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變異研究方法的運用

發布時間:2022-04-24 18:44:56

⑴ 研究細菌遺傳變異在理論上有何重要意義以及應用價值

研究細菌等微生物的遺傳變異理論上可以幫助人類理解更多的有關微生物進化的歷史,以及還可以幫助人類構建工程菌,還可以幫助人們預防疾病等與很多。。。。

⑵ 求遺傳和變異的例子以及應用

據有關報道:南美哥倫比亞的哈脫村,是世界有名的美人村,那裡不僅女子長的美麗,男子也非常英俊,就連老人也眉清目秀,體形優美。為什麼哈脫村能得天獨厚皆是美人呢?據說從他們祖上到現在,定下了一個婚配規定:「男子娶妻千里外,女子出嫁超千里。」這樣可以避免近親婚配。還有一個規定,男婚女嫁非「美人」不配,非身體健壯者不配,酗酒、吸煙者不配。全村人都堅持這種古老的婚配標准。為優生創造了條件,使人了們後代越來越健美漂亮。

①誘變育種。通過誘發使生物產生大量而多樣的基因突變,從而可以根據需要選育出優良品種,這是基因突變的有用的方面。在化學誘變劑發現以前,植物育種工作主要採用輻射作為誘變劑;化學誘變劑發現以後,誘變手段便大大地增加了。在微生物的誘變育種工作中,由於容易在短時間中處理大量的個體,所以一般只是要求誘變劑作用強,也就是說要求它能產生大量的突變。對於難以在短時間內處理大量個體的高等植物來講,則要求誘變劑的作用較強,效率較高並較為專一。所謂效率較高便是產生更多的基因突變和較少的染色體畸變。所謂專一便是產生特定類型的突變型。
②害蟲防治。用誘變劑處理雄性害蟲使之發生致死的或條件致死的突變,然後釋放這些雄性害蟲,便能使它們和野生的雄性昆蟲相競爭而產生致死的或不育的子代。
③誘變物質的檢測。多數突變對於生物本身來講是有害的,人類的癌症的發生也和基因突變有密切的關系,因此環境中的誘變物質的檢測已成為公共衛生的一項重要任務。

遺傳與變異,是生物界不斷地普遍發生的現象,也是物種形成和生物進化的基礎。
微生物遺傳學作為一門獨立的學科誕生於40年代,病毒遺傳學作為微生物遺傳學的重
要組成部分,對於生物遺傳和變異的研究起到了重要的促進作用,也為分子遺傳學的
發展奠定了基礎。病毒的許多生物學特性,包括結構簡單、無性增殖方式、可經細胞
培養、增殖迅速、便於純化等,使其具有作為遺傳學研究材料的獨特優勢。

⑶ 遺傳與變異的資料

生物的親代能產生與自己相似的後代的現象叫做遺傳。遺傳物質的基礎是脫氧核糖核酸(DNA),親代將自己的遺傳物質DNA傳遞給子代,而且遺傳的性狀和物種保持相對的穩定性。生命之能夠一代一代地延續的原因,主要是由於遺傳物質在生物進程之中得以代代相承,從而使後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,這樣現象叫變異。
遺傳與變異,是生物界不斷地普遍發生的現象,也是物種形成和生物進化的基礎。
微生物遺傳學作為一門獨立的學科誕生於40年代,病毒遺傳學作為微生物遺傳學的重
要組成部分,對於生物遺傳和變異的研究起到了重要的促進作用,也為分子遺傳學的
發展奠定了基礎。病毒的許多生物學特性,包括結構簡單、無性增殖方式、可經細胞
培養、增殖迅速、便於純化等,使其具有作為遺傳學研究材料的獨特優勢。�
眾所周知,包括病毒在內的各種生物遺傳的物質基礎是核酸。事實上,這一結論
最初的直接證據正是來自於對病毒的研究。為了說明這一點,首先讓我們回顧兩個經
典的實驗:①噬菌體感染試驗:T2是感染大腸桿菌的一種噬菌體,它由蛋白質外殼(
約60%)和DNA核芯(約40%)構成,蛋白質中含有硫,DNA中含有磷。把�3�2P和�3�5S
標記T2,
並用標記的噬菌體進行感染試驗,就可以分別測定DNA和蛋白質的功用。Hershey和
Chase(1952)在含有�3�2P或�3�5S的培養液中將T2感染大腸桿菌,得到標記的噬菌體,

後用標記的噬菌體感染常規培養的大腸桿菌,再測定宿主細胞的同位素標記,結果用
�3�5S標記的噬菌體感染時,宿主細胞中很少有同位素標記,大多數的�3�5S標記噬菌
體蛋
白附著在宿主細胞的外面,用�3�2P標記的噬菌體感染時,大多數的放射性標記在宿主細
胞內。顯然感染過程中進入細胞的主要是DNA。②病毒重建實驗:煙草花葉病病毒
(tobacco mosaic virus,TMV)由蛋白質外殼和RNA核芯組成。可以從TMV分別抽提得
到它的蛋白質部分和RNA部分。Fraenkel�Courat(1956)實驗證明,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為
RNA。Fraenkel�Courat利用分離後再聚合的方法,先取得TMV的蛋白質外殼和車前病
毒(Holmes Rib Grass Virus,HRV)的RNA,然後把它們結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
用雜合病毒感染煙草時,卻產生HRV感染的特有病斑,從中分離的病毒可被抗HRV抗體
滅活。反過來將HRV的蛋白質和TMV的RNA結合起來也得到類似的結果。目前已經能夠由
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
感染細胞以後,可以產生具有蛋白質衣殼和脂質囊膜的完整子代病毒。由脊髓灰質炎
病毒的RNA與柯薩奇病毒的衣殼構成的雜合病毒,在感染細胞後產生的子代病毒將是完
全的脊髓灰質炎病毒。以上事實說明,核酸是病毒遺傳的決定機構,而蛋白質衣殼和
脂質囊膜不過是在病毒核酸遺傳信息控制下合成或由細胞「搶來」的成分。這些成分
雖然決定著病毒的抗原特性,而且與病毒對細胞的吸附有關,在一定程度上影響著病
毒與宿主細胞或機體的相互關系,例如感染與免疫,但從病毒生物學的本質來看,它
們只是病毒粒子中附屬的或輔助的結構。核酸傳遞遺傳信息的基礎在於其鹼基的排列
順序,病毒核酸復制時能夠產生完全同於原核酸的新的核酸分子,從而保持遺傳的穩
定性。但是,病毒沒有細胞結構,缺乏獨立的酶系統,故其遺傳機構所受周圍環境的
影響,尤其是宿主細胞內環境的影響特別深刻;加之病毒增殖迅速,突變的機率相應
增高,這又決定了病毒遺傳的較大的動搖性——變異性。採用適當的選育手段,常可
較快獲得許多變異株。應用各種理化學和生物學因子進行誘變,也能較快看到結果。
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遠超出了病毒學本身的范圍,成為
人類認識生命本質和規律的一個重要的模型和側面。�
遺傳和變異是對立的統一體,遺傳使物種得以延續,變異則使物種不斷進化。本
章主要論述病毒的變異現象、變異機理以及研究變異的方法和誘變因素等,關於病毒
的遺傳學理論請參閱有關的專業書籍。�
病毒的遺傳變異常常是「群體」,也就是無數病毒粒子的共同表現。而病毒成分,
特別是病毒編碼的酶和蛋白質,又常與細胞的正常酶類和蛋白質混雜在一起。這顯然
增加了病毒遺傳變異特性鑒定上的復雜性。�
變異是生物的一般特性。甚至在人類尚未發現病毒以前,就已開始運用變異現象
製造疫苗。例如1884年,巴斯德利用兔腦內連續傳代的方法,將狂犬病的街毒(強毒)
轉變為固定毒。這種固定毒保留了原有的免疫原性,但毒力發生了變異——非腦內接
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防制劑。此後,在許
多動物病毒方面,應用相同或類似的方法獲得了弱毒株,創制了許多優質的疫苗。選
育自然弱毒變異株的工作,也取得了巨大成就。但是有關病毒遺傳變異機理的認識,
則只在最近幾十年來才有顯著的進展。這不僅是病毒學本身的躍進,也是其它學科,
特別是生物化學、分子生物學、免疫學以及電子顯微鏡、同位素標記等新技術飛速發展的結果。�
變異主要是指基因突變、基因重組與染色體變異。其中基因突變是產生新生物基因的根本來源,也就是產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造利用更多的生物資源,比如說輻射、激光、病毒、一些化學物質(常用的是秋水仙素)都可以產生變異。
而遺傳則是變異後新物種繁育的必經方法,變異只有通過遺傳才能使變異在下一代表現。
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,這就是生物的變異現象。生物的變異有些是可遺傳的,有些是不可遺傳的。可遺傳的變異是指生物體能遺傳給後代的變異。這種變異是由遺傳物質發生變化而引起的。不可遺傳的變異是由外界因素如光照、水源等造成的變異,不會遺傳給後代的。
遺傳,一般是指親代的性狀又在下代表現的現象。但在遺傳學上,指遺傳物質從上代傳給後代的現象。例如,父親是色盲,女兒視覺正常,但她由父親得到色盲基因,並有一半機會將此基因傳給他的孩子,使顯現色盲性狀。故從性狀來看,父親有色盲性狀,而女兒沒有,但從基因的連續性來看,代代相傳,因而認為色盲是遺傳的。遺傳對於優生優育是非常重要的因素之一。
為什麼會出現遺傳這種奧妙的現象呢?19世紀末,科學家才在人體細胞的細胞核內發現了一種形態、數目、大小恆定的物質。這種物質甚至用最精密的顯微鏡也觀察不到,只有在細胞分裂時,通過某種特定的染色法,才能使它顯形,因此取名為「染色體」。
人們發現,不同種生物的染色體數目和形態各不相同,而在同一種生物中,染色體的數目及形狀則是不變的,於是有了子女像父母的遺傳現象。在總數為46條的染色體中,有44條是男女都一樣的,被人們稱為常染色體。男性的性染色體為「 XY」,女性的性染色體為「XX」。人體染色體的數量,不管在身體哪個部位的細胞里都是成雙成對的存在的,即23對46條染色體,可是惟獨在生殖細胞——卵子和精子里,卻只剩下23條,而當精子和卵子結合成新的生命——受精卵時,則又恢復為46條。可見在這46條染色體中肯定有23條是來自父親,另外23條則來自母親,也就是說,一半來自父親,一半來自母親,既攜帶有父親的遺傳信息,又攜帶有母親的遺傳信息。所有這些,共同控制著胎兒的特徵,等到胎兒長大成人,生成精子或卵子時,染色體仍然要對半減少。如此循環往復,來自雙親的各種特徵才得以一代又一代地傳遞,使人類代代復制著與自己相似的後代。
那麼,染色體又是怎麼實現遺傳的呢?染色體靠的是它所攜帶的遺傳因子,也就是「基因」,基因是貯藏遺傳信息的地方,一個基因往往攜帶著祖輩一種或幾種遺傳信息,同時又決定著後代的一種或幾種性狀的特徵。基因是一種比染色體小許多倍的微小的物質,即使在光學顯微鏡下也不可能看到。它們按順序排列在染色體上。由染色體將它們帶入人體細胞。每條染色體都是由上千個基因組成的。
人之初都是由一個受精卵經過不斷的分裂增殖發育而成的,在這個受精卵里蘊涵著父母的無數個遺傳基因。詳盡設定了後代的容貌、生理、性格、體質,甚至於某種遺傳病,子女就是按照這些特徵發育成長的。於是就出現了孩子在某個地方像父親,某個地方像母親的情況。
基因有顯性和隱性之分,在一對基因中只有一個是顯性基因,其後代的相貌和特徵就能表現出來。而隱性基因則只有當成對基因中的兩個基因同時存在時,其特徵才能表現出來,以人的相貌特徵為例,在胚胎形成時,胎兒要分別接受父親和母親的同等基因,假如孩子從父親的基因里繼承了卷發,又從母親的基因里繼承了直發,但是他最後卻長了一頭直發,這是因為,在遺傳時直發是顯性,卷發是隱性,因此表現為直發。然而,在這個孩子的染色體中仍存在卷發的隱性基因,在他長大成人後,如果他的妻子和他一樣,體內也存在卷發的隱性基因,那麼他們的孩子就會有一頭卷發,表現出隔代遺傳的現象。這就是顯性基因和隱性基因的區別。
基因還具有穩定性和變異性。穩定性是指基因能夠自我復制,使後代基因保持祖先的樣子。變異性是說基因在某種因素的刺激下能夠發生變化。如日本人在20世紀40年代一般因遺傳緣故,個子較矮小,到60年代之後,日本人注意營養,每日喝奶,又加強鍛煉,其後代個子普遍增高,這就是遺傳基因向好的方向變異。

⑷ 研究細菌遺傳變異在理論上有何重要意義及應用價值

遺傳型變異主要是通過細菌的染色體基因的突變或基因的轉移兩種途徑發生的

⑸ 生物如何變異

生物變異 -網路

在豐富多彩的生物界中,蘊含著形形色色的變異現象。在這些變異現象中,有的僅僅是由於環境因素的影響造成的,並沒有引起生物體內的遺傳物質的變化,因而不能夠遺傳下去,屬於不遺傳的變異。有的變異現象是由於生殖細胞內的遺傳物質的改變引起的,因而能夠遺傳給後代,屬於可遺傳的變異。可遺傳的變異有三種來源:基因突變,基因重組,染色體變異。

基因突變:
正常人的紅細胞是圓餅狀的,鐮刀型細胞貧血症患者的紅細胞卻是彎曲的鐮刀狀的。這樣的紅細胞容易破裂,使人患溶性貧血,嚴重時會導致死亡,分子生物學的研究表明,鐮刀型細胞貧血症是由基因突變引起的一種遺傳病。
基因突變的概念 人們在對鐮刀型細胞貧血症患者的血紅蛋白分子進行檢查時發現,患者血紅蛋白分子的多肽鏈上,一個谷氨酸被纈氨酸替換。為什麼發生氨基酸分子結構的改變呢?經過研究發現,這是由於控制合成血紅蛋白分子的DNA的鹼基序列發生了改變,這種改變最終導致了鐮刀型細胞貧血症的產生。
除鹼基的替換以外,控制合成血紅蛋白分子的DNA的鹼基序列發生鹼基的增添或缺失,有時也會導致血紅蛋白病的產生。由於DNA分子中發生鹼基對增添、缺失或改變,而引起的基因結構的改變,就叫做基因突變。
基因突變是染色體的某一個位點基因的改變。基因突變使一個基因變成它的等位基因,並且通常會引起一定的表現型變化。例如,小麥從高稈變成矮稈,普通羊群中出現了短腿的安康羊等,都是基因突變的結果。
基因突變在生物進化中具有重要意義。它是生物變異的根本來源,為生物進化提供了最初的原材料。
引起基因突變的因素很多,可以歸納為三類:一類是物理因素,如X射線、激光等;另一類是化學因素,是指能夠與DNA分子起作用而改變DNA分子性質的物質,如亞硝酸、鹼基類似物等;第三類是生物因素,包括病毒和某些細菌等。
基因突變的特點 基因突變作為生物變異的一個重要來源,它具有以下主要特點。
第一,基因突變在生物界中是普遍存在的。無論是低等生物,還是高等的動植物以及人,都可能發生基因突變。基因突變在自然界的特種中廣泛存在。例如,棉花的短果枝,水稻的矮稈、糯性,果蠅的白眼、殘翅,家鴿羽毛的灰紅色,以及人的色盲、糖尿病、白化病等遺傳病,都是突變性狀。自然條件下發生的基因突變叫做自然突變,人為條件下誘發產生的基因突變叫做誘發突變。
第二,基因突變是隨機發生的。它可以發生在生物個體發育的任何時期。一般來說,在生物個體發育的過程中,基因突變發生的時期越遲,生物體表現突變的部分就越少。例如,植物的葉芽如果在發育的早期發生基因突變,那麼由這個葉芽長成的枝條,上面著生的葉、花和果實都有可能與其他枝條不同。如果基因突變發生在花芽分化時,那麼,將來可能只在一朵花或一個花序上表現出變異。
基因突變可以發生在細胞中,也可以發生在生殖細胞中。發生在生殖細胞中的突變,可以通過受精作用直接傳遞給後代。發生在體細胞中的突變,一般是不能傳遞給後代的。
第三,在自然狀態下,對一種生物來說,基因突變的頻率是很低的。據估計,在高等生物中,約10五次方到10的八次方個生殖細胞中,才會有1個生殖細胞發生基因突變,突變率是10的負五次方到10的負八次方。
第四,在多數基因突變對生物體是有害的。由於任何一物都是長期進化過程的產物,它們與環境條件已經取得了高度的協調。如果發生基因突變,就有可能破壞這種協調關系。因此,基因突變對於生物的生存往往是有害的。例如,絕大多數的人類遺傳病,就是由基因突變造成的,這些病對人類健康構成了嚴重威脅。又如,植物中常見的白化苗,也是基因突變形成的。這種苗由於缺乏葉綠素,不能進行光合作用製造有機物,最終導致死亡。但是,也有少數基因突變是有利的。例如,植物的抗病性突變、耐旱性突變、微生物的抗葯性突變等,都是有利於生物生存的。
第五,基因突變是不定向的。一個基因可以向不同的方向發生突變,產生一個以上的等位基因。例如,控制小鼠毛色的灰色基因可以突變成黃色基因,也可以突變成黑色基因。
人工誘變在育種上的應用 人工誘變是指利用物理因素(如X射線、γ射線、紫外線、激光等)或化學因素(如亞硝酸、硫酸二乙酯等)來處理生物,使生物發生基因突變。用這種方法可以提高突變率,創造人類需要的變異類型,從中選擇、培育出優良的生物品種。

基因重組:
基因重組是指在生物體進行有性生殖的過程中,控制不同性狀的基因的重新組合。基因的自由組合定律告訴我們,在生物體通過減數分裂形成配子時,隨著非同源染色體體的自由組合,非等位基因也自由組合,這樣,由雌雄配子結合形成是一種類型的基因重組。在減數分裂形成四分體時,由於同源染色體的非姐妹染色單體之間常常發生局部交換,這些染色體單體上的基因組合,是另一種類型的基因重組。
基因重組是通過有性生殖過程實現的。在有性生殖過程中,由於父本和母本的遺傳特質基礎不同,當二者雜交時,基因重新組合,就能使子代產生變異,通過這種來源產生的變異是非常豐富的。父本與母本自身的雜合性越高,二者的遺傳物質基礎相差越大,基因重組產生變異的可能性也越大。以豌豆為例,當具有10對相對性狀(控制這10對相對性狀的等位基因分別位於10對同源染色體上)的親本進雜交時,如果只考慮基因的自由組合所引起的基因重組,F2可能出現的表現型就有1024種(即2的十次方)。在生物體內,尤其是在高等動植物體內,控制性狀的基因的數目是非常巨大,因此,通過有性生殖產生的雜交後代的表現型種類是很多的。如果把同源染色體的非姐妹染色單體交換引起的基因重組也考慮在內,那麼生物通過有性生殖產生的變異就更多了。
由此可見,通過有性生殖過程實現的基因重組,為生物變異提供了極其豐富的來源。這是形成生物多樣性的重要原因之一,對於生物進化具有十分重要的意義。

染色體變異:
基因突變是染色體的某一個位點上基因的改變,這種改變在光學顯微鏡下是看不見的。而染色體變異是可以用顯微鏡直接觀察到的比較明顯的染色體變化,如染色體結構的改變、染色體數目的增減等。

染色體結構的變異:
人類的許多遺傳病是由染色體結構改變引起的。例如,貓叫綜合征是人的第5號染色體部分缺失引起的遺傳病,因為患病兒童哭聲輕,音調高,很像貓叫而得名。貓叫綜合征患者的兩眼距離較遠,耳位低下,生長發育遲緩,而且存在嚴重的智力障礙。
在自然條件或人為因素的影響下,染色體發生的結構變異主要有4種:1.染色體中某一片段的缺失;2.染色體增加了某一片段;3.染色體某一片段的位置顛倒了180度;4.染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上。
上述染色體結構的改變,都會使排列在染色體上的基因的數目和排列順序發生改變,從而導致性狀的變異。大多數染色體結構變異對生物體是不利的,有的甚至會導致物體死亡。

染色體數目的變異:
一般來說,每一種生物的染色體數目都是穩定的,但是,在某些特定的環境條件下,生物體的染色體數目會發生改變,從而產生可遺傳的變異。染色體數目的變異可以分為兩類:一類是細胞內的個別染色體增加或減少,另一類是細胞內的染色體數目以染色體組的形式成倍地增加或減少。
染色體組 在大多數生物的體細胞中,染色體都是兩兩成對的。例如,果蠅有4對共8條染色體,這4對染色體可以分成兩組,每一組中包括3條常染色體和1條性染色體。就雄果蠅來說,在精子形成的過程中,經過減數分裂,染色體的數目減半,所以雄果蠅的精子中含有一組非同源染色體(Ⅹ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 或 Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)
細胞中的一組非同源染色體,它們在形態和功能上各不相同,但是攜帶著控制一種生物生長發育、遺傳和變異的全部信息,這樣的一組染色體,叫做一個染色體組。例如,雄果蠅精子中的這組染色體就組成了一個染色體組。
二倍體和多倍體 由受精卵發育而成的個體,體細胞中含有兩個染色體組的叫做二倍體。體細胞中含有三個或三個以上染色體組的叫做多倍體。其中,體細胞中含有三個染色體組的叫做三倍體;體細胞中含有四個染色體組的叫做四倍體。例如,人、果蠅、玉米是二倍體,香蕉是三倍體,馬鈴薯是四倍體。多倍體在植物中很常見,在動物中比較少見。
多倍體產生的主要原因,是體細胞在有絲分裂的過程中,染色體完成了復制,但是細胞受到外界環境條件(如溫度驟變)或生物內部因素的干擾,紡錘體的形成受到破壞,以致染色體不能被拉向兩極,細胞也不能分裂成兩個子細胞,於是就形成染色體數目加倍的細胞。如果這樣的細胞繼續進行正常的有絲分裂,就可以發育成染色體數目加倍的組織或個體。
人工誘導多倍體在育種上的應用 與二倍體植株相比,多倍體植株的莖稈粗壯,葉片、果實和種子都比較大,糖類和蛋白質等營養物質的含量都有所增加。例如,四倍體葡萄的果實比二倍體品種的大得多,四倍體番茄的維生素C的含量比二倍體的品種幾乎增加了一倍。因此,人們常常採用人工誘導多倍體的方法來獲得多倍體,培育新品種。
人工誘導多倍體的方法很多。目前最常用而且最有效的方法,是用秋水仙素來處理萌發的種子或幼苗。當秋水仙素作用於正在分裂的細胞時,能夠抑制紡錘體形成,導致染色體不分離,從而引起細胞內染色體數目加倍。染色體數目加倍的細胞繼續進行正常的有絲分裂,將來就可以發育成多倍體植株。目前世界各國利用人工誘導多倍體的方法已經培育出不少新品種,如含糖量高的三倍體無子西瓜和甜菜。此外,我國科技工作者還創造出自然界沒有的作物----八倍體小黑麥。
單倍體 在生物的體細胞中,染色體的數目不僅可以成倍地增加,還可以成倍地減少。例如,蜜蜂的蜂王和工蜂的體細胞中有32條染色體,而雄蜂的體細胞中只有16條染色體。像蜜蜂的雄蜂這樣,體細胞中含有本物種配子染色體數目的個體,叫做單倍體。
在自然條件下,玉米、高糧、水稻、番茄等高等植物,偶爾也會出現單倍體植株。與正常植株相比,單倍體植株長得弱小,而且高度不育。但是,它們在育種上有特殊的意義。育種工作者常常採用花葯離體培養的方法來獲得單倍體植株,然後經過人工誘導使染色體數目加倍,重新恢復到正常植株的染色體數目。用這種方法得到的植株,不僅能夠正常生殖,而且每對染色體上的成對的基因都是純合的,自交產生的後代不會發生性狀分離。因此,利用單倍體植株培育新品種,只需要兩年時間,就可以得到一個穩定的純系品種。與常規的雜交育種方法相比,明顯縮短了育種年限。

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學習生物的變異,知道變異的來源有兩個:環境因素改變和遺傳物質的改變。其中遺傳物質的改變引起的變異是可遺傳的,其來源主要有三個:基因突變、基因重組、染色體變異。

變異是生物進化的基礎。生物如果沒有變異現象,就不可能出現適應環境的物種。

⑹ 平行研究與變異研究的異同

平行研究中的變異問題是比較文學變異學的兩大研究領域之一,該研究不但是一個有待開墾的處女地,更是一個大有可為的研究領域。從變異學角度重新審視比較文學平行研究,可以揭示不同國家、不同文明的文學相互比較與闡發之中的變異規律,涉及當今學術研究的許多重要問題。從學理上闡析平行研究中的變異問題的具體內容和生成機制可知:不同國家、不同文明的文學在相互闡發中出現的誤讀、誤解等變異現象是此類研究的對象;東西方文明的異質性和話語規則的不同是導致闡發變異的根本原因,而決定闡發的則是話語權

⑺ 人們可以在哪些方面利用生物變異為人類服務

變異的好處
基因變異還可以帶來好處,比如說 雜交水稻,三倍體無籽西瓜,八倍體小黑麥等,多數採用人工方法使其基因變異。
動物也有,比如短腿安康羊。
也有利用一些酶剪切基因,比如 抗蟲棉。
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,小麥中出現矮稈、抗倒伏的變異,這就是有利變異。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,這就是不利變異變異在生物進化上的意義 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,地球上的環境是復雜多樣、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。
如果沒有能遺傳的變異,就不會產生新的生物類型,生物就不能由簡單到復雜,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。
變異在農業生產上的應用 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親品種。
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葯物處理等手段,使種子里的遺傳物質發生改變在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
進行定向選育,就有可能得到農作物的新品種。
變異在生物進化上具有重要意義。
地球上環境多樣不斷變化的,不同年代有各自特定的環境,生物如果不能產生變異,就不能適應不斷變化的環境而最終滅亡。
生物繁衍過程中能夠產生變異,其中就有少數有利變異,而且還能遺傳。正是由於這此有利變異的積累為生物進化奠定了基礎,才有了我們這個豐富多彩的世界。
變異是不定向的,有害變異在自然選擇中消失,而有利變異保留。生物的進化就是有利變異的積累。沒有基因的變異,生物就沒有變化,變得「千篇一律」,也就無法適應環境的變遷,從而滅亡。
生物的進化就是證據。站在鏡子前的你就是證據。飛速發展的社會就是證據。

⑻ 遺傳與變異

生物的親代能產生與自己相似的後代的現象叫做遺傳。遺傳物質的基礎是脫氧核糖核酸(DNA),親代將自己的遺傳物質DNA傳遞給子代,而且遺傳的性狀和物種保持相對的穩定性。生命之能夠一代一代地延續的原因,主要是由於遺傳物質在生物進程之中得以代代相承,從而使後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,這樣現象叫變異。
遺傳與變異,是生物界不斷地普遍發生的現象,也是物種形成和生物進化的基礎。
微生物遺傳學作為一門獨立的學科誕生於40年代,病毒遺傳學作為微生物遺傳學的重
要組成部分,對於生物遺傳和變異的研究起到了重要的促進作用,也為分子遺傳學的
發展奠定了基礎。病毒的許多生物學特性,包括結構簡單、無性增殖方式、可經細胞
培養、增殖迅速、便於純化等,使其具有作為遺傳學研究材料的獨特優勢。�
眾所周知,包括病毒在內的各種生物遺傳的物質基礎是核酸。事實上,這一結論
最初的直接證據正是來自於對病毒的研究。為了說明這一點,首先讓我們回顧兩個經
典的實驗:①噬菌體感染試驗:T2是感染大腸桿菌的一種噬菌體,它由蛋白質外殼(
約60%)和DNA核芯(約40%)構成,蛋白質中含有硫,DNA中含有磷。把�3�2P和�3�5S
標記T2,
並用標記的噬菌體進行感染試驗,就可以分別測定DNA和蛋白質的功用。Hershey和
Chase(1952)在含有�3�2P或�3�5S的培養液中將T2感染大腸桿菌,得到標記的噬菌體,

後用標記的噬菌體感染常規培養的大腸桿菌,再測定宿主細胞的同位素標記,結果用
�3�5S標記的噬菌體感染時,宿主細胞中很少有同位素標記,大多數的�3�5S標記噬菌
體蛋
白附著在宿主細胞的外面,用�3�2P標記的噬菌體感染時,大多數的放射性標記在宿主細
胞內。顯然感染過程中進入細胞的主要是DNA。②病毒重建實驗:煙草花葉病病毒
(tobacco mosaic virus,TMV)由蛋白質外殼和RNA核芯組成。可以從TMV分別抽提得
到它的蛋白質部分和RNA部分。Fraenkel�Courat(1956)實驗證明,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為
RNA。Fraenkel�Courat利用分離後再聚合的方法,先取得TMV的蛋白質外殼和車前病
毒(Holmes Rib Grass Virus,HRV)的RNA,然後把它們結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
用雜合病毒感染煙草時,卻產生HRV感染的特有病斑,從中分離的病毒可被抗HRV抗體
滅活。反過來將HRV的蛋白質和TMV的RNA結合起來也得到類似的結果。目前已經能夠由
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
感染細胞以後,可以產生具有蛋白質衣殼和脂質囊膜的完整子代病毒。由脊髓灰質炎
病毒的RNA與柯薩奇病毒的衣殼構成的雜合病毒,在感染細胞後產生的子代病毒將是完
全的脊髓灰質炎病毒。以上事實說明,核酸是病毒遺傳的決定機構,而蛋白質衣殼和
脂質囊膜不過是在病毒核酸遺傳信息控制下合成或由細胞「搶來」的成分。這些成分
雖然決定著病毒的抗原特性,而且與病毒對細胞的吸附有關,在一定程度上影響著病
毒與宿主細胞或機體的相互關系,例如感染與免疫,但從病毒生物學的本質來看,它
們只是病毒粒子中附屬的或輔助的結構。核酸傳遞遺傳信息的基礎在於其鹼基的排列
順序,病毒核酸復制時能夠產生完全同於原核酸的新的核酸分子,從而保持遺傳的穩
定性。但是,病毒沒有細胞結構,缺乏獨立的酶系統,故其遺傳機構所受周圍環境的
影響,尤其是宿主細胞內環境的影響特別深刻;加之病毒增殖迅速,突變的機率相應
增高,這又決定了病毒遺傳的較大的動搖性——變異性。採用適當的選育手段,常可
較快獲得許多變異株。應用各種理化學和生物學因子進行誘變,也能較快看到結果。
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遠超出了病毒學本身的范圍,成為
人類認識生命本質和規律的一個重要的模型和側面。�
遺傳和變異是對立的統一體,遺傳使物種得以延續,變異則使物種不斷進化。本
章主要論述病毒的變異現象、變異機理以及研究變異的方法和誘變因素等,關於病毒
的遺傳學理論請參閱有關的專業書籍。�
病毒的遺傳變異常常是「群體」,也就是無數病毒粒子的共同表現。而病毒成分,
特別是病毒編碼的酶和蛋白質,又常與細胞的正常酶類和蛋白質混雜在一起。這顯然
增加了病毒遺傳變異特性鑒定上的復雜性。�
變異是生物的一般特性。甚至在人類尚未發現病毒以前,就已開始運用變異現象
製造疫苗。例如1884年,巴斯德利用兔腦內連續傳代的方法,將狂犬病的街毒(強毒)
轉變為固定毒。這種固定毒保留了原有的免疫原性,但毒力發生了變異——非腦內接
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防制劑。此後,在許
多動物病毒方面,應用相同或類似的方法獲得了弱毒株,創制了許多優質的疫苗。選
育自然弱毒變異株的工作,也取得了巨大成就。但是有關病毒遺傳變異機理的認識,
則只在最近幾十年來才有顯著的進展。這不僅是病毒學本身的躍進,也是其它學科,
特別是生物化學、分子生物學、免疫學以及電子顯微鏡、同位素標記等新技術飛速發
展的結果。�
變異主要是指基因突變、基因重組與染色體變異。其中基因突變是產生新生物基因的根本來源,也就是產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造利用更多的生物資源,比如說輻射、激光、病毒、一些化學物質(常用的是秋水仙素)都可以產生變異。
而遺傳則是變異後新物種繁育的必經方法,變異只有通過遺傳才能使變異在下一代表現。
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,著就是生物的變異現象。生物的變異有些是可遺傳的,有些是不可遺傳的。可遺傳的變異是指生物體能遺傳給後代的變異。這種變異是由遺傳物質發生變化而引起的。

⑼ 統計學中的變異是指什麼

用來比較多個母群平均數間差異顯著性的一種統計分析方法.
用來分析多個群體中的計量型數據,以便比較變異的意義和分析其來源。
數理統計學及其應用領域

伍超標 楊維權

數理統計學是「數學的一個分支學科。研究怎樣去有效地收集、整理和分析帶有隨機性的數據,以對所考察問題作出推斷或預

測,直至為採取一定的決策和行動提供依據和建議。」 此一定義明確了數理統計學的研究對象與研究目的。

數理統計學是應用性很強的學科,它已被應用於各種專門領域(如物理、化學、工程、生物、經濟、社會等),但只涉及其中有關帶隨機性的數據的分析問題,而不是以任何一種專門的知識領域為研究對象。但是,在應用數理統計方法分析帶有隨機性數據時,從統計模型的選擇、實驗方案的制定、統計方法的正確使用以至所得結論的恰當解釋,都離不開所論問題的專門知識。

數理統計學內容龐雜,分支學科很多,難以作出一個周密而無懈可擊的分類。這些分支學科大體可以劃分為以下三類:

第一類分支學科包括抽樣調查和試驗設計,主要涉及與數據收集有關的理論和方法問題。

第二類分支學科主要涉及統計推斷的原理與方法,包括:(1)與特定的統計推斷形式有關的參數估計和假設檢驗,(2)與特定的統計觀點有關的貝葉斯統計和統計決策理論,(3)與特定的理論模型或樣本結構有關的非參數統計、多元統計分析、相關分析、回歸分析、方差分析、序貫分析、時間序列分析和隨機過程統計。

第三類分支學科是一些針對特殊的應用問題而發展起來的分支學科,如產品抽樣檢驗、可靠性統計、統計質量管理等。這類分支學科都不涉及或很少涉及任何一種專門學科的知識,但一般需要考慮數據的收集和統計推斷兩方面的問題。例如,產品抽樣檢驗的任務是制定從一批產品中作隨機抽樣的方案,並依據由此獲得的樣本去決定是否接受該批產品。這里,有抽樣方案的統計問題,也有使用數據作統計假設檢驗的問題。

除以上三類分支學科之外,還有一類稱之為邊緣學科分支,如生物統計學、醫學統計學、氣象統計學、地質統計學、教育統計學、經濟計量學、社會計量學、政治計量學、語言計量學、歷史計量學等。這類分支學科所討論的是統計方法在某一特定學科中的應用,涉及大量有關學科的專門知識,故不適宜當作數理統計學的分支。

從上面對數理統計學的分支學科的劃分,我們大致可以看出數理統計學的應用領域與范圍。數理統計方法在工農業生產、自然科學和技術科學以及社會經濟領域中都有廣泛的應用。數理統計方法的恰當應用依賴於所論問題的專門知識、經驗,以至良好的組織工作,故從本質上來說,數理統計方法基本上是一種輔助性的工具。

1.在農業中的應用。數理統計方法在農業中應用的一個主要方面,是對田間試驗進行適當的設計和統計分析。試驗設計的基本思想和方法,就是從田間試驗開始發展起來的。數理統計方法在農業中應用的另一領域就是數量遺傳學。例如,在培育高產優質農產品的研究中,其數據分析就需要使用多種統計方法,如應用很復雜的回歸和方差分量分析的方法來計算遺傳力。

2.在工業中的應用。數理統計方法在工業中的應用,主要有二方面。一是應用正交設計、回歸設計、回歸分析、方差分析、多元統計分析等統計方法來解決以下一系列問題:試制新產品和改進老產品,改革工藝流程,使用代用原材料和尋找適當的配方,判定影響產品質量的重要因素、次要因素,決定一組最優的生產條件。二是應用統計質量管理的統計方法,通過種種形式的質量控制圖、抽樣檢驗、可靠性統計分析以解決下面一些與工業中大批量及連續生產有關的問題:工序控制,制定成批產品的抽樣驗收方案,對大批生產的元件的可靠性及包含大量各種元件的系統的可靠性。

3.在醫、葯學中的應用。醫、葯學是較早使用數理統計方法的領域之一。在醫學研究中,為防治一種疾病,統計方法常被作為重要的研究工具,用來發現和驗證導致這種疾病的種種因素。例如,應用統計方法證實肺癌與吸煙的關系。數理統計方法在醫學中的應用,就形成了醫學統計學、生存分析等邊緣分支學科,也構成了理論流行病學。臨床流行病學的主要內容。在葯學研究中,通過臨床試驗,應用正交設計、交叉設計、回歸分析、方差分析、列聯表分析等統計方法,來確定一種葯物對治療某種疾病是否有效,用處多大,以及比較幾種葯物或治療方案的效力。

4.在自然科學和技術科學中的應用。在基礎理論研究中,一方面,一種學說或假說是否正確,或在多大程度上正確,要訴諸於大規模的實驗驗證,其中就有實驗的設計和數據的統計分析問題;另一方面,統計分析也有助於發現某種規律性,並在尋求理論上的解釋中可以形成新的理論。一個著名的例子就是孟德爾的遺傳定律的發現。孟德爾在豌豆試驗中發現了此一定律,以後由許多人通過進一步的試驗,並用數理統計學的擬合優度檢驗法驗證了該定律。在尋求該定律的理論解釋的過程中,便誕生了「基因學說」。

在應用性研究中,由於對所研究現象的規律性認識不充分,人們不得不依靠對實驗和觀測數據進行統計分析(統計推斷與統計預測),以提出解決問題的辦法。例如,統計方法用於地震、氣象和水文方面的預報,都有一定的效果;在地質勘探中,人們在一個地區的若干點(點的選擇也有統計上的考慮)進行觀察,對其結果用種種統計方法,如趨勢面分析、對應分析等進行處理,以建立某種經驗性質的規律,用以指導找礦。

數理統計方法在自然科學和技術科學中,已得到很廣泛的應用,隨之便產生了許多諸如統計物理學、計量化學、地質統計學、氣象統計學、數量遺傳學、生物統計學、水文統計學、技術計量學等邊緣分支學科。一般而言,無論是自然科學還是技術科學,都離不開實驗觀察,都有處理數據的問題,因此也就有統計方法的用武之地。可以這樣說,凡是有數據的地方,都是數理統計方法的應用去向。

5.在社會、經濟領域中的應用。數理統計方法在社會、經濟領域中,有著重要的應用。在西方發達國家,數理統計方法在這些領域中的應用,要比其在自然科學和技術領域中的應用更早且更廣泛。例如,社會學中的抽樣調查、列聯表分析,人口學中的人口發展動態模型、隨機過程統計,經濟學中的經濟計量模型等使對社會現象研究的定量化發展趨勢日益彰顯。在經濟科學中,定量化的趨勢要比其他人文社會科學部門更早且程度更深,如早在本世紀的二、三十年代,時間序列分析方法就已經用於市場預測,繼之一門邊緣分支學科——經濟計量學便應運而生。值得注意的是,自1969年設立諾貝爾經濟學獎以來,其得主三分之二以上的都是經濟計量學家,曾擔任過「經濟計量學會」這一國際性學術團體的會長。

如教育統計學、人口統計學、經濟計量學、社會計量學、政治計量學、語言計量學、歷史計量學等邊緣分支學科正是數理統計方法在社會、經濟領域中的應用結晶。

6.在企業經營管理中的應用。

①市場研究。在市場經濟的今天,開展市場研究尤其重要。市場研究是為某一特定的市場營銷問題的決策而開發和提供其所需的信息的一種系統的、有目的的活動或過程。這里所說的信息,不僅是市場調查所得的數據資料,還包括市場研究人員對資料進行分析所得的結果(如結論、建議等)。市場研究的范圍包括:產品研究、銷售研究、市場與銷售潛量的估計、價格研究、購買行為研究、競爭分析、廣告及促銷研究、銷售成本和利潤分析、營銷環境研究。這些研究又可歸結為四類:

(1)探測性研究,適用於需要研究的問題和范圍不是很明確,無法確定調查內容,引起問題的原因不很清楚的情形。通常的做法:收集與分析第二手資料,集中專家或相關人員的意見,進行小規模的試點調查、定性研究、實例分析。

(2)描述性研究,回答事先計劃好的問題,如「什麼」、「何時」、「怎樣」。通常的做法是:給出統計圖;計算基本統計量(如相對指標、平均指標、變異指標等);進行相關分析,確定市場營銷中有關問題的相關因素、相關關系及關聯程度。

(3)因果關系研究,用於尋找問題的原因,或確定變數之間有無因果關系。通常的做法是先確定分析對象及其影響因素,然後建立具有單方程或聯立方程形式的經濟計量模型,應用回歸分析方法進行測定。

(4)預測性研究,用於對市場潛力、企業產品前景等進行預測,以此作為市場營銷決策的依據。通常的方法包括:專家意見法,移動平均法,指數平滑法,Box-Jenk-ins法,經濟計量模型法,投人產出模型法等。

在市場研究中,常用且有效的方法就是應用數理統計方法,比較基本的有列聯表分析、相關分析、方差分析;比較高級的有多元統計分析中的聚類分析、判別分析、主成份分析、因子分析、多特性模型等。

聚類分析的目的在於辨別在某些特性上相似的事物,並按這些特性將樣本劃分成若干類(群),使在同一類內的事物具有高度的同質性,而不同類的事物則有高度的異質性。在市場研究中,聚類分析主要用於對消費者群進行市場細分,對產品進行分類,選擇試驗市場,確定分層抽樣的層次,分析消費者的性格特徵和行為形態等方面。

判別分析的原理是:依據樣本的某些特性,以判別樣本所屬類型。與聚類分析不同的是,判別分析是在已知研究對象用某種方法分成若干類的情況下,建立判別函數,用以判定未知對象屬於已知分類中的那一類。在市場研究中,判別分析主要用於對一個企業進行市場細分,以選擇目標市場,有針對性地進行廣告、促銷等活動。

主成份分析是把多個指標化為少數幾個綜合指標的一種多元統計方法。它採用一種降維的方法,即通過適當的變換,找出幾個綜合因子來代表原來眾多的變數,使這些綜合因子能盡可能地反映原來變數的信息量,而且彼此之間互不相關。在市場研究中,主成份分析主要用於分析消費者的嗜好,以此對消費品進行分類。

因子分析是這樣的一種多元統計技術:從眾多變數中提取出少數共同「因子」,用最少的因素綜合解釋大量資料,簡化變數間的關系,從而分析影響變數、支配變數的共同因素(又稱公共因子)有幾個,各因素的本質如何,以由表及裡地探索事物之間的本質聯系。在市場研究中,因子分析常用來分析消費者對各種消費品的態度,研究消費者選擇消費品的因素,以對制定營銷策略和擬定廣告宣傳主題提供參考依據。

多特性模型就是利用與產品有關的多種特性來選擇產品的一種統計模型,是一種總合所有消費者意見的多元統計分析方法。

②經濟活動分析。多元統計分析中的聚類分析、判別分析、主成份分析,因子分析等方法除了應用於市場研究之外,還可用於進行企業或部門的經濟活動分析。例如應用聚類分析方法按經營狀況對企業或部門進行分類;根據已有的關於企業經營狀況的分類

及某一企業的一些經濟效益指標,應用判別分析方法確定該企業的經營狀況的類屬;根據一些經濟效益指標,應用主成份分析方法進行綜合評價,確定企業的排名;根據反映企業經營狀況的大量指標,應用因子分析方法確定影響經濟效益的潛在因素。

經濟活動分析本質上是事後分析,或稱為影響因素分析,即在明確分析對象的影響因素的基礎上,要確定各因素影響的顯著性及影響程度,並從中找出主要的影響因素。此時,有統計軟體包幫忙,經濟計量學的經濟計量模型就可以使經濟活動分析變得容易得多了。

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