过去的人类同生物相互分离, 近代以来, 人类开始对生物展开研究, 人与自然和谐相处成为全世界的话题, 生物学作为一门独立的学科存在。近代也是生命科学开展的最如火如荼的时期, 各种遗传理论以及生物理论就此展开。
一、孟德尔的遗传因子假说
在孟德尔以前有许多人为研究亲代与子代的遗传规律前赴后继, 但都未成功, 孟德尔运用杂交豌豆试验, 在1866年的奥地利发表《植物杂交试验》论文, 理论与实践的操作使得孟德尔这一学说在后来获得广泛认同。孟德尔也是生物学上第一个运用实验来进行生物学研究的生物学研究者、学者。[1]
孟德尔的豌豆杂交试验进行了长达八年的探索, 它运用34个不同的豌豆品种, 通过绘图统计、数据分析方式发现结论。他认为, 生物的性状都是通过亲代的遗传分子传递的, 这些遗传分子成对存在, 当不同遗传分子之间又是相互分离。遗传因子杂交以后仍然会保持之前的存在状态, 杂交产生配子时, 不同的遗传因子会互不影响的分配到不同的配子当中, 完整遗传给下一代, 即在亲代当中尤为表现出来的性状, 子代当中也很有可能表现出来。后人根据孟德尔提出的这个理论, 将孟德尔称为“遗传学的奠基人”、“遗传学之父”。
二、细胞的减数分裂
减数分裂实际上是一种特殊方式的有丝分裂。减数分裂在课本当中这样说明“染色体复制一次后, 细胞连续分裂2次”, 图解如下:
这说明减数分裂实际上是两个周期, 在减数分裂间期和前期, 细胞中的染色体进行1次复制, 减Ⅰ中期同源染色体进行联会, 后期染色体分离、非同源染色体随机重组, 这时分裂的两个细胞中染色体恢复到原有数量, 即减Ⅰ期是分同源染色体。减Ⅱ期不同的是在细胞分离时染色体的着丝点分裂, 姐妹染色单体分开, 即减Ⅱ期是分染色体。课本上的细胞分裂还通过生殖细胞的分裂举例, 配子的生成也是按照减数分裂进行, 只是期间加入了有丝分裂, 具体如下图:
三、核酸是生物的遗传物质
摩尔根通过果蝇的试验证明了基因存在于染色体上, 基因在染色体上呈线性排列。染色体是细胞进行遗传所需的物质, 但承担遗传的物质是核酸, 全称脱氧核糖核酸。关于DNA, 各不同版本的教材当中有不同叙述, 主要是因为各教材对于DNA的界定和理解不同。DNA具有的特性概括如下:
从上图可以看出, DNA是所有以DNA为遗传物质的生物的遗传信息的载体, 因为有RNA病毒等存在, 所以说DNA是主要的遗传物质。现在通常给基因的定义是:基因是带有遗传信息的特定核苷酸序列, 是带有遗传效应的DNA片段。也就是说:生物性状受到基因控制;基因的4中脱氧核苷酸的排列顺序决定着某一种特定的遗传信息。但对于RNA来说, 先进的生物界普遍认为RNA是DNA的祖先, 因为DNA可以从RNA演变而来, RNA又可以行使遗传功能, 也能够翻译出某些通常的蛋白质。
四、物种基因变异
1) 细胞分裂过程中的基因变异和突变。配子是亲代的产物, 与子代的形成有关, 是遗传信息传递的唯一媒介, 减数分裂和生物变异具有如表关系:在这当中有一点需要注意, 人类和动物的原始生殖细胞 (精细胞和卵细胞) 经过减数分裂产生, 只有少数会通过受精成为受精卵, 即两性生殖;部分生物的发育不会经过受精卵, 而直接由卵细胞分裂分化形成新的个体, 即单性生殖。这两种不同的情况染色体的分离情况也有不同, 因此要注意染色体的数量, 分清基因变异是同源染色体的错误还是染色单体的错误。
2) 单细胞生物的基因变异。单细胞生物有两种, 一类是原核生物 (没有成形的细胞核) , 一类是真核生物 (有成形的细胞核) 。原核生物的变异只有基因突变和基因重组两种, 原核生物的由于其抗干扰能力差的特性, 因此碱基容易出现变化, 当碱基出现变化时就会产生基因突变, 表达出的性状也将随之改变。真核生物由于细胞核的存在, 因此变异途径就有基因突变、基因重组、染色体变异三种, 然而真核生物的碱基变化不一定会引起生物的形状改变, 真核生物不同的碱基排列可能表现的是同一性状, 这种情况在多细胞的真核生物当中也有体现。
五、结束语
生物的进化是多元化的、复杂的过程, 生物经过几十亿年的进化虽然性状表现与其所处的环境已经近乎适应。同达尔文《进化论》揭示了生物的进化是长期自然选择的结果, 但要知道基因变异一直存在, 也就意味着生物的进化也将一直存在, 这也就是说:生物的进化是没有止境的。
摘要：自生物诞生以来, 生物界就不断进行着进化, 在这些不断的进化当中, 遗传是最主要的途径, 其次是环境。生物体的遗传又牵及到细胞分裂、DNA、染色体上基因突变等等, 为方便高中生学习这些内容, 本文就其中的重点、难点加以简要阐释。
关键词：高中,生物学,遗传,进化
参考文献
[1] 郑春和.高中生物学新课程知识释疑——“遗传与进化”模块[J].生物学通报, 2011, 44 (11) :24-28.