基因論

基本介紹

《基因論》（The Theory of the Gene），是美國進(jìn)化生物學(xué)家托馬斯·亨特·摩爾根創(chuàng)作的一部遺傳學(xué)著作。于1928年首次出版。

在書中，作者全面地闡述了自己的基因論，包括遺傳學(xué)的基本原理、遺傳的機(jī)制、突變的起源、染色體畸變等內(nèi)容。在作者寫作此書的年代已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的所有重要遺傳學(xué)現(xiàn)象，幾乎都能在書中找到解釋。作為孟德爾一摩爾根學(xué)派的代表人物，摩爾根亦在書中將該學(xué)派的觀點(diǎn)作了系統(tǒng)展現(xiàn)。

內(nèi)容介紹

此書全面闡述染色體遺傳理論，以基因?yàn)橹行恼归_，其內(nèi)容包括遺傳學(xué)的基本原理、遺傳的粒子理論，遺傳的機(jī)制、染色體與基因的關(guān)系、突變的起源、染色體畸變、基因和染色體在性別決定方面的作用等。此書不但總結(jié)了摩爾根和他的學(xué)生以果蠅為主要材料的遺傳研究成果，也總結(jié)了自盂德爾定律1900年被重新發(fā)現(xiàn)以來的遺傳學(xué)研究成果。

基因論認(rèn)為：個體上的種種性狀都起源于生殖質(zhì)內(nèi)的成對要素（基因），這些基因互相聯(lián)合，組成一定數(shù)目的連鎖群；生殖細(xì)胞成熟時，每一對的兩個基因依孟德爾第一定律彼此分離，于是每個升值細(xì)胞只含一組基因；不同連鎖群內(nèi)的基因依孟德爾第二定律自由組合；兩個相對連鎖群的基因之間有時也發(fā)生有序的交換；交換頻率證明了每個連鎖群內(nèi)諸要素的直線排列，也證明了諸要素的相對位置。

背景介紹

摩爾根在1908年前后開始養(yǎng)殖果蠅的。從1910年起，他集中精力研究果蠅的遺傳問題。為解釋果蠅遺傳中白眼果蠅全為雄性的現(xiàn)象，他提出了性別連鎖特性的假說。此外，他還發(fā)現(xiàn)了其他一些遺傳變異，其中許多是有性別連鎖性的。鑒于這些情況，摩爾根逐步相信，X染色體攜帶一系列離散的遺傳因子，他把這種因子稱作基因，并由此得出結(jié)論：基因可能以直線方式排列在染色體上。隨后，摩爾根在自己學(xué)生的配合下，迅速把果蠅研究發(fā)展成為較大規(guī)模的遺傳理論研究。1915年，他們集體發(fā)表了題為“孟德爾式遺傳的機(jī)制”的著作，比較系統(tǒng)地闡述了他們的研究成果——基因理論。1928年，摩爾根在總結(jié)對果蠅20余年研究成果的基礎(chǔ)上，寫出了遺傳學(xué)專著《基因論》。

作者介紹

托馬斯·亨特·摩爾根（Thomas Hunt Morgan，1866-1945）是美國進(jìn)化生物學(xué)家，遺傳學(xué)家和胚胎學(xué)家。發(fā)現(xiàn)了染色體的遺傳機(jī)制，創(chuàng)立染色體遺傳理論，是現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)生物學(xué)奠基人。于1933年由于發(fā)現(xiàn)染色體在遺傳中的作用，贏得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。著作有《進(jìn)化與適應(yīng)性變化》、《評進(jìn)化論》、《遺傳與性》、《基因論》、《蛙卵的發(fā)育：實(shí)驗(yàn)胚胎學(xué)導(dǎo)言》、《實(shí)驗(yàn)胚胎學(xué)》和《胚胎學(xué)與遺傳學(xué)》等。

鑒賞評價

作品思想

在“遺傳學(xué)基本原理”中，作者開宗明義地強(qiáng)調(diào)了遺傳學(xué)的主要任務(wù)是研究遺傳單元在各世代的分布情況。正像物理學(xué)家和化學(xué)家假設(shè)看不見的原子和電子一樣，遺傳學(xué)家也假設(shè)看不見的基因存在。但這三者都有一個共同的立足點(diǎn)，這就是他們的理論都奠定在嚴(yán)格的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上。摩爾根一生都崇尚實(shí)驗(yàn)和事實(shí)，遺傳學(xué)正是借此才在現(xiàn)代科學(xué)的陣營中站穩(wěn)腳跟。但尚需補(bǔ)充的是，摩爾根從不是一個簡單的還原論者。

在這一章中，摩爾根討論了經(jīng)典遺傳學(xué)的主要內(nèi)容，從孟德爾定律出發(fā)，接著又闡述了連鎖和交換現(xiàn)象，確立了基因以線性方式排列在染色體上的觀念。

經(jīng)典遺傳學(xué)有一個基本的假設(shè)，就是“遺傳粒子理論”。基因是一種不連續(xù)的、粒子式的存在，它決定著性狀的表達(dá)。但是，基因如何決定性狀，摩爾根承認(rèn)這在當(dāng)時只能是一個未解之謎。但他強(qiáng)調(diào)，盡管“目前不涉及基因如何影響發(fā)育進(jìn)程，也能夠解釋基因在上下各世代間的分布”。這正是摩爾根的明智之處，盡管鐘情于胚胎學(xué)，但他知道在研究的初始階段，應(yīng)該將胚胎學(xué)與遺傳學(xué)相分離，這是經(jīng)典遺傳學(xué)能夠取得成功的關(guān)鍵一步。

在“遺傳的機(jī)制”和“染色體與基因”中，摩爾根從細(xì)胞學(xué)的角度討論了基因與染色體之間的關(guān)系。細(xì)胞學(xué)與遺傳學(xué)的聯(lián)姻正是經(jīng)典遺傳學(xué)的特色，孟德爾的因子不再是想象的產(chǎn)物，而是獲得了堅實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

突變是經(jīng)典遺傳學(xué)的重要研究內(nèi)容。在“突變性狀的起源”中，摩爾根對突變的性質(zhì)作了不少探討。首先，突變而來的新性狀大多像它的原型性狀一樣恒定，這表明突變確實(shí)源于生殖質(zhì)的變化；突變性狀還大多是隱性性狀，如人的白化病基因。在近親繁殖時，這些隱性基因相遇的機(jī)會將大大增加。此外，在野生狀態(tài)之下，突變性狀之所以較難觀察到，那是因?yàn)榇蠖鄶?shù)突變型個體要比野生型（即正常型）個體的適應(yīng)能力差得多。所以，在野外的環(huán)境下，它們較難生存下來；而在馴化狀態(tài)下，個體得到了周密的保護(hù)，自然它們的生存機(jī)會也就更多。

基因常常以成對的形式存在，這就是等位基因的概念。比如，決定果蠅眼睛顏色的就是一對基因，分別表達(dá)為紅色和白色。但突變僅僅發(fā)生在一對基因中的一個基因里，而不是同時發(fā)生在兩個基因里。摩爾根指出的這一事實(shí)意味深長，它表明突變確實(shí)是由于內(nèi)部的原因而引起，它與外界環(huán)境的誘導(dǎo)無關(guān)，否則，身處同一個環(huán)境之中，應(yīng)該是兩個基因同時發(fā)生突變。這對達(dá)爾文的看法是一個重大的支持，因?yàn)樽匀贿x擇理論的素材就是自發(fā)的、不定向的變異，而非拉馬克式的定向變異。

最后，同樣的突變還可以一再發(fā)生。“突變型隱性基因的發(fā)生是否由于基因的損失？”當(dāng)時有人作出這樣的假定，突變型隱性基因的起源是由于顯性基因的缺失。但是，摩爾根不認(rèn)同這樣的觀點(diǎn)。他以回復(fù)突變的發(fā)生為例，說明隱性基因不可能是由于基因缺失所造成，因?yàn)槿笔б院缶碗y以重新得到以前的性狀。關(guān)于突變基因的起源，摩爾根傾向于認(rèn)為，每一個等位基因可能都是來自于同一基因內(nèi)的一種變化，并且這種變化是相對穩(wěn)定的。

在書的后半部分，摩爾根主要討論染色體的多倍體情況及性別與性染色體的關(guān)系。如前所述，摩爾根走向遺傳學(xué)的敲門磚就是發(fā)現(xiàn)果蠅的白眼突變，隨后鎖定這一突變基因就位于X染色體之上。有時大自然賜給科學(xué)家的運(yùn)氣就是如此之好，如果眼色基因不是位于性染色體之上，對于它的定位恐怕就沒有那么容易了。當(dāng)然科學(xué)家也許就可以發(fā)現(xiàn)其他適宜的突變性狀。自然界總是會不小心暴露它的蛛絲馬跡，但這種運(yùn)氣最終還需要由人來把握。

在最后的“總結(jié)”部分，摩爾根先是提及了這一事實(shí)：突變這個詞包括兩種不同的變異，一種是染色體數(shù)目改變而來的效應(yīng)；一種是染色體內(nèi)部的變化。在今天的遺傳學(xué)術(shù)語中，突變專指一個基因內(nèi)部發(fā)生的變化，而由染色體數(shù)目的改變及染色體重排而帶來的變化則屬于畸變。突變往往是微小的、不顯著的，而畸變則是劇烈的、明顯的。德伏里斯在月見草上發(fā)現(xiàn)的變異就屬于染色體重排而帶來的畸變。自然選擇的原始素材更多的是突變，突變也是分子遺傳學(xué)研究的重要內(nèi)容。

作品影響

摩爾根的《基因論》，是經(jīng)典遺傳學(xué)史上重要的理論著作，為遺傳基因?qū)W說奠定了理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。是孟德爾、摩爾根學(xué)派觀點(diǎn)的系統(tǒng)展現(xiàn)，其理論是遺傳學(xué)發(fā)展史上的一次大飛躍。《基因論》不僅在培育動植物良種，預(yù)防和治療遺傳疾病上有著重要作用，而且為分子生物學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展創(chuàng)造了條件，在世界各國都有著廣泛的影響。

2020年4月，列入《教育部基礎(chǔ)教育課程教材發(fā)展中心中小學(xué)生閱讀指導(dǎo)目錄（2020年版）》。