古典遗传学
古典遗传学是探讨生物体的遗传特性在不同世代间传递的原理原则的;古典遗传学的研究领域中涵盖的遗传研究范畴包括有: Transmission Genetics ,又常被称为孟德尔古典遗传学( Mendelian Genetics ); Quantitative Genetics计量古典遗传学与Population Genetics族群古典遗传学。
孟德尔古典遗传学Transmission genetics是在讨论基因由亲代传给子代的遗传机制, Quantitative Genetics是在讨论生物的可计量的遗传特征在亲子代间的传递机制,Population Genetics则在探讨生物族群中的遗传组成,并由基因在不同世代间频率的变化以数学模形系统来分析环境中各种因子,如族群的大小,环境的选择,基因的突变和生物的迁移等因子与族群中基因频率变化的关系(有时因Population Genetics探讨的内容与Transmission Genetics和Quantitative Genetics所讨论的主题差异较大,有些古典遗传学家将Population Genetics与Classic Genetics , Molecular Genetics并列成为古典遗传学的第三个研究领域,但是族群古典遗传学仍是研究遗传性状在世代间遗传的原理原则的,只不过研究的对象不是个体而是一生物族群,且因其讨论的对象为一族群,所以应用数学模型系统来分析族群中基因的频率的变化而已,由于其利用数学模型系统为分析的对象,故可以分析环境因子:如族群的大小,环境的选择,基因的突变和生物的迁移等对一族群遗传组成的影响);分子古典遗传学则在分子层面探讨各遗传特征在个体表现的方式(遗传特征的决定性基因的结构与功能)与其变异的原因。 由上述的定義式的說明可以看出,不同遺傳學的研究領域其主要的差異在於它們欲回答的終極問題是不相同的。由上述的定义式的说明可以看出,不同古典遗传学的研究领域其主要的差异在于它们欲回答的终极问题是不相同的。
人类在新石器时代就已经驯养动物和栽培植物,而后人们逐渐学会了改良动植物品种的方法。西班牙学者科卢梅拉在公元60年左右所写的《论农作物》一书中描述了嫁接技术,还记载了几个小麦品种。533~544年间中国学者贾思勰在所著《齐民要术》一书中论述了各种农作物、蔬菜、果树、竹木的栽培和家畜的饲养,还特别记载了果树的嫁接,树苗的繁殖,家禽、家畜的阉割等技术。改良品种的活动从那时以后从未中断。
许多人在这些活动的基础上力图阐明亲代和杂交子代的性状之间的遗传规律都未获成功。直到1866年奥地利学者孟德尔根据他的豌豆杂交实验结果发表了《植物杂交试验》的论文,揭示了现在称为孟德尔定律的遗传规律,才奠定了古典遗传学的基础。
孟德尔的工作结果直到20世纪初才受到重视。19世纪末叶在生物学中,关于细胞分裂、染色体行为和受精过程等方面的研究和对于遗传物质的认识,这两个方面的成就促进了古典遗传学的发展。从1875~1884的几年中德国解剖学家和细胞学家弗莱明在动物中,德国植物学家和细胞学家施特拉斯布格在植物中分别发现了有丝分裂、减数分裂、染色体的纵向分裂以及分裂后的趋向两极的行为;比利时动物学家贝内登还观察到马副蛔虫的每一个身体细胞中含有等数的染色体;德国动物学家赫特维希在动物中,施特拉斯布格在植物中分别发现受精现象;这些发现都为遗传的染色体学说奠定了基础 。
美国动物学家和细胞学家威尔逊在1896年发表的《发育和遗传中的细胞》一书总结了这一时期的发现。关于遗传的物质基础历来有所臆测。例如1864年英国哲学家斯宾塞称之为活粒;1868年英国生物学家达尔文称之为微芽; 1884年瑞士植物学家内格利称之为异胞质;1889年荷兰学者德弗里斯称之为泛生子;1883年德国动物学家魏斯曼称之为种质.实际上魏斯曼所说的种质已经不再是单纯的臆测了,他已经指明生殖细胞的染色体便是种质,并且明确地区分种质和体质,认为种质可以影响体质,而体质不能影响种质,在理论上为古典遗传学的发展开辟了道路。
孟德尔的工作于1900年为德弗里斯、德国植物古典遗传学家科伦斯和奥地利植物古典遗传学家切尔马克三位从事植物杂交试验工作的学者所分别发现。1900--1910年除证实了植物中的豌豆、玉米等和动物中的鸡,小鼠、豚鼠等的某些性状的遗传符合孟德尔定律以外,还确立了古典遗传学的一些基本概念。1909年丹麦植物生理学家和古典遗传学家约翰森称孟德尔式遗传中的遗传因子为基因,并且明确区别基因型和表型。同年贝特森还创造了等位基因、杂合体、纯合体等术语,并发表了代表性著作《孟德尔的遗传原理》 。从1910年到现在古典遗传学的发展大致可以分为三个时期:细胞古典遗传学时期、微生物古典遗传学时期和分子古典遗传学时期。
古典遗传学的研究范畴除了可以用上述的研究目的为领域区分的标准外,古典遗传学也常常可以以其研究的对象为领域区分的标准。 如果以研究对象为其区分的标准的话,则古典遗传学又可分成微生物古典遗传学( Microbial Genetics ) 以微生物为其研究对象,真菌古典遗传学( Fungi Genetics )以真菌为其研究的对象,果蝇古典遗传学( Drosophila Genetics ) 以果蝇为其研究的对象,人类古典遗传学( Human Genetics ) 以人为研究的对象(现有人类遗传研究所,专门利用上述的各种遗传研究领域的技术, 研究人类的遗传性状,上述的基因体的研究也以人类的基因解码為最终的目标。
依据生物学家的估计,这项工作将於2003年完成)等等的遗传研究。如果以研究对象为其区分的标准的话,则古典遗传学又可分成微生物古典遗传学( Microbial Genetics )以微生物为其研究对象,真菌古典遗传学( Fungi Genetics )以真菌为其研究的对象,果蝇古典遗传学( Drosophila Genetics )以果蝇为其研究的对象,人类古典遗传学( Human Genetics )以人为研究的对象(现有人类遗传研究所,专门利用上述的各种遗传研究领域的技术,研究人类的遗传性状,上述的基因体的研究也以人类的基因解码为最终的目标,依据生物学家的估计,这项工作将于2003年完成,请见注三 )等等的遗传研究。
古典遗传学的研究领域外,还有另外一研究分支细胞古典遗传学( cytogenetics ),他是一门结合了细胞学研究法与古典遗传学研究法的研究领域,在这个世纪的初期,细胞古典遗传学家利用观察细胞内的染色体在细胞分裂时的行为确立了染色体与遗传基因的关系( Chromosome theory of Inheitrance )。 以历史的角度来看,他是古典古典遗传学中的一个重要且不可或缺的分支,但是就算是在现今最新的基因体研究中,他仍旧在不断的提供新的资料。以历史的角度来看,他是古典古典遗传学中的一个重要且不可或缺的分支,但是就算是在现今最新的基因体研究中,他仍旧在不断的提供新的资料。 以技术的眼光来看,细胞古典遗传学更像是一门技术而不是一个独立的研究领域,但是由其研究方法的发展与其所能提供的资料来看,他是那麼的特殊与重要,所以要将其视为一独立的研究领域实不為过也。以技术的眼光来看,细胞古典遗传学更像是一门技术而不是一个独立的研究领域,但是由其研究方法的发展与其所能提供的资料来看,他是那么的特殊与重要,所以要将其视为一独立的研究领域实不为过也。
总括上述的说明,古典遗传学若以其所使用的研究法作为区分研究领域的标準的话,古典遗传学可分成:Transmission Genetics , Quantitative Genetics , Population Genetics , Molecular Genetics , Cytogenetics , 和Genomics 。总括上述的说明,古典遗传学若以其所使用的研究法作为区分研究领域的标准的话,
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