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模式生物系列专题——概述:什么是模式生物?

模式生物(model organism):指作为实验模型以研究特定生物学现象的动物、植物和微生物。从研究模式生物得到的结论,通常可适用于其他生物。所以,生物学家通过对模式生物进行科学研究,用于揭示某种具有普遍规律的生命现象。

高中生物教材中孟德尔在揭示生物界遗传规律时选用豌豆作为模式生物,摩尔根选用果蝇作为模式生物发现了遗传学第三定律,并证明“基因在染色体上呈线性排列”,成为第一个以遗传学领域的贡献而获得诺贝尔生理学奖的科学家。在他们的研究中,豌豆和果蝇就是研究生物体遗传规律的模式生物。选择什么样的生物作为模式生物首先依赖于研究者要解决什么科学问题,然后寻找能最有利于解决这个问题的物种。19世纪末20世纪初,人们就发现,如果把关注的焦点集中在相对简单的生物上则发育现象的难题可以得到部分解答。因为这些生物更容易被观察和实验操作,因此,除了在遗传学研究外,模式生物研究策略在发育生物学中获得了非常广泛的应用。

目前在人口与健康领域应用最广的模式生物包括:噬菌体、大肠杆菌、酿酒酵母、秀丽隐杆线虫、海胆、果蝇、斑马鱼、爪蟾和小鼠。在植物学研究中比较常用的有,拟南芥、水稻等。随着生命科学研究的发展,还会有新的物种被人们用来作为模式生物。但它们会有一些基本共同点:

 1)有利于回答研究者关注的问题,能够代表生物界的某一大类群;

 2)对人体和环境无害,容易获得并易于在实验室内饲养和繁殖;

 3)世代短、子代多、遗传背景清楚;

 4)容易进行实验操作,特别是具有遗传操作的手段和表型分析的方法。

大肠杆菌

果蝇

 豌豆


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