遺傳和變異--檢視DNA
生物的遺傳特性,使生物的物種能夠保持相對(duì)的穩(wěn)定。生物的變異特性,使生物個(gè)體能夠產(chǎn)生新的性狀,以至形成新的物種。
如果把這個(gè)規(guī)律用到賽鴿方面,將有助于我們更好地掌握賽鴿的特性,好在育種、比賽方面,我們對(duì)自己的賽鴿了如指掌。
根據(jù)現(xiàn)代細(xì)胞和遺傳學(xué)的研究得知,控制生物性狀遺傳的主要物質(zhì)是脫氧核糖核酸(DNA)。 DNA是主要的遺傳物質(zhì),遺傳物質(zhì)的主要載體是染色體,生命之所以能夠一代一代地延續(xù)下去,主要是由于遺傳物質(zhì)綿延不斷地向后代傳遞,從而使后代具有與前代同樣的性狀。通過對(duì)受精過程的細(xì)胞有絲分裂、減數(shù)分裂的研究,了解到染色體在生物的傳宗接代過程中能夠保持一定的穩(wěn)定性和連續(xù)性。因此,認(rèn)為染色體在遺傳上起著主要作用,通過對(duì)染色體化學(xué)成分的分析,得以知道染色體主要是DNA和蛋白質(zhì)組成的,其中的DNA在染色體里含量穩(wěn)定,是主要的遺傳物質(zhì)。由于細(xì)胞里的DNA大部分在染色體上,所以說,遺傳物質(zhì)的主要載體是染色體。除了細(xì)胞核中的染色體上含有遺傳物質(zhì)以外,細(xì)胞質(zhì)中也有遺傳物質(zhì)。受細(xì)胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)控制的遺傳現(xiàn)象,叫做細(xì)胞核遺傳;受細(xì)胞質(zhì)內(nèi)遺傳物質(zhì)控制的遺傳現(xiàn)象叫做細(xì)胞質(zhì)遺傳。
由此可見,生物的遺傳是細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)共同作用的結(jié)果。
目前,科學(xué)上積累了許多關(guān)于DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù),噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)就是有力的證據(jù)之一。噬菌體是一種專門寄生在細(xì)菌體內(nèi)的病毒。它的頭、尾的外部都由蛋白質(zhì)組成的外殼(頭膜和尾鞘),頭的內(nèi)部含有DNA。噬菌體侵染細(xì)菌的過程可以分為以下五個(gè)步驟:
1.噬菌體用尾部的末端(基片、尾絲)吸附在細(xì)菌的表面。
2.噬菌體通過尾軸把DNA全部注入到細(xì)菌的細(xì)胞中,噬菌體的蛋白質(zhì)外殼則留在細(xì)胞的外面,不起作用。
3.噬菌體的DNA在細(xì)菌體內(nèi),利用細(xì)菌的化學(xué)成分合成出噬菌體自身的DNA和蛋白質(zhì)。
4.新合成的DNA與蛋白質(zhì)外殼,組裝出很多個(gè)與親代一模一樣的子代噬菌體。
5.子代噬菌體由子細(xì)菌的解體而被釋放出來,再去侵染其他的細(xì)菌,這些子代噬菌體在大小,形狀等方面,都保持著原來親代噬菌體的特點(diǎn)。
因此可見,噬菌體的各種性狀是通過DNA傳遞后代的,這種情況證明了DNA是遺傳物質(zhì)。DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制,DNA是遺傳物質(zhì),通過它能夠使上一代的性狀在下一代表現(xiàn)出來。DNA能起遺傳作用,這與它的分子結(jié)構(gòu)是有密切關(guān)系的。DNA的結(jié)構(gòu),于1953年漢林和克里克提出了知名的DNA雙螺旋模型,為合理地解釋遺傳物質(zhì)的各種功能奠定了基礎(chǔ)。DNA的化學(xué)組成,DNA又稱脫氧核糖核酸,它是一種高分子化合物,組成它的基本單位是脫氧核苷酸。每個(gè)脫氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子含氮堿基組成的。組成脫氧核苷酸的含氮堿基有4種,它們是腺嘌呤(A)、鳥嘌吟(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)。脫氧核糖核苷酸分別稱為腺嘌吟脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸,胞嘧啶脫氧核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸。很多個(gè)脫氧核苷酸聚合成為脫氧核苷酸鏈。DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu),DNA不僅具有一定的化學(xué)組成,還具有特殊的空間結(jié)構(gòu),也就是具有規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是: 1.DNA分子是由兩條平行的脫氧核苷酸長(zhǎng)鍵盤旋而成。 2.DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連結(jié),排列在外側(cè),構(gòu)成基本骨架,堿基排列在內(nèi)側(cè) 3.兩條鏈上的堿基通過氧鍵連結(jié)起來,形成堿基對(duì)。堿基對(duì)的組成有一定的規(guī)律,這就是嘌呤與嘧啶配對(duì)(嘌呤之間或嘧啶之間不能配對(duì)),而且腺嘌呤(A)一定與腦腺嘧啶(T)配對(duì),鳥嘌呤(G)一定與胞嘧啶(C)配對(duì)。例如,一條鏈上其一堿基是A,則另一條鏈上與它配對(duì)的堿基必定是T,一條鏈上某一堿基是C,則另一條鏈上與它配對(duì)的堿基必定是G。反過來說,與堿基之間的這種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系叫做堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。DNA分子的堿基互補(bǔ)配對(duì)情況圖解如下:從DNA的分子結(jié)構(gòu)中,可以明顯地看出:兩條長(zhǎng)鏈上的脫氧核糖與磷酸交替排列的順序是穩(wěn)定不變的,而長(zhǎng)鏈中的堿基對(duì)的排列順序是千變?nèi)f化的。組成DNA分子的堿基雖然只有4種,而且這種堿基的配對(duì)方式只有2種(即A與T配對(duì)、C與G配對(duì)),但是,由于堿基對(duì)具有多種不同的排列順序,因而就構(gòu)成了DNA分子的多樣性。例如,一個(gè)DNA分子中的一條多核苷酸鏈有100個(gè)4種不同的堿基,它們的可能排列方式就是一個(gè)非常巨大的數(shù)字。實(shí)際上,每條多核酸鏈中的堿基不只有100個(gè),而是成千上萬個(gè),它們的排列方式幾乎是無限的。正因?yàn)槊總(gè)特定的DNA分子都具有其特定的堿基排列順序,所以這種特定的堿基排列順序就構(gòu)成了DNA分子的特異性。DNA的復(fù)制,是生物具有遺傳現(xiàn)象,是與遺傳物質(zhì)DNA分子的復(fù)制有關(guān)系的。DNA分子的復(fù)制是指以親代鴿DNA分子為模板來合成子代鴿DNA的過程。體細(xì)胞的DNA分子的復(fù)制是在有絲分裂周期進(jìn)行的。DNA分子的復(fù)制過程是邊解旋邊復(fù)制的。首先,DNA分子利用細(xì)胞提供的能量,在解旋苷的作用下,把兩條扭成螺旋的雙鏈解開,這個(gè)過程叫做解旋。
然后,以解開的每段鏈(母鏈)為模板,以周圍環(huán)境中游離的脫氧核苷酸為原料,合成出與母鏈互補(bǔ)的子鏈。隨著解旋過程的進(jìn)行,新合成的子鏈不斷地延伸,同時(shí)母系子鏈與其對(duì)應(yīng)的母鏈互相盤繞成螺旋結(jié)構(gòu),形成一個(gè)新的DNA分子。這樣,一個(gè)DNA分子就形成了兩個(gè)完全相同的DNA分子。可見,DNA復(fù)制需要模板、原料、能量和酶等基本條件,從DNA分子的復(fù)制過程可以看出,DNA分子的獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制DNA提供了精確的模板;它的堿基互補(bǔ)配對(duì)能力保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確無誤地完成。復(fù)制出的子代DNA分子,通過細(xì)胞有絲分裂分配到子細(xì)胞中。同理,在鴿子的生殖細(xì)胞中也要進(jìn)行DNA分子的復(fù)制,并且復(fù)制過程是在減數(shù)分裂第一次分裂前的間歇期完成的。正是由于DNA分子的這一復(fù)制過程,才不斷使親代鴿的遺傳信息(優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn))傳遞給子代鴿,從而使前后代保持了一定的連續(xù)性。為什么常會(huì)聽到廣大鴿友說這窩子鴿與其父母很像,或是這羽母鴿與其父親鴿一樣,再者,到朋友家看鴿,當(dāng)朋友抓鴿給他看時(shí),會(huì)出現(xiàn)這種情況,看完幾羽鴿之后,當(dāng)朋友再抓一羽鴿讓他們看后,他們便對(duì)朋友說你這羽鴿子我已經(jīng)看過了,請(qǐng)?jiān)僮e的鴿給我看,于是,朋友手捧一羽鴿走出鴿舍,他們手捧兩羽鴿,發(fā)現(xiàn)兩羽鴿長(zhǎng)得十分相像,如果不是兩羽鴿放在一起,經(jīng)過一番比較,很難分清,當(dāng)看完這一羽,再看完那一羽,很少能有人不弄錯(cuò),不因?yàn)閯e的,就是因?yàn)檫@兩羽鴿有著十分密切的親緣關(guān)系,就是因其父母鴿把各自的DNA分子復(fù)制出一份,傳給了自己的子代鴿的緣故。
做為21世紀(jì)的賽鴿手,我們就更應(yīng)該多了解一些有關(guān)信鴿的知識(shí),以便促使我們將來更好地科學(xué)養(yǎng)鴿。尤其是遺傳學(xué),它可以幫助我們?cè)谛砒澋挠N方面提供很多科學(xué)依據(jù),更能體現(xiàn)養(yǎng)鴿的科學(xué)性。