摩尔根与染色体遗传学说的建立
《达尔文以后进化论的发展》

黎、E.迈尔、F.J.阿亚拉、G.L.斯特宾斯、G.G.辛普森和J.W.瓦伦丁等人又根据染色体遗传学说、群体遗传学、物种的概念以及古生物学和分子生物学的许多学科知识,发展了达尔文学说,建立了现代综合进化论。
现代综合进化论彻底否定获得性状的遗传,强调进化的渐进性,认为进化是群体而不是个体的现象,并重新肯定了自然选择的压倒一切的重要性,继承和发展了达尔文进化学说。
③中性学说和间断平衡论。
1968年,日本学者木村资生根据分子生物学的材料提出了分子进化中性学说(简称中性学说)。
认为在分子水平上,大多数进化改变和物种内的大多数变异,不是由自然选择引起的,而是通过那些选择上中性或近乎中性的突变等位基因的随机漂变引起的,反对现代综合进化论的自然选择万能论观点(见分子进化的中性学说)。
1972年N.埃尔德雷奇和S.J.古尔德共同提出“间断平衡”的进化模式来解释古生物进化中的明显的不连续性和跳跃性,认为基于自然选择作用的种以下的渐进进化模式,即线系渐变模式,不能解释种以上的分类单元的起源,反对现代达尔文主义的唯渐进进化观点。
争论仍在继续中社会达尔文主义:有些人认为,应该把自然界无情的生存竞争引入人的社会生活中来。
他们认为纯粹的竞争才能促进人类的进步,应该提倡个人和国家的竞争(包括终极的毁灭战争),从而淘汰失败者和一些“不适合再生存下去”的一部分人。
从而达到净化人类基因,优化人种的效果。
是一种极端思想的体现。
是否认人的社会性这个基本概念,只是赞同“人来源于动物”,否认“却高于动物”这一人类基本属性。
明,达尔文对此一无所知。
地球是人类的摇篮,从发展时间上看,地球寿命是人类历史的1000倍,如果把地球比作是一棵千年大树,人类不过是刚出土的幼苗;把地球比作是一个千岁老人,人类只是一个新生婴儿,没有一个婴儿能熟知自己的身世。
地球是人类的摇篮,也是早期人类的家园,理所当然的有许多史前遗存。
这些史前遗存,充分证明了在人类诞生之前的几亿、几十亿年的时间里,地球上就有早期人类生存和发展,这些早期人类在自己漫长的进化发展过程中,创造了高度发达的超级文明??宇宙文明,并且留下了大量的物质痕迹,让我们看到了早期人类存在的事实。
遗传学复习资料

1、遗传学的发展时期(1)经典遗传学时期(1900 ~ 1940 )——遗传学的诞生和细胞遗传学时期标志:孟德尔定律的二次发现成就:确立遗传的染色体学说,创立连锁定律(Morgan,1910),提出“基因”概念(2)微生物遗传和生化遗传学时期(1941 ~ 1960)标志:“一基因一酶”学说(Beadle&Totum)成就:“一基因一酶”学说(1941,Beadle&Totum) ,遗传物质为DNA(1944,A very,Hershey&Chase),双螺旋模型:(1953,Watson&Crick),转座子:(1951,McClintock),顺反子:(1956, Benzer)(3)分子遗传学时期和基因工程时期(1961~1989)标志:操纵子模型的建立成就:操纵子模型的建立(1961,Monod&Jacob),深入了解基因(破译遗传密码、重组技术、反转录酶、合成酶、内切酶、核糖酶、转座子、内含子、DNA测序、PCR等)(4)基因组-蛋白质组时期(1990 ~ 至今)标志:人类基因组测序工作启动成就:2003年4月14日美、英、日、德、法、中六国科学家完成人类基因组图谱(物理图),从基因组角度研究遗传学2、遗传学形成多个分支学科:细胞遗传学,生化遗传学,分子遗传学,群体遗传学,数学遗传学,生统遗传学发育遗传学,进化遗传学,微生物遗传学医学遗传学,辐射遗传学,行为遗传学遗传工程,生物信息学,基因组学。
3、染色体在细胞分裂中的行为(1)细胞周期:由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程,分四个阶段:①G1期:指从有丝分裂完成到DNA复制之前的间隙时间;②S期:DNA复制时期;③G2期:DNA复制完成到有丝分裂开始前的一段时间;④M期(D期):细胞分裂开始到结束。
(2)有丝分裂中的染色体行为①前期:染色体开始逐渐缩短变粗,形成螺旋状。
当染色体变得明显可见时,每条染色体已含有两条染色单体,互称为姐妹染色单体,通过着丝粒把它们连接在一起。
遗传基因理论的创立者——摩尔根

1910年,美国生物学家摩尔根创立了染色体——遗传基因理论,由此细胞遗传学有了坚实的基础。
1866年,就在孟德尔发表豌豆遗传论文那年,摩尔根出生了。他的父亲担任过美国驻外领事,家庭生活十分优裕。青少年时代,摩尔根喜欢游历自然风光,在游历中产生了对大自然的无限热爱,从而使他后来走上了探索生物奥秘之路。1886年20岁时,摩尔根考入霍普金斯大学研究院读研究生,主要研究生物形态学。他比较了四种水中无脊椎动物的形态变化,确实了它们的种属,写出了《论海蜂蛛》的论文,获得了博士学位。
这是生物学上一项重大的发现,但摩尔根并没有因此肯定染色体就是遗传因子,他在继续进行新的实验以证实这一关系。1910年,摩尔根对他饲养的一群野种红眼果蝇进行了放射性照射,结果在子一代中获得了一只白眼雄果蝇。用这一只白眼雄果蝇与一群正常红眼雌果蝇交配,所生第一代雌雄果蝇均为红眼;他让这些第一代杂种杂交,生出的第二代果蝇白眼性状只在雄性中出现了。摩尔根又使用白眼雌果蝇与红眼红果蝇杂交,所生第一代果蝇凡是雌性概为红眼,凡是雄性概为白眼。为了解释这种现象,摩尔根联想到了果蝇的性别遗传机理,从而看到了白眼性状的遗传因子是和决定性别的因素联系在一起的,果蝇的白眼性状只遗传给雄性,说明白眼性状是由性染色体传递遗传的,这叫做“伴性遗传”。
1900年春天,荷兰的德弗里斯、德国的柯伦斯和奥地利的皇歇马克通过实验,各自得出了和当年孟德尔豌豆遗传机理一样的结论。他们为发表论文查阅过去的文献时,都发现了孟德尔那尘封土埋的论文。惊叹之余,他们在各自的论文中,都把发现生物遗传机理的荣誉让给孟德尔,并把各自的工作说成是对孟理论的证实。从而,蒙在孟德尔论文上的尘土被拂去了,珍珠重新放射出了光辉。这不仅使孟德尔的大名立即传遍的世界,而且使他奠基的遗传学象一株新笋一样拔地而起。
摩尔根与 遗传学

在孟德尔的成果获得承认后,整个生物界都知道,是孟德尔所说的遗传因子,即后来丹麦遗传学家约翰森进一步清楚界定所提出的基因,决定了生物的遗传。
但是,基因究竟在细胞内的什么地方?摩尔根以果蝇为试验对象,把基因与染色体确定无疑地联系在一起。
什么是染色体?白眼果蝇的故事 果蝇作为实验材料的优点 白眼基因在X 染色体上第一只白眼果蝇摩尔根的思想曲线 摩尔根生平 摩尔根的初期思想基因连锁图染色体的变化什么是染色体?不幸的孟德尔最终幸运地得到了承认,被追认为遗传学之父。
现在,整个生物界都知道,是孟德尔所说的遗传因子,即后来丹麦遗传学家约翰森进一步清楚界定所提出的基因,决定了生物的遗传。
但是,基因或遗传因子究竟在细胞内的什么地方?这是遗传学必须回答的问题。
早在1883年,鲁克斯(W ·Roux )就观察到细胞核内能被染色的丝状体。
1888年,沃尔德耶(W ·Waldeyer )称这种丝状体为“染色体”(chromosome ),并猜测染色体与遗传有关。
1902年,博韦里(T ·Boveri )和萨顿(W ·S ·Sutton )指出,染色体在细胞分裂中的行为与孟德尔的遗传因子平行:两者在体细胞中都成对存在,而在生殖细胞中则是成单的;成对的染色体或遗传因子在细胞减数分裂时彼此分离,进入不同的子细胞中,不同对的染色体或遗传因子可以自由组合。
因而,博韦里和萨顿认为,染色体很可能是遗传因子的载体。
这是一个有科学依据的假说,但假说仍然需要科学实验的证实,这一科学历史使命落到了摩尔根(H ·Morgan )的肩上。
在讲摩尔根的故事之前,我们先来认识染色体,了解一下现代关于染色体超微结构的概念。
染色体的主要化学成份是脱氧核糖核酸(DNA )和5种称为组蛋白的蛋白质。
核小体是染色体结构的最基本单位。
核小体的核心是由4种组蛋白(H 2A 、H 2B 、H 3和H 4)各两个分子构成的扁球状8聚体。
摩尔根

摩尔根11112314114廖苑烟人物简介托马斯·亨特·摩尔根 (Thomas Hunt Morgan) 是美国进化生物学家,遗传学家和胚胎学家。
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。
于1933年由于发现染色体在遗传中的作用,赢得了诺贝尔生理学或医学奖。
主要成就:美国实验胚胎学家、遗传学家、基因学说的创始人、美国全国科学院院长、美国遗传学会主席、实验动物学和实验医学学会会员。
不平凡的一生1866年9月25日,摩尔根诞生于美国肯塔基州的列克星敦。
孩提时代的摩尔根经常在肯塔基的山区和农村漫游。
每逢夏天,他都到马里兰西部母亲的老家去作客,这使他有机会探寻和收集化石。
他还曾经与美国地质调查队一起在肯塔基山区工作过两个夏天。
所有这些活动,使摩尔根熟谙了大自然的历史,并在他的一生中留下1880年,摩尔根进入肯塔基州立学院的预备部,两年后进入院本部(现在的肯塔基大学)学习。
1886年以最优异的成绩获得动物学理学士学位。
他深受他的老师、地质学家克兰多尔和一位同学卡斯尔的影响而走上了科学的道路。
卡斯尔比摩尔根早毕业两年,并于1884年到约翰霍普金斯大学当化学研究生。
也许是受卡斯尔的影响,也可能是因为自己的母亲家住在巴尔的摩的缘故,摩尔根也考上了霍普金斯大学的研究生。
在进入研究生院前的一个夏天(1886年),摩尔根曾在波士顿的麻省安尼斯昆博物学海洋生物协会工作,这是他第一次接触海洋生物。
1890年他完成了对海蜘蛛的研究,并得到博士学位。
此后,勃鲁斯奖学金使他得以继续留在霍普金斯进行博士后训练。
1891年秋天,他任教于布林马尔学院,直到1904年E·B.威尔逊邀请他到哥伦比亚实验动物学系任教为止。
从1904年到1928年,摩尔根一直是哥伦比亚大学实验动物系的一名成员,1928年他辞职去加利福尼亚工学院了深刻的印象。
建立生物科学部,并留在那里积极从事科学和管理工作,直到1945年病故。
细胞生物学发展简史

细胞生物学发展简史人类第一次发现细胞到现在已有三百多年的历史。
随着科学技术和实验手段的进步,人们对细胞的认识由浅入深、由表及里,导致了当今细胞生物学的兴起与发展。
根据其发展过程,可分为四个时期,即细胞学说的创立、细胞学的经典时期、实验细胞学的发展和细胞生物学的兴起。
(一) 细胞学说的创立1665 年,英国的物理学家胡克(R. Hooke) 用自制的显微镜观察了软木( 栎树皮) 和其他植物组织,发表了《显微图谱》(micrographia) 一书,描述了软木是由许多小室组成,状如蜂窝,称之为“细胞” (cell 原意为小室) 。
实际上,胡克在软木组织中所看到的仅是植物死细胞的细胞壁。
这是人类第一次看到细胞轮廓,人们对生物体形态的认识首次进入了细胞这个微观世界。
1675 年列文虎克(A.V.Leeuwenhoekia) 用自制的用自制的显微镜第一次观察发现了活细胞,先后观察了池塘水中的原生动物、动物的精子,在蛙鱼的血液中发现了红细胞;1683 年,他又在牙垢中看到了细菌。
1831 年,布朗(R. Brown) 在兰科植物的叶片表皮细胞中发现了细胞核。
1836 年,瓦朗丁(Valentin) 在结缔组织细胞核内发现了核仁。
至此,细胞的基本结构都被发现了。
1835年杜雅丁(E.Dujardin)在低等动物根足虫和多孔虫的细胞内首次发现了透明的胶状物质的内含物,称之为“肉样质”。
1839年,捷克生理学家普金耶(J.E.Purkinje)把填满动物细胞的胶状液体定名为原生质(生命的原始物质)。
1846法国植物学家冯·默尔用原生质概括细胞中的所有内含物(包括细胞质和细胞核)。
十九世纪末,英国博物学家托马斯·亨利·赫胥黎(ThomaHenryHuxley,1825—1895)给原生质下了一个定义:原生质是生命的物质基础。
1861年德国解剖学家舒尔策(Max Schultze)认为有机体的组织单位是一小团原生质,这种物质在一般有机体中是相似的,并把细胞明确地定义为:“细胞是赋有生命特征的一团原生质,其中有一个核”。
染色体的发现

染色体就是基因的载体!摩尔根和他的学生真的还推算出了各种基因的染色体上的位置,并画出了果蝇的4对染色体上的基因所排列的位置图。
这天,摩尔根突然发现:在他的许多红眼果蝇中,有一只果蝇却是白色的,他感到十分好奇:我何不也做一次杂交试验?摩尔根说干就干,他让红果蝇与白果蝇杂交,结果发现子一代全是红眼的,显然红对白来说,表现为显性,正合ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ德尔的试验结果。摩尔根不觉暗暗地吃了一惊,他又使子一代交配,结果发现子二代中的红、白果蝇的比例正好是3:1,这是孟德尔的研究结果,于是,摩尔根对孟德尔更加佩服了。
1904年,美国细胞学家萨顿突然想到,孟德尔所说的遗传因子成双成对,而细胞学界说染色体成对成双,这两个会不会是一回事呢?染色体可能就是遗传因子和物质基础!
1910年的一天,美国生物学家摩尔根正在他的实验室里进行生物实验。这是一间特殊的实验室,除了几张旧桌子外,就是几千只瓶子。原来,摩尔根用这些瓶子培养实验用的果蝇。果蝇的繁殖率很高,生活史短,便于观察和研究,摩尔根已培养了几万只果蝇。
1879年,德国的生物学家弗莱明经过实验发现:用碱性染料可以把细胞核内的微粒状物质染成黄色,而且再不会退色。将这些微粒染色后,观察起来十分方便,他发现这些微粒先变成丝状,然后再断裂成数目相同的两半,一个细胞就变成了两个。第二年,德国生物学家就把这种能染上色的微粒叫做“染色体”。
染色体平时是交织成网状的,当细胞分裂的时候,它们排列得比较整齐,可以看出是一些粗细长短不同的丝状体。不同生物的细胞里染色体数目是不一样的,同一种生物的细胞里染色体数目却是一定的。而且,各种生物细胞里的染色全都是成双成对。
摩尔根的故事

摩尔根的故事对待孟德尔的遗传因子学说,摩尔根似乎走过了头,连孟德尔谨慎而必要的推理也加以反对,那就完全否定了思辨在科学发现中的作用。
当然,摩尔根后来认识到自己的偏激,竟然成了一位比魏斯曼还要思辨的遗传学家。
1910年,这是遗传学史上值得大书一笔的关键性的一年。
在这一年里,摩尔根经历了从反对孟德尔学说到相信、支持、证实并发展孟德尔学说的重大转变。
就是在这一年,摩尔根甚至写了一篇孟德尔因子不可能由染色体携带的论文投寄给《美国博物学家》杂志。
可是,在这篇论文发表之前,事情却发生了戏剧性变化:摩尔根自己竟然通过实验证明,果蝇的白眼基因居然是由性染色体携带的!关于该实验的报道,很快就由美国《科学》杂志发表,而发表的时间竟然先于前一篇论文。
前后两篇论文的观点截然相反,给摩尔根的学术生涯平添了一层戏剧性的色彩。
下面我们就来细说这个白眼果蝇的故事。
果蝇作为实验材料的优点果蝇这种实验材料是1908年在纽约冷泉港卡内基实验室工作的卢茨(F·E·Lutz)向摩尔根推荐的。
这是一种常见的果蝇,学名称为“黑腹果蝇”(Drosophila melanogaster)。
实验材料的选取往往是决定研究工作成功与否的关键,它在遗传学发展史中表现得尤为突出,不仅摩尔根在选用果蝇前后的局面生动地表明了这一点,而且孟德尔选用豌豆,以及后来分子遗传学家们选用真菌、细菌(特别是大肠肝菌)和噬菌体都证明了这一点。
可以说,遗传学发展史中,每一次适合实验材料的选取都导致了一次学科发展的飞跃。
以哺乳动物为实验材料,饲养管理一般都较复杂,生长期又长,而且由单基因控制的性状少而难寻,所以,一般不适合遗传学理论研究。
这也许是遗传学基本定律首先从植物中发现的主要原因。
而果蝇体型小,体长不到半厘米;饲养管理容易,既可喂以腐烂的水果,又可配培养基饲料;一个牛奶瓶里可以养上成百只。
果蝇繁殖系数高,孵化快,只要1天时间其卵即可孵化成幼虫,2-3天后变成蛹,再过5天就羽化为成虫。