简述遗传和变异

简述遗传和变异

内容摘要：遗传是物种延续的基础，变异是生物进化的动力。遗传和变异是一对矛盾体。遗传与变异是生物的基本特征之一，根据生物性状在群体内的遗传变异规律，将其划分为质量性状和数量性状两大类，，准确地估算数量性状由基因型差异引起的可遗传的变异和由环境条件引起的不能遗传的变异，对提高数量性状育种的效率是非常重要的。

关键词：遗传变异 DNA 染色体

遗传遗传是指亲子间的相似现象。“种瓜得瓜，种豆得豆。”生物体的生长通过细胞的分裂增值来完成，而繁殖则通过减数分裂和雌雄配子的结合。其中，细胞增值过程中，原核生物进行无丝分裂，真核细胞进行有丝分裂。有丝分裂包括两个紧密过程：先是细胞核分裂，然后是细胞质分裂，使得两个子细胞中各含一个核。根据核分裂的变化特征可以将有丝分裂分为四个时期：前期、中期、后期、末期。减数分裂是指性母细胞成熟时形成配子过程中的一种特殊有丝分裂，使体细胞的染色体数目减半。有丝分裂和减数分裂保证了子母细胞间和亲子代间染色体数目的恒定和物种的相对稳定性。遗传稳定性是生物赖以生存的基础，也是物种稳定性的基础，保持了物种的延续性。

生物性状的遗传，以生殖细胞作为桥梁。即在配子形成过程中的减数分裂后，当配子形成合子时，又恢复了亲代体细胞染色体的数目和内容。遗传物质的变化发展规律，直接关系到生命物质运动中的稳定和不稳定。遗传物质的稳定传递，使生物表现出遗传，这关系到生物种族的稳定发展；遗传物质的不稳定传递，使生物表现出变异，这关系到生物种族的向前发展进化。这充分体现了生命物质（主要是核酸、蛋白质）运动和变化发展的一些重要规律。染色体在细胞的有丝分裂、减数分裂和受精过程中能够保持一定的稳定性和连续性。这是最早观察到的染色体与遗传有关的现象。染色体的主要成分是 DNA和蛋白质。染色体是遗传物质的主要载体，因为绝大部分的遗传物质（DNA）是在染色体上的。也有少量的DNA在线粒体和叶绿体中，所以线粒体和叶绿体被称为遗传物质的次要载体。

根据生物性状在群体(自然群体或杂交后代群体)内的遗传变异规律，将其划分为质量性状和数量性状两大类。凡不易受环境条件的影响、在一个群体内表现为不连续性变异的性状称为质量性状，例如孟德尔所研究的豌豆子粒的形状(圆满与皱缩)、子叶的颜色(黄色与绿色)等等。质量性状是受一个或少数几个效应大的基因（称为主基因）决定的，受环境影响较小，所以呈现非连续变异的、因而能对群体内的各个体进行明确分类的性状。豌豆的花色、动物的性别、人类的各种血型系统等都属于这类性状。在遗传研究中，由于质量性状容易跟踪，也常把它作为标记性状。凡容易受环境条件的影响、在一个群体内表现为连续性变异的性状称为数量性状，又称为计量性状。在生物界中，与质量性状相比，数量性状的存在更普遍、更广泛；农作物的大部分农艺性状都是数量性状，例如植物籽粒产量或营养体的产量、株高、成熟期、种子粒重、蛋白质和油脂含量、甚至是抗病性和抗虫性等. 由于质量性状表现为不连续性变异，对于杂交后代的分离群体，能够用孟德尔所采用的研究方法，根据所具相对性状的差异，将各个体明确地分组归类，可以求出各类型间所包含个体数目的比例关系，并可用文字形容和描述各类型的特征。由于数量性状在自然群体或杂交后代的分离群体内，不同个体间表现为连续性变异，各个体不能用孟德尔方法作出明确的分组归类，不能用分析质量性状的方法来分析数量性状，而是采用生物统计学的方法对性状的遗传变异作定量的描述，对性状的遗传动态进行研究。然而质量性状和数量性状的划分不是绝对的，例如：对于同一种作物的同一性状，在不同亲本材料的杂交组合中可能表现不同，例如水稻和小麦等的株高。有些性状在主基因遗传的基础上，还存在一组微效基因—修饰基因，例如小麦和水稻种皮的红(深红或紫黑)色与白色，在一些杂交组合中表现为一对基因的分离，而在另外的一些杂交组合中，F2的子粒颜色呈不同程度的红色而成为连续性变异，即表现出数量性状变异的特征。在实际应用中，凡是容易受环境条件影响的性状，都可以用研究数量性状的方法去作遗传分析。

变异变异是指个体之间的差异。“母生九子，各子有别。”变异是生物多样性的主要源泉，变异类型分为染色体数目变化、染色体结构变化和基因突变。其中，基因突变是生物进化原材料的主要源泉。基因突变广泛存在于动、植物以及细菌、病毒中。生物个体发育的任何时期中均可的发生突变，其中性细胞的突变率高于

体细胞。由于基因突变发生的概率很小，所以基因突变通常是独立发生的，并且具有多方向性、重演性和可逆性。导致染色体结构变异的因素有自然条件、人工条件，四大类型分别是缺失、重复、倒位、易位。其中，倒位是指染色体某一区段的正常顺序发生颠倒的染色体变异的现象，易位是指染色体一个区段移接在非同源的另一个染色体上的变异现象。染色体变异分为倍数性变异和非整倍性变异。

由于环境条件的影响，即使是基因型纯合一致的两个亲本（P1和P2）和基因型杂合一致的杂种一代（F1），各个个体也呈现出连续性变异，而不是一种基因型只有一个值；这种同一基因型群体内个体间的变异是由环境条件造成的，是不能遗传的。对于F2代群体，既有由于基因分离所造成的个体间基因型差异所导致的表现型变异，又有由于环境条件的影响所造成的同一基因型的表现型差异；前一种变异是可遗传的变异，后一种变异是不可遗传的变异。这两种变异结合在一起，使得F2代群体的连续性变异比其双亲和F1代都更广泛， F2代的变异系数明显地比P1、P2和F1的大。

遗传与变异遗传与变异是矛盾的但又对立统一的关系。由于遗传而确保了生物的稳定性和世代延续性，是相对“不变”的；而变异是绝对的“变”，它使生物原有的特性发生改变，从而产生出新的生物性状或类型，为生物的进化与发展提供动力。没有变异，遗传只能是简单的重复，生物就无法进化。因此，在维持物种的稳定性上，遗传与变异是对立的。然而，没有遗传，变异就不能积累，新的变异就失去了意义，生物同样也不能进化。所以，在进化方面，遗传和变异又是统一的。

遗传是生物稳定性的基础，变异是生物多样性的前提，两者是对立统一的关系。