卷首语
在上期文章中，咱们提到，摩尔根根据果蝇实行进一步进展和完好了孟德尔的遗传学理论，把基因定位到了染色体上，并且成立了染色体遗传学说；不过似乎孟德尔同样，摩尔根并没有完全搞懂得基因的化学实质是甚么，更不懂得基因是怎么把持生物体的各式性状的；只管染色体遗传学说在人类的临盆试验中获患了普及的运用，不过在摩尔根的时期，“基因”的实质和“基因”怎么把持生物体的性状，仍然是两个悬而未决的题目。
科学进展的最大动力来自于人类对于未知事物的激烈的猎奇心和求知欲。年，美国科学家比德尔经由对血色面包霉X射线诱变的探索，提议了“一个基因一个酶”的学说，该理论觉得一种基因构成一种酶来影响生物体标奇立异流程中的一个环节，进而把持生物体的性状；年，美国科学家埃弗里经由肺炎双球菌转折实行，第一次将基因的化学实质指向了DNA；受此警示，年，沃森和克里克经由X射线衍射，发掘了DNA的双螺旋构造模子，并于年提议了从DNA到卵白质的“中央法则”假说；年美国科学家梅塞森经由DNA的同位素符号实行，阐通达DNA的半保存复制机制；年，布伦纳经由一系列实行，表通达mRNA的存在和mRNA通报遗传讯息的机制；年，法国科学家莫诺提议了支配子模子，创始了基因调控探索的开端；年，霍利初度分别了tRNA，并注解了tRNA的序列与构造；年，科拉纳等人破译了遗传暗码并注解了其在卵白质合成中的效用。至此，从基因的化学实质到基因把持生物体性状的机制，一套完备的理论编制被逐步建树了起来，同时也颁发了分子生物学的出生。
一个基因一个酶
从孟德尔发掘遗传规律并且提议遗传学理论假说，到摩尔根经由果蝇实行把基因定位到染色体上并成立了染色体遗传学说，遗传学在人类的临盆试验中获患了普及的运用，这些都注解了遗传学说是切确的，是经得起试验检验的，只管人们那时并不懂得基因究竟是个甚么玩意儿，也不懂得基因是怎么把持生物体的遗传和性状的。不过这两个题目却不断搅扰着那时的科学家，同时也吸引了大量的科学家（生物学家、化学家、物理学家）前往探索和谋求。真堪称：山河如画，短暂几何英雄。
甚么是酶
只需有中学学历，对于酶必定不会生疏；对于大夫来讲，酶是最稀有的一个字，生化探测中会碰到各式各式的酶；对于高足物的，酶更是千载难逢，险些每个实行都要用到各式各式的酶来实行生化反响。在日本和台湾，酶也被称为“酵素”，英文enzyme。那末酶是怎样被发掘的？酶在生物体中又表现着甚么样的功用呢？
本来人类操纵酶曾经有几千年的汗青了，从酒类和酱类的发酵制做发端，人们就曾经在临盆试验中无心识的操纵酶了。不过直到18世纪，人们才意识到了酶的存在并发端成心识的开展了对酶的探索，19世纪、20世纪生物化学的进展，才极地面推进了人类对于酶的深入探索，时至昔日，生物化学的重点探索方位之一仍然是各式各式的酶和卵白质。
年，意大利科学家斯帕兰扎尼计划了一个高明的实行：将肉块放入小巧的金属笼中，尔后让鹰吞下去。过一段时光他将小笼从鹰肚子里掏出，发掘肉块消散了；
年，法国的佩恩和帕索兹从麦芽的水解物顶用酒精积淀得到一种能够使淀粉生成糖的物资，并将其定名为diastase，也即是此刻所谓的淀粉酶；
年，德国科学家施旺从胃液中提掏出一种物资，这类物资能够消化肉类，此后肉类的消化之谜被解开；
年，美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提掏出脲酶的结晶，并经由化学实行阐明脲酶是一种卵白质；
到了20世纪30岁月，跟着生物化学的进展与老练，科学家们接踵提掏出多种酶的结晶，并指出酶的化学实质是一类具备生物催化效用的卵白质。
黑尿症与尿黑酸氧化酶
平常尿液和黑尿症尿液颜色对照
黑尿症（alkaptonuria），又称伽罗德归纳征，是一种稀有的遗传病，因尿色发黑而得名。这类疾病与酪氨酸和苯丙氨酸的代谢妨碍干系，具备无奈合成尿黑酸氧化酶的缺点，致使黑尿病患者的尿里含有大量的尿黑酸，而使尿液展现黑色。由于尿黑酸对人体有*性，恒久堆集，会引发骨骼、肝脏和肾脏等器官的侵害。
最先探索“黑尿病”的是英国大夫兼生物化学家伽罗德。经由探索，年，伽罗德发掘通盘正凡人的尿液里都能分别出尿黑酸氧化酶，而黑尿症病人却没有。经由考察了这一患者的家属史，伽罗德发掘这是一种单基因隐形遗传病，合适孟德尔遗传规律。伽罗德的探索声明，人体生理代谢流程中的尿黑酸氧化酶与孟德尔提议的基因（黑尿症基因）之间存在着某种必定的干系，这是人类初度将基因和酶干系了起来，但是他的发掘在那时却没有引发注重。
一个基因一个酶学说的提议
时光到了20世纪三十岁月，生物化学的进展曾经让人们了解到酶在生物体代谢流程和生化反响中的把持效用，并且那时的人们遍及笃信卵白质在性命流程中起着分外主要的效用，以至有人觉得连遗传物资也大概是卵白质。在此前提下，美国科学家比德尔和塔特姆经由对X射线晖映血色面包霉的探索提议了“一个基因一个酶”的学说。
比德尔和塔特姆
比德尔最发端因此果蝇做为实行材料来实行遗传学探索的，所采取的办法也和摩尔根同样，先是用各式办法诱变果蝇，以期果蝇构成可遗传的生理性状的突变，怎样果蝇的突变率确凿过低，以是没有得到有价格的发掘。想昔日摩尔根那不过屡屡折腾果蝇，用尽了各式诱变办法才获患了一只能褂讪遗传的白眼果蝇，成天揣在身上，爱护的像个宝物似的。到了年，比德尔抛却了果蝇，与塔特姆协做，发端将血色面包霉做为探索目标。
血色面包霉是丝状真菌，属于子囊菌，老练的单倍体胞子之间能实行有性繁殖，构成二倍体，并具备像高档动物那样的染色体；尔后实行两次减数分割和一次有丝分割再复原到单倍体的胞子状况，单倍体的胞子更成长为菌丝体，待胞子老练再投入到下一轮的有性繁殖。血色面包霉的世代周期很短，有性世代可短到10天。个别状况下，血色面包霉在含有糖、小量维生素和无机盐的培育基中就可以很好成长，这类最简明、最瘠薄的培育基也被称为底子培育基。除此除外，血色面包霉成体阶段是单倍体，如此就使得通盘的突变基因都能体现出来，呈体现型，不存在所谓隐性突变。这些特色使得血色面包霉成为了抱负的遗传学实行材料，直至此刻。
血色面包霉生计周期
比德尔和塔特姆在实行顶用X射线晖映血色面包霉的胞子，现实表明这是一个切确的取舍，经由X射线晖映后，血色面包霉胞子的变动率比果蝇强太多了，典范的变动即是晖映后的胞子在底子培育基上不成长，而在底子培育基的底子上增加了某些氨基酸以后才气平常成长，并且这类变动是能够遗传的，并且合适孟德尔的遗传规律。比方，有的胞子不能像平常的胞子那样在底子培育基上成长，务必在底子培育基里增加精氨酸后才气平常成长。这注解X射线的晖映能够使面包霉的胞子构成某种基因突变，突变的基因变换了胞子操纵底子培育基合成血色面包霉成长所必须的氨基酸的手腕。
经由X射线晖映，比德尔和塔特姆获患了大量的突变胞子，经由在底子培育基中增加不同的物资，并张望它是不是能使突变的胞子平常成长，经由这类办法，比德尔和塔特姆判断出了大量不同表率的胞子突变。
在鉴识了大量突变体以后，比德尔和塔特姆对它们逐个做了统计解析。解析的结局声明，合成妨碍和基因突变有着直接的干系，合成妨碍能够看做是基因突变的结局。根据实行结局，并连合那时人们对于酶在生物体物资代谢流程中的效用的深入了解，比德尔和塔特姆得出论断：基因突变能够引发酶的变换，一个基因把持着一个特定的酶。后来这一论断被说成更为简略的一句话：“一个基因一种酶”。
对于基因观念的深入了解
在孟德尔和摩尔根的时期，以至在咱们中学教材里，咱们对基因的直觉了解即是圆粒基因相对于皱粒基因、高颈基因相对于矮颈基因、红花基因相对于白花基因、红眼基因相对于白眼基因等生物体的外表样式；只管染色体遗传学说在摩尔根的时期获患了普及的运用，不过人们对于基因的了解照旧分外的浮浅和朦胧。比方豌豆的高颈基因和矮颈基因究竟是甚么？岂非所谓的“高颈基因”即是独自的一种高明物资，这类高明的物资直接把持着豌豆植株的高矮？要懂得豌豆植株的高度可不是甚么非高即矮，而是赓续突变的，那些中央高度的豌豆又该怎样用基因的主张来注解？咱们懂得，孟德尔昔日做杂交实行时采选的豌豆相对性状比方高矮、红白、圆皱等，都是很简明对照出来的，那末对于数目浩繁的其余性状，又该怎样用基因的主张注解呢？通盘的这些题目，都搅扰着那时的人们。
到了20世纪30岁月，生物化学以及生理学的进展令人们逐步了解到生物体通盘的性状和生物体内代谢流程中的生化反响亲密干系，而生物体内各式各式的酶到处这些生理生化流程之中起着关键效用，酶的缺失与否直接决议着生物体生理生化反响的开启与阻塞，而酶含量的几何则决议了生物体内生理生化反响的水平。
“一个基因一个酶”的学说将基因与酶干系了起来，使基因的观念从朦胧不清变得明晰详细------基因经由把持酶的活性和含量来决议生物体的各式性状。用这类主张再来注解诸如豌豆植株的高矮等性状就释然乐观了，酶的量不优劣多即少的，而是突变的，把持豌豆高矮的某种酶含量多的话，豌豆植株就响应的高一些，反之则矮一些。
基因的化学实质是核酸
从孟德尔提议“遗传因子”这个观念发端，对于基因的化学实质这个题目，不断都是人们最为