八年级生物下册：生物的遗传和变异人教版

开篇：生命的延续与多样“种瓜得瓜，种豆得豆”，这句古老的谚语道出了生物界一个普遍现象——亲代与子代之间在形态、结构和生理功能上的相似性，这就是遗传。然而，世间没有完全相同的两片叶子，即使是同卵双胞胎，也存在着细微的差异，这种亲代与子代之间以及子代个体之间的差异，我们称之为变异。遗传和变异是生物界普遍存在的生命现象，它们共同塑造了生物的多样性，也是生物进化的基础。本章我们将一同探索遗传与变异的奥秘。一、基因控制生物的性状1.1性状与相对性状我们观察周围的生物，会发现它们具有各种各样的特征。例如，人的单眼皮与双眼皮、有无耳垂、卷舌与不卷舌；植物的花色、果实的形状、茎的高矮等。这些生物体所表现出来的形态结构特征、生理特性和行为方式，统称为性状。在遗传学上，把同种生物同一性状的不同表现形式称为相对性状。比如，豌豆的高茎和矮茎是一对相对性状，番茄果实的红色和黄色也是一对相对性状。理解相对性状的概念，是我们研究遗传规律的起点。1.2基因——控制性状的基本单位是什么决定了生物的性状呢？科学家们通过大量的实验研究发现，生物的性状是由基因控制的。基因是有遗传效应的DNA片段，它们位于染色体上，是控制生物性状的基本遗传单位。每种生物的体细胞中，染色体的数目是一定的，并且是成对存在的。例如，人的体细胞中有23对染色体。在这些染色体上，携带着控制各种性状的基因，因此基因也是成对存在的。1.3基因、DNA与染色体要理解基因，我们需要先认识DNA和染色体。DNA（脱氧核糖核酸）是主要的遗传物质，它的结构像一个螺旋形的梯子，即双螺旋结构。染色体则是由DNA和蛋白质两种物质组成的，它是DNA的主要载体。基因就像DNA长链上的一个个“小片段”，每个基因都控制着特定的性状。一条染色体上通常包含一个DNA分子，而一个DNA分子上则包含有许多个基因。因此，染色体、DNA和基因之间的关系可以概括为：染色体是DNA的载体，基因是有遗传效应的DNA片段。1.4基因的显性与隐性在生物的体细胞中，控制性状的基因是成对存在的。在这成对的基因中，有些基因所控制的性状是能够表现出来的，而有些则不能。我们把控制显性性状的基因叫做显性基因（通常用大写英文字母表示，如A），控制隐性性状的基因叫做隐性基因（通常用小写英文字母表示，如a）。当细胞内控制某种性状的一对基因，一个是显性基因，另一个是隐性基因时，只有显性基因控制的性状能够表现出来；只有当控制某种性状的一对基因都是隐性基因时，隐性性状才会表现出来。例如，决定人有无耳垂的基因，如果一个人携带的是一对显性基因（AA）或一个显性基因和一个隐性基因（Aa），他都会表现为有耳垂；只有当携带的是一对隐性基因（aa）时，才会表现为无耳垂。二、基因在亲子代间的传递2.1生殖过程中染色体的变化生物体在形成生殖细胞（精子或卵细胞）时，成对的染色体要分开，分别进入不同的生殖细胞中。因此，生殖细胞中的染色体数目是体细胞的一半，并且不成对存在。例如，人的体细胞中有23对染色体，那么精子或卵细胞中就只有23条染色体。2.2基因经精子或卵细胞的传递由于基因位于染色体上，因此，在生殖细胞形成过程中，成对的基因也随着染色体的分开而分离，分别进入不同的精子或卵细胞中。当精子和卵细胞结合形成受精卵时，染色体又恢复到原来体细胞的数目，成对的基因也随之结合。因此，生物体的各种性状都是由来自父母双方的基因共同控制的。这就是基因在亲子代间传递的基本过程，也是“龙生龙，凤生凤”的遗传现象的细胞学基础。三、生物的变异3.1变异的普遍性如同遗传一样，变异也是生物界普遍存在的现象。你能举出一些生物变异的例子吗？比如，不同品种的菊花在颜色、形态上的差异，同一株植物上结出的果实大小不尽相同，甚至我们每个人在相貌、身高上与父母和兄弟姐妹也存在差异。3.2可遗传的变异和不遗传的变异根据引起变异的原因，我们可以将变异分为两类：可遗传的变异：由遗传物质的改变引起的变异，能够遗传给下一代。例如，基因突变、染色体变异等。镰刀型细胞贫血症就是由基因突变引起的可遗传变异。不遗传的变异：单纯由环境因素引起的变异，如果没有影响到遗传物质，就不会遗传给下一代。例如，长期在户外工作的人皮肤变黑，由于水肥充足而长得特别高大的玉米等。3.3变异在进化中的意义变异是生物进化的原材料。如果生物没有变异，就不能适应不断变化的环境，也就没有进化可言。有利的变异会被自然选择保留下来，并通过遗传传递给后代，使生物不断向适应环境的方向发展。四、遗传与变异在实践中的应用人类对遗传和变异的认识，已经深入到基因水平，并广泛应用于农业、医药、环境保护等领域。在农业上，人们利用人工选择的方法，培育出了许多优良品种，如高产的水稻、抗倒伏的小麦、品质优良的畜禽等。杂交育种是常用的方法之一，通过将具有不同优良性状的个体进行杂交，从中选育出同时具有多种优良性状的新品种。随着生物技术的发展，基因工程（转基因技术）也得到了广泛应用。科学家可以将一种生物的基因转移到另一种生物的体内，从而培育出具有特定性状的转基因生物，如抗虫棉、转基因大豆等。这些技术为解决粮食问题、提高农产品品质等方面做出了重要贡献。结语：探索生命的奥秘永无止境生物的遗传和变异是生命世界中既普遍又奇妙的现象。从孟德尔的豌豆杂交实验到如