必修2 《遗传与进化》课后复习题.doc 44页

'普通高中课程标准实验教科书生物必修2《遗传与进化》第1章遗传因子的发现第1节孟德尔的豌豆杂交实验(一)练习44一、基础题1．下列性状中属于相对性状的是：A．人的身高与体重；B．兔的长毛与短毛；C．猫的白毛与蓝眼；D．棉花的细绒与长绒。2．人眼的虹膜有褐色的和蓝色的，褐色是由显性遗传因子控制的，蓝色是由隐陛遗传因子控制的。已知一个蓝眼男人与一个褐眼女人(这个女人的母亲是蓝眼)结婚。这对夫妇生下蓝眼女孩的可能性是：A．1／2B．1／4C．1／8D．1／63．水稻的非糯性和糯性是一对相对性状，非糯性花粉中所含的淀粉为直链淀粉，遇碘变蓝黑色，而糯性花粉中所含的是支链淀粉，遇碘变橙红色。现在用纯种的非糯性水稻和糯性水稻杂交，取F1花粉加碘液染色，在显微镜下观察，花粉有一半呈蓝黑色，一半呈橙红色。请回答：(1)花粉出现这种比例的原因是______________________________________。(2)实验结果验证了______________________________________________。(3)如果让F1自交，产生的植株中花粉有__________种类型。4．观察羊的毛色遗传图解，据图回答问题。(1)毛色的显性性状是____________，隐性性状是______________。(2)白毛羊与白毛羊通过有性生殖产生的后代中出现了黑毛羊，这种现象在遗传学上称为_________。产生这种现象的原因是____________。二、拓展题1．某农场养了一群马，马的毛色有栗色和白色两种。已知栗色和白色分别由遗传因子B和b控制。育种工作者从中选出一匹健壮的栗色公马，拟设计配种方案鉴定它是纯合子还是杂合子(就毛色而言)。(1)在正常情况下，一匹母马一次只能生一匹44 小马。为了在一个配种季节里完成这项鉴定，应该怎样配种?(2)杂交后代可能出现哪些结果?如何根据结果判断栗色公马是纯合子还是杂合子?2．孟德尔说：“任何实验的价值和效用，决定于所使用材料对于实验目的的适合性。”结合孟德尔的杂交实验，谈谈你对这句话的理解。3．除孟德尔的杂交实验外，你还能举出科学研究中运用假说一演绎法的实例吗?基础题1．B。2．B。3．(1)在F1水稻细胞中含有一个控制合成支链淀粉的遗传因子和一个控制合成直链淀粉的遗传因子。在F1形成配子时，两个遗传因子分离，分别进入不同配子中，含支链淀粉遗传因子的配子合成支链淀粉，遇碘变橙红色；含直链淀粉遗传因子的配子合成直链淀粉，遇碘变蓝黑色，其比例为1：l。(2)孟德尔的分离定律。即在F1形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中。(3)2。4．(1)白色；黑色。(2)性状分离；白毛羊为杂合子，杂合子在自交时会产生性状分离现象。拓展题1．(1)将被鉴定的栗色公马与多匹白色母马配种，这样可在一个季节里产生多匹杂交后代。(2)杂交后代可能有两种结果：一是杂交后代全部为栗色马，此结果说明被鉴定的栗色公马很可能是纯合子；二是杂交后代中既有白色马，又有栗色马，此结果说明被鉴定的栗色公马为杂合子。实验性状分离比的模拟本实验用甲、乙两个小桶分别代表雌、雄生殖器官，甲、乙小桶内的彩球分别代表雌、雄配子，用不同彩球的随机组合，模拟生物在生殖过程中，雌雄配子的随机结合。建议两人一组合作完成。目的要求通过模拟实验，认识和理解遗传因子的分离和配子的随机结合与性状之间的数量关系，体验孟德尔的假说。材料用具小桶2个，分别标记甲、乙；两种不同颜色的彩球各20个，一种彩球标记D，另一种彩球标记d；记录用的纸和笔。方法步骤(1)在甲、乙两个小桶中放人两种彩球各10个。(2)摇动两个小桶，使小桶内的彩球充分混合。(3)分别从两个桶内随机抓取一个小球，组合在一起，记下两个彩球的字母组合。(4)将抓取的彩球放回原来的小桶内，摇匀，按步骤(3)重复做50～100次。结果和结论1．统计实验结果：彩球组合有几种?每种组合的数量44 是多少?计算彩球组合类型之间的数量比。设计表格，记录实验结果。2．统计全班的实验结果，求平均值。计算小球组合类型之间的数量比。3．两个彩球的组合代表什么?4．结论：。讨论1．将每个小组的实验结果与全班总的实验结果作比较，你有什么发现?如果孟德尔当时只统计10株豌豆杂交的结果，他还能正确地解释性状分离现象吗?2．将模拟实验的结果与孟德尔的杂交实验结果相比较，你认为孟德尔的假说是否合理?1．与每个小组的实验结果相比，全班实验的总结果更接近预期的结果；即彩球组合类型数量比DD：Dd：dd＝1：2：1，彩球代表的显性与隐性类型的数值比为3：l。因为实验个体数量越大，越接近统计规律。如果孟德尔当时只统计10株豌豆杂交的结果，则很难正确地解释性状分离现象，因为实验统计的样本数目足够多，是孟德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一。当对10株豌豆的个体做统计时，会出现较大的误差。2．模拟实验的结果与孟德尔的假说是相吻合的。因为甲、乙小桶内的彩球代表孟德尔实验中的雌、雄配子，从两个桶内分别随机抓取一个彩球进行组合，实际上模拟雌、雄配子的随机组合，统计的数量也足够大；出现了3：1的结果。但证明某一假说还需实验验证。技能训练设计实验程序假设3年后你正在一个花卉生产基地工作。有一天，你突然发现一种本来开白花的花卉，出现了开紫花的植株。你立刻意识到它的观赏价值，决定培育这种花卉新品种。知道这种花是自花受粉的以后，你将这株紫花植株的种子种下去，可惜的是，在长出的126株新植株中，却有46株是开白花的，这当然不利于商品化生产。怎样才能获得开紫花的纯种呢?请你写出解决这一问题的实验程序，与同学交流，看谁设计的程序更简捷。提示：将获得的紫色花连续几代自交，即将每次自交后代的紫色花选育再进行自交，直至自交后代不再出现白色花为止。具体过程可用以下图解表示。4444 第2节孟德尔的豌豆杂交实验(二)练习44一、基础题1．判断下列表述是否正确。(1)表现型相同的生物，基因型一定相同。()(2)D和D，D和d，d和d都是等位基因。()2．假如水稻高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗稻瘟病(R)对易感稻瘟病(r)为显性，两对性状独立遗传。现用一个纯合易感稻瘟病的矮秆品种(抗倒伏)与一个纯合抗稻瘟病的高秆品种(易倒伏)杂交，F2中出现既抗倒伏又抗病类型的比例为：A．1／8；B．1／16；C．3／16；D．3／8。答[]二、拓展题豌豆子叶的黄色(Y)对绿色(y)为显性，圆粒种子(R)对皱粒种子(r)为显性。某人用黄色圆粒和绿色圆粒的豌豆进行杂交，发现后代出现4种类型，对性状的统计结果如图所示，据图回答问题。(1)亲本的基因组成是____________(黄色圆粒)，____________(绿色圆粒)。(2)在F1中，表现型不同于亲本的是____________、____________，它们之间的数量比为____________。F1中纯合子占的比例是____________。(3)F1中黄色圆粒豌豆的基因组成是____________。如果用F1中的黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，得到的F2的性状类型有种，数量比为。基础题1．(1)×；(2)×。2．C。拓展题(1)YyRr；yyRr。(2)黄色皱粒，绿色皱粒；1：l；l／4。(3)YyRR或YyRr；4；如果是YyRR与yyrr杂交，比值为黄色圆粒：绿色圆粒=l：1；如果是YyRr与yyrr杂交，比值为黄色圆粒：绿色圆粒：黄色皱粒：绿色皱粒=l：l：1：1。思考与讨论孟德尔获得成功的原因在孟德尔发现遗传规律之前，一些研究杂交育种的专家对杂种后代出现性状分离的现象早已熟知，但是他们往往把一种生物的许多性状作为研究对象，并且没有对实验数据做深入的统计学分析。44 孟德尔对杂交实验的研究也不是一帆风顺的。他曾花了几年时间研究山柳菊，结果却一无所获。主要原因是：(1)山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状；(2)当时没有人知道山柳菊有时进行有性生殖，有时进行无性生殖；(3)山柳菊的花小，难以做人工杂交实验。讨论：1．用豌豆作杂交实验的材料有哪些优点?这说明实验材料的选择在科学研究中起怎样的作用?2．如果孟德尔对相对性状遗传的研究，不是从一对到多对，他能发现遗传规律吗?为什么?3．如果孟德尔没有对实验结果进行统计学分析，他能不能作出对分离现象的解释?4．孟德尔对分离现象的解释在逻辑上环环相扣，十分严谨。他为什么还要设计测交实验进行验证呢?5．除了创造性地运用科学方法以外，你认为孟德尔获得成功的原因还有哪些?1．提示：豌豆适于作杂交实验材料的优点有：(1)具有稳定的易于区分的相对性状，如高茎和矮茎，高茎高度在1．5～2．0m，矮茎高度仅为0．3m左右，易于观察和区分；(2)豌豆严格自花受粉，在自然状态下可以获得纯种，纯种杂交获得杂合子；(3)花比较大，易于做人工杂交实验。孟德尔正是因为选用了豌豆做杂交实验，才能有效地从单一性状到多对性状研究生物遗传的基本规律，才能对遗传实验结果进行量化统计，所以科学地选择实验材料是科学研究取得成功的重要保障之一。2．提示：如果孟德尔只是研究多对相对性状的遗传，很难从数学统计中发现遗传规律，因为如果研究n对相对性状，将会有2“个性状组合，这是很难统计的，也很难从数学统计中发现问题，揭示生物的遗传规律。这也是前人在遗传杂交实验中留下的经验与教训，孟德尔恰恰借鉴了前人的遗传研究经验，改变实验方法，从简单到复杂地进行观察、统计、分析实验结果，从而发现问题、提出假说、实验验证、得出结论。3．提示：如果孟德尔没有对实验结果进行统计学分析，他很难做出对分离现象的解释。因为通过统计，孟德尔发现了生物性状的遗传在数量上呈现一定数学比例，这引发他揭示其实质的兴趣。同时这也使孟德尔意识到数学概率，也适用于生物遗传的研究，从而将数学的方法引入对遗传实验结果的处理和分析。4．提示：作为一种正确的假说，不仅能解释已有的实验结果，还应该能够预测另一些实验结果。可参考教科书对“假说一演绎法”的解释。5．提示：(1)扎实的知识基础和对科学的热爱。孟德尔在维也纳大学进修学习时，通过对自然科学的学习，使他具有生物类型是可变的，可以通过杂交产生新的生物类型等进化思想。同时孟德尔还学习数学，使他受到“数学方法可以应用于各门自然科学之中”的思想影响，产生应用数学方法解决遗传学问题的想法，使孟德尔成为第一个认识到概率原理能用于预测遗传杂交实验结果的科学家。(2)严谨的科学态度。孟德尔对杂交实验的研究是从观察遗传现象出发，提出问题，作出假设，然后设计实验验证假设的研究方法。这在当时是一种新的研究思路，光是豌豆的杂交实验，他就没有局限于对实验结果的简单描述和归纳。(3)勤于实践。孟德尔在豌豆的遗传杂交实验研究中，连续进行了8年的研究，并且对每次实验的结果进行统计分析，从中发现了前人没有发现的问题和规律。44 (4)敢于向传统挑战。孟德尔通过实验研究，提出了“颗粒性遗传”的思想，这是对传统的遗传观念的挑战。44自我检测44一、概念检测判断题1．兔的白毛与黑毛，狗的长毛与卷毛都是相对性状。()2．隐性性状是指生物体不能表现出来的性状。()3．纯合子的自交后代中不会发生性状分离，杂合子的自交后代中不会出现纯合子。()选择题1．在一对相对性状的遗传实验中，性状分离是指：A．纯种显性个体与纯种隐性个体杂交产生显性的后代；B．杂种显性个体与纯种显性个体杂交产生显性的后代；C．杂种显性个体与纯种隐性个体杂交产生隐性的后代；D．杂种显性个体自交产生显性和隐性的后代。2．基因型为AaBb的个体与aaBb个体杂交，F1的表现型比例是：A．9：3：3：l；B．1：l：1：1；C．3：l：3：1；D．3：1。3．一对杂合黑豚鼠产仔4只，4只鼠仔的表现型可能是：A．三黑一白；B．全部黑色；C．二黑二白；D．以上三种都有可能。4．南瓜的果实中白色(W)对黄色(w)为显性，盘状(D)对球状(d)为显性，两对基因独立遗传。下列不同亲本组合所产生的后代中，结白色球状果实最多的一组是：A．WwDd×wwdd；B．WWdd×WWdd；C．WwDd×wwDD；D．WwDd×WWDD。二、知识迁移纯种的甜玉米与纯种的非甜玉米实行间行种植，收获时发现，在甜玉米的果穗上结有非甜玉米的种子，但在非甜玉米的果穗上找不到甜玉米的子粒，试说明产生这种现象的原因。(提示：甜和非甜是胚乳的性状，胚乳是由胚珠中的极核和精子结合发育来的。)三、技能应用下图表示的是l355只某种蝴蝶的性状。哪些性状是显性的?哪些性状是隐性的?对图中数据进行分析，解释你的答案。四、思维拓展1．举出身边一种生物遗传现象的事例，分析说明这一现象是否符合孟德尔的遗传规律。44 2．根据2对相对性状的遗传分析，讨论分析3～n对相对性状的遗传结果，用数学式表示出来。自我检测的答案和提示一、概念检测判断题1．×。2．×。3．×。选择题1．D。2．C。3．D。4．B。二、知识迁移因为控制非甜玉米性状的是显性基因，控制甜玉米性状的是隐性基因。当甜玉米接受非甜玉米的花粉时，非甜玉米花粉产生的精子中含有显性基因，而甜玉米的胚珠中的极核含有隐性基因，极核受精后发育成胚乳，胚乳细胞中显性基因对隐性基因有显性作用，故在甜玉米植株上结出非甜玉米；当非甜玉米接受甜玉米的花粉时，甜玉米花粉产生的精子中含有隐性基因，而非甜玉米的胚珠中的极核含有显性基因，故在非甜玉米植株上结出的仍是非甜玉米。三、技能应用由于显性基因对隐性基因有显性作用，所以在生物长期的进化过程中，如果没有自然选择的作用，一般在一个群体中显性个体数多于隐性个体数。根据图中提供的信息可知，蝴蝶的绿眼个体数多，并且绿眼：白眼接近于3：1；同样蝴蝶的紫翅个体数多，并且紫翅：黄翅接近于3：l，所以判断蝴蝶的绿眼和紫翅是显性性状，白眼和黄翅是隐性性状。四、思维拓展1．提示：一对皮肤颜色正常的夫妇，生下白化病患儿，说明白化病属于隐性基因控制的疾病。同时调查统计结果表明，携带白化病致病基因且表现型正常的夫妇，其后代是白化病患者的几率为25％。以此可以判断，人类正常皮肤与白化皮肤这对相对性状的遗传符合孟德尔的分离定律。2．孟德尔的自由组合定律具有普遍性，因为两对相对性状的遗传可分解为每一对相对性状遗传结果的乘积，即两对相对性状遗传产生的性状组合类型数为2×2=22，性状比例为(3：1)2；故n对相对性状遗传产生的性状组合类型有2n，其比例为(3：1)n。第2章基因和染色体的关系第1节减数分裂和受精作用一减数分裂44练习44一、基础题1．判断下列表述是否正确。(1)在减数分裂过程中，染色体数目减半发生在减数第一次分裂。()44 (2)玉米体细胞中有10对染色体，经过减数分裂后，卵细胞中染色体数目为5对。()(3)每个原始生殖细胞经过减数分裂都形成4个成熟生殖细胞。()(4)人的精子中有23条染色体，那么人的神经细胞、初级精母细胞、卵细胞中分别有染色体46、46、23条，染色单体0、46、23条。()2．与有丝分裂相比，减数分裂过程中染色体最显著的变化之一是：A．染色体移向细胞两极；B．同源染色体联会；C．有纺锤体形成；D．着丝点分开。3．下图所示的细胞最可能是：A．精细胞；B．卵细胞；C．初级精母细胞；D．次级精母细胞。4．识图作答(1)若右上角图所示细胞正在进行细胞分裂，看图回答问题。①这个细胞正在进行哪种分裂?为什么?②细胞中有几条染色体?几条染色单体?③细胞中有几对同源染色体?哪几条染色体是非同源染色体?④细胞中哪些染色体是姐妹染色单体?⑤这个细胞在分裂完成后，子细胞中有几条染色体?⑥画出这个细胞的分裂后期图。(2)下图是某动物细胞分裂的一组图像，看图回答问题。4444①这个动物体细胞中染色体数目是____________条。②图中属于减数分裂的细胞是____________含有染色单体的细胞是____________。二．拓展题经过减数分裂形成的精子或卵细胞，染色体数目一定是体细胞的一半吗?有没有例外?出现例外时会造成什么后果?请选择你认为最便捷的途径寻找答案。基础题1．(1)√；(2)×；(3)×；(4)×。2．B。3．D。4．(1)①这个细胞正在进行减数分裂。因为该细胞中出现了四分体。②该细胞有4条染色体，8条染色单体。③该细胞有2对同源染色体。其中染色体A与C，A与D，B与C，B与D是非同源染色体。④细胞中a与a’，b与b’，c与c’，d与d’是姐妹染色单体。⑤该细胞分裂完成后，子细胞中有2条染色体。⑥参见教科书图2—2。(2)①4条。②B，D；B，C。拓展题提示：不一定。若减数分裂过程中发生异常情况，比如减数第一次分裂时联会的同源染色体，有一对或几对没有分别移向两极而是集中到一个次级精(卵)母细胞中，再经过减数第二次分裂产生的精子或卵细胞中的染色体数目就会比正常的多一条或几条染色体。再如减数分裂过程(无论第一次分裂还是第二次分裂)中，染色体已移44 向细胞两极，但因某种原因细胞未分裂成两个子细胞，这样就可能出现精子或卵细胞中染色体加倍的现象。如果上述现象出现，则受精卵中染色体数目就会出现异常，由该受精卵发育成的个体细胞中染色体数目也不正常。由于染色体是遗传物质的载体，生物体的性状又是由遗传物质控制的，那么当该个体的遗传物质出现异常时，该个体的性状也会是异常的。例如，人类的“2l三体综合征”遗传病患者就是由含有24条染色体(其中21号色体是2条)的精子或卵细胞与正常的卵细胞或精子结合后发育成的。二受精作用技能训练识图和作图某种生物的精原细胞含有4对同源染色体。1．参照曲线图填表精原细胞有丝分裂过程中染色体数目变化表时期间期前期中期后期末期染色体数目(条)2．填表并画出曲线图精原细胞形成精子过程中染色体数目变化表细胞类型精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞染色体数目(条)答案44 练习44一、基础题1．判断下列表述是否正确。(1)同一个生物体在不同时刻产生的精子或卵细胞，染色体数一般是相同的。()(2)同一个生物体在不同时刻产生的精子或卵细胞，染色体组成一般是不同的。()(3)一个卵细胞一般只能同一个精子结合，形成受精卵。()2．从配子形成和受精作用两方面，简要说明遗传的多样性和稳定性的原因。二、拓展题正常人有23对染色体。有一种叫“21三体综合征”的遗传病，患者智力低下，身体发育缓慢。对患者进行染色体检查，发现患者的21号染色体不是正常的l对，而是3条。你能从精子或卵细胞形成的角度推测这种病的病因吗?基础题1．(1)√；(2)√；(3)√。2．提示：配子形成过程中，由于减数第一次分裂的四分体时期，非姐妹染色单体间可能互换部分遗传物质；中期时，同源染色体随机排列在细胞赤道板两侧，导致了配子中非同源染色体的自由组合，因此，配子中染色体组成是多样的。受精作用又是精子和卵细胞的随机结合，因此，后代的性状表现是多样的。由于减数分裂是有规律的正常的细胞分裂，在减数分裂的过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次。这样每个物种正常的雌、雄配子都含有该物种体细胞染色体数目一半的染色体，并且都是一整套非同源染色体的组合。而受精作用时精卵结合使受精卵及其发育成的个体体细胞中又可以恢复该种生物的染色体数目。性状是筌染色体中的遗传物质控制的，生物前后代细胞中染色体数目的恒定，保证了前后代遗传性状的相对稳定。拓展题提示：在形成精子或卵细胞的减数分裂过程中，如果由于某种原因减数第一次分裂时两条2l号染色体没有分离而是进入了同一个次级精(卵)母细胞，再经过减数第二次分裂，就会形成含有2条21号染色体的精子或卵细胞；如果减数第一次44 分裂正常，减数第二次分裂时21号染色体的着丝点分裂，形成了2条21号染色体，但没有分别移向细胞两极，而是进入了同一个精子或卵细胞。这样异常的精子或卵细胞就含有24条染色体，其中21号染色体是2条。当一个正常的精子或卵细胞(含23条非同源染色体，其中只含有l条21号染色体)与上述异常的卵细胞或精子结合成受精卵，则该受精卵含47条染色体，其中21号染色体为3条。当该受精卵发育成人时，这个人的体细胞中的染色体数目就是47条，含有3条21号染色体。第2节基因在染色体上44练习44一、基础题1．下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是：A．染色体是基因的主要载体；B．基因在染色体上呈线性排列；C．一条染色体上有多个基因；D．染色体就是由基因组成的。2．下列关于基因和染色体在减数分裂过程中行为变化的描述，错误的是：A．同源染色体分离的同时，等位基因也随之分离；B．非同源染色体自由组合，使所有非等位基因之间也发生自由组合；C．染色单体分开时，复制而来的两个基因也随之分开；D．非同源染色体数量越多，非等位基因组合的种类也越多。二、拓展题1．生物如果丢失或增加一条或几条染色体，就会出现严重疾病甚至死亡。但在自然界中，有些动植物的某些个体是由未受精的生殖细胞(如卵细胞)单独发育来的，如蜜蜂中的雄蜂等。这些生物的体细胞中染色体数目虽然减少一半，但仍能正常生活。你如何解释这一现象?2．人的体细胞中有23对染色体，其中第l号～第22号是常染色体，第23号是性染色体。现在已经发现第13号、第18号或第2l号染色体多一条的婴儿，都表现出严重的病症。据不完全调查，现在还未发现其他常染色体多一条(或几条)的婴儿。请你试着作出一些可能的解释。基础题1．D。2．B。拓展题1．这些生物的体细胞中的染色体虽然减少一半，但仍具有一整套非同源染色体。这一组染色体，携带有控制该种生物体所有性状的一整套基因。2．提示：人体细胞染色体数目变异，会严重影响生殖、发育等各种生命活动，未发现其他染色体数目变异的婴儿，很可能是发生这类变异的受精卵不能发育，或在胚胎早期就死亡了的缘故。44 第3节伴性遗传44练习44一、基础题1．下列关于性染色体的叙述，正确的是：A．性染色体上的基因都可以控制性别；B．性别受性染色体控制而与基因无关；C．女儿的性染色体必有一条来自父亲；D．性染色体只存在于生殖细胞中。2．由X染色体上隐性基因导致的遗传病：A．如果父亲患病，女儿一定不患此病；B．如果母亲患病，儿子一定患此病；C．如果外祖父患病，外孙一定患此病；D．如果祖母为患者，孙女一定患此病。3．在下列4个图中，只能是由常染色体上隐性基因决定的遗传病(图中深颜色表示患者)是：4．人的白化病是常染色体遗传，正常(A)对白化(a)是显性。一对表现型正常的夫妇，生了一个既患白化病又患红绿色盲的男孩。(1)这对夫妇的基因型是怎样的?(2)这对夫妇的后代中，是否会出现既不患白化病也不患红绿色盲的孩子?试写出这样的孩子的基因型。二、拓展题按照遗传规律，白眼雌果蝇(XwXw)和红眼雄果蝇(xWy)交配，后代雄果蝇都应该是白眼的，后代雌果蝇都应该是红眼的。可是有一天，摩尔根的合作者布里吉斯(Bridges)发现白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交所产生的子一代中出现了一个白眼雌果蝇。大量的观察发现，在上述杂交中，2000～3000只红眼雌果蝇中会出现一只白眼雌果蝇，同样在2000～3000只白眼雄果蝇中会出现一只红眼雄果蝇。你怎样解释这种奇怪的现象?如何验证你的解释?基础题1．C。2．B。3．C。拓展题提示：雌果蝇卵原细胞减数分裂过程中，在2OOO～3000个细胞中，有一次发生了差错，两条X染色体不分离，结果产生的卵细胞中，或者含有两条X染色体，或者不含X染色体。如果含XwXw卵细胞与含Y的精子受精，产生XwXwY的个体为白眼雌果蝇，如果不含X的卵细胞与含XW的精子受精，产生OXw的个体为红眼雄果蝇，这样就可以解释上述现象。可以用显微镜检查细胞中的染色体，如果在上述杂交中的子一代出现的那只白眼雌果蝇中找到Y染色体，在那只红眼雄果蝇中找不到Y染色体，就可以证明解释是正确的。44 自我检测44一、概念检测判断题1．果蝇体细胞中有8条染色体，那么，控制果蝇性状的所有基因应该平均分布在这8条染色体上。()2．位于同源染色体上相同位置的基因控制同一种性状。()3．非等位基因都位于非同源染色体上。()4．位于X或Y染色体上的所有基因，在遗传过程中总是连在一起传递，其相应的性状表现总会与一定的性别相关联。()5．位于性染色体上的基因，在遗传中不遵循孟德尔定律，但表现伴性遗传的特点。()选择题1．减数分裂过程中每个四分体具有：A．4个着丝点；B．2条姐妹染色单体；C．4个DNA分子；D．2对染色体。2．精子形成过程中出现联会现象时，DNA分子数与染色体数之比是：A．1：l：B．1：2；C．2：l：D．4：l。3．男性患病机会多于女性的隐性遗传病，致病基因很可能在：A．常染色体上；B．x染色体上；C．Y染色体上；D．线粒体中。4．下列关于染色体上显性基因决定的遗传病的说法，正确的是：A．患者双亲必有一方是患者，人群中的患者女性多于男性；B．男性患者的后代中，子女各有1／2患病；C．女性患者的后代中，女儿都患病，儿子都正常；D．表现正常的夫妇，性染色体上也可能携带致病基因。5．XY型性别决定的生物，群体中的性别比例为l：1，原因是：A．雌配子：雄配子＝l：l；B．含X的配子：含Y的配子＝l：1；C．含X的精子：含Y的精子＝1：l；D．含x的卵细胞：含Y的卵细胞＝1：l。画概念图二、知识迁移1．下图是某家庭红绿色盲遗传图解。图中除深颜色代表的人为红绿色盲患者外，其他人的色觉都正常。据图回答问题。44 (1)图中Ⅲ代3号的基因型是____________，Ⅲ代2号的可能基因型是____________。(2)Ⅳ代1号是红绿色盲基因携带者的可能性是____________。2．下图是抗维生素D佝偻病家系图，据图回答问题。(1)科学家已经确定这种病是显性基因控制的疾病，你能根据家系图找出依据吗?(2)如果图中Ⅱ代的6号与正常女性结婚，要想避免后代出现患者，可以采取哪种优生措施?(3)Ⅲ代的5号和6号是否携带致病基因?为什么?3．1961年首次报道性染色体为3条的XYY男性，患者的临床表现是举止异常，性格失调，容易冲动，部分患者生殖器官发育不全。你认为这种病是父母哪一方、在减数分裂的哪个阶段出现异常引起的?三、技能应用设计表格，并填表比较减数分裂与有丝分裂的主要相同点和不同点。四、思维拓展1．“牝鸡司晨”是我国古代人民早就发现的性反转现象。原来下过蛋的母鸡，以后却变成公鸡，长出公鸡的羽毛，发出公鸡样的啼声。从遗传的物质基础和性别控制的角度，你怎样解释这种现象出现的可能原因?鸡是ZW型性别决定，公鸡的两条性染色体是同型的(ZZ)，母鸡的两条性染色体是异型的(ZW)。如果一只母鸡性反转成公鸡，这只公鸡与母鸡交配，后代的性别会是怎样的?2．从细菌到人类，性状都受基因控制。是否所有生物的基因，都遵循孟德尔遗传规律?为什么?自我检测的答案和提示一、概念检测判断题1．×。2．√。3．×。4．√。5．×。选择题1．C。2．C。3．B。4．A(该显性基因位于X染色体上)。5．C。画概念图44 二、知识迁移1．设红绿色盲基因为b，那么(1)XbY；XBXB，XBXb。(2)l／4。2．(1)表现型正常的夫妇，后代均正常；夫妇一方是患者，子女有l／2为患者。(2)选择生男孩。(3)不携带。一对等位基因中，只要有一个是显性致病基因，就会表现为患者(真实遗传)。3．是父方，可能是在减数分裂第二次分裂中，复制的Y染色体没有分开，产生了含有YY的精子。三、技能应用减数分裂有丝分裂不同点(1)染色体复制一次，细胞连续分裂两次。(2)同源染色体在第一次分裂中发生联会(井且出现四分体及非姐妹染色单体的互换)。(3)分裂后形成4个精子或1个卵细胞。(4)分裂后．子细胞中染色体的数目减少一半。(1)染色体复制一次，细胞分裂一次。(2)无间源染色体联会等行为。(3)分裂后形成2个体细胞。(4)分裂后，子细胞中染色体的数目与母细胞的相同。相同点(1)在细胞分裂过程中都有纺锤丝出现。(2)染色体在细胞分裂中都只复制一次。四、思维拓展1．性别和其他性状类似，也是受遗传物质和环境共同影响的，性反转现象可能是某种环境因素，使性腺出现反转现象的缘故。子代雌雄之比是2：l。2．否。孟德尔遗传规律的细胞学基础是减数分裂中染色体的分配规律，该规律只适用于真核生物。44 第3章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质44练习44一、基础题1．判断下列表述是否正确。(1)染色体是生物体的遗传物质，DNA也是生物体的遗传物质。()(2)真核生物细胞中的遗传物质都是DNA，病毒中的遗传物质都是RNA。()2．在原核生物中，DNA位于：A．细胞核；B．核糖体；C．细胞质；D．组蛋白。3．赫尔希和蔡斯的工作表明：A．病毒中有DNA，但没有蛋白质；B．细菌中有DNA，但没有蛋白质；C．遗传物质包括蛋白质和DNA；D．遗传物质是DNA。二、拓展题1．T2噬菌体感染大肠杆菌时，只有噬菌体的DNA进入细菌细胞，噬菌体的蛋白质外壳留在大肠杆菌细胞外。但当大肠杆菌裂解后，释放出的大量的噬菌体却同原来的噬菌体一样具有蛋白质外壳。请分析子代噬菌体的蛋白质外壳的来源。2．结合肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，分析DNA作为遗传物质所具备的特点。基础题1．(1)(×)；(2)(×)。2．C。3．D。拓展题1．提示：实验表明，噬菌体在感染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内的主要是DNA，而大多数蛋白质却留在大肠杆菌的外面。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。2．提示：肺炎双球菌转化实验和噬菌体感染大肠杆菌的实验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：能够精确地复制自己；能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；具有贮存遗传信息的能力；结构比较稳定等。思考与讨论1．艾弗里与赫尔希等人的实验选用了结构十分简单的生物——细菌或病毒。以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点?2．虽然艾弗里与赫尔希等人的实验方法不同，但是实验的设计思路却有共同之处。思考一下，他们最关键的实验设计思路是什么?3．艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计?这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示?1．提示：细菌和病毒作为实验材料，具有的优点是：44 (1)个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。(2)繁殖快。细菌20～30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。2．最关键的实验设计思路是设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。3.艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离技术等(学生可能回答出其他的技术，但只要回答出上述主要技术就可以)。科学成果的取得必须有技术手段做保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。第2节DNA分子的结构44练习44一、基础题1．下面是DNA分子的结构模式图，请用文字写出图中l-10的名称。1．____________2．____________3．____________4．____________5．____________6．____________7.____________8.____________9．____________10．____________2．已知1个DNA分子中有4000个碱基对，其中胞嘧啶有2200个，这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是：A．4000个和900个；B．4000个和l800个；C．8000个和l800个；D．8000个和3600个。3．下列各图中，图形分别代表磷酸、脱氧核糖和碱基，在制作脱氧核苷酸模型时，各部件之间需要连接。下列连接中正确的是：44 二．拓展题你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗?推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规律。也可以写成以下形式：规律概括：在DNA双链中，任意两个不互补碱基之和_________，并为碱基总数的____________。基础题1．(1)胞嘧啶；(2)腺嘌呤；(3)鸟嘌呤；(4)胸腺嘧啶；(5)脱氧核糖；(6)磷酸；(7)脱氧核苷酸；(8)碱基对；(9)氢键；(10)一条脱氧核苷酸链的片段。2．C。3．B。拓展题规律概括为：在DNA双链中，任意两个不互补碱基之和恒等，并为碱基总数的50%。第3节DNA的复制44练习44一、基础题1．在DNA分子中，由于组成脱氧核苷酸的碱基有4种(A、G、c、T)，因此，构成DNA分子的脱氧核苷酸也有4种，它们的名称是：____________，____________，____________和____________。2．从DNA分子的复制过程可以看出，DNA分子复制需要_____________________和____________等条件。DNA分子的____________结构能够为复制提供精确的模板，通过____________保证了复制能够正确地进行。3．将单个的脱氧核苷酸连接成DNA分子的主要的酶是：A．DNA连接酶；B．DNA酶；C．DNA解旋酶；D．DNA聚合酶。44 4．1条染色单体含有1个双链的DNA分子，那么，四分体时期中的l条染色体含有：A．4个双链的DNA分子；B．2个双链的DNA分子；C．2个单链的DNA分子；D．1个双链的DNA分子。二、拓展题虽然DNA复制通过碱基互补配对在很大程度上保证了复制的准确性，但是，DNA复制仍有约10-9的错误率。请根据这一数据计算，约为31．6亿个碱基对的人类基因组复制时可能产生多少个错误，这些错误可能产生什么影响?基础题1．腺嘌呤脱氧核苷酸，鸟嘌呤脱氧核苷酸，胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。2．模板、原料、能量、酶，双螺旋，碱基互补配对。3．D。4．B。拓展题提示：可能有6个碱基会发生错误。产生的影响可能很大，也可能没有影响(这一问可由学生做开放式回答)。第4节基因是有遗传效应的DNA片段探究脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性44七种音符可以组成各种美妙的旋律。26个英文字母可以组成许许多多词汇和句子，形成传递和交流信息的语言。问题4种碱基排列而成的脱氧核苷酸序列，是否足以表达生物体必需的各种遗传信息?探究思路可以采用数学推算的方法探究这个问题。推算前首先要创设具体的数字化情境。基因是复杂多样的，但是，为了便于研究，需要尽可能使问题情境简单化。下面的问题可供你参考，你也可以自己设置情境。情境1：假设长度为17个碱基对的脱氧核苷酸序列组成一个基因(当然，这仅仅是假设)，那么，17个碱基对可以排列出多少种基因?提示：如果1个碱基对组成1个基因，4种碱基对的排列可能形成4种基因；如果2个碱基对组成1个基因，则可能形成16(即4×4)种基因；如果3个碱基对组成1个基因，则可能形成64(即4×4×4)种基因。如果是4个、5个或者更多个碱基对组成1个基因呢?情境2：全球人口总数约为60亿。假设人类基因组中第l号染色体的第1个基因是由17个碱基对随机排列构成的，那么，17个碱基对的所有排列是否都有机会出现?你与你的同桌相比，这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性有多人?提示：与情境2中第2问类似的情境是：袋子中装有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7个小球，从中抓出1个小球，抓到红球的可能性为l／7。讨论44 1．你如何理解DNA分子的多样性和特异性?你能从DNA水平分析生物体具有多样性和特异性的原因吗?2．在刑侦领域，DNA分子能像指纹一样用来鉴定个人身份。你能结合脱氧核苷酸序列的多样性和特异性，分析这一方法的科学依据吗?3．上面的探究是建立在所有碱基对的随机排列都能构成基因这一假设下的。事实上，大部分随机排列的脱氧核苷酸序列从来不曾出现在生物体内，而有些序列却会在生物体内重复数千甚至数百万次。你认为基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗?为什么?1．碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。2．提示：在人类的DNA分子中，核苷酸序列多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。3．提示：可以从进化的角度来分析基因为什么不能是碱基的随机排列。44练习44一、基础题1．判断下列表述是否正确。(1)遗传信息是指DNA中碱基的排列顺序。()(2)DNA和基因是同一概念。()2．下列有关基因的叙述，不正确的是：A．可以准确地复制；B．能够存储遗传信息；C．是4种碱基对的随机排列；D．是有遗传效应的脱氧核苷酸序列。3．请分析DNA为什么能够作为遗传物质?二、拓展题下面是有关DNA与基因相互关系的认识，你同意这些观点吗?你认为DNA与基因有哪些区别与联系?1．基因是DNA的片段，基因与DNA是局部与整体的关系。2．基因在DNA上，DNA是基因的集合。3．基因与DNA都是描述遗传物质的概念。基因侧重描述遗传物质的功能，DNA主要反映遗传物质的化学组成。基础题1．(1)√；(2)×。2．C。3．提示：从遗传物质必须具备的条件来分析：(1)在细胞增殖过程中能够精确地进行复制(2)能够控制生物体的性状；(3)能够贮存足够量的遗传信息；(4)结构比较稳定。拓展题1．提示：并非任何一个DNA片段都是基因，只有具有遗传效应的DNA片段才是基因。2．提示：DNA包括基因与非基因的碱基序列。3．提示：这一观点是有道理的。但在日常生活中，如报刊、杂志、广播等传播媒体常将基因与DNA这两个概念等同使用，因此在具体情况中，要留意区分。44 自我检测44一、概念检测判断题1．DNA是遗传物质，遗传物质是DNA。()2．DNA复制遵循碱基互补配对原则，新合成的两条子链形成新的DNA双链。()3．在细胞有丝分裂的中期，每条染色体是由两条染色单体组成的，所以DNA的复制也是在这个时期完成的。()4．基因是DNA分子携带的遗传信息。()选择题基因是指：A．有遗传效应的脱氧核苷酸序列；B．脱氧核苷酸序列；C．氨基酸序列；D．核苷酸序列。识图作答题下图是DNA分子的局部组成示意图，请据图回答。1．图中有_________种碱基，有_______个完整的脱氧核苷酸单位，有_________个游离磷酸基。2．从主链上看，两条单链方向___________；从碱基关系看，两条单链____________。3．图中的①、②是_______________，③是____________，④、⑤是____________，⑥是____________。二、知识迁移在噬菌体侵染细菌的实验中，下列对噬菌体衣壳蛋白质合成的描述，正确的是：A．氨基酸原料和酶来自细菌；B．氨基酸原料和酶来自噬菌体；C．氨基酸原料来自细菌，酶来自噬菌体；D．氨基酸原料来自噬菌体，酶来自细菌。三、思维拓展DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异。当两种生物的DNA分子的单链具有互补的碱基序列时，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链(如图)。形成杂合双链区的部位越多，说明这两种生物的亲缘关系越近，这是为什么?自我检测的答案和提示44 一、概念检测判断题1．×。2．×。3．×。4．×。选择题A。识图作答题l.2；4；2。2．反向平行；互补3．磷酸基团；脱氧核糖；碱基；脱氧核糖。二、知识迁移A。三、思维拓展提示：形成杂合双链区的部位越多，DNA碱基序列的一致性越高，说明在生物进化过程中，DNA碱基序列发生的变化越小，因此亲缘关系越近。第4章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成44练习44一、基础题1．如果DNA分子一条链的碱基排列顺序是……ACGGATCTT……，那么，与它互补的另一条DNA链的碱基顺序是____________；如果以这条DNA链为模板，转录出的mRNA碱基顺序应该是____________。在这段mRNA中包含了____________个密码子，需要____________个tRNA才能把所需要的氨基酸转运到核糖体上，这些氨基酸的种类依次是____________。2.决定氨基酸的密码子指：A．DNA上的3个相邻的碱基；B．tRNA上的3个相邻的碱基；C．mRNA上的3个相邻的碱基；D．基因上的3个相邻的碱基。二、拓展题1．假设编码亮氨酸的密码子CUA中的一个碱基发生了改变，可能的变化是：第1个碱基C变成了U、A或G；或第2个碱基U变成了C、A或G；或第3个碱基A变成了u、C或G。请分析在这9种可能的变化中，哪几种变化确实引起了氨基酸的变化。通过这个实例，你认为密码的简并对生物体的生存发展有什么意义?2．你能根据肽链的氨基酸顺序，如甲硫氨酸一丙氨酸一亮氨酸一甘氨酸，写出确定的RNA的碱基序列吗?你认为遗传信息在从碱基序列到氨基酸序列的传递过程中，是否有损失?如果有，又是如何损失的?基础题1．TGC(：TAGAA；UGCCUAGAA；3；3;半胱氨酸、亮氨酸和谷氨酸。2．C。拓展题1．提示：可以将变化后的密码子分别写出，然后查密码子表，看看变化了的密码子分别对应哪种氨基酸。这个实例说明密码的简并性在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。2．提示：因为几个密码子可能编码同一种氨44 基酸，有些碱基序列并不编码氨基酸，如终止密码等，所以只能根据碱基序列写出确定的氨基酸序列，而不能根据氨基酸序列写出确定的碱基序列。遗传信息的传递就是在这一过程中损失的。44第2节基因对性状的控制技能训练提出假说，得出结论44遗传学家曾做过这样的实验：长翅果蝇幼虫正常的培养温度为25℃，将孵化后4～7d的长翅果蝇幼虫在35～37℃处理6～24h后，得到了某些残翅果蝇，这些残翅果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是长翅果蝇。1．请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，进行解释。提示：翅的发育是否经过酶催化的反应?酶与基因的关系是怎样的?酶与温度的关系是怎样的?2．这个实验说明基因与性状的关系是怎样的?1．提示：翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因指导下合成的，酶的活性受温度、pH等条件的影响。2．基因控制生物体的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响。44练习44一、基础题1．下面是关于基因、蛋白质和性状三者间关系的叙述，其中不正确的是：A．生物体的性状完全由基因控制；B．蛋白质的结构可以直接影响性状；C．基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的；D．蛋白质的功能可以影响性状。2．判断下列表述是否正确。(1)基因与性状之间是一一对应的关系。()(2)基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状。()(3)中心法则总结了遗传信息在细胞内的传递规律。()二、拓展题1．形成果蝇红眼的直接原因是红色色素的形成，而红色色素的形成需要经历一系列生化反应，每一个反应所涉及的酶都与相应的基因有关，因此，红眼的形成实际上是多个基因协同作用的结果。但是，科学家只将其中一个因突变而导致红眼不能形成的基因命名为红眼基因。请你根据上述事实，分析红眼的形成与红眼基因的关系。2．摩尔根通过白眼这一异常性状发现了控制果蝇眼色的基因。还有许多科学家也是从生物体的异常性状人手，研究相关基因的作用。想一想这是为什么?44 基础题1．A。2．(1)×；(2)×；(3)√。拓展题1．红眼基因正常是形成红眼的必要而非充分条件。红眼基因正常，并且其他涉及红眼形成的基因也正常时，果蝇的红眼才能形成；如果红眼基因不正常，即使所有其他涉及红眼形成的基因都正常，果蝇的红眼也不能形成。2．提示：生物体内基因的数目多、作用方式复杂，难以单独对其进行研究，生物体的异常性状为科学家研究相关基因的作用提供了一个突破口，使科学家能够从异常性状人手，分析性状异常的个体的基因与正常个体的基因是否存在区别，存在哪些区别等问题，从而建立起性状与基因的对应关系。因为性状是由基因控制的，如果某一性状发生异常，并且能够稳定遗传，说明控制该性状的基因发生了突变。根据异常性状的遗传方式，还可以分析出控制该性状的基因是位于性染色体上还是常染色体上，是显性还是隐性，并且可以预测这一性状将来的遗传规律。44自我检测一．概念检测填表题根据蛋白质合成中遗传信息的传递过程，在表格的空白处填入相应的英文字母。DNA双链12mRNAtRNA氨基酸丙氨酸(密码子为GCA)44选择题1．已知一段双链DNA分子中，鸟嘌呤所占的比例为20％，由这段DNA转录出来的mRNA中，胞嘧啶的比例是：A．10％；B．20％；C．40％；D．无法确定。2．一条多肽链中有500个氨基酸，则作为合成该多肽链的mRNA分子和用来转录mRNA的DNA分子至少有碱基多少个?A．1500个和1500个；B．500个和l000个；C．1000个和2000个；D．1500个和3000个。3．某转运RNA的反密码子为CAU，它所转运的氨基酸是：A．缬氨酸(GUA)；B．组氨酸(cAU)；C．酪氨酸(UAC)；D．甲硫氨酸(AUG)。4．DNA决定mRNA的序列是通过：A．mRNA的密码；B．DNA的自我复制；C．碱基互补配对；D．tRNA的转运。识图作答题右图代表两个核酸分子的一部分，请根据右图回答问题。(1)DNA分子复制时，图中①处的变化是____________，条件44 是需要_________________和_________________。(2)以乙链为模板合成丙链，丙链上的碱基排列顺序自上而下应是____________，这种遗传信息的传递叫____________。(3)在甲、乙、丙三链中，共有密码子_______个。(4)从图中所示过程分析，DNA是通过____________原则决定丙链的碱基序列的。画概念图二、知识迁移四环素、链霉素、氯霉素、红霉素等抗生素能抑制细菌的生长，它们有的能干扰细菌核糖体的形成，有的能阻止tRNA和mRNA结合。请根据以上事实说明这些抗生素可用于一些疾病治疗的道理。三、技能应用某种蛋白质由1251个氨基酸组成，其中一段肽链的氨基酸序列是：一丙氨酸—丝氨酸一甲硫氨酸一亮氨酸一甘氨酸一丝氨酸一。1．请推测编码这段肽链的DNA双链的碱基序列。2．用这种方法推测基因的碱基序列可行吗?这种方法有什么优越性?3．推测能够代替用测序仪进行的基因测序吗?为什么?四、思维拓展1．人的胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，据此推测胰岛细胞中：A．只有胰岛素基因；B．比人受精卵的基因要少；C．既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因；D．有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因。2．遗传密码的破译是理论推导和实验论证的结晶，你还能举出其他实例，说明理论与实验在科学发现中各自的重要作用及其相互关系吗?自我检测的答案和提示一、概念检测填表题1CGTDNA双链2GCA44 mRNAGCAtRNACGU氨基酸丙氨酸(密码子为GCA)选择题1．D。2．D。3．A。4．C。识图作答题．(1)氢键断裂；解旋酶；能量。(2)ACUGAA；转录。(3)2。(4)碱基互补配对。画概念图二、知识迁移核糖体、tRNA和mRNA的结合都是蛋白质的合成所不可缺少的。抗生素通过干扰细菌核糖体的形成，或阻止tRNA与mRNA的结合，来干扰细菌蛋白质的合成，抑制细菌的生长。因此，抗生素可用于治疗因细菌感染而引起的疾病。3．推测不能代替用测序仪进行的基因测序。因为推测只能得出几种可能的碱基序列，而不能得到确定的碱基序列。四、思维拓展1．C。2．提示：此题旨在引导学生搜集生物科学史的资料，通过科学发现的过程认识理论推导和实验论证在科学发现中的作用。第5章基因突变及其他变异第1节基因突变和基因重组44练习44一、基础题1．判断下列表述是否正确。(1)基因突变是广泛存在的，并且对生物自身大多是有害的。()(2)基因突变一定能够改变生物的表现型。()44 (3)基因重组可以产生新的性状。()2．下列属于可遗传的变异的是：A．由于水肥充足，小麦出现穗多粒大的性状；B．紫外线照射使人患皮肤癌；C．在棕色猕猴的自然种群中出现了白色的猕猴；D．人由于晒太阳而使皮肤变黑。3．同无性生殖相比，有性生殖产生的后代具有更大的变异性，其根本原因是：A．基因突变频率高；B．产生新的基因组合机会多；C．产生许多新的基因；D．更易受环境影响而发生变异。4．下列有关基因重组的说法，不正确的是：A．基因重组是生物变异的根本来源；B．基因重组能够产生多种基因型；C．基因重组发生在有性生殖的过程中；D．非同源染色体上的非等位基因可以发生重组。二、拓展题1．癌细胞的特点之一是能进行无限增殖，医学上通常使用一定量的辐射或化学药剂对癌症病人进行放疗或化疗。请分析这种治疗方法的原理及可能产生的副作用。2．具有一个镰刀型细胞贫血症突变基因的个体(即杂合体)并不表现镰刀型细胞贫血症的症状，因为该个体能同时合成正常和异常的血红蛋白，并对疟疾具有较强的抵抗力。镰刀型细胞贫血症主要流行于非洲疟疾猖獗的地区，请根据这一事实探讨突变基因对当地人生存的影响。基础题1．(1)√；(2)×；(3)×。2．C。3．B。4．A。拓展题1．放疗或化疗的作用是通过一定量的辐射或化学药剂干扰肿瘤细胞和癌细胞进行DNA分子的复制，使其产生基因突变，从而抑制其分裂的能力，或者杀死癌细胞。放疗的射线或化疗的药剂，既对癌细胞有作用，也对正常的体细胞有作用，因此，放疗或化疗后病人的身体是非常虚弱的。2．镰刀型细胞贫血症患者对疟疾具有较强的抵抗力，这说明，在易患疟疾的地区，镰刀型细胞的突变具有有利于当地人生存的一方面。虽然这个突变体的纯合体对生存不利，但其杂合体却有利于当地人的生存。第2节染色体变异44练习44一、基础题1．判断下列表述是否正确。(1)体细胞中含有两个染色体组的个体就是二倍体。()(2)用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体。()2．秋水仙索诱导多倍体形成的原因是：44 A．诱导染色体多次复制；B．抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成；C．促进染色体单体分开，形成染色体；D．促进细胞融合。3．填表填表比较豌豆、普通小麦、小黑麦的体细胞和配子中的染色体数、染色体组数，并且注明它们分别属于几倍体生物。比较项目生物种类体细胞中的染色体数配子中的染色体数体细胞中的染色体组数配子中的染色体组数属于几倍体生物豌豆72普通小麦423小黑麦28八倍体44二、拓展题人们平常食用的西瓜是二倍体。在二倍体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理，可以得到四倍体植株。然后，用四倍体植株作母本，用二倍体作父本，进行杂交，得到的种子细胞中含有三个染色体组。把这些种子种下去，就会长出三倍体植株。下面是三倍体无子西瓜的培育过程图解。请回答下列问题：1．为什么以一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖?2．获得的四倍体西瓜缘何要和二倍体杂交?联系第1问，你能说出产生多倍体的基本途径吗?3．三倍体西瓜为什么没有种子?真的一颗都没有吗?4．每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法?(三)练习基础题1．(1)×；(2)×。2．B。3．填表44 拓展题1．西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株。2．杂交可以获得三倍体植株。多倍体产生的途径为：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。3．三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此，不能形成种子。但并不是绝对一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞。4．有其他的方法可以替代。方法一，进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽。方法二，利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，在此过程中要进行套袋处理，以避免受粉。第3节人类遗传病44调查调查人群中的遗传病44目的要求1．初步学会调查和统计人类遗传病的方法。2．通过对几种人类遗传病的调查，了解这几种遗传病的发病情况。3．通过实际调查，培养接触社会、并从社会中直接获取资料或数据的能力。提示1．可以以小组为单位开展调查工作；小组中成员也可分工进行调查。2．每个小组可调查周围熟悉的4～10个家庭(或家系)中遗传病的情况。3．调查时，最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病，如红绿色盲、白化病、高度近视(600度以上)等。4．为保证调查的群体足够大，小组调查的数据，应在班级和年级中进行汇总，这项工作可由教师统一安排。5．根据全年级汇总的数据，可按下面的公式计算每一种遗传病的发病率。讨论1．你们所调查的遗传病是否表现出家族遗传倾向?44 2．你们能否判断出被调查的这几种遗传病是显性的，还是隐性的?3．有关资料表明，我国人群中高度近视的发病率为1％；红绿色盲中男性发病率为7％，女性发病率为0．5％。你计算的发病率是否接近上述数据?如果不符，请分析原因。资料搜集和分析人类基因组计划及其影响44下面的资料列举了HGP的意义、可能造成的影响以及某些观点，请在此基础上，进一步搜集有关HGP计划及其意义的资料，并针对讨论部分的问题发表自己的见解。正面效应及相应观点1．了解与癌症、糖尿病、老年性痴呆、高血压等疾病有关的基因，对这些目前难以治愈的疾病进行及时有效的基因诊断和治疗。2．在人出生时就能通过遗传分析进行遗传病的风险预测和预防。3．有人惊叹：“基因就是钱啊!”随着HGP的进展，基因组工业正在兴起。一个肥胖基因的转让费，就要1．4亿美元。4．联合国教科文组织于1998年发表了《关于人类基因组与人类权利的国际宣言》，提出4条基本原则：人类的尊严与平等，科学家的研究自由，人类和谐，国际合作。……负面效应及相应观点1．遗传疾病家系、人群和患者的遗传材料，是具有经济意义的基因资源，而拥有这一资源的发展中国家成了发达国家争夺基因的“狩猎场”。有人曾这样愤怒地说：“你们曾抢走了我们的黄金，现在又要来抢我们的基因!”2．HGP表明基因之间确实存在人种的差异，虽然这种差异不到千分之一。根据这一差异可以制造出“种族选择性生物灭绝武器”。3．有人曾悲观地预言：“HGP真正完成之时，就是人类灭亡之日!”世界上的歧视已经够多了，现在又有了“正常基因组”与“疾病基因组”的遗传歧视!......讨论：1．人类基因组全部序列的测定获得了哪些数据和结果?人类基因组的研究取得了哪些新进展?我国承担的1％项目的具体内容是什么?完成情况如何?我国作为惟一的发展中国家参与HGP，有哪些重大意义?2．你如何理解《关于人类基因组与人类权利的国际宣言》的4条基本原则?3．你认为HGP将对科学发展、人类健康、社会伦理等方面产生哪些影响?你如何评价这些影响?4．科学是一把双刃剑，既可以为人类造福，又可能造成一些负面影响。为了保证人类基因组的研究不误入歧途，你认为，科学家与普通公民应该分别承担哪些社会责任?44练习44 一、基础题1．判断下列表述是否正确。(1)先天性心脏病都是遗传病。()(2)单基因遗传病是由一个致病基因引起的遗传病。()(3)人类基因组测序是测定人的46条染色体中的一半，即23条染色体的碱基序列。()2．列表总结遗传病的类型和实例。二、拓展题白化病是一种隐性遗传病。已知一位年轻女性的弟弟患了此病，那么她自己是否也携带了白化病的基因?她未出生的孩子是否也可能患白化病?如果你是一位遗传咨询医师，你将如何向她提供咨询?基础题1．(1)×；(2)×；(3)×。2．列表总结遗传病的类型和实例。人类遗传病的类型定义实例单基因显性遗传病由显性致病基因引起的遗传病多指、并指等遗传病隐性遗传病由隐性致病基因引起的遗传病白化病、苯丙酮尿症等多基因遗传病受两对以上的等位基因控制的遗传病原发性高血压等染色体异常遗传病由染色体异常引起的遗传病21三体综合征等拓展题提示：该女性不一定携带白化病基因；她未出生的孩子可能患白化病。由该女性的弟弟是白化病的事实可知其弟弟的基因型为aa，因而推测其父母的基因型为Aa，则该女性的基因型有两种可能：AA和Aa，AA的概率为1／3，Aa的概率为2／3。该女性携带白化病基因的概率为2／3，根据她丈夫携带白化病基因的情况，其后代携带白化病基因和患白化病的可能性分为三种可能：(1)丈夫不含有白化病基因；(2)丈夫含有一个白化病基因；(3)丈夫是白化病患者。遗传咨询师需要根据该女性的丈夫44自我检测44一、概念检测判断题44 1．由环境引起的变异是不能够遗传的。()2．基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变就是基因突变。()3．基因重组发生在受精作用的过程中。()4．人工诱变所引起的基因突变或染色体的变异都是有利的。()5．细胞中含有两个染色体组的个体称为二倍体。()6．人类的大多数疾病与基因有关，也与生活方式和环境有关。()选择题下列哪种情况能产生新的基因：A．基因的重新组合；B．基因突变；C．染色体数目的变异；D．基因分离。识图作答题根据果蝇染色体组成的示意图，填充下列空白。1．该果蝇为____________性果蝇，判断的依据是____________。2．细胞中有____对同源染色体，有____________个染色体组。画概念图以概念图的形式总结可遗传的变异包括哪些内容。二、知识迁移一对夫妇，其中女方由于X染色体上携带一对隐性致病基因而患有某种遗传病，男方表现型正常，这对夫妇想知道他们的胎儿是否会携带这个致病基因。你能够帮助这对夫妇进行分析吗?三、技能应用野生型链孢霉能在基本培养基上生长，而用x射线照射后的链孢霉却不能在基本培养基上生长。在基本培养基中添加某种维生素后，经过x射线照射的链孢霉又能生长了。请你对这一实验结果作出合理的解释。四、思维拓展下图表示人体内，苯丙氨酸的代谢途径。请根据图示讨论下列问题。1．哪些酶的缺乏会导致人患白化病?2．尿黑酸在人体内积累会使人的尿液中含有尿黑酸，这种尿液暴露于氧气会变成黑色，这种症状称为尿黑酸症。请分析缺乏哪种酶会使人患尿黑酸症?3．从这个例子可以看出基因、营养物质的代谢途径和遗传病这三者之间有什么关系?自我检测的答案和提示一、概念检测判断题1．×。2．√。3．×。4．×。5．×。6．√。选择题B。识图作答题44 1．雌；含有两条x染色体。2．4；2。画概念图二、知识迁移由女方X染色体上携带一对隐性致病基因患有某种遗传病可知，该女性的基因型为XaXa,由男方表现型正常，可知基因型为XAY该夫妇生下患病胎儿的概率为1/2，如生下的是男孩，则100%患有这种遗传病，如生下的是女孩，由100%携带有这种遗传病的致病基因。三、技能训练提示：野生链孢霉能在基本培养基上生长，用X射线照射后的链孢霉不能在基本培养上生长，说明X射线照射后的链孢霉产生了基因突变，有可能不能合成某种物质，所驻不能在基本培养基上生长。在基本培养基中添加某种维生素后，X射线照射后的链孢霉又能生长，说明X射线照射后的链孢霉不能合成该种维生素。四、思维拓展1、酶①或酶⑤2、酶③3、提示：由这个例子可以看出，白化病等遗传病是某些缺陷基因引起的，这些基因的产物可能是参与代谢途径的重要的酶，基因可以通过控制酶的合成调控生物体内物质的代谢途径，从而控制生物体的性状。第6章从杂交育种到基因工程第1节杂交育种与诱变育种思考与讨论1.杂交育种的优点是很明显的，但是在实际操作中会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的各种类型，以及育种时间等方面，分析杂交育种方法的不足。杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓缦，过程繁琐。这些都是杂交育种方法的不足。2.与杂交育种相比，诱变育种有什么优点?联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。要想克服这些局限性，可以采取什么办法?诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。44 44练习44一、基础题1．杂交育种所依据的主要遗传学原理是：A．基因突变；B．基因自由组合；C．染色体交叉互换；D．染色体变异。2．据你所知道杂交选育新品种之外，杂交的另一个结果是获得：A．纯种；B．杂种表现的优势；C．基因突变；D．染色体变异。3．60Co是典型的r放射源，可用于作物诱变育种。我国运用这种方法培育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉l号”，在我国自己培育的棉花品种中栽培面积最大。r射线处理作物后主要引起____________，从而产生可遗传的变异。除r射线外，用于诱变育种的其他物理诱变因素还有____________、____________和____________。二．拓展题假设你想培育一个作物品种，你想要的性状和不想要的性状都是由隐性基因控制的。试说明培育方法，画出遗传图解，并说明这种方法的优缺点。基础题1．B。2．B。3．基因突变；X射线；紫外线；激光。拓展题提示：可采用杂交育种的方法，遗传图解可参考教科书插图6—1绘制。优点是育种的目的性较强，能够获得具有优良性状、淘汰不良性状的品种。缺点是育种周期长，过程繁琐。第2节基因工程及其应用44练习44一、基础题1．简述基因工程操作的几个步骤。2．假如用限制性内切酶EcoRI处理以下的DNA序列，会产生几个片段?请先写出下面的DNA序列的互补链，然后标出酶切位点。3．将外源基因导入受体细胞时，常用的运载体有哪些?二、拓展题1．细菌和人是差异非常大的两种生物，为什么通过基因重组后，细菌能够合成人体的某些蛋白质呢?2．如果你是一个生产基因工程产品的农场的经营者，你将如何向客户解释你的产品，并让他们放心地购买你的产品呢?3．设计并制作一则关于转基因作物和转基因食品安全性的公益广告，形式不限。基础题44 1．基因工程的操作通常包括以下4步：(1)获得目的基因(外源基因)；(2)目的基因与运载体结合，形成重组DNA分子；(3)将重组DNA分子导人受体细胞；(4)目的基因的检测与表达。3．常用的运载体有质粒、噬菌体、农杆菌、动植物病毒等。拓展题1．提示：这是因为在基因水平上，人和细菌的遗传机制是一致的。细菌和人的遗传物质都是DNA，都使用同一套遗传密码子，都遵循中心法则。因此，通过基因重组，细菌能够合成人体的某些蛋白质。2．提示：例如，可以向客户说明农场具备相应的安全检测设施和措施，已经领取了农业转基因生物安全证书，产品中所含有的成分都是自然界天然存在的物质，产品经过试用表明对人体无害等。3．提示：例如，“转基因土豆--肝炎患者的希望!!”等。44自我检测一、概念检测连线题1．基因工程中剪切基因的工具A．细菌在发酵罐内发酵2．人工诱变常用的处理手段B．限制性内切酶3．基因工程中拼接基因的工具C．辐射4．杂交育种利用D．基因的自由组合原理5．搬运目的基因的运载工具E．DNA连接酶6．大量表达目的基因常用的手段F．细菌质粒或噬菌体44判断题1．将两匹奔跑速度快、耐力持久的种马交配，所生小马一定能继承“双亲”的特征，不仅跑得快，而且耐力持久。()2．选择育种是一种古老的育种方法，它的局限性在于进展缓慢，可选择的范围有限。()3．人工诱变是创造动植物新品种和微生物新类型的重要方法，它突出的优点是可以提高突变率，加速育种工作的进程。()4．对于基因工程或分子生物学实验室向外排放转基因细菌等必须严加管制。()画概念图画出基因工程操作的常规方法流程图。二、知识迁移列举生产实践中用杂交育种、诱变育种和基因工程育种改良农作物或畜禽品种的实例。有条件的话，请调查这些育种方法的经济效益或增产效果。三、技能应用44 仔细观察下面这幅卡通图。运用你学过的基因工程的知识，分析并评价这幅图的寓意。四、思维拓展既然基因工程与传统的杂交育种和诱变育种相比有许多优势，为什么现在仍有许多人搞杂交育种和诱变育种的研究呢?自我检测的答案和提示一、概念检测连线题l--B，2--C，3--E，4--D，5--F，6--A。判断题1．×。2．√。3．√。4．√。画概念图二、知识迁移提示：此题是一道开放性题目，答案从略。三、技能应用提示：这是一幅具有讽刺意味的卡通图。画面中两位研究人员在培养室中面对人工栽培的人形大头菜，说道：“看来我们把太多的人基因转移到大头菜里了。”暗示他们已能够运用基因工程技术随心所欲地把人的基因转入蔬菜中生产出“人形”大头菜。本题属于开放型题目，手法夸张，教师应启发学生充分发挥想像力，运用本章所学知识对此作出评价，并且认识到理智地运用科学技术成果的必要性。四、思维拓展提示：很多生物的基因组目前并不清楚，因此，寻找目的基因仍是十分艰巨的工作。此外，基因的提取、分离和转移需要昂贵的仪器设备。而杂交育种和诱变育种作为常规育种方法，操作简便易行，是基因工程技术所不能取代的。44 第7章现代生物进化理论第l节现代生物进化理论的由来44练习44一、基础题1．下列表述中哪一项不是拉马克的观点：A．生物的种类是随着时间的推移而变化的；B．生物的种类从古到今是一样的；C．环境的变化使生物出现新的性状，并且将这些性状传给后代；D．生物的某一器官发达与否取决于用与不用。2．各种各样的抗生素对治疗细菌感染造成的疾病发挥着重要作用。一种抗生素使用一段时间后，杀菌效果就会下降，原因是细菌产生了抗药性。试用达尔文的自然选择学说解释细菌产生抗性的原因，并分析这一解释有什么不够完善之处。二、拓展题1．人类对濒危动植物进行保护，会不会干扰自然界正常的自然选择?2．“人们现在都生活在各种人工环境中，因此，人类的进化不再受到自然选择的影响。”你同意这一观点吗?写一段文字阐明你支持或反对的理由。基础题1．B。2．按照达尔文的自然选择学说，可以做如下解释：细菌在繁殖过程中会产生各种可遗传的变异，其中就有抗药性强的变异。在未使用抗生素时，抗药性强的变异不是有利变异，这样的个体在生存斗争中不占优势；使用抗生素以后，抗药性弱的个体大量死亡，抗药性强的个体有机会产生更多的后代，一段时间以后，抗生素的杀菌效果就会下降。这一解释未能深入到基因水平，没有说明基因突变在进化中的作用。拓展题l.提示：在自然界，物种的绝灭速率本来是很缓慢的，人类活动大大加快了物种绝灭的速率。现在的许多濒危物种之所以濒危，很大程度上是人为因素造成的。因此，一般来说，人类濒危物种的保护，是在弥补自己对自然界的过失，不能说是干扰了自然界正常的自然选择。当然，如果某一物种的濒危纯粹是由于这种生物适应能力的低下，或者源于自然灾害，则当别论。2.提示：人工环境与自然环境不可能完全隔绝，人也不可能离开自然界而生存，因此，人类的进化不可能完全摆脱自然界的影响。但是，人类毕竟早已远离风餐露宿、“与狼共舞”的时代，工农业的发展和医疗水平的提高，使得人们的生活条件不断改善，健康水平不断提高，婴幼儿死亡率显著下降，平均寿命显著延长，来自自然界的选择压力在变小，来自人类社会内部的选择因素在增加。这两题的目的是活跃思维，不一定求得统一答案，只要学生说出的支持或反对的理由合理即可。44 第2节现代生物进化理论的主要内容一种群基因频率的改变与生物进化探究自然选择对种群基因频率变化的影响44英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蠖，它们夜间活动，白天栖息在树干上。杂交实验表明，桦尺蠖的体色受一对等位基因S和s控制，黑色(S)对浅色(s)是显性的。在19世纪中叶以前，桦尺蠖几乎都是浅色型的，该种群中s基因的频率很低，在5％以下。到了20世纪中叶，黑色型的桦尺蠖却成了常见的类型，s基因的频率上升到95％以上。19世纪时，曼彻斯特地区的树干上长满了地衣。后来，随着工业的发展，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，结果树皮裸露并被熏成黑褐色。问题桦尺蠖种群中s基因(决定浅色性状)的频率为什么越来越低呢?作出假设根据前面所学知识作出假设：________________________讨论探究思路你可以用创设数字化问题情境的方法来探究。以下问题情境供参考。创设情境示例(其中数字是假设的)：1870年，桦尺蠖种群的基因型频率如下：SSl0％，Ss20％，ss70％，S基因的频率为20％。在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少10％，黑色个体每年增加10％。第2～10年间，该种群每年的基因型频率是多少?每年的基因频率是多少?制定并实施探究方案1．创设数字化的问题情境。2．计算，将计算结果填入表中(如下表)。第1年第2年第3年第4年……44 SSlO％11.5％基因型Ss20％22.9％频率ss70％65.6％基因S20％23％频率s80％77％3．根据计算结果，对环境的选择作用的大小进行适当调整，比如，把浅色个体每年减少的数量百分比定高些，重新计算种群基因型频率和基因频率的变化，与步骤2中所得数据进行比较。分析结果，得出结论分析计算结果，是否支持你作出的假设，得出结论。讨论1．树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率吗?为什么?2．在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表现型?为什么?44讨论提示：1．树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率，这是因为许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。2．是表现型。比如，天敌看到的是桦尺蠖的体色而不是控制体色的基因。练习44一、基础题1．下列生物群体中属于种群的是：A．一个湖泊中的全部鱼；B．一个森林中的全部蛇；C．卧龙自然保护区中的全部大熊猫；D．一间屋中的全部蟑螂。2．某一瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体，这一性状由一对等位基因控制，黑色(B)对红色(b)为显性。如果基因型为BB的个体占18％，基因型为Bb的个体占78％，基因型为bb的个体占4％。基因B和b的频率分别是：A．18％、82％；B．36％、64％；C．57％、43％；D．92％、8％。3．一种果蝇的突变体在21℃的气温下，生存能力很差，但是，当气温上升到25．5℃时，突变体的生存能力大大提高。这说明：A．突变是不定向的；B．突变是随机发生的；C．突变的有害或有利取决于环境条件；D．环境条件的变化对突变体都是有害的。4．如果没有突变，进化还能够发生吗?为什么?二、拓展题1．举出人为因素导致种群基因频率定向改变的实例。2．如果将一个濒临绝灭的生物的种群释放到一个新环境中，那里有充足的食物，没有天敌，这个种群将发生怎样的变化?请根据所学知识作出预测。44 44基础题1．C。2．C。3．C。4．突变和基因重组产生进化的原材料。如果没有突变，就不可能产生新的等位基因，基因重组也就没有意义，生物就不可能产生可遗传的变异，也就不可能进化。拓展题1．提示：如选择育种和杂交育种。2．提示：，如果气候等其他条件也合适，并且这个种群具有一定的繁殖能力，该种群的个体数会迅速增加。否则，也可能仍然处于濒危状态甚至绝灭。44二隔离与物种的形成练习44一、基础题1．判断下列表述是否正确。(1)发生在生物体内的基因突变，都属于可遗传的变异。()(2)两个种群间的生殖隔离一旦形成，这两个种群就属于两个物种。()(3)物种大都是经过长期的地理隔离，最后出现生殖隔离而形成的。()2．大约1万年前，一条河流将生活在美国科罗拉多大峡谷的Abert松鼠分隔成两个种群，其中生活在峡谷北侧的种群在体色和形态等方面都发生了明显变化，人们叫它Kaibab松鼠。至于Kaibab松鼠是一个独立的物种还是一个亚种，目前还没有定论。请详细说明这两个种群发生明显分歧的原因，并预测它们的进化趋势。二、拓展题你听说过狮虎兽或虎狮兽吗?它们的父母分别是什么动物?如果它们发育到成年，彼此能进行交配并产生可育的后代吗?在自然界，狮和虎是不可能相遇的。在动物园里，一般也将这两种动物分开圈养。近年来才出现将它们的幼崽放在一起饲养的做法，目的是获得有观赏价值的杂交后代，你对这种做法有什么看法?基础题1．(1)√；(2)√；(3)√。2．生活在峡谷北侧的种群发生了突变，由于突变的随机性，同样的突变没有发生在峡谷南侧的种群中。由于这两个种群被河流隔开，彼此没有交配的机会，也就是没有基因的交流，所以两个种群发生明显的分化，有可能演变成两个物种。44 拓展题提示：雄虎和雌狮杂交生出的后代是虎狮兽，雄狮和雌虎杂交生出的后代是狮虎兽。目前还没有虎狮兽和狮虎兽交配并生出可育后代的证据。对人们让虎和狮杂交生出更具观赏价值后代的做法，学生可自由发表看法。补充资料：1981年，世界首例狮虎兽诞生于法国，2001年病死。2002年8月22日，我国首例虎狮兽在南京红山动物园降生，仅7d就夭折了。2002年9月2日，在福州国家森林公园动物乐园降生了3只虎狮兽，仅1只成活。2003年3月27日，在湖南长沙世界之窗降生了1只虎狮兽。国内还有从国外引进狮虎兽进行饲养、供游人观赏的事例。对于让虎和狮杂交的做法，有专家认为这在科学研究上价值不大，但是在商业上具有一定价值。有专家认为，对待野生珍稀动物，人类最应当做的是进行保护，让它们自然繁殖，而不是人为改变其自然繁殖体系。44技能训练分析图解44某研究小组研究了某地的两个湖泊。这一地区有时会发洪水。每个湖中生活着两种相似的鱼：红褐色的和金黄色的。他们不清楚这两种鱼之间的关系，于是作出两种假设，如图所示。1．在假说甲和假说乙中，湖泊I和湖泊Ⅱ中的两种鱼的祖先各是哪种鱼?2．关于红褐色鱼和金黄色鱼种群的形成，假说甲和假说乙的主要区别是什么?3．DNA分析表明，湖泊I中红褐色鱼与湖泊Ⅱ中的红褐色鱼亲缘关系最近，这一证据支持哪个假说?4．什么证据可以帮助你确定湖泊I中的红褐色鱼和金黄色鱼不是一个物种?1．假说甲：红褐色鱼和金黄色鱼起源于同一种灰色鱼。假说乙：湖I中原来只有红褐色鱼，湖Ⅱ中原来只有金黄色鱼，发洪水时，这两个湖中的鱼发生混杂在一起。2．假说甲没有考虑到隔离在物种形成中的作用，也没有考虑洪水的作用。3．这一证据支持假说乙。4．如果红褐色鱼和金黄色鱼不能杂交，或杂交后不能产生可育后代，说明它们不是一个物种。三共同进化与生物多样性的形成44练习44一、基础题1．判断下列表述是否正确。(1)一个物种的形成或绝灭，会影响到若干其他物种的进化。()44 (2)物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的。()(3)生物多样性的形成也就是新的物种不断形成的过程。()2．地球上最早出现的生物是：A．单细胞生物，进行有氧呼吸；B．多细胞生物，进行有氧呼吸；C．单细胞生物，进行无氧呼吸；D．多细胞生物，进行无氧呼吸。3．为什么说有性生殖的出现加快了生物进的步伐?二、拓展题1．假如生物物种之间没有一定的关系(如亲缘关系和相互影响)，也不随时间而改变，那么我们的生物学观点会发生怎样的变化?生物学是更容易学习还是更难学习?2．用一位学者的话说，共同进化就是“生态的舞台，进化的表演”(Theecologicaltheaterandevolutionaryplay)。根据本节所学内容，谈谈你对这句话的理解。基础题1．(1)√；(2)×；(3)×。2．C。3．有性生殖的出现，使基因重组得以实现，增加了生物变异的多样性，因而使生物进化的速度明显加快。拓展题1．提示：假如那样，生物界纷繁复杂的现象就很难用统一的观点和理论来解释，作为生物学基本观点之一的进化观点将难以建立，生物学就不可能形成现在这样一个科学的框架体系，学习生物学将缺少基本观点和方法的指导和统领。2．提示：生态指的是生物与环境的相互关系，进化指的是生物界的历史演变；如果把进化看做由各种生物表演的一部历史剧，那么，上演这部历史剧的舞台就是生物与环境之间复杂的相互关系。物种进化的表演受舞台背景的制约，舞台背景也要与上演的内容相协调。44自我检测44一、概念检测判断题1．人的某一器官用得越多，就会越发达，反之就会退化；由于使用多少而产生的变异是可以遗传的。()2．生物受环境影响而产生的变异都是不能遗传的。()3．在环境条件保持稳定的前提下，种群的基因频率不会发生变化。()4．物种的形成必须经过种群之间的隔离。()选择题1．下列哪项对种群的基因频率没有影响?A．随机交配；B．基因突变；C．自然选择；D．染色体变异。2．生态系统多样性形成的原因可以概括为：A．基因突变和重组；B．自然选择；C．共同进化；D．地理隔离。画概念图在右图中空白框和问号处填写适当的名词。44 二、知识迁移1．植物学家在野外调查中发现，在一片草原上有两个相邻的植物种群，它们的植株形态并不相同，花的颜色也不一样，但是，在这两个种群相遇处，它们却产生了能育的杂交后代。你认为这两个不同的植物种群属于同一个物种吗?2．在20世纪40年代，DDT开始被用做杀虫剂，起初非常有效。若干年以后，人们发现它的杀虫效果越来越差。人们的解释是昆虫产生了抗药性。请你运用本章所学知识，对昆虫产生抗药性作出进一步的解释。三、技能应用44科学家对某地一种蟹的体色的深浅进行了研究，结果如图所示。不同体色个体的数量为什么会形成这样的差别呢?请提出假说进行解释。四、思维拓展1．在进化地位上越高等的生物，适应能力越强吗?请说明你的观点和证据。2．与同种或类似的野生种类相比，家养动物的变异较多(例如狗的变异比狼多)。对此你如何解释?3．有关资料称孟德尔曾经给达尔文写过一封信，信中说明了自己通过豌豆杂交实验所得出的结论。但是，这封信没有引起达尔文的重视，他甚至都没有将信封拆开。假如达尔文拆阅了这封信，并接受了孟德尔的理论，他会对自己的自然选择学说做怎样的修改?设想你就是当年的达尔文，请给孟德尔写一一封回信。自我检测的答案和提示一、概念检测判断题1．×。2．×。3．×。4．√。选择题1．A。2．C。画概念图44 二、知识迁移1．这两个种群属于同一个物种，因为未出现生殖隔离。2．参见第l节对细菌抗药性的解释。三、技能应用提示：中间体色可能与环境色彩较接近，这样的个体不容易被捕食者发现，生存并繁殖后代的机会较多，相应的基因型频率较高。经过长期的自然选择，导致中间体色个体较多。四、思维拓展1．不一定。进化过程中出现的新物种，有些是靠开辟环境中新的生存位置来生存和繁衍的，不一定就比原来的物种适应能力更强。例如，海洋中的生物登陆后，形成许多新物种，开辟了新的生存空间，但是不能说这些新物种比海洋藻类的适应能力强。2．与同种或类似的野生种类相比，家养动物的变异往往更多，这与人类根据自身的需要，采取的杂交育种等措施有关。3．提示：假如达尔文接受了孟德尔的理论，他可能会摒弃获得性遗传的观点，对遗传和变异的原因做出较为科学的解释。44'