南京师大学报自然科学版
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现代遗传学概论

 摘 要 现代遗传学在推动生命科学研究,促进植物生产以及提高人类医学水平等诸多方面起着非常重要的作用。 
中国论文网 http://www.xzbu.com/5/view-5220625.htm
  关键词 遗传学 生命科学 植物生产 医学水平 
  几千年来,人类对生物及人类本身的生殖、变异、遗传等现象的认识不断深入和发展。人类从古代就注意到遗传和变异的现象,并通过人工选择获得所需要的新品种。英国生物学家贝特森在遗传学上引入了许多术语,创造了“遗传学”这一概念。1906年,他在第三届国际遗传学会会议上第一次公开建议把这门新科学称为“遗传学”。 
  遗传学作为生命科学的一个分支,涉及生物学三大基本问题(即生物遗传变异问题、生物进化问题、生命起源问题),它正在成为生命科学中最富有综合性的中心学科。 
  早在1958年,第十届国际遗传学大会曾指出,遗传学的研究必须在生物结构的各个水平上进行,与此相应的分子生物学、细胞学、发育学、群体生理学等都是很重要的。遗传学的功绩在于它将所有这些生物学科联系、统一了起来,也许遗传学本身作为独立的一门学科将不再存在。 
  遗传学与农作物生产有着密切的联系。我们可以运用遗传学的基本规律来指导育种,可以采用多倍体育种法、人工诱变来创造新品种,可以利用雄性不育来扩大杂种优势等等。 
  现代历史上,世界各国都运用遗传学通过育种措施来大幅度地提高粮食产量。最典型的成功例子就是墨西哥小麦。墨西哥原是个农业不发达国家,每年都需要进口大量小麦。1945年全国小麦平均亩产只有100斤。通过使用设立在墨西哥的国际小麦与玉米改良中心培育的一批高产、矮秆、抗病的小麦品种,到1976年,全国小麦平均亩产达到672斤。也就是说,在22年里,小麦单产提高了6.7倍。这样,终于摘掉了小麦低产国的落后帽子,墨西哥终于一跃而成为小麦出口国。 
  应当指出,传统的杂交育种法耗时较长,而且往往从父本获得几个优良性状的同时,也带来了父本的若干不良性状。而在育种工作中采用遗传工程新技术,就能克服上述缺点,达到定向改造生物遗传性的目的。 
  遗传学不仅在农业生产上发挥重要作用,而且在提高人类医学水平上也起着举足轻重的作用。 
  1921年,弗来明首先发现了青霉菌产生的一种杀菌物质――青霉素,可以用来治病。但是这种从自然界分离得到的菌株其青霉素含量很低,每毫升培养液只有10个单位。因此用它来生产的青霉素,售价昂贵,一般人根本用不起。后来,遗传学家们相继采用了X射线、紫外线、氮芥子气等来诱导青霉菌发生染色体畸变与基因突变,然后不断从中挑选出少量青霉菌含量较高的后代。这样通过不断筛选,青霉素的含量不断增加。不久就提高到每毫升几千单位,后来又提高到每毫升三、四万单位。经过遗传学家们的努力,青霉素的含量很快猛增了几千倍。这在人类育种史上可以说是独一无二的奇迹。采用类似方法,人们也使其他抗菌素,如土霉素、链霉素、卡那霉素等的产量提高了几十倍、上百倍。由于大大降低了成本,终于使抗菌素成为了人们常用的廉价药物,大大增强了人类抵御疾病的能力。 
  遗传学在医学上的另一个贡献就是帮助人类认知和预防众多遗传病。优生学就是以遗传学为基础,在进化论的影响下产生的。达尔文很关心优生问题。他晚年深感与表姐结婚所带来的不幸,在10个孩子中有3个夭折,7个虽然长大但都患有不同类型的疾病。1870年,达尔文给卢伯克爵士写了一封信,建议在人口普查中插入一些项目,以确定近亲通婚的有害后果。他说:“人们时常重复说,血族通婚会导致聋、哑、瞎等疾病,人们非常希望探究这一断言的真实性。”通过不断地进行遗传学研究,科学家们发现遗传病是由于染色体畸变或基因突变所引起的疾病。由染色体畸变造成的遗传病有唐氏综合征、猫叫综合征、先天愚型等,由基因突变造成的遗传病有血友病、色盲、黑尿病、白化病、镰刀形细胞贫血症等。 
  预防遗传病的第一条措施就是防止近亲结婚。近亲结婚的后代中常常出现畸形或遗传疾病。这是因为致病基因一般以隐性居多,而且总体基因频率很低,约为0.01~0.001。但是在近亲中带有相同致病基因的概率却很高。理论上,姑表(姨表)兄妹或堂兄妹携带相同致病基因的概率为1/8。因而在近亲结婚后代中产生致病基因纯合子的概率比一般群体高的多。另外,预防遗传病还要进行产前预检。 
  针对人类遗传病不少是由于患者存在缺陷基因的情况,目前有人提出“基因疗法”,即用健康人的基因来取代患者有缺陷的基因,或者对患者的基因分子缺陷进行矫正,以便根治这类遗传病。看来这种设想是有可能实现的。有人发现,在乳头瘤病毒中含有精氨酸分解酶基因。通过给高精氨酸血症患者注射乳头瘤病毒,结果使其血液中精氨酸含量下降了1/5。另外通过基因显微外科注射术,采用直径不足1微米的玻璃注射针,可以把一种生物的基因注入另一种生物细胞中去。当然“基因疗法”目前还存在一定问题,例如隐性遗传病好治,只要注入健康基因就行,而显性遗传病就不好对付了,因为人们难以除去患者细胞中的显性致病基因。因此,要想实现“基因疗法”根治遗传病,还有待人们的努力。但可以预见的是:通过遗传工程使人类摆脱遗传病威胁的一天终将到来。 
  参考文献: 
  [1]汪向明著.广义遗传学的探索[M].武汉大学出版社. 
  [2]戴朝曦著.遗传学[M].高等教育出版社. 
  [3]舒惠国著.基因工程概论[M].中国人事出版社. 
  (作者单位:湖南科技经贸职业学院)

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