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遗传(汉语词汇)

遗传(英文名heredity),也称为继承(英文名inheritance)或生物遗传(biological inheritance),是指亲代表达相应性状的基因通过无性繁殖或有性繁殖传递给后代,从而使后代获得其父母遗传信息的现象。

通过遗传,个体之间的差异可以积累并通过自然选择使物种进化。

生物学中研究遗传科学称为遗传学。

遗传是指父母性状通过无性繁殖或有性繁殖传递给后代,从而使后代获得其父母遗传信息的现象。

例如,人眼睛颜色就是一个典型的遗传例子。个体可能从父亲或母亲那里继承“棕色眼睛”的特征 。

遗传性状由基因控制,生物体基因组中所有基因统称为基因型。

生物体表型是基因型和环境相互作用的结果 。因此,生物体的表型并不都是可以遗传的。例如,人的晒黑的皮肤来自表型和阳光之间的相互作用,因此,晒黑不会传递给后代。然而,由于基因型的差异,有些人比其他人更容易晒黑 。

父母的性状是通过DNA(一种编码遗传信息的分子)从一代遗传传递到下一代的 。DNA是含有四种可互换的碱基,特定DNA分子上碱基的排列序列决定了遗传信息 。在细胞通过有丝分裂进行分裂之前,DNA被复制,因此,每一个子细胞都含有亲本的DNA序列。

DNA分子中具有功能单元的一部分序列称为基因,不同的基因具有不同的碱基序列。在细胞内,长链DNA形成称为染色体的浓缩结构。生物以同源染色体的形式从父母那里继承遗传物质,这些同源染色体含有编码基因的DNA序列的独特组合。

染色体内DNA序列的特定位置称为基因位点/基因座。如果特定基因座的DNA序列在个体之间不同,则该序列的不同形式称为等位基因。突变可以改变DNA序列,产生新的等位基因。如果基因内发生突变,新的等位基因可能会影响该基因控制的特性,从而改变生物体的表型 。

虽然等位基因和性状之间的这种简单对应在某些情况下起作用,但生物体的大多数性状更复杂,它们由生物体内部和之间的多个相互作用基因控制 。发育生物学家认为,遗传网络中的复杂相互作用和细胞间的交流可能导致遗传变异,可能是生物发育可塑性和定向性的基础 。

古代对遗传的理解在18世纪转变为两种有争议的学说:渐成论学说和先成论学说,它们所代表的是对遗传理解的两种截然不同的观点。

由亚里士多德创立的渐成论学说认为胚胎不断发育,而对父母特征的修饰可以在其生命周期中传递给胚胎。这一学说的基础是基于获得性状的遗传理论。先成论直接反对渐成论,认为精细胞会进化,“像生成一样”,产生与父母相似的后代,但这种理论在19世纪遭到细胞理论的打断,即生命的基本单位是细胞,而不是生物体的一些预先形成的部分。尽管如此,通过人工选择,人们能够驯化动植物。获得性状的继承也是拉马克早期进化思想的一部分。直到孟德尔通过其豌豆植物示范提出性状是可遗传的 ,传统遗传学成为孟德尔遗传。

在20世纪30年代,Fisher和其他人的工作导致孟德尔遗传和生物识别技术的结合,形成了现代进化合成学说。该学说弥补了实验遗传学家和博物学家之间的差距,也弥补了两者和古生物学家之间的差距 。

现代进化合成学说认为:

(1)所有进化现象都可以用与已知遗传机制和博物学家的观察证据相一致的方式来解释。

(2)进化是渐进的:小的遗传变化是通过自然选择排序的重组。物种(或其他类群)之间的不连续性被解释为地理分离和灭绝逐渐产生的。

(3)选择在变化发生中占绝对优势。选择的目标是适应周围环境中的表型。

(4)自然群体中携带的遗传多样性是进化的关键因素。

如果只要存在至少一个拷贝,某等位基因控制的表型都能表达(有表型),则该等位基因是显性等位基因,该基因控制的遗传是显性遗传。例如,在豌豆中,控制豆荚绿色的等位基因G对控制豆荚黄色的等位基因g是性的,因此,具有GG(纯合子)或Gg(杂合子)等位基因对的豌豆植物将具有绿色豆荚。因为控制黄色豆荚的等位基因是隐性遗传的的,因此,只有当gg存在(纯合子)时才能看到这种等位基因的作用。

孟德尔遗传是指任何性状严格按照孟德尔定律分离的遗传。比如,“B”代表紫色花的显性等位基因,“b”代表白色花的隐性等位基因。一个亲本品种有两个等位基因用于紫色花(BB),而另一个有两个等位基因用于白色花(bb)。受精后,F1杂种各自遗传了紫色花的一个等位基因和白色的一个等位基因。所有F1杂种(Bb)都有紫色花,因为显性B等位基因在杂合子中具有完全效应,而隐性b等位基因对花色没有影响。对于F2植物,具有紫色花的植物与具有白色花的植物(3:1)的比率称为表型比。其基因型比率为1 BB:2 Bb:1 bb。

非孟德尔遗传是指任何后代性状不按照孟德尔定律分离的遗传。如果已知遗传杂交中双亲的基因型,孟德尔定律可用于确定后代群体预期的表型分布。后代中观察到的表型比例与预测值不匹配的遗传就是非孟德尔遗传。

非孟德尔遗传适用于共显性遗传和不完全不完全显性遗传。

非孟德尔遗传在几种疾病过程中起作用 。

当讨论生物遗传模式时还要考虑的三个内容是:

(1)基因位点:有单基因、寡基因和多基因遗传。

(2)染色体:有常染色体、性染色体、X染色体、Y染色体和线粒体遗传。

(3)基因型-表型的相互关系:有显性、中性、隐性、超显性和显性不足遗传。

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