让艾滋病像流感一样大范國地传播开,这非常危险。因此, 科学技术是一把双刃剑,既可以为人类造福,也可能给人 美带来灾难。每一位科学家,甚至每一位公民,不仅应该 有事业心,还应该有社会责任感,能够意识到自己在做什 么,所做的事情将会给社会带来怎样的影响,科学和技术 应该为人类带来光明和福祉。 问:有人说:“只要将基因研究清楚了,在生命科学领 域就可以随心所欲了。”您怎么看待这种观点? 答:了解了基囚,我们确实可以做很多事情,比如合 成所需要的蛋白质,改良生物品质,有效治疗人类疾病,延 长人类寿命,等等。但是基因不能决定一切,环境因素也 很重要,基因决定论是不对的。再说,人们利用基因做什 么事情,都应该考虑到对社会的影响,与伦理、道德的关 系。科学家不应生活在脱离社会的“象牙之塔”里 问:现在的许多科研项目,都是由多位科研工作者组 成的课题小组完成的,有时还需要省际、甚至国际间的合 作。合作精神对于科研工作的顺利开展是不是很重要? 答:的硝很重要。随着科学的发展,对一个科学问題 的阐明,往往需要多个专业领域的研究作基础。而每一位 研究者都有他的专业局限性。如果能够以团队的形式协同 攻关,发挥每一个人的智悲和特长,就会大大加快科学研 究的进程,“众人拾柴火焰高”嘛。其实不光科研工作,现 代社会的很多工作都需要集体合作来完成。因此,团队精 神,与人合作、与人交流的能力的培养,是十分重要的 我最想对高中生说的话: Life is beautiful Exploring the secret of life will make our life more beautiful, also make the living world more beautiful!(生命是美丽的。探索生命的奥秘一定会使我们 的人生更美好,也将使生命世界更美好!) 2004年1月
第/章遗传因子的发现 遗传,俯拾皆是的生物现象,其中的奥秘却隐藏至深。人类对它的探索之路, 充满着艰难曲折,又那么精彩绝伦 让我们从140多年前孟德尔的植物杂交实验开始,循着科学家的足迹,探索 遗传的奥秘。 +150从2 6 =3y 95 10%6%2 180年% 多 00 8 y+学统计物示出遗传的里
第1节孟德尔的豌豆杂交实验(-) 问题探讨 人们曾经认为两个亲本杂交后,双亲的遗传物质 会在子代体內发生混合,使子代表现出介于双亲之问 的性状。就像把一瓶蓝墨水和一癍釭基水例在一起, 混合液是另外一种颜色,再也无法分出蓝色和釭色。 这种观点也称做融合传。 讨论 按照上述觋点,当红牡丹与白牡丹杂交后.子 代的壮丹花会是什么颜色? 不同颜色的牡丹花 2.你阿忞上述观点吗?说说你的理由 本节聚焦 19世纪中期,在奧地利的一所修道院里(现捷克境内), 孟德尔一对相对性状 来了一位叫孟德尔(G. J Mendel,1822-1884)的年轻人。 的杂交实验是怎样设 当时谁都不会想到,半个多世纪以后,他会因为在遗传学 计的? 上的重大发现而名垂青史。 孟德尔为解释实验结 孟德尔从小喜爱自然科学,由于家境贫寒,21岁便做 果作了哪些假设?他 了修道士。后来,他被派到维也纳大学进修自然科学和数 又设计了什么实验来 学。回到修道院后,他利用修道院的一小块园地,种植了 验证假设? 豌豆、山柳菊、玉米等多种植物,进行杂交实验,潜心研 分高定律的内容是什么? 究了8年。其中豌豆的杂交实验非常成功,孟德尔通过分析 腕豆杂交实验的结果,发现了生物遗传的规徘。 为什么用豌豆做遗传实验容易 两性花的花粉,落到同取得成功? 朵花的雌裘柱头上的 豌豆是自花传粉植物(图1-1),而 过程叫做自花传粉,也 且是闭花受粉,也就是豌豆花在未开 叫自交。豌豆花的结构 很适合自花传粉,这是放时,就已经完成了受粉,避免了外来 因为是蝶形的花冠中 花粉的干扰。所以豌豆在自然状态下 有一对花瓣始终紧紧地般都是纯种,用豌豆做人工杂交实 图【-1豌豆花(剖面) 包裹着雄蕊和雌蕊。 验(图1-2),结果既可靠,又容易分析。 2第18责四子的现一
传粉 两朵花之间的传粉过程叫做异花传 粉。不同植株的花进行异花传粉时, 供应花粉的植株叫做父本(),接 受花粉的植株叫做母本(♀)。孟德 法雄 尔在做杂交实验时,先除去未成熟 花的全部雄蕊,这叫做去雄。然后 套上纸袋。待雌蕊成熟时,采集另 高茎(或矮茎)的花矮茎(或高茎)的花 植株的花粉,撒在去雄花的雌蕊的 柱头上,再套上纸袋 了 图1-2人工异花传粉示意图 高蒸(F) 豌豆还具有易于区分的性状( character)。例如,豌豆 中有高茎(高度1.5-2.0m)的,也有矮茎(高度0.3m左右) 的;有结圆粒种子的,也有结皱粒种子的。像这样,一种 生物的同一种性状的不同表现类型,叫做相对性状{ relative character)。这些性状能够稳定地遗传给后代。用这样的性 状进行杂交实验,实验结果很容易观察和分析。 孟德尔经过仔细观察,从34个豌豆品种中选择了7对 相对性状(如茎的高度、种子的形状,子叶的颜色、花的 位置等)做杂交实验(图1-3)。 种子形状子叶色种皮颜色豆菱形状豆莫颜色花的位置茎的高度 河滑 黄色 灰色 绿色 叶 高茎 缩 绿色 白色 不饱講 黄色 矮茎 图1-3窥豆的7对相对性状 孟德尔注意到不同品种的豌豆之间同时具有多对相对 性状。为了便于分析,他首先对每一对相对性状的遗传分 别进行研究。 1节孟德尔的豆杂交实验-13
一对相对性状的杂交实验 孟德尔用纯种高茎豌豆与纯种矮茎豌豆作亲本(用P表 (杂交) 示)进行杂交{cros)。他惊奇地发现,无论用高茎豌豆作母 本(正交),还是作父本(反交),杂交后产生的第一代(简 称子一代,用F表示)总是高茎的(图1-4)。 F 为什么子一代都是高茎的?难道矮茎性状消失了吗? 孟德尔带着疑惑,用子一代自交,结果在第二代(简 (自交)公 称子二代,用F2表示)植株中,不仅有高茎的,还有矮 茎的。 F 为什么子二代中矮茎性状又出现了呢? 看来矮茎性状并没有消失,只是在子一代中隐而未现。 孟德尔把F1中显现出来的性状,叫做显性性状 图1-4高茎豌豆和矮茎豌豆的 ( dominant character),如高茎;未显现出来的性状,叫做隐 杂交实验 性性状( recessive character),如矮茎。在杂种后代中,同 时出现显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离。 孟德尔没有停留在对实验现象的观察与描述上,而是 对F2中不同性状的个体进行数量统计,分析F2中高茎植株 与矮茎植株之间的数量关系。结果发现在所得的1064株F2 植株中,787株是高茎,277株是矮茎,高茎与矮茎的数量 比接近3:1。 F2中出现3:1的性状分离比是偶然的吗? 孟德尔还对豌豆的其他6对相对性状进行了杂交实 验,实验结果如表1-1。 表1-1孟德尔做的邈豆杂交实验的结果 F2的表现 性状 显性 隐性 显性:隐性 种子的形状 圆粒5474皱粒 I850三 2,96:1 茎的高度 高蒸 787 矮蒸 277 2.84:1 予叶的颜色 黄色6022 绿色 200 3.01:1 种皮的颜色 灰色75白色 2243.15:1 豆荚的形状 882 不饱满 2.95:1 豆荚的颃色(未成熟 绿色 428黄色1522.82:1 花的位置 陵生 651顶生 2073.14:1 4第1遇传因子的发