基因与生物性状的关系

你有没有发现，家里的猫崽常常和妈妈有相似的毛色、花纹，兄弟姐妹之间却又不会像复制粘贴一样完全相同？花园里同一品种的植物看起来很像，可有的长得更高，有的叶色更深。生命一边把“像”的信息传下去，一边又会出现“不同”，这就是遗传和变异在日常生活中留下的痕迹。

不过，看到相似并不等于马上能给人贴标签，看到不同也不等于“基因失灵了”。这一章要建立的是一套可靠的判断方法：先分清什么是性状和相对性状，再认识基因、DNA、染色体和性状之间的基本关系，最后看懂环境为什么也会参与性状的表现。

像与不像：遗传和变异不是一对互相打架的词

亲代和子代之间常常有相似的特点，例如同一品种番茄的亲代植株和由种子发育出的子代植株，常表现出相近的植株和果实特征；这种亲子代间的相似性，叫作遗传。同一对亲本的子代之间、子代与亲本之间又可能存在差异，例如一窝小狗的毛色深浅或体形并不完全一样；这种差异现象，叫作变异。

遗传让物种的主要特征能够延续，变异让个体之间不会千篇一律。它们经常同时出现：你像父母，是遗传；你又不和父母、兄弟姐妹完全一样，是变异。把“遗传”理解成一模一样、把“变异”理解成一定很罕见，都是把生命现象想得太整齐了。

生物学里把生物体的形态结构、生理和行为等特征统称为性状。花瓣颜色、番茄果实颜色这类外观特点是性状；血型等需要检测才能知道的生理特点也是性状；有些稳定的行为特点同样可以作为性状来研究。也就是说，性状不只是“肉眼一眼看见的外貌”。

别把“两个不同”都叫作相对性状

同种生物的同一种性状的不同表现形式，叫作相对性状。这句话不长，却藏着两个必须同时满足的条件。

第一，要研究同一种生物。番茄果实的红色和黄色可以比较；把番茄的红色和黄瓜的绿色放在一起，就已经不是同一种生物了。第二，要盯住同一种性状。兔的白毛和黑毛都在说“毛的颜色”，可以构成一对相对性状；白毛和长毛分别说的是颜色、长度，虽然都在描述兔，却不是同一种性状。

还要多加一个小提醒：相对性状强调的是“同一性状的不同表现”，并不表示每一种性状在所有情况下都只有两种表现，也不表示看到两个人不同，就能直接断定他们是一对相对性状。先问“比较的是谁”“比较的到底是哪一个特征”，比背例子更可靠。

先试着自己给卡片配对。作答后别只看对错，要看解释是否抓住了“同种生物、同一性状、不同表现”这条主线。

基因怎样和性状连在一起

"性状由基因控制"听起来像一句口号，其实可以先用一张层级图把对象放好。DNA 是主要的遗传物质。细胞核里有染色体；染色体主要由 DNA 和蛋白质组成；DNA 上有许多包含遗传信息的片段，叫作基因。在初中阶段，把它们的关系记成“染色体上有 DNA，DNA 上有基因”就够用了。

基因包含的遗传信息与生物性状有关，因此说基因控制生物的性状。例如，同种植物的果实颜色、花瓣形态等性状的差异，常和它们所含的遗传信息有关。科学家把一种生物的某个基因转入另一种生物的细胞中，培育出的转基因生物有可能表现出该转入基因所控制的性状；这类研究为“基因和性状有关”提供了直观证据。

这里的“控制”不是说每一个性状都只由一个基因单独决定，更不该理解成一个人拥有某种基因，就能把未来的健康、能力或价值全部算出来。初中学习先抓住主干：基因提供与性状有关的遗传信息；许多实际性状的表现还会受到环境条件影响。至于基因如何在细胞内一步步发挥作用，是后续学习才会展开的内容，本章不把它讲成复杂的分子过程。

读图时还要避免把几个词倒过来。不能说“基因里面有染色体”，也不能把“DNA”和“基因”当成完全同义的两个名字。可以把一条染色体想成整理遗传物质的一条“长线”，DNA 是其中重要的物质基础，而基因是 DNA 上一个个包含遗传信息的片段。这个类比只用来帮你认清层级，答题时仍要用严谨表述：基因位于 DNA 上，DNA 是染色体的重要组成部分。

一个常见误会：基因重要，不等于环境没用

把同一品种的植物放在光照、水分、矿质营养等条件差异很大的地方培养，即使它们有相近的遗传基础，长势、叶色或开花情况也可能不同。人的身高、体重等性状表现，同样会受到饮食、运动、疾病、生活条件等环境因素的影响。于是，更准确的表述是：生物的性状表现是基因组成和环境共同作用的结果。

这句话两边都不能少。只说“全由基因决定”，会忽略营养、光照、温度和生活方式等条件；只说“环境一变，遗传信息就一定变了”，又把性状表现和遗传信息本身混为一谈。环境能够影响某些性状怎样表现，却不能据此简单地说“晒黑了，基因就变成深色皮肤的基因”。

考试中若给出“同一品种植物在不同肥力条件下长势不同”之类材料，通常要想到环境影响性状表现；若材料强调亲子代间某一稳定特征的相似，则要想到遗传。实际生命现象可能同时带有两方面信息，答题时应按材料所给证据判断，不要把所有差异都只归给其中一方。

有些同学会追问：“既然环境会影响，基因还有什么用？”可以换个角度想：种子本身提供了能长成哪类植物的遗传基础，水、光和土壤则影响它能否在适宜条件下充分生长。两个方面缺一不可。这个比喻也有边界——它不是说所有性状都能靠“多浇水”改变，更不是说环境可以随意改写一个生物的全部遗传信息。面对具体材料，要先分辨它给的是亲缘相似的证据，还是条件不同造成表现不同的证据。

做一次相对性状调查：记录事实，不给同学下定义

相对性状不应只停在课本插图里。班级小组可以围绕一个事先约定、容易观察且不会冒犯他人的相对性状，做一次小调查。例如调查“能否把舌向背侧弯曲”时，先把两种表现的判断标准写清楚，再在自愿、尊重隐私的前提下记录人数。调查的是某种表现出现的情况，不是在判断谁“更好”或“更差”。

一个可信的小调查至少要做到四点。第一，研究问题要具体，例如“本小组成员中两种表现各有多少人”，而不是笼统地问“谁遗传得好”。第二，观察标准要一致，不能对不同同学使用不同规则。第三，样本和记录要尽量完整、如实；人数少时可以描述本组结果，但不能夸大成“全校规律”。第四，涉及人的信息要自愿、匿名或不公开个人结果，不能取笑、更不能把外貌特征和能力、品行混在一起。

记录数据时可以用正字计数或两列表格，把两种表现的人数分别记下，再算出各自占总人数的比例。若有人不愿参与，就把他排除在样本之外，并在结论中如实说明实际参与人数。这样做不是“让数据变得不漂亮”，而是在保护同学的同时让结论的适用范围说得更准确。科学调查最有价值的习惯，往往就是知道一项结果能说明什么、不能说明什么。

调查的统计图能帮助我们看见样本中两种表现的数量或比例，却不能单凭一张图就判断某个性状由几个基因控制，更不能预测某个同学将来会怎样。调查是练习观察、分类和如实记录的方法；要研究亲子代传递规律，还需要后面章节的模型和更多证据。

把本章主线收好

从亲子代的相似和差异出发，我们认识了遗传、变异和性状；从“同种生物、同一种性状、不同表现”辨认了相对性状；又把基因、DNA、染色体和性状放进了正确的层级关系中。最后要保留一点科学上的克制：基因控制性状，但性状表现还受环境影响；一项观察或一次小调查能提供线索，却不能替代完整证据。

下一章将继续追问：这些与性状有关的遗传信息，究竟怎样在亲子代之间传递？

章节练习