（一）基因突变：该类型的变异是基因内部结构改变造成的，多因DNA复制差错造成，包括能使生物产生性状改变的有义突变和不改变生物性状的无义突变。基因突变一般具备不定向性、普遍性、多害少利等特性。太空育种和辐射育种的遗传学原理就是基因突变，基因突变是生物变异的根本来源。

（二）基因重组：由于控制不同性状的基因在减数分裂时自由组合或同源染色体间的非姐妹染色单体交互换造成，生物的变异多数由基因重组造成。农业上的杂交育种的遗传学原理应用的就是基因重组。

（三）染色体变异：由于基因主要位于染色体上，染色体的结构和数目发生变化必然会导致基因的数目及排列顺序发生变化，从而使生物发生变异，具体可分为染色体结构变异和染色体数目变异。在农业育种上，染色体数目变异应用较广，如整倍数目变异的异源八倍体小黑麦、无籽西瓜等，自然界整倍数目变异的农作物较多，如四倍体的草莓、四倍体马铃薯三倍体香蕉、三倍体无籽桔柑等。

生物在繁衍过程中，不断地产生各种有利变异，这对于生物的进化具有重要的意义。我们知道，地球上的环境是复杂多样、不断变化的。生物如果不能产生变异，就不能适应不断变化的环境。如果没有可遗传的变异，就不会产生新的生物类型，生物就不能由简单到复杂、由低等到高等地不断进化。由此可见，变异为生物进化提供了原始材料。生物的变异有利于同种生物的进化，因为各种有利的变异会通过遗传不断地积累和加强，不利的变异会被淘汰，使生物群体更加适应周围的环境。

在农作物、家禽、家畜中，有时会出现对人有益的变异。例如，牛群中可能出现肉质较佳的牛，也可能出现产奶较多的牛。人们挑选这样的牛进行大量繁殖，经过不断地选育，就能得到肉质好或产奶多的新品种。有一些小麦品种在高水肥的条件下产量很高，但是由于植株高，抗倒伏能力差，大风一来，就会大片大片地倒伏，既影响产量，又不容易收割。怎样才能得到既高产又抗倒伏的品种呢？科学工作者利用一种普通的矮秆小麦抗倒伏能力强的特性，将这种小麦与高产的高秆小麦杂交，在后代植株中再挑选秆较矮、抗倒伏、产量较高的植株进行繁殖。经过若干代的选育以后，就得到了高产、矮秆、抗倒伏的小麦新品种。为了得到优良的新品种，人们还采用射线照射和药物处理等手段，使种子里的遗传物质发生改变。在定向选育这些种子发育成的植株或它们的后代中，就会出现各种各样的变异。从中选出对人有益的变异类型，进行，就有可能得到农作物的新品种。

对基因工程这个名词，你或许并不陌生。它是当今生物科学中最先进的领域，有人说它正在引起生物科学的一场革命。那么，基因工程到底是怎么回事呢？

我们知道，人类的遗传病往往是由致病基因引起的。你想过没有，如果能够采用巧妙的技术手段，把遗传病患者的致病基因切割下来，换上正常的基因，遗传病不就能够根治了吗？这并不是天外奇想，而是基因工程研究人员正在努力奋斗的目标。

用人工方法取出某种生物的个别基因，把它转移到其他生物的细胞中去，并使后者表现出新的遗传性状，这样的技术就叫做基因工程。例如，1978年，美国科学家吉尔伯特等人，把鼠的胰岛素基因转移到大肠杆菌细胞里，并使大肠杆菌制造出了鼠胰岛素，获得了成功。怎样才能得到某个生物的个别基因，得到的基因又怎样才能转移到其他生物的细胞中去呢？首先用一定的限制性内切酶切割大肠杆菌质粒，使之露出粘性末端，再用相同的限制性内切酶切断目的基因即胰岛素基因，使之产生相同的粘性末端，用DNA连接酶将两个粘性末端结合形成重组分DNA分子。然后将该分子引入受体细胞增殖。

基因工程从本世纪70年代发展起来，至今已经取得了很多重大成果，向人们展示出美好的前景。1975年，美国科学家把能够吞噬石油的四种细菌的基因分离出来，集中到一种细菌内，得到了“超级菌”。这种“超级菌”消化石油的速度比任何细菌都快得多，可以用来净化被石油污染的水域。

干扰素能够用于癌症的治疗，还可以治疗流感、肝炎、麻疹等由病毒引起的疾病。过去，干扰素只能从人血中提取，从300升血液中才能提取出l毫克。采用基因工程的方法，将生产干扰素的基因转移到大肠杆菌中，使大肠杆菌能够制造干扰素，结果每升细菌培养液中可以得到20毫克～40毫克干扰素。另外，用来治疗侏儒症的人体生长激素、治疗糖尿病的胰岛素等，都可以用基因工程的方法，让“微生物工厂”来生产。

我国基因工程的研究，也取得很多重大成果，跨入了世界先进行列。例如，1988年，我国科学家人工合成了抗黄瓜花叶病毒的基因，并把这一基因引入到烟草等作物的细胞中，得到了抵抗病毒能力很强的作物新品种。1989年，我国科学家成功地将人的生长激素基因导入鲤鱼的卵细胞中，由这样的鱼卵发育成的鲤鱼，因为有了新导入的人生长激素基因，它们的生长速度明显地加快了。

基因工程在改良生物品种、治疗人类的遗传病等方面还大有潜力，许多难题还有待于人们去突破。