DNA是如何发现的--一幅生命本质的探索路线图

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我国民间自古就有句俗语“种瓜得瓜，种豆得豆”， 说的就是遗传学现象。但真正将这种现象上升到迄今人们 能够接受的理论高度，并深化到遗传机理，应追溯到19世 纪中叶生物学界发生的一系列事件，例如显微镜的发明、 细胞学说的日臻完善、进化论的提出、大机能团的化学分 析、发酵的研究、主要有机化合物的全合成等。当时连同 这些不朽贡献一起出现的，还有已确定下来的一些概念、 方法、研究材料。这意味着生物学进入了一个重大转变期 。 1.1 孟德尔和他的豌豆杂交试验 孟德尔（Gregor Johann Mendel）的豌豆杂交试验是 19世纪生物学界发生的一系列事件中极其重要的事件之一 。孟德尔1822年生于奥地利西里西亚（Silesia），今属 捷克共和国，原是一位贫穷老农的独生子。老农含辛茹苦 劳作，能养活他的儿子已实属不易，但拿钱供他上学，尤 其是上大学却是困难重重，力不从心。孟德尔大学念了一 半，不得已弃学谋生，成为玛哈维（Moravie）小镇修道院 的一名见习修道士。4年后转正，他成为一名名副其实的修 道士，道号是格利高尔·孟德尔（Gregor Mendel）。还 有一种说法是，孟德尔是想找一个便利于思考的幽静环境 ，并且有足够时间做田间试验，因此当上修道士，他是甘 愿做一个“隐居僧侣”的。 他所处的那个时代，在生物遗传研究上有两大方面的 进展，即园艺学的经验知识和生物学的理论知识。但孟德 尔关注的是演化，他自幼看着父亲整天在田间地头忙着栽 培、杂交、嫁接等农事，这令他不由地思考一个问题，即 物种是如何形成的。直至他当上了修道院的修道士，仍对 演化非常好奇。他所在的修道院地处产粮区，又多亏修道 院院长是一位热心农业研究的人，对孟德尔从事豌豆杂交 试验多有支持，使得他在传教之余有了足够的空闲时间做 试验。他在修道院内在7m×35m的一小块土地上栽种了37个 品种，共2．7万株植物，并用它们来进行植物栽培、杂交 、嫁接试验。 令他惊讶不已的是，嫁接后的植株，其活力总是高于 原先的母本植株。这究竟是为什么呢？年轻的修道士兴趣 来了。他进行杂交试验不是为获得更多的杂种，而是一步 步追踪子代的特征、习性。好在他大学时代曾经受过名师 物理学家、数学家多普勒（Doppler, E.J.）的教导，他 能够用学到的数学方法对试验结果进行统计分析。他的研 究风格与众不同，主要有以下三个特点： 一是观察试验结果及选择合适的研究材料的方式； 二是引进非连续性和使用大种群，这样便能用数字表 示试验结果，更重要的是，这样还可以将这些数字做某种 数学处理； 三是用一种简单的符号标示法，使试验结果和处理后 的理论数据进行连续多次的比照成为可能。 孟德尔选择豌豆这种作物作为人工育种研究的材料， 理由是多方面的。例如，豌豆的性状能保持一定的稳定性 ，其纯种在严格条件下能保持数年不变，且容易识别。豌 豆生长期短，杂种容易繁殖后代。最主要的是豌豆杂交人