生命科學(xué)研究中常用模式生物

王鈺潔

【摘 要】進入21世紀(jì)，生命科學(xué)的研究深入了一個全新的時代。但是不論怎樣發(fā)展，該學(xué)科都需要有相應(yīng)的研究對象——模式生物。本文重點分析了模式生物在生命科學(xué)中的作用和優(yōu)勢，列舉了常見的一些模式生物。

【關(guān)鍵詞】噬菌體；果蠅；小白鼠；生命科學(xué)

一、引言

隨著生物科學(xué)的不斷發(fā)展，研究生命的一般規(guī)律的有著一定成熟的方式方法，模式生物就是常用的研究方法?，F(xiàn)在的生物學(xué)家有著一個普遍的共識，即一般性的、基礎(chǔ)性的生物現(xiàn)象在較為高級的生物身上很難找出相應(yīng)的規(guī)律，但是在相對比較低級的生物體中也在相應(yīng)的規(guī)律可循，這就為我們研究提供了有效的手段和方法——在生物結(jié)構(gòu)較為低級的物種體中研究生物的一般規(guī)律，這些規(guī)律在生物結(jié)構(gòu)比較高級的物種身上是比較難尋找的。生物科學(xué)中將這種拿來研究的較為低級的生物稱之為常用的模式生物。它們?yōu)槲覀儼l(fā)現(xiàn)現(xiàn)代生物的各種規(guī)律和原理提供了很多幫助。

二、優(yōu)勢

這些模式生物在生命科學(xué)的研究中有著不可替代的作用，在生命科學(xué)的研究領(lǐng)域，它們的優(yōu)勢是其他動植物無法取代的。

首先，這些模式生物的研究相對比較簡單。研究過程中受到的干擾因素較少，不需要進一步設(shè)置一些排除項，大大降低了研究的成本和工作量；其次，這些模式生物具有一定代表性。很多模式生物的研究可以代表相對比較高級生物的一般規(guī)律。例如我們可以就大腦的不同反射區(qū)功能研究基于實驗小白鼠，它們可以代表人類大腦反射區(qū)的一般規(guī)律。最后，這些模式生物相對比較好培養(yǎng)，它們在實驗室中的生殖速度相對比較快，種群數(shù)量相對比較多，由于各代之間的時間間隔較短，它們的遺傳性質(zhì)相對比較清楚，這些對生物研究都是十分有利的，因此，在生命科學(xué)中，它們的優(yōu)勢是無人能及的。

三、具體的模式生物

（一）病毒類

噬菌體是一種細菌類的病毒，它的種類很多，其中還有一些現(xiàn)在醫(yī)學(xué)無法抑制的種類。但是作為一種生物科學(xué)研究使用的模式生物，必須具有安全性，我們常選擇噬菌體有對大腸桿菌有侵蝕作用的T和λ噬菌體，這些噬菌體具有體積小，浸入寄主體內(nèi)繁殖迅速，它是模式生物中最為簡單的一類。由于倫理或是一些其他因素的影響，在基因重組，復(fù)制等方面的研究一直只是局限于噬菌體的身上。上個世紀(jì)五十年代，兩個生物學(xué)家將將T類噬菌體的DNA及核酸用硫35和磷32進行標(biāo)注，研究DNA及核酸在生殖過程中的去向問題，最后再后代的噬菌體中發(fā)現(xiàn)了被硫35和磷32標(biāo)記的DNA及核酸，由此發(fā)現(xiàn)了DNA的是一種具有遺傳的物質(zhì)，由此可見，噬菌體在生命科學(xué)的研究中具有舉足輕重的作用。

（二）昆蟲類

果蠅是常見的昆蟲類的模式生物。這種生物在上個世紀(jì)初就作為生物遺傳學(xué)的研究對象了。一項實驗成功的基礎(chǔ)和關(guān)鍵第一步在選擇相應(yīng)的研究對象即模式生物。模式生物選擇的好壞將直接影響整個實驗的進程，甚至整個領(lǐng)域的發(fā)展和突破。果蠅是一種較常見的模式生物，作為模式生物，它的優(yōu)勢在于其個頭小，生活規(guī)律較簡單、發(fā)育速度快、具有完全變態(tài)等特征，另外它的生物形狀較多，容易出現(xiàn)遺傳的變化，例如它的眼睛有白、朱、黑、紅等顏色，其翅膀有長、殘、小卷等形狀，這些豐富的形狀特征也生物遺傳學(xué)帶來了很多研究的便利性。另外果蠅的神經(jīng)雖然相比簡單，但是很多時候表現(xiàn)出與人們一樣的特征，例如睡覺，吃食等。果蠅為遺傳學(xué)提出的很多理論作出了重大的貢獻，上個世紀(jì)九十年代，一組科學(xué)家將一個果蠅胚胎細胞培養(yǎng)成一個特定的器官。這也在當(dāng)時震驚的世界，獲得了當(dāng)年的諾貝爾獎。

（三）哺乳類

小白鼠是一種哺乳類生物，在生命科學(xué)的研究中，這種生物也是較為常見的模式生物。雖然小白鼠的生殖周期相對較長一些，生長發(fā)育也相比較為緩慢，但是由于它是哺乳類的生物，在模式生物中，與人類的關(guān)系相比更加親密。小白鼠的研究就是從其皮毛開始的，現(xiàn)代對小白鼠的研究主要集中在其生化指標(biāo)領(lǐng)域，例如小白鼠的新陳代謝、呼吸、血常規(guī)指標(biāo)等，由于小白鼠與人類有著相比較緊的關(guān)系，對它的生化指標(biāo)的研究對人類認識自己有著很好的幫助。

四、結(jié)語

現(xiàn)在生命科學(xué)中的很多研究和發(fā)現(xiàn)都是基于這些模式生物的幫助，常見的模式生物主要有病毒類、真菌類、原核生物、無脊椎動物、昆蟲、魚類、哺乳類還有植物類等，例如本世紀(jì)初，人類就在研究小白鼠的基因序列圖。過去模式生物在人類認識自身的方面做出很大貢獻，在以后的生物研究領(lǐng)域，模式生物也繼續(xù)發(fā)揮更大的作用。

【參考文獻】

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