【科学的成语故事】成语科学的有趣故事(25):南橘子北部fructus aurantii基因

“南橘子北区”这个成语在《晏子春秋》中的《晏子使楚》中发现，所以是谁？“水和土壤也不一样。”单击“”

故事流传如下：齐公派晏子特使楚王、楚王听晏子说他有多大能力，他会来，想捉弄他。于是，楚故意在他接见燕的时候，让一名囚犯过去，楚王趁机问道。这个人犯了什么罪？"部下按照楚王的吩咐回答。"回大王那里去，这个珍娜从我们这边偷东西！楚王借此问燕姿：“你们齐人很喜欢偷东西吗？”说。

安子一听就知道无事可做，微笑着回答。王啊，你不知道的是，华南有橘子树，果实又大又甜。如果把它移植到淮北，果实又酸又小，这是为什么呢？因为这两个地方的水土条件不同。这个人不在我们齐国偷东西，到这里怎么能偷东西呢？难道你们楚国的水土有问题吗，让外来的老百姓都喜欢偷东西了吗？这个地方的话，使这个地方的心灵阴谋无法侵蚀大米，想侮辱晏子楚偷鸡。

那么，故事里说的橘子和莴苣到底是怎么回事呢？据说古人根据过去的经验认为环境能改变植物性状。南方的橘子树一旦移植到北方，其果实的味道、色泽等都会发生变化，不能叫橘子，只能叫莴苣。(莎士比亚，橘子，橘子，橘子，橘子，橘子，橘子)。

但是在植物学中，橙子和藤子树(藤子树)其实是两种不同的植物，在植物分类学中分别属于江香和下面的柑橘属和藤子属。

橙树(作者照片)

树(网上)

那么为什么会有“南橘北子”的说法呢？有人认为：这可能是古人在观察中不周到的误会。因为早在春秋战国时期，人们就已经知道如何以树为代目，以橘子树的枝条为穗，嫁接，繁育橘子树苗。(约翰f肯尼迪)。

橘子树只能在零下9以上的环境中生存，而藤子树能承受零下20的低温，所以人们用木头作为砧板，嫁接种植橘子树的橘子苗，从气温比较暖和的华南移植到寒冷的淮北，那棵树底部的橘子枝部分会冻死，地下的藤子树部分安然无恙，所以古人误以为环境变化，导致植物特性的变化，使橘子成为藤子。(莎士比亚，莎士比亚。)。

事实上，生物之间形态上的这些变化比上面说的要简单得多。

遗传和变异

从橘子和蚯蚓之间的这种事例来看，不能说人类早就意识到生物体内有遗传和变异。就像中国古代流传的那样，“种黄瓜种大豆”和“一毛生九子，九子别”说的那样。

从生命科学的角度来看，这两篇文章都有一定的道理，说明了遗传学中最基本的两种现象。前者谈论遗传，后面说的是变异。遗传是相对的，各种后代和祖先之间保持一定的连续性，因此各种物种可以继续延续。突变是绝对的。因为所有后代的形态特征都和祖先一样。在自然或客体的作用下，性质总是发生如此明显或微妙的变化，其中一些是遗传的，随着时间的推移，会产生更多的新物种，新的生物物种在不断进化的过程中诞生。

这牵涉到生物学的遗传问题。要知道遗传学是研究生物遗传和变异的科学。对于200多年前的人来说，不太清楚遗传是什么，变异是什么。进入19世纪30年代后，由于无数科学家的不断探索，人们从科学的角度逐渐认识到它，20世纪50年代初，终于接近包含着生命无限奥秘的DNA和双螺旋结构学说，从根本上揭开了生命基因的神秘面纱。(在美国，英国，英国，英国，英国，英国，英国，英国，英国，英国，英国，英国，英国，英国，英国，英国，英国，英国，

寻找基因的过程

达尔文《物种起源》本书出版的头两年，即1857年，一位名叫孟德尔的奥地利新娘在他居住的圣托马斯修道院的后院开始了为期8年的豌豆杂交实验。1865年，孟德尔根据豌豆杂交实验的结果发表了著名的论文《植物杂交试验》，解释了他发现的显性、隐性遗传现象和两个重要的遗传学规律3354分离规律和自由组合规律。

孟德尔(来自互联网)

但是什么物质决定了生物学中的这些遗传规律呢？孟德尔提出了生物学遗传性的假设。

状是通过一种被称之为"遗传因子"的物质来传递的。之后，科学家们通过实验证实了孟德尔遗传规律的正确性，但孟德尔学说中的遗传物质——"遗传因子"究竟在细胞中的什么位置上呢？这一难题困扰了当时科学家很长的一段时间。

到了19世纪70年代，随着科学的进步，细胞学研究也得以长足进展。1879年，德国生物学家弗莱明在细胞核内发现了一种可被红色碱性染料染色的"微粒状特殊物质"，他称之为"染色质"。1888年，德国解剖学家瓦尔德耶尔把这些染色质改称为"染色体"。此后，科学家们又发现了染色体与细胞分裂之间的关系，意识到染色体很有可能就是重要的遗传物质，这就为孟德尔的"遗传因子"假说提供了一个可信的证据。

1903年，美国细胞学家萨顿在实验过程中又发现染色体的行为与孟德尔提出的"遗传因子"行为有着一种平行性，只要假定这些遗传因子在染色体上，那么，孟德尔的分离定律和自由组合定律机制就可以得到一个合理的解释。这一推论被后来的研究成果所证实，从而为遗传学中的"染色体"学说奠定了坚实基础。

但是，染色体是否就是遗传因子呢？生物体内的染色体数目很少，如豌豆有7对染色体，果蝇仅有4对染色体，而它们所反映的遗传特性却很多很多。萨顿因此猜想：是不是每条染色体上存在有多个的遗传因子？1906年，英国生物学家贝特森发现豌豆的某些遗传特征总是与另外一些特征一起遗传。这说明萨顿的猜想有一定的道理。1909年，作为丹麦植物学家和遗传学家的约翰逊提议用"基因"一词来代替"遗传因子"，并得到了当时生物学家们的广泛赞同。

基因是否真的存在于染色体之中呢？萨顿和贝特森只是猜测。而首先通过实验结果证实这一猜想的，则是美国的生物学家摩尔根。

起初，摩尔根对于孟德尔的"遗传因子"学说持怀疑批评甚至于反对，因为这一学说缺少一种实验证明。从1909年起，摩尔根开始通过果蝇实验来研究遗传现象，他在一群红眼果蝇中发现有一只白眼雄果蝇。当他利用这只白眼雄果蝇与红眼雌果蝇交配，发现第二代白眼果蝇竟然全部都是雄性的。加上当时其他科学家已经证实性别是由染色体所决定，因此他推断，白眼基因一定是与雄性基因处于同一条染色体上。这就成了人类获得的染色体是基因载体的实验证据。摩尔根通过实验还进一步发现，明确揭示了一条染色体中可以存在有多个基因。

在事实面前，摩尔根不仅勇敢地承认了自己的错误，并发展了孟德尔的理论，进一步完善了遗传学的染色体学说。但是，摩尔根虽然创立了基因遗传理论，科学家们也通过多个遗传现象证实了基因的存在，但他们当时却始终未能在实践中观察到基因这一物质。所以当年的摩尔根也只能说："像化学和物理学家假设看不见的原子和电子一样，遗传学家也假设了看不见的基因。"

直到今天，人们才终于搞清楚，基因是染色体中能够完成特定生理功能的一段核苷酸序列。此外，要想清楚观察到"基因"的存在，还需要专门的DNA测序技术，电子显微镜不能直接分辨基因的原因，是因为组成基因的核苷酸是由多个原子组成的化学基团，电子显微镜是不能区分其中不同的原子并做到准确定位的。

走出了深闺的DNA

科学家们的研究结果表明，今天的理解是：染色体是细胞核中容易被碱性染料染成深色的物质，它是由DNA和蛋白质两种物质组成，DNA作为遗传信息的载体，主要存在于细胞核中。

20世纪50年代初，科学家沃森和克拉克提出了著名的DNA分子双螺旋结构理论，为我们叩开了窥视基因的大门。他们的研究理论揭示了DNA分子具有双螺旋结构，像二条交叉的螺旋形的梯子一样，DNA上那些决定着生物性状的小单位，就是"基因" 。基因决定了生物的性状，一条染色体由一个DNA分子组成，一个DNA分子上有着许多个基因。因此，基因是DNA分子中能控制生物性状的遗传单位，DNA是位于染色体上的遗传物质，染色体是遗传物质的载体。

DNA双螺旋结构示意图（来自知乎）

生命、细胞、染色体、DNA和基因之间的关系

人类为了探索生物的遗传学机制及其发生的根源，已经走过了荆棘丛生的漫长道路，但探索与实践从未停止。近百年来，随着时代的进步，科学技术的发展，人们逐渐通过用科学的态度和方法来理解解释遗传现象。当初有谁会想到，在遗传学200多年的舞台上，生命的无穷奥秘就这么一波接一波地轮番演绎着。而且，这样的演绎今天仍然在继续……

本文曾刊发于“科学24小时”2018.12，这里有所修改

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