繁殖过程中变异的积累
生物繁殖时，DNA的复制从来不是百分之百完美，所以每一代都会带来一些小变化。在无性生殖（比如细菌分裂）中，差别很小。在有性生殖中，一半基因来自父亲，一半来自母亲，并以新的组合混在一起，所以变异大得多。
这些变异一代一代地积累起来。并不是每种变异都有好处，但有些变异能让生物在变化的环境里有更大的生存机会。所以变异是进化的原材料。
遗传与遗传性状
遗传是指性状（特征）从亲代传给后代。性状就是你能看到或测量到的特征：身高、眼睛颜色、血型、耳垂形状。孩子从父母那里得到基本的身体结构，再加上一些小变异。
遗传性状由基因控制，可以传给下一代。你在生活中获得的特征（比如伤疤、锻炼出来的肌肉）叫获得性状，不会遗传。
孟德尔的贡献：遗传规律
格雷戈尔·约翰·孟德尔是19世纪60年代的一位修道士，他研究的是园艺豌豆。选豌豆很聪明：它生长快、结很多种子，可以自花传粉，也可以人工异花传粉，而且有清楚的对比性状（高/矮、圆粒/皱粒、黄色/绿色种子、紫花/白花）。
他把这些看不见的单位叫作遗传因子，今天我们叫它基因。基因的不同形式叫等位基因（T和t）。有两个相同等位基因的植株（TT或tt）是纯合子（纯种）；有两个不同等位基因的（Tt）是杂合子（杂种）。
显性性状和隐性性状
在杂种中表现出来的性状是显性（高茎，T）。一直藏着不出现的性状是隐性（矮茎，t）。只有两份拷贝都是隐性（tt）时，隐性性状才会表现出来。基因组成（TT、Tt、tt）叫基因型；你看到的样子（高或矮）叫表现型。
一对性状杂交：3:1
亲本（P）：纯种高茎TT × 纯种矮茎tt。配子：T和t。F1：全是Tt，全是高茎。让F1自花传粉（Tt × Tt）：两边的配子都是T、t。
| T | t | |
|---|---|---|
| T | TT | Tt |
| t | Tt | tt |
F2表现型比：3高茎 : 1矮茎。基因型比：1 TT : 2 Tt : 1 tt。矮茎性状在F1中消失，在F2中又出现，这证明遗传因子从来没有丢失，也没有被混合掉。这就是显性定律和分离定律：形成配子时，两份拷贝会分开。
两对性状杂交：9:3:3:1
亲本：圆粒黄色（RRYY）× 皱粒绿色（rryy）。F1：全是RrYy，圆粒黄色（圆粒和黄色是显性）。F1 × F1：每株植物产生四种配子（RY、Ry、rY、ry），所以棋盘格有 4 × 4 = 16个格子。
F2：9圆粒黄色 : 3圆粒绿色 : 3皱粒黄色 : 1皱粒绿色。出现了两种全新的组合（圆粒绿色和皱粒黄色），说明种子形状和种子颜色是互不影响地遗传的：这就是自由组合定律。检验：每个性状单独看，仍然是12:4 = 3:1。
性状是怎样表现出来的？基因、DNA和蛋白质
在细胞核里，DNA被包装成染色体。基因是DNA上的一段，里面有制造一种蛋白质的指令。蛋白质负责干活，造出性状。
例子：植物的高度取决于一种生长激素。一个基因指导制造一种酶（蛋白质），酶再生产这种激素。如果基因拷贝工作良好，酶多，激素多，植株就长得高。如果拷贝效率低，激素少，植株就矮。所以是：基因 → 蛋白质（酶） → 激素 → 性状。
每个体细胞里每种染色体都有两份，一份来自父亲，一份来自母亲。配子只有一套，所以卵和精子结合时，成对的状态恢复，染色体数目一代一代保持不变。
考试重点
- 1分题：说出显性/隐性、基因型/表现型的意思；F2的比例。
- 3分题：用棋盘格画出一对性状杂交；说明性状是独立遗传的。
- 5分题：两对性状杂交，写出比例和结论；基因怎样控制性状。
性别决定也是这一章的内容：见人类的性别决定。
重点公式和概念
- 基因：DNA上编码一种蛋白质的一段
- 等位基因：基因的一种形式（T或t）
- 基因型：基因组成（TT、Tt、tt）；表现型：你看到的样子（高/矮）
- 纯合子：TT或tt；杂合子（杂种）：Tt
- 一对性状杂交F2：表现型 3 : 1，基因型 1 : 2 : 1
- 两对性状杂交F2：9 : 3 : 3 : 1（16种组合）
- 配子种类数 = 2^n（n = 杂合基因对数）
例题讲解
1. 纯种紫花豌豆（VV）与纯种白花豌豆（vv）杂交。F1是什么样子？
配子：一方给V，另一方给v。F1 = Vv。紫色是显性，所以F1植株全开紫花。
2. 两株Tt豌豆杂交，种下400粒种子。大约有多少株是矮茎？
棋盘格：TT、Tt、Tt、tt。矮茎 = tt = 四分之一。400 × 1/4 = 100株矮茎（300株高茎）。
3. 一株基因型未知的高茎植株与矮茎植株（tt）杂交。一半的后代是矮茎。这株高茎亲本是什么基因型？
矮茎后代是tt，所以每个都从高茎亲本那里得到了一个t。高茎亲本一定是Tt。（如果是TT，后代全是Tt，全是高茎。）这叫作测交。
4. 在两对性状杂交 RrYy × RrYy 中，共得到160粒种子。预期有多少粒是皱粒绿色？
皱粒绿色 = rryy = 十六分之一。160 × 1/16 = 10粒。
5. 解释为什么矮茎性状在F1中消失，却在F2中又出现。
F1是Tt。T是显性，盖住了t，所以全都看起来是高茎。在F2中，两株Tt都可能给出t，四分之一的后代得到 t + t = tt，就是矮茎。t因子只是被藏起来了，并没有丢失。
常见错误
- 把基因型和表现型弄混：Tt是基因型；“高茎”是表现型。
- 以为隐性性状更弱或更少见。隐性只是说：有显性拷贝在的时候，它被藏起来。
- 在一对性状杂交里把配子写成两个字母。配子只带一份拷贝：T或t，不是Tt。
- 把1:2:1说成表现型比。1:2:1是基因型比；表现型比是3:1。