八年級政治上冊《生物的遺傳和變異》文字素材1 北師大版

1、遺傳變異 遺傳變異遺傳變異,同一基因庫中，生物體之間呈現(xiàn)差別的定量描述。在DNA水平上的差異稱“分子變異(molecular variation)”。遺傳與變異，是生物界不斷地普遍發(fā)生的現(xiàn)象，也是物種形成和生物進(jìn)化的基礎(chǔ)。 簡介 生物的親代能產(chǎn)生與自己相似的后代的現(xiàn)象叫做遺傳。遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)是脫氧核糖核酸（DNA），親代將自己的遺傳物質(zhì)DNA傳遞給子代，而且遺傳的性狀和物種保持相對的穩(wěn)定性。生命之能夠一代一代地延續(xù)的原因，主要是由于遺傳物質(zhì)在生物進(jìn)程之中得以代代相承，從而使后代具有與前代相近的性狀。 只是，親代與子代之間、子代的個體之間，是絕對不會完全相同的，也就是說，總是或多或少地存在著差異

2、，這樣現(xiàn)象叫變異。 微生物遺傳學(xué)微生物遺傳學(xué)作為一門獨(dú)立的學(xué)科誕生于40年代，病毒遺傳學(xué)作為微生物遺傳學(xué)的重 要組成部分，對于生物遺傳和變異的研究起到了重要的促進(jìn)作用，也為分子遺傳學(xué)的 發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。病毒的許多生物學(xué)特性，包括結(jié)構(gòu)簡單、無性增殖方式、可經(jīng)細(xì)胞 培養(yǎng)、增殖迅速、便于純化等，使其具有作為遺傳學(xué)研究材料的獨(dú)特優(yōu)勢。 眾所周知，包括病毒在內(nèi)的各種生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是核酸。事實(shí)上，這一結(jié)論 最初的直接證據(jù)正是來自于對病毒的研究。 實(shí)驗(yàn)為了說明這一點(diǎn)，首先讓我們回顧兩個經(jīng) 典的實(shí)驗(yàn)：噬菌體感染試驗(yàn)：T2是感染大腸桿菌的一種噬菌體，它由蛋白質(zhì)外殼( 約60%)和DNA核芯(約40%)構(gòu)成，

3、蛋白質(zhì)中含有硫，DNA中含有磷。把32P和35S 標(biāo)記T2， 并用標(biāo)記的噬菌體進(jìn)行感染試驗(yàn)，就可以分別測定DNA和蛋白質(zhì)的功用。Hershey和 Chase(1952)在含有32P或35S的培養(yǎng)液中將T2感染大腸桿菌，得到標(biāo)記的噬菌體， 然后用標(biāo)記的噬菌體感染常規(guī)培養(yǎng)的大腸桿菌，再測定宿主細(xì)胞的同位素標(biāo)記，結(jié)果用 35S標(biāo)記的噬菌體感染時，宿主細(xì)胞中很少有同位素標(biāo)記，大多數(shù)的35S標(biāo)記噬菌 體蛋 白附著在宿主細(xì)胞的外面，用32P標(biāo)記的噬菌體感染時，大多數(shù)的放射性標(biāo)記在宿主細(xì) 胞內(nèi)。顯然感染過程中進(jìn)入細(xì)胞的主要是DNA。病毒重建實(shí)驗(yàn)：煙草花葉病病毒 (tobacco mosaic virus，T

4、MV)由蛋白質(zhì)外殼和RNA核芯組成?？梢詮腡MV分別抽提得 到它的蛋白質(zhì)部分和RNA部分。FraenkelCourat(1956)實(shí)驗(yàn)證明，用這兩種成分分 別接種煙草，只有病毒RNA可引起感染。雖然感染效率較低，但足以說明遺傳物質(zhì)為 RNA。FraenkelCourat利用分離后再聚合的方法，先取得TMV的蛋白質(zhì)外殼和車前病 毒(Holmes Rib Grass Virus，HRV)的RNA，然后把它們結(jié)合起來形成雜合病毒，這種 雜合病毒有著普通TMV的外殼，可被抗TMV抗體所滅活，但不受抗HRV抗體的影響。當(dāng) 用雜合病毒感染煙草時，卻產(chǎn)生HRV感染的特有病斑，從中分離的病毒可被抗HRV抗體

5、滅活。反過來將HRV的蛋白質(zhì)和TMV的RNA結(jié)合起來也得到類似的結(jié)果。目前已經(jīng)能夠由 許多小型RNA病毒和某些DNA病毒提取感染性核酸。如第四章所述，這些感染性核酸在 感染細(xì)胞以后，可以產(chǎn)生具有蛋白質(zhì)衣殼和脂質(zhì)囊膜的完整子代病毒。由脊髓灰質(zhì)炎 病毒的RNA與柯薩奇病毒的衣殼構(gòu)成的雜合病毒，在感染細(xì)胞后產(chǎn)生的子代病毒將是完 全的脊髓灰質(zhì)炎病毒。以上事實(shí)說明，核酸是病毒遺傳的決定機(jī)構(gòu)，而蛋白質(zhì)衣殼和 脂質(zhì)囊膜不過是在病毒核酸遺傳信息控制下合成或由細(xì)胞“搶來”的成分。這些成分 雖然決定著病毒的抗原特性，而且與病毒對細(xì)胞的吸附有關(guān)，在一定程度上影響著病 毒與宿主細(xì)胞或機(jī)體的相互關(guān)系，例如感染與免疫，但

6、從病毒生物學(xué)的本質(zhì)來看，它 們只是病毒粒子中附屬的或輔助的結(jié)構(gòu)。核酸傳遞遺傳信息的基礎(chǔ)在于其堿基的排列 順序，病毒核酸復(fù)制時能夠產(chǎn)生完全同于原核酸的新的核酸分子，從而保持遺傳的穩(wěn) 定性。但是，病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，缺乏獨(dú)立的酶系統(tǒng)，故其遺傳機(jī)構(gòu)所受周圍環(huán)境的 影響，尤其是宿主細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的影響特別深刻；加之病毒增殖迅速，突變的機(jī)率相應(yīng) 增高，這又決定了病毒遺傳的較大的動搖性變異性。采用適當(dāng)?shù)倪x育手段，?？?較快獲得許多變異株。應(yīng)用各種理化學(xué)和生物學(xué)因子進(jìn)行誘變，也能較快看到結(jié)果。 而病毒粒子之間以及病毒核酸之間的雜交或重組，又為病毒遺傳變異的研究，開辟了 廣闊前景。這些便利條件使病毒遺傳變異的研究遠(yuǎn)

7、遠(yuǎn)超出了病毒學(xué)本身的范圍，成為 人類認(rèn)識生命本質(zhì)和規(guī)律的一個重要的模型和側(cè)面。 遺傳和變異遺傳和變異是對立的統(tǒng)一體，遺傳使物種得以延續(xù)，變異則使物種不斷進(jìn)化。本 章主要論述病毒的變異現(xiàn)象、變異機(jī)理以及研究變異的方法和誘變因素等，關(guān)于病毒 的遺傳學(xué)理論請參閱有關(guān)的專業(yè)書籍。病毒的遺傳變異常常是“群體”，也就是無數(shù)病毒粒子的共同表現(xiàn)。而病毒成分， 特別是病毒編碼的酶和蛋白質(zhì)，又常與細(xì)胞的正常酶類和蛋白質(zhì)混雜在一起。這顯然 增加了病毒遺傳變異特性鑒定上的復(fù)雜性。 相關(guān)消息變異是生物的一般特性。甚至在人類尚未發(fā)現(xiàn)病毒以前，就已開始運(yùn)用變異現(xiàn)象 制造疫苗。例如1884年，巴斯德利用兔腦內(nèi)連續(xù)傳代的方法，

8、將狂犬病的街毒(強(qiáng)毒) 轉(zhuǎn)變?yōu)楣潭ǘ尽＿@種固定毒保留了原有的免疫原性，但毒力發(fā)生了變異非腦內(nèi)接 種時，對人和犬等的毒力明顯降低，因而成功地用作狂犬病的預(yù)防制劑。此后，在許 多動物病毒方面，應(yīng)用相同或類似的方法獲得了弱毒株，創(chuàng)制了許多優(yōu)質(zhì)的疫苗。選 育自然弱毒變異株的工作，也取得了巨大成就。但是有關(guān)病毒遺傳變異機(jī)理的認(rèn)識， 則只在最近幾十年來才有顯著的進(jìn)展。這不僅是病毒學(xué)本身的躍進(jìn)，也是其它學(xué)科， 特別是生物化學(xué)、分子生物學(xué)、免疫學(xué)以及電子顯微鏡、同位素標(biāo)記等新技術(shù)飛速發(fā) 展的結(jié)果。 變異的三個種類變異主要是指基因突變、基因重組與染色體變異。其中基因突變是產(chǎn)生新生物基因的根本來源，也就是產(chǎn)生生物多樣性的根本來源。人類可以通過人工誘變的方法創(chuàng)造利用更多的生物資源，比如說輻射、激光、病毒、一些化學(xué)物質(zhì)（常用的是秋水仙素）都可以產(chǎn)生變異。 而遺傳則是變異后新物種繁育的必經(jīng)方法，變異只有通過遺傳才能使變異在下一代表現(xiàn)。 總結(jié)生物體親代與子代之間以及子代的個體之間