生物的變異

生物的變異是指生物體親代與子代之間以及子代的個體之間存在差異的現象，包含有利變異和不利變異。具體可分為可遺傳變異和不可遺傳變異兩大類型，前者是遺傳物質改變造成的變異。後者只是環境因素造成的變異，其遺傳物質沒有發生改變，通常所說的生物的變異是指可遺傳的變異。

基本介紹

• 中文名：生物的變異
• 包含：有利變異和不利變異
• 決定因素：遺傳物質
• 農業套用：定向選育
• 變異類型：基因突變 基因重組 染色體變異

介紹

生物體親代與子代之間以及子代的個體之間總存在著或多或少的差異,這是生物變異的現象.

在自然界中,每種生物都可能發生變異.對於生物自身來說,有的變異有利於生物的生存,有的變異不利於生物的生存.例如,小麥的抗倒伏、抗鏽病的變異有利於小麥的生存,而玉米的白化苗則不利於小麥的生存.

在動物中，也有很多例子，如白化病的蛇、老虎、大象等，還有四條腿的雞、兩個頭的龜等都是根據環境變化發生的變異。兩棲動物如蛙，更容易變異，特別是受污染嚴重的地方。

決定因素

子女與父母之間，兄弟姐妹之間，在相貌上總會有些差異。把同一株農作物的種子種下去，後代植株也會有高有矮，有的可能穗大粒多，有的可能穗小粒少。生物的親代與子代之間，以及子代的個體之間在性狀上的差異，就叫做變異。同遺傳現象一樣，變異的現象在生物界也是普遍存在的。

可遺傳的變異和不遺傳的變異 生物的變異是不是都能夠遺傳呢？先看看下面這兩個實例：實例1．某對色覺正常的夫婦生下一個色盲的兒子；實例2．某兄弟二人，哥哥長期在野外工作，弟弟長期在室內工作，哥哥與弟弟相比臉色較黑。實例1中的變異是由遺傳物質決定的，能夠遺傳給後代，這樣的變異叫做可遺傳的變異。實例2中的變異只是由外界環境的影響引起的，遺傳物質並沒有發生變化，因而不能遺傳給後代，這樣的變異叫做不遺傳的變異。

有利變異和不利變異 對於某種生物來說，有的變異有利於它的生存，叫做有利變異。例如，把高產倒伏小麥與低產抗倒伏小麥進行雜交培育成高產抗倒伏小麥。有的變異不利於它的生存，叫做不利變異。例如，玉米有時會出現白化苗，這樣的幼苗沒有葉綠素，不能進行光合作用，會過早死亡，這就是不利變異。

類型

根據遺傳物質的改變基礎又將可遺傳變異分成三類：

（一）基因突變：該類型的變異是基因內部結構改變造成的，多因DNA複製差錯造成，包括能使生物產生性狀改變的有義突變和不改變生物性狀的無義突變。基因突變一般具備不定向性、普遍性、多害少利等特性。太空育種和輻射育種的遺傳學原理就是基因突變，基因突變是生物變異的根本來源。

（二）基因重組：由於控制不同性狀的基因在減數分裂時自由組合或同源染色體間的非姐妹染色單體互動換造成，生物的變異多數由基因重組造成。農業上的雜交育種的遺傳學原理套用的就是基因重組。

（三）染色體變異：由於基因主要位於染色體上，染色體的結構和數目發生變化必然會導致基因的數目及排列順序發生變化，從而使生物發生變異，具體可分為染色體結構變異和染色體數目變異。在農業育種上，染色體數目變異套用較廣，如整倍數目變異的異源八倍體小黑麥、無籽西瓜等，自然界整倍數目變異的農作物較多，如四倍體的草莓、四倍體馬鈴薯三倍體香蕉、三倍體無籽桔柑等。

意義

生物在繁衍過程中，不斷地產生各種有利變異，這對於生物的進化具有重要的意義。我們知道，地球上的環境是複雜多樣、不斷變化的。生物如果不能產生變異，就不能適應不斷變化的環境。如果沒有可遺傳的變異，就不會產生新的生物類型，生物就不能由簡單到複雜、由低等到高等地不斷進化。由此可見，變異為生物進化提供了原始材料。生物的變異有利於同種生物的進化，因為各種有利的變異會通過遺傳不斷地積累和加強，不利的變異會被淘汰，使生物群體更加適應周圍的環境。

在農作物、家禽、家畜中，有時會出現對人有益的變異。例如，牛群中可能出現肉質較佳的牛，也可能出現產奶較多的牛。人們挑選這樣的牛進行大量繁殖，經過不斷地選育，就能得到肉質好或產奶多的新品種。有一些小麥品種在高水肥的條件下產量很高，但是由於植株高，抗倒伏能力差，大風一來，就會大片大片地倒伏，既影響產量，又不容易收割。怎樣才能得到既高產又抗倒伏的品種呢？科學工作者利用一種普通的矮稈小麥抗倒伏能力強的特性，將這種小麥與高產的高稈小麥雜交，在後代植株中再挑選稈較矮、抗倒伏、產量較高的植株進行繁殖。經過若干代的選育以後，就得到了高產、矮稈、抗倒伏的小麥新品種。為了得到優良的新品種，人們還採用射線照射和藥物處理等手段，使種子裡的遺傳物質發生改變。在定向選育這些種子發育成的植株或它們的後代中，就會出現各種各樣的變異。從中選出對人有益的變異類型，進行，就有可能得到農作物的新品種。

基因工程

介紹

對基因工程這個名詞，你或許並不陌生。它是當今生物科學中最先進的領域，有人說它正在引起生物科學的一場革命。那么，基因工程到底是怎么回事呢？

我們知道，人類的遺傳病往往是由致病基因引起的。你想過沒有，如果能夠採用巧妙的技術手段，把遺傳病患者的致病基因切割下來，換上正常的基因，遺傳病不就能夠根治了嗎？這並不是天外奇想，而是基因工程研究人員正在努力奮鬥的目標。

用人工方法取出某種生物的個別基因，把它轉移到其他生物的細胞中去，並使後者表現出新的遺傳性狀，這樣的技術就叫做基因工程。例如，1978年，美國科學家吉爾伯特等人，把鼠的胰島素基因轉移到大腸桿菌細胞里，並使大腸桿菌製造出了鼠胰島素，獲得了成功。怎樣才能得到某個生物的個別基因，得到的基因又怎樣才能轉移到其他生物的細胞中去呢？首先用一定的限制性內切酶切割大腸桿菌質粒，使之露出粘性末端，再用相同的限制性內切酶切斷目的基因即胰島素基因，使之產生相同的粘性末端，用DNA連線酶將兩個粘性末端結合形成重組分DNA分子。然後將該分子引入受體細胞增殖。

成果和展望

基因工程從本世紀70年代發展起來，至今已經取得了很多重大成果，向人們展示出美好的前景。1975年，美國科學家把能夠吞噬石油的四種細菌的基因分離出來，集中到一種細菌內，得到了“超級菌”。這種“超級菌”消化石油的速度比任何細菌都快得多，可以用來淨化被石油污染的水域。

干擾素能夠用於癌症的治療，還可以治療流感、肝炎、麻疹等由病毒引起的疾病。過去，干擾素只能從人血中提取，從300升血液中才能提取出l毫克。採用基因工程的方法，將生產干擾素的基因轉移到大腸桿菌中，使大腸桿菌能夠製造干擾素，結果每升細菌培養液中可以得到20毫克～40毫克干擾素。另外，用來治療侏儒症的人體生長激素、治療糖尿病的胰島素等，都可以用基因工程的方法，讓“微生物工廠”來生產。

我國基因工程的研究，也取得很多重大成果，跨入了世界先進行列。例如，1988年，我國科學家人工合成了抗黃瓜花葉病毒的基因，並把這一基因引入到菸草等作物的細胞中，得到了抵抗病毒能力很強的作物新品種。1989年，我國科學家成功地將人的生長激素基因導入鯉魚的卵細胞中，由這樣的魚卵發育成的鯉魚，因為有了新導入的人生長激素基因，它們的生長速度明顯地加快了。

基因工程在改良生物品種、治療人類的遺傳病等方面還大有潛力，許多難題還有待於人們去突破。