科學家將控制生物性狀的因子稱為什麼

Ⅰ 控制顯性性狀的基因稱為______，控制隱性性狀的基因稱為______

Ⅱ 孟德爾的人物生平

1822年7月20日，孟德爾出生在奧地利西里西亞（現屬捷克）海因策道夫村的一個貧寒的農民家庭里，父親和母親都是園藝家（外祖父是園藝工人）。孟德爾童年時受到園藝學和農學知識的熏陶，對植物的生長和開花非常感興趣。
1840年他考入奧爾米茨大學哲學院，主攻古典哲學，但他還學習了數學。學校需要教師，當地的教會看到孟德爾勤奮好學，就派他到首都維也納大學去念書。
1843年大學畢業以後，年方21歲的孟德爾進了布隆城奧古斯汀修道院，並在當地教會辦的一所中學教書，教的是自然科學。他由於能專心備課，認真教課，所以很受學生的歡迎。後來，他又到維也納大學深造，受到相當系統和嚴格的科學教育和訓練，也受到傑出科學家們的影響，如多普勒，孟德爾為他當物理學演示助手；又如依汀豪生，他是一位數學家和物理學家；還有恩格爾，他是細胞理論發展中的一位重要人物，但是由於否定植物物種的穩定性而受到教士們的攻擊。這些為他後來的科學實踐打下了堅實的基礎。孟德爾經過長期思索認識到，理解那些使遺傳性狀代代恆定的機制更為重要。
1856年，從維也納大學回到布魯恩不久，孟德爾就開始了長達8年的豌豆實驗。孟德爾首先從許多種子商那裡弄來了34個品種的豌豆，從中挑選出22個品種用於實驗。它們都具有某種可以相互區分的穩定性狀，例如高莖或矮莖、圓粒或皺粒、灰色種皮或白色種皮等。
孟德爾通過人工培植這些豌豆，對不同代的豌豆的性狀和數目進行細致入微的觀察、計數和分析。運用這樣的實驗方法需要極大的耐心和嚴謹的態度。他酷愛自己的研究工作，經常向前來參觀的客人指著豌豆十分自豪地說：「這些都是我的兒女！」
8個寒暑的辛勤勞作，孟德爾發現了生物遺傳的基本規律，並得到了相應的數學關系式。人們分別稱他的發現為「孟德爾第一定律」（即孟德爾遺傳分離規律）和「孟德爾第二定律」（即基因自由組合規律），它們揭示了生物遺傳奧秘的基本規律。 孟德爾開始進行豌豆實驗時，達爾文進化論剛剛問世。他仔細研讀了達爾文的著作，從中吸收豐富的營養。保存至今的孟德爾遺物之中，就有好幾本達爾文的著作，上面還留著孟德爾的手批，足見他對達爾文及其著作的關注。
起初，孟德爾豌豆實驗並不是有意為探索遺傳規律而進行的。他的初衷是希望獲得優良品種，只是在試驗的過程中，逐步把重點轉向了探索遺傳規律。除了豌豆以外，孟德爾還對其他植物作了大量的類似研究，其中包括玉米、紫羅蘭和紫茉莉等，以期證明他發現的遺傳規律對大多數植物都是適用的。
從生物的整體形式和行為中很難觀察並發現遺傳規律，而從個別性狀中卻容易觀察，這也是科學界長期困惑的原因。孟德爾不僅考察生物的整體，更著眼於生物的個別性狀，這是他與前輩生物學家的重要區別之一。孟德爾選擇的實驗材料也是非常科學的。因為豌豆屬於具有穩定品種的自花授粉植物，容易栽種，容易逐一分離計數，這對於他發現遺傳規律提供了有利的條件。
孟德爾清楚自己的發現所具有的劃時代意義，但他還是慎重地重復實驗了多年，以期更加臻於完善、1865年，孟德爾在布魯恩科學協會的會議廳，將自己的研究成果分兩次宣讀。第一次，與會者禮貌而興致勃勃地聽完報告，孟德爾只簡單地介紹了試驗的目的、方法和過程，為時一小時的報告就使聽眾如墜入雲霧中。 第二次，孟德爾著重根據實驗數據進行了深入的理論證明。可是，偉大的孟德爾思維和實驗太超前了。盡管與會者絕大多數是布魯恩自然科學協會的會員，其中既有化學家、地質學家和生物學家，也有生物學專業的植物學家、藻類學家。然而，聽眾對連篇累牘的數字和繁復枯燥的論證毫無興趣。他們實在跟不上孟德爾的思維。孟德爾用心血澆灌的豌豆所告訴他的秘密，時人不能與之共識，一直被埋沒了35年之久！
豌豆的雜交實驗從1856年至1864年共進行了8年。孟德爾將其研究的結果整理成論文《植物雜交試驗》發表，但未能引起當時學術界的重視！其原因有三個。
第一，在孟德爾論文發表前7年（1859年），達爾文的名著《物種起源》出版了。這部著作引起了科學界的興趣，幾乎全部的生物學家轉向生物進化的討論。這一點也許對孟德爾論文的命運起了決定性的作用。
第二，當時的科學界缺乏理解孟德爾定律的思想基礎。首先那個時代的科學思想還沒有包含孟德爾論文所提出的命題：遺傳的不是一個個體的全貌，而是一個個性狀。其次，孟德爾論文的表達方式是全新的，他把生物學和統計學、數學結合了起來，使得同時代的博物學家很難理解論文的真正含義。
第三，有的權威出於偏見或不理解，把孟德爾的研究視為一般的雜交實驗，和別人做的沒有多大差別。
孟德爾晚年曾經充滿信心地對他的好友，布魯恩高等技術學院大地測量學教授尼耶塞爾說：「看吧，我的時代來到了。」這句話成為偉大的預言。直到孟德爾逝世16年後，豌豆實驗論文正式出版後34年，他從事豌豆試驗後43年，預言才變成現實。 隨著20世紀雄雞的第一聲啼鳴，來自三個國家的三位學者同時獨立地「重新發現」孟德爾遺傳定律。1900年，成為遺傳學史乃至生物科學史上劃時代的一年。從此，遺傳學進入了孟德爾時代。
通過摩爾根、艾弗里、赫爾希和沃森等數代科學家的研究，已經使生物遺傳機制——這個使孟德爾魂牽夢繞的問題建立在遺傳物質DNA的基礎之上。
隨著科學家破譯了遺傳密碼，人們對遺傳機制有了更深刻的認識。人們已經開始向控制遺傳機制、防治遺傳疾病、合成生命等更大的造福於人類的工作方向前進。然而，所有這一切都與聖托馬斯修道院那個獻身於科學的修道士的名字相連。 1.正確選用實驗材料。豌豆是嚴格的自花授粉植物，在花開之前即完成授粉過程，避免了外來花粉的干擾。豌豆具有一些穩定的、容易區分的性狀，所獲實驗結果可靠。
2.應用統計學方法分析實驗結果。
3.從單因子到多因子的研究方法。對生物性狀進行分析時，孟德爾開始只對一對性狀的遺傳情況進行研究，暫時忽略其他性狀，明確一對性狀的遺傳情況後再進行對2對、3對甚至更多對性狀的研究。
4.合理設計實驗程序。如設計測交實驗來驗證對性狀分離的推測。 孟德爾遺傳規律
任何一門學科的形成與發展，總是同當時熱衷於這門科學研究的傑出人物緊密相關，遺傳學的形成與發展也不例外，孟德爾就是遺傳學傑出的奠基人。他揭示出遺傳學的兩個基本定律——分離定律和自由組合定律。 1822年出生於當時奧地利海森道夫地區的一個貧苦農民家庭，他的父親擅長於園藝技術，在父親的直接熏陶和影響之下，孟德爾自幼就愛好園藝。1843年，他中學畢業後考入奧爾謬茨大學哲學院繼續學習，但因家境貧寒，被迫中途輟學。1843年10月，因生活所迫，他步入奧地利布隆城的一所修道院當修道士。從1851年到1853年，孟德爾在維也納大學學習了4個學期，系統學習了植物學、動物學、物理學和化學等課程。與此同時，他還受到了從事科學研究的良好訓練，這些都為他後來從事植物雜交的科學研究奠定了堅實的理論基礎。1854年孟德爾回到家鄉，繼續在修道院任職，並利用業余時間開始了長達12年的植物雜交試驗。
在孟德爾從事的大量植物雜交試驗中，以豌豆雜交試驗的成績最為出色。經過整整8年（1856-1864）的不懈努力，終於在1865年發表了《植物雜交試驗》的論文，提出了遺傳單位是遺傳因子（現代遺傳學稱為基因）的論點，並揭示出遺傳學的兩個基本規律——分離規律和自由組合規律。這兩個重要規律的發現和提出，為遺傳學的誕生和發展奠定了堅實的基礎，這也正是孟德爾名垂後世的重大科研成果。
孟德爾的這篇不朽論文雖然問世了，但令人遺憾的是，由於他那不同於前人的創造性見解，對於他所處的時代顯得太超前了，竟然使得他的科學論文在長達35年的時間里，沒有引起生物界同行們的注意。直到1900年，他的發現被歐洲三位不同國籍的植物學家在各自的豌豆雜交試驗中分別予以證實後，才受到重視和公認，遺傳學的研究從此也就很快地發展起來。 豌豆具有一些穩定的、容易區分的性狀，這很符合孟德爾的試驗要求。所謂性狀，即指生物體的形態、結構和生理、生化等特性的總稱。在他的雜交試驗中，孟德爾全神貫注地研究了7對相對性狀的遺傳規律。所謂相對性狀，即指同種生物同一性狀的不同表現類型，如豌豆花色有紅花與白花之分，種子形狀有圓粒與皺粒之分等等。為了方便和有利於分析研究起見，他首先只針對一對相對性狀的傳遞情況進行研究，然後再觀察多對相對性狀在一起的傳遞情況。這種分析方法是孟德爾獲得成功的一個重要原因。
1．顯性性狀與隱性性狀
大家知道，孟德爾的論文的醒目標題是《植物雜交試驗》，因此他所從事試驗的方法，主要是「雜交試驗法」。他用純種的高莖豌豆與矮莖豌豆作親本（親本以P表示），在它們的不同植株間進行異花傳粉。如圖2-4所示高莖豌豆與矮莖豌豆異花傳粉的示意圖。結果發現，無論是以高莖作母本，矮莖作父本，還是以高莖作父本，矮莖作母本（即無論是正交還是反交），它們雜交得到的第一代植株（簡稱「子一代」，以F1表示）都表現為高莖。也就是說，就這一對相對性狀而言，F1植株的性狀只能表現出雙親中的一個親本的性狀——高莖，而另一親本的性狀——矮莖，則在F1中完全沒有得到表現。
又如，純種的紅花豌豆和白花豌豆進行雜交試驗時，無論是正交還是反交，F1植株全都是紅花豌豆。正因為如此，孟德爾就把在這一對性狀中，F1能夠表現出來的性狀，如高莖、紅花，叫做顯性性狀，而把F1未能表現出來的性狀，如矮莖、白花，叫做隱性性狀。孟德爾在豌豆的其他5對相對性狀的雜交試驗中，都得到了同樣的試驗結果，即都有易於區別的顯性性狀和隱性性狀。
2．分離現象及分離比
在上述的孟德爾雜交試驗中，由於在雜種F1時只表現出相對性狀中的一個性狀——顯性性狀，那麼，相對性狀中的另一個性狀——隱性性狀，是不是就此消失了呢？能否表現出來呢？帶著這樣的疑問，孟德爾繼續著自己的雜交試驗工作。
孟德爾讓上述F1的高莖豌豆自花授粉，然後把所結出的F2豌豆種子於次年再播種下去，得到雜種F2的豌豆植株，結果出現了兩種類型：一種是高莖的豌豆（顯性性狀），一種是矮莖的豌豆（隱性性狀），即：一對相對性狀的兩種不同表現形式——高莖和矮莖性狀都表現出來了。孟德爾的疑問解除了，並把這種現象稱為分離現象。不僅如此，孟德爾還從F2的高、矮莖豌豆的數字統計中發現：在1064株豌豆中，高莖的有787株，矮莖的有277株，兩者數目之比，近似於3∶1。如圖2-4A所示。
孟德爾以同樣的試驗方法，又進行了紅花豌豆的F1自花授粉。在雜種F2的豌豆植株中，同樣也出現了兩種類型：一種是紅花豌豆（顯性性狀），另一種是白花豌豆（隱性性狀）。對此進行數字統計結果表明，在929株豌豆中，紅花豌豆有705株，白花豌豆有224株，二者之比同樣接近於3∶1。
孟德爾還分別對其他5對相對性狀作了同樣的雜交試驗，其結果也都是如此。
我們概括上述孟德爾的雜交試驗結果，至少有三點值得注意：
⑴F1的全部植株，都只表現某一親本的性狀（顯性性狀），而另一親本的性狀，則被暫時遮蓋而未表現（隱性性狀）。
⑵在F2里，雜交親本的相對性狀——顯性性狀和隱性性狀又都表現出來了，這就是性狀分離現象。由此可見，隱性性狀在F1里並沒有消失，只是暫時被遮蓋而未能得以表現罷了。
⑶在F2的群體中，具有顯性性狀的植株數與具有隱性性狀的植株數，常常表現出一定的分離比，其比值近似於3∶1。
3．對性狀分離現象的解釋
孟德爾對上述7個豌豆雜交試驗結果中所反映出來的、值得注意的三個有規律的現象感到吃驚。事實上，他已認識到，這絕對不是某種偶然的巧合，而是一種遺傳上的普遍規律，但對於3∶1的性狀分離比，他仍感到困惑不解。經過一番創造性思維後，終於茅塞頓開，提出了遺傳因子的分離假說，其主要內容可歸納為：
⑴生物性狀的遺傳由遺傳因子決定（遺傳因子後來被稱為基因）。
⑵遺傳因子在體細胞內成對存在，其中一個成員來自父本，另一個成員來自母本，二者分別由精卵細胞帶入。在形成配子時，成對的遺傳因子又彼此分離，並且各自進入到一個配子中。這樣，在每一個配子中，就只含有成對遺傳因子中的一個成員，這個成員也許來自父本，也許來自母本。
⑶在雜種F1的體細胞中，兩個遺傳因子的成員不同，它們之間是處在各自獨立、互不幹涉的狀態之中，但二者對性狀發育所起的作用卻表現出明顯的差異，即一方對另一方起了決定性的作用，因而有顯性因子和隱性因子之分，隨之而來的也就有了顯性性狀與隱性性狀之分。
⑷雜種F1所產生的不同類型的配子，其數目相等，而雌雄配子的結合又是隨機的，即各種不同類型的雌配子與雄配子的結合機會均等。
為了更好地證明分離現象，下面用一對遺傳因子的圖解來說明孟德爾的豌豆雜交試驗及其假說，如圖2-5所示。我們用大寫字母D代表決定高莖豌豆的顯性遺傳因子，用小寫字母d代表矮莖豌豆的隱性遺傳因子。在生物的體細胞內，遺傳因子是成對存在的，因此，在純種高莖豌豆的體細胞內含有一對決定高莖性狀的顯性遺傳因子DD，在純種矮莖豌豆的體細胞內含有一對決定矮莖性狀的隱性遺傳因子dd。雜交產生的F1的體細胞中，D和d結合成Dd，由於D（高莖）對d（矮莖）是顯性，故F1植株全部為高莖豌豆。當F1進行減數分裂時，其成對的遺傳因子D和d又得彼此分離，最終產生了兩種不同類型的配子。一種是含有遺傳因子D的配子，另一種是含有遺傳因子d的配子，而且兩種配子在數量上相等，各佔1/2。因此，上述兩種雌雄配子的結合便產生了三種組合：DD、Dd和dd，它們之間的比接近於1∶2∶1，而在性狀表現上則接近於3（高）∶1（矮）。
因此，孟德爾的遺傳因子假說，使得豌豆雜交試驗所得到的相似結果有了科學的、圓滿的解釋。
基因型與表現型我們已經看到，在上述一對遺傳因子的遺傳分析中，遺傳下來的和最終表現出來的並不完全是一回事，如當遺傳結構為DD型時，其表現出來的性狀是高莖豌豆，而遺傳結構為Dd型時，其表現出來的也是高莖豌豆。像這樣，生物個體所表現出來的外形特徵和生理特性叫做表現型，如高莖與矮莖，紅花與白花；而生物個體或其某一性狀的遺傳基礎，則被稱為基因型，如高莖豌豆的基因型有DD和Dd兩種，而矮莖豌豆的基因型只有dd一種。由相同遺傳因子的配子結合成的合子發育而成的個體叫做純合體，如DD和dd的植株；凡是由不同遺傳因子的配子結合成的合子發育而成的個體則稱為雜合體，如Dd。
基因型是生物個體內部的遺傳物質結構，因此，生物個體的基因型在很大程度上決定了生物個體的表現型。例如，含有顯性遺傳因子D的豌豆植株（DD和Dd）都表現為高莖，無顯性遺傳因子的豌豆植株（dd）都表現為矮莖。由此可見，基因型是性狀表現的內在因素，而表現型則是基因型的表現形式。
由以上分析我們還可知道，表現型相同，基因型卻並不一定相同。例如，DD和Dd的表現型都是高莖，但其基因型並不相同，並且它們的下一代有差別：DD的下一代都是高莖的，而Dd的下一代則有分離現象——既有高莖，也有矮莖。
4．分離規律的驗證
前面講到孟德爾對分離現象的解釋，僅僅建立在一種假說基礎之上，他本人也十分清楚這一點。假說畢竟只是假說，不能用來代替真理，要使這個假說上升為科學真理，單憑其能清楚地解釋他所得到的試驗結果，那是遠遠不夠的，還必須用實驗的方法進行驗證這一假說。下面介紹孟德爾設計的第一種驗證方法，也是他用得最多的測交法。
測交就是讓雜種子一代與隱性類型相交，用來測定F1的基因型。按照孟德爾對分離現象的解釋，雜種子一代F1（Dd）一定會產生帶有遺傳因子D和d的兩種配子，並且兩者的數目相等；而隱性類型（dd）只能產生一種帶有隱性遺傳因子d的配子，這種配子不會遮蓋F1中遺傳因子的作用。所以，測交產生的後代應當一半是高莖（Dd）的，一半是矮莖（dd）的，即兩種性狀之比為1∶1。如圖2-6所示測交實驗的方法。
孟德爾用子一代高莖豌豆（Dd）與矮莖豌豆（dd）相交，得到的後代共64株，其中高莖的30株，矮莖的34株，即性狀分離比接近1∶1，實驗結果符合預先設想。對其他幾對相對性狀的測交試驗，也無一例外地得到了近似於1∶1的分離比。
孟德爾的測交結果，雄辯地證明了他自己提出的遺傳因子分離假說是正確的，是完全建立在科學的基礎上的。
5．分離規律的實質
孟德爾提出的遺傳因子的分離假說，用他自己所設計的測交等一系列試驗，已經得到了充分的驗證，亦被後人無數次的試驗所證實，現已被世人所公認，並被尊稱為孟德爾的分離規律。那麼，孟德爾分離規律的實質是什麼呢？
這可以用一句話來概括，那就是：雜合體中決定某一性狀的成對遺傳因子，在減數分裂過程中，彼此分離，互不幹擾，使得配子中只具有成對遺傳因子中的一個，從而產生數目相等的、兩種類型的配子，且獨立地遺傳給後代，這就是孟德爾的分離規律。 孟德爾在揭示了由一對遺傳因子（或一對等位基因）控制的一對相對性狀雜交的遺傳規律——分離規律之後，這位才思敏捷的科學工作者，又接連進行了兩對、三對甚至更多對相對性狀雜交的遺傳試驗，進而又發現了第二條重要的遺傳學規律，即自由組合規律，也有人稱它為獨立分配規律。這里我們僅介紹他所進行的兩對相對性狀的雜交試驗。
1．雜交試驗現象的觀察
孟德爾在進行兩對相對性狀的雜交試驗時，仍以豌豆為材料。他選取了具有兩對相對性狀差異的純合體作為親本進行雜交，一個親本是結黃色圓形種子（簡稱黃色圓粒），另一親本是結綠色皺形種子（簡稱綠色皺粒），無論是正交還是反交，所得到的F1全都是黃色圓形種子。由此可知，豌豆的黃色對綠色是顯性，圓粒對皺粒是顯性，所以F1的豌豆呈現黃色圓粒性狀。
如果把F1的種子播下去，讓它們的植株進行自花授粉（自交），則在F2中出現了明顯的性狀分離和自由組合現象。在共計得到的556粒F2種子中，有四種不同的表現類型.
如果以數量最少的綠色皺形種子32粒作為比例數1，那麼F2的四種表現型的數字比例大約為9∶3∶3∶1。如圖2-7所示豌豆種子兩對相對性狀的遺傳實驗。
從以上豌豆雜交試驗結果看出，在F2所出現的四種類型中，有兩種是親本原有的性狀組合，即黃色圓形種子和綠色皺形種子，還有兩種不同於親本類型的新組合，即黃色皺形種子和綠色圓形種子，其結果顯示出不同相對性狀之間的自由組合。
2．雜交試驗結果的分析
孟德爾在雜交試驗的分析研究中發現，如果單就其中的一對相對性狀而言，那麼，其雜交後代的顯、隱性性狀之比仍然符合3∶1的近似比值。
以上性狀分離比的實際情況充分表明，這兩對相對性狀的遺傳，分別是由兩對遺傳因子控制著，其傳遞方式依然符合於分離規律。
此外，它還表明了一對相對性狀的分離與另一對相對性狀的分離無關，二者在遺傳上是彼此獨立的。
如果把這兩對相對性狀聯系在一起進行考慮，那麼，這個F2表現型的分離比，應該是它們各自F2表現型分離比（3∶1）的乘積：這也表明，控制黃、綠和圓、皺兩對相對性狀的兩對等位基因，既能彼此分離，又能自由組合。
3．自由組合現象的解釋
那麼，對上述遺傳現象，又該如何解釋呢？孟德爾根據上述雜交試驗的結果，提出了不同對的遺傳因子在形成配子中自由組合的理論。
因為最初選用的一個親本——黃色圓形的豌豆是純合子，其基因型為YYRR，在這里，Y代表黃色，R代表圓形，由於它們都是顯性，故用大寫字母表示。而選用的另一親本——綠色皺形豌豆也是純合子，其基因型為yyrr，這里y代表綠色，r代表皺形，由於它們都是隱性，所以用小寫字母來表示。
由於這兩個親本都是純合體，所以它們都只能產生一種類型的配子，即：
YYRR——YR
yyrr——yr
二者雜交，YR配子與yr配子結合，所得後代F1的基因型全為YyRr，即全為雜合體。由於基因間的顯隱性關系，所以F1的表現型全為黃色圓形種子。雜合的F1在形成配子時，根據分離規律，即Y與y分離，R與r分離，然後每對基因中的一個成員各自進入到下一個配子中，這樣，在分離了的各對基因成員之間，便會出現隨機的自由組合，即：
⑴ Y與R組合成YR；
⑵Y與r組合成Yr；⑶y與R組合成yR；
⑷y與r組合成yr。
由於它們彼此間相互組合的機會均等，因此雜種F1（YyRr）能夠產生四種不同類型、相等數量的配子。當雜種F1自交時，這四種不同類型的雌雄配子隨機結合，便在F2中產生16種組合中的9種基因型合子。由於顯隱性基因的存在，這9種基因型只能有四種表現型，即：黃色圓形、黃色皺形、綠色圓形、綠色皺形。如圖2-8所示它們之間的比例為9∶3∶3∶1。
這就是孟德爾當時提出的遺傳因子自由組合假說，這個假說圓滿地解釋了他觀察到的試驗結果。事實上，這也是一個普遍存在的最基本的遺傳定律，這就是孟德爾發現的第二個遺傳定律——自由組合規律，也有人稱它為獨立分配規律。
4．自由組合規律的驗證
與分離規律相類似，要將自由組合規律由假說上升為真理，同樣也需要科學試驗的驗證。孟德爾為了證實具有兩對相對性狀的F1雜種，確實產生了四種數目相等的不同配子，他同樣採用了測交法來驗證。
把F1雜種與雙隱性親本進行雜交，由於雙隱性親本只能產生一種含有兩個隱性基因的配子（yr），所以測交所產生的後代，不僅能表現出雜種配子的類型，而且還能反映出各種類型配子的比數。換句話說，當F1雜種與雙隱性親本測交後，如能產生四種不同類型的後代，而且比數相等，那麼，就證實了F1雜種在形成配子時，其基因就是按照自由組合的規律彼此結合的。為此，孟德爾做了以下測交試驗，如圖2-9所示。
實際測交的結果，無論是正交還是反交，都得到了四種數目相近的不同類型的後代，其比數為1∶1∶1∶1，與預期的結果完全符合。這就證實了雌雄雜種F1在形成配子時，確實產生了四種數目相等的配子，從而驗證了自由組合規律的正確性。
5．自由組合規律的實質
根據前面所講的可以知道，具有兩對（或更多對）相對性狀的親本進行雜交，在F1產生配子時，在等位基因分離的同時，非同源染色體上的非等位基因表現為自由組合，這就是自由組合規律的實質。也就是說，一對等位基因與另一對等位基因的分離與組合互不幹擾，各自獨立地分配到配子中。 孟德爾的分離規律和自由組合規律是遺傳學中最基本、最重要的規律，後來發現的許多遺傳學規律都是在它們的基礎上產生並建立起來的，它猶如一盞明燈，照亮了近代遺傳學發展的前途。
1．理論應用
從理論上講，自由組合規律為解釋自然界生物的多樣性提供了重要的理論依據。大家知道，導致生物發生變異的原因固然很多，但是，基因的自由組合卻是出現生物性狀多樣性的重要原因。比如說，一對具有20對等位基因（這20對等位基因分別位於20對同源染色體上）的生物進行雜交，F2可能出現的表現型就有220=1048576種。這可以說明世界生物種類為何如此繁多。當然，生物種類多樣性的原因還包括基因突變和染色體變異，這在後面還要講到。
分離規律是由於有些遺傳疾病是由隱性遺傳因子控制的，這些遺傳病在通常情況下很少會出現。
2．實踐應用
孟德爾遺傳規律在實踐中的一個重要應用就是在植物的雜交育種上。在雜交育種的實踐中，可以有目的地將兩個或多個品種的優良性狀結合在一起，再經過自交，不斷進行純化和選擇，從而得到一種符合理想要求的新品種。比方說，有這樣兩個品種的番茄：一個是抗病、黃果肉品種，另一個是易感病、紅果肉品種，需要培育出一個既能穩定遺傳，又能抗病，而且還是紅果肉的新品種。你就可以讓這兩個品種的番茄進行雜交，在F2中就會出現既抗病又是紅果肉的新型品種。用它作種子繁殖下去，經過選擇和培育，就可以得到你所需要的能穩定遺傳的番茄新品種。

Ⅲ 孟德爾遺傳基本規律的精髓：生物體遺傳的不是性狀，而是___．

孟德爾遺傳基本規律的精髓：生物體遺傳的不是性狀，而是控制性狀的遺傳因子，即後來所說的基因．
故答案為：
控制性狀的遺傳因子

Ⅳ 生物的性狀是由什麼控制的

生物的性狀是由基因控制的。基因遺傳物質存在於細胞核里，染色體是細胞核內的容易被鹼性顏料染成深色的物質，由DNA和蛋白質組成，DNA是遺傳物質的載體，它的結構像一個螺旋形的梯子，即雙螺旋結構;DNA分子上具有特定遺傳信息、能夠決定生物的某一性狀的片段叫做基因。

生物的性狀包括:形態結構方面的特徵，生理功能方面的特徵，形態方面的特徵和行為方式的特徵! 性狀在同種生物的同一性狀常常有不同的表現形式。例如，人的毛發有直發和卷發，虹膜的顏色有藍色、黑色，人的單雙眼皮，家兔毛的白色和黑色等;豌豆的皺粒和圓粒。

為了描述方便，遺傳學家把同種生物同一性狀的不同表現形式稱為相對性狀，遺傳學中把生物體所表現的形態結構、生理特徵和行為方式統稱為性狀。

基因(遺傳因子)是產生一條多肽鏈或功能RNA所需的全部核苷酸序列。基因支持著生命的基本構造和性能。儲存著生命的種族、血型、孕育、生長、凋亡等過程的全部信息。環境和遺傳的互相依賴，演繹著生命的繁衍、細胞分裂和蛋白質合成等重要生理過程。生物體的生、長、衰、病、老、死等一切生命現象都與基因有關。它也是決定生命健康的內在因素。因此，基因具有雙重屬性：物質性(存在方式)和信息性(根本屬性)。

Ⅳ 誰發現了生物的每個遺傳特徵都受到遺傳因子的控制

孟德爾發現了生物的每個遺傳特徵都受到遺傳因子的控制。

1865 年，孟德爾發現了遺傳定律，認為生物性狀的遺傳由遺傳因子決定，遺傳因子後來被稱為基因。每一個基因決定一個性狀，因此有機體的全貌受其全部基因的控制。比如你的身高、相貌、智力都由基因決定。

他們還發現了基因能夠進行突變。一個基因突變了，它相對應的遺傳性狀也會發生變化，例如白花顏色變為黃花顏色。

(5)科學家將控制生物性狀的因子稱為什麼擴展閱讀

孟德爾提出的遺傳因子的分離假說，用他自己所設計的測交等一系列試驗，已經得到了充分的驗證，亦被後人無數次的試驗所證實，現已被世人所公認，並被尊稱為孟德爾的分離規律。

這可以用一句話來概括，那就是：雜合體中決定某一性狀的成對遺傳因子，在減數分裂過程中，彼此分離，互不幹擾，使得配子中只具有成對遺傳因子中的一個，從而產生數目相等的、兩種類型的配子，且獨立地遺傳給後代，這就是孟德爾的分離規律。

孟德爾在揭示了由一對遺傳因子（或一對等位基因）控制的一對相對性狀雜交的遺傳規律——分離規律之後，這位才思敏捷的科學工作者。

又接連進行了兩對、三對甚至更多對相對性狀雜交的遺傳試驗，進而又發現了第二條重要的遺傳學規律，即自由組合規律，也有人稱它為獨立分配規律。這里我們僅介紹他所進行的兩對相對性狀的雜交試驗。

Ⅵ 基因通過什麼來控制生物的性狀，過程稱為什麼

1 基因通過合成蛋白質直接控制性狀
2 基因通過酶的合成控制代謝，間接控制生物性狀
另：一個基因可以控制多對性狀，一個性狀也可以由多對基因控制
過程是轉錄、翻譯

Ⅶ 控制生物性狀的物質應該說是染色體、基因還是DNA

關於染色體，基因與DNA：
Y染色體本是經過數萬年長期演化而來的,同樣將在數萬年之後消失.受精卵在前八周的時間里是不能夠辨別出男性或者女性,Y染色體在第八周分泌雄性激素,促進睾丸的發育及抑制卵巢發育.而在女嬰體內,X染色體在第十二周才開始分泌雌性激素,使嬰兒具有女性特徵.

女子比男子多一條X染色體其作用主要是對女性有更好的保護作用,也就是說,女性發生基因變異時仍會留有一條正常的X染色體,使她們仍能保持正常生長.而對於男性,僅有一條X染色體是很容易發生基因變異,從而導致性遺傳信息發生變異,引發性遺傳病.

所以男性的出現以及繁衍是一個很艱苦的歷程,而對於女性來說就容易得多了.

特納綜合症就是女性染色體變異的結果,使女性體形矮小.男性性基因變異則使男性患上諸如睾丸發育不良及雄性激素無法正常分泌等疾病.

注意:引子科學世界2006年第二期,很詳盡呀!!

我們的性別是由基因最終決定的，它在每一個人體細胞中表現為23對微小的染色體。每對染色體中的一個承繼自母親，另一個來自父親。這23對人類染色體彼此都可以從外表的固有差異被識別計數。在顯微鏡下觀察，第1對到第22對染色體中每一對的兩個成員看上去完全相同。只有第23對染色體（也稱作性染色體）有所不同。男性有一個較大的染色體（稱作X染色體）和一個較小的染色體（稱作Y染色體）；女性則有兩個X染色體。
性染色體有何作用呢？許多X染色體基因所起的作用與性別無關，而是起諸如辨別紅綠顏色之類的作用。可是，Y染色體中包含著有關睾丸發育的基因。在受精後的第5周，性別不明的人類胚胎形成了性腺始基，但它尚未分化，既可能形成睾丸，也可能形成卵巢。如果存在Y染色體，性腺始基就會在第7周形成睾丸；如果沒有Y染色體，到第13周性腺才發育為卵巢。
這些聽起來出人意料：人們本以為女子的第二個X染色體會令卵巢發育，而男子的Y染色體會發展睾丸。可實際上，人們看到的卻是另一種情況，有一個Y和兩個X染色體的異常組合的多數是男性，有3個X或只有1個X染色體的異常組合常常形成女性。因此，自然趨勢是人類模稜兩可的性腺始基在無意外時發展為卵巢；只有Y染色體這樣特殊的因素才可令它改變趨勢，發育為睾丸。
內分泌學家阿爾弗雷德·約斯特（Alfred Jost）說道：「成為一個男性，那是一個長期的、艱苦的、危機四伏的歷程；那是一次和女性化的遺傳趨勢的抗爭。」男性沙文主義者更進而歡呼成為男人的英雄氣概，而把成為女人當作一條容易的退路，反之，人們也可以把女性性別當作人類的自然狀態，而把男性的出現視作是為避免女性太多而容忍下來的令人遺憾的病理畸變。

人每對染色體都是兩條，一條從父親那裡遺傳的，一條從母親那裡遺傳的。不同染色體的配對會表現出不同的形狀，所以每個孩子都會象他的父母，可是又不完全相同。
這就產生了變異。
變異的結果，使得生物可以繼承其祖先的特性，卻又可以逐漸變化，從而產生進化。
所以，不僅僅是XY染色體，所有的染色體都是只有一半給孩子了，正是這個特點，生物才能不斷往高級方向進化

DNA復制脫氧核糖核酸（DNA，為英文Deoxyribonucleic acid的縮寫），又稱去氧核糖核酸，是染色體的主要化學成分，同時也是組成基因的材料。有時被稱為「遺傳微粒」，因為在繁殖過程中，父代把它們自己DNA的一部分復制傳遞到子代中，從而完成性狀的傳播。

事實上，原核細胞（無細胞核）的DNA存在於細胞質中，而真核生物的DNA存在於細胞核中，DNA片斷並不像人們通常想像的那樣，是單鏈的分子。嚴格的說，DNA是由兩條單鏈像葡萄藤那樣相互盤繞成雙螺旋形，根據螺旋的不同分為A型DNA，B型DNA和Z型DNA，詹姆斯·沃森與佛朗西斯·克里克所發現的雙螺旋，是稱為B型的水結合型DNA，在細胞中最為常見。

這種核酸高聚物是由核苷酸鏈接成的序列，每一個核苷酸都由一分子脫氧核糖，一分子磷酸以及一分子鹼基組成。DNA有四種不同的核苷酸結構，它們是腺嘌呤（adenine，縮寫為A），胸腺嘧啶（thymine，縮寫為T），胞嘧啶（cytosine，縮寫為C）和鳥嘌呤（guanine，縮寫為G）。在雙螺旋的DNA中，分子鏈是由互補的核苷酸配對組成的，兩條鏈依靠氫鍵結合在一起。由於氫鍵鍵數的限制，DNA的鹼基排列配對方式只能是A對T或C對G。因此，一條鏈的鹼基序列就可以決定了另一條的鹼基序列，因為每一條鏈的鹼基對和另一條鏈的鹼基對都必須是互補的。在DNA復制時也是採用這種互補配對的原則進行的：當DNA雙螺旋被展開時，每一條鏈都用作一個模板，通過互補的原則補齊另外的一條鏈。

分子鏈的開頭部分稱為3'端而結尾部分稱為5'端，這些數字表示脫氧核糖中的碳原子編號。

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DNA的理化結構
DNA是大分子高分子聚合物，DNA溶液為高分子溶液，具有很高的粘度。DNA對紫外線有吸收作用，當核酸變性時，吸光值升高；當變性核酸可復性時，吸光值又會恢復到原來水平。溫度、有機溶劑、酸鹼度、尿素、醯胺等試劑都可以引起DNA分子變性，即使得DNA雙鍵間的氫鍵斷裂，雙螺旋結構解開。

請參看：生物學 -- 遺傳學 -- DNA測試 -- DNA復制 -- DNA片斷 -- DNA病毒 -- 線粒體DNA

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DNA及其結構的發現

DNA片斷模型早在19世紀，人們就發現了核苷酸的化學成分。1943年，奧斯瓦德·西奧多·艾弗里證明了DNA攜帶有遺傳信息，並認為DNA可能就是基因。

詹姆斯·沃森和佛朗西斯·克里克《脫氧核糖核酸的結構》的論文。1957年進一步的研究揭示了DNA製造蛋白質的原理。分子生物學誕生。

1962年，沃森、威爾金斯、克里克贏得諾貝爾醫學獎。1988年，沃森被任命為人類基因組計劃的負責人。

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參見
核糖核酸
核苷酸
核酸
編輯
鹼基: 腺嘌呤 - 胸腺嘧啶 - 尿嘧啶 - 鳥嘌呤 - 胞嘧啶 - 嘌呤 - 嘧啶
核苷: 腺苷 - 尿苷 - 鳥苷 - 胞苷 - 脫氧腺苷 - 胸苷 - 脫氧鳥苷 - 脫氧胞苷
核糖核苷酸: AMP - UMP - GMP - CMP - ADP - UDP - GDP - CDP - ATP - UTP - GTP - CTP - cAMP - cGMP
脫氧核苷酸: dAMP - dTMP - dUMP - dGMP - dCMP - dADP - dTDP - dUDP - dGDP - dCDP - dATP - dTTP - dUTP - dGTP - dCTP
核酸: DNA - RNA - LNA - PNA - mRNA - ncRNA - miRNA - rRNA - shRNA - siRNA - tRNA - mtDNA - Oligonucleotide

基因

基因（Gene,Mendelian factor），也稱為遺傳因子。

是指攜帶有遺傳信息的DNA或RNA序列，是控制性狀的基本遺傳單位。基因通過指導蛋白質的合成來表達自己所攜帶的遺傳信息，從而控制生物個體的性狀表現。

基因有兩個特點，一是能忠實地復制自己，以保持生物的基本特徵；二是基因能夠「突變」，突變大絕大多數會導致疾病，另外的一小部分是非致病突變。非致病突變給自然選擇帶來了原始材料，使生物可以在自然選擇中被選擇出最適合自然的個體.

含特定遺傳信息的核苷酸序列，是遺傳物質的最小功能單位。除某些病毒的基因由核糖核酸（RNA）構成以外，多數生物的基因由脫氧核糖核酸（DNA）構成，並在染色體上作線狀排列。基因一詞通常指染色體基因。在真核生物中，由於染色體都在細胞核內，所以又稱為核基因。位於線粒體和葉綠體等細胞器中的基因則稱為染色體外基因、核外基因或細胞質基因，也可以分別稱為線粒體基因、質粒和葉綠體基因。

在通常的二倍體的細胞或個體中，能維持配子或配子體正常功能的最低數目的一套染色體稱為染色體組或基因組，一個基因組中包含一整套基因。相應的全部細胞質基因構成一個細胞質基因組，其中包括線粒體基因組和葉綠體基因組等。原核生物的基因組是一個單純的DNA或RNA分子，因此又稱為基因帶，通常也稱為它的染色體。

基因在染色體上的位置稱為座位，每個基因都有自己特定的座位。凡是在同源染色體上占據相同座位的基因都稱為等位基因。在自然群體中往往有一種佔多數的（因此常被視為正常的）等位基因，稱為野生型基因；同一座位上的其他等位基因一般都直接或間接地由野生型基因通過突變產生，相對於野生型基因，稱它們為突變型基因。在二倍體的細胞或個體內有兩個同源染色體，所以每一個座位上有兩個等位基因。如果這兩個等位基因是相同的，那麼就這個基因座位來講，這種細胞或個體稱為純合體；如果這兩個等位基因是不同的，就稱為雜合體。在雜合體中，兩個不同的等位基因往往只表現一個基因的性狀，這個基因稱為顯性基因，另一個基因則稱為隱性基因。在二倍體的生物群體中等位基因往往不止兩個，兩個以上的等位基因稱為復等位基因。不過有一部分早期認為是屬於復等位基因的基因，實際上並不是真正的等位，而是在功能上密切相關、在位置上又鄰接的幾個基因，所以把它們另稱為擬等位基因。某些表型效應差異極少的復等位基因的存在很容易被忽視，通過特殊的遺傳學分析可以分辨出存在於野生群體中的幾個等位基因。這種從性狀上難以區分的復等位基因稱為同等位基因。許多編碼同工酶的基因也是同等位基因。

屬於同一染色體的基因構成一個連鎖群(見連鎖和交換)。基因在染色體上的位置一般並不反映它們在生理功能上的性質和關系，但它們的位置和排列也不完全是隨機的。在細菌中編碼同一生物合成途徑中有關酶的一系列基因常排列在一起，構成一個操縱子（見基因調控）；在人、果蠅和小鼠等不同的生物中，也常發現在作用上有關的幾個基因排列在一起，構成一個基因復合體或基因簇或者稱為一個擬等位基因系列或復合基因。

功能、類別和數目 到目前為止在果蠅中已經發現的基因不下於1000個， 在大腸桿菌中已經定位的基因大約也有1000個，由基因決定的性狀雖然千差萬別，但是許多基因的原初功能卻基本相同。

功能 1945年G.W.比德爾通過對脈孢菌的研究，提出了一個基因一種酶假設，認為基因的原初功能都是決定蛋白質的一級結構（即編碼組成肽鏈的氨基酸序列）。這一假設在50年代得到充分的驗證。

類別 60年代初F.雅各布和J.莫諾發現了調節基因。把基因區分為結構基因和調節基因是著眼於這些基因所編碼的蛋白質的作用：凡是編碼酶蛋白、血紅蛋白、膠原蛋白或晶體蛋白等蛋白質的基因都稱為結構基因；凡是編碼阻遏或激活結構基因轉錄的蛋白質的基因都稱為調節基因。但是從基因的原初功能這一角度來看，它們都是編碼蛋白質。根據原初功能（即基因的產物）基因可分為：①編碼蛋白質的基因。包括編碼酶和結構蛋白的結構基因以及編碼作用於結構基因的阻遏蛋白或激活蛋白的調節基因。②沒有翻譯產物的基因。轉錄成為RNA以後不再翻譯成為蛋白質的轉移核糖核酸(tRNA)基因和核糖體核酸（rRNA）基因：③不轉錄的DNA區段。如啟動區、操縱基因等等。前者是轉錄時RNA多聚酶開始和DNA結合的部位；後者是阻遏蛋白或激活蛋白和DNA結合的部位。已經發現在果蠅中有影響發育過程的各種時空關系的突變型，控制時空關系的基因有時序基因 、格局基因 、選擇基因等（見發生遺傳學）。

一個生物體內的各個基因的作用時間常不相同，有一部分基因在復制前轉錄，稱為早期基因；有一部分基因在復制後轉錄，稱為晚期基因。一個基因發生突變而使幾種看來沒有關系的性狀同時改變，這個基因就稱為多效基因。

數目 不同生物的基因數目有很大差異，已經確知RNA噬菌體MS2隻有3個基因，而哺乳動物的每一細胞中至少有100萬個基因。但其中極大部分為重復序列，而非重復的序列中，編碼肽鏈的基因估計不超過10萬個。除了單純的重復基因外，還有一些結構和功能都相似的為數眾多的基因，它們往往緊密連鎖，構成所謂基因復合體或叫做基因家族。

相互作用

生物的一切表型都是蛋白質活性的表現。換句話說，生物的各種性狀幾乎都是基因相互作用的結果。所謂相互作用，一般都是代謝產物的相互作用，只有少數情況涉及基因直接產物，即蛋白質之間的相互作用。

非等位基因的相互作用 依據非等位基因相互作用的性質可以將它們歸納為：

①互補基因。若干非等位基因只有同時存在時才出現某一性狀，其中任何一個發生突變時都會導致同一突變型性狀，這些基因稱為互補基因。

②異位顯性基因。影響同一性狀的兩個非等位基因在一起時，得以表現性狀的基因稱為異位顯性基因或稱上位基因。

③累加基因。對於同一性狀的表型來講，幾個非等位基因中的每一個都只有部分的影響，這樣的幾個基因稱為累加基因或多基因。在累加基因中每一個基因只有較小的一部分表型效應，所以又稱為微效基因。相對於微效基因來講，由單個基因決定某一性狀的基因稱為主效基因。

④修飾基因。本身具有或者沒有任何錶型效應，可是和另一突變基因同時存在便會影響另一基因的表現程度的基因。如果本身具有同一表型效應則和累加基因沒有區別。

⑤抑制基因。一個基因發生突變後使另一突變基因的表型效應消失而恢復野生型表型，稱前一基因為後一基因的抑制基因。如果前一基因本身具有表型效應則抑制基因和異位顯性基因沒有區別。

⑥調節基因。一個基因如果對另一個或幾個基因具有阻遏作用或激活作用則稱該基因為調節基因。調節基因通過對被調節的結構基因轉錄的控制而發揮作用。具有阻遏作用的調節基因不同於抑制基因，因為抑制基因作用於突變基因而且本身就是突變基因，調節基因則作用於野生型基因而且本身也是野生型基因。

⑦微效多基因。影響同一性狀的基因為數較多，以致無法在雜交子代中明顯地區分它們的類型，這些基因統稱為微效多基因或稱多基因。

⑧背景基因型。從理論上看，任何一個基因的作用都要受到同一細胞中其他基因的影響。除了人們正在研究的少數基因以外，其餘的全部基因構成所謂的背景基因型或稱殘余基因型。

等位基因的相互作用 1932年H.J.馬勒依據突變型基因與野生型等位基因的關系歸納為無效基因、亞效基因、超效基因、新效基因和反效基因。

①無效基因。不能產生野生型表型的、完全失去活性的突變型基因。一般的無效基因卻能通過回復突變而成為野生型基因。

②亞效基因。表型效應在性質上相同於野生型，可是在程度上次於野生型的突變型基因。

③超效基因。表型效應超過野生型等位基因的突變型基因。

④新效基因。產生野生型等位基因所沒有的新性狀的突變型基因。

⑤反效基因。作用和野生型等位基因相對抗的突變型基因。

⑥鑲嵌顯性。對於某一性狀來講，一個等位基因影響身體的一個部分，另一等位基因則影響身體的另一部分，而在雜合體中兩個部分都受到影響的現象稱為鑲嵌顯性。

基因和環境因素的相互作用 基因作用的表現離不開內在的和外在的環境的影響。在具有特定基因的一群個體中，表現該基因性狀的個體的百分數稱為外顯率；在具有特定基因而又表現該一性狀的個體中，對於該一性狀的表現程度稱為表現度。外顯率和表現度都受內在環境和外在環境的影響。

內在環境 指生物的性別、年齡等條件以及背景基因型。

①性別。性別對於基因作用的影響實際上是性激素對基因作用的影響。性激素為基因所控制，所以實質上這些都是基因相互作用的結果。

②年齡。人類中各個基因顯示它的表型的年齡有很大的區別。

③背景基因型。通過選擇，可以改變動植物品系的某一遺傳性狀的外顯率和表現度，說明一些基因的作用往往受到一系列修飾基因或者背景基因型的影響。

由於背景基因型的差異而造成的影響，在下述3種情況中可以減低到最低限度：由高度近交得來的純系；一卵雙生兒；無性繁殖系（包括某些高等植物的無性繁殖系、微生物的無性繁殖系以及高等動物的細胞株）。用這些體系作為實驗系統，可以更為明確地顯示環境因素的影響，更為確切地說明某一基因的作用。雙生兒法在人類遺傳學中的應用及純系生物在遺傳學和許多生物學研究中的應用都是根據這一原理。

外在環境 ①溫度。溫度敏感突變型只能在某些溫度中表現出突變型的性狀，對於一般的突變型來說，溫度對於基因的作用也有程度不等的影響。②營養。家兔脂肪的黃色決定於基因y的純合狀態以及食物中的葉黃素的存在。如果食物中不含有葉黃素，那麼yy純合體的脂肪也並不呈黃色。y基因的作用顯然和葉黃素的同化有關。

演化 就細胞中DNA的含量來看，一般愈是低等的生物含量愈低，愈是高等的生物含量愈高。就基因的數量和種類來講，一般愈是低等的生物愈少，愈是高等的生物愈多。DNA含量和基因數的增加與生理功能的逐漸完備是密切相關的。

基因最初是一個抽象的符號，後來證實它是在染色體上佔有一定位置的遺傳的功能單位。大腸桿菌乳糖操縱子中的基因的分離和離體條件下轉錄的實現進一步說明基因是實體。今已可以在試管中對基因進行改造（見重組DNA技術）甚至人工合成基因。對基因的結構、功能、重組、突變以及基因表達的調控和相互作用的研究始終是遺傳學研究的中心課題。

基因破譯

目前，由多國科學家參與的「人類基因組計劃」，正力圖在21世紀初繪制出完整的人類染色體排列圖。眾所周知，染色體是DNA的載體，基因是DNA上有遺傳效應的片段，構成DNA的基本單位是四種鹼基。由於每個人擁有30億對鹼基，破譯所有DNA的鹼基排列順序無疑是一項巨型工程。與傳統基因序列測定技術相比，基因晶元破譯人類基因組和檢測基因突變的速度要快數千倍。

基因晶元的檢測速度之所以這么快，主要是因為基因晶元上有成千上萬個微凝膠，可進行並行檢測；同時，由於微凝膠是三維立體的，它相當於提供了一個三維檢測平台，能固定住蛋白質和DNA並進行分析。

美國正在對基因晶元進行研究，已開發出能快速解讀基因密碼的「基因晶元」，使解讀人類基因的速度比目前高1000倍。

基因診斷

通過使用基因晶元分析人類基因組，可找出致病的遺傳基因。癌症、糖尿病等，都是遺傳基因缺陷引起的疾病。醫學和生物學研究人員將能在數秒鍾內鑒定出最終會導致癌症等的突變基因。藉助一小滴測試液，醫生們能預測葯物對病人的功效，可診斷出葯物在治療過程中的不良反應，還能當場鑒別出病人受到了何種細菌、病毒或其他微生物的感染。利用基因晶元分析遺傳基因，將使10年後對糖尿病的確診率達到50％以上。

未來人們在體檢時，由搭載基因晶元的診斷機器人對受檢者取血，轉瞬間體檢結果便可以顯示在計算機屏幕上。利用基因診斷，醫療將從千篇一律的「大眾醫療」的時代，進步到依據個人遺傳基因而異的「定製醫療」的時代。

基因環保

基因晶元在環保方面也大有可為。基因晶元可高效地探測到由微生物或有機物引起的污染，還能幫助研究人員找到並合成具有解毒和消化污染物功能的天然酶基因。這種對環境友好的基因一旦被發現，研究人員將把它們轉入普通的細菌中，然後用這種轉基因細菌清理被污染的河流或土壤。

基因計算

DNA分子類似「計算機磁碟」，擁有信息的保存、復制、改寫等功能。將螺旋狀的DNA的分子拉直，其長度將超過人的身高，但若把它折疊起來，又可以縮小為直徑只有幾微米的小球。因此，DNA分子被視為超高密度、大容量的分子存儲器。

基因晶元經過改進，利用不同生物狀態表達不同的數字後還可用於製造生物計算機。基於基因晶元和基因演算法，未來的生物信息學領域，將有望出現能與當今的計算機業硬體巨頭――英特爾公司、軟體巨頭――微軟公司相匹敵的生物信息企業。

基因影響大腦結構和智力

加州大學洛山磯分校的大腦圖譜研究人員首次創造出顯示個體基因如何影響他們的大腦結構和智力水平的圖像。這項發現發表於2001年11月5日的《自然神經科學》（Nature Neuroscience）雜志上，為父母如何向後代傳遞個性特徵和認知能力以及大腦疾病如何影響整個家族提供了令人興奮的新見解。

研究小組發現大腦前沿部分灰質的數量是由個體父母的遺傳組成決定的，根據智力測驗的分數的衡量，它與個體的認知能力有著極大的關聯。

更為重要的是，這些是第一批揭開正常的遺傳差異是如何影響大腦結構和智力的圖像。

大腦控制語言和閱讀技巧的區域在同卵雙生的雙胞胎中本質上是一樣的，因為他們享有完全一樣的基因，而普通的兄弟姐妹只顯示60％的正常的大腦差異。

家庭成員大腦中的這種緊密的結構相似性有助於解釋大腦疾病包括精神分裂症和一些類型的痴呆症等為什麼會在家庭中蔓延。

家庭成員的大腦語言區也同樣極其相似。家庭成員最為相似的大腦區域可能特別易受家族遺傳病攻擊，包括各種形式的精神分裂症和痴呆症等在內。

科學家使用核磁共振成像技術來掃描一組20對基因完全相同的同卵雙生的雙胞胎，和20對一半基因相同的異卵雙生的同性雙胞胎。

通過高速的超型計算機，他們創造出用不同色彩做標記的圖像，圖像可以顯示大腦的哪些部位是由我們的遺傳組成決定的，哪些部位更易受環境因素如學習和壓力等的影響。

為繪制出遺傳對大腦影響的圖譜，加州大學洛山磯分校的科學家們與芬蘭國家公共衛生研究院和芬蘭赫爾辛基大學合作，在一項國家計劃中 ，芬蘭研究人員跟蹤了芬蘭從1940到1957年間所有的同性雙胞胎－－共9500對，他們中有許多接受了大腦掃描和認知能力測試。

通過分析78個不同的遺傳標記，他們的遺傳相似性被進一步證實。這些個體的DNA在同卵雙生的雙胞胎中完全吻合，異卵雙生的雙胞胎中一半吻合。

最近的研究令人驚訝地顯示許多認知技能是可遺傳的，遺傳對口頭表達能力和空間感、反應時期、甚至一些個性特質如對壓力的情緒反應等都有極大的影響。甚至在根據共同家庭環境對統計數據進行修正之後——通常這種共同環境趨向於使同一家庭成員更為相似——遺傳關聯依然存在。在這項研究以前，人們對個體基因型對個體大腦間廣泛變異以及個體的認知能力有多大影響知之甚少。

Ⅷ 控制生物性狀的基因具有___和___之分，分別稱為___基因和___基因．

生物體的某些性狀是由一對基因控制的，而控制生物性狀的基因具有顯性和隱性之分，顯性基因控制顯性性狀，隱性基因控制隱性性狀．當控制某種生物性狀的一對基因不同即一個顯性一個隱性時，一般只表現為顯性性狀，隱性性狀不表現，但是控制隱性性狀的隱性基因不比消失，還會遺傳下去．
故答案為：顯性；隱性；顯性；隱性

Ⅸ 基因控制性狀的機制是什麼

因內含有的控制生物性狀的遺傳信息，存在於染色體的DNA分子上。基因控制生物性狀的過程稱為基因表達。在基因表達中，生物遺傳信息的傳遞途徑是：DNA→RNA→蛋白質（表現性狀）
1．轉錄：從DNA→RNA
遺傳信息從DNA傳遞給RNA的過程稱為轉錄（transcription）。轉錄時，在RNA聚合酶作用下，以DNA為模板，按鹼基配對原則，合成RNA分子。轉錄形成的RNA，其類型有：tRNA、rRNA、mRNA，tRNA即轉運RNA，作用是在蛋白質合成中運送氨基酸；rRNA即核糖體RNA，參與組裝核糖體；而mRNA即信使RNA，它攜帶有編碼蛋白質氨基酸序列的遺傳信息。
2．翻譯：從RNA→蛋白質
將mRNA分子上的遺傳信息翻譯成由特定氨基酸排列順序的多肽鏈，這一過程稱為翻譯（translation）。將mRNA上的鹼基排列順序（其中每三個鹼基為一個遺傳密碼，決定一種氨基酸）依次轉換為氨基酸的排列順序。已知所有生物都使用相同的遺傳密碼，這也表明了生物界的統一性。
肽鏈的氨基酸序列，由mRNA鏈上的U、C、A、G四種鹼基順序，按三聯體密碼確定。
如：AUG
UUC
AGC
CCU
UGC
AAA
UGU
GCA……UGA
mRNA
起始Met—phe—Ser—pro—Cys—Lys—Cys—Ala……終止
多肽鏈
翻譯過程在細胞質內進行。合成的多肽鏈形成蛋白質亞基，最後形成蛋白質。
3．遺傳的中心法則
1958年克里克提出了中心法則，他認為遺傳信息的自我復制是從DNA到DNA；遺傳信息的傳遞是DNA到RNA，最終決定蛋白質的分子結構和功能。後來人們發現，有些病毒的RNA能自我復制。另外還發現，有些RNA病毒侵染細胞後能產生逆轉錄酶，逆轉錄酶以RNA為模板合成雙鏈DNA分子。這個雙鏈DNA分子能整合到寄主細胞的DNA中，可隨寄主細胞的DNA復制而復制，同時也可以轉錄出更多的病毒RNA。考慮以上因素以及某些蛋白質能夠調節DNA的復制、轉錄和翻譯，中心法則可以完善為如下圖所示。