经典遗传学关于基因的概念范例(3篇)

经典遗传学关于基因的概念范文篇1

编者按：

成功素质教育的根本标志是素质学分制。武昌理工学院在创立和践行成功素质教育的过程中，对素质学分制开展了全面的研究和探索，形成了其系统的理论体系和实践模式。集中体现素质学分制研究与探索成果的专著《大学素质学分制理论与实践》一书现已出版。本栏目从本期开始将对该书的部分内容进行连续刊载。

摘要：本文认为素质是以先天遗传为基础的、最初以潜质形式存在的，经过后天开发内化而形成的内在的、决定和影响人的外在表现（如言行、气质、风度等）的基本特质。素质具有内在性与外显性的统一、稳定性与发展性的统一、自然性和社会性的统一、个性与共性的统一的基本特征。

关键词：素质；开发内化；特征

中图分类号：G640文献标识码：A

素质理论是素质学分制的理论基石。探讨素质学分制，首先要探讨什么是素质、素质的基本特征、构成以及素质形成与发展的规律等一系列基本理论。

一、素质概念

（一）素质定义概述

从词源学上看，素质乃由“素”和“质”构成。许慎《说文解字》云：“素，白致缯也”，《说文解字》“段注：缯之白而细者也”，即素是一种细密的白色生帛，如“素服”，由其引申，素乃标识白色、原先、本来之义；质，《辞海》释：性质，本质，《礼记·乐记》云：“中正无邪，礼之质也。”从素和质的上述含义看，素质一词的本源语义专指“事物的本来性质”，在古汉语中，素质一词泛指事物的天然性质。然而人们一般不讲自然物体或生物体的素质，而是专用于人。素质即人的素质，从而将素质一词转为对个体人或一定集合人群特质的界定。因此，素质就是人（集体的或个体的）的根本特质。它既是人类性（人性）的根本特质，也是个体（个性）的根本特质。究竟何谓人的素质，在理论界可谓仁者见仁、智者见智，常见的定义有几十种之多。

“素质”首先是一个生理学、医学、心理学概念，是指人通过遗传得到的全部先天状况，即人天赋的一切自然条件或属性，是生而有之、先天赋予的东西。如前苏联心理学家米尔诺夫等主编的《心理学》对素质的定义是：“人不是生来就具有某些能力的。天生的东西只能是机体的某些解剖和生理的特点，其中具有最大意义的是神经系统、脑的特点。这些形成人们之间的天生差异的解剖生理特点，叫做素质。”又如朱智贤主编的《心理学大词典》中将素质理解为：“一般是指有机体天生具有的某些解剖和生理特性，主要是指神经系统、脑的特性以及感官和运动器官的特性，是能力发展的自然前提和基础。例如，有的人听力发育得较好，可以认为其音乐素质较好”。潘菽主编的《中国大百科全书·心理卷》提出：“素质是能力的自然前提，人的神经系统以及感觉器官、运动器官的生理结构和功能特点，特别是脑的微观特点，与能力的形成和发展有密切的关系。”林传鼎主编的《心理学词典》也有类似的表述：“素质通常指人生来具有的某些解剖生理特点，特别是神经系统、脑、感觉器官和运动器官的解剖生理特点。它是能力形成和发展的自然前提。”以上定义的特点是强调素质的先天性。

素质又是一个在社会生活和学校教育活动中被广泛使用的概念，诸如“人口素质”、“民族素质”、“军人素质”、“教师素质”、“职工素质”、“干部素质”等词语。20世纪80年代中期开始，“素质”概念受到教育学界的关注，并被引申到教育领域。从教育学意义上讲，“素质”不仅指狭义的先天禀赋，而是具有丰富内涵的广义概念。顾明远主编的《教育大辞典》指出：“素质，是先天具有的解剖生理特点，包括神经系统、感觉器官和运动器官的特点，其中脑的特点尤为重要，……是人的心理特征形成、发展不可缺少的生物前提，……是指公民或某种专门人才的基本品质。如国民素质、民族素质、干部素质、教师素质等，都是个人在后天环境、教育影响下形成的”；周远清认为，素质是在人的先天生理基础上，经过后天教育和社会环境的影响，由知识内化而形成的相对稳定的心理品质。可见，教育学意义上的素质综合了人与生俱来的生理属性和后天养成的基本特质，是人的先天特性与后天特性的统一。

《辞海》认为，素质即：“①人或事物在某些方面的本来特点和原有基础；②人们在实践中增长的修养，如政治素质、文化素质；③在心理学上，指人的先天的解剖生理特点，主要是感觉器官和神经系统方面的特点，是人的心理发展的生理条件，但不能决定人的心理内容和发展水平。某些素质上的缺陷可以通过实践和学习获得不同程度的补偿。”《现代汉语词典》所列素质之义有三：①事物本来的性质；②素养；③心理学术语，专指人的神经系统和感官上的先天特点。从《辞海》和《现代汉语词典》的释义来看，素质的概念至少包括以下两层含义：一是素质具有先天特征；二是素质具有人的本质属性。

综上所述，对素质概念的理解有狭义和广义之分。狭义的素质概念，也即生理学和心理学意义上的素质概念，特指人与生俱来的生理特征，强调先天遗传。虽然先天遗传是个体发展的自然前提，但遗传因素的提高主要是一个优生问题，而不是一个教育问题。尽管一个民族的整体文化素质，通过长期社会文化沉淀，可以实现社会遗传，但通过对个体的教育改善人的遗传因素是不可能的。因此，狭义的素质概念不具有教育上的适应性。广义的素质概念，也即教育学、社会学意义上的素质概念，泛指先天的生理特征与后天开发的一系列稳定的基本特质的有机结合，更强调人在先天禀赋的基础上，通过教育和实践活动发展而来的人的基本特质。显然，广义的素质概念是包含狭义的素质概念在内的，它既指可以开发的人的身心潜质，又指社会发展的物质文明和精神文明成果在人身心结构中的积淀和内化。正因为强调后天素质的养成和习得，广义的素质概念就有了教育上的适用性。

（二）素质概念新解

通过上述对素质概念的探寻和梳理，笔者认为，素质是以先天遗传为基础的、最初以潜质形式存在的，经过后天开发内化而形成的内在的、决定和影响人的外在表现（如言行、气质、风度等）的基本特质。

对素质的最基本内涵，有必要作进一步阐述。

素质是人的内在特质，“内在性”是其本质特征。素质与人不可分离，素质必定是人的素质；离开了人，无素质可言。人类特有的观念、品格、知识、能力、方法等文明成果，只有被主体接受、吸收、消化、掌握、运用，即内化为主体自身组成部分的才是其素质；凡是没有内化为主体自身的以外在形式存在的包括观念、品格、知识、能力、方法等都不是主体的素质。观念、品格、知识、能力、方法等均可以以抽象或具体的形式脱离主体人独立存在。因此，只有通过对主体潜质的开发，内化为其身心结构的组成部分，并且能持久地发挥作用的基本特质才是素质。素质是人的根本特质，是人的本质规定性，它决定了人与动物的区别，决定了人与人之间的差异。比如，A比B的身体状况好，是由A比B的身体素质好决定的；B比A的学问高，是由B比A的知识素质高决定的。

素质以先天遗传为基础，后天开发内化为根本，是先天遗传与后天开发内化的统一。人的素质源于先天遗传而得的生理、心理基础，表现为人的诸多潜质。这些遗传因素或潜质为后天的开发与发展提供了可能性，是后天开发的基础。例如人的大脑是人智力发展的基础，生来大脑健全的人都存在智力上的巨大潜质。而在某一方面存有生理缺陷的人，就没有与之相应的素质基础，如生来双眼失明的人就难以开发其在绘画方面的潜质。同时，人的先天遗传是有差异的，这种差异表现为潜质的千差万别。对不同的人及其不同的潜质进行开发，最终形成千差万别的个体。

素质的形成和发展必须经过开发内化。这里的开发内化特指发掘人的先天潜质，通过环境同化、系统学习、系统训练、自我修炼、积极实践等途径，形成和发展人的素质的过程。素质不开发就只能以潜质的形式存在，也就失去了人之为人的社会价值和意义；再好的潜质，倘若不开发，久而久之也会慢慢地退化甚至消失，如众所周知的“狼孩”①就是如此。只有对潜质进行开发，以内化的方式将外在资源“摄入”、“消化”并与个体潜质“化合”而形成内在的稳固特质，才算得上真正形成和发展了某种素质。比如体育比赛的冠军是在先天良好的体能潜质的基础上，经过后天的开发内化培养出来的。后天开发内化是素质形成和发展的根本，“内化”是素质形成的标志。

素质决定和影响人的外在表现，人的外在表现是素质的反映。本质离不开现象，本质总要表现为现象；现象离不开本质，现象总是本质的反映。素质是起决定作用的内在因素，它决定了人的丰富多彩的外在表现，如言行、气质、风度等。换句话说，人的丰富多彩的外在表现，如言行、气质、风度等，都是由内在的素质决定的。比如一个人的身体素质很好，就很少生病；一个人经常生病，则反映其身体素质差。人的外在表现是素质的反映。可以通过观察、审视人的外在表现间接地认识、测评、把握其素质。正是通过“听其言、观其行、察其微”，我们能够知晓和评判一个人的素质高低。

二、素质的基本特征

素质有诸多特征，笔者主要揭示四个基本的特征。

（一）内在性与外显性的统一

素质是人在自身潜质的基础上，经过后天开发内化形成的内在特质。素质内在性的载体是人的生理结构和心理结构。主体的观念素质、品格素质、知识素质、能力素质、方法素质等，均以其特定的生理结构和心理结构为载体。正所谓“人不可貌相”、“知人知面不知心”，素质的内在性决定了素质不能直接测评。

素质是起决定作用的内在因素，决定和影响着人的外在表现。素质总是通过人的外在表现显现出来。素质的外在表现是素质的外化形式，这种外化形式是多种多样的。正是通过外在表现，我们能够知晓和评判一个人的素质高低，能够间接测评人的素质。

认识活动和实践活动是素质外显的途径、桥梁和载体。人们通常所说的“是骡子是马，拉出来遛遛”，其意思就是说一个人的素质只有通过一定的认识活动和实践活动才能显现出来，才能获得别人的承认和肯定。正是通过认识活动和实践活动，人的内在素质才以丰富多彩的外在表征表现出来。

（二）稳定性与发展性的统一

首先，由于素质具有先天性基础，表现为一种实实在在的潜质，所以它具有稳定性。比如一个人的先天身体潜质很好，没有特殊情况它不可能很快变坏。其次，人在一定的发展阶段上，其身体、心理、知识、能力等各方面素质都呈现出相对稳定的状态。而素质之所以稳定，则是由于它在主体身上已形成了一定的稳固结构，即解剖的生理结构和知情意行的心理结构。素质的稳定性十分重要，它是我们识别素质，测评素质，预测人的思想行为倾向的前提。

然而，素质的稳定性只是相对的，人的素质可通过后天开发内化而改变和发展。随着环境影响和教育作用力的增强，随着个体主观努力程度的加强，其素质水平必然会相应地提高。因此，人的素质又是一个发展的过程，总是按照一定的规律逐步发展形成的，从较低水平到较高水平，由量变到质变，不断扩展、深化、延伸。这就是素质的发展性。素质的这种发展，是以原有的或本来的潜质为基础，通过对潜质的不断开发内化、逐步积累实现的。正是在量的积聚与质的飞跃中，素质的形成和发展在静态与动态的相互交织之中得以实现。

（三）自然性和社会性的统一

素质的自然性是指素质的生理结构和心理结构。人的潜质来自于遗传，其内容主要是生理上的特点和机能，一般称之为先天潜质。这种潜质具有直接传递性，是通过遗传直接传递给子女的。生命个体一旦形成，其素质的自然性就存在了。它是素质得以依附和发展的重要生理和心理基础，是素质形成和提高的条件和基础，为人的素质发展提供了可能性。后天开发内化，也得以先天的生理和心理结构为载体。经过后天开发内化形成的素质，表现为人的相对稳定的身心结构，也具有自然性。

素质的社会性是指人的素质因其在人类社会中形成与发展而带有的人类社会的属性。人的先天潜质经过后天开发内化表现为社会性。观念、品格、知识、能力、方法等都是社会性的产物。

素质是自然性与社会性的统一，不仅表现在人的素质是自然和社会的产物，而且表现在自然性是人的素质的载体，社会性是人的素质的内容。

（四）个性和共性的统一

由于个体先天遗传和后天开发内化的差异，必然在不同个体中表现出个体素质的差异。如A的整体素质较高，B的整体素质较差；又如A的思想素质很好，文化素质欠佳。正如“世界上找不到两片完全一样的树叶”一样，世界上也不可能有两个素质完全一样的人。

经典遗传学关于基因的概念范文

关键词遗传算法；交叉算子；选择算子

中图分类号O29文献标识码A文章编号1674-6708（2013）95-0127-02

0引言

遗传算法（GeneticAlgorithm）为基于生物基因呈现的进化发展规律特征而应用的搜索方法。它的概念是由BagleyJ.D在1967年提出的，而系统性研究是由美国的J.Holland教授1975年所实行。遗传算法通过模拟处理，将相关问题形成类似生物进化发展的阶段，并利用复制、过程、突变以及交叉操作得到相关结果。令适应度函数量有限的求解剔除出去，并扩充进适应度函数总量较高的求解数值，通过该类进化过程发展至n代以后，便会进化形成适应度函数量值高水平的优质个体。

遗传算法应用将可以应对解决问题的所有方法作为对象，其进化规律之中包括三类遗传算子。即选择、变异以及交叉算子。通过这些算子持续进化产生新的方法，最后收敛求出最优方法。

其中选择算子可对各类应对处理问题的实践方式作出比选，优选获胜个体，并将质量低劣的个体进行剔除。在一些应用场景，还可将其称作再生算子。

遗传算法中的选择算子基于创建个体适应性评估为根本，被选择的机率同适应值成正比，即适应值高的个体选择机率越大，从而尽可能的保留优化方法，淘汰劣等方法。当前，普遍应用的选择算子包括以下几类，即适应度比例手段、随机进行遍历抽样以及局部优选方式。

交叉算子通过基于相应的百分比例，就两个以及大于两个个体之中一部分同样方位结构展开重组，进而形成新的操作方式。其在遗传算法应用之中起到重要核心作用，也是遗传算法的主体特征。经过交叉，大大提升了该算法评估搜索的综合效能。

变异算子即应用变异运算，基于相应的比率范畴，就不同个体编码串中的某些基因值进行改变，从而得到新的个体。变异算子具有局部搜索能力，在遗传算法中作为辅助算子，决定了遗传算法的局部搜索能力，有利于保持种群的多样性。通过交叉和变异的操作，使得遗传算法具备全面均衡高效的汇集分析与搜索功能。

1经典模式遗传算法存在的缺陷

以往应用的经典模式遗传算法通过参照种群内不同个体呈现的适应度高低进行优选，并参与下一代竞争，来模拟自然界中优胜劣汰的竞争生存模式。个体的适应度越大，被选中的概率就越大。在进化初期，种群中最优个体的适应度会迅速增加，形成超级个体。由于超级个体的适应度远远大于种群中个体适应度的平均值，因而其被选中的概率变得非常大。经过若干代进化后，种群中的个体几乎全部是超级个体的后代，他们的染色体相似度非常高，使得优化过程变成了近亲繁殖，这导致交叉和变异等遗传算子几乎无法产生代表新模式的个体，造成种群多样性的急剧降低，而种群多样性是遗传算法保持持续进化能力的关键。因而经典遗传算法缺乏持续优化能力，在优化搜索过程中，算法常常会收敛到一个局部最优点。

2对遗传算法的改进

为了提高算法的优化搜索能力，针对经典遗传算法的上述缺点，对算法的选择算子、交叉算子、变异算子做了改进，同时调整了算法的基本步骤。

2.1对选择算子的改进

首先，为算法增加保优策略，即父代中的最优个体取代子代中的最差个体直接进入下一代种群。

经典遗传算法中后期会呈现出搜索功能不良下降的问题。引发主要成因为：种群呈现出的多样性显著下降，为预防该类不良状况的持续蔓延，对经典的比例选择算子做了改进，得到一种改进的比例选择算子---保优附加选择算子（ElitistPreserved&AddSelectionEPAS）。在进行算子操作时，如果选中的个体与最优个体之间的相似度S小于或等于δ时，随机生成一个个体来取代选出的个体，进入下一代种群；当S大于δ时，使选中的个体进入下一代种群。这种选择方式可以有效保证种群的多样性和种群中个体的差异性，但由于仅使用少量个体来保留优秀基因，有可能会造成优秀基因的丢失。为此需要对算法的交叉算子进行改进。

2.2对交叉算子的改进

为了配合EPAS算子，有效保留优秀基因段，防止优秀基因丢失现象的发生，提出了一种改进的交叉算子---KingCrossoverKC，在KC算子中，每个参与基因重组的个体，只能与最优个体（king）进行交叉操作。改进后的算子使得最优个体参与交叉操作的概率大大增加，从而使得优秀基因所代表的良好模式，得以保留，降低了优秀基因丢失的可能性。

2.3对变异算子的改进

使用EPAS进行个体选择时，由于当最优个体之间的相似度小于或等于δ时，选出的个体是随机生成的，因而没有必要对其进行变异操作。改进后的变异操作发生在交叉操作之前，而且变异算子仅对由父代中存在的个体进行变异操作，不对随机生成的算子进行变异，从而提高了算法的变异效率。

3实验及结论

为评估并明确改进算法呈现出的科学性与合理性，我们编制以往应用的经典GA方式以及改进的DGA算法两套程序，并用他们求解50个城市的TSP问题。每种算法独立运行50次，根据他们得到的最优结果的分布情况进行性能对比。实验结果显示，50次运中，改进算法所得的最优结果以较小的标准差分布于385附近；而经典算法所得的最优解则主要分布在350附近，而且结果的标准差较大。

由实验结果可以看出，改进算法具有较强的持续进化能力，可以有效预防早熟现象的发生。

参考文献

[1]Z.米凯利维茨.演化程序[M].科学出版社，2000.

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[4]李世伦，罗懋康，何小勇.基于种群分类解决遗传算法的“早熟”与“漂移”问题[J].四川大学学报，2006，6，38（6）：127-130.

经典遗传学关于基因的概念范文

在教学过程中,借助多媒体,特别是制作一些幻灯片来进行直观教学是提高学生识图析图能力的良策。纵观近几年高考试题中的生物图、表,一般可归纳为以下几种题型:

1.坐标曲线图:坐标曲线图反映的是某种物质或个体数量的变化趋势。解读此类图形,一定要先分清曲线图的纵横坐标所代表的自变量和因变量是什么,自变量有几个,自变量和因变量之间的关系;然后再分析坐标曲线图中的起点、折点、交点、最大值、最小值、变化趋势等;最后分析自变量与因变量之间存在的因果关系,结合题目中文字信息,作出判断。

2.直方图:实质上是表格数据的图形化,它既可以反映某种量的多少,还可以反映某种量的变化趋势。首先看清横纵坐标,理解直方图所代表的量的大小和含义;第二找到柱状图中的最值及变化趋势;最后结合生物学原理进行推理。

3.结构模式图、结构示意图:这两种图形是生物局部形态结构的典型展示,是相关生理过程和形态结构的模型。解题思路:(1)认清题干的文字叙述和图象所包含的信息,理解图象中所表达的生物学内涵,并联想和运用与图中给出的信息和相关的生物学概念和原理来分析、思考题目;(2)弄清题干与图象的内在联系;(3)找出图象信息与生物学知识的内存联系;(4)用准确的文字表达图象所包括的信息。

4.概念图:概念图一般由连线(或箭头)将一些相关概念连接起来,主要考查知识点或概念间的内在逻辑联系。这种题型不仅可以考查同学们对知识的整体把握程度,扩大对知识的考查面,而且可以考查对该领域知识的有机联系的理解程度,是考查学理解和推理能力的一种题型。常见解题思路:首先弄清“节点(即概念)”的内涵和外延,然后顺着连线或箭头将相关联的概念进行比较,找出其内在联系或区别,最后用生物学术语概括其含义。

5.遗传图解:遗传图解包括杂交或自交图解和遗传系谱图,杂交或自交图解中一般包括亲代、子代,以及二者的表现型和基因型;遗传系谱是用“”、“”分别代表某家系中男女个体,由此绘制而成的图解。总之,遗传图解反映的是亲子代之间遗传和变异的问题,要求学生的推行能力比较强。常见解题思路:首先根据题目中所给信息,判断出控制这对性状的基因的显隐性,然后用基因根的形式写出基因型,再结合遗传定律以及亲子代的基因型或表现型进行推理。