遺傳學(xué)的發(fā)展史

1、遺傳學(xué)發(fā)展歷史及研究進(jìn)展摘要：遺傳學(xué)的發(fā)展歷程經(jīng)歷了以下幾個(gè)歷程遺傳應(yīng)用現(xiàn)象時(shí)期-遺傳現(xiàn)象推論時(shí)期-遺傳實(shí)驗(yàn)生物學(xué)時(shí)代-遺傳學(xué)誕生期-細(xì)胞遺傳的時(shí)期-微生物遺傳及生化遺傳學(xué)時(shí)期-分子遺傳學(xué)時(shí)期。從遺傳學(xué)現(xiàn)象應(yīng)用到遺傳學(xué)發(fā)展到分子遺傳學(xué)時(shí)期，遺傳學(xué)體系基本發(fā)展完善。在未來(lái)的發(fā)展中遺傳學(xué)將會(huì)往社區(qū)遺傳學(xué)發(fā)展，集中精力往解決人類遺傳疾病以及疑難雜癥和動(dòng)植物以及農(nóng)作物生產(chǎn)方面。由研究發(fā)展遺傳學(xué)科學(xué)理論基礎(chǔ)轉(zhuǎn)化為應(yīng)用遺傳學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的過(guò)度。這就是未來(lái)遺傳學(xué)發(fā)展的期望。關(guān)鍵詞：遺傳學(xué)、基因、時(shí)代、歷程、發(fā)展 遺傳學(xué)是一門(mén)探索生命起源和進(jìn)化歷程的學(xué)科，興起于20世紀(jì)，發(fā)展異常迅速，隨著研究的進(jìn)

2、展，以滲入生物科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，派生出諸如植物遺傳學(xué)、動(dòng)物遺傳學(xué)、微生物遺傳學(xué)、人類遺傳學(xué)、生理遺傳學(xué)、發(fā)育遺傳學(xué)等等，成為現(xiàn)代生物學(xué)得帶頭學(xué)科。其理論、機(jī)制以及先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、畜牧業(yè)、醫(yī)學(xué)、國(guó)防等領(lǐng)域都有十分重要的作用。以下將介紹遺傳學(xué)的發(fā)展歷程。(4)遺傳應(yīng)用現(xiàn)象時(shí)期:各種考古資料表明，人類在遠(yuǎn)古時(shí)代就已經(jīng)知道優(yōu)良動(dòng)植物能夠沉聲與之相似的優(yōu)良后代的現(xiàn)代，并通過(guò)選擇和培育有用的動(dòng)植物以用于各種生活目的。在植物選育方面，在我國(guó)湖北地區(qū)新石器時(shí)代末期的遺址中還保存有闊卵圓形的粳稻谷殼，說(shuō)明人類對(duì)植物品種的選育具有悠久歷史。公元前4000年左右，古埃及的石刻上還記載了人們進(jìn)行植物雜交授

3、粉的情況。但是，這些都僅僅是史前史前人類對(duì)遺傳變異現(xiàn)象的觀察，或是在實(shí)踐中利用一些遺傳、變異形狀對(duì)動(dòng)植物進(jìn)行選擇，并沒(méi)有對(duì)生物遺傳和變異的機(jī)制進(jìn)行嚴(yán)肅的研究。(1) 遺傳現(xiàn)象推論時(shí)期：公元前5世紀(jì)到4世紀(jì)，希波克拉底的觀點(diǎn)使古希臘對(duì)生命現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)逐步從宗教的神秘色彩轉(zhuǎn)向哲學(xué)的和原始科學(xué)的思維方案。古希臘醫(yī)師希波克拉底及其追隨者在生殖和遺傳現(xiàn)象以及人類起源方面發(fā)現(xiàn)并認(rèn)為雄性的精液首先在身體的各個(gè)器官形成后運(yùn)輸?shù)窖褐?，雙親的各種生理活動(dòng)和智理活動(dòng)都可以傳給子代，使子代具有與親代相似的能力與特征。體液在親代體內(nèi)可以發(fā)生變化，所以子代可以遺傳雙親從環(huán)境中獲得的某些特征。而后來(lái)古希臘的哲學(xué)家和自然家亞

4、里士多德推翻了希波克拉底的觀點(diǎn)，認(rèn)為雄性的精液是從血液形成的，不是從各個(gè)器官形成的。精液含的能力很高，這種能力作用于母體的月經(jīng)使其形成了子代個(gè)體。提出泛生論，這些觀點(diǎn)雖然現(xiàn)在看來(lái)很幼稚，但是當(dāng)時(shí)并未發(fā)現(xiàn)精卵細(xì)胞。直到1827年卵細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)，因此這種對(duì)遺傳現(xiàn)象的解釋在當(dāng)時(shí)直至以后幾個(gè)世紀(jì)都產(chǎn)生了重要影響。由于他們都認(rèn)為遺傳是通過(guò)雙親進(jìn)行的，并受到位于不同單位中的遺傳信息的控制，這些觀點(diǎn)在遺傳學(xué)系統(tǒng)理論知識(shí)的形成和過(guò)程中占突出作用地位。(1) 遺傳實(shí)驗(yàn)生物學(xué)時(shí)代：從17世紀(jì)開(kāi)始直到19世紀(jì)，人們對(duì)生命現(xiàn)象的探索進(jìn)入了實(shí)驗(yàn)生物學(xué)時(shí)代。18世紀(jì)瑞典分類學(xué)家林奈建立了動(dòng)植物的系統(tǒng)分類學(xué)，這對(duì)后來(lái)的進(jìn)行動(dòng)

5、植物育種、雜交試驗(yàn)提供了選擇親本的重要依據(jù)。但他認(rèn)為物種神創(chuàng)論和物種固定不變的。導(dǎo)致從事雜交工作的研究者對(duì)此產(chǎn)生誤會(huì)。18世紀(jì)的德國(guó)植物育種學(xué)家科爾洛特由于受到林奈的影響，雖然成功做出世界第一個(gè)雜交育種的植物品種，也清楚的看到物種形狀的分離現(xiàn)象，但是由于深信林奈的物種固定論，他就失去了揭露推翻林奈的物種固定論的機(jī)會(huì)。法國(guó)學(xué)者拉馬克在總結(jié)古希臘哲學(xué)家的思想，在1809年發(fā)表了動(dòng)物的哲學(xué)一書(shū)中提出了與林奈物種不變論相反的觀點(diǎn)，提出了用進(jìn)廢退的觀點(diǎn)推翻了林奈的物種不變論。然而英國(guó)生物學(xué)家達(dá)爾文在5年的環(huán)球旅行和生物學(xué)考查，廣泛研究了生物遺傳、變異和進(jìn)化的關(guān)系，提出了生物通過(guò)生存斗爭(zhēng)以及自然選擇的進(jìn)化

6、論。他認(rèn)為生物在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)積累微小的有利變異，當(dāng)發(fā)生生殖隔離后就形成一個(gè)物種，然后新物種有繼續(xù)發(fā)生進(jìn)化變異。它不僅否定了物種不變論的謬論，而且有力地的論證了生物有簡(jiǎn)單到復(fù)雜，有低級(jí)到高級(jí)的進(jìn)化論。也推翻了拉馬克的用進(jìn)廢退觀點(diǎn)。德國(guó)的生物學(xué)家魏斯曼支持達(dá)爾文有關(guān)進(jìn)化的選擇理論但反對(duì)獲得性遺傳，提出種質(zhì)連續(xù)論，認(rèn)為種質(zhì)是獨(dú)立的、連續(xù)的，能產(chǎn)生后代的種質(zhì)和體質(zhì)，而體質(zhì)不能產(chǎn)生種質(zhì)。環(huán)境只影響體質(zhì)，即由環(huán)境引起的的變異是不能夠遺傳的即是不能獲得性遺傳。 遺傳學(xué)誕生期;真正科學(xué)地、有分析的研究遺傳和變異是從孟德?tīng)栭_(kāi)始的。孟德?tīng)柾ㄟ^(guò)對(duì)豌豆的雜交試驗(yàn)分析和總結(jié)認(rèn)為生物性狀的遺傳是受遺傳因子的控制的，并提出了遺

7、傳因子的分離和自由組合的基本遺傳規(guī)律。他從實(shí)驗(yàn)中得到的結(jié)論是形成今天科學(xué)遺傳學(xué)的基石，所以他被公認(rèn)為遺傳學(xué)之父。而且孟德?tīng)柕恼撐谋徽J(rèn)為遺傳學(xué)形成和建立的開(kāi)端。哈迪溫伯格提出的群體中遺傳因子頻率的平衡法則即哈代溫伯格定律和孟德?tīng)柕倪z傳規(guī)律以及杜布贊斯基的遺傳學(xué)和物種起源是群體遺傳學(xué)的一個(gè)里程碑，其內(nèi)容精湛，標(biāo)志著遺傳學(xué)走向規(guī)范化。也由此延伸到數(shù)量性狀發(fā)展方向，有質(zhì)量性狀向數(shù)量性狀發(fā)展。（3） 細(xì)胞遺傳的時(shí)期：1900-1941遺傳學(xué)的研究進(jìn)入了細(xì)胞遺傳的時(shí)期。1905年英國(guó)貝特遜依據(jù)古希臘的“生殖”一詞給遺傳學(xué)正式定名。也將孟德?tīng)栕畛跆岢龅囊粚?duì)形狀的遺傳因子定名為等位基因。1903年薩頓發(fā)現(xiàn)了染

8、色體行為與遺傳因子與遺傳因子的行為一致，于是提出了染色體是遺傳因子的載體的觀點(diǎn)。1909年丹麥遺傳學(xué)家約翰遜提出了用基因一詞代替了孟德?tīng)柕倪z傳因子。1910年左右，美國(guó)遺傳學(xué)家摩爾根及其同事根據(jù)普通果蠅的研究，確定了染色體上得分散單位，在染色體上呈直線排列，提出了基因的連鎖交換規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了并提出了伴性遺傳。 微生物遺傳及生化遺傳學(xué)時(shí)期：1941年-1960年遺傳學(xué)地研究進(jìn)入了微生物遺傳及生化遺傳學(xué)時(shí)期。英國(guó)醫(yī)生、生物化學(xué)家加德羅根據(jù)對(duì)人體的一種先天性代謝疾病尿黑酸癥中認(rèn)為有單基因發(fā)生突變后產(chǎn)生一種不具有功能的產(chǎn)物從而導(dǎo)致代謝障礙。但是這觀點(diǎn)當(dāng)時(shí)并不受歡迎，直至1941年比德?tīng)柡退睦蠋熖┨啬穼?duì)

9、紅色面包霉的生物突變型進(jìn)行研究才發(fā)現(xiàn)加羅德的工作，明確了“一種基因一種酶的理論”?；蚴鞘裁茨?？早期推斷是蛋白質(zhì)。1928年，格里菲斯以小鼠為實(shí)驗(yàn)材料研究肺炎雙球菌是如何使人患肺炎的中發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)化因子為DNA。由于格里菲斯沒(méi)有將DNA與其他物質(zhì)分離令人質(zhì)疑，所以O(shè).Avery在格里菲斯的基礎(chǔ)上進(jìn)行了肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，證明了DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。但是人們卻質(zhì)疑O.Avery結(jié)論，因?yàn)镈NA的純度再高也不過(guò)是2%而已。所以赫爾希和蔡斯以T2噬菌體為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行了噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)確實(shí)證明了遺傳物質(zhì)為DNA而非蛋白質(zhì)。分子遺傳學(xué)時(shí)期：伴隨著科學(xué)研究工具的進(jìn)步，遺傳學(xué)的研究也越趨越

10、完善。1951Barbara McClintock發(fā)現(xiàn)了跳躍基因和年1953年沃森和克里克通過(guò)分析DNA的衍射圖譜創(chuàng)建了DNA得雙螺旋模型結(jié)構(gòu)并提出了中心法則使遺傳學(xué)開(kāi)始進(jìn)入分子遺傳學(xué)時(shí)期。DNA雙螺旋的建立為分子遺傳學(xué)奠定了分子學(xué)基礎(chǔ)。1961年Jacob和Monod發(fā)現(xiàn)了乳糖操縱子，1953年Nirenberg和Khorana對(duì)遺傳密碼的破譯都是分子遺傳學(xué)更向前邁進(jìn)。1975年Temin發(fā)現(xiàn)了反轉(zhuǎn)錄酶、Khorana發(fā)現(xiàn)DNA合成酶以及Arber和Smith對(duì)限制性酶的發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了基因工程的發(fā)展，1972年Berg的DNA重組技術(shù)的建立，1977年Sanger和Gilbert發(fā)展了DNA測(cè)序

11、技術(shù)等等是分子遺傳學(xué)走進(jìn)了現(xiàn)代生產(chǎn)化。而遺傳學(xué)的研究越來(lái)越趨向成熟，遺傳學(xué)的理論知識(shí)體系越來(lái)越成熟。而且出現(xiàn)了各種各類的遺傳學(xué)研究方向，以及遺傳學(xué)各個(gè)方面的分支學(xué)科，遺傳學(xué)的各個(gè)體系的只是理論基礎(chǔ)也越趨完善。 未來(lái)的展望以及發(fā)展：遺傳學(xué)發(fā)展到至今21世紀(jì)，可謂走向了成熟的分子遺傳學(xué)時(shí)代了。在此基礎(chǔ)上已經(jīng)誕生了許多應(yīng)用于生產(chǎn)的各種生物技術(shù)。比如現(xiàn)在的廣泛應(yīng)用的基因工程、細(xì)胞工程、酶工程等等都是在遺傳學(xué)的發(fā)展基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。那么未來(lái)的遺傳學(xué)發(fā)展又將會(huì)如何呢？遺傳學(xué)是否已經(jīng)發(fā)展到頂峰了，是不是已經(jīng)沒(méi)有發(fā)展余地了呢？有，那么肯定的，因?yàn)殡S著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，你們知道的越來(lái)越多，但是存在的問(wèn)題也越來(lái)越多。很

12、多問(wèn)題至今都還沒(méi)有得到有效地解決方法，有許多問(wèn)題還沒(méi)有探討清楚其機(jī)制以及原理。這些東西都需要在遺傳學(xué)的發(fā)展后才能一一了解。所以未來(lái)的遺傳學(xué)發(fā)展空間巨大。遺傳學(xué)的未來(lái)發(fā)展可以往以下幾個(gè)方面：（1）社區(qū)遺傳學(xué):隨著社會(huì)的發(fā)展，因?yàn)楣I(yè)環(huán)境污染導(dǎo)致各種遺傳性疾病和包括遺傳因素在內(nèi)的多因素疾病對(duì)公共健康的危害日益突出。出生缺陷，高血壓、糖尿病、心血管疾病、肥胖等多基因病成為危害人類健康的主要因素之一。而社區(qū)遺傳學(xué)是將人類遺傳學(xué)研究成果應(yīng)用于預(yù)防醫(yī)學(xué)和健康促進(jìn)領(lǐng)域的關(guān)鍵內(nèi)容，是將預(yù)防醫(yī)學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)成為一個(gè)整體。從遺傳因素和環(huán)境因素兩大方面研究各種至今未能解決的疾病。將遺傳學(xué)研究進(jìn)

13、展和分子生物學(xué)技術(shù)引入社區(qū)人群的醫(yī)學(xué)服務(wù)與實(shí)踐中的學(xué)科領(lǐng)域。這個(gè)社區(qū)遺傳學(xué)的發(fā)展中尚存在許多未能解決的難題，這也成為了遺傳學(xué)未來(lái)發(fā)展的一個(gè)方向。(2)（2）遺傳學(xué)與工業(yè)發(fā)展：遺傳技術(shù)將會(huì)發(fā)展許多工業(yè)部門(mén)，包括化學(xué)工程、環(huán)境工程、創(chuàng)造業(yè)、能源與信息技術(shù)等領(lǐng)域，它甚至?xí)?dǎo)致產(chǎn)生出一個(gè)興旺的人造生命領(lǐng)域。比如化學(xué)工程，基因技術(shù)將幫助化學(xué)工業(yè)從批量化學(xué)品轉(zhuǎn)向食品添加劑和用做生物催化劑的工程酶等高附加值產(chǎn)品。這些技術(shù)現(xiàn)在暫時(shí)還沒(méi)有那么成熟仍需繼續(xù)深入研究。（3）遺傳學(xué)與農(nóng)業(yè)發(fā)展:遺傳學(xué)可能將成為點(diǎn)燃農(nóng)業(yè)發(fā)展的第二次綠色革命。合成土壤、適合現(xiàn)存條件的作物品種以及綜合害蟲(chóng)治理技術(shù)的發(fā)展都離不開(kāi)遺傳學(xué)方面的深入研究。由于要發(fā)展社會(huì)經(jīng)濟(jì)，人類正在快速的破壞自己生存的自然生態(tài)環(huán)境，各種動(dòng)物和植物的種類和數(shù)目都在急劇減少，生態(tài)環(huán)境保護(hù)也是遺傳學(xué)研究的一個(gè)重要問(wèn)題，因?yàn)樗潜Ｗo(hù)遺傳多樣性和遺傳資源的重要問(wèn)題之一。（4）遺傳學(xué)與醫(yī)學(xué)的發(fā)展：現(xiàn)在仍然存在很多未能攻克的癌癥以及各種疾病。甚至連癌癥的病變?cè)?/p>