現(xiàn)代遺傳學(xué)概論

蔣蘭蘭

摘 要 現(xiàn)代遺傳學(xué)在推動生命科學(xué)研究，促進(jìn)植物生產(chǎn)以及提高人類醫(yī)學(xué)水平等諸多方面起著非常重要的作用。

關(guān)鍵詞 遺傳學(xué) 生命科學(xué) 植物生產(chǎn) 醫(yī)學(xué)水平

幾千年來，人類對生物及人類本身的生殖、變異、遺傳等現(xiàn)象的認(rèn)識不斷深入和發(fā)展。人類從古代就注意到遺傳和變異的現(xiàn)象，并通過人工選擇獲得所需要的新品種。英國生物學(xué)家貝特森在遺傳學(xué)上引入了許多術(shù)語，創(chuàng)造了“遺傳學(xué)”這一概念。1906年，他在第三屆國際遺傳學(xué)會會議上第一次公開建議把這門新科學(xué)稱為“遺傳學(xué)”。

遺傳學(xué)作為生命科學(xué)的一個(gè)分支，涉及生物學(xué)三大基本問題（即生物遺傳變異問題、生物進(jìn)化問題、生命起源問題），它正在成為生命科學(xué)中最富有綜合性的中心學(xué)科。

早在1958年，第十屆國際遺傳學(xué)大會曾指出，遺傳學(xué)的研究必須在生物結(jié)構(gòu)的各個(gè)水平上進(jìn)行，與此相應(yīng)的分子生物學(xué)、細(xì)胞學(xué)、發(fā)育學(xué)、群體生理學(xué)等都是很重要的。遺傳學(xué)的功績在于它將所有這些生物學(xué)科聯(lián)系、統(tǒng)一了起來，也許遺傳學(xué)本身作為獨(dú)立的一門學(xué)科將不再存在。

遺傳學(xué)與農(nóng)作物生產(chǎn)有著密切的聯(lián)系。我們可以運(yùn)用遺傳學(xué)的基本規(guī)律來指導(dǎo)育種，可以采用多倍體育種法、人工誘變來創(chuàng)造新品種，可以利用雄性不育來擴(kuò)大雜種優(yōu)勢等等。

現(xiàn)代歷史上，世界各國都運(yùn)用遺傳學(xué)通過育種措施來大幅度地提高糧食產(chǎn)量。最典型的成功例子就是墨西哥小麥。墨西哥原是個(gè)農(nóng)業(yè)不發(fā)達(dá)國家，每年都需要進(jìn)口大量小麥。1945年全國小麥平均畝產(chǎn)只有100斤。通過使用設(shè)立在墨西哥的國際小麥與玉米改良中心培育的一批高產(chǎn)、矮稈、抗病的小麥品種，到1976年，全國小麥平均畝產(chǎn)達(dá)到672斤。也就是說，在22年里，小麥單產(chǎn)提高了6.7倍。這樣，終于摘掉了小麥低產(chǎn)國的落后帽子，墨西哥終于一躍而成為小麥出口國。

應(yīng)當(dāng)指出，傳統(tǒng)的雜交育種法耗時(shí)較長，而且往往從父本獲得幾個(gè)優(yōu)良性狀的同時(shí)，也帶來了父本的若干不良性狀。而在育種工作中采用遺傳工程新技術(shù)，就能克服上述缺點(diǎn)，達(dá)到定向改造生物遺傳性的目的。

遺傳學(xué)不僅在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上發(fā)揮重要作用，而且在提高人類醫(yī)學(xué)水平上也起著舉足輕重的作用。

1921年，弗來明首先發(fā)現(xiàn)了青霉菌產(chǎn)生的一種殺菌物質(zhì)——青霉素，可以用來治病。但是這種從自然界分離得到的菌株其青霉素含量很低，每毫升培養(yǎng)液只有10個(gè)單位。因此用它來生產(chǎn)的青霉素，售價(jià)昂貴，一般人根本用不起。后來，遺傳學(xué)家們相繼采用了X射線、紫外線、氮芥子氣等來誘導(dǎo)青霉菌發(fā)生染色體畸變與基因突變，然后不斷從中挑選出少量青霉菌含量較高的后代。這樣通過不斷篩選，青霉素的含量不斷增加。不久就提高到每毫升幾千單位，后來又提高到每毫升三、四萬單位。經(jīng)過遺傳學(xué)家們的努力，青霉素的含量很快猛增了幾千倍。這在人類育種史上可以說是獨(dú)一無二的奇跡。采用類似方法，人們也使其他抗菌素，如土霉素、鏈霉素、卡那霉素等的產(chǎn)量提高了幾十倍、上百倍。由于大大降低了成本，終于使抗菌素成為了人們常用的廉價(jià)藥物，大大增強(qiáng)了人類抵御疾病的能力。

遺傳學(xué)在醫(yī)學(xué)上的另一個(gè)貢獻(xiàn)就是幫助人類認(rèn)知和預(yù)防眾多遺傳病。優(yōu)生學(xué)就是以遺傳學(xué)為基礎(chǔ)，在進(jìn)化論的影響下產(chǎn)生的。達(dá)爾文很關(guān)心優(yōu)生問題。他晚年深感與表姐結(jié)婚所帶來的不幸，在10個(gè)孩子中有3個(gè)夭折，7個(gè)雖然長大但都患有不同類型的疾病。1870年，達(dá)爾文給盧伯克爵士寫了一封信，建議在人口普查中插入一些項(xiàng)目，以確定近親通婚的有害后果。他說：“人們時(shí)常重復(fù)說，血族通婚會導(dǎo)致聾、啞、瞎等疾病，人們非常希望探究這一斷言的真實(shí)性?！蓖ㄟ^不斷地進(jìn)行遺傳學(xué)研究，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)遺傳病是由于染色體畸變或基因突變所引起的疾病。由染色體畸變造成的遺傳病有唐氏綜合征、貓叫綜合征、先天愚型等，由基因突變造成的遺傳病有血友病、色盲、黑尿病、白化病、鐮刀形細(xì)胞貧血癥等。

預(yù)防遺傳病的第一條措施就是防止近親結(jié)婚。近親結(jié)婚的后代中常常出現(xiàn)畸形或遺傳疾病。這是因?yàn)橹虏』蛞话阋噪[性居多，而且總體基因頻率很低，約為0.01～0.001。但是在近親中帶有相同致病基因的概率卻很高。理論上，姑表（姨表）兄妹或堂兄妹攜帶相同致病基因的概率為1/8。因而在近親結(jié)婚后代中產(chǎn)生致病基因純合子的概率比一般群體高的多。另外，預(yù)防遺傳病還要進(jìn)行產(chǎn)前預(yù)檢。

針對人類遺傳病不少是由于患者存在缺陷基因的情況，目前有人提出“基因療法”，即用健康人的基因來取代患者有缺陷的基因，或者對患者的基因分子缺陷進(jìn)行矯正，以便根治這類遺傳病?？磥磉@種設(shè)想是有可能實(shí)現(xiàn)的。有人發(fā)現(xiàn)，在乳頭瘤病毒中含有精氨酸分解酶基因。通過給高精氨酸血癥患者注射乳頭瘤病毒，結(jié)果使其血液中精氨酸含量下降了1/5。另外通過基因顯微外科注射術(shù)，采用直徑不足1微米的玻璃注射針，可以把一種生物的基因注入另一種生物細(xì)胞中去。當(dāng)然“基因療法”目前還存在一定問題，例如隱性遺傳病好治，只要注入健康基因就行，而顯性遺傳病就不好對付了，因?yàn)槿藗冸y以除去患者細(xì)胞中的顯性致病基因。因此，要想實(shí)現(xiàn)“基因療法”根治遺傳病，還有待人們的努力。但可以預(yù)見的是：通過遺傳工程使人類擺脫遺傳病威脅的一天終將到來。

參考文獻(xiàn)：

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[2]戴朝曦著.遺傳學(xué)[M].高等教育出版社.

[3]舒惠國著.基因工程概論[M].中國人事出版社.

（作者單位：湖南科技經(jīng)貿(mào)職業(yè)學(xué)院）