基因突变

1886年，荷兰生物学家德弗里斯在荷兰北部一块废弃的种马铃薯的土地上开始用月见草进行试验，发现早在1875年就已经生长在那里的月见草的所有器官都有突变。除扁化和瓶状化外，寿命的长短等也有明显的区别。德弗里斯便提出了一种新的见解，认为这种不连续的、突然出现的变异，是进化改变的主要源泉，物种是由突变而一步形成的。这就是德弗里斯所提出的突变理论。

钋淋巴细胞染色体畸变

现在知道的突变可分为2大类：一类是染色体畸变，这些变化用细胞学的方法，能够用肉眼观察到；另一类是基因突变，这种变化一般不能直接地观察到，是基因的化学基础的变化。我们所说的突变一般指基因突变。

一提起突变，往往都被罩上一层神秘的不可预测的色彩，事实也是如此。自然界的突变往往是偶然的，而且是自发产生的。但是，基因突变也与基因本身一样，存在一定的规律性。基因突变是普遍的现象。在自然界的各种因素如X射线、温度和各种化学物质等的影响下，基因的突变是经常发生的，并且有一定的频率。据估计，细菌的突变频率是1×10^－4～1×10^－10，高等生物的突变频率是1×10^－5～1×10^－8。

首先，摩尔根学派认为基因突变是广泛存在的。遗传学家在植物、动物、微生物上都发现了广泛的突变现象。

其次，突变的发生是可重复出现的，它具有相对稳定的频率。摩尔根第一次发现的白眼果蝇突变，后来又多次在实验中出现过。

第三，突变具有可逆性。假如说某一野生型基因A突变成它的等位基因a，这是正向突变；基因a又可以发生回复突变，从基因a突变成野生型基因A。

第四，突变就一般所观察到的生理功能或形态改变而言都具有有害性。在果蝇中发生的突变，像无眼、卷翅、退化翅、无触角、短肢等都造成个体生活力降低。果蝇还有很多基因突变是致死的，或者是在纯合状态致死的。

第五，基因突变的多方向性。有人从红眼的野生型基因中不止一次地获得白眼基因w，不久又从红眼的野生型基因中获得伊红眼基因（记为wr）。

这个基因，经测定就在w位置上，所以它成为w位置上的第三种等位基因，称为复等位基因，当然这3个基因一定不会存在于同一个体里，一个果蝇是不能有3个等位基因的。3个基因相互间的显隐性关系也各有所不同。以后又连续发现这个w的位置上，像变戏法似的，在不同的果蝇个体中表现出不同的颜色：象牙色wi，樱桃色web，珍珠色wp，血色wbi……突变型的数目多达20种。基因的这种“变戏法”在金鱼草、鼠、猫等许多动植物中，以至人种中，都广泛存在。

基因突变不可捉摸，对生物体又有如此之危害，而且还会在生物体中累积，这样下去，生物体怎么能把优良特性稳定地遗传下去呢？这种担心是不必要的。首先，基因是非常稳定的，基因突变或染色体畸变对于一个生物来讲毕竟是极其稀少的；这些少数基因的突变还可以增加生物的遗传性能的多样性，并非全然是坏事。其次，所说的基因突变的多方向性终究还是有限度的。果蝇的白眼基因决不会突变成牛眼基因，玉米种子的突变决不会下出鸡蛋来。最后，生物还有一个“残忍”的绝招，那就是：对那些遍体都是基因突变创伤的子孙，干脆扔给大自然淘汰处理。所以总的来说，生物的优良遗传特性仍可以保持相对稳定。

细菌对外界变化的环境，尤其是对抗生素的“响应”能力实在太明显了。随着各种抗生素的广泛应用和发展，起先是20世纪30年代中的磺胺剂，后来是20世纪40年代的青霉素和链霉素，细菌对药物发生抗性的现象越来越普遍。当时人们普遍接受的观点是：细菌只要暴露于药物之后，就会获得它们的抗性。

研究指出，用X射线、紫外线、高温等外界条件，可以引起突变的发生并且大大地提高突变的频率，从而推进了人们对基因突变的研究，并且逐渐形成一门新的学科——辐射遗传学。

现在，人们知道化学诱变剂比起X射线等物理诱变方式有很多优点，它可以以液体方式渗入到动植物或微生物的培养液或培养基中，操作方便，而且诱变效率非常高。有的化学药物几乎可以达到非常专一的诱导作用，这是物理方法所办不到的。现在化学诱变剂的名单已经很长了，多达数千种。