八年級生物下冊：生物的遺傳和變異人教版

開篇：生命的延續與多樣“種瓜得瓜，種豆得豆”，這句古老的諺語道出了生物界一個普遍現象——親代與子代之間在形態、結構和生理功能上的相似性，這就是遺傳。然而，世間沒有完全相同的兩片葉子，即使是同卵雙胞胎，也存在著細微的差異，這種親代與子代之間以及子代個體之間的差異，我們稱之為變異。遺傳和變異是生物界普遍存在的生命現象，它們共同塑造了生物的多樣性，也是生物進化的基礎。本章我們將一同探索遺傳與變異的奧秘。一、基因控制生物的性狀1.1性狀與相對性狀我們觀察周圍的生物，會發現它們具有各種各樣的特征。例如，人的單眼皮與雙眼皮、有無耳垂、卷舌與不卷舌；植物的花色、果實的形狀、莖的高矮等。這些生物體所表現出來的形態結構特征、生理特性和行為方式，統稱為性狀。在遺傳學上，把同種生物同一性狀的不同表現形式稱為相對性狀。比如，豌豆的高莖和矮莖是一對相對性狀，番茄果實的紅色和黃色也是一對相對性狀。理解相對性狀的概念，是我們研究遺傳規律的起點。1.2基因——控制性狀的基本單位是什么決定了生物的性狀呢？科學家們通過大量的實驗研究發現，生物的性狀是由基因控制的。基因是有遺傳效應的DNA片段，它們位于染色體上，是控制生物性狀的基本遺傳單位。每種生物的體細胞中，染色體的數目是一定的，并且是成對存在的。例如，人的體細胞中有23對染色體。在這些染色體上，攜帶著控制各種性狀的基因，因此基因也是成對存在的。1.3基因、DNA與染色體要理解基因，我們需要先認識DNA和染色體。DNA（脫氧核糖核酸）是主要的遺傳物質，它的結構像一個螺旋形的梯子，即雙螺旋結構。染色體則是由DNA和蛋白質兩種物質組成的，它是DNA的主要載體。基因就像DNA長鏈上的一個個“小片段”，每個基因都控制著特定的性狀。一條染色體上通常包含一個DNA分子，而一個DNA分子上則包含有許多個基因。因此，染色體、DNA和基因之間的關系可以概括為：染色體是DNA的載體，基因是有遺傳效應的DNA片段。1.4基因的顯性與隱性在生物的體細胞中，控制性狀的基因是成對存在的。在這成對的基因中，有些基因所控制的性狀是能夠表現出來的，而有些則不能。我們把控制顯性性狀的基因叫做顯性基因（通常用大寫英文字母表示，如A），控制隱性性狀的基因叫做隱性基因（通常用小寫英文字母表示，如a）。當細胞內控制某種性狀的一對基因，一個是顯性基因，另一個是隱性基因時，只有顯性基因控制的性狀能夠表現出來；只有當控制某種性狀的一對基因都是隱性基因時，隱性性狀才會表現出來。例如，決定人有無耳垂的基因，如果一個人攜帶的是一對顯性基因（AA）或一個顯性基因和一個隱性基因（Aa），他都會表現為有耳垂；只有當攜帶的是一對隱性基因（aa）時，才會表現為無耳垂。二、基因在親子代間的傳遞2.1生殖過程中染色體的變化生物體在形成生殖細胞（精子或卵細胞）時，成對的染色體要分開，分別進入不同的生殖細胞中。因此，生殖細胞中的染色體數目是體細胞的一半，并且不成對存在。例如，人的體細胞中有23對染色體，那么精子或卵細胞中就只有23條染色體。2.2基因經精子或卵細胞的傳遞由于基因位于染色體上，因此，在生殖細胞形成過程中，成對的基因也隨著染色體的分開而分離，分別進入不同的精子或卵細胞中。當精子和卵細胞結合形成受精卵時，染色體又恢復到原來體細胞的數目，成對的基因也隨之結合。因此，生物體的各種性狀都是由來自父母雙方的基因共同控制的。這就是基因在親子代間傳遞的基本過程，也是“龍生龍，鳳生鳳”的遺傳現象的細胞學基礎。三、生物的變異3.1變異的普遍性如同遺傳一樣，變異也是生物界普遍存在的現象。你能舉出一些生物變異的例子嗎？比如，不同品種的菊花在顏色、形態上的差異，同一株植物上結出的果實大小不盡相同，甚至我們每個人在相貌、身高上與父母和兄弟姐妹也存在差異。3.2可遺傳的變異和不遺傳的變異根據引起變異的原因，我們可以將變異分為兩類：可遺傳的變異：由遺傳物質的改變引起的變異，能夠遺傳給下一代。例如，基因突變、染色體變異等。鐮刀型細胞貧血癥就是由基因突變引起的可遺傳變異。不遺傳的變異：單純由環境因素引起的變異，如果沒有影響到遺傳物質，就不會遺傳給下一代。例如，長期在戶外工作的人皮膚變黑，由于水肥充足而長得特別高大的玉米等。3.3變異在進化中的意義變異是生物進化的原材料。如果生物沒有變異，就不能適應不斷變化的環境，也就沒有進化可言。有利的變異會被自然選擇保留下來，并通過遺傳傳遞給后代，使生物不斷向適應環境的方向發展。四、遺傳與變異在實踐中的應用人類對遺傳和變異的認識，已經深入到基因水平，并廣泛應用于農業、醫藥、環境保護等領域。在農業上，人們利用人工選擇的方法，培育出了許多優良品種，如高產的水稻、抗倒伏的小麥、品質優良的畜禽等。雜交育種是常用的方法之一，通過將具有不同優良性狀的個體進行雜交，從中選育出同時具有多種優良性狀的新品種。隨著生物技術的發展，基因工程（轉基因技術）也得到了廣泛應用。科學家可以將一種生物的基因轉移到另一種生物的體內，從而培育出具有特定性狀的轉基因生物，如抗蟲棉、轉基因大豆等。這些技術為解決糧食問題、提高農產品品質等方面做出了重要貢獻。結語：探索生命的奧秘永無止境生物的遺傳和變異是生命世界中既普遍又奇妙的現象。從孟德爾的豌豆雜交實驗到如