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＂种瓜得瓜,种豆得豆＂早已是人们的常识,孩子像父母更是习以为常．但为什么会像呢？是什么力量使得生物的遗传特性一代一代传下来的？科学家们用了一百年的时间給我们提供了比较滿意的答案。
不能说孟德尔是一个地地道道的生物学家,因为他的职业不是科学; 然而,职业并不能决定一个人的科学成就的大小．深居修道院的孟德尔连续8年研究豌豆,发现控制豌豆各种性状的遗传物质,是呈颗粒状的成对存在的因子,完成了遗传学的经典之作．按孟德尔的观点,这些呈颗粒状成对存在的因子可以自由组合,以此决定下一代的性状．表现出来的性状能大致说明生物体一定有哪个遗传因子和一定没有哪个遗传因子．如果把豌豆的高矮这对性状用A 与a 表示出来,高豌豆的遗传因子既可以是Aa,也可以是AA,而矮豌豆的则必定是aa．如果雄性豌豆是Aa(生物学上叫杂合体)那么产生的后代就是这样:
Aa × aa(自由结合)
↓
Aa Aa
高矮
aa aa
就是说高矮的概率各占50％
如果雄性豌豆是AA(生物学上叫纯合体),那么产生的后代就是这样:
Aa ×aa(自由结合)
↓
Aa Aa Aa Aa
高
就是说,下一代肯定都是高的。
把孟德尔的这一发现推而广之,我们人体的高矮、胖瘦、黑白、手的大小、嗓音的高低、眼睛的形状等等都是由从父母遗传下来的因子决定的．这些遗传因子,后来被生物学家们称为基因,是生命得以延续的活载体。
孟德尔用遗传因子解释遗传非常有道理,但遗憾的是他不能告诉我们那个颗粒状的基因在哪里,是什么样子．揭开基因神秘面纱的是美国的细菌学家艾弗里和后来的噬菌体小组．噬菌体是一种低等微生物,以细菌细胞为寄主．它的结构十分简单,形如蝌蚪,外部是一个蛋白质膜,膜里面包着脱氧核糖核酸(即DNA)．特别有趣的是,当它侵犯细菌的时候,好像是一个注射器,先用尾部末端扎在细菌的细胞膜上,然后将体内的DNA 全部注入到细菌的细胞里面去,而把蛋白质外壳留在外部,再没有什么用了．侵入细菌中的DNA,利用细菌细胞内的物质,坐享其成,不断地制造自己的后代,直到后代太多,把细菌细胞彻底吃掉,才又分散四处,继续侵入其他细菌．就像前面我们在细胞工厂里看见的那样。
噬菌体的所作所为告诉我们,噬菌体的遗传繁殖就是通过其体内的DNA来实现的。
基因是什么？基因就是DNA．DNA 是一个大分子,样子很像摩天大楼里的楼梯,螺旋状伸展．楼梯两侧的扶手是核苷酸长链,梯的阶级是配对的碱基连接而成的．一个小鼠的DNA 大約含有1.2 万个核苷酸对; 一个人的一个DNA分子大約含有30 亿个核苷酸对．正是由于DNA 的千差万别,才有了各种生物各不相同的遗传性状与功能。
再严格一点,说基因就是DNA 并不十分准确,而准确的说法是,基因是DNA 分子中的某一个片段(即核苷酸片断),是DNA 长链上占有一定位置的遗传单位．一个DNA 分子上具有若干个＂基因＂,每个基因大約有 1000 个碱基对长短．一个基因能够控制生物体一种性状．据测算,小病毒的DNA 上只有4～5 个基因,大肠杆菌的DNA 含有3～4 千个基因,而我们人体的DNA所含的基因大約有10 万个．基因在染色体上并不是固定不动的,排列在细胞内染色体上的成串基因,有时以不规则的方式不停地运动,变换着位置,并且可以从一个细胞跑到另一个细胞中去。
现在,我们可以用另外一种语言把孟德尔的思想做一个表述:
生物在生长发育时,细胞要分裂,细胞核中的DNA 能自我复制,一个变成两个,两个DNA 所带的遗传信息完全一样．在有性繁殖中,精子含有父方体细胞DN A 的半数,这些DNA 上携带着父本的全部特征; 卵子也带有母方体细胞DNA 的半数,和全部的母本特征．精卵结合后,重新组成了DNA 一个整数．父母双方的遗传特征在新一代中都会保留下来．生物能够遗传的秘密全在于此。
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