回答针对以上问题。因为该问题问得很多术语上并不符合科学上的定义,问题也可能被人修改,所以仅针对看到的问题和描述作一个纠正和解答。
首先在遗传学(genetics)上,“基因”(gene)(以下引自维基百科)
指携带有遗传信息的DNA序列,是控制性状的基本遗传单位,亦即一段具有功能性的DNA序列。基因通过指导蛋白质的合成来表现所携带的遗传信息,从而控制生物个体的性状(差异)表现。人类约有两万至两万四千个基因。看明白这个也就是说,人的整个3×10?bp(单倍体,即每对染色体各取其中一条的总碱基对数)的长度中,只有一小部分是有功能的基因,而其它很多都是没有功能或至少没有已知的功能。(真核生物很多如此,而细菌和病毒的基因排列一般就很紧凑,病毒有时DNA上面两个相邻的基因编码序列甚至会有交迭。)
然后,每个人的基因数量几乎都是一样多的(不一样多的话,染色体长度就会有明显的差别以致杂交时不能顺利减数分裂),只是男性会比女性多出Y染色体上面的上百个基因。而人和人的区别主要只是体现在DNA序列上(包括基因和非基因区段)的多态性位点上(别忘了即使人和分开了六七百万年的黑猩猩在全基因组上的区别也只有1%左右的碱基)。而两个人之间的差异一般又在人和黑猩猩区别的1%左右(出非洲的人相互间分开的年代一般也就是七八万年之内)。
所以,人和人的基因包括其组成和排列都是几乎一样的,区别只在其上的少数位点,比如你是CC,我是CG这样的。
而目前其它的答案,很多提Y染色体的。其实Y染色体有60Mbp左右(6×10?个碱基对),其上有上百个基因(因为Y染色体的非重组性质,其基因的具体数量难以准确确定),一般一个基因的典型长度是几个kbp,也就是说Y染色体上绝大多数区段并没有基因。很多地方俗称的Y染色体的“基因”其实指的是其抽象的谱系树上依演化形成的共祖的支系,比如O、O2a、C、N等等,而并不是指“基因”这样的实体DNA区段。
(这个是现代人、尼安德特人、黑猩猩的Y染色体谱系,黑、白、黄、棕色阴影分别代表撒哈拉以南非洲、西部欧亚、东部亚洲和美洲土着、澳洲非南岛语高频率出现的支系。)
如上所述,基因的数量和排列在全世界人都是几乎相同的,区别主要只在DNA上的位点差异。现代人之间的差异在千分之一这个数量级(以碱基来算),通过硏究这些人和人之间的差别,我们就可能知道某段DNA序列的来源,以及如果这些差异位点在基因上,它们会造成功能上的哪些差别。
Y染色体非重组区以及线粒体因为没有重组,各可以做出一棵高度可信的树,拥有共同父系或母系祖先的人就会形成树上的一支。而常染色体因为是二倍体,有重组现象发生,染色体会经常在不同地方打断,若干个人做出来会形成复杂的网状关係,因此很多时候都没法讨论支系(单倍群),而只能讨论一个个位点是AA还是AG,以及很近的若干个位点组成的单倍型。
最后说一下汉族和其它族群在遗传方面的区别。首先人和人之间的差异、族群和族群之间的差异我们是需要承认的。人种之间的差异有时候还是很大的。比如按常染色体大量位点的聚类,我们是能把不同人种很清晰地分开的:
(引自XuSH()GenomicDissectionofPopulationSubstructureofHanChineseandItsImplicationinAssociationStudies)
有一些位点,比如决定肤色等皮肤性状的SLC24A5,SLC45A2,EDAR,ABCC11之类位点在不同人种之间差异非常大,有的能在不同人种中有0~0.9这样的比例差别。但到了东亚的不同民族之间,常染色体可能就很少有这么大的差别了。举个例子,这是湖南省采样,做的若干个族群的常染色体位点的主成分分析:
可以看出来,族群间有差别,但除了部分瑶族比较隔绝以外,其它族群之间的关係可以用:“有差别,但无界限”来概括。有些情况下,地区差别可能比民族(指文化认同的)差别更明显。而如果说到民族(仍是指文化认同)之间最明显的区别,很多时候还是在Y染色体上的,即不同族群的Y染色体差别大过线粒体和常染色体的差别。下图中几个汉族族群的Y染色体单倍群比例还是相对更接近的)。而湖南不同族群的线粒体支系组成很接近(除了瑶族,说明其母系与其它族群交流较少)。
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随着人类对健康的日益重视,我们即将迈入生物经济时代,生物技术将进入广泛的大规模的产业阶段,生产用途也将从治病为主转向延长人类生命周期、提高人类生活质量。预计今后最重要的创新约有一半依赖于生物技术。比尔·盖茨预言,超过他的下一个世界首富必出自生物技术领域。世界著名大学都在专业设置上向生物技术进行调整,譬如:在世界最好的理工科大学麻省理工(MIT),50%以上的理工科专业都与生物技术有关。而从年以来自然科学领域的诺贝尔奖大概有名左右,其中有位诺奖得者涉及到生物化学和分子生物学。
那么对于教育界而言,又如何来培养青少年以应对未来的社会需求呢?青少年正处于人生的关键期,在职业生涯尚未定型时接受高质量且必要的科学思维的培养,将对我们人才队伍的建设产生举足轻重的影响!更为重要的是,无论今后从事何种职业,这种早期培养的科学思维将受益终生!而先进的生物学教育,特别是在分子生物学领域,在以实践为主的科学思维训练上,和以提高竞争力为目的的创新能力培养上,做到了高度的统一!在学习和探究分子生物学的过程中,适应科学思维方法,掌握生物实验技术,了解生物产业实现途径,也就是对教育界大力推进的STEM教育做出的最好的诠释。
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