遗传

中学综合学科资源库——遗传 胡 波（华东师范大学化学系） 张映辉（华东师范大学生物系） 生物体总会现出其生命的基本特征和特性，而且依靠遗传物质的正确传递代代相传，这就是遗传。但遗传物质在活动及传递的过程中受内外条件影响也会发生变化，从而产生变异。 第一节 遗传与疾病 有些变异对生物的多样性及生物的进化有重要意义，而有些遗传物质的改变对生物却有害，如引起疾病甚至危及生命，这就是遗传病。 【专题导读】 1．生物的遗传物质 生物的主要遗传物质是DNA，决定性状的基因是DNA上有遗传效应的区段，一条DNA线形地排列着许多基因。一条DNA与相关的蛋白质结合在一起形成染色体。在细胞分裂中染色体的行为是有规律性的，这就造成了其上的基因传递的规律性以及性状表现的规律性。染色体行为的规律性在有丝分裂及减数分裂中得到了充分的表现。 2．有丝分裂 有丝分裂是亲代细胞染色体先经过复制，再平均分配到两个子细胞中，从而保证了亲、子两代细胞中含有相同数目和形态结构的染色体的分裂过程。可简单归纳如下表 细胞的有丝分裂（亲细胞染色体数表示为2n，DNA数表示为2a） 时期 染色体行为 其他变化 染色体数 DNA数 染色单体数 间期 DNA复制和有关蛋白质的合成 2n 2a→4a 4n 前期 染色质螺旋化形成染色体，每条染色体含两条染色单体 出现纺锤丝、核仁、核膜消失 2n 4a 4n 中期 在纺锤丝的牵引下染色体的着丝点排列在中央的赤道面上 形成纺锤体 2n 4a 4n 后期 染色体的着丝点分离，两条染色单体成两条染色体，细胞染色体平均分成两组，在纺锤丝牵引下分别移向两极 纺锤丝收缩 4n 4a 0 末期 染色体到达两极，解螺旋而成染色质 纺锤丝消失，核仁、核膜形成，细胞分裂成两个子细胞 4n→2n 4a→2a 0 由于动物细胞与低等植物细胞含有中心体，而高等植物细胞没有中心体，这就造成它们在形成纺锤体时的差异；再由于植物细胞有细胞壁而动物细胞没有，造成了它们在细胞质分裂时的差异。 有丝分裂能保证子代细胞染色体的稳定性，它是最普遍的分裂方式。生物无性生殖的主要途径就是有丝分裂，它能保持亲本的优良性状，因此生产上在植物的营养繁殖中应用很广。现代的细胞工程，例如细胞与组织培养、细胞融合后的扩增培养、细胞核移植后杂种细胞的增殖、胚胎移植后的生长等都是利用有丝分裂的这个特点。 3．减数分裂 有性生殖是由两性生殖细胞结合发育形成新个体的过程。生殖细胞的形成过程是一种特殊的细胞分裂过程——减数分裂。减数分裂是细胞连续分裂两次，而染色体在整个分裂过程中只复制一次的细胞分裂方式，其过程概括如下表。 细胞的见减数分裂 时期 染色体行为 染色体数 DNA数 染色 单体数 等位基因的变化(Aa) 分裂间期 DNA复制和有关蛋白质的合成 2n 2a 4a 0 4n Aa Aaaa 减数第一次分裂 前期 同源染色体联会，形成四分体，部分发生互换 2n 4a 4n Aaaa 中期 每个四分体的着丝点排在赤道面上 2n 4a 4n Aaaa 后期 同源染色体分离分别移向两极 2n 4a 4n Aaaa 末期 细胞分裂为二，染色体数目减半 1n，1n 2a，2a 2n，2n AA，aa 分裂间期 短暂，无染色体复制 1n，1n 2a，2a 2n，2n AA，aa 减数第一次分裂 前期 每条染色体含两条染色单体但无同源染色体 1n，1n 2a，2a 2n，2n AA，aa 中期 着丝点连在纺锤丝上排列在赤道面上 后期 着丝点分离，两染色单体成为染色体，分别移向两极 2n，2n 2a，2a 0，0 AA，aa 末期 细胞分裂，共形成四个子细胞 n、n、n、n a、a、a、a 0，0 A、A、a、a 在精细胞形成过程中，减数第一次分裂形成的称初级精母细胞，减数第二次分裂形成的称次级精母细胞，两次都是均等分裂，产生四个大小相同的精细胞。在卵细胞形成过程中，减数第一次分裂称初级卵母细胞，减数第二次分裂称次级卵母细胞及第一极体，两种卵母细胞的细胞质都是不均等分裂，第一极体的细胞质是均等分裂，这样最终产生一个大的卵细胞和三个小的第二极体。 减数分裂使生殖细胞的染色体数（n），只有亲细胞染色体数目（2n）的一半，这样雌雄两个生殖细胞结合后染色体数目才能恢复到原来的2n染色体，保持了物种的稳定性。 减数分裂中如有个别细胞中同源染色体不分离，一起进入某一个子细胞中，产生的生殖细胞中就可能有染色体数目的变异。如果受精后，后代就可能会因多或少一条染色体而得遗传病。例如先天愚型患者与正常人相比就是多了一条21号染色体，这种病是较为常见的染色体遗传病。 如果用植物的生殖细胞（n）进行组织培养，得到的植株就是单倍体。如在单倍体幼苗期用秋水仙素处理（秋水仙素能破坏纺锤体的形成，使染色体加倍）就能得到完全纯合的二倍体（2n）植株，这就是单倍体育种，它可以大大缩短育种的年限，且保持亲本的优良特性，在农业上有重要的作用。 在有丝分裂和减数分裂的过程中，由于外界环境的突然变化，使分裂停止，已复制的染色体只能留在原来的细胞中，这就形成比正常细胞染色体数多一倍的细胞，通过发育或受精就能发育成为多倍体。多倍体植物具有体型大，有效成分多等特点。我们可以利用秋水仙素破坏纺锤体的形成来人工培育多倍体。多倍体育种在农业生产上也有较多的应用，例如三倍体的无籽西瓜等。 4．基因的分离规律和单基因的常染色体遗传病 从上表可见一个基因型为Aa的植株在减数第一次分裂中的染色体行为保证了同源染色体的对等分离，从而也保证了同源染色体上等位基因的对等分离，分别进入到两个子细胞中去。所以配子中一半含A基因，一半含a基因。又由于不同的精子与不同的卵细胞的结合几率是相等的，故受精后就产生出基因型及比例为1/4AA、2/4Aa、1/4aa， 表现型及其比例为3/4A性状、1/4a性状的子代，这就是基因的分离规律。 分离规律是一对多位基因的遗传规律，其实质是配子形成过程中同源染色体上等位基因的分离，因此是所有遗传规律的基础。 通常细胞的染色体分常染色体与性杂色体，由于性染色体上的基因有其特殊性，故分离规律通常指常染色体上单个基因的遗传规律。 基因具有调控蛋白质合成的功能，而蛋白质能直接或间接地决定性状。如白化病是由于显性B基因控制合成的酶能形成黑色素，由B基因突变产生的隐性的b基因不能控制合成有效的酶，也就不能形成黑色素。这样 Bb×Bb的结果有1/4基因型为 bb，即患白化病的几率为1/4。这个致病的b基因是隐性基因，这种遗传病通常称常染色体隐性遗传病，镰刀型贫血症、先天性耳聋、B型地中海贫血等均属此类型，它们有双亲正常而子女发病的现象。如果致病基因为显性，这就是常染色体显性遗传病，例如夜盲、并指、早秃、成视网膜细胞瘤等。 5．伴性遗传和性染色体遗传病 性染色体是指雌雄体内不一样的与性别决定有明显直接关系的染色体。人类与哺乳动物属XY型，即雄性是性杂合体XY，雌性是性纯合体XX。X染色体和Y染色体也是同源染色体，在形成性细胞时也会联合、分离，分别进入到两个子细胞中去。但是由于两条性染色体大小不同，其上的基因数目也不同，又与性别决定有关，这就形成了伴性遗传的特殊规律。例如红绿色盲就是X连锁隐性遗传病。此隐性致病基因用b表示，显性正常基因用B表示，这对基因只位于X染色体上，而不位于Y染色体上。一个个体的两条同源染色体上，如果有一个正常基因就不发病（如XBXB、XBY、XBXb， XBXb称为携带者），如果只有致病基因就发病（如XbXb、XbY），所以X连锁隐性遗传病在男性中的发病率显著高于女性。由于父亲的Y染色体传给儿子，X染色体传给女儿，所以父亲的致病基因只能随X染色体传给女儿而不能传给儿子；由于儿子的X染色体只能来自母亲，故而儿子致病基因只可能来自母亲，如果母亲表型正常则必定是致病基因的携带者；如果女儿发病（XbXb）那么父亲肯定是红绿色盲，母亲是红绿色盲或者是致病基因的携带者。此外血友病、果蝇的红眼遗传也属于X连锁隐性遗传病。 如果X染色体上的致病基因是显性的，即为X连锁显性遗传病，如抗维生素D性佝偻病等。 无论是常染色体遗传病还是性染色体遗传病，它们对生物体都是有害的。在自然选择的情况下，隐性致病基因相遇并表现的机会是不多的。但血缘关系相近的两性个体，由于多数基因来自同一祖先，通过婚配就有可能使两个有害隐性基因在后代中出现纯合而发病。我国婚姻法规定“直系血亲和三代以内的旁系血亲禁止结婚”，这对于优生和减少遗传病的发病率都具有重大意义。同理在保护濒危物种上也应注意近亲繁殖的危害。 6．掌握实验操作技术 在植物细胞有丝分裂的实验中，不仅要重视操作技能，也应重视对实验原理的理解，以便在遇到实际问题时能灵活应用。需要压片的植物组织制片的基本操作过程，为“取材→固定→漂洗→解离→漂洗→染色→压片→观察”，学会这种临时装片的制作方法后可将其迁移应用到其他类似要求的实验中；固定是解决最适取材时间与实验时间的矛盾而设置的；二次漂洗都是要洗去前一步骤的残留药品，以免影响下一步骤的药物作用或操作；解离是因为植物细胞粘连成组织，用药物处理促使其减少粘连而松散，但又不破坏组织细胞的处理方法，因此药物种类、浓度、时间甚至温度都应注意；要根据染色对象选择染色剂，例如有丝分裂实验要使染色体染上较深颜色，其他物质不着色或着色较浅，因此常选择醋酸洋红或龙胆紫等药品；显微观察要求标本最好为单层的完整细胞，薄而较透明，故而压片的操作手法（不能辗转）及力度都要达到此要求。此外还应会将低倍视野中的分裂或细胞换用高信镜观察的方法；显微观察时要注意寻找分裂细胞时玻片移动的方法；抓住典型特征来识别实物切片中各或细胞的方法等。 【内容拓展】 1．下图为某动物细胞生活周期中的物质变化示意图，请回答下列问题 （1）图 表示的是染色体数量变化的曲线，图 表示的是DNA分子数量的变化曲线。 （2）图中的Q处表示的是 分裂的 期，此时染色体数和DNA的数量之比是 （3）最容易发生基因突变的是图中 时期段，分离规律的实质发生在图中的 时期段，同源染色体的重新组合发生在图中的 时间段。如果在C→E或O→Q时期段，外界环境温度突然变化而停止分裂，此后该细胞的染色体数为 ，这种细胞称为 体细胞。 【参考答案】 （1）甲 乙 （2）有丝 后 1:1 （3）B和N E→F M 20 多倍 2．“肌营养不良”是伴X隐性遗传病。下图表示南非某女子与两个男子分别在两次婚姻中的后代情况。请按图回答：（基因用A、a表示） （1）写出有关人员的基因型：2号： ，3号： ，7号： 。 （2）若11号和12号近亲结婚，他们生出一个健康的男孩的几率是： 【参考答案】 （l）XAY XAXa XaY （2）3/8 3．多指症是一种常染色体显性遗传病。下图为一多指症家族系谱，请按图回答： （1）图中9号和10号生一个患病男孩的概率是多少？ （2）7号和8号再生一个孩子的患病概率是多少？ （3）如果7号和8号共生四个孩子，其中3个正常1个多指病的概率是多少？ 【参考答案】 （1）1/4 （2）3/4 （3）3/64 C41×3/4×1/4×1/4×1/4 4．在一稻田里突然发现一株营养器官有优良性状的显性突变植株，欲通过它培育出较大数量的该优良性状能稳定遗传的水稻品系，该怎么办？其中最快的方法是什么？如何操作？ 【参考答案】 稳定遗传的品种是指后代不发生性状分离的纯合体。水稻是自花传粉的作物。 可以用连续自交选育的方法，也可以用单倍体育种的方法等。最简便的是单倍体育种。因为是显性突变（设为A），所以该植株必为杂合体（ Aa），要得到自交后代不分离的植株需两代，要获得较大数量稳定品系需自交多代，才能获得。如将此植株的花药全部摘下，进行花粉组织培养，成幼苗后全部用秋水仙素处理，得到染色体加倍保留出现优良性状的植株（即为AA），让其自交结籽就能得到较大数量的纯合的所需的优良品种。 5．以下是几位同学在进行细胞有丝分离实验操作的情况，请分析： 甲同学从解离液中取出材料，立即染色，实验效果很差；乙同学将染好色的材料立即盖上盖玻片观察，看不清细胞；丙同学将制好的装片直接用高倍物镜观察，花了很多时间，找不到细胞；丁同学在正确地进行了一系列操作后，镜检时在呈长方形的细胞中无法找到分裂期的细胞；戊同学找到了分裂期细胞，换高倍镜后该分裂期细胞不见了，而且视野很暗，很难观察。 （1）甲操作上的错误是 ，实验效果差的原因是 。 （2）乙操作上的错误是，看不清细胞的原因是 （3）丙操作上的错误是 （4）丁找不到分裂期的细胞的原因是 （5）戊高倍镜下找不到分裂期细胞并视野太暗的原因是 【参考答案】 （l）没有漂洗盐酸继续解离细胞并与染色剂作用 （2）没经过压片细胞重叠 （3）应先用低倍物镜观察 （4）伸长区的细胞不再分裂 （5）低倍镜观察时并未把分裂期细胞移到视野正中对光不足或光圈过小 【阅读与思考】 细胞和组织培养 受精卵发育成多细胞生物体是通过有丝分裂来增加细胞数目、正确传递全套的遗传物质，这些遗传物质又指导细胞分化发育而成的。一个体细胞也同样含有全套的遗传物质，也存在着分裂分化成生物个体的可能性。植物的组织培养已成功地将许多植物的根、茎、叶、花药、子房等组织或细胞，在适宜的人工条件下，诱导培养出完整的植株。目前在植物的快速繁殖，单倍体育种（见高中生物课本图5-32），保护稀有植物等方面得到广泛地应用。高等脊椎动物的细胞培养较为困难，目前还不能在体外培养得到器官或个体，而只能得到大量细胞，用于生物学或医学研究，如培养癌细胞用于筛选抗癌药物；体外培养健康皮肤的细胞形成大块新皮，已用于为烧伤病人植皮。上述这种通过细胞的无性生殖方式重复分裂所产生的一群细胞或个体称为克隆。细胞和组织培养在细胞工程中有广泛的应用。 例题：农业上许多作物体内都有病毒寄生。病毒繁殖极快，即使新产生的细胞一段时间后都会被病毒感染，且可通过生殖细胞传给子代，影响下一代的品质。用农药杀死病毒已无明显效果。请设法用最快的办法培育出大量没有病毒的后代植株。 【参考答案】 植物茎尖生长点刚分裂的细胞不含病毒。 在茎尖生长点处取大量的刚分裂不久没感染病毒的细胞进行细胞组织培养，诱导培育成植株，就能得到大量无病毒的植株。 相关知识内容：细胞的有丝分裂和植物单倍体育种。 【阅读与思考】 细胞融合 在体外培养时，当两个细胞的细胞膜密切接触，在一定条件下促使细胞膜发生变化，导致细胞互相合并，这就是细胞融合，又称体细胞杂交。这样产生的杂种细胞兼有两个亲本的遗传物质，通过组织培养就能产生杂种个体或杂种细胞群。自然界的受精作用事实上就是雌雄生殖细胞的细胞融合的实例。 不同物种的生物个体细胞膜上有特异的物质（如特异的糖蛋白），生物体可通过细胞识别和排斥异种个体的细胞，故而不同物种之间是不能获得有性杂交后代的。如果某些植物用人工的方法将两个物种的体细胞进行细胞融合，就能产生杂种细胞，择优培养出杂种的植株，例如烟草×菠菜，马铃薯×番茄，胡萝卜×羊角芹等杂种植物。 动物细胞融合最突出的工作是制备单克隆抗体。当抗原（如细菌等）感染哺乳动物，在其体内会形成相应的B淋巴细胞，它能分泌相应的抗体，会凝聚或杀死这些抗原，但B淋巴细胞不能在体外增殖。骨髓瘤细胞是一种癌细胞，它能在体外培养条件下无限增殖。如果把某种B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行细胞融合，产生杂交瘤细胞，它兼有两个亲本的特性——在体外培养条件下不断进行有丝分裂，同时产生出某种特异性的抗体。把这个杂交瘤细胞克隆成细胞群，所产生单一的抗体就称为单克隆抗体。现在世界上已合成数千种单克隆抗体，在生物学、医学和制药等方面得到广泛地应用。 细胞融合图解 上面的图解为两个不同物种间体细胞杂交示意图，请回答下列问题： 1．只有去壁的植物细胞在促融剂帮助下才能融合，欲去除细胞壁而不损伤细胞可用 等方法。 2．杂种细胞的遗传物质组成是 。由这种细胞经人工诱导培养，经 分裂增加细胞数目并不断分化，逐渐发育成植株。该植株的性状是 。 3．上图整个培养过程应用了细胞工程的 和 两大技术，这种培育杂种植株的意义是 。 【参考答案】 1．纤维素酶等处理 2．含有亲本A和亲本B两种细胞的遗传物质 有丝 兼有双亲的遗传性状 3．细胞融合组织培养克服不同物种不能通过有性杂交产生杂种的困难，创造出全新的植株 【阅读与思考】 胚胎移植 高等脊椎动物，特别是哺乳动物的细胞目前不能人工在体外培养成一个个体。受精卵只能在体外经过几次有丝分裂成为早期胚胎后，再移植到母体（或另一母体）生殖管道的一定部位，生长发育成子代。这就是胚胎移植。试管婴儿就是把成熟的卵和精子在试管中完成人工受精，进而培育成一个多细胞的胚，再移植到母体（或寄母体）的子宫内膜上，在母体内发育直至分娩。试管婴儿可以解除某些人的不孕症而且能减少先天性遗传病。在畜牧业中可提高良种母畜的繁殖力，使良种母畜多排卵而不怀孕，一方面能提高良种母畜的产奶量。更重要的是这些良种卵可在体外与良种公畜的精子进行人工受精，再移植到一般母畜的体内生长发育直至分娩，这样原来一生最多只能生10头小牛的良种母牛现在可以生40头。如果当受精卵有丝分裂到8个细胞时（此时细胞尚未开始分化），平均分割成4份（称胚胎分割）再进行胚胎移植，得到的4个后代基因型完全相同。这样更进一步提高了良种家畜的繁殖力。 牛群中有一头产奶多但抗病力较差的母牛，想在多产奶的前提下在较短时间内能得到尽量多的奶产量高而抗病力强的小母牛，请你设计一个培育的。 【参考答案】 要多产奶的前提下多产仔，需借腹生牛；要改善抗病的能力需引入抗病的遗传物质；后代尽量多是母牛、要多产仔牛、必要多的良种的杂交细胞。 注射激素使该良种母牛多排卵；对抵抗力强的纯种公牛的精液进行筛选，选取足量的含X染色体的精子；在试管中使良种的精子与卵细胞受精；试管体外培养到每个受精卵分裂为8个细胞时，进行胚胎分割，均分为4份；分别移植到多头寄母牛的子宫里发育分娩就能得到很多所需之小母牛。 相关的知识内容：细胞的有丝分裂；生殖细胞的形成与受精作用。 【阅读与思考】 细胞核移植 把一种生物细胞的细胞核移植到另一种去核或不去核细胞的细胞质内，这就是核移植。 鲫鱼和鲤鱼是不同属的鱼类，是不能进行杂交的。我国生物学家童第周教授，把鲤鱼胚胎细胞的细胞核移植到去核的鲫鱼成熟卵细胞质中。经分裂发育成一条鲤鲫核质杂交鱼。这种鱼肉味鲜美，侧线、鳞片数、脊椎骨数像鲫鱼，但嘴角有领，生长迅速像鲤鱼，而且能繁殖下一代。 已分化的体细胞的细胞核能不能移植呢？1997年英国科学家把白脸母绵羊的乳腺上皮细胞进行特殊的培养，再将其细胞核吸出移到黑脸绵羊去核的卵细胞中，在试管中培养成小胚胎，然后植入到另一黑脸母绵羊的子宫中，结果这头黑脸代理母亲生出了白脸绵羊“多利”，这就是轰动一时的克隆羊的诞生。自从克隆羊诞生后，克隆牛、克隆鼠、克隆猪等相继问世，1999年我国大熊猫胚胎克隆也获成功。这为转基因动物克隆及人类器官移植等方面开辟了广阔的前景。 1．上述产生鲤鲫核质杂交鱼的实验，哪些问题？ 2．据科学家估计，世界上每天至少有4种生物灭绝。如果世界上某种的最后一只野羊刚死亡，请你为该野羊的“复生”献计献策。 【参考答案】 1．遗传性状的出现、核质都有作用；细胞核移植使不同“属”之间的杂交成为可能；体细胞有受精卵细胞同样的遗传物质，在一定条件下也能控制鱼类的生长发育。 2．低温保存野羊的遗体；准备好一定数量的母山羊；取出野羊体细胞的细胞核移植到母山羊排出的去核卵细胞中；细胞培养成初期胚胎；移植到母山羊的子宫内；发育分娩出野羊。 有关知识内容：遗传物质的功能；细胞的结构，卵细胞的结构和细胞的有丝分裂。 第二节 遗传工程 自然界的生物，通过有性繁殖所产生的后代由于遗传物质的传递，其性状无不与亲代相似，基于这种特性，生物维持了种族的稳定。遗传学家孟德尔、摩尔根及华生、克里克等通过大量的实验研究，相继证明了染色体、DNA、基因、遗传信息、蛋白质与性状间的关系；同时也指出了遗传信息的改变将导致性状发生变异。 染色体是基因的载体，它的主要成分是DNA和蛋白质，那么构成基因的遗传物质是蛋白质还是DNA？遗传物质如何控制性状，并能稳定地传给后代或使之发生变异？ 基因工程的兴起标志着现代遗传学已发展到定向控制遗传性状的新阶段。基因工程是按人们预先设计的生物蓝图，把基因从一种生物细胞中提取出来，在体外施行操作加工，然后再将它导入到另一种生物的细胞中，改变其遗传结构，使之产生符合人类需要的新的遗传特性，或创造出新的生物类型。例如能产出蜘蛛拖牵丝的蚕就是通过基因工程获得的。这种操作的成功，就是基于对以“碱基互补配对”为基础的DNA分子结构的认识。 【专题导读】 1．与性状遗传有关的细胞结构 细胞核 核膜——由两层膜组成，膜上有很多直径为50～100nm的小圆孔，称为核孔。比较大的分子都可以通过核孔，便于进行细胞核和细胞质之间的物质交换。 核仁——核仁是合成核糖核酸（RNA）的一个活动中心。它的功能是制造核糖体RNA。 核液——核液的主要成分是水和蛋白质，还有少量RNA。 染色质——染色质是细胞核内易被碱性染料（如甲基绿）染色的部分，主要成分是DNA和以组蛋白为主的蛋白质。在细胞分裂期间，染色质螺旋化，集结成染色体。每一种生物的细胞里的染色体，都有它们所特有数目和结构。 2．遗传物质 研究证明生物体的遗传物质是核酸而不是蛋白质。虽然基因位于遗传物质的载体染色体上，且化学分析的结果表明染色体的主要成分是核酸的主要一类——脱氧核糖核酸（DNA）和蛋白质。核酸的另一类称核糖核酸（RNA）。迄今研究过的所有生物体和细胞器的遗传物质是双链DNA，一些病毒的基因组由单链DNA、单链或双链的RNA所组成。 （1）DNA是主要遗传物质 DNA具备作为遗传物质的条件： ① 能贮存巨大数量的遗传信息； ② 在细胞分裂和繁殖过程中能精确地自我复制，使前后代保持一定的连续性； ③ 分子结构比较稳定； ④ 一旦结构改变，能通过复制把变异传给后代。 蛋白质不能进行自我复制，分子结构也不稳定，因此，蛋白质不可能是遗传物质。 所以DNA是主要的遗传物质，但在不含DNA的病毒中，遗传物质是RNA。 （2）核酸的结构 亲代的性状在子代得以表现，是由于亲代遗传物质稳定遗传的结果。遗传物质在数量和结构上之所以能稳定遗传，这与DNA分子的结构特殊性有关。 ① 脱氧核糖核酸（DNA） 脱氧核糖核酸（DNA）的基本组成单位是脱氧核苷酸。 脱氧核苷酸的组成为：脱氧核苷和磷酸；脱氧核苷的组成为：含氮碱基和脱氧核糖；含氮碱基又分四种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C） 由于脱氧核苷酸中含氮碱基不同，共有四种脱氧核苷酸，其分子结构简式分别如下图： 脱氧核糖核酸是由两条相互平行的多核苷酸长链组成的双螺旋结构（见右图）。碱基配对有一定规律，A和T配对，G和C配对。如已知DNA分子中一条长链上的碱基排列顺序，便可谁知另一条链上的碱基序列。从碱基比例表中可发现，每种生物体内含氮碱基的数量符合碱基互补配对原则。 不同种生物体内含有的碱基比例 物种 A G C T 小麦胚乳 28.1 21.8 22.7 27.4 鲑鱼精子 29.7 20.8 20.4 29.1 绵羊 29.3 20.7 20.8 29.2 人 30.4 19.6 19.9 30.l 虽然组成DNA的脱氧核苷酸只有四种，但由于一个DNA分子中脱氧核苷酸的数目极多，而且排列方式不受限制，所以DNA分子具有多样性。因此可从分子水平说明生物的多样性和个体间存在差异的原因。 DNA分子上有遗传效应的区段称为基因，基因是决定生物性状的基本单位。每个基因含有成百上千对脱氧核苷酸，脱氧核苷酸的排列顺序为遗传信息。不同的基因，四种脱氧核苷酸的排列顺序不同，也就具有不同的遗传信息。同源染色体的等位基因就是由于碱基种类或排列顺序的不同，使遗传信息有差异所形成的。如控制合成人血红蛋白的一条肽链——β链的基因中有一碱基对发生了变化（如图）→，则由于遗传信息的改变，可使肽链中的谷氨酸被缬氨酸替代。使人成为镰刀型贫血症的患者。 DNA主要存在于细胞核内，此外，在线粒体和叶绿体等细胞器中也有DNA分子存在。 ② 核糖核酸（RNA） 核糖核酸（RNA）的基本组成单位是核音酸。核苷酸的组成为：核苷和磷酸；核苷由含氮碱基和核糖组成；含氮碱基又分为四种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、尿嘧啶（U）、胞嘧啶（C） 组成核苷酸的含氮碱基不同，共有四种核苷酸，其分子结构简式分别如图示： 核糖核酸为单链结构。它主要存在于细胞质中，一般与蛋白质的合成有关。在无DNA的病毒等生物中，RNA起着遗传物质的作用。 （3）DNA的复制 DNA的复制是在细胞有丝分裂、减数第一次分裂间期进行的。DNA分子在解旋酶的作用下，首先从一端开始解旋。当双螺旋的一端已解开成为两条单链而另一端仍保留为双链时，细胞核内游离的脱氧核苷酸便以分开了的每条多核苷酸链为母链（），进行互补配对，在酶的作用下，这些游离的脱氧核苷酸聚合成子链，每条子链的碱基以氢键与母链相结合，形成一个新的DNA分子。这样，一个DNA分子通过复制就形成了两个完全相同的DNA分子。由于新的DNA分子中都保留有一条原来分子中的母链，所以这种复制方式称为半保留复制或自我复制。 DNA分子能够自我复制，是生物遗传特性能保持相对稳定的基础。子代和亲代的相似，归根结底是因为亲代将自己的DNA复制并传递给子代的缘故。 基因工程操作的主要步骤： ◆ 目的基因的获取 目的基因就是基因工程中所要转移的基因。从生物细胞中分离目的基因，首先要确定目的基因在细胞内DNA分子上的位置，然后运用限制性核酸内切酶（简称限制酶）切割DNA分子而获得。限制酶存在于细菌体内，它能切割侵入细菌体内的外源DNA，使其失去功能。 ◆ 目的基因与载体的重组 目的基因一般都不能直接进入另一种生物细胞，即使人工注入，也将受到受体细胞内核酸酶的分解。 质粒是存在于细菌等微生物体内的一种小型环状DNA分子，其分子量较小，能自我复制。在基因工程中可用来装载目的基因。先用限制酶切割质粒，然后使目的基因与质粒进行重组。由于切割质粒和切割目的基因使用相同的限制酶，因此，它们各自的首尾两端均带有能互补的碱基单链，通过氢键作用，能对应配合连接，然后再以连接酶使切口两端的脱氧核苷酸之间形成共价键结合。于是两段DNA（重组）成一个新的环状DNA分子。 基因工程操作过程模式图 DNA的复制 DNA复制中的碱基互补配对 研究不同生物的DNA，发现T＋C量（嘧啶核苷酸总数）总是等于A＋G（嘌呤核苷酸总数）；A量总是等于T量，C量总是等于G量，但 A＋T量不一定等于 C＋G量。 【内容拓展】 1．有人从甲、乙两种生物体中提取核酸，经分析它们的碱基比率如下： 生物 A G U T C 甲 23 24 27 － 29 乙 31 19 － 31 19 阅读上表后，可知： （1）从 种生物提取的核酸是RNA；从 种生物中提取的核酸是DNA。其判断理由是 （2）从碱基比率分析，DNA的组成特点是 2．比较RNA和DNA的化学成分，RNA特有的是 A 核糖和尿嘧啶 B 核糖和胸腺嘧啶 C 脱氧核糖和尿嘧啶 D 脱氧核糖和胸腺嘧啶 3．假设一个DNA分子片段中含有胸腺嘧啶共312个，占全部碱基总数的26％，则此DNA片段中鸟嘌呤所占百分比和数目分别是 A 26％，312个 B 24％，288个 C 13％，156个 D 12％，144个 4．在酶的生物合成过程中，决定酶种类的是 A 核苷酸 B 核酸 C 核糖体 D DNA 5．DNA分子的双链在复制时解旋，这时下述哪一对碱基从氢键连接处分开 A 鸟嘌呤与胸腺嘧啶 B 鸟嘌呤与尿嘧啶 C 鸟嘌呤与胞嘧啶 D 腺嘌呤与尿嘧啶 【参考答案】 1．（1）甲；乙，参与组成DNA分子的四种碱基为A、G、T、C，而组成RNA的是A、G、U、C； （2）碱基互补配对，A—T、G－C。 2．A 3．B 4．B 由于生物种类的不同，有的不具有DNA而只有RNA，RNA同样起着遗传物质的作用。 5．C 3．人类基因组的研究 目前有关国家正在联合实施一项“人类基因组计划”。这项计划的目标是绘制四张图，每张图均涉及人类一个染色体组的常染色体和性染色体，具体情况如下：两张图的染色体上都标明人类全部的大约10万个基因的位置（其中一张图用遗传单位表示基因间的距离，另一张图用核苷酸数目表示基因间的距离）；一张图显示染色体上全部DNA约30亿个碱基对的排列顺序；还有一张是基因转录图。参加这项计划的有美、英、日、法、德和中国的科学家，他们在2000年5月完成计划的90％，2003年将该计划全部完成。 参加这项计划的英国科学家不久前宣布，已在人类第22号染色体上定位679个基因，其中55％是新发现的。这些基因主要与人类的先天性心脏病、免疫功能低下和多种恶性肿瘤等有关。此外还发现第22号染色体上约有160个基因与鼠的基因具有相似的碱基顺序。 参加这项计划的中国科学家宣布，在完成基因组计划之后，将重点转向研究中国人的基因，特别是与疾病相关的基因；同时还将应用人类基因组大规模测定碱基顺序的技术，测定出猪、牛等哺乳动物基因组的全部碱基顺序。试根据以上材料回答下列问题： （1）“人类基因组计划”需要测定人类的24条染色体的基因和碱基顺序。试指出是哪24条染色体？为什么不是测定23条染色体？ （2）在上述24条染色体中，估计基因的碱基对数目不超过全部DNA碱基对的10%。试问平均每个基因最多含多少个碱基对？ （3）你认为完成“人类基因组计划”有哪些意义？ 【参考答案】 （l）是22条常染色体和 X、Y两条性染色体 （2）3000 （3）有利于疾病的诊断和治疗；有利于研究生物的进化；有利于培育优良的高等动植物品种；有利于研究基因表达的调控机制。 【阅读与思考】 生物的性状千差万别，但性状的形成和表现都与蛋白质有着密切的联系。蛋白质是组成生物体的主要成分，每个细胞含有几千种或更多种类的蛋白质分子。这些蛋白质分子各有不同的结构并执行不同的功能。酶是蛋白质的一种，细胞内的一切生命活动都是在酶催化下进行的。缺少了某种酶，生物的性状就会发生改变。红花豌豆和白花豌豆花冠颜色的不同，就是由于白花豌豆内缺少了形成花青素的酶的缘故。人类的某些遗传病也是由于缺少有关的酶所造成的。因此，生物的性状主要是通过蛋白质来体现的，基因决定生物的性状是通过控制蛋白质的合成来实现的。 基因所蕴含的遗传信息从亲代传递给后代，并以一定方式反映到蛋白质分子结构上，就能使生物后代表现出与亲代相似的性状。如果DNA在复制时发生基因突变或在细胞进行分裂（有丝分裂或减数分裂）时发生染色体畸变，则其表现的性状将有异于亲代。 【思考】 1．以多倍体植物性状有异于同种二倍体的例子，说明染色体、DNA、基因、遗传信息、蛋白质、性状间的关系。 【提示】 从多倍体的概念和染色体的化学组成理解，染色体的数目倍增同时使DNA分子随之增加；然后分析DNA和基因的关系，以及基因控制蛋白质的合成、蛋白质决定性状表现。 2．DNA和RNA在结构和组成成分上有什么区别？ 3．DNA分子结构是较稳定的，但通过基因突变能使遗传信息发生变化。指出DNA分子的碱基在细胞分裂的哪些时期发生突变的可能性最大。 由于遗传学、分子生物学、微生物学以及其他相关学科的发展，于20世纪70年代建立了“基因工程”新技术，这标志着现代遗传学已进展到定向控制遗传性状的新阶段。 重组DNA分子导入受体细胞重组后的环形DNA分子只有导入到活细胞，借助活细胞的代谢机构，才能使目的基因所携带的遗传信息得以表达。能接纳重组DNA分子的活细胞称为受体细胞，受体细胞与重组DNA分子的相应性是转化成功的关键。 具目的基因的受体细胞的筛选 将重组DN A分子导入受体细胞的转化频率一般仅为10左右。要在巨大的细胞群中筛选出已转化的细胞，一般均以控制明显性状的标志基因（如抗四环素基因、绿色荧光蛋白质基因等）与目的基因同时与一个质粒重组，然后导入受体。凡具标志基因控制的性状的受体，就是已导入成功的筛选对象。 转基因生物 即应用基因工程技术，将某个对人类需要的基因转化到其他生物中去，如在1978年将人胰岛素基因在大肠杆菌中表达成功。近年来，国外成功地得到了生长速度快的转基因牛、鲤鱼等。但由于事物总是一分为二的，基因工程的应用可以给人类带来福音，也可能带来严重的灾难，甚至会有难以预测的后果。由于重组DNA分子所携带的DNA片段，特别是哺乳动物的DNA片段，可能有和癌肿相似的核苷酸顺序。如果将它移入大肠杆菌后，这种微生物一旦从逸出，将会给人类带来灾难性的后果。另一方面是战争狂人、恐怖主义者可以利用DNA分子重组技术制造难以制服的病原体和生物毒剂，即所谓的“基因武器”，进行讹诈和大规模毁灭人类的生物战争。 人类基因组计划“工作草图”人类基因组计划是美国科学家于1985年率先提出，并于1990年10月正式启动的，它旨在通过国际合作，阐明人类基因组大约10万个基因、30亿个碱基对的序列，发现所有人类基因并搞清楚它们在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息，使人类第一次在分子水平上全面地认识自我。 我国在1993年启动了相关研究项目，1999年7月，我国在国际人类基因组组织注册，承担了其中l％的测序任务。所测的序列是人类3号染色体短臂上约3000万碱基对的顺序，该区域约占整个人类基因组的l％，大约有1100多个基因，其中有些基因是在我国发病率高的致病相关基因，如控制肺癌、鼻咽癌和卵巢癌等有关基因。 2000年6月26日，全球6个测序参加国（美、英、德、日、法、中国）的科学家公布人类基因组工作草图——30亿个碱基对的序列。从而人类基因组计划进入到发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置的工作阶段。 人类基因组的研究不仅对认识人类自身的遗传、生长、发育、衰老、死亡以及性状、行为等有重大理论意义；而且对发展医学、制药、工农业生产乃至国防建设均有直接的关系，其研究成果将使人类的生活发生革命性的变化。 【思考】 1．据媒体报道，我国科研人员首次在国际上实现了绿色荧光蛋白和蜘蛛拖牵丝融合基因在家蚕丝基因中的插入，并获得了具有强度极高并发出绿色荧光蚕丝的荧光茧。请阅读后回答： （1）在上述基因工程中，目的基因是 ，选择绿色荧光基因共同导入的目的是 ；这两种基因在导人受体细胞（家蚕受精卵）前必须和从细菌体内取出的 先相互重组融合。重组DNA分子导人受体细胞的转化频率一般达10－7，因此成功率 （2）从分子水平分析，进行基因工程的主要理论依据是 规律。 2．2000年6月26日，各国媒体均大幅报道国际人类基因组测序研究组织已完成了人类基因组30亿个碱基对的序列测序工作。对此，请从社会效益、经济效益和生态效益三方面谈谈你的看法。继进化论、相对论、登月飞行之后，今天人类又拥有了一个伟大的里程碑 第三节 人类基因图谱完成 人类基因组图谱今天将宣布完成。专家说，这是医学上 一场革命的开始，但这场革命的成功将需要更长的时间。中国科学家承担了这个工 程1％的工作量。 人类的基因决定了人的生老病死，它存在于人体每一个细胞内的脱氧核糖核酸 分子即DNA分子。DNA分子在细胞核内的染色体上，由两条相互盘绕的链组成，每一 条链都是由单一成分首位相接纵向排列而成，这种单一成分被称为碱基（因为这些 化合物溶于水中能形成碱性溶液）。碱基有4种，分别简写为A、T、G、C。它们排列 组合构成了基因。 人类基因组计划的目的首先是把人类23对染色体上的碱基排列顺序一一测试出 来，以供科学家进一步研究。所谓基因图谱就是31亿个“字母”——A、T、G、C的排列组合。 美国普林斯顿大学教授钱卓在北京接受记者采访时说，基因图谱的完成就好像 编撰了一本大字典，以供科学家研究基因时参考，但这本大字典要想读懂将需要科 学家们更长时间的研究。所谓读懂，一是哪一段A、T、G、C的排列组合表示一个基因（有些排列不表示任何基因），二是这个基因决定了人类的什么行为。 如果确定了这些，人类将可能通过药物改变自身的基因来治疗各种与遗传相关 的疾病。钱卓教授通过改变老鼠体内一个基因的含量，去年成功地使一群老鼠的学 习能力明显高于同类。但钱卓估计，要达到这一步，仅仅一个基因就要花至少10年 的时间，而人类的基因有数十万之多。 北京华大基因研究中心的张猛博士说，虽然在5月初我国科学家就宣布完成了1%的基因草图任务，但这一段时间他们仍在不停地测试，以进一步提高精确度。测出的序列通过电脑在24小时之内就到达了国际人类基因组计划的公共数据库里。 我国科学家参与的是由美国国家卫生研究所的一个机构10年前发起的国际公共 计划，这一计划最终由美国、英国、日本、加拿大、瑞典和中国的科学家参与完成。而美国一家名为塞莱拉的私营公司从1998年开始开展了同样的研究，并与公共计划 展开了竞争。今天他们将与国际公共计划联合宣布人类基因组图谱的完成。 第四节 克隆技术 英国爱丁堡罗斯林研究所的胚胎学家威尔穆特博士率领的科研小组，于1996年8月成功地繁殖出了世界上第一头克隆绵羊——多利。1997年2月，美国的各种新闻媒体头版头条报道了有关“多利”诞生的消息后，立即吸引了世界上各界的注意，上到国家首脑、下至平民百姓，一时间“克隆”成了人们议论的热门话题，成了科学家、伦理学家、社会学家关注的焦点。 克隆是英语单词clone的音译，clone源于希腊文Klone，原意是指幼苗或嫩枝以无性繁殖或营养繁殖的方式培育植物。随着生物学的发展，克隆的内涵已经扩大了，只要是由一个细胞获得两个以上细胞、细胞群或生物体，由一个亲本序列产生的DNA序列，就是克隆；由此分化所得到的细胞、生物体就是克隆细胞、克隆体。克隆细胞与母本细胞的基因是完全相同的。准确地说，克隆是指生物体通过体细胞进行的无性繁殖。其后代的基因型与母体完全相同。通过克隆技术繁殖出来的生物是没有父母亲的，它与它的母体（注意，不是母亲！）在生物学上是一回事。 其实，克隆并不陌生。我们在日常生活中经常会用到这种生物的繁殖方法。例如，每当春暖花开的季节，喜欢种花弄草的人便会做植物扦插；绝大多数的果树则是采用嫁接的方法来繁殖。扦插和嫁接实质上也是克隆。这种无性繁殖的方式在低等生物中更是常见，如细菌、变形虫的分裂生殖是亲体纵裂或横裂成两个子体；孢子植物和孢子虫类的孢子繁殖是亲体产生一种细胞，不经结合直接形成新的个体；还有酵母菌、水螅等的出芽繁殖是亲体在一定的部位上长出芽体，逐渐长大，然后脱离亲体而成为独立的个体。 那么，无性繁殖在高等动物中是否存在？生物学家曾一度认为，由一个动物的成熟体细胞无性繁殖成一个完整的动物是不可能的。虽然每一个动物的体细胞中都含有组成一个新动物的完整的基因信息，但是这结构却不能在成熟的体细胞中被解读，因为它们已经分化了，只能产生单一身体部位的细胞，例如肝细胞只能产生肝组织，乳腺细胞只能产生乳腺组织，而不会产生其它的组织。 “多利”的诞生则改变了这种传统的认识，它向世人表明，由一只单个的成熟绵羊体细胞转换出产生一头羊羔所需要的所有基因是完全可能的。但“多利”的诞生并不简单，由威尔穆特博士领导的科研小组经过无数次的试验才一步步走向成功。 科学家们先从第一头六岁的芬兰多塞特母绵羊的乳腺中取出一只乳腺细胞，用作无性繁殖，因此科学家认定这头母羊就是以后诞生的“多利”的“母体”。虽然一只乳腺细胞内含有组成一头绵羊所需的所有基因，但在各种基因中只有乳腺细胞所必需的蛋白质基因具有活性，乳腺细胞在实验室控制的环境下生长着、分裂着、复制着自己。科学家意外地发现，当这些细胞缺少营养时，它们便进入静止状态，而这时乳腺细胞内的所有基因被激活了。 科学家又利用药物促使第二头苏格兰母绵羊排卵，并将这只未受精的卵细胞从母羊体内取出，小心翼翼地将细胞膜刺破，从中吸出含有染色体的细胞核，这样就制成了一个具有活性但没有遗传物质的卵细胞空壳。 科学家将乳腺细胞与去核的卵细胞在电流刺激作用下融为一体，组成一个含有新的遗传物质的卵细胞，此卵细胞在试管中分裂、发育逐渐形成羊羔胚胎。当胚胎生长到一定程度，科学家将其植入第三头母绵羊的子宫内，使它怀孕，经过148天，终于在1996年8月顺利产下了这只不寻常的小绵羊——多利。 【练习】 根据上述材料，可将产生多刺的生殖过程绘成右面简图表示，请据图回答。 1．图中的甲为苏格兰绵羊，乙为多利羊，那么a和b是通过 分裂产生的，其中DNA含量是体细胞的 ；c为 绵羊的 细胞；乙的遗传性状与获得 的绵羊一致。 2．产生甲和乙的生殖过程有何不同？ 3．绵羊的白毛对黑毛为显性，若甲是白色绵羊，要判断它是否纯合体，选用与它交配的绵羊最好是 绵羊。 4．多利有三个母亲，这种说法正确吗？它的哪个母绵羊的关系最密切？ 5．在繁殖多利的过程中是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？ 6．世界上第一只克隆绵羊“多利”培育成功说明了动物细胞具有 ，请举一例说明克隆技术的实际应用。 【参考答案】 1．图中的a和b是通过减数分裂产生的，其DNA的含量是体细胞的一半；c为芬兰多塞特母绵羊的乳腺细胞；乙的遗传性状与获得c的绵羊一致。 图中的甲是苏格兰的普通绵羊，它是有性生殖产生的，即由精子和卵细胞结合成受精卵发育来的。图中的a体小，有头部和细长的尾部，由此判断且为精子；而b体较大、无尾，所以b为卵细胞。精子和卵细胞是由原始的生殖细胞（精原细胞和卵原细胞）通过减数分裂产生的，减数分裂的结果是原始生殖细胞中的染色体和DNA分子的数目（同体细胞）均减少一半。由图看出，c能与去掉细胞核的苏格兰母绵羊的卵细胞融合，说明c肯定是芬兰多塞特母绵羊的乳腺细胞。卵细胞和乳腺细胞融合后形成的细胞（即发育成乙的细胞），其细胞核来自乳腺细胞，而控制生物性状遗传的遗传物质主要存在于细胞核中。由此发育产生的乙，其性状当然同提供乳腺细胞的动物（芬兰多塞特母绵羊）一致。 2．产生甲的生殖过程为有性生殖，产生乙的生殖过程为无性生殖。 甲是由母体产生的卵细胞和父体产生的精子结合形成的受精卵发育而来的。其体内的遗传物质来自父、母双方，有更大的生活力和变异性。产生乙的生殖过程中，无两性生殖细胞的结合，而是由一只绵羊的乳腺细胞（体细胞）与另一只绵羊的去核卵细胞相融合形成的细胞发育而来的。其体内的遗传物质主要同提供乳腺细胞的绵羊一样。 3．要判断白色绵羊是否是纯合体，选用与它交配的绵羊最好是黑色绵羊。 因为白色绵羊是显性，具有显性性状的个体具有两种可能性，可能是纯合体，也可能是杂合体。通常有两种方法可以鉴定它是否是纯合体，其一是找一头黑色绵羊（隐性性状）与甲交配，如后代中出现了黑色绵羊，说明甲是杂合体，若后代中无黑色绵羊出现，说明甲是纯合体。其二是选一头白色杂合体绵羊与甲交配，如后代中出现了黑色绵羊说明甲是杂合体，若后代中无黑色绵羊出现，说明甲是纯合体。在这两种鉴定方法中，第一种方法若出现黑色绵羊，其出现的几率为50％；而第二种方法中若出现黑色绵羊，其出现的几率为25％，由此可见，选择黑色绵羊与甲交配，容易看出结果。 4．多利有三个母亲，这种说法不对。多利与芬兰多塞特母绵羊的关系最密切。 在多利的诞生过程中，有3头绵羊作出了贡献，但这3头母绵羊都不能算多利的母亲。从分子生物学的角度讲，作为母亲，它充分而必要的条件是提供给后代一只完整的卵细胞，后代就是由这只卵细胞与父亲提供的精子相结合，形成受精卵，然后经过细胞分裂才逐渐生长发育起来。而多利却没有一头母羊给它提供过一只完整的卵细胞。第一头芬兰多塞特母绵羊提供的是一只体细胞——乳腺细胞，很明显它不是一只卵细胞，当然不能算作多利的母亲，而只能算作多利的母体，因为多利身上的遗体基因与它是完全相同的。第二头苏格兰母绵羊虽然提供了一只卵细胞，但却被科学家去掉了细胞核成为一只卵细胞的空壳，这第二头母绵羊自然也不能算作多利的母亲。第三头母绵羊只是提供了一个孕育胚胎的场所——子宫，它将多利在自己体内怀了148天时间，充其量只能算作“代理母亲”，而不是真正意义上的母亲，由于生物体的遗传基因主要存在于细胞核内，细胞核基本上包含了生物遗传所需的基因，它决定了生物体的各种遗传特征。因此与多利关系最密切的自然是第一头芬兰多塞特母绵羊了。 5．在繁殖多利的过程中不遵循孟德尔的遗传规律。因为孟德尔的遗传规律是在有性生殖的过程中，在进行减数分裂形成精子或卵细胞的时候起作用的，而繁殖多利的过程是无性生殖过程，孟德尔的遗传规律不可能起作用。 孟德尔的遗传规律包括基因的分离规律和基因的自由组合规律。基因的分离规律是指有性生殖的生物在进行减数分裂的时候，细胞核中的等位基因随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子（精子或卵细胞）中，独立地随配子遗传给后代。后代细胞核中成对的基因必然一个来自父方，一个来自母方。自由组合规律是指有性生殖的生物在进行减数分裂时，在细胞核中等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。这种控制相性状的基因的重新组合导致后代发生变异，产生生物的多样性。在繁殖多利的过程中虽然需要一头绵羊通过减数分裂提供卵细胞，应该说这只卵细胞细胞核中的基因来源遵循孟德尔的基因分离规律和基因的自由组合规律。但这只卵细胞的细胞核（包括其内的全部基因）被科学家去掉了，而发育成多利的通过融合产生的细胞，其细胞核来自芬兰多塞特母绵羊的乳腺细胞；乳腺细胞属于体细胞，是通过有丝分裂产生的。不遵循基因的分离规律和自由组合规律，其细胞核内的全部基因均来自芬兰多塞特母绵羊。 6．全能性 保护濒危物种，繁育优良品种 是是非非话克隆 1996年7月5日，一