遗传因子,即
基因。具体地说,就是生物体表现出来的性质和形状,比如大小、高矮、颜色等。“
性状”是人们感觉到的表面现象,它们的重复出现具有某种内在的原因。
生物的性状是由遗传因子(hereditary)决定的。每个因子决定着一种特定的
性状,其中决定
显性性状的为显性
遗传因子,用大写字母(如D)来表示;决定
隐性性状的为隐性遗传因子,用小写字母(如d)来表示。
体细胞中的遗传因子是成对存在的。控制同一性状遗传因子组成不同的个体叫做
杂合子;遗传因子组成相同的个体叫做
纯合子。
这时,人们已经通过实验证实了
孟德尔遗传两定律的正确性,但孟德尔学说中的遗传物质——“
遗传因子”究竟在细胞中的什么地方呢?
19世纪70年代后的20多年里,显微镜、切片机和化学染料的改进和发明,促进了
细胞学的研究。
1879年,德国生物学家W·弗莱明(1843-1915年)就在细胞核内发现了一种可以被碱性红色染料染色的“微粒状特殊物质”,他称之为“
染色质”。
10年后,德国解剖学家瓦尔德耶尔(1836-1921)将染色质改称为“染色体”。此后,科学家们又发现了染色体与细胞分裂的关系,意识到染色体可能是遗传的重要物质,这就为
孟德尔的遗传因子假说提供了可靠的证据。
1903年,美国细胞学家W·萨顿(1877~1916)在实验中发现:染色体的行为与
孟德尔的遗传因子的行为是平行的,只要假定遗传因子在染色体上,孟德尔所提出的
分离定律和
自由组合定律的机制就可以得到合理的解释。这一推论被后来的研究所证实,为
遗传的染色体学说奠定了基础。
染色体是否就是
遗传因子呢?生物体内的染色体数目很少,如豌豆只有7对染色体,果蝇只有4对染色体,而遗传特性却很多。萨顿猜想:每条染色体上一定是带有多个遗传因子。
1906年,英国生物学家
贝特森(1861-1962)发现豌豆的某些遗传特征总是与另一些特征一起遗传的。这说明萨顿的猜想是有道理的。
1909年,丹麦生物学家和
遗传学家约翰逊(W.L.Johannsen.1857-1927)提议用“
基因”一词来代替“
遗传因子”,得到了生物学家们的广泛赞同。
基因是否真的存在于染色体之中?萨顿和贝特森还只是作出了肯定的猜想。首先以实验结果证实这一猜想的是美国生物学家
摩尔根(1866~1945)。
起初,
摩尔根对
孟德尔遗传因子学说持怀疑态度,因为这一学说缺少实验的证明。
摩尔根对依靠类比、假设、推断得出的结论不感兴趣,他更相信实验的结果,不管实验的结果是证实还是否定自己的观点。
1909年,
摩尔根开始通过果蝇实验研究
遗传现象。第二年,他在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇。当他用这只白眼雄果蝇同红眼雌果蝇交配后,第二代白果蝇竟全都是雄性的。当时其他科学家已经证明了
性别是由染色体决定的,因此白眼
基因一定是与雄性基因同在一条染色体上。这是人类获得的染色体是
基因载体的第一个实验证据。
摩尔根的进一步实验表明,一条染色体上可以有许多个
基因。