基因的概念及发展
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基因的概念及发展基因(gene)这个名词是1909年由遗传学家约翰逊(W.Johannsen)提出来的。
他用基因这一名词来表示遗传的独立单位,相当于孟德尔在豌豆试验中提出的遗传因子。
顾名思义,基因不仅是一个遗传物质在上下代之间传递的基本单位,也是一个功能上的独立单位。
在遗传学发展的早期阶段,基因仅仅是一个逻辑推理的概念,而不是一种已经证实了的物质和结构。
由于科学研究水平的不断提高,从浅入深,由宏观到微观,基因的概念也在不断的修正和发展。
在20世纪30年代,由于证明了基因是以直线的形式排列在染色体上,因此人们认为基因是染色体上的遗传单位。
20世纪50年代以后,随着分子遗传学的发展,1953年在沃森和克里克提出DNA的双螺旋结构以后,人们普遍认为基因是DNA的片段,确定了基因的化学本质。
20世纪60年代,本茨(S.Benzer)又提出了基因内部具有一定的结构,可以区分为突变子、互换子和顺反子三个不同单位。
DNA分子上的一个碱基变化可以引起基因突变,因此可以看成是一个突变子;两个碱基之间可以发生互换,可以看成是一个互换子;一个顺反子是具有特定功能的一段核苷酸序列,作为功能单位的基因应该是顺反子。
从分子水平来看,基因就是DNA分子上的一个个片段,经过转录和翻译能合成一条完整的多肽链。
可是,通过近年来的研究,认为这个结论并不全面,因为有些基因在转录出RNA以后,不再翻译成蛋白质,如rRNA和tRNA就属于这种类型。
另外,还有一类基因,如操纵基因,它们既没有转录作用,又没有翻译产物,仅仅起着控制和操纵基因活动的作用。
特别是近年来发现,在DNA分子上有相当一部分片段,只是某些碱基的简单重复,这类不含有遗传信息的碱基片段,在真核细胞生物中数量可以很大,甚至在50%以上。
关于DNA分子中这些重复碱基片段的作用,目前还不十分了解。
有人推测可能有调节某些基因活动和稳定染色体结构的作用,其真正的功能尚待研究。
因此,目前有的遗传学家认为,应该把基因看作是DNA 分子上具有特定功能的(或具有一定遗传效应的)核苷酸序列。
关于基因的知识点总结一、基因的发现和定义:基因的概念最早由著名的奥地利生物学家孟德尔提出,孟德尔通过对豌豆杂交实验的观察,提出了“遗传因子”的概念,这可以说是基因的最早定义。
后来,在20世纪初,美国生物学家摩尔根利用果蝇的杂交实验,证明了基因定位在染色体上,并提出了“基因是染色体上的遗传因子”的概念。
随着遗传学和分子生物学的发展,基因的定义也逐渐丰富和完善,现在,基因通过DNA序列编码蛋白质的概念被广泛接受,成为最具权威和普遍的定义。
二、基因的结构和功能:1.基因的结构:基因通常由一段DNA序列组成,这些DNA序列可以编码蛋白质、调控基因表达、以及其他未知功能。
基因的结构包括启动子、外显子、内含子、终止子等多个部分,不同的基因结构有着不同的影响方式。
启动子是转录启动的起始点,外显子是编码信息的部分,内含子是不编码信息的部分,终止子是转录结束的位置。
2.基因的功能:基因的主要功能是编码蛋白质,蛋白质是细胞的主要组成成分,也是生物体的重要功能和结构组分。
除了编码蛋白质之外,基因还能通过调控基因表达来影响细胞的功能和性状。
此外,基因还可能具有其他未知的功能,比如对DNA序列的修饰、对遗传物质的稳定性维护等。
三、基因的表达和调控:1.基因的表达:基因的表达是指基因的信息被转录成RNA,然后翻译成蛋白质的过程。
基因表达会受到多种因素的调控,包括细胞内外的环境信号、细胞生理状态等。
基因表达是生物体发育和生长中不可或缺的过程,也是维持细胞功能和体内稳态的关键。
2.基因的调控:基因的调控是指通过一系列的信号传导和细胞因子的作用,对基因的表达进行调控的过程。
基因的调控涉及到转录调控、后转录调控、转录组学和表观遗传学等多个层面。
通过基因的调控,生物体能够对环境的变化做出及时的反应和调整,保证细胞和生物体的正常功能。
四、基因的突变和遗传:1.基因的突变:基因的突变是指基因序列发生改变的过程,这种改变可能包括点突变、插入突变、缺失突变等多种类型。
基因概念之演变基因(gene)是遗传学家约翰逊(W.Johannsen)在1909年提出来的。
他用基因这一名词来表示遗传的独立单位,相当于孟德尔在豌豆试验中提出的遗传因子。
在遗传学发展的早期阶段,基因仅仅是1个逻辑推理的概念,而不是一种已经证实了的物质和结构。
由于科学研究水平的不断提高,从浅入深,由宏观到微观,基因的概念也在不断的修正和发展。
从遗传学史的角度看,基因概念大致分以下几个阶段:孟德尔的遗传因子阶段;摩尔根的基因阶段;顺反子阶段和现代基因阶段。
一、孟德尔的遗传因子阶段19世纪60年代初,孟德尔对具有不同形态的豌豆作杂交实验,在解释实验中每种性状的遗传行为时,用A代表红花,a代表白花,表明生物的某种性状是由遗传因子负责传递的,遗传下来的不是具体的性状,而是遗传因子。
遗传因子是颗粒性的,在体细胞内成双存在,在生殖细胞内成单存在。
孟德尔所说的“遗传因子”是代表决定某个性状遗传的抽象符号。
孟德尔在阐明遗传因子在世代中传递规律时,就已经认识到了基因的两个基本属性:基因是世代相传的,基因是决定遗传性表达的。
现在所说的“基因是生物体传递遗传信息和表达遗传信息的基本物质单位”,实际上就是孟德尔所阐明的基因观。
二、摩尔根的基因阶段1909年,丹麦遗传学家约翰逊创造了“基因”这一术语,用来表达孟德尔的遗传因子,但还只是提出了遗传因子的符号,没有提出基因的物质概念。
摩尔根对果蝇的研究结果表明,1条染色体上有很多基因,一些性状的遗传行为之所以不符合孟德尔的独立分配定律,就是因为代表这些性状的基因位于同一条染色体上,彼此连锁而不易分离。
这样,代表特定性状的特定基因与某一条特定染色体上的特定位置联系起来。
基因不再是抽象的符号,而是在染色体上占有一定空间的实体,从而赋予基因以物质的内涵。
三、顺反子阶段早期的基因概念是把基因作为决定性状的最小单位、突变的最小单位和重组的最小单位,后来,这种“三位一体”的概念不断受到新发现的挑战。
基因概念的发展与认识摘要:基因作为遗传学中的核心概念,其每一步发展都意味着遗传学的一次革命和突破。
随着对基因的不断的探索和研究,对基因的认识也不断加深,人们也更多的利用对基因的认识,来实践我们的生活之中,推动科学的不断发展。
关键词:基因概念发展认识正文:一、基因的发展史:在遗传学发展的早期,基因仅仅是一个逻辑推理的概念。
随着科学水平的提高。
基因的概念也不断的修正和发展。
基因的发展历程大致可分为以下几个阶段:1、经典遗传学阶段1.1孟德尔的遗传因子阶段①遗传学奠基人孟德尔,通过八年的豌豆杂交实验,利用花色等几种相对性状,于1866年发表了著名的《植物杂交试验》的论文。
文中指出,生物每一个性状都是通过遗传因子来传递的,遗传因子是一些独立的遗传单位。
这样遗传因子作为基因的雏形概念诞生了。
但此时并不知道基因的物质概念。
②1903年美国学者萨顿和鲍维里两人注意到在杂交试验中遗传因子的行为与减数分裂和受精中染色体的行为非常吻合,他们推论出“遗传因子”就在染色体上。
1.2基因术语的提出①1909年丹麦遗传学家约翰逊在《精密遗传学原理》一书中提出“基因”概念,以此来替代孟德尔假定的“遗传因子”。
从此,“基因”一词一直伴随着遗传学发展至今。
1.3摩尔根等对基因的研究①通过摩尔根和他的学生们利用果蝇作了大量研究。
于1926年出版了巨著《基因论》,从而建立了著名的基因学说,首次完成了当时最新的基因概念的描述,即基因以直线形式排列,它决定着一个特定的性状,而且能发生突变并随着染色体同源节段的互换而交换,它不仅是决定性状的功能单位,而且是一个突变单位和交换单位.。
“三位一体学说”②1941年,比德尔和塔特姆提出一个基因一个酶学说,证明基因通过它所控制的酶决定着代谢中生化反应步骤,进而决定生物性状。
因此经典遗传学认为:基因是一个最小的单位,不能分割;既是结构单位,又是功能单位。
具体指:①基因是化学实体,以念珠状直线排列在染色体上。