1.DNA是主要的遗传物质.ppt

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1、第第3 3章章 基基 因因 的的 本本 质质第一节第一节DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 生物的各项生命活动都有生物的各项生命活动都有它的物质基础。生物遗传的物它的物质基础。生物遗传的物质基础是什么呢？质基础是什么呢？金丝猴的后代仍然是金丝猴金丝猴的后代仍然是金丝猴牛的后代仍然是牛牛的后代仍然是牛19世纪中期世纪中期，孟德尔通过豌豆实验证明孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是了生物的性状是由控制的由控制的?遗传因子（基因）遗传因子（基因）20世纪初期，摩尔根通过果蝇实验证世纪初期，摩尔根通过果蝇实验证明了：基因位于明了：基因位于染色体染色体上上。20世纪中叶，科学家发现：染色体主世纪中叶

2、，科学家发现：染色体主要由要由蛋白质和蛋白质和DNA（成分）组成（成分）组成。蛋白质蛋白质DNA染色体染色体对遗传物质的早期推测对遗传物质的早期推测在发现减数分裂后，人们知道遗传与染色在发现减数分裂后，人们知道遗传与染色体有关。体有关。20世纪科学家发现染色体主要由世纪科学家发现染色体主要由蛋白质和蛋白质和DNA组成，在这两种物质中，究组成，在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？竟哪一种是遗传物质呢？对遗传物质的早期推测对遗传物质的早期推测阅读课本阅读课本42-43页的相关内容，解决以下问题页的相关内容，解决以下问题1，20世纪世纪20年代，人们认为谁是遗传物质，为什么？年代，人们认为谁是遗

3、传物质，为什么？2,20世纪世纪30年代，人们的观点是什么？为什么？年代，人们的观点是什么？为什么？认为蛋白质是遗传物质，因为蛋白质是认为蛋白质是遗传物质，因为蛋白质是由多种氨基酸按照不同的方式排列连接由多种氨基酸按照不同的方式排列连接而成的生物大分子而成的生物大分子认识到认识到DNA时由许多脱氧核糖核苷酸时由许多脱氧核糖核苷酸聚合而成的生物大分子，但是对聚合而成的生物大分子，但是对DNA分子的结构没有清晰了解，认为蛋白质分子的结构没有清晰了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位是遗传物质的观点仍占主导地位回顾多样性回顾构成及种类对传统观点的挑战对传统观点的挑战1.格里菲斯的小鼠肺炎双球菌

4、的转化实验（1928年）2.艾弗里的提出DNA是遗传物质（1944年）R R型菌型菌（粗糙、无毒性）（粗糙、无毒性）S S型菌型菌（多糖荚膜、光滑、有毒（多糖荚膜、光滑、有毒性、败血症致死性、败血症致死（S S）肺肺炎炎双双球球菌菌实验一、肺炎双球菌的转化（实验一、肺炎双球菌的转化（体内体内）实验）实验？细菌细菌选材选材活体生物、结构简单、繁殖速度快活体生物、结构简单、繁殖速度快回顾种类 请同学们阅读教材请同学们阅读教材P43，并思考以，并思考以下问题：下问题：肺炎双球菌的转化实验分哪几个肺炎双球菌的转化实验分哪几个步骤步骤?各看到哪些现象？各看到哪些现象？第四组的实验结果说明了什么？第四组的

5、实验结果说明了什么？二、二、DNADNA是遗传物质是遗传物质的证据的证据 1.1.肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验S型活菌型活菌S型活菌型活菌S型加热（死细菌）型加热（死细菌）R型活菌型活菌混合混合后代后代转化转化实验结论：已经被加热杀死的实验结论：已经被加热杀死的S S型细菌中，型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质必然含有某种促成这一转化的活性物质转化因子转化因子肺炎双球菌内到底哪种成分是转化因子呢？肺炎双球菌内到底哪种成分是转化因子呢？肺炎双球菌内到底哪种成分是转化因子呢？肺炎双球菌内到底哪种成分是转化因子呢？脂类脂类 蛋白质蛋白质 RNA DNA RNA DNA 多糖多糖

6、 加热杀死的加热杀死的S S型细菌型细菌但究竟哪一个才是转化因子呢但究竟哪一个才是转化因子呢？假如你是当时的科学家假如你是当时的科学家,应该应该怎样设计实验来证明怎样设计实验来证明“转化因子转化因子”是什么物质是什么物质?讨论讨论:蛋白质蛋白质S型型DNA多糖多糖RNA其它其它分别与分别与R型细菌混合培养型细菌混合培养?实验过程：实验过程：实验过程：实验过程：多糖多糖多糖多糖 脂类脂类脂类脂类 蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质 RNA DNA DNARNA DNA DNARNA DNA DNARNA DNA DNA水解物水解物水解物水解物 分别与分别与分别与分别与R R R R型活细菌混合培养型活细菌

7、混合培养型活细菌混合培养型活细菌混合培养 R R R R R R R R R R S S R R S S S S型活细菌型活细菌型活细菌型活细菌多多多多数数数数少少少少数数数数 DNADNADNADNA的的的的纯度越高，转化就越有效。纯度越高，转化就越有效。纯度越高，转化就越有效。纯度越高，转化就越有效。实验（二）实验（二）实验（二）实验（二）艾弗里确定转化因子的实验艾弗里确定转化因子的实验艾弗里确定转化因子的实验艾弗里确定转化因子的实验DNADNA（S S）+R+R型菌型菌S S型菌型菌+R+R型菌型菌蛋白质蛋白质+R+R型菌型菌R R型菌型菌多糖多糖+R+R型菌型菌R R型菌型菌DNADN

8、A使使R R型细菌产生型细菌产生稳定稳定的的遗传遗传变化的变化的物质，物质，转化因子是转化因子是DNADNA，DNADNA是遗传物是遗传物质，蛋白质不是遗质，蛋白质不是遗传物质传物质DNADNA（S S）+DNA+DNA酶酶+R+R型菌型菌不转化不转化DNADNA（S S）+蛋白酶蛋白酶+R+R型菌型菌转化率提高转化率提高了解知识点影响体内转化因素：供体DNA的纯度，DNA越纯，转化率越高两种细菌的亲缘关系，亲缘关系越接近，转化越容易受体菌状态，只有处于感受态的受体菌才能被转化1注射后能使小白鼠因患败血病而死注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（亡的是（）AR型肺炎双球菌型肺炎双球菌B加热杀死

9、后的加热杀死后的R型肺炎双球菌型肺炎双球菌C加热杀死后的加热杀死后的S型肺炎双球菌型肺炎双球菌D加热杀死后的加热杀死后的S型肺炎双球菌与型肺炎双球菌与R型细菌混合型细菌混合D练习练习:为什么加热杀死的为什么加热杀死的S型细菌还能使型细菌还能使R型细菌转化为型细菌转化为S型型细菌？细菌？(我们已经知道DNA是遗传物质)蛋白质和DNA对于高温的耐受力不同，在80至100摄氏度的温度范围内，蛋白质将会失去活性（？），DNA双链也会解开；当温度降至55摄氏度左右的时候，DNA双链又会恢复，但是蛋白质不会恢复活性。为什么加热杀死的为什么加热杀死的S型细菌还能使型细菌还能使R型细菌转化为型细菌转化为S型细

10、菌？型细菌？2.格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验，证实了（球菌的转化实验，证实了（）DNA是遗传物质是遗传物质 RNA是遗传物质是遗传物质 DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 蛋白质不是遗传物质蛋白质不是遗传物质 糖类不是遗传物质糖类不是遗传物质 DNA能产生可遗传的变异能产生可遗传的变异A B.C.D.A疑问：疑问：由于艾弗里的实验中提取的由于艾弗里的实验中提取的DNA，纯度最，纯度最高时也还有高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人的蛋白质，因此，仍有人表示怀疑。表示怀疑。那么要怎样设计才能让人无可挑剔呢？那么要怎样设计才能让人无可挑剔呢？设

11、法把设法把DNA和蛋白质分开，然后单独、直和蛋白质分开，然后单独、直接观察接观察DNA和蛋白质的作用。和蛋白质的作用。更具说服力的更具说服力的实验三噬菌体侵染细菌的实验实验三噬菌体侵染细菌的实验19521952年赫尔希（年赫尔希（A.Hershey)A.Hershey)和蔡斯和蔡斯（M.Chase)M.Chase)噬噬噬噬菌菌菌菌体体体体的的的的模模模模式式式式图图图图【实验三、实验三、T2噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌实验实验】资料：资料：T2T2噬菌体是一种专门寄噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌内的病毒。生在大肠杆菌内的病毒。在在T2T2噬菌体的化学组分噬菌体的化学组分中，中，60%60%是蛋

12、白质，是蛋白质，40%40%是是DNADNA。病毒的种类，及核酸回顾研究方法：研究方法：同位素标记法同位素标记法借助同位素原子以研究有机反应历程的方法。即借助同位素原子以研究有机反应历程的方法。即同位素用于追踪物质运行和变化过程时，叫做示同位素用于追踪物质运行和变化过程时，叫做示踪元素。用示踪元素标记的化合物，踪元素。用示踪元素标记的化合物，化学性质不化学性质不变变。人们可以根据这种化合物的性质，对有关的。人们可以根据这种化合物的性质，对有关的一系列化学反应一系列化学反应进行追踪进行追踪。第一步：分别标记细菌第一步：分别标记细菌第一步：分别标记细菌第一步：分别标记细菌实验步骤设计实验步骤设计实

13、验步骤设计实验步骤设计第二步：分别标记噬菌体第二步：分别标记噬菌体第二步：分别标记噬菌体第二步：分别标记噬菌体第三步：标记的噬菌体分别侵染细菌第三步：标记的噬菌体分别侵染细菌第三步：标记的噬菌体分别侵染细菌第三步：标记的噬菌体分别侵染细菌第四步：分析实验结果，得出结论第四步：分析实验结果，得出结论第四步：分析实验结果，得出结论第四步：分析实验结果，得出结论DNA的化学组成：蛋白质的化学组成：硫硫仅存在于蛋白质蛋白质分子分子中,99%的磷都存在于DNA分子中.C.H.O.N.PC.H.O.N.S3232P P3535S S用含放射性标记的培养基可以培养噬菌体吗？用含放射性标记的培养基可以培养噬菌

14、体吗？不可以。因为病毒是寄生生活的，需要活体细不可以。因为病毒是寄生生活的，需要活体细胞培养才行。噬菌体必须用细菌培养。胞培养才行。噬菌体必须用细菌培养。用细菌直接培养噬菌体就可以让噬菌体标记吗？用细菌直接培养噬菌体就可以让噬菌体标记吗？不可以。需要让细菌被标记。不可以。需要让细菌被标记。用细菌怎样被标记？用细菌怎样被标记？用含放射性标记的培养基培养细菌就可以了。用含放射性标记的培养基培养细菌就可以了。用含放射性同位素用含放射性同位素3535S S和和3232P P的培养基培养细菌，再让的培养基培养细菌，再让噬菌体侵染这些细菌。噬菌体侵染这些细菌。如何让噬菌体被标记？如何让噬菌体被标记？?能否

15、用能否用C、O的同位素标记呢？的同位素标记呢？不能。因为蛋白质和不能。因为蛋白质和DNA中都有。中都有。3.3.实验过程：实验过程：实验过程：实验过程：细菌含细菌含35S的培养基的培养基 含含35S的细菌的细菌细菌含细菌含32P的培养基的培养基 含含32P的细菌的细菌第二步：分别标记噬菌体第二步：分别标记噬菌体第二步：分别标记噬菌体第二步：分别标记噬菌体噬菌体含噬菌体含35S的细菌的细菌 含含35S的噬菌体的噬菌体噬菌体含噬菌体含32P 的细菌的细菌 含含32P的噬菌体的噬菌体第一步：分别标记细菌第一步：分别标记细菌第一步：分别标记细菌第一步：分别标记细菌 3535S S标记的噬菌标记的噬菌标

16、记的噬菌标记的噬菌体体体体第三步：噬菌体侵染细菌第三步：噬菌体侵染细菌第三步：噬菌体侵染细菌第三步：噬菌体侵染细菌 3232P P标记的噬菌体标记的噬菌体标记的噬菌体标记的噬菌体将标记的噬菌将标记的噬菌将标记的噬菌将标记的噬菌体与细菌混合体与细菌混合体与细菌混合体与细菌混合细菌内细菌内细菌内细菌内放射性高放射性高放射性高放射性高细菌外细菌外细菌外细菌外放射性低放射性低放射性低放射性低子代噬菌体子代噬菌体子代噬菌体子代噬菌体具放射性具放射性具放射性具放射性离心检测上清液离心检测上清液离心检测上清液离心检测上清液和沉淀的放射性和沉淀的放射性和沉淀的放射性和沉淀的放射性检测子代噬菌检测子代噬菌检测子

17、代噬菌检测子代噬菌体的放射性体的放射性体的放射性体的放射性子代噬菌体子代噬菌体子代噬菌体子代噬菌体无放射性无放射性无放射性无放射性细菌内细菌内细菌内细菌内无放射性无放射性无放射性无放射性细菌外细菌外细菌外细菌外有放射高有放射高有放射高有放射高第四步：分析实验结果，得出结论第四步：分析实验结果，得出结论第四步：分析实验结果，得出结论第四步：分析实验结果，得出结论实实 验验3535S S标记的噬菌体标记的噬菌体标记的噬菌体标记的噬菌体3232P P标记的噬菌体标记的噬菌体标记的噬菌体标记的噬菌体大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌细胞细胞细胞细胞外外外外大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌细胞细胞细胞细胞

18、内内内内子代子代子代子代噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体结论结论结论结论放射性高放射性高放射性高放射性高无放射性无放射性无放射性无放射性无放射性无放射性无放射性无放射性放射性高放射性高放射性高放射性高放射性低放射性低放射性低放射性低有放射性有放射性有放射性有放射性蛋白质没有进入细菌细胞蛋白质没有进入细菌细胞蛋白质没有进入细菌细胞蛋白质没有进入细菌细胞DNADNA进入到细菌的细胞中进入到细菌的细胞中进入到细菌的细胞中进入到细菌的细胞中DNADNA才是真正的遗传物质才是真正的遗传物质才是真正的遗传物质才是真正的遗传物质两个经典实验比较两个经典实验比较两个经典实验比较两个经典实验比较艾弗里实验艾弗里实验艾弗

19、里实验艾弗里实验噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验处理方式处理方式处理方式处理方式对照原则对照原则对照原则对照原则实验结论实验结论实验结论实验结论设计思路设计思路设计思路设计思路直接分离直接分离直接分离直接分离同位素标记法同位素标记法同位素标记法同位素标记法S S S S型细菌的分离型细菌的分离型细菌的分离型细菌的分离物质分别与物质分别与物质分别与物质分别与R R R R型型型型细菌混合培养相细菌混合培养相细菌混合培养相细菌混合培养相互对照互对照互对照互对照分别标记噬菌体分别标记噬菌体分别标记噬菌体分别标记噬菌体DNADNADNADNA和和和和蛋白质的两组

20、实验相互蛋白质的两组实验相互蛋白质的两组实验相互蛋白质的两组实验相互对照对照对照对照设法将设法将设法将设法将DNADNADNADNA与其他物质分开，单独地直与其他物质分开，单独地直与其他物质分开，单独地直与其他物质分开，单独地直接研究各自的作用接研究各自的作用接研究各自的作用接研究各自的作用证明证明证明证明DNADNADNADNA是遗传物是遗传物是遗传物是遗传物质，蛋白质不是质，蛋白质不是质，蛋白质不是质，蛋白质不是遗传物质遗传物质遗传物质遗传物质证明证明证明证明DNADNADNADNA是遗传物质，但是遗传物质，但是遗传物质，但是遗传物质，但不能有效证明蛋白质不不能有效证明蛋白质不不能有效证明

21、蛋白质不不能有效证明蛋白质不是遗传物质（蛋白质没是遗传物质（蛋白质没是遗传物质（蛋白质没是遗传物质（蛋白质没有进入细菌体内）有进入细菌体内）有进入细菌体内）有进入细菌体内）笔记笔记二、噬菌体细菌的实验二、噬菌体细菌的实验(动画演示动画演示)单击画面继续拓展噬菌体侵染细菌的过程：吸附注入复制合成组装释放，在合成子代噬菌体的DNA和蛋白质的过程中，除了模板是由亲代噬菌体提供的，原料，能量，酶，场所都是由细菌提供问问：上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析(1)用用32P标标记记的的噬噬菌菌体体侵侵染染大大肠肠杆杆菌菌，上上清清液液中中有少量放射性的原因：有少量放射

22、性的原因：保保温温时时间间过过短短，部部分分噬噬菌菌体体没没有有侵侵染染到到大大肠肠杆杆菌菌细细胞胞内内，经经离离心心后后分分布布于于上上清清液液中中，使使上上清清液液出出现现放射性。放射性。保温保温时间过长时间过长，噬菌体在大，噬菌体在大肠肠杆菌内增殖后杆菌内增殖后释释放子代，放子代，经经离心后分布于上清液中，也会使上清离心后分布于上清液中，也会使上清液的放射性含量升高。液的放射性含量升高。(2)用用35S标标记记的的噬噬菌菌体体侵侵染染大大肠肠杆杆菌菌，沉沉淀淀物物中中也也有有少少量量放放射射性性的的原原因因：由由于于搅搅拌拌不不充充分分，有有少少量量35S的的噬噬菌菌体体蛋蛋白白质质外外

23、壳壳吸吸附附在在细细菌菌表表面面，随随细细菌菌离离心心到到沉沉淀淀物物中中，使使沉沉淀淀物物中出中出现现少量的放射性。少量的放射性。噬菌体在细菌体内的增殖是在哪种噬菌体在细菌体内的增殖是在哪种物质的作用下完成的？物质的作用下完成的？噬菌体是在噬菌体是在DNADNA的作用下完的作用下完成在细菌体内的增殖的。成在细菌体内的增殖的。子代噬菌体的蛋白质和子代噬菌体的蛋白质和DNADNA分别是分别是怎样形成的？怎样形成的？DNADNA是自我复制形成的，蛋白质是在是自我复制形成的，蛋白质是在DNADNA指导下合成的指导下合成的结论结论DNADNA分子在亲子代之间具有分子在亲子代之间具有连续性连续性，是，是

24、遗传物质，蛋白质不是遗传物质遗传物质，蛋白质不是遗传物质DNADNA能复制、能控制蛋白质合成、具有连续性。能复制、能控制蛋白质合成、具有连续性。3.噬菌体侵染细菌的实验证明了（噬菌体侵染细菌的实验证明了（）ADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 BDNA和蛋白质是遗传物质和蛋白质是遗传物质CDNA是是遗传物质遗传物质 DRNA是遗传物是遗传物质质C4.噬菌体在细菌体中合成自己的蛋白质噬菌体在细菌体中合成自己的蛋白质需要需要:()A.噬菌体的噬菌体的DNA和和氨基酸氨基酸 B.噬菌体的噬菌体的DNA和和细菌的氨基酸细菌的氨基酸C.细菌的细菌的DNA和和氨基酸氨基酸D.细菌的细菌的DNA和和噬菌

25、体的氨基酸噬菌体的氨基酸B (2010年年高高考考上上海海卷卷)若若1个个35S标标记记的的大大肠肠杆杆菌菌被被1个个32P标标记记的的噬噬菌菌体体侵侵染染，裂裂解解后后释释放放的所有噬菌体的所有噬菌体()A一定有一定有35S，可能有，可能有32PB只有只有35SC一定有一定有32P，可能有，可能有35S D只有只有32P【尝试尝试解答解答】_A_【解解析析】被被32P标标记记的的噬噬菌菌体体侵侵入入大大肠肠杆杆菌菌后后，利利用用大大肠肠杆杆菌菌中中脱脱氧氧核核苷苷酸酸来来复复制制形形成成子子代代噬噬菌菌体体的的DNA，根根据据半半保保留留复复制制原原则则，新新合合成成的的全全部部DNA分分子

26、子中中将将有有两两个个DNA分分子子含含有有被被32P标标记记的的母母链链，而而新新合合成成的的蛋蛋白白质质全全部部由由大大肠肠杆杆菌菌中中被被35S标标记记的氨基酸合成，因此一定含有的氨基酸合成，因此一定含有35S。目前，已有充分的科学研究资料目前，已有充分的科学研究资料证明，证明，绝大多数生物绝大多数生物都是以都是以DNA作作为遗传物质的。为遗传物质的。DNADNA是唯一的遗传物质吗？是唯一的遗传物质吗？遗传物质的类型遗传物质的类型烟草花叶病毒（烟草花叶病毒（TMV）是是遗遗传传物物质质RNARNA【实验四、实验四、烟草花叶病毒感染烟草花叶病毒感染实验实验】DNA是噬菌体的遗传物质。是噬菌

27、体的遗传物质。RNA是是烟草花叶病毒的遗传物质。烟草花叶病毒的遗传物质。原核生物真核生物原核生物真核生物DNADNA和和RNARNA均有，均有，DNADNA是遗传物质。是遗传物质。绝大多数生物绝大多数生物DNADNA是遗传物质。少数是遗传物质。少数生物只有生物只有RNARNA一种核酸，一种核酸，RNARNA是遗传是遗传物质。物质。思考思考:DNA DNA或或RNARNADNADNA 2、烟草的遗传物质是什么？、烟草的遗传物质是什么？DNA 1、动物和人体的遗传物质是什么？、动物和人体的遗传物质是什么？3、细菌的遗传物质是什么？、细菌的遗传物质是什么？4、一切生物的遗传物质是什么？、一切生物的遗

28、传物质是什么？5、病毒的遗传物质是什么？、病毒的遗传物质是什么？核核 酸酸 生物体遗传物质总结归纳：生物体遗传物质总结归纳：1 1、有细胞结构的生物（原核、有细胞结构的生物（原核生物、真核生物）生物、真核生物）DNA2 2、无细胞结构的生物（即病、无细胞结构的生物（即病毒）毒）DNA或或RNA 核酸核酸是生物的遗传物质，核酸是生物的遗传物质，核酸包括脱氧核糖核酸（包括脱氧核糖核酸（DNADNA）和核糖和核糖核酸（核酸（RNARNA），），绝大多数生物都是绝大多数生物都是以以DNADNA作为遗传物质，少数生物的作为遗传物质，少数生物的遗传物质是遗传物质是RNARNA的。的。总结总结因此因此DNA

29、是主要的遗传物质。是主要的遗传物质。小小结结DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质核心问题：谁在充当生物的遗传物质角色？核心问题：谁在充当生物的遗传物质角色？说明DNA是遗传物质的实验证据：肺炎双球菌的转化实验:DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质 噬菌体侵染细菌的实验:DNA是遗传物质是遗传物质说明DNA不是唯一遗传物质的实验证据：烟草花叶病毒的重建实验重点内容：重点内容：难点分布：分析推理；实验设计。难点分布：分析推理；实验设计。蛋白质一般不做遗传物质的原因?不能够进行自我复制，受DNA控制在染色体上的含量也不固定结构也不稳定（易变性），不能遗传给后代特例朊（ruan）病毒不含有核酸，只含有蛋白质，故认为朊病毒的遗传物质是蛋白质思考思考:通过这节课的学习通过这节课的学习,你们能总结出你们能总结出作为遗传物质应具备什么样的特点作为遗传物质应具备什么样的特点?分子结构具有相对的稳定性分子结构具有相对的稳定性能够自我复制，保持前后代的连续性能够自我复制，保持前后代的连续性能通过指导蛋白质合成，控制生物性状能通过指导蛋白质合成，控制生物性状能产生可遗传的变异能产生可遗传的变异