孟德尔认为植物的每一性状,是由一个遗传因子负责传递的。遗传下来的并不是具体性状,而是遗传因子,因为性细胞里并没有红花、白花等具体性状,他还认为,遗传因子在体细胞内成双存在,而在性细胞内成单,并成颗粒状存在,杂交以后它的颗粒仍保持独立,彼此不融为一体。在杂交产生配子(即性细胞)时,不同遗传因子各自分离开来。并分配到不同的配子里,完整的遗传绐下一代。这就是孟德尔的颗粒遗传因子的概念。
孟德尔的法则与遗传因子的概念,是植物遗传的基本规律,也为生物的基因学说奠定了基础,拉开了现代遗传学研究的帷幕。
到20世纪初,在众多科学家的辛勤努力下,遗传学又有了新的发展,这其中贡献最大的是美国学者摩尔根。摩尔根和他的学生们及其研究组用一种双翅目昆虫——果蝇作为实验材料,对其遗传和变异进行了大量的遗传学和细胞学的研究,提出了染色体遗传理论。
人们大都是饲养猪、狗、猫、鸡、鸭等等,你有没有听说过有人居然喜欢养蝇类,而且成千上万的饲养呢?有这种喜好的人还真的存在,他们便是摩尔根和他的研究组员们。不过摩尔根和他的弟子们养的是一种比较特别的蝇类——果蝇。果蝇的身体很小,饲养成本低、繁殖快,在25摄氏度的时候,果蝇12天就可以繁殖一代,而且一只雌果蝇一次可以生产几千个后代,这就是摩尔根饲养果蝇的原因。事实上,果蝇作为遗传学实验材料还有许多优点,这是摩尔根当时没有想到的。
摩尔根当时用来做实验的雄果蝇具有黑色的身体、紫色眼睛、残缺翅等性状,并且这些性状是可以真实遗传的隐性性状。它们相对应的野生型果蝇是灰色身体、红眼和长翅,这些性状都是显性性状。用具有隐性性状的雄果蝇和具有显性性状的野生型果蝇进行杂交,得到的第一代杂种,全部表现为灰身、红眼和长翅。当把这种杂交的雄性果蝇和具有隐性性状的雌性果蝇做回交实验时,按照孟德尔的自由组合规律,它们的后代应该表现出相等的十六种不同的组合。可是,事实上,它们的后代仅仅出现了两种组合:与它们的祖父母的性状完全一样,不是黑身、紫眼、残翅,就是灰身、红眼、长翅,此外就再也没有其他类型了。
怎么解释这个现象呢?科学家们又遇到了一个大难题。但是,越是有困难就越能激发科学家们的兴趣。为此,不少科学家纷纷进行研究,提出各种假说,但是,只有摩尔根才对这个现象给予了一个成功的解释。
摩尔根首先假定这三个性状的基因都位于一个染色体上,那么,不同染色体上的基因是按照自由组合规律进行分配的,但是在同一条染色体上的基因便不能自由的组合了。摩尔根就把这种现象叫做连锁。后来,科学家们又进行了许多实验,终于证明了连锁现象的存在。科学家们把连锁在一起的基因叫做连锁群,而且他们发现,不少生物的连锁群和单组染色体个数总是相互吻合的,例如果蝇的单倍染色体数目为4,而果蝇恰恰有4个连锁群;玉米有10对染色体,对于玉米已经研究过的400多个基因也刚好属于10个连锁群;孟德尔实验中所用的豌豆有7对染色体,有趣的是孟德尔所用的7对相对性状的基因恰好位于仅有的7对染色体上,所以也就表现出了自由组合的规律。
后来,摩尔根在实验的过程中发现,具有黄体、白眼两种隐性性状的雄果蝇,同具有显性性状的灰体、红眼的雌果蝇**,所生出的子女全部都是显性性状;再将杂交第一代的雌果蝇,同具有黄体、白眼两种隐性遗传性状的雄果蝇回交,便会得到4种孙辈个体,4种个体中,有两种和它们的祖父母相同,或者是黄体、白眼,或者是灰体、红眼,占孙代个体总数的99%。这一点说明,亲代联合在一起的性状,在杂交后代中绝大多数还是合在一起的。可令人奇怪的是,在孙辈后代中还出现了两种新的类型:一种是黄体红眼,另外一种是灰体白眼,这两种类型占后代个体总数的1%。摩尔根认为,这两个基因一定是位于同一染色体上,所以绝大部分(99%)后代依然连锁在一起。可是有少数(1%)个体,在配子形成时,在两个基因间曾经发生了交换,以至于产生了新的组合,他把这种现象称为互换。
摩尔根和以后的学者们为了验证这1%的新个体不是偶尔得到的,而是具有一定规律的,还做了许多实验,对其加以证实、他们在实验中发现,各种不同类型的基因之间的确是存在着一定的互换,而且互换率实际上是高低不一的,这就是遗传学上著名的连锁与互换规律。
真想不到,我们看起来平平常常的豌豆和令人有点讨厌的果蝇,竟然成为人类发现生物遗传规律的载体,看起来,豌豆和果蝇对遗传学发展的贡献可不小呢!
马铃薯
马铃薯又叫土豆、山药蛋、地蛋、洋芋、荷兰薯、爪洼薯等。
马铃薯的生长期短,适应性强,山西有句俗话是这样说的:“五谷无收也无患,只要有二亩山药蛋。”可见马铃薯的地位。所以,人们又把马铃薯称为抗灾备荒作物。
马铃薯在我国既是粮食又是菜,而且它还有产量高、用途多、分布广的特点。马铃薯被收获的部分,我们叫它块茎。它的块茎中含有8%~29%的淀粉,还含有十分丰富的其他营养物质,如蛋白质、糖类、矿物质盐类和维生素B、维生素C;除了含脂肪比较少以外,它所含有的蛋白质、碳水化合物、铁和维生素的含量都比小麦、水稻和玉米的含量要高。同样重量的新鲜薯块产生出来的能量是胡萝卜的2倍、甘蓝的3倍、西红柿的4倍。所以,马铃薯在人们食品中占有很重要的地位,它是高寒山区人民的主要食物。
马铃薯可以用来制造淀粉、糊精、酒精、葡萄糖、合成橡胶、人造丝、电影胶片、糖浆等数十种产品。它还是家畜和家禽的优良饲料。每50公斤茎叶喂猪之后,可以长2。5公斤肉,喂奶牛可以产40公斤牛奶。
马铃薯的老家在南美洲西海岸的智利和秘鲁的安第斯山区,到现在已经有4000多年了。当地的印第安人首先开始种这个作物,他们管马铃薯叫“巴巴可”。印地第人把马铃薯块冷冻去皮,反复晾晒,晒干后称为“丘宁”,作为食物。
目前,马铃薯种植已经遍布全世界,北至北纬71度,南至南纬40度之间的绝大部分国家都种马铃薯。种马铃薯最多的国家和地区是俄罗斯、中国、美国、波兰、德国、加拿大等国家。从人类消费的粮食总量中进行比较的话,马铃薯的消费量占第五位。特别是在欧洲和北美国家,马铃薯在农业生产中占有相当重要的地位,在有些国家和地区,它是人们的主要食品之一。
中国的蔬菜“名牌”
我国地域辽阔,物产丰富。不同地区、不同生态条件下的蔬菜种类、栽培方式各有千秋,形成了各自的特色,创出了自己的“名牌”。
一、山东的“三辣”
章丘大葱、苍山大蒜、莱芜生姜一齐被称为“山东三辣”。
章丘大葱:章丘位于山东省的中部,海拔30~100米,地势平坦,水源充沛,土层深厚,质地松散,土质肥沃。冬春季干旱,夏季高温多雨,秋季天高气爽、风和日丽,无霜期较长,属典型的大陆性内地气候,以上条件都适于大葱生长发育周期的节律性需要,因此造就了其独特的风味。
莱芜生姜:姜在我国分布很广,从南到北均有栽培,北方以山东为主要产区,山东又以莱芜姜负有盛名。莱芜姜远销北京、天津、东北、西北和华北,出口日本及东南亚国家,在国际市场享有一定声誉。
莱芜姜不仅产量高、质量优,而且姜块大、色泽鲜、质地细嫩、辛香味浓、耐贮运。莱芜姜的主栽品种是片姜,长势较强,高70~80厘米,分枝性强,根茎黄皮黄肉,姜球数多而排列紧密,节多而节间较短,姜球上部鳞片显淡红色,单株可产鲜姜300~400克,最重的达1000克。其次是大姜品种,株高达80~100厘米,叶片大而肥厚,茎杆粗壮,分枝数较小,根茎姜球数少而肥大,节少形美。
姜喜温不耐寒,生长最适温度为20~28℃。它对土质要求不太严格,因产地原因比较耐阴,不耐强光,所以在夏季遮荫条件下生长更好。由于其根系不发达,蒸发量又大,因而不耐旱。莱芜地处山东中部,属暖温带大陆性半湿润气候,土质肥沃,生姜主要分布在汶河、汇河下游两岸,水源充沛。5月上旬播种,10月下旬收获,生长期有140~145天,可满足姜135~150天之间的生长需要。8、9月份的凉爽气温正适合姜旺盛生长和养分积累。适时播种,再加上独特的管理方法,才形成了莱芜姜的特色。因此说,莱芜姜之所以成为名产,也并非仅温度或土壤某一单一因素的作用,而是多种生态因子综合作用的结果。
二、宁夏的发菜
发菜是一种陆生藻类植物,因形似头发而得名。又因与“发财”二字谐音,深受海外侨胞的喜爱,常作为节日赠送亲朋好友的礼品,以示“吉祥”。发菜生长于荒漠、戈壁、草原。在我国新疆、甘肃、宁夏、内蒙、青海、陕西都有分布,但以宁夏发菜品质为佳,数量最多,占全国出口量的半数以上。
发菜的食用方法多样,如北京的“酿发菜”、陕西的“拌发菜”、甘肃的“小鸭发菜”、福建的“发菜珠球”、青海的“三色发菜”等,食用起来清香如莼菜、鲜嫩如口蘑、细腻如燕窝、柔韧如针状地衣,并兼具海味。
三、北京的“心里美”萝卜
北京“心里美”萝卜是北京特有品种,它长圆形,绿皮,有草白瓤、血红瓤等,以血红瓤多见。它品质好,贮藏后风味更佳,生食可比水果,凉拌开胃解腻。巧手的厨师们用“心里美”雕刻成各种图案,点缀桌面,增加美感。
经长期栽培,原有品种退化严重,表现为肉质根形状不一,肉瓤着色不均,失去美感,肉质纤维增加,味淡。为使其保持传统特色,提高品质,北京蔬菜中心对血红瓤心里美进行提纯,陆续选择育出了几个综合性状较好的品系,血红瓤达到95%以上,肉脆味正,亩产可达2500公斤以上,目前已在全国不少地方推广试种。