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基因英语

人气:463 ℃/2022-08-24 18:05:06

基因是如何被发现的?

公元前350年:亚里士多德认为遗传以信息形式传递。

1859年:达尔文《物种起源》出版。

1865年:孟德尔发现遗传单元是独立的。

1869年:高尔顿提出“优生学”。

1900-1909年:威廉约翰森创造“基因”一词。

1908-1915年:摩尔根以及学生发现遗传连锁和互换规律。

1927年:卡丽巴克被实施输卵管节扎绝育术。

1934-1935年:纳粹起草种族净化的纽伦堡法案。

1933-1939年:纳粹发动种族卫生运动。

1943年:门格勒在奥斯维集中营进行犹太双胞胎试验。

1941-1944年:埃弗里证明DNA是遗传信息携带者。

1953年:沃森、克里克、威尔斯、富兰克林共同发现DNA双螺旋结构。

1945-1960年:发现基因通过RNA发挥作用,发现基因调控机制。

1961-1963年:遗传密码破译。

1968-1973年:伯格、科恩、博耶构建出“重组DNA”。

1975年:阿西洛会议建议暂停DNA重组技术应用。

1976年:人们证实基因突变是致癌元凶。

1970-1980年:基因克隆与基因扩增技术问世。

1978-1988年:人类疾病相关基因定位研究蓬勃兴起。

1990年:人们发现SRY基因可以决定雄性性别。

1993年:某些遗传学家认为存在“同性恋基因”。

1994年:种族观念的真相和基因有关。

1998年:成功分理出人类胚胎干细胞(ES)。

1999年:杰希基辛格死于基因治疗。

2000年:绘制完成人类基因组序列草图。

2005-2008年:人类基因组研究改变人类起源和迁徙的理解。

2009-2013年:人们发现精神分裂症、躁郁症与自闭症基因。

2010年-2015年:用于“编辑”与改变人类基因组的新方法相继出现。

数据来自于《基因传》。

我们对于基因的了解严重受制于技术的发展,新的突破只能寄希望于基础物理力学的突破以及物理学新技术的发展。

假如伦琴没有在1895年发现X射线,那么1953年,DNA双螺旋结构将不会被发现。

人类这一种族真的最恐怖,每一个阶段都铭刻着无数人的血泪汗水,靠着想象力、毅力、耐心难以想象的积累,才造就如今的社会和科学体系。

人类,Respect!

你好, 很高兴回答这个问题! 一、早期对于遗传物质的臆测关于遗传的物质基础,科学家早就有所臆测,但在18世纪之前人们对基因遗传只有非常有限的知识。

1830年左右,基因遗传“genetic"这个单词才在英语中出现。

当时农业已经非常发达,通过遗传知识对牲畜育种已经开始出现,英国有个叫罗伯特·贝克韦尔绵羊育种专家培育出了一种叫莱斯特绵羊新的品种,莱贾斯特羊比以前的品种生长更快,同时可以产更多的肉。

由于科学家很少,人们对遗传的很多知识是来自于牲畜育种。

1864年,英国哲学家斯宾塞(Herbert Spencer,1820/4/27-1903/12/8)曾提出“生理单位”说。

1868年,达尔文将其称为“微芽”,1884年瑞士植物学家冯内格列称之为“异胞质”,1889年荷兰学者雨果·德弗里斯称为“泛生子”。

1883年德国魏斯曼称之为“种质”,并指明生殖细胞中的染色体便是种质,认为种质是遗传的,体质则不遗传,种质影响体质,而体质不影响种质。

这在理论上为重新发现和广为人们接受的孟德尔遗传定律铺平了道路。

 二、“基因”概念的提出遗传学的奠基人奥地利人孟德尔,在布尔诺(今属捷克)的奥古斯丁教派修道院的后院里工作8年,于1865年2月的奥地利自然科学学会会议上报告了自己进行的植物杂交研究结果,第二年在奥地利自然科学学会年刊上发表了著名的《植物杂交试验》论文,阐述了遗传学的两项基本规律——基因的分离定律和基因的自由组合定律。

文中指出,生物的所有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。

此理论把可观察的遗传性状和控制它的内在的遗传因子区分开来,遗传因子于是作为基因的雏形名词诞生了。

基因的存在最早是由他在19世纪推论出来的,而不具有分子生物学的观察基础。

在达尔文发表进化论后不久,孟德尔试图通过对豌豆进行试验来解释该理论。

但是直到19世纪末他的研究才被人们所重视。

虽然孟德尔还不知道遗传因子是以怎样的方式存在,也不了解它的结构,但确实为现代基因概念的产生奠定了基础。

可以说,遗传因子实际上是孟德尔根据其实验结果所假想的资讯载体,从那时起遗传学家便踏上了寻找基因实体的艰难历程。

1903年沃尔特·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,他们于是作出“遗传因子位于染色体上”的“萨顿—鲍维里假想”:他们根据各自的研究,认为孟德尔的“遗传因子”与配子形成和受精过程中的染色体的传递行为具有平行性,并提出了遗传的染色体学说,认为孟德尔所假想的遗传因子就位于染色体上,即染色体是遗传物质的载体,第一次把遗传物质和染色体联系起来。

这种假想可以圆满地解释孟德尔的两大遗传规律,在日后的科学实验中也得到了证实。

1909年丹麦遗传学家威廉·约翰森(1859~1927)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”一词一直在遗传学中被沿用至今。

约翰逊还提出了“基因型”与“表现型”这两个含义不同的术语,初步阐明了基因与性状的关系。

不过此时的基因仍然是一个未经观察佐证的,仅靠逻辑推理得出的概念三、基因结构和功能的探索自1900年孟德尔定律重新发现后,“基因如何控制性状”的问题引起了许多遗传学家的浓厚兴趣。

经过他们的努力,又产出了一连串重要成果。

美国实验胚胎学家、遗传学家托马斯·亨特·摩尔根和他的学生们于1908年前后开始利用果蝇作了许多实验。

他在1910年通过果蝇眼球颜色突变性状的遗传实验发现了伴性遗传现象,第一次揭示出一种或多种遗传特性与某一特定染色体的明确联系;他和他的同事们进一步透过多次的果蝇杂交实验发现了遗传学的第三个基本规律——连锁互换规律,从而继承并发展了孟德尔的遗传学说。

他们为遗传染色体学说提供了更充分、直接、可靠的证据,并认为染色体是盂德尔式遗传性状传递机制的物质基础。

1926年托马斯的钜著《基因论》出版,建立了著名的基因学说,他并绘制了果蝇的基因位置图,首次完成当时最新的基因概念的描述,即基因以直线形式排列,它决定着一个对应的性状,而且能发生突变并随着染色体同源节段的互换而交换。

摩尔根等人还认为,基因是遗传的功能单位,它能产生特定的表型效应;基因又是一个独立的结构单位。

在同源染色体之间可以发生基因的互换,但交换只能发生在基因之间而不是发生在基因之内;基因可以发生突变,由一个等位形式变为另一等位形式,因而基因又是突变单位。

这就是20世纪40年代以前流行的所谓“功能、交换、突变”三位一体的基因概念。

这种认识把基因与染色体联系起来,说明了基因的物质性,基因存在的场所及排列方式,基因从此不再是一个抽象的概念。

当然这时人们仍然不了解基因的化学本质以及基因是如何控制生物性状的。

从20世纪40年代起,人们开始注意基因与性状的关系,即开始研究基因如何控制性状的问题,1941年,比德尔和塔特姆以红色链抱霉为材料进行生化遗传研究。

他们通过诱变获得了多种氨基酸和维生素的营养缺陷突变体。

这些突变基因不能产生某种酶,或只产生有缺陷的酶。

(例如,有一株突变体不能合成色氨酸是由于它不能产生色氨酸合成酶。

)于是,研究者提出了“一个基因一种酶”的假说,认为基因对性状的控制是通过控制酶的合成来实现的。

这一假说在20世纪50年代得到充分验证,后来发现有些蛋白质不只由一种肽链组成,如血红蛋白和胰岛素,不同肽链由不同基因编码,因而在1941年比德尔和塔特姆提出一个基因一个酶的理论,证明基因通过它所控制的酶,决定着代谢中的生化反应步骤,进而决定生物性状。

又提出了“一个基因一条多肽链”的假设。

“一个基因一种酶”和“一个基因一条多肽链”理论的提出,大大促进了分子遗传学的发展,人们迫切期望能厘清基因的化学结构。

1949年鲍林与合作者在研究镰刀型细胞贫血症时推论基因决定着多肽链的氨基酸顺序,如此这般,20世纪40年代末至50年代初,基因是通过控制蛋白质的合成以控制代谢,并决定性状的原理,变得清晰起来。

虽然DNA在细胞核中很早就被发现,但证明其为遗传物质的决定性实验是1944年艾弗里的肺炎双球菌转化实验。

他和麦卡蒂等人发表了关于“转化因子”的重要论文,首次用实验明确证实:DNA是遗传信息的载体。

1952年赫希和蔡斯进一步证明遗传物质是DNA而不是蛋白质。

这一实验不仅证明了DNA是遗传物质,揭示了遗传物质的化学本质,也大大推动了对核酸的研究。

1953年,美国分子生物学家詹姆斯·沃森和英国物理学家佛朗西斯·克里克根据威尔金斯和富兰克林所进行的X射线衍射分析,提出了著名的DNA双螺旋结构模型,进一步说明基因载体就是DNA。

进一步的研究证明,基因就是DNA分子的一个区段。

每个基因由成百上千个脱氧核苷酸组成,一个DNA分子可以包含几个乃至几千个基因。

基因的化学本质和分子结构的确定具有划时代的意义,它为基因的复制、转录、表达和调控等方面的研究奠定了基础,开创了分子遗传学的新纪元。

基因本质的确定为分子遗传学发展拉开了序幕。

1955年,美国分子生物学家本泽对大肠杆菌T4噬菌体作了深入研究,揭示了基因内部的精细结构,提出了基因的顺反子(Cistron)概念。

本泽把通过顺反实验而发现的,遗传的功能单位称为顺反子,1个顺反子决定一条多肽链,顺反子即是基因。

1个顺反子内存在着很多突变位点——突变子,突变子就是改变后可以产生突变型表现型的最小单位。

1个顺反子内部存在着很多重组子。

重组子就是不能由重组分开的基本单位。

理论上每一核苷酸对的改变,就可导致一个突变的产生,每两个核苷酸对之间都可发生交换。

这样看来,一个基因有多少核苷酸对就有多少突变子及重组子,突变子就等于重组子。

这个学说打破了过去关于基因是突变、重组、决定遗传性状的“三位一体”概念及基因是最小的不可分割的遗传单位的观点,从而认为基因为DNA分子上一段核苷酸顺序,负责着遗传信息传递,一个基因内部仍可划分出若干个起作用的小单位,即可区分成顺反子、突变子和重组子。

一个作用子通常决定一种多肽链合成,一个基因包含一个或几个作用子。

突变子指基因内突变的最小单位,而重组子为最小的重组合单位,只包含一对核苷酸。

四、基因概念的进一步发展70年代后,基因的概念随着多学科渗透和实验手段日新月异又有突飞猛进的发展,主要有以下几个方面:1、基因具重叠性。

1977年桑格领导的研究小组,根据大量研究事实绘制了共含有5375个核苷酸的ΦX174噬菌体DNA碱基顺序图,第一次揭示了遗传的一种经济而巧妙的编排——B和E基因核苷酸顺序分别与A和D基因的核苷酸顺序的一部分互相重叠。

当然它们各有一套读码结构,且基因末端密码也有重叠现象(A基因终止密码子TGA和C基因起始密码子ATG重叠2个核苷酸;D基因的终止密码子TAA与J基因起始密码子ATG互相重叠1个核苷酸,顺序为TAATG)。

2、内含子和外显子。

人们在研究小鸡卵清蛋白基因时发现其转录形成的mRNA只有该基因长度的1/4,其原因是基因中一些间隔序列的转录物在RNA成熟过程中被切除了。

这些间隔序列叫内含子,基因中另一些被转录形成RNA的序列叫外显子。

小鸡的卵清蛋白基因中至少含7个内含子。

因而从基因转录效果看,基因由外显子和内含子构成。

3、管家基因和奢侈基因。

具有相同遗传信息的同一个体细胞间其所利用的基因并不相同,有的基因活动是维持细胞基本代谢所必须的,而有的基因则在一些分化细胞中活动,这正是细胞分化、生物发育的基础。

前者称为管家基因,而后者被称为奢侈基因。

4、基因的游动性。

早在20世纪40年代美国遗传学家麦克林托克在玉米研究中发现“转座子”,直至1980年夏皮罗等人证实了可移位的遗传基因存在,说明某些基因具有游动性。

为此,这位“玉米夫人”荣获了1983年度诺贝尔生理学或医学奖。

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