基因：探究、思辨与创新_科普读物

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序

科学家随年龄增长而思考日渐宏观，或横向连接融合多年积累的知识碎片，或纵向归纳人类对自然的认知过程，能集大成者会成为学界的智者。本书的作者傅继梁先生就是这样一位智...

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前言

很长时期以来，我一直想写一本书，通过叙述100多年来人们对生物遗传规律认识发展的真实历程来帮助青年朋友学会质疑和思辨。思辨是一种展开事物之间各种可能存在的直接或...

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第1章　基因概念的产生和发展

遗传学是研究生物遗传和变异规律的一门科学。遗传学研究的主要内容是基因的本质、基因的复制与传递，以及基因功能的表达。用信息论的术语来讲，遗传学研究的是控制生物机...

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§ 1.1　孟德尔的实验和基因概念的产生

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1.1.1　孟德尔的基因观

基因（gene）这个名词是由约翰森（W.L.Johannsen）在1909年首先使用的，但从概念形成的角度讲，孟德尔在19世纪中叶运用简单的代数阐明生物遗传的亲...

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1.1.2　孟德尔工作的重大意义

孟德尔的工作是整个遗传学的基石，它的重要性可从两个方面来概括。（1）孟德尔第一次用实验方法建立了“粒子遗传”的概念。基因的颗粒性主要表现在基因在世代相传的行为...

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1.1.3　孟德尔基因观的延伸

20世纪初有三个方面的实验研究扩展和延伸了孟德尔的基因观，但都没有引起基因概念的飞跃。 1913年，斯特蒂文特（A.H.Sturtevant）发现了复等位基因。...

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§ 1.2　摩尔根学派的兴起和染色体遗传学说的确立

1900年科学界重新发现了孟德尔定律，这种关于遗传物质的颗粒性和遗传的非融合性思想是一种全新的学术观点，它与当时流行的传统概念是针锋相对的。这就不可避免地引起了...

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1.2.1　染色体遗传学说的提出

1903年，哥伦比亚大学的研究生萨顿（W.Sutton）在《生物学通报》（The Biologcal　Bulletin）上发表了题为“染色体遗传”的论文，提出染...

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1.2.2　性状、性别和性染色体

摩尔根是胚胎学家布鲁克斯（W.Brooks）在约翰·霍普金斯大学的学生，他勤于思索，善于操作。起初摩尔根并不相信孟德尔的遗传理论，他认为孟德尔原理有四个疑点。①...

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1.2.3　摩尔根学派的成就使遗传学面临新的挑战

摩尔根及其学派经过长期艰苦的努力，从果蝇伴性遗传开始创立了染色体遗传理论，发现了连锁与交换法则，画出了连锁图与相应的细胞学图，证实了基因是一个物质实体，是在染色...

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§ 1.3　生化遗传学派的贡献和分子遗传学的萌芽

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1.3.1　尿黑酸尿症和加罗德医生的假设

重新发现孟德尔定律以后不久，遗传学家就注意到了“基因怎样决定性状”这个问题。许多科学家企图探索这个问题，其中包括摩尔根、马勒、赖特（S.Wright）、霍尔丹（...

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1.3.2　果蝇复眼色素合成的生化研究

在果蝇的幼虫中有各种器官的“原基”，这些原基会逐渐发育成为成虫的各种器官。如果用外科手术把一只果蝇幼虫的复眼原基移植到另一只幼虫的腹部，那么接受复眼原基的幼虫发...

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1.3.3　“一个基因一个酶”假设的提出

果蝇代谢的遗传学研究毕竟是困难的，因为高等动植物的性状特征都是通过一系列复杂的分化发育过程而得以表现的，涉及许多尚未阐明的代谢途径。比德尔还想到果蝇与所有的高等...

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1.3.4　基因概念的一次升华

20世纪40年代初，比德尔和塔特姆根据链孢霉的生化遗传学分析提出“一个基因一个酶”的假设时，并没有讲到基因究竟是通过什么途径来决定一种酶的结构，直到分子遗传学中...

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1.3.5　细菌转化和转化因子本质的研究

探索基因化学本质的研究始于J.F.格里菲思（J.F.Griffith）在1928年做的肺炎球菌转化试验。J.F.格里菲思是位医生兼细菌学家，致力于肺炎疫苗的研究...

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§ 1.4　结构学派、信息学派和生化学派的融合与分子遗传学的发展

DNA包含了构成和维持活细胞所需要的全部信息，不仅如此，它还包含了繁殖自身的能力和信息。DNA是一个活的分子，是任何生命活动的最原始的决定力量。但是人类认识D...

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1.4.1　结构学派的研究

研究遗传物质的三维构型是分子遗传学的重要内容之一。生物大分子构型研究的主要手段之一是晶体分子的X射线衍射分析，这项技术是由结构化学家H.布拉格（W.H.Brag...

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1.4.2　信息学派的兴起

量子论的先驱玻尔（N.Bohr）曾经深思熟虑地思考过生物学问题。1932年他发表了《生命和光》这部名著。他说：“企图用还原论观点来解释生命的本质，就会遇到企图用...

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1.4.3　DNA结构模型的提出

先简单介绍一下沃森和克里克。沃森1928年出生，15岁进芝加哥大学动物学专业学习，很快就对薛定谔的《生命是什么》这本书着了迷，他说“这本书使他一下子走上了发现基...

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1.4.4　DNA结构模型的实验证明

沃森、克里克提出的DNA的双螺旋结构模型，很好地解释了X射线衍射分析资料和关于DNA的生化分析实验数据，为阐明DNA复制的精确性和信息的多样性奠定了结构基础，开...

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1.4.5　 DNA异体催化功能的表达

沃森-克里克模型和梅塞尔森-斯塔尔实验使得DNA是遗传信息载体，也是遗传与变异的物质基础的概念深入人心，成为无可辩驳的事实。然而DNA分子所负载的遗传信息只是一...

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§ 1.5　基因功能表达的遗传调控——操纵子学说的理论与实验基础

从讨论孟德尔、摩尔根的工作，到分子遗传学的发展，我们一直把一个表达功能的基因作为研究的对象。这很可能会使我们会产生一种错觉，似乎所有的基因每时每刻都在表达着功能...

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1.5.1　问题的实质

DNA双螺旋模型提出以后，基因几乎就是一段DNA分子的同义词。它能精确地复制，能编码一种蛋白质。中心法则和遗传密码表说明，DNA所含的信息对于决定一种蛋白质的结...

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1.5.2　酶的诱导

1900年迪纳（F.Diener）发现，当酵母依靠乳糖或半乳糖提供碳源和能源时，酵母细胞就含有与乳糖的利用和代谢有关的酶，而一旦移至以葡萄糖为碳源的培养基上，这...

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1.5.3　结构基因突变和调节基因突变

早在1948年J.莱德伯格就用伊红亚甲蓝琼脂培养基（EMB培养基，内含伊红黄、甲基蓝和乳糖）分离到许多不能发酵乳糖的突变菌Lacˉ。能够发酵乳糖的野生型菌Lac...

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1.5.4　操纵基因和操纵子

在实验过程中，雅各布和莫诺分离到一种新的LacI基因突变，与J.莱德伯格分离到的LacIˉ突变相反，这种突变使细胞在诱导物存在时，也不能合成β半乳糖苷酶等三种诱...

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参考文献

[1]刘祖洞.遗传学.第2版.北京：高等教育出版社，1990，1991. [2]卢因B，编著.基因Ⅷ.余龙，江松敏，赵寿元，主译.北京：科学出版社，2005. ...

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第2章　细菌和病毒的遗传分析

从巴斯德（L.Pasteur）、科赫和詹纳（E.Jenner）等开创微生物学研究起，就产生了有关细菌遗传和变异的概念，特别是科赫发明了用凝胶制作的固体培养基，使...

《基因：探究、思辨与创新》简介

序

前言

第1章 基因概念的产生和发展

§ 1.1 孟德尔的实验和基因概念的产生

1.1.1 孟德尔的基因观

1.1.2 孟德尔工作的重大意义

1.1.3 孟德尔基因观的延伸

§ 1.2 摩尔根学派的兴起和染色体遗传学说的确立

1.2.1 染色体遗传学说的提出

1.2.2 性状、性别和性染色体

1.2.3 摩尔根学派的成就使遗传学面临新的挑战

§ 1.3 生化遗传学派的贡献和分子遗传学的萌芽

1.3.1 尿黑酸尿症和加罗德医生的假设

1.3.2 果蝇复眼色素合成的生化研究

1.3.3 “一个基因一个酶”假设的提出

1.3.4 基因概念的一次升华

1.3.5 细菌转化和转化因子本质的研究

§ 1.4 结构学派、信息学派和生化学派的融合与分子遗传学的发展

1.4.1 结构学派的研究

1.4.2 信息学派的兴起

1.4.3 DNA结构模型的提出

1.4.4 DNA结构模型的实验证明

1.4.5 DNA异体催化功能的表达

§ 1.5 基因功能表达的遗传调控——操纵子学说的理论与实验基础

1.5.1 问题的实质

1.5.2 酶的诱导

1.5.3 结构基因突变和调节基因突变

1.5.4 操纵基因和操纵子