摩爾根及其學(xué)生對(duì)生命科學(xué)的貢獻(xiàn)

1、 -摩爾根及其學(xué)生的貢獻(xiàn) 學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院 班級(jí)：機(jī)創(chuàng)1301 學(xué)號(hào)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(yù)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(dòng)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(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)教授。是美國全國科學(xué)院院長，美國遺傳學(xué)會(huì)主席、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)和實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)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(jiǎng)。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(diǎn)煩惱，他不知道自己應(yīng)該到社會(huì)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(jìn)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?yàn)檫@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(jià)格昂貴的設(shè)備，而相信腳踏實(shí)地的作風(fēng)更為重要；摩爾根幾乎終生在實(shí)踐著大學(xué)里“一切通過實(shí)驗(yàn)”的原則。 這也為將來的果蠅實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室，不久他把這只果蠅與另一只紅眼雌果蠅進(jìn)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(duì)生物學(xué)界進(jìn)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(duì)孟德爾的學(xué)說和染色體理論表示懷疑。他提出一個(gè)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(huì)面對(duì)一個(gè)難以收拾的局面，在自然界中大多數(shù)生物的兩性個(gè)體比例是1：1，而不論性別基因是顯性還是隱性，都不會(huì)得出這樣的比例。為了檢驗(yàn)孟德爾定律，摩爾根曾親自做了實(shí)驗(yàn)，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(shí)還只是猜測(cè)，用猜測(cè)的理論來解釋孟德爾的遺傳學(xué)說，堅(jiān)持“一切通過實(shí)驗(yàn)”原則的摩爾根認(rèn)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(shí)驗(yàn)材料。到1925年已經(jīng)在這個(gè)小生物身上發(fā)現(xiàn)它有四對(duì)染色體，并鑒定了約100

5、個(gè)不同的基因。并且由交配試驗(yàn)而確定鏈鎖的程度，可以用來測(cè)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(xì)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容簡圖進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)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(diǎn)稱為基因的“連鎖”。摩爾根在長期的試驗(yàn)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(jì)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(jiǎng)。對(duì)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(xì)胞中，位于一對(duì)同源染色體上的等位基因，具有一定的獨(dú)立性；當(dāng)細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，等位基因會(huì)隨著同源染色體的分離而分開，分別進(jìn)入兩個(gè)配子當(dāng)中，獨(dú)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(xì)胞核遺傳4.一對(duì)相對(duì)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(duì)相對(duì)性狀只受一對(duì)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(jī)會(huì)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(shí)驗(yàn)的群體要大、個(gè)體數(shù)量要足夠多。（4）實(shí)質(zhì)雜合體內(nèi)，等位基因在減數(shù)分裂生成配子時(shí)隨同源染色體的分開而分離，進(jìn)入兩個(gè)不同的配子，獨(dú)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(dú)立分配規(guī)律)是在分離規(guī)律基礎(chǔ)上，進(jìn)一步揭示了揭示了多對(duì)基

8、因間自由組合的關(guān)系，解釋了不同基因的獨(dú)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(duì)基因差異時(shí)，F(xiàn)2有22=4種表現(xiàn)型；4對(duì)基因差異，F(xiàn)2有24=16種表現(xiàn)型。設(shè)兩個(gè)親本有20對(duì)基因的判別，這些基因都是獨(dú)立遺傳的，那么F2將有220=1048576種不同的表現(xiàn)型。這個(gè)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?，F(xiàn)代生物學(xué)解釋為：當(dāng)具有兩對(duì)（或更多對(duì)）相對(duì)性狀的親本進(jìn)行雜交，在子一代產(chǎn)生配子時(shí)，在等位基因分離的同時(shí)，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(dòng)植物為材料進(jìn)行雜交試驗(yàn)，其中屬于兩對(duì)性狀遺傳的結(jié)果，有的符合獨(dú)立分配定律，有的不符。摩爾根以果蠅為試驗(yàn)材料進(jìn)行研究，最后確認(rèn)所謂不符合獨(dú)立遺傳規(guī)律的一些例證，實(shí)際上不屬獨(dú)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(gè)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(gè)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(shí)了染色體是控制性狀遺傳基因的載體。通過交換的測(cè)定進(jìn)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(jiān)實(shí)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(duì)多種生物（包括許多種海洋生物）和生物學(xué)問題進(jìn)行研究；利用果蠅進(jìn)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(duì)基因這一遺傳學(xué)基本概念進(jìn)行了具體而明確的描述。 他創(chuàng)立的基因理論實(shí)現(xiàn)了遺傳學(xué)上的第一次理論綜合。在胚胎學(xué)和進(jìn)化論之間架設(shè)了遺傳學(xué)橋梁，推動(dòng)了細(xì)胞學(xué)的發(fā)展，并促使生物學(xué)研究從細(xì)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(shí)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(huì)授予的達(dá)爾文獎(jiǎng)?wù)拢?924年）和科普勒獎(jiǎng)?wù)拢?939年）。其作品涉及生物學(xué)的幾個(gè)重要領(lǐng)域，主要有進(jìn)化與適應(yīng)、實(shí)驗(yàn)胚胎學(xué)和胚胎學(xué)與遺傳學(xué)、基因論等。我的評(píng)價(jià) 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(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)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(duì)正確的結(jié)論會(huì)有更深刻的認(rèn)識(shí)，在自己的腦海中也會(huì)留下深刻的印象，同時(shí)通過嘗試書寫遺傳圖解解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不僅能提高應(yīng)用遺傳圖解分析和解釋遺傳學(xué)