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基因 (gene) 基因(gene) 研究遺傳學的科學家 認為遺傳遺傳學的粒子特性 (particulate nature of heredity) 孟德爾 (1866年) 提出生物的特徵是由遺傳單位 ( 他稱為元素，現稱為基因 ) 所決定及攜載 並可藉染色體遺傳至下一代 基因的定義(Definition of gene) 是重組單位 (a unit of recombination) 從 Morgan 果蠅編製的染色體圖研究 Morgan 假定基因是染色體上能藉互換而與鄰節分離的小段 基因被考慮為一大單位、為染色體上的一特定區域，以決定某一項明顯的特徵 基因為一突變單位 (gene as a unit of mutation) 從突變的研究顯示，染色體的構造、其鹼基序、或其中一個鹼基鰥生突發性或隨機性的改變時，生物的特徵亦會改變 基因可以細如 DNA 螺旋內的一對鹼基 基因是染色體上可進行突變的最小段 基因為一功能單位 (gene as a unit of function) 較為廣泛被接受 基因已廣知能決定生物的構造、生理、及生化特徵 有些生物學家認為基因便是染色體上可產生一特定產物的最小段 從 Beadle Tatum 的研究可確認這個定義的真實性 - “ 一基因一酵素假說 (one gene one enzyme hypothesis) ” 並由必威体育精装版的一門生物學研究 - 份子遺傳學証實 ( 最後此概念縮窄為 “ 一作用子一多 月太鏈假說 (one cistron one polypeptide hypothesis) ” 基因與酵素(Gene enzymes) 最初由一位英國物理學家 Sir Archibald Garrod 提出 (1908年) 被首批研究遺傳學的科學家証明 (40年後) 例子 (1) 苯甲丙氨酸、酪氨酸 ( 作用為製造細胞內的蛋白質、 及合成其他結構和生理化合物 ) 若這兩種氨基酸過量 -- 被代謝分解成為 CO2、H2O、及 含氮廢物 ( 代謝作用由一系列酵素催化 ) 催化上述代謝活動的酵素有缺陷 / 缺乏 -- 代謝失調 eg.苯丙酮酸尿症 (phenylketomuria) 甲狀侏儒病 (goitrous cretinism) 白化症 (albinism) 尿黑酸症 (alkaptonuria) 這些缺陷可遺傳 -- 顯示受隱性基因控制 例子 (2) (1941年) Beadle Tatum 進行 “ 一基因一酵素 ” 的研究實驗 實驗材料 - 胞脈菌 (Neuropsora crassa) - 為一子囊菌真菌 - 好處 : 容易培養、能大量培植、 生命週期短、營養期為 單倍體 -- 是實驗成功的因素 胞脈菌的無性生殖 萌發 分生孢子 (conidia) -- 菌絲體 (mycelium) 胞脈菌的有性生殖 受精結合 不同性別的菌株 2(n) 合子 減數分裂 + 有絲分裂 萌發 菌絲體 子囊 (內有 8 個 (n) 子囊孢子) 基本培養基 (minimal medium) ( 只含有糖、鹽、及維生素 ) -- 胞脈菌可在基上萌發生長 (顯示胞脈菌能自行合成其他營養素 並由體內的酵素催化 ) Beadle Tatum進行的實驗研究 一基因一酵素假說(one gene one enzyme hypothesis) Beadle Tat