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第五章 生物的遗传和变异
俗话说：“种瓜得瓜，种豆得豆。”“一母生九子，连母十个样。”这说明生物产生的子代和亲代之间，以及子代的个体之间，既相似又存在一些差异。
生物学上把这种某种生物子代与亲代之间相似的现象，称为遗传现象；把同种生物子代与亲代之间以及子代个体之间存在着性状差异的现象，称为变异现象。
在自然界，生物的遗传现象普遍存在。
生物的变异现象在自然界普遍存在。
生物的遗传和变异，主要是发生在神奇的DNA上……
第1节 生物的遗传
华师大版九年级下册
第五章 生物的遗传和变异
一、遗传现象
小麦种子种在土壤中，长出来的植物总是小麦，人类生出的后代总是人。生物界普遍存在着遗传现象。
龙生龙，凤生凤，老鼠生来会打洞。
这句谚语说明了什么生物学问题？
生物的遗传现象普遍存在。
要了解生物的遗传现象，不妨先从观察人体的遗传性状开始。
生物体所表现出的形态特征、生理特征和行为方式等统称为性状。
同种生物同一性状的不同表现形式称为相对性状。
单眼皮
双眼皮
无耳垂
有耳垂
人体的一些遗传性状
能卷舌与不能卷舌
顺时针发旋和逆时针发旋
拇指能否向后弯曲
大拇指的放法
有酒窝/无酒窝
观察自己身体的几种遗传性状
对照图5.1.1，观察自己身体的有关遗传性状，与父母亲的这些性状比较，并填入下表中。你还能观察到哪些性状和父亲或母亲相似？
提示：
1）每个同学的情况可能不同；
2）如果不知道父母的情况，则你平时应加强对父母的关心与关注；
活 动
二、遗传物质及其传递
通过观察可以发现，在自身的各种性状中，有些是和父亲一样的，有些是和母亲一样的。
显然，自身的性状是由父母亲遗传给自己的。
那么，父母亲的性状是怎样遗传给他们的子女的呢？
是通过生殖细胞中的遗传物质将性状遗传给后代的。
每个生物体都有许多性状，但它们的生殖细胞（精子和卵细胞）却是很小的。一个小小的生殖细胞，就能将这么多性状遗传给后代，这是为什么呢？
不论是生殖细胞还是体细胞，它们的细胞核内都存在一种容易被碱性染料染成深色的物质，这些物质能聚集成不同形态的染色体。
人体的每个体细胞都含有 条 ( 对)染色体。
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每种生物的体细胞内都含有一定数量的不同染色体。这些染色体是成对存在的。
形成生殖细胞时，染色体复制一次，细胞连续分裂两次，成对的染色体分开，称为减数分裂，染色体数目减半，即生殖细胞内的染色体数量为体细胞的一半。例如，人的每个精子或卵细胞内都含有23条染色体。
通过受精作用，精子进入卵细胞内，形成的受精卵既含有精子的染色体，又含有卵细胞的染色体，因此受精卵的染色体数与体细胞又一样了。生物的体细胞中的每一对染色体，都是一条来自父方，一条来自母方。因此，子代个体具有父母双方的遗传物质。
父亲
母亲
精子
卵细胞
受精卵
子女（体细胞）
23对染色体
23对染色体
23条染色体
23对染色体
23对染色体
23条染色体
遗传物质的传递
人的性别决定
在人的体细胞内含有的23对染色体中，其中前22对为常染色体；第23对在决定人的性别中起重要作用的性染色体。
女性的两条性染色体，形态和大小都相同，都是X染色体。男性的两条性染色体，形态和大小都不相同，一条称为X染色体，一条称为Y染色体。
生殖细胞中含体细胞一半的染色体。因此男性所产生的精子有两种，一种是含有X染色体的，另一种是含有Y染色体的，而女性所产生的卵细胞都只含有X染色体。两种精子与卵细胞结合的机会是均等的。
性染色体
形成的受精卵中含有的性染色体可能是XX（所生的孩子为女性），也可能是XY（所生的孩子为男性） ，其中可能性各为50%。
生男生女的机会均等
22+X
22+Y
44+XX
44+XY
22+X
产生精子
产生卵细胞
生男生女取决于父亲还是母亲？
DNA
染色体能够在遗传上起作用，主要是由于染色体上具有一种称为DNA（脱氧核糖核酸）的化学物质，它是主要的遗传物质。
一般来说，每条染色体实际上是一个DNA大分子，并结合有重要的蛋白质。
沃森和克里克发现DNA具有双螺旋结构。
沃森和克里克于1953年在英国剑桥大学发现并建立了DNA双螺旋结构模型
阅 读
嘌呤和嘧啶两种碱基连接形成 “踏板”
磷酸和脱氧核糖相间连接而成“扶手”
标志着分子生物学和分子遗传学的诞生
基因
位于染色体上的遗传物质，可以分成许多小单位，它们分别对生物体不同的性状起着决定作用。遗传物质中这些决定生物体性状的小单位，即DNA大分子中的一个个片段，称为基因。例如，人体内的基因，有的能决定上眼睑是双层还是一层；又如豌豆的基因，有的能决定豌豆花的颜色是红色还是白色，有的能决定豌豆种子的粒形是圆滑的还是皱缩的，等等。
生物的体细胞中的基因也是成对存在的，成对的基因位于成对的两条染色体上。
基因控制生物的性状
DNA
蛋白质
染色体
基因1
基因2
每条染色体实际上是一个DNA大分子，并结合有重要的蛋白质。
染色体、DNA、基因之间的关系
基因
DNA
染色体
由小到大的顺序为：基因→DNA→染色体→细胞核
基因组
每种生物的细胞中含有许多基因，例如人有2万～2.5万个基因，水稻有4.6万～5.5万个基因，拟南芥有2.5万个基因，大肠杆菌有 3 000个基因。
生物体细胞中全部基因的总和称为基因组。
阅 读
人类基因组计划和水稻基因组研究
人类基因组计划：人类基因组计划的目标是阐明人类基因组DNA碱基对的序列，发现全部人类基因并确定它们在染色体上的位置和功能，从而从整体上破译人类的遗传信息，使人类在分子水平上全面认识自我。1990年，美国国会批准了这个计划，并于当年10月1日启动，计划用15年的时间，投入30亿美元进行研究。我国科学家于1999年9月也参加了这项研究计划，承担并已完成了其中1％，即3号染色体上3 000万个碱基对的测序工作。
水稻基因组研究：我国科学家目前正在对不同种类的水稻的基因进行比较研究，以破译控制水稻高产、抗病虫害的功能基因。
调查人体耳垂性状的遗传
由课代表按下表的内容用举手的方法进行调查，大家记录调查的结果。
初步结论：
（1）子女有耳垂，父亲和母亲至少有一方有耳垂；
（2）子女无耳垂，父母亲可能无耳垂，也可能有耳垂。
说明：遗传是有规律的。
三、遗传是有规律的
生物体染色体上的每对基因常常有显性和隐性之分。
通常用大写的英文字母表示显性基因，用小写的英文字母表示隐性基因。如，A表示双眼皮，a表示单眼皮。
当细胞内控制某种性状的一对基因，一个是显性而另一个是隐性时，显性基因控制的那种性状就会表现出来。如，控制耳垂的一对基因为EE或Ee时，显示出有耳垂的性状，若为ee时显示出无耳垂的性状。
基因遗传的规律举例：
现象：若父亲具有无耳垂的基因ee，而母亲具有有耳垂的基因Ee，那么他们所生的子女则可能有耳垂，也可能无耳垂。
原因：形成生殖细胞时，父亲产生的精子只带有无耳垂的基因e，而母亲产生的卵细胞中，可能带有控制有耳垂的基因E，也可能带有控制无耳垂的基因e，这样一来，受精卵的基因组成就有Ee和ee两种可能性。
如果你无酒窝，而你父母亲都有酒窝，请你作出解释，并写出你父母亲遗传给你的这对基因（决定酒窝的基因用D、d表示）。
遗传学家孟德尔和摩尔根
科 学 家 小 注
孟德尔遗传规律
杂交子一代全部表现显性性状，杂交子二代遗传性状的显性与隐性个体数的比率为3∶1
高茎豌豆
矮茎豌豆
杂交
第一代:都是高茎
显性
AA
隐性
aa
Aa
自交
遗传学家孟德尔和摩尔根
科 学 家 小 注
四、人类的遗传病
常见的遗传病：色盲、白化病、血友病、先天性愚型病等。色盲病患者不能正确分辨颜色。白化病患者皮肤因缺少黑色素而白得异常。血友病患者因血液里缺少一种凝血因子，身上有一个小伤口，就会出血不止，甚至死亡。先天性愚型病患者天生智力低下。
通常每个正常人都携带一些不正常的基因。当这些致病基因所控制的性状在人体上表现出来时，人就患某种遗传病。
另外，当遗传物质的结构或数量发生变化时，也可能使人患遗传病。如基因突变等。
遗传病一般不能根治。
我们必须重视预防遗传病，包括禁止近亲结婚，提倡婚前检查和产前检查，广泛开展遗传咨询等预防措施。
五、优生
优生是指应用遗传学原理来改善人类的遗传素质，生育智力和体质都优秀的子代，尽量降低有先天缺陷的子代的出生率。
要达到优生，通常从两方面着手：一是寻找各种方法，减少人类产生不利性状的几率，如改善人类生存环境，避免基因不利的突变；通过禁止近亲结婚、实行婚前检查和产前检查预防遗传病。二是设法增加或维持人类产生有利性状子代的几率，降低人类产生不利性状子代的几率。
遗传病基因有很多是隐性基因，通常不容易表现出来。近亲的男女之间基因有很多是相同的，如父母与子女之间有1/2基因相同，祖父母与孙代、外祖父母与孙代之间有1/4基因相同，表兄妹、堂兄妹之间有1/8基因相同。当近亲结婚时，隐性基因就容易表现出来，发生遗传病的几率就远比非近亲结婚大，有的可多几倍至几十倍。这不仅给家庭带来了极大的不幸，还降低了中华民族的人口素质。
我国婚姻法明确规定，禁止直系血亲和三代以内的旁系血亲结婚。堂兄弟姐妹、姑表兄弟姐妹、姨表兄弟姐妹、叔和侄女、舅和外甥女等之间结婚在法律上都是不允许的。
