尔根发现的遗传第三定律。他于20世纪20年代创立了著名的基因学说，揭示了基因是组成染色体的遗传单位，它能控制遗传性状的发育，也是突变、重组、交换的基本单位。1933年，摩尔根获得诺贝尔生理医学奖。

主要成就：

发现了染色体的遗传机制，创立染色体遗传理论，是现代实验生物学奠基人。摩尔根毕生从事胚胎学和遗传学研究，在孟德尔定律的基础上，创立现代遗传学的“基因理论”。利用果蝇进行遗传学研究，发现了染色体是基因的载体，确立了伴性遗传规律，并发现位于同一染色体上的基因之间的连锁、交换和不分开等现象，建立了遗传学的第三定律——连锁交换定律。把400多种突变基因定位在染色体上，制成染色体图谱，即基因的连锁图。1926年出版了《基因论》专著，对基因这一遗传学基本概念进行了具体而明确的描述。他创立的基因理论实现了遗传学上的第一次理论综合。在胚胎学和进化论之间架设了遗传学桥梁，推动了细胞学的发展，并促使生物学研究从细胞水平向分子水平过渡，以及遗传学向生物学其它学科的渗透，为生物学实现新的大综合奠定了基础。

二。1962年，弗朗西斯.沃森，詹姆斯.克里克，莫里斯.威尔金斯，发现DNA的结构及其对信息传递的重要性

主要内容：

20世纪50年代初，英国科学家威尔金斯等用X射线衍射技术对DNA结构潜心研究了3年，意识到DNA是一种螺旋结构。女物理学家弗兰克林在1951年底拍摄到一张十分清晰的DNA 的X射线照片。

1952年，美国化学家鲍林发表关于DNA三链模型的研究报告，这种模式被称为α螺旋。

沃森与威尔金斯、弗兰克林等讨论了鲍林的模型。当威尔金斯出示了弗兰克林在一年前拍下的DNA的X射线衍射照片后，沃森看出DNA的内部是一种螺旋形结构，他立即产生了一种新概念：DNA不是三链结构而应该是双链结构。他们继续循着这个恩路深入探讨，极力将有关这方面的研究成果集中起来。根据各方面对DNA研究的信息和他们的研究分析，沃森和克里克得出一个共识:DNA是一种双链螺旋结构。

这真是一个激动人心的发现！沃森和克里克立即行动，马上在实验室中联手搭建DNA双螺旋模型。从1953年2月22日起奋战，他们夜以继日，废寝忘食，终于在3月7日，将他们想像中的美丽无比的DNA模型搭建成功。沃森、克里克的这个模型正确地反映出DNA的分子结构。此后，遗传的历史和生物学的历史都从细胞阶段进入了分子阶段。由于沃森、克里克和威尔金斯在DNA分子研究方面卓越的贡献，他们分享了1962年的诺贝尔生理学或医学奖。

主要成就：

DNA双螺旋结构的提出开始,便开启了分子生物学时代.分子生物学使生物大分子的研究进入一个新的阶段,使遗传的研究深入到分子层次,"生命之谜"被打开,人们清楚地了解遗传信息的构成和传递的途径.在以后的近50年里,分子遗传学,分子免疫学,细胞生物学等新学科如雨后春笋般出现,一个又一个生命的奥秘从分子角度得到了更清晰的阐明,DNA重组技术更是为利用生物工程手段的研究和应用开辟了广阔的前景.在人类最终全面揭开生命奥秘的进程中,化学已经并将更进一步地为之提供理论指导和技术支持。

双螺旋模型的意义，不仅意味着探明了DNA分子的结构，更重要的是它还提示了DNA 的复制机制。DNA的双螺旋结构的理论有着划时代的意义，是20世纪最伟大的科学成果之一。后来的科学家们在此基础上，成功地研究出了基因疗法、转基因作物、生物克隆技术和DNA鉴定技术。

三．1959年，阿瑟.科恩伯格（美国），用实验证明DNA的复制并分离了复制所需的酶。

主要内容：

在1953年以前，基因的物质本性一直是困扰着全世界生物学家的问题。1953年4月25日《自然》杂志发表了沃森和克里克的DNA双螺旋结构模型，既反映了DNA分子可能具有的无穷多样性，又能立刻提出DNA分子自我复制的可能机制，使生物学家一下子接受基因的物质本性就是DNA。但是，DNA双螺旋结构模型虽然是以众多的实验结果为依据，但它本身却尚有待于实验证明。尤其是，DNA果真是一种能自我复制的分子吗？? 在DNA双螺旋结构模型发表之后，科恩伯格就以这一模型作为设想基础，用实验方法研究DNA的复制，很快得到成功，于1956年发表了初步结果。他成功的原因之一在于他有一个正确的分析：他觉得构成DNA分子的单体虽然是4种脱氧核苷一磷酸，但是，DNA合成的原料却不是4种脱氧核苷一磷酸，而是4种脱氧核苷三磷酸。4种脱氧核苷三磷酸缺1种都不行，用4种脱氧核苷二磷酸或4种脱氧核苷一磷酸也都不行。他还设想，细胞内必有合成DNA所需的酶。于是他把大肠杆菌磨碎，用其提取液加上4种脱氧核苷三磷酸（其中至少有1种进行放射性同位素标记，以便于检查实验结果），再加一点点微量DNA作为“模板”（如小牛胸腺DNA、大肠杆菌DNA 以及大肠杆菌T2噬菌体DNA）。把上述混合液在有镁离子存在的条件下于37℃静置30min，发现放射性标记已进入DNA部分，说明有新合成的DNA分子。新合成的DNA分子即实验产物可以用过氯沉淀法同作为原料的脱氧核苷三磷酸单体分开。科恩伯格测定了产物DNA的碱

基组成，发现它们同各自的模板DNA组成惊人地相似, 这就充分证明新合成的DNA的特异性是由所加入的那一点点微量的模板DNA决定的，只不过数量大大增加了而已。DNA果然是一种能自我复制的分子。

主要价值：

半个多世纪以来，他一直活跃于生物化学研究领域，他的研究成果对分子遗传学、基因克隆、基因测序、基因诊断以及基因组计划等现代遗传学的各个重大问题都起到了至关重要的作用。

四．遗传学在水土保持与荒漠化防治上的应用

遗传学是自然科学领域中探究生物遗传和变异规律的的科学，也是研究生物的遗传与变异的科学，研究基因的结构、功能及其变异、传递和表达规律的学科。水土保持与荒漠化防治专业作为多学科综合和交叉性学科，水土保持与荒漠化防治学科在2001年被教育部确定为国家级重点建设学科，其主要任务是解决我国对水土资源保护、改良和合理利用所提出的关键理论与技术问题，在生态环境建设、生态安全和水土资源开发与保护等方面有着宽广的研究和应用领域。生态环境建设，生态安全以及水土资源开发与保护大多数与生物相关，所以遗传学的在水保方面具有很大的应用。在荒漠化地区，植物很难生长，我们可以通过遗传学知识对植物进行研究，使