遗传与变异——刻写在基因中的浪潮。

我们经常会看到这样的现象：有的时候，亲代与子代之间有着非常高的相似性，他有的时候他们又不是完全相同。对于前一个现象，我们称之为遗传，也就是亲代与子代的相似性，对于后一种现象，我们称之为变异，也就是亲代与子代或子代与子代之间的差异性。那么遗传与变异对于生物有何意义呢？

其实遗传的意义就在于让物质保持个体的稳定性，这是生物得以繁衍下去的根本，更加的保守。而变异给的生物多样性，求创造求变，更加的开放。而基因突变的变异，加上自然选择也是维持生物演化的动力。

那么在宏观层面如何描述生物的遗传和变异呢？

首先我们要明确什么是性状，它就是生物基于遗传变异展现的特征。比如说眼睛不是一个性状，但是眼睛的颜色，眼睛的大小却是一个性状。那么其实遗传和变异在宏观上的表现，就是性状的相似与不同。这样的性状可以是内在的，也可以是外在的外在性状，就比如五官外貌的特点。而内在的性状则有血型、性格等。

那么为什么同一个性状在不同个体上可以有不同的表现呢？比如说瞳孔的颜色是一个性状，但是有人是棕色瞳孔，有人是蓝色瞳孔。这种在同一物种的不同个体上，同一个性状的不同表现，我们叫做相对性。相对性状并不意味着只能有两个属性，比如同一个番茄有黄色、红色、绿色，这也是一个相对性状。

接下来的问题就是形性状是如何在亲代和子代之间进行遗传的呢？毕竟毕竟亲代和子代的性状之间还是有许多相似性的，但是它们的差异性又从何而来呢？这样的相似性又是由谁来控制呢？首先我们来探究亲代的遗传物质是如何传递给子代的。

说到遗传，无疑就是与遗传物质有关。每个人的体内都有着遗传物质，我们把父亲的遗传物质命名为P1，母亲的遗传物质命名为p2。如何将遗传物质进行分配呢？

一种思路是p1一半p2一半，另一种思路是两者随机分配。如果是随机分配的话，很可能出现 P1与P2组合之后，并不能形成一个完整的个体，比如说控制耳朵生长的遗传物质在这个分配过程中，正好被遗漏了，这样做就不能保证后代性状的稳定性。所以遗传物质的遗传应该是父亲一半，母亲一半。

父亲和母亲都给予后代一半的遗传物质，并且还能形成完成的个体，这说明什么呢？这说明两者给予后代的传承物质都是完整的一套。任意取其中一套，都可以让人发育成一个成熟的个体。所以说每个人每个物种身体中都有两套完整的遗传物质或者说有两套成对出现的染色体。

如果我们将男女两性人的染色体排列出来，就会发现最后一个染色体非常的奇怪，它比别的染色体更加短，并且男女两性有差异，这就是性染色体。雄性体内有一个X染色体和一个Y染色体，而雌性体内有两个X染色体。也就是说生男生女其实是由男性决定的，因为只有男性拥有Y染色体，就是男性决定了精子中含有X染色体，还是Y染色体与雌性卵子的X染色体进行结合。

这里男性的精子和女性的卵子都是双倍体，或者说只有一套染色体。而当精卵结合产生受精卵，发育成人时，它是双倍体，也就是有两套染色体。

我们解决了染色体的遗传问题，接下来就要解决的，是性状由什么控制。

要明白，参与遗传与变异的就是染色体、基因和DNA这三者。我们只要逐个假设，使他们三个中其中一者决定了变异，看有无矛盾，就可以得出到底是谁在决定着姓性状。

首先我们假设是染色体控制性状，会出现怎么样的结果呢？

男性和女性体中都有两套染色体，男性的两套加女性的两套，一共可以有4种组合。就是说如果染色体控制的性状那么人应该就只有4种样子。但很明显，现在的人是千奇百怪，各不相同，所以一定不是染色体的组合，控制了性状。那么是否会使染色体内部的组成部分，控制的形状呢？

染色体其实是由染色质细丝，经过多次曲折形成的，而染色质丝是由核小体重复单位构成的串珠状结构，核小体又可以被拆解为DNA+蛋白质。换句话说，染色体就是一串很长很长的 DNA分子加上蛋白质蜷缩形成的。或者说一个染色体就是一个DNA。

DNA最重要的部分就是碱基对，碱基对的不同组合，就形成了一串串带有信息的DNA。如果是染色体内部的DNA控制性状，那么一个人体内就是23对DNA。这很明显还是太少了，所以基因控制的性状的可能性也被我们排除掉。

接下来就只剩下基因了。在分析这个之前，我们首先要搞清楚什么是基因。

基因其实就是DNA的一个小片段，或者说是若干个碱基对。这样的小片段可是有成千上万，甚至是几亿个，所以我们有理由猜测基因就是控制生物性状的原因。这个我们可以通过基因技术进行实验验证。比如将水荧光母体中的一段基因，放到老鼠以内，在紫外线的照射下，这些老鼠可以发出像水母那样的绿光。这就说明这一段被转移的基因可以控制身体发光这一性状，也就证实了，其实基因是在控制一个生物的性状。

不过我们并没有把所有 DNA片段都称为基因，指称那些可以遗传的片段为基因。更多的DNA片段都在沉默中，我们称之为基因沉默，这些基因可能会在外界的刺激下复苏，不过人类还是只有2%的基因可以遗传。

其实这节课，让我再次感受到了每一个生命的复杂、精妙。人DNA中有上亿个碱基对，这些碱基对偏偏就按照一定的顺序进行复制，选取那些适合的发出指令。不过盛夏再沉默的基因，也许会在无时无刻影响着人类。如此庞大又复杂的系统，很难想象是如何被构造的，稍微一点点差错，就会让整个系统崩溃，但是它却偏偏没有。