获得性遗传

后天获得性状遗传

获得性遗传是“后天获得性状遗传”的简称，指生物在个体生活过程中，受外界环境条件的影响，产生带有适应意义和一定方向的性状变化，并能够遗传给后代的现象。由法国进化论者拉马克（C.Lamark）于19世纪提出。强调外界环境条件是生物发生变异的主要原因，并对生物进化有巨大推动作用。

理论提出

获得性遗传是法国生物学家拉马克首次提出的，1809年他在出版的《动物哲学》一书中系统阐述了最早的进化理论，他强调用进废退、获得性遗传和动物意志在进化中的重要作用。他在研究动物习性和器官的相互作用中，提出了两条著名的规律：用进废退和获得性遗传，就是说生物在个体发育中由于环境的影响或器官的用进废退获得了新性状，这种新的性状可以遗传给后代。他说：“某一环境约束的大变化，若在某种动物中成为恒常的变化，就会导出此等动物之新的习性是很明白的事。”同时指出机体因环境影响而获得的特征改变可以分为两大类：

1．由环境在短时间内直接造成的机体的改变，如肢体的残缺等，这类变化是不能遗传的；

2.在环境的长时间影响下引起的动物习性上的改变，引起的机体的改变，如某些器官过多或过少的使用使之或者发达或者退化，这类改变是能够遗传给后代的。如长颈鹿脖子因环境改变改食高树上的树叶而逐渐变长；鼹鼠眼睛由于祖先世代穴居黑暗的地洞而丢失视力。他说： “一切缘于悠久的环境的影响，或缘于长久使用与长久废而不用的关系，各个生物所获得的改变——不论是属于雌雄两性的，或只属于生产新个体者，都能因自然力而传至下代子孙。”

例证实验

1.草履虫遗传实验

草履虫表面有一种特异蛋白质，并且只能有一种类型的特异蛋白质。如果提高草履虫的生长温度数小时，再恢复原有温度，可使特异蛋白质转化为另一种形式的特异蛋白质，新形式的特异蛋白质可以代代遗传下去。

2. 枯草杆菌遗传实验

枯草杆菌依靠细胞壁来维持它的杆状性状，当将细胞壁去除后，在特定的生长条件下，它们就会变成大小不等、形状各异的无壁细菌体，这些无壁细菌体不但可以继续繁殖，而且其后代也是无细胞壁的。

3. 蓝绿藻遗传实验

蓝绿藻是一种具有生物固氮能力的植物。它的固氮酶由H、D、K三种基因组成。在通常情况下，D、H两个基因靠在一起，而K基因与它们之间则隔着一段由12000个核苷酸组成的DNA（脱氧核糖核酸）序列。当环境没有氮源时，它的DNA上的这12000个核苷酸会被切下，“使K、D、H基因紧挨在一起形成一个独立的操纵子，此时固氮酶就开始显示活力，蓝绿藻体内的生物固氮‘机器’才开始运转。”

类似的还有“骈连体遗传实验”、“眼虫藻色素体遗传实验”、“噬菌体传导遗传实验”等。以上实验从不同角度证实了获得性能够遗传。但是意义（至少笔者这样认为）并不是特别重大。具有重大意义的是以下这几个实验：

4. 凯恩斯实验

1988年（之前），分子生物学家凯恩斯设计了一个奇妙的实验。他们选择一种有缺陷的大肠杆菌菌株，该大肠杆菌由于分解乳糖的基因有缺陷，不能利用环境中的乳糖作为食物，必须供给其他种类的糖才能使它们正常地生长和繁殖。这种大肠杆菌的每一代都有同样的缺陷。不过，这些细菌也存在通过偶然突变让基因恢复分解乳糖功能的可能性，但频率很低。凯恩斯将大肠杆菌分成几组，分别放入只含乳糖不含其它糖的细菌培养基中，放置时间是：当天放，一天以后放，二天以后放，三天以后放……246a

奇迹出现了，细菌刚开始时奄奄一息，随着时间过去，少数细菌开始活跃，说明这部分细菌发生了突变，接着是更多细菌开始活跃，对比各个培养基，越早与乳糖接触的，246a突变的细菌出现越多。

5. 细菌的天然的基因工程

1994年，另一些分子生物学家，仍然用大肠杆菌放在乳糖培养基中做实验，这次大肠杆菌不是分解乳糖的基因有缺陷，而是根本失去了这个基因。但它还有自我挽救的余地，在它的质粒上，有一段利用乳糖的基因。不过不幸的是，质粒上的这段基因中间多了一个碱基，使基因实质上处于无效状态。

如果细菌能把这个碱基给删除掉，那它就能活下去。但删除掉碱基的基因往往会产生负面作用（等于发生基因突变了），影响细菌的生理功能，甚至造成死亡。所以，凡是出现了删除的地方，细菌往往又会调用专门的蛋白质工具设法把它们给补齐。删除工作基本上是随机进行的，而且修复也是随机的，带有很强的偶然性。也就是说，既要设法删除掉多余的碱基，又要尽力阻止细菌的修复系统不要再把被删除掉的碱基给补齐。这两者都“太难了”。“但细菌就真的做到了。它们利用自己天然的基因工程技术，启动复杂的基因重组程序，其中涉及一系列的重组蛋白，最终成功地把那个多余的碱基删除，然后再在那个位点降低修复工作的效率，或者不修复，这样就得到了能利用乳糖的正常基因！”整个细菌因此活了下来。

6. “互救信息”增强细菌的抗药性

细菌受针对性的抗菌素作用一般情况下全部死亡，但用的次数多了，个别细菌会发生突变，获得抗药性，这部分细菌就会繁殖开来，取代原来无抗药性的细菌。

但《科技日报》报道了这样一个事实：细菌的抗药性与其它细菌的“教唆”有关。“数学物理学家艾伦·帕森斯和生物学家理查德·西尔在实验室中分别培育了两个细菌群落，一个置于普通的营养物中，另一个置于含抗生素的食物中，在两个群落中间用一道塑料屏障隔开。在实验过程中科学家观察到，最初，接触抗生素的细菌开始死亡，但是几个小时后，这些奄奄一息的细菌又逐渐恢复活力。他们发现，这种现象只有在空气流通时才会发生，而当两个群落之间完全隔离开时（原文如此，可能指搬开或用更严密的屏障隔离），接触抗生素的细菌将完全死亡。为此他们猜测，这些细菌可能是利用散发到空气中的分子相互沟通的。”

7. 贝利·海尔的研究发现

2002年9月，美国《分子进化杂志》刊登了洛克菲勒大学分子进化学家贝利·海尔（Barry Hall）的发现。“贝利·海尔和他的同事通过比较不同细菌株系中OXA β-内酰胺酶基因的序列重建了这个基因家族的进化史。”OXA β-内酰胺酶基因是这样一种基因，它对消灭沙门氏菌和葡萄球菌的抗菌素有抗性。“研究人员发现，这些基因是分三次独立的时机跳到质粒上的。用随时间推移自然发生的遗传变异的数目来估测这三次事件何时发生，研究人员确定，其中两次转移发生于几百万年前。”

理论争议

获得性是后天发生的变异，是生物在环境影响下所产生的后天新性状的简称。获得性能否遗传?这是遗传学中两派争论的焦点之一。 ·

早在1809年，法国生物学家拉马克在所著的《动物学哲学》一书中就肯定地认为：生活条件和器官锻炼影响下，肝获得的新性状是可以遗传的。后来达尔文在所著的《物种起源》中，也承认获得性可以遗传。米丘林学派强调获得性可以遗传。如在养猪业中，在人为的条件下，形成了许多优良的品种，获得了其祖先所没有过的新性状，体格变大，肉质变嫩，成熟变早、性情温和等等，如果获得性不能遗传，这些事实又将如何解释。

摩尔根学派认为：获得性是不能遗传的。由魏斯曼曾经进行过22代的老鼠断尾试验，结果每代仍有尾巴，因而他否认获得性可以遗传而创立了“种质学说。，认为种质受到环境影响也不起变化，身体在环境影响下可以发生变化，但不能遗传给后代。

米丘林学派认为：魏斯曼的老鼠断尾试验，并不是生物体所产生的变异，而是外力的伤害。生物体对机械损伤和残疾是不能遗传的。例如给猪编号进行记录，在其耳上剪了几个缺刻，虽其父母都被剪过，而后代仔猪仍表现完整无缺。获得性的产生是由于生物体在生长发育过程中同化新的环境条件的结果。如果这种获得的新性状能影响性细胞的形成，那么这类新性状将会得到遗传。由于生物体性细胞的遗传保守性很强，可以削弱新性状对性细胞的影响。因此，生物体发生变异的大小，影响新陈代谢过程的深浅，决定着遗传给后代可能性的多少。

摩尔根学派用基因、遗传物质来代替“种质”，认为遗传物质是不变的，只有基因突变才能产生新的变异。基因突变包括两方面：染色体畸变和基因突变（即点突变）。染色体畸变在显微镜下可以观察到的，而点突变是化学性质上的改变。狭义的突变一般指的就是基因突变（即点突变）。如无角牛是如何发生的呢?他们认为牛的有角或无角是因为某些遗传因子从一代到另一代有时会发生变化。并且已知无角犊牛在有角牛群中出现的比例约为二万分之一，有角亲代产生无角犊中是由于有角亲代的遗传因子发生突变的结果。

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