高中生物必修二《遺傳與進(jìn)化》課后題答案和提_第1頁(yè)
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1、第1章 遺傳因子的發(fā)現(xiàn)第1節(jié) 孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)(一)(一)問題探討1.粉色。因?yàn)榘凑杖诤线z傳的觀點(diǎn),雙親遺傳物質(zhì)在子代體內(nèi)混合,子代呈現(xiàn)雙親的中介性狀,即紅色和白色的混合色粉色。2.提示:此問題是開放性問題,目的是引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析身邊的生物遺傳現(xiàn)象,學(xué)生通過對(duì)遺傳實(shí)例的分析,辨析融合遺傳觀點(diǎn)是否正確。有些學(xué)生可能舉出的實(shí)例是多個(gè)遺傳因子控制生物性狀的現(xiàn)象(如人體的高度等),從而產(chǎn)生諸多疑惑,教師對(duì)此可以不做過多的解釋。只要引導(dǎo)學(xué)生能認(rèn)真思索,積極探討,投入學(xué)習(xí)狀態(tài)即可。(二)實(shí)驗(yàn)1.與每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比,全班實(shí)驗(yàn)的總結(jié)果更接近預(yù)期的結(jié)果,即彩球組合類型數(shù)量比DDDddd=121,彩球

2、代表的顯性與隱性類型的數(shù)值比為31。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)個(gè)體數(shù)量越大,越接近統(tǒng)計(jì)規(guī)律。如果孟德爾當(dāng)時(shí)只統(tǒng)計(jì)10株豌豆雜交的結(jié)果,則很難正確地解釋性狀分離現(xiàn)象,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)的樣本數(shù)目足夠多,是孟德爾能夠正確分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提條件之一。當(dāng)對(duì)10株豌豆的個(gè)體做統(tǒng)計(jì)時(shí),會(huì)出現(xiàn)較大的誤差。2.模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與孟德爾的假說是相吻合的。因?yàn)榧?、乙小桶?nèi)的彩球代表孟德爾實(shí)驗(yàn)中的雌、雄配子,從兩個(gè)桶內(nèi)分別隨機(jī)抓取一個(gè)彩球進(jìn)行組合,實(shí)際上模擬雌、雄配子的隨機(jī)組合,統(tǒng)計(jì)的數(shù)量也足夠大,出現(xiàn)了31的結(jié)果。但證明某一假說還需實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。(三)技能訓(xùn)練提示:將獲得的紫色花連續(xù)幾代自交,即將每次自交后代的紫色花選育再進(jìn)行自交,直至自交后

3、代不再出現(xiàn)白色花為止。(四)旁欄思考題不會(huì)。因?yàn)闈M足孟德爾實(shí)驗(yàn)條件之一是雌、雄配子結(jié)合機(jī)會(huì)相等,即任何一個(gè)雄配子(或雌配子)與任何一個(gè)雌配子(或雄配子)的結(jié)合機(jī)會(huì)相等,這樣才能出現(xiàn)31的性狀分離比。(五)練習(xí)基礎(chǔ)題1.B。 2.B。3.(1)在F1水稻細(xì)胞中含有一個(gè)控制合成支鏈淀粉的遺傳因子和一個(gè)控制合成直鏈淀粉的遺傳因子。在F1形成配子時(shí),兩個(gè)遺傳因子分離,分別進(jìn)入不同配子中,含支鏈淀粉遺傳因子的配子合成支鏈淀粉,遇碘變橙紅色;含直鏈淀粉遺傳因子的配子合成直鏈淀粉,遇碘變藍(lán)黑色,其比例為11。(2)孟德爾的分離定律。即在F1形成配子時(shí),成對(duì)的遺傳因子發(fā)生分離,分離后的遺傳因子分別進(jìn)入不同的配

4、子中。(3)2。4.(1)白色;黑色。(2)性狀分離;白毛羊?yàn)殡s合子,雜合子在自交時(shí)會(huì)產(chǎn)生性狀分離現(xiàn)象。拓展題1.(1)將被鑒定的栗色公馬與多匹白色母馬配種,這樣可在一個(gè)季節(jié)里產(chǎn)生多匹雜交后代。(2)雜交后代可能有兩種結(jié)果:一是雜交后代全部為栗色馬,此結(jié)果說明被鑒定的栗色公馬很可能是純合子;二是雜交后代中既有白色馬,又有栗色馬,此結(jié)果說明被鑒定的栗色公馬為雜合子。2.提示:選擇適宜的實(shí)驗(yàn)材料是確保實(shí)驗(yàn)成功的條件之一。孟德爾在遺傳雜交實(shí)驗(yàn)中,曾使用多種植物如豌豆、玉米、山柳菊做雜交實(shí)驗(yàn),其中豌豆的雜交實(shí)驗(yàn)最為成功,因此發(fā)現(xiàn)了遺傳的基本規(guī)律。這是因?yàn)橥愣咕哂羞m于研究雜交實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn),例如,豌豆嚴(yán)格自

5、花受粉,在自然狀態(tài)下是純種,這樣確保了通過雜交實(shí)驗(yàn)可以獲得真正的雜種;豌豆花大,易于做人工雜交實(shí)驗(yàn);豌豆具有穩(wěn)定的可以區(qū)分的性狀,易于區(qū)分、統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3.提示:凱庫(kù)勒提出苯分子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)、原子核中含有中子和質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)過程等,都是通過假說演繹法得出結(jié)論的。19世紀(jì)以前科學(xué)家對(duì)遺傳學(xué)的研究,多采用從實(shí)驗(yàn)結(jié)果出發(fā)提出某種理論或?qū)W說。而假說演繹法,是從客觀現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)結(jié)果出發(fā),提出問題,作出假設(shè),然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說的研究方法,這種方法的運(yùn)用促進(jìn)了生物科學(xué)的研究,使遺傳學(xué)由描述性研究進(jìn)入理性推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的研究階段。第2節(jié) 孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)(二)(一)問題探討提示:?jiǎn)栴}探討的目的是活躍學(xué)生的思維

6、,引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入新的學(xué)習(xí)狀態(tài),教師可以通過水稻雜交育種等實(shí)例,使學(xué)生自然地認(rèn)識(shí)到任何生物都不止表現(xiàn)一種性狀,后代表現(xiàn)的特征可以是兩個(gè)親本性狀組合的結(jié)果。進(jìn)一步地思考討論,雙親的性狀是遵循什么規(guī)律進(jìn)行組合、傳遞給后代的?在育種實(shí)踐中人類如何獲得所需的性狀組合?為導(dǎo)入新課做好準(zhǔn)備。(二)思考與討論1.提示:豌豆適于作雜交實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)有:(1)具有穩(wěn)定的易于區(qū)分的相對(duì)性狀,如高莖和矮莖,高莖高度在1.52.0 m,矮莖高度僅為0.3 m左右,易于觀察和區(qū)分;(2)豌豆嚴(yán)格自花受粉,在自然狀態(tài)下可以獲得純種,純種雜交獲得雜合子;(3)花比較大,易于做人工雜交實(shí)驗(yàn)。孟德爾正是因?yàn)檫x用了豌豆做雜交實(shí)驗(yàn),才

7、能有效地從單一性狀到多對(duì)性狀研究生物遺傳的基本規(guī)律,才能對(duì)遺傳實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行量化統(tǒng)計(jì),所以科學(xué)地選擇實(shí)驗(yàn)材料是科學(xué)研究取得成功的重要保障之一。2.提示:如果孟德爾只是研究多對(duì)相對(duì)性狀的遺傳,很難從數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)中發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律,因?yàn)槿绻芯縩對(duì)相對(duì)性狀,將會(huì)有2n個(gè)性狀組合,這是很難統(tǒng)計(jì)的,也很難從數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)中發(fā)現(xiàn)問題,揭示生物的遺傳規(guī)律。這也是前人在遺傳雜交實(shí)驗(yàn)中留下的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn),孟德爾恰恰借鑒了前人的遺傳研究經(jīng)驗(yàn),改變實(shí)驗(yàn)方法,從簡(jiǎn)單到復(fù)雜地進(jìn)行觀察、統(tǒng)計(jì)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,從而發(fā)現(xiàn)問題、提出假說、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、得出結(jié)論。3.提示:如果孟德爾沒有對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,他很難做出對(duì)分離現(xiàn)象的解釋。因?yàn)橥ㄟ^統(tǒng)

8、計(jì),孟德爾發(fā)現(xiàn)了生物性狀的遺傳在數(shù)量上呈現(xiàn)一定數(shù)學(xué)比例,這引發(fā)他揭示其實(shí)質(zhì)的興趣。同時(shí)這也使孟德爾意識(shí)到數(shù)學(xué)概率,也適用于生物遺傳的研究,從而將數(shù)學(xué)的方法引入對(duì)遺傳實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理和分析。4.提示:作為一種正確的假說,不僅能解釋已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,還應(yīng)該能夠預(yù)測(cè)另一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果??蓞⒖冀炭茣鴮?duì)“假說演繹法”的解釋。5.提示:(1)扎實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)和對(duì)科學(xué)的熱愛。孟德爾在維也納大學(xué)進(jìn)修學(xué)習(xí)時(shí),通過對(duì)自然科學(xué)的學(xué)習(xí),使他具有生物類型是可變的,可以通過雜交產(chǎn)生新的生物類型等進(jìn)化思想。同時(shí)孟德爾還學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),使他受到“數(shù)學(xué)方法可以應(yīng)用于各門自然科學(xué)之中”的思想影響,產(chǎn)生應(yīng)用數(shù)學(xué)方法解決遺傳學(xué)問題的想法,使孟德爾成

9、為第一個(gè)認(rèn)識(shí)到概率原理能用于預(yù)測(cè)遺傳雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)家。(2)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。孟德爾對(duì)雜交實(shí)驗(yàn)的研究是從觀察遺傳現(xiàn)象出發(fā),提出問題,作出假設(shè),然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)的研究方法。這在當(dāng)時(shí)是一種新的研究思路,光是豌豆的雜交實(shí)驗(yàn),他就沒有局限于對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的簡(jiǎn)單描述和歸納。(3)勤于實(shí)踐。孟德爾在豌豆的遺傳雜交實(shí)驗(yàn)研究中,連續(xù)進(jìn)行了8年的研究,并且對(duì)每次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,從中發(fā)現(xiàn)了前人沒有發(fā)現(xiàn)的問題和規(guī)律。(4)敢于向傳統(tǒng)挑戰(zhàn)。孟德爾通過實(shí)驗(yàn)研究,提出了“顆粒性遺傳”的思想,這是對(duì)傳統(tǒng)的遺傳觀念的挑戰(zhàn)。(三)旁欄思考題從數(shù)學(xué)角度看,(31)2的展開式為9331,即9331的比例可以表示為兩個(gè)31

10、的乘積。對(duì)于兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳結(jié)果,如果對(duì)每一對(duì)性狀進(jìn)行單獨(dú)的分析,如單純考慮圓和皺或黃和綠一對(duì)相對(duì)性狀遺傳時(shí),其性狀的數(shù)量比是圓粒皺粒=(315+108)(101+32)=31;黃色綠色=(315+101)(108+32)=31。即每對(duì)性狀的遺傳都遵循了分離定律。這無疑說明兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳結(jié)果可以表示為它們各自遺傳結(jié)果的乘積,即9331來自于(31)2。(四)練習(xí)基礎(chǔ)題1.(1);(2)。 2.C。拓展題(1)YyRr;yyRr。(2)黃色皺粒,綠色皺粒;11;1/4。(3)YyRR或YyRr;4;如果是YyRR與yyrr雜交,比值為黃色圓粒綠色圓粒=11;如果是YyRr與yyrr雜交,比

11、值為黃色圓粒綠色圓粒黃色皺粒綠色皺粒=1111。自我檢測(cè)的答案和提示一、概念檢測(cè)判斷題1.。 2.。 3.。選擇題1.D。 2.C。 3.D。 4.B。二、知識(shí)遷移因?yàn)榭刂品翘鹩衩仔誀畹氖秋@性基因,控制甜玉米性狀的是隱性基因。當(dāng)甜玉米接受非甜玉米的花粉時(shí),非甜玉米花粉產(chǎn)生的精子中含有顯性基因,而甜玉米的胚珠中的極核含有隱性基因,極核受精后發(fā)育成胚乳,胚乳細(xì)胞中顯性基因?qū)﹄[性基因有顯性作用,故在甜玉米植株上結(jié)出非甜玉米;當(dāng)非甜玉米接受甜玉米的花粉時(shí),甜玉米花粉產(chǎn)生的精子中含有隱性基因,而非甜玉米的胚珠中的極核含有顯性基因,故在非甜玉米植株上結(jié)出的仍是非甜玉米。三、技能應(yīng)用由于顯性基因?qū)﹄[性基因有

12、顯性作用,所以在生物長(zhǎng)期的進(jìn)化過程中,如果沒有自然選擇的作用,一般在一個(gè)群體中顯性個(gè)體數(shù)多于隱性個(gè)體數(shù)。根據(jù)圖中提供的信息可知,蝴蝶的綠眼個(gè)體數(shù)多,并且綠眼白眼接近于31;同樣蝴蝶的紫翅個(gè)體數(shù)多,并且紫翅黃翅接近于31,所以判斷蝴蝶的綠眼和紫翅是顯性性狀,白眼和黃翅是隱性性狀。四、思維拓展1.提示:一對(duì)皮膚顏色正常的夫婦,生下白化病患兒,說明白化病屬于隱性基因控制的疾病。同時(shí)調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,攜帶白化病致病基因且表現(xiàn)型正常的夫婦,其后代是白化病患者的幾率為25%。以此可以判斷,人類正常皮膚與白化皮膚這對(duì)相對(duì)性狀的遺傳符合孟德爾的分離定律。2.孟德爾的自由組合定律具有普遍性,因?yàn)閮蓪?duì)相對(duì)性狀的遺

13、傳可分解為每一對(duì)相對(duì)性狀遺傳結(jié)果的乘積,即兩對(duì)相對(duì)性狀遺傳產(chǎn)生的性狀組合類型數(shù)為22=22,性狀比例為(31)2;故n對(duì)相對(duì)性狀遺傳產(chǎn)生的性狀組合類型有2n,其比例為(31)n。第2章 基因和染色體的關(guān)系第1節(jié) 減數(shù)分裂和受精作用(一)問題探討1.配子染色體與體細(xì)胞染色體的區(qū)別在于:(1)配子染色體數(shù)是體細(xì)胞染色體數(shù)的一半;(2)配子染色體是由體細(xì)胞每對(duì)同源染色體中分別取出一條組成的。(二)旁欄思考題1.減數(shù)分裂的染色體復(fù)制發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的間期,減數(shù)第二次分裂的間期不復(fù)制。2.初級(jí)精母細(xì)胞兩極的這兩組染色體,非同源染色體之間是自由組合的。3.在減數(shù)第一次分裂中出現(xiàn)了同源染色體聯(lián)會(huì),四分體

14、形成,非姐妹染色單體間交叉互換,同源染色體分離,使得細(xì)胞兩極各有一整套非同源染色體,從而使形成的次級(jí)精母細(xì)胞中染色體數(shù)目減少為初級(jí)精母細(xì)胞的一半等行為。上述過程可使配子中染色體數(shù)目減半。這樣再通過以后發(fā)生的兩性配子結(jié)合成合子的受精作用,就能維持生物前后代體細(xì)胞染色體數(shù)目的恒定,從而保證遺傳的穩(wěn)定性。上述過程還可以使經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子類型多樣,從而增加了生物的變異,增強(qiáng)了生物適應(yīng)環(huán)境的能力,有利于生物的進(jìn)化。4.經(jīng)過減數(shù)第一次分裂,一個(gè)卵原細(xì)胞會(huì)分裂成一個(gè)較大的次級(jí)卵母細(xì)胞和一個(gè)較小的極體。經(jīng)過減數(shù)第二次分裂,一個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞會(huì)分裂成一個(gè)含細(xì)胞質(zhì)多的卵細(xì)胞和一個(gè)含細(xì)胞質(zhì)少的極體,而減數(shù)第一次

15、分裂形成的極體也經(jīng)過減數(shù)第二次分裂成為兩個(gè)含細(xì)胞質(zhì)少的極體。最后三個(gè)極體退化消失,只剩一個(gè)卵細(xì)胞。(三)想像空間不一樣。受精過程中,僅精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞,而精子的頭部除了細(xì)胞核外,只含極少量的細(xì)胞質(zhì)。而細(xì)胞質(zhì)中線粒體含少量DNA(植物細(xì)胞質(zhì)中的葉綠體也含少量DNA),對(duì)生物的遺傳也有影響。(四)實(shí)驗(yàn)1.減數(shù)第一次分裂會(huì)出現(xiàn)同源染色體聯(lián)會(huì)、四分體形成、同源染色體在赤道板位置成對(duì)排列、同源染色體分離、移向細(xì)胞兩極的染色體分別由兩條染色單體組成等現(xiàn)象。減數(shù)第二次分裂的中期,非同源染色體成單排列在細(xì)胞赤道板位置,移向細(xì)胞兩極的染色體不含染色單體。2.減數(shù)第一次分裂的中期,兩條同源染色體分別排列在細(xì)胞

16、赤道板的兩側(cè),末期在細(xì)胞兩極的染色體由該細(xì)胞一整套非同源染色體組成,其數(shù)目是體細(xì)胞染色體數(shù)的一半,每條染色體均由兩條染色單體構(gòu)成。減數(shù)第二次分裂的中期,所有染色體的著絲點(diǎn)排列在細(xì)胞的赤道板的位置。末期細(xì)胞兩極的染色體不含染色單體。3.同一生物的細(xì)胞,所含遺傳物質(zhì)相同;增殖的過程相同;不同細(xì)胞可能處于細(xì)胞周期的不同階段。因此,可以通過觀察多個(gè)精原細(xì)胞的減數(shù)分裂,推測(cè)出一個(gè)精原細(xì)胞減數(shù)分裂過程中染色體的連續(xù)變化。(五)模型建構(gòu)討論一1.代表分別來自父方和母方的同源染色體聯(lián)會(huì)。2.4條。減數(shù)第一次分裂結(jié)束。2條。3.減數(shù)第一次分裂過程中的同源染色體聯(lián)會(huì),形成四分體,同源染色體在赤道板位置成雙排列,同

17、源染色體分離,分別移向細(xì)胞兩極;減數(shù)第二次分裂過程中非同源染色體的著絲點(diǎn)排列在細(xì)胞的赤道板上,著絲點(diǎn)分裂,染色單體成為染色體,移向細(xì)胞兩極。4.2個(gè)。2個(gè)。討論二1.每個(gè)配子都含有兩種顏色的染色體。 2.4種。 3.8種。(六)技能訓(xùn)練精原細(xì)胞有絲分裂過程中染色體數(shù)目變化表時(shí)期間期前期中期后期末期染色體數(shù)目(條)888168精原細(xì)胞形成精子過程中染色體數(shù)目變化表細(xì)胞類型精原細(xì)胞初級(jí)精母細(xì)胞次級(jí)精母細(xì)胞精細(xì)胞染色體數(shù)目(條)8844精原細(xì)胞形成精子過程中染色體數(shù)目變化圖(七)第一小節(jié)練習(xí)基礎(chǔ)題1.(1);(2);(3);(4)。 2.B。 3.D。4.(1) 這個(gè)細(xì)胞正在進(jìn)行減數(shù)分裂。因?yàn)樵摷?xì)胞

18、中出現(xiàn)了四分體。 該細(xì)胞有4條染色體,8條染色單體。 該細(xì)胞有2對(duì)同源染色體。其中染色體A與C,A與D,B與C,B與D是非同源染色體。 細(xì)胞中a與a,b與b,c與c,d與d是姐妹染色單體。 該細(xì)胞分裂完成后,子細(xì)胞中有2條染色體。參見教科書圖2-2。(2) 4條。 B,D;B,C。拓展題提示:不一定。若減數(shù)分裂過程中發(fā)生異常情況,比如減數(shù)第一次分裂時(shí)聯(lián)會(huì)的同源染色體,有一對(duì)或幾對(duì)沒有分別移向兩極而是集中到一個(gè)次級(jí)精(卵)母細(xì)胞中,再經(jīng)過減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的精子或卵細(xì)胞中的染色體數(shù)目就會(huì)比正常的多一條或幾條染色體。再如減數(shù)分裂過程(無論第一次分裂還是第二次分裂)中,染色體已移向細(xì)胞兩極,但因某種

19、原因細(xì)胞未分裂成兩個(gè)子細(xì)胞,這樣就可能出現(xiàn)精子或卵細(xì)胞中染色體加倍的現(xiàn)象。如果上述現(xiàn)象出現(xiàn),則受精卵中染色體數(shù)目就會(huì)出現(xiàn)異常,由該受精卵發(fā)育成的個(gè)體細(xì)胞中染色體數(shù)目也不正常。由于染色體是遺傳物質(zhì)的載體,生物體的性狀又是由遺傳物質(zhì)控制的,那么當(dāng)該個(gè)體的遺傳物質(zhì)出現(xiàn)異常時(shí),該個(gè)體的性狀也會(huì)是異常的。例如,人類的“21三體綜合征”遺傳病患者就是由含有24條染色體(其中21號(hào)染色體是2條)的精子或卵細(xì)胞與正常的卵細(xì)胞或精子結(jié)合后發(fā)育成的。(八)第二小節(jié)練習(xí)基礎(chǔ)題1.(1);(2);(3)。2.提示:配子形成過程中,由于減數(shù)第一次分裂的四分體時(shí)期,非姐妹染色單體間可能互換部分遺傳物質(zhì);中期時(shí),同源染色體

20、隨機(jī)排列在細(xì)胞赤道板兩側(cè),導(dǎo)致了配子中非同源染色體的自由組合,因此,配子中染色體組成是多樣的。受精作用又是精子和卵細(xì)胞的隨機(jī)結(jié)合,因此,后代的性狀表現(xiàn)是多樣的。由于減數(shù)分裂是有規(guī)律的正常的細(xì)胞分裂,在減數(shù)分裂的過程中,染色體只復(fù)制一次,而細(xì)胞連續(xù)分裂兩次。這樣每個(gè)物種正常的雌、雄配子都含有該物種體細(xì)胞染色體數(shù)目一半的染色體,并且都是一整套非同源染色體的組合。而受精作用時(shí)精卵結(jié)合使受精卵及其發(fā)育成的個(gè)體體細(xì)胞中又可以恢復(fù)該種生物的染色體數(shù)目。性狀是由染色體中的遺傳物質(zhì)控制的,生物前后代細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定,保證了前后代遺傳性狀的相對(duì)穩(wěn)定。拓展題提示:在形成精子或卵細(xì)胞的減數(shù)分裂過程中,如果由于

21、某種原因減數(shù)第一次分裂時(shí)兩條21號(hào)染色體沒有分離而是進(jìn)入了同一個(gè)次級(jí)精(卵)母細(xì)胞,再經(jīng)過減數(shù)第二次分裂,就會(huì)形成含有2條21號(hào)染色體的精子或卵細(xì)胞;如果減數(shù)第一次分裂正常,減數(shù)第二次分裂時(shí)21號(hào)染色體的著絲點(diǎn)分裂,形成了2條21號(hào)染色體,但沒有分別移向細(xì)胞兩極,而是進(jìn)入了同一個(gè)精子或卵細(xì)胞。這樣異常的精子或卵細(xì)胞就含有24條染色體,其中21號(hào)染色體是2條。當(dāng)一個(gè)正常的精子或卵細(xì)胞(含23條非同源染色體,其中只含有1條21號(hào)染色體)與上述異常的卵細(xì)胞或精子結(jié)合成受精卵,則該受精卵含47條染色體,其中21號(hào)染色體為3條。當(dāng)該受精卵發(fā)育成人時(shí),這個(gè)人的體細(xì)胞中的染色體數(shù)目就是47條,含有3條21號(hào)

22、染色體。第2節(jié) 基因在染色體上(一)問題探討這個(gè)替換似乎可行。由此聯(lián)想到孟德爾分離定律中成對(duì)的遺傳因子的行為與同源染色體在減數(shù)分裂過程中的行為很相似。一條染色體上可能有許多個(gè)基因。(二)技能訓(xùn)練不同的基因也許是DNA長(zhǎng)鏈上的一個(gè)個(gè)片段。(三)練習(xí)基礎(chǔ)題1.D。 2.B。拓展題1.這些生物的體細(xì)胞中的染色體雖然減少一半,但仍具有一整套非同源染色體。這一組染色體,攜帶有控制該種生物體所有性狀的一整套基因。2.提示:人體細(xì)胞染色體數(shù)目變異,會(huì)嚴(yán)重影響生殖、發(fā)育等各種生命活動(dòng),未發(fā)現(xiàn)其他染色體數(shù)目變異的嬰兒,很可能是發(fā)生這類變異的受精卵不能發(fā)育,或在胚胎早期就死亡了的緣故。第3節(jié) 伴性遺傳(一)問題探

23、討該問題只有在學(xué)完本節(jié)內(nèi)容之后,學(xué)生才能夠比較全面地回答,因此,本問題具有開放性,只要求學(xué)生能夠簡(jiǎn)單回答即可。1.提示:紅綠色盲基因和抗維生素D佝僂病的基因位于性染色體上,因此這兩種遺傳病在遺傳表現(xiàn)上總是和性別相聯(lián)系。2.提示:紅綠色盲基因和抗維生素D佝僂病基因盡管都位于X染色體上,但紅綠色盲基因?yàn)殡[性基因,而抗維生素D佝僂病基因?yàn)轱@性基因,因此,這兩種遺傳病與性別關(guān)聯(lián)的表現(xiàn)不相同,紅綠色盲表現(xiàn)為男性多于女性,而抗維生素D佝僂病則表現(xiàn)為女性多于男性。(二)資料分析1.紅綠色盲基因位于X染色體上。 2.紅綠色盲基因是隱性基因。(三)練習(xí)基礎(chǔ)題1.C。 2.B。 3.C。4.(1)AaXBXb(婦

24、),AaXBY(夫)。(2)既不患白化病也不患紅綠色盲的孩子的基因型:AAXBXB,AAXBXb,AaXBXB,AaXBXb,AaXBY,AAXBY。拓展題提示:雌果蠅卵原細(xì)胞減數(shù)分裂過程中,在2 0003 000個(gè)細(xì)胞中,有一次發(fā)生了差錯(cuò),兩條X染色體不分離,結(jié)果產(chǎn)生的卵細(xì)胞中,或者含有兩條X染色體,或者不含X染色體。如果含XwXw卵細(xì)胞與含Y的精子受精,產(chǎn)生XwXwY的個(gè)體為白眼雌果蠅,如果不含X的卵細(xì)胞與含Xw的精子受精,產(chǎn)生OXw的個(gè)體為紅眼雄果蠅,這樣就可以解釋上述現(xiàn)象??梢杂蔑@微鏡檢查細(xì)胞中的染色體,如果在上述雜交中的子一代出現(xiàn)的那只白眼雌果蠅中找到Y(jié)染色體,在那只紅眼雄果蠅中找不

25、到Y(jié)染色體,就可以證明解釋是正確的。自我檢測(cè)的答案和提示一、概念檢測(cè)判斷題1.。 2.。 3.。 4.。 5.。選擇題1.C。 2.C。 3.B。 4.A(該顯性基因位于X染色體上)。 5.C。二、知識(shí)遷移1.設(shè)紅綠色盲基因?yàn)閎,那么(1)XbY;XBXB,XBXb。 (2)1/4。2.(1)表現(xiàn)型正常的夫婦,后代均正常;夫婦一方是患者,子女有1/2為患者。(2)選擇生男孩。(3)不攜帶。一對(duì)等位基因中,只要有一個(gè)是顯性致病基因,就會(huì)表現(xiàn)為患者(真實(shí)遺傳)。3.是父方,可能是在減數(shù)分裂第二次分裂中,復(fù)制的Y染色體沒有分開,產(chǎn)生了含有YY的精子。三、技能應(yīng)用減數(shù)分裂有絲分裂不同點(diǎn)(1)染色體復(fù)制

26、一次,細(xì)胞連續(xù)分裂兩次。(2)同源染色體在第一次分裂中發(fā)生聯(lián)會(huì)(并且出現(xiàn)四分體及非姐妹染色單體的互換)。(3)分裂后形成4個(gè)精子或1個(gè)卵細(xì)胞。(4)分裂后,子細(xì)胞中染色體的數(shù)目減少一半。(1)染色體復(fù)制一次,細(xì)胞分裂一次。(2)無同源染色體聯(lián)會(huì)等行為。(3)分裂后形成2個(gè)體細(xì)胞。(4)分裂后,子細(xì)胞中染色體的數(shù)目與母細(xì)胞的相同。相同點(diǎn)(1)在細(xì)胞分裂過程中都有紡錘絲出現(xiàn)。(2)染色體在細(xì)胞分裂中都只復(fù)制一次。四、思維拓展1.性別和其他性狀類似,也是受遺傳物質(zhì)和環(huán)境共同影響的,性反轉(zhuǎn)現(xiàn)象可能是某種環(huán)境因素,使性腺出現(xiàn)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象的緣故。子代雌雄之比是21。2.否。孟德爾遺傳規(guī)律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)是減數(shù)分裂

27、中染色體的分配規(guī)律,該規(guī)律只適用于真核生物。第3章 基因的本質(zhì)第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)(一)問題探討1.提示:遺傳物質(zhì)必須穩(wěn)定,要能貯存大量的遺傳信息,可以準(zhǔn)確地復(fù)制出拷貝,傳遞給下一代等。2.提示:這是一道開放性的題,答案并不惟一,只要提出正確的思路即可。(二)旁欄思考題因?yàn)榱騼H存在于T2噬菌體的蛋白質(zhì)組分中,而磷則主要存在于 DNA的組分中。用14C和18O等元素是不可行的,因?yàn)?T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分子的組分中都含有這兩種元素。(三)思考與討論1.提示:細(xì)菌和病毒作為實(shí)驗(yàn)材料,具有的優(yōu)點(diǎn)是:(1)個(gè)體很小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,容易看出因遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的變化。細(xì)菌是單細(xì)胞生

28、物,病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu),只有核酸和蛋白質(zhì)外殼。(2)繁殖快。細(xì)菌2030 min就可繁殖一代,病毒短時(shí)間內(nèi)可大量繁殖。2.最關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開,單獨(dú)地、直接地去觀察DNA或蛋白質(zhì)的作用。3.艾弗里采用的主要技術(shù)手段有細(xì)菌的培養(yǎng)技術(shù)、物質(zhì)的提純和鑒定技術(shù)等。赫爾希采用的主要技術(shù)手段有噬菌體的培養(yǎng)技術(shù)、同位素標(biāo)記技術(shù),以及物質(zhì)的提取和分離技術(shù)等(學(xué)生可能回答出其他的技術(shù),但只要回答出上述主要技術(shù)就可以)??茖W(xué)成果的取得必須有技術(shù)手段做保證,技術(shù)的發(fā)展需要以科學(xué)原理為基礎(chǔ),因此,科學(xué)與技術(shù)是相互支持、相互促進(jìn)的。(四)練習(xí)基礎(chǔ)題1.(1)();(2)()。 2.C。 3.D。拓

29、展題1.提示:實(shí)驗(yàn)表明,噬菌體在感染大腸桿菌時(shí),進(jìn)入大腸桿菌內(nèi)的主要是DNA,而大多數(shù)蛋白質(zhì)卻留在大腸桿菌的外面。因此,大腸桿菌裂解后,釋放出的子代噬菌體是利用親代噬菌體的遺傳信息,以大腸桿菌的氨基酸為原料來合成蛋白質(zhì)外殼的。2.提示:肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體感染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)證明,作為遺傳物質(zhì)至少要具備以下幾個(gè)條件:能夠精確地復(fù)制自己;能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成,從而控制生物的性狀和新陳代謝;具有貯存遺傳信息的能力;結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定等。第2節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu)(一)問題探討提示:本節(jié)的問題探討主要是培養(yǎng)學(xué)生收集資料、討論交流的能力。(二)旁欄思考題1.(1)當(dāng)時(shí)科學(xué)界已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的證據(jù)有:組成N分子的單位

30、是脫氧核苷酸;N分子是由含4種堿基的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈構(gòu)成的;(2)英國(guó)科學(xué)家威爾金斯和富蘭克林提供的的射線衍射圖譜;(3)美國(guó)生物化學(xué)家鮑林揭示生物大分子結(jié)構(gòu)的方法(1950年),即按照射線衍射分析的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立模型的方法(因?yàn)槟P湍苁股锎蠓肿臃浅?fù)雜的空間結(jié)構(gòu),以完整的、簡(jiǎn)明扼要的形象表示出來),為此,沃森和克里克像擺積木一樣,用自制的硬紙板構(gòu)建N結(jié)構(gòu)模型;(4)奧地利著名生物化學(xué)家查哥夫的研究成果:腺嘌呤()的量總是等于胸腺嘧啶()的量,鳥嘌呤()的量總是等于胞嘧啶()的量這一堿基之間的數(shù)量關(guān)系。2.沃森和克里克根據(jù)當(dāng)時(shí)掌握的資料,最初嘗試了很多種不同的雙螺旋和三螺旋結(jié)構(gòu)模型,在這些模型中

31、,他們將堿基置于螺旋的外部。在威爾金斯為首的一批科學(xué)家的幫助下,他們否定了最初建立的模型。在失敗面前,沃森和克里克沒有氣餒,他們又重新構(gòu)建了一個(gè)將磷酸核糖骨架安排在螺旋外部,堿基安排在螺旋內(nèi)部的雙鏈螺旋。沃森和克里克最初構(gòu)建的模型,連接雙鏈結(jié)構(gòu)的堿基之間是以相同堿基進(jìn)行配對(duì)的,即A與A、T與T配對(duì)。但是,有化學(xué)家指出這種配對(duì)方式違反了化學(xué)規(guī)律。1952年,沃森和克里克從奧地利生物化學(xué)家查哥夫那里得到了一個(gè)重要的信息:腺嘌呤()的量總是等于胸腺嘧啶()的量,鳥嘌呤()的量總是等于胞嘧啶()的量。于是,沃森和克里克改變了堿基配對(duì)的方式,讓A與T配對(duì),G與C配對(duì),最終,構(gòu)建出了正確的DNA模型。(三

32、)思考與討論2.提示:主要涉及物理學(xué)(主要是晶體學(xué))、生物化學(xué)、數(shù)學(xué)和分子生物學(xué)等學(xué)科的知識(shí)。涉及的方法主要有:X射線衍射結(jié)構(gòu)分析方法,其中包括數(shù)學(xué)計(jì)算法;建構(gòu)模型的方法等?,F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中許多成果的取得,都是多學(xué)科交叉運(yùn)用的結(jié)果;反過來,多學(xué)科交叉的運(yùn)用,又會(huì)促進(jìn)學(xué)科的發(fā)展,誕生新的邊緣學(xué)科,如生物化學(xué)、生物物理學(xué)等。3.提示:要善于利用他人的研究成果和經(jīng)驗(yàn);要善于與他人交流和溝通,閃光的思想是在交流與撞擊中獲得的;研究小組成員在知識(shí)背景上最好是互補(bǔ)的,對(duì)所從事的研究要有興趣和激情等。(四)模型建構(gòu)1.DNA雖然只含有4種脫氧核苷酸,但是堿基對(duì)的排列順序卻是千變?nèi)f化的。堿基對(duì)千變?nèi)f化的排列順序

33、使DNA儲(chǔ)存了大量的遺傳信息。2.提示:(1)靠 DNA分子堿基對(duì)之間的氫鍵維系兩條鏈的偶聯(lián);(2)在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中,由于堿基對(duì)平面之間相互靠近,形成了與堿基對(duì)平面垂直方向的相互作用力(該點(diǎn)可不作為對(duì)學(xué)生的要求,教師可進(jìn)行補(bǔ)充說明)。(五)練習(xí)基礎(chǔ)題1. (1)胞嘧啶;(2)腺嘌呤;(3)鳥嘌呤;(4)胸腺嘧啶;(5)脫氧核糖;(6)磷酸;(7)脫氧核苷酸;(8)堿基對(duì);(9)氫鍵;(10)一條脫氧核苷酸鏈的片段。2.C 。 3.B 。拓展題ATGCAGTCAG/(AGTC)TC/(AGTC)50%也可以寫成以下形式:AGTC(TG )(AC)(TC )(AG)1規(guī)律概括為:在DNA雙鏈中

34、,任意兩個(gè)不互補(bǔ)堿基之和恒等,并為堿基總數(shù)的50%。第3節(jié) DNA的復(fù)制(一)問題探討提示:兩個(gè)會(huì)徽所用的原料應(yīng)該選自一塊石材;應(yīng)先制造模型,并按模型制作會(huì)徽;應(yīng)使用電子控制的刻床;刻床應(yīng)由一名技術(shù)熟練的師傅操作,或完全數(shù)控等。(以上可由學(xué)生根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)推測(cè)回答,事實(shí)是原料確實(shí)選自一塊石材,但由于時(shí)間緊迫,兩個(gè)會(huì)徽是由兩名技術(shù)最好的師傅手工雕刻的)。驗(yàn)證的最簡(jiǎn)單的方法是:將兩個(gè)印章的圖形蓋在白紙上進(jìn)行比較(學(xué)生也可能提出更科學(xué)、更現(xiàn)代化的方法)。(二)旁欄思考題提示:本實(shí)驗(yàn)是根據(jù)半保留復(fù)制原理和DNA密度的變化來設(shè)計(jì)的。在本實(shí)驗(yàn)中根據(jù)試管中DNA帶所在的位置就可以區(qū)分親代與子代的DNA了。(

35、三)練習(xí)基礎(chǔ)題1.腺嘌呤脫氧核苷酸,鳥嘌呤脫氧核苷酸,胞嘧啶脫氧核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸。2.模板、原料、能量、酶,雙螺旋,堿基互補(bǔ)配對(duì)。3.D。 4.B。拓展題提示:可能有6個(gè)堿基會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。產(chǎn)生的影響可能很大,也可能沒有影響(這一問可由學(xué)生做開放式回答)。第4節(jié) 基因是由遺傳效應(yīng)的DNA片段(一)問題探討提示:本節(jié)“問題探討”的目的主要是讓學(xué)生體會(huì)堿基排列順序的多樣性。(二)資料分析1.生物體的DNA分子數(shù)目小于基因數(shù)目。生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)小于DNA分子的堿基總數(shù)。這說明基因是DNA的片段,基因不是連續(xù)分布在DNA上的,而是由堿基序列將其分隔開的。2.提示:此題旨在引導(dǎo)學(xué)生理解遺

36、傳效應(yīng)的含義,并不要求惟一答案。可以結(jié)合提供的資料來理解,如能使生物體發(fā)出綠色熒光、控制人和動(dòng)物體的胖瘦,等等。3.基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。(三)探究1.堿基排列順序的千變?nèi)f化,構(gòu)成了DNA分子的多樣性,而堿基特定的排列順序,又構(gòu)成了每一個(gè)DNA分子的特異性。DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。2.提示:在人類的DNA分子中,核苷酸序列多樣性表現(xiàn)為每個(gè)人的DNA幾乎不可能完全相同,因此,DNA可以像指紋一樣用來鑒別身份。3.提示:可以從進(jìn)化的角度來分析基因?yàn)槭裁床荒苁菈A基的隨機(jī)排列。(四)練習(xí)基礎(chǔ)題1.(1);(2)。 2.C。3.提示:從遺傳物質(zhì)必須具備的條件來

37、分析:(1)在細(xì)胞增殖過程中能夠精確地進(jìn)行復(fù)制;(2)能夠控制生物體的性狀;(3)能夠貯存足夠量的遺傳信息;(4)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。拓展題1.提示:并非任何一個(gè)DNA片段都是基因,只有具有遺傳效應(yīng)的DNA片段才是基因。2.提示:DNA包括基因與非基因的堿基序列。3.提示:這一觀點(diǎn)是有道理的。但在日常生活中,如報(bào)刊、雜志、廣播等傳播媒體常將基因與DNA這兩個(gè)概念等同使用,因此在具體情況中,要留意區(qū)分。自我檢測(cè)的答案和提示一、概念檢測(cè)判斷題1.。 2.。 3.。 4.。選擇題A。識(shí)圖作答題1. 2;4;2。 2. 反向平行;互補(bǔ) 3. 磷酸基團(tuán);脫氧核糖;堿基;脫氧核糖。二、知識(shí)遷移A。三、思維拓展提

38、示:形成雜合雙鏈區(qū)的部位越多,DNA堿基序列的一致性越高,說明在生物進(jìn)化過程中,DNA堿基序列發(fā)生的變化越小,因此親緣關(guān)系越近。第4章 基因的表達(dá)第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成(一)問題探討提示:此節(jié)問題探討意在引導(dǎo)學(xué)生思考DNA在生物體內(nèi)有哪些作用,又是如何發(fā)揮作用的。一種生物的整套DNA分子中貯存著該種生物生長(zhǎng)、發(fā)育等生命活動(dòng)所需的全部遺傳信息,也可以說是構(gòu)建生物體的藍(lán)圖。但是,從DNA到具有各種性狀的生物體,需要通過極其復(fù)雜的基因表達(dá)及其調(diào)控過程才能實(shí)現(xiàn),因此,在可預(yù)見的將來,利用DNA分子來使滅絕的生物復(fù)活仍是難以做到的。(二)思考與討論一1.提示:可以從所需條件、過程中的具體步驟和過程

39、中所表現(xiàn)出的規(guī)律等角度來分析。例如,轉(zhuǎn)錄與復(fù)制都需要模板、都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)規(guī)律,等等。堿基互補(bǔ)配對(duì)規(guī)律能夠保證遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性。2.轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列,與作為模板的DNA單鏈的堿基序列之間的堿基是互補(bǔ)配對(duì)關(guān)系,與DNA雙鏈間堿基互補(bǔ)配對(duì)不同的是,RNA鏈中與DNA鏈的A配對(duì)的是U,不是T;與DNA另一條鏈的堿基序列基本相同,只是DNA鏈上T的位置,RNA鏈上是U。(三)思考與討論二1.最多能編碼16種氨基酸。 2.至少需要3個(gè)堿基。(四)思考與討論三1.對(duì)應(yīng)的氨基酸序列是:甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸半胱氨酸脯氨酸絲氨酸賴氨酸脯氨酸。2.提示:這是一道開放性較強(qiáng)的題,答案并不惟一,旨在培養(yǎng)

40、學(xué)生的分析能力和發(fā)散性思維。通過這一事實(shí)可以想到生物都具有相同的遺傳語(yǔ)言,所有生物可能有共同的起源或生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的,等等。3. 提示:此題具有一定的開放性,旨在促進(jìn)學(xué)生積極思考,不必對(duì)答案作統(tǒng)一要求??梢詮脑鰪?qiáng)密碼容錯(cuò)性的角度來解釋,當(dāng)密碼子中有一個(gè)堿基改變時(shí),由于密碼的簡(jiǎn)并性,可能并不會(huì)改變其對(duì)應(yīng)的氨基酸;也可以從密碼子使用頻率來考慮,當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時(shí),幾種不同的密碼子都編碼一種氨基酸可以保證翻譯的速度。(五)思考與討論四1.提示:此題旨在檢查對(duì)蛋白質(zhì)合成過程的理解??梢詤⒄战滩闹袌D46的表示方法來繪制。2.提示:根據(jù)mRNA的堿基序列和密碼子表就可以寫出肽鏈的氨基酸序列。(六

41、)想像空間DNA相當(dāng)于總司令。在戰(zhàn)爭(zhēng)中,如果總司令總是深入前沿陣地直接指揮,就會(huì)影響他指揮全局。DNA被核膜限制在細(xì)胞核內(nèi),使轉(zhuǎn)錄和翻譯過程分隔在細(xì)胞的不同區(qū)域進(jìn)行,有利于這兩項(xiàng)重要生命活動(dòng)的高效、準(zhǔn)確。(七)練習(xí)基礎(chǔ)題1.TGCCTAGAA;UGCCUAGAA;3;3;半胱氨酸、亮氨酸和谷氨酸。 2.C。拓展題1.提示:可以將變化后的密碼子分別寫出,然后查密碼子表,看看變化了的密碼子分別對(duì)應(yīng)哪種氨基酸。這個(gè)實(shí)例說明密碼的簡(jiǎn)并性在一定程度上能防止由于堿基的改變而導(dǎo)致的遺傳信息的改變。2.提示:因?yàn)閹讉€(gè)密碼子可能編碼同一種氨基酸,有些堿基序列并不編碼氨基酸,如終止密碼等,所以只能根據(jù)堿基序列寫出

42、確定的氨基酸序列,而不能根據(jù)氨基酸序列寫出確定的堿基序列。遺傳信息的傳遞就是在這一過程中損失的。第2節(jié) 基因?qū)π誀畹目刂?一)問題探討1.水中的葉比空氣中的葉要狹小細(xì)長(zhǎng)一些。2.這兩種形態(tài)的葉,其細(xì)胞的基因組成應(yīng)是一樣的。3.提示:為什么葉片細(xì)胞的基因組成相同,而葉片卻表現(xiàn)出明顯不同的形態(tài)?(二)資料分析1.沒有。實(shí)驗(yàn)證據(jù)指出了原有的中心法則所沒有包含的遺傳信息的可能傳遞途徑,是對(duì)原有中心法則的補(bǔ)充而非否定。2.遺傳信息從RNA流向DNA、從RNA流向RNA的結(jié)論是確信無疑的,而從蛋白質(zhì)流向蛋白質(zhì)的途徑是有可能存在的。(三)旁欄思考題提示:此題旨在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)基因與生物的性狀并非簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)

43、關(guān)系。(四)批判性思維提示:此題旨在引導(dǎo)學(xué)生客觀全面地評(píng)價(jià)基因決定論的觀點(diǎn),認(rèn)識(shí)到性狀的形成往往是內(nèi)因(基因)與外因(環(huán)境因素等)相互作用的結(jié)果。(五)技能訓(xùn)練1.提示:翅的發(fā)育需要經(jīng)過酶催化的反應(yīng),而酶是在基因指導(dǎo)下合成的,酶的活性受溫度、pH等條件的影響。2.基因控制生物體的性狀,而性狀的形成同時(shí)還受到環(huán)境的影響。(六)練習(xí)基礎(chǔ)題1.A。 2.(1);(2);(3)。拓展題1.紅眼基因正常是形成紅眼的必要而非充分條件。紅眼基因正常,并且其他涉及紅眼形成的基因也正常時(shí),果蠅的紅眼才能形成;如果紅眼基因不正常,即使所有其他涉及紅眼形成的基因都正常,果蠅的紅眼也不能形成。2.提示:生物體內(nèi)基因的

44、數(shù)目多、作用方式復(fù)雜,難以單獨(dú)對(duì)其進(jìn)行研究,生物體的異常性狀為科學(xué)家研究相關(guān)基因的作用提供了一個(gè)突破口,使科學(xué)家能夠從異常性狀入手,分析性狀異常的個(gè)體的基因與正常個(gè)體的基因是否存在區(qū)別,存在哪些區(qū)別等問題,從而建立起性狀與基因的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因?yàn)樾誀钍怯苫蚩刂频模绻骋恍誀畎l(fā)生異常,并且能夠穩(wěn)定遺傳,說明控制該性狀的基因發(fā)生了突變。根據(jù)異常性狀的遺傳方式,還可以分析出控制該性狀的基因是位于性染色體上還是常染色體上,是顯性還是隱性,并且可以預(yù)測(cè)這一性狀將來的遺傳規(guī)律。第3節(jié) 遺傳密碼的破譯(一)問題探討1. 翻譯成英文是:Where are genes located(二)思考與討論1.當(dāng)圖中D

45、NA的第三個(gè)堿基(T)發(fā)生改變時(shí),如果密碼是非重疊的,將影響1個(gè)氨基酸;如果密碼是重疊的,將影響3個(gè)氨基酸。2.提示:先寫出改變后的堿基序列,再按照非重疊閱讀的方式和重疊閱讀的方式分別寫出其對(duì)應(yīng)的氨基酸序列,分別與原序列編碼的氨基酸序列進(jìn)行比較就可得出答案。(三)旁欄思考題1.細(xì)胞中原有的mRNA會(huì)作為合成蛋白質(zhì)的模板干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果,細(xì)胞中原有的DNA可能作為mRNA合成的模板,而新合成的mRNA也會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果,因此需要除去細(xì)胞提取液中的DNA和mRNA。2.作為對(duì)照實(shí)驗(yàn)的試管中,所有成分都與實(shí)驗(yàn)組的試管相同,但是不加入多聚尿嘧啶核苷酸。(四)練習(xí)基礎(chǔ)題1.D。2.提示:可以從密碼間有無分隔符

46、、長(zhǎng)度是否固定、閱讀方式是否重疊、密碼所采用的符號(hào)等多方面進(jìn)行比較。拓展題克里克通過研究堿基的改變對(duì)蛋白質(zhì)合成的影響推斷遺傳密碼的性質(zhì),這種方法不需要理解蛋白質(zhì)合成的過程,就能推斷出密碼子的總體特征,但是證據(jù)相對(duì)間接,并且工作量大。尼倫伯格通過建立蛋白質(zhì)體外合成系統(tǒng),直接破解了遺傳密碼的對(duì)應(yīng)規(guī)則,這種方法快速、直接,但是這種方法的建立需要首先了解細(xì)胞中蛋白質(zhì)合成所需要的條件。自我檢測(cè)的答案和提示一、概念檢測(cè)填表題DNA雙鏈1CGT2GCAmRNAGCAtRNACGU氨基酸丙氨酸(密碼子為GCA)選擇題1.D。 2.D。 3.A。 4.C。識(shí)圖作答題(1)氫鍵斷裂;解旋酶;能量。 (2)ACUG

47、AA;轉(zhuǎn)錄。 (3)2。 (4)堿基互補(bǔ)配對(duì)。畫概念圖二、知識(shí)遷移核糖體、tRNA和mRNA的結(jié)合都是蛋白質(zhì)的合成所不可缺少的??股赝ㄟ^干擾細(xì)菌核糖體的形成,或阻止tRNA與mRNA的結(jié)合,來干擾細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成,抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)。因此,抗生素可用于治療因細(xì)菌感染而引起的疾病。三、技能應(yīng)用1.提示:可以通過查閱密碼子表,寫出每個(gè)氨基酸可能對(duì)應(yīng)的堿基編碼。2.這種方法只能推測(cè)出可能的堿基序列,而不能寫出確定的堿基序列。這種方法簡(jiǎn)便、快捷,不需要實(shí)驗(yàn)。3.推測(cè)不能代替用測(cè)序儀進(jìn)行的基因測(cè)序。因?yàn)橥茰y(cè)只能得出幾種可能的堿基序列,而不能得到確定的堿基序列。四、思維拓展1. C。2.提示:此題旨在引導(dǎo)學(xué)

48、生搜集生物科學(xué)史的資料,通過科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程認(rèn)識(shí)理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)論證在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的作用。第5章 遺傳突變及其他變異第1節(jié) 基因突變和基因重組(一)問題探討提示:DNA分子攜帶的遺傳信息發(fā)生了改變。但由于密碼的簡(jiǎn)并性,DNA編碼的氨基酸不一定改變。如果氨基酸發(fā)生了改變,生物體的性狀可能發(fā)生改變。改變的性狀對(duì)生物體的生存可能有害,可能有利,也有可能既無害也無利。(二)思考與討論一1.圖中谷氨酸發(fā)生了改變,變成了纈氨酸。2.提示:可查看教材表4-1,20種氨基酸的密碼子表。3.能夠遺傳。突變后的DNA分子復(fù)制,通過減數(shù)分裂形成帶有突變基因的生殖細(xì)胞,并將突變基因傳遞給下一代。(三)思考與討論二1.223

49、種精子;223種卵細(xì)胞。2.需要有246+1個(gè)個(gè)體;不可能。3.提示:可以從染色體上基因的多樣性、減數(shù)分裂過程中配子形成的過程以及基因重組等角度思考。生物體的性狀是由基因控制的。在減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞的過程中,隨著同源染色體的分離,位于非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行重新組合。人的基因約有3萬多個(gè),因此,形成生殖細(xì)胞的類型也非常多,由生殖細(xì)胞通過受精作用形成的受精卵的類型也就非常多。所以,人群中個(gè)體性狀是多種多樣的。(四)旁欄思考題因?yàn)樽贤饩€和X射線易誘發(fā)基因突變,使人患癌癥。(五)批判性思維這種看法不正確。對(duì)于生物個(gè)體而言,發(fā)生自然突變的頻率是很低的。但是,一個(gè)物種往往是由許多個(gè)體組成的,就整

50、個(gè)物種來看,在漫長(zhǎng)的進(jìn)化歷程中產(chǎn)生的突變還是很多的,其中有不少突變是有利突變,對(duì)生物的進(jìn)化有重要意義。因此,基因突變能夠?yàn)樯镞M(jìn)化提供原材料。(六)練習(xí)基礎(chǔ)題1.(1);(2);(3)。 2.C。 3.B。 4.A。拓展題1.放療或化療的作用是通過一定量的輻射或化學(xué)藥劑干擾腫瘤細(xì)胞和癌細(xì)胞進(jìn)行DNA分子的復(fù)制,使其產(chǎn)生基因突變,從而抑制其分裂的能力,或者殺死癌細(xì)胞。放療的射線或化療的藥劑,既對(duì)癌細(xì)胞有作用,也對(duì)正常的體細(xì)胞有作用,因此,放療或化療后病人的身體是非常虛弱的。2.鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者對(duì)瘧疾具有較強(qiáng)的抵抗力,這說明,在易患瘧疾的地區(qū),鐮刀型細(xì)胞的突變具有有利于當(dāng)?shù)厝松娴囊环矫?。雖然

51、這個(gè)突變體的純合體對(duì)生存不利,但其雜合體卻有利于當(dāng)?shù)厝说纳?。?節(jié) 染色體變異(一)問題探討提示:參見練習(xí)中的拓展題,了解無子西瓜的形成過程。(二)實(shí)驗(yàn)兩者都是通過抑制分裂細(xì)胞內(nèi)紡錘體的形成,使染色體不能移向細(xì)胞兩極,而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。(三)練習(xí)基礎(chǔ)題1.(1);(2)。 2.B。3.填表體細(xì)胞中的染色體數(shù)配子中的染色體數(shù)體細(xì)胞中的染色體組數(shù)配子中的染色體組數(shù)屬于幾倍體生物豌豆14721二倍體普通小麥422163六倍體小黑麥562884八倍體拓展題1.西瓜幼苗的芽尖是有絲分裂旺盛的地方,用秋水仙素處理有利于抑制細(xì)胞有絲分裂時(shí)形成紡錘體,從而形成四倍體西瓜植株。2.雜交可以獲得三倍體

52、植株。多倍體產(chǎn)生的途徑為:秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。3.三倍體植株不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞,因此,不能形成種子。但并不是絕對(duì)一顆種子都沒有,其原因是在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí),有可能形成正常的卵細(xì)胞。4.有其他的方法可以替代。方法一,進(jìn)行無性繁殖。將三倍體西瓜植株進(jìn)行組織培養(yǎng)獲取大量的組培苗,再進(jìn)行移栽。方法二,利用生長(zhǎng)素或生長(zhǎng)素類似物處理二倍體未受粉的雌蕊,以促進(jìn)子房發(fā)育成無種子的果實(shí),在此過程中要進(jìn)行套袋處理,以避免受粉。第3節(jié) 人類遺傳?。ㄒ唬﹩栴}探討1.提示:人的胖瘦是由多種原因造成的。有的肥胖病可能是由遺傳物質(zhì)決定的,有的可能是后天營(yíng)養(yǎng)過多造成的,但大多數(shù)情況下,肥胖是由于遺傳物

53、質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)過多共同作用的結(jié)果。2.提示:有人提出“人類所有的病都是基因病”。這種說法依據(jù)的可能是基因控制生物體的性狀這一生物學(xué)規(guī)律。因?yàn)槿梭w患病也是人體所表現(xiàn)出來的性狀,而性狀是由基因控制的,從這個(gè)角度看,說疾病都是基因病,是有一定道理的。然而,這種觀點(diǎn)過于絕對(duì)化,人類的疾病并不都是由基因的缺陷引起的,如由大腸桿菌引起的腹瀉,就不是基因病。(二)練習(xí)基礎(chǔ)題1.(1); (2); (3)。2.列表總結(jié)遺傳病的類型和實(shí)例。人類遺傳病的類型定 義實(shí) 例單基因遺傳病顯性遺傳病由顯性致病基因引起的遺傳病多指、并指等隱性遺傳病由隱性致病基因引起的遺傳病白化病、苯丙酮尿癥等多基因遺傳病受兩對(duì)以上的等位基因控制

54、的遺傳病原發(fā)性高血壓等染色體異常遺傳病由染色體異常引起的遺傳病21三體綜合征等拓展題提示:該女性不一定攜帶白化病基因;她未出生的孩子可能患白化病。由該女性的弟弟是白化病的事實(shí)可知其弟弟的基因型為aa,因而推測(cè)其父母的基因型為Aa,則該女性的基因型有兩種可能:AA和Aa,AA的概率為1/3,Aa的概率為2/3。該女性攜帶白化病基因的概率為2/3,根據(jù)她丈夫攜帶白化病基因的情況,其后代攜帶白化病基因和患白化病的可能性分為三種可能:(1)丈夫不含有白化病基因;(2)丈夫含有一個(gè)白化病基因;(3)丈夫是白化病患者。遺傳咨詢師需要根據(jù)該女性的丈夫是否是白化病患者,或者是否有家族遺傳病史來作出判斷,提供遺

55、傳咨詢。自我檢測(cè)的答案和提示一、概念檢測(cè)判斷題1.。 2.。 3.。 4.。 5.。 6.。選擇題B。識(shí)圖作答題1.雌;含有兩條染色體。 2.4;2。畫概念圖二、知識(shí)遷移由女方X染色體上攜帶一對(duì)隱性致病基因患有某種遺傳病可知,該女性的基因型為XaXa 。由男方表現(xiàn)型正??芍浠蛐蜑閄AY。該夫婦生下患病胎兒的概率為1/2,如果生下的是男孩,則100%患有這種遺傳病,如果生下的是女孩,則100%攜帶有這種遺傳病的致病基因。三、技能應(yīng)用提示:野生型鏈孢霉能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng),用X射線照射后的鏈孢霉不能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng),說明X射線照射后的鏈孢霉產(chǎn)生了基因突變,有可能不能合成某種物質(zhì),所以不能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。在基本培養(yǎng)基中添加某種維生素后,X射線照射后的鏈孢霉又能生長(zhǎng),說明經(jīng)X射線照射后的鏈孢霉不能合成該種維生素。四、思維拓展1.酶或酶 。 2.酶 。3.提示:由這個(gè)例子可以看出,白化病等遺傳病是由某些缺陷基因引起的,這些基因的產(chǎn)物可能是參與代謝途徑的重要的酶?;蚩梢酝ㄟ^控制酶的合成調(diào)控生物體內(nèi)物質(zhì)的代謝途徑,從而控制生物體的性狀。第6章 從雜交育種到基因工程第1節(jié) 雜交育種與誘

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