1、1普通高中课程标准实验教科书 生物 2 必修 遗传与进化第一章 遗传因子的发现教材分析第 1 节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）（一）问题探讨1.粉色。因为按照融合遗传的观点，双亲遗传物质在子代体内混合，子代呈现双亲的中介性状，即红色和白色的混合色粉色。2.提示：此问题是开放性问题，目的是引导学生观察、分析身边的生物遗传现象，学生通过对遗传实例的分析，辨析融合遗传观点是否正确。有些学生可能举出的实例是多个遗传因子控制生物性状的现象（如人体的高度等） ，从而产生诸多疑惑，教师对此可以不做过多的解释。只要引导学生能认真思索，积极探讨，投入学习状态即可。（二）实验1.与每个小组的实验结果相比，全班实验的
2、总结果更接近预期的结果，即彩球组合类型数量比 DDDddd=121，彩球代表的显性与隐性类型的数值比为 31。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 31 的结果。但证明某一假说还需实验验证。（三）技能训
3、练 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。（四）旁栏思考题 不会。因为满足孟德尔实验条件之一是雌、雄配子结合机会相等，即任何一个雄配子（或雌配子）与任何一个雌配子（或雄配子）的结合机会相等，这样才能出现 31 的性状分离比。（五）练习 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
4、11。（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。2.提示：选择适宜的实验材料是确保实验成功的条件之一。孟德尔在遗传杂交实验中，曾使用多种植物如豌豆、玉米、山柳菊做杂交实
5、验，其中豌豆的杂交实验最为成功，因此2发现了遗传的基本规律。这是因为豌豆具有适于研究杂交实验的特点，例如，豌豆严格自花受粉，在自然状态下是纯种，这样确保了通过杂交实验可以获得真正的杂种；豌豆花大，易于做人工杂交实验；豌豆具有稳定的可以区分的性状，易于区分、统计实验结果。3.提示：凯库勒提出苯分子的环状结构、原子核中含有中子和质子的发现过程等，都是通过假说演绎法得出结论的。19 世纪以前科学家对遗传学的研究，多采用从实验结果出发提出某种理论或学说。而假说演绎法，是从客观现象或实验结果出发，提出问题，作出假设，然后设计实验验证假说的研究方法，这种方法的运用促进了生物科学的研究，使遗传学由描述性研究
6、进入理性推导和实验验证的研究阶段。第 2 节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）（一）问题探讨提示：问题探讨的目的是活跃学生的思维，引领学生进入新的学习状态，教师可以通过水稻杂交育种等实例，使学生自然地认识到任何生物都不止表现一种性状，后代表现的特征可以是两个亲本性状组合的结果。进一步地思考讨论，双亲的性状是遵循什么规律进行组合、传递给后代的？在育种实践中人类如何获得所需的性状组合？为导入新课做好准备。（二）思考与讨论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 1.52.0 m，矮茎高度仅为 0.3 m 左右，易于观察和区分；（2）豌豆严格自
7、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 2n 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
8、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
9、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。（4）敢于向传统挑战。孟德尔通过实验研究，提出了“颗
10、粒性遗传”的思想，这是对3传统的遗传观念的挑战。（三）旁栏思考题从数学角度看， （31）2 的展开式为 9331，即 9331 的比例可以表示为两个 31 的乘积。对于两对相对性状的遗传结果，如果对每一对性状进行单独的分析，如单纯考虑圆和皱或黄和绿一对相对性状遗传时，其性状的数量比是圆粒皱粒=（315+108）（101+32）=31；黄色绿色=（315+101）（108+32）=31。即每对性状的遗传都遵循了分离定律。这无疑说明两对相对性状的遗传结果可以表示为它们各自遗传结果的乘积，即 9331 来自于（31）2。（四）练习 基础题 1.（1）；（2）。2.C。拓展题（1）YyRr；yyRr。
11、 （2）黄色皱粒，绿色皱粒；11；1/4。 （3）YyRR 或YyRr；4；如果是 YyRR 与 yyrr 杂交，比值为黄色圆粒绿色圆粒=11；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=1111。第二章 基因和染色体的关系第 1 节 减数分裂和受精作用答案和提示（一）问题探讨 1.配子染色体与体细胞染色体的区别在于：（1）配子染色体数是体细胞染色体数的一半；（2）配子染色体是由体细胞每对同源染色体中分别取出一条组成的。（二）旁栏思考题1.减数分裂的染色体复制发生在减数第一次分裂的间期，减数第二次分裂的间期不复制。2.初级精母细胞两极的这两组染色体，非同源染色体
12、之间是自由组合的。3.在减数第一次分裂中出现了同源染色体联会，四分体形成，非姐妹染色单体间交叉互换，同源染色体分离，使得细胞两极各有一整套非同源染色体，从而使形成的次级精母细胞中染色体数目减少为初级精母细胞的一半等行为。上述过程可使配子中染色体数目减半。这样再通过以后发生的两性配子结合成合子的受精作用，就能维持生物前后代体细胞染色体数目的恒定，从而保证遗传的稳定性。上述过程还可以使经过减数分裂产生的配子类型多样，从而增加了生物的变异，增强了生物适应环境的能力，有利于生物的进化。4.经过减数第一次分裂，一个卵原细胞会分裂成一个较大的次级卵母细胞和一个较小的极体。经过减数第二次分裂，一个次级卵母细
13、胞会分裂成一个含细胞质多的卵细胞和一个含细胞质少的极体，而减数第一次分裂形成的极体也经过减数第二次分裂成为两个含细胞质少的极体。最后三个极体退化消失，只剩一个卵细胞。（三）想像空间不一样。受精过程中，仅精子的头部进入卵细胞，而精子的头部除了细胞核外，只含极少量的细胞质。而细胞质中线粒体含少量 DNA（植物细胞质中的叶绿体也含少量 DNA） ，对生物的遗传也有影响。（四）实验1.减数第一次分裂会出现同源染色体联会、四分体形成、同源染色体在赤道板位置成对排列、同源染色体分离、移向细胞两极的染色体分别由两条染色单体组成等现象。减数第二次分裂的中期，非同源染色体成单排列在细胞赤道板位置，移向细胞两极的
14、染色体不含染色单体。2.减数第一次分裂的中期，两条同源染色体分别排列在细胞赤道板的两侧，末期在细胞两极的染色体由该细胞一整套非同源染色体组成，其数目是体细胞染色体数的一半，每条染色体均由两条染色单体构成。4减数第二次分裂的中期，所有染色体的着丝点排列在细胞的赤道板的位置。末期细胞两极的染色体不含染色单体。3.同一生物的细胞，所含遗传物质相同；增殖的过程相同；不同细胞可能处于细胞周期的不同阶段。因此，可以通过观察多个精原细胞的减数分裂，推测出一个精原细胞减数分裂过程中染色体的连续变化。（五）模型建构讨论一 1.代表分别来自父方和母方的同源染色体联会。2.4 条。减数第一次分裂结束。2 条。3.减
15、数第一次分裂过程中的同源染色体联会，形成四分体，同源染色体在赤道板位置成双排列，同源染色体分离，分别移向细胞两极；减数第二次分裂过程中非同源染色体的着丝点排列在细胞的赤道板上，着丝点分裂，染色单体成为染色体，移向细胞两极。4.2个。2 个。讨论二 1.每个配子都含有两种颜色的染色体。2.4 种。3.8 种。（六）技能训练 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） 8 8 8 16 8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） 8 8 4 4（ 七）第一小节练 习 基础题1.（1）；
16、（2）；（3）；（4）。2.B。3.D。4.（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。 该细胞有 4 条染色体，8 条染色单体。 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。 细胞中 a 与 a，b 与 b，c 与 c，d 与 d是姐妹染色单体。 该细胞分裂完成后，子细胞中有 2 条染色体。参见教科书图 22 。 （2） 4 条。 B，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
17、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5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“21 三体综合征”遗传病患者就是由含有 24 条染色体（其中 21 号染色体是 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。（八
18、）第二小节练习 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
19、色体数目。性状是由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 21 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
20、非同源染色体，其中只含有 1 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（一）问题探讨 这个替换似乎可行。由此联想到孟德尔分离定律中成对的遗传因子的行为与同源染色体在减数分裂过程中的行为很相似。一条染色体上可能有许多个基因。（二）技能训练 不同的基因也许是 DNA 长链上的一个个片段。（三）练习 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
21、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。摩尔根定位果蝇染色体上基因的方法1910 年 5 月，在摩尔根果蝇室的大群野生型红眼果蝇中出现了一只白眼雄果蝇。对于这只后来在科学史上非常出名的昆虫，摩尔根当时是爱护备至，努力使它在死亡之前与野生型红眼雌果蝇交配而留下了后代。摩尔根将实验结果写成以“果蝇的限性遗传”为题的论文，发表在 1910 年 7 月的科学杂志上。摩尔根用这只白眼雄蝇与通常的红眼雌蝇交配时，子一代不论雌雄都
22、是红眼，但子二代中雌的全是红眼，雄的半数是红眼，半数是白眼。如果雌雄不论，则子二代中红眼白眼为 31。这显然是个孟德尔比数，但与一般孟德尔比数不同的是，白眼全是雄蝇。摩尔根做了回交实验。用最初出现的那只白眼雄蝇和它的后代中的红眼雌蝇交配，结果产生 1/4 红眼雄蝇、1/4 红眼雌蝇、1/4 白眼雌蝇、1/4 白眼雄蝇，这也完全是孟德尔比6数。摩尔根根据实验结果，提出如下假设：控制白眼性状的基因 W 位于 X 染色体上，是隐性的。因为 Y 染色体上不带有这个基因的显性等位基因，所以最初发现的那只雄蝇的基因型是 XWY，表现为白眼，跟这只雄蝇交配的红眼雌蝇是显性基因的纯合子，基因型是+。白眼基因
23、W 是突变基因，红眼基因+是野生型基因，因为这对等位基因都在 X 染色体上，所以为明确起见，分别记作 XW和 X+，Y 代表 Y 染色体。白眼雄蝇与纯种红眼雌蝇交配，白眼雄蝇的基因型是 XWY，产生两种精子，一种精子带有 X，上面有 W 基因，一种精子带有 Y，上面没有相应的基因。红眼雌蝇的基因型是X+X+，产生的卵细胞都带有 X，上面都有+野生型基因。两种精子(X W和 Y)与卵细胞（X +)结合，子代雌蝇的基因型是 X+XW，因为+对 W 是显性，所以表现型是红眼，子代雄蝇的基因型是 X+Y，所以表现型也是红眼。子一代的红眼雌蝇与红眼雄蝇交配时，红眼雌蝇(X +XW)产生两种卵细胞：一种是
24、 X+，一种是 XW。红眼雄蝇也产生两种精子：一种是 X+，一种是 Y。卵细胞与精子结合，形成 4 种合子，长大后，雌蝇都是红眼(X +X+和 X+XW)，而雄蝇中一半是红眼(X +Y)，一半是白眼(X WY)，表现型比例是 211。在摩尔根所做的回交实验中，子一代红眼雌蝇与白眼雄蝇交配，子一代红眼雌蝇的基因型是 X+XW，产生两种卵细胞，一种是 X+，一种是 XW。白眼雄蝇的基因型是 XWY，产生两种精子，一种是 XW，一种是 Y。雌雄配子结合后，如图 17 所示。后代有 4 种表现型：红眼雌蝇(X +XW)、白眼雌蝇(X WXW)、红眼雄蝇(X +Y)、白眼雄蝇(X WY)，比例是 111
25、1。摩尔根圆满地说明了他的实验结果。为了验证他的假设，他又设计了三个新的实验。（1）根据假设，子二代雌蝇虽然都是红眼，但基因型有两种，半数是 X+X+，半数是X+XW，所以子二代雌蝇与白眼雄蝇做单对交配时，应当半数子二代雌蝇所产的后裔全部是红眼，半数子二代雌蝇则与子一代雌蝇回交一样，所产的后裔是 1/4 红眼雌蝇、1/4 白眼雌蝇、1/4 红眼雄蝇、1/4 白眼雄蝇。（2）根据假设，白眼雌蝇与红眼雄蝇交配时，子代中雌蝇都是红眼，雄蝇都是白眼。（3）根据假设，白眼雌蝇和白眼雄蝇交配时，子代雌雄都是白眼，而且以后也能真实传代，成为稳定的品系。 这三个实验中，以第二个实验最为关键，实验的结果跟预期完
26、全符合，假设得到证实。 这样摩尔根就把决定红眼和白眼的基因定位在 X 染色体上。第 3 节 伴性遗传（一）问题探讨该问题只有在学完本节内容之后，学生才能够比较全面地回答，因此，本问题具有开7放性，只要求学生能够简单回答即可。1.提示：红绿色盲基因和抗维生素 D 佝偻病的基因位于性染色体上，因此这两种遗传病在遗传表现上总是和性别相联系。2.提示：红绿色盲基因和抗维生素 D 佝偻病基因尽管都位于 X 染色体上，但红绿色盲基因为隐性基因，而抗维生素 D 佝偻病基因为显性基因，因此，这两种遗传病与性别关联的表现不相同，红绿色盲表现为男性多于女性，而抗维生素 D 佝偻病则表现为女性多于男性。（二）资料分
27、析 1.红绿色盲基因位于 X 染色体上。2.红绿色盲基因是隐性基因。（三）练习 基础题 1.C。2.B。3.C。4.（1）AaX BXb(妇),AaX BY（夫）。（2）既不患白化病也不患红绿色盲的孩子的基因型：AAXBXB,AAXBXb,AaXBXB,AaXBXb,AaXBY,AAXBY。拓展题 提示：雌果蝇卵原细胞减数分裂过程中，在 2 0003 000 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
28、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。血友病血友病为一组先天性凝血障碍性疾病，因缺乏的凝血因子不同而分为血友病甲、血友病乙和血友病丙。本组疾病的共同特点是出血。发病率以血友病甲最高，发病率为 410-5110-4，重症患者占存活男婴的 1/7 000。乙次之，血友病丙罕见。血友病甲为 X 连锁隐性遗传病，致病基因位于 X 染色体上。其遗传特点有：（1）X 连锁隐性遗传，男性患病，女性传递；（2）女性携带者与正常
29、男性所生子女中，男性 1/2 患病，1/2 正常；女性 1/2 为携带者，1/2 正常；（3）男性患者与正常女性所生子女中，男性均正常，女性均为携带者；（4）男性患者与女性携带者所生子女中，男性 1/2 正常，1/2 患病；女性 1/2 为患者，1/2 为携带者。有 20%40%的患者无家族史，这是基因突变所引起的，可以遗传，遗传规律同前。高等植物的伴性遗传植物性连锁遗传实例较少，其主要原因是雌雄异株植物不多。但是，在一些雌雄异株的植物如枣椰树和石竹科女娄菜属的一些种中也发现了性连锁遗传的性状。在这类植物中，雄株为 XY，雌株为 XX，即均为雄性异质型。异株女娄菜有宽叶和窄叶两种类型，而且叶的
30、宽窄与性别有关。这是因为控制这一相对性状的基因位于 X 染色体上，Y 染色体上没有对应的基因。宽叶由显性基因 B 控制，窄叶由隐性基因 b 控制，而且基因 b 使花粉致死。如纯合宽叶雌株（X BXB)与窄叶雄株(X bY)杂交，子代全为宽叶雄株。杂合宽叶雌株（X BXb)与窄叶雄株杂交，子代亦全为雄株，但宽叶与窄叶各占一半。杂合宽叶雌株与宽叶雄株(X BY)杂交，子代雌株全为宽叶，雄株中宽叶与窄叶为 11。由于 Xb的花粉不能参与受精，因而 XbXb基因型不存在，故雌性个体没有窄叶类型。女娄菜中还存在着一种金黄色植株突变体，但这种突变体只存在于雄株之中，雌株中没有或极少。研究发现，这一突变由隐
31、性基因 a 控制，该基因位于 X 染色体上。X aY 雄性个体金黄色，雌性不出现金黄色个体乃因 Xa使花粉致死。X AXA和 XAXa为正常绿色。X AXa(绿8色)与 XaY(金黄色)杂交，X a花粉无授精能力，Y 花粉与 XA和 Xa卵细胞结合，故后代全为雄性，没有雌性个体或雌性个体极少。在雄性个体中，正常绿色与金黄色的比例为 11。该性状的遗传与女娄菜叶宽的遗传同属性连锁致死。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。二、知识迁移 1.设红绿色盲基因为 b，那么（1）XbY；X
32、BXB，XBXb。 （2）1/4。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 1/2 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（并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
33、）无同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 21。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。第三章 基因的本质第 1 节 DNA 是主要的遗传物质（一）问题探讨1.提示：遗传物质必须稳定，要能贮存大量的遗传信息，可以准确地复制出拷贝，传递给下一代等。2.提示：这是一道
34、开放性的题，答案并不惟一，只要提出正确的思路即可。（二）旁栏思考题因为硫仅存在于 T2 噬菌体的蛋白质组分中，而磷则主要存在于 DNA 的组分中。用 14C和 18O 等元素是不可行的，因为 T2 噬菌体的蛋白质和 DNA 分子的组分中都含有这两种元素。（三）思考与讨论1.提示：细菌和病毒作为实验材料，具有的优点是：（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 2030 min 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
35、 DNA 或9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。（四）练习 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
36、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。作为遗传物质至少要具备以下 4 个条件：（1）在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己，使得前后代具有一定的连续性；（2）能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程；（3）具有贮存大量遗传信息的潜在能力；（4）结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代。第 2 节 DNA 分子的结构（
37、一）问题探讨 提示：本节的问题探讨主要是培养学生收集资料、讨论交流的能力。（二）旁栏思考题1.（1）当时科学界已经发现的证据有：组成N分子的单位是脱氧核苷酸；N分子是由含 4 种碱基的脱氧核苷酸长链构成的；（2）英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的的射线衍射图谱；（3）美国生物化学家鲍林揭示生物大分子结构的方法（1950年） ，即按照射线衍射分析的实验数据建立模型的方法（因为模型能使生物大分子非常复杂的空间结构，以完整的、简明扼要的形象表示出来） ，为此，沃森和克里克像摆积木一样，用自制的硬纸板构建N结构模型；（4）奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果:腺嘌呤（）的量总是等于胸腺嘧啶（）的量，鸟
38、嘌呤（）的量总是等于胞嘧啶（）的量这一碱基之间的数量关系。2.沃森和克里克根据当时掌握的资料，最初尝试了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型，在这些模型中，他们将碱基置于螺旋的外部。在威尔金斯为首的一批科学家的帮助下，他们否定了最初建立的模型。在失败面前，沃森和克里克没有气馁，他们又重新构建了一个将磷酸核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部的双链螺旋。沃森和克里克最初构建的模型，连接双链结构的碱基之间是以相同碱基进行配对的，即 A 与 A、T 与 T 配对。但是，有化学家指出这种配对方式违反了化学规律。1952 年，沃森和克里克从奥地利生物化学家查哥夫那里得到了一个重要的信息：腺嘌呤（）的量
39、总是等于胸腺嘧啶（）的量，鸟嘌呤（）的量总是等于胞嘧啶（）的量。于是，沃森和克里克改变了碱基配对的方式，让 A 与 T 配对，G 与 C 配对，最终，构建出了正确的 DNA模型。（三）思考与讨论102.提示：主要涉及物理学（主要是晶体学） 、生物化学、数学和分子生物学等学科的知识。涉及的方法主要有：X 射线衍射结构分析方法，其中包括数学计算法；建构模型的方法等。现代科学技术中许多成果的取得，都是多学科交叉运用的结果；反过来，多学科交叉的运用，又会促进学科的发展，诞生新的边缘学科，如生物化学、生物物理学等。3.提示：要善于利用他人的研究成果和经验；要善于与他人交流和沟通，闪光的思想是在交流与撞击
40、中获得的；研究小组成员在知识背景上最好是互补的，对所从事的研究要有兴趣和激情等。（四）模型建构 1.DNA 虽然只含有 4 种脱氧核苷酸，但是碱基对的排列顺序却是千变万化的。碱基对千变万化的排列顺序使 DNA 储存了大量的遗传信息。2.提示：（1）靠 DNA 分子碱基对之间的氢键维系两条链的偶联；（2）在 DNA 双螺旋结构中，由于碱基对平面之间相互靠近，形成了与碱基对平面垂直方向的相互作用力（该点可不作为对学生的要求，教师可进行补充说明） 。（五）练习 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
41、键；（10）一条脱氧核苷酸链的片段。2.C 。3.B 。拓展题ATGCAGTCAG/（AGTC）TC/（AGTC）50%也可以写成以下形式：AGTC(TG )(AC)(TC )(AG)1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（一）问题探讨 提示：两个会徽所用的原料应该选自一块石材；应先制造模型，并按模型制作会徽；应使用电子控制的刻床；刻床应由一名技术熟练的师傅操作，或完全数控等。 （以上可由学生根据自己的经验推测回答，事实是原料确实选自一块石材，但由于时间紧迫，两个会徽是由两名技术最好的师傅手工雕刻的） 。验证的最简单的方法
42、是：将两个印章的图形盖在白纸上进行比较（学生也可能提出更科学、更现代化的方法） 。（二）旁栏思考题11提示：本实验是根据半保留复制原理和 DNA 密度的变化来设计的。在本实验中根据试管中 DNA 带所在的位置就可以区分亲代与子代的 DNA 了。（三）练习 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（一）问题探讨 提示：本节“问题探讨”
43、的目的主要是让学生体会碱基排列顺序的多样性。（二）资料分析1.生物体的 DNA 分子数目小于基因数目。生物体内所有基因的碱基总数小于 DNA 分子的碱基总数。这说明基因是 DNA 的片段，基因不是连续分布在 DNA 上的，而是由碱基序列将其分隔开的。2.提示：此题旨在引导学生理解遗传效应的含义，并不要求惟一答案。可以结合提供的资料来理解，如能使生物体发出绿色荧光、控制人和动物体的胖瘦，等等。3.基因是有遗传效应的 DNA 片段。（三）探究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
44、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。（四）练习 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
45、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。第四章 基因的表达第 1 节 基因指导蛋白质的合成（一）问题探讨提示：此节问题探讨意在引导学生思考 DNA 在生物体内有哪些作用，又是如何发挥作用的。一种生物的整套 DNA 分子中贮存着该种生物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息，也可以说是构建生物体的蓝图。但是，从 DNA 到具有各种性状的生物体，需要通过极其复杂的基因表达及其调控过程才能实现，因此，在可预见的将来，利用 DNA 分子来使灭绝的生物复活仍是难以做到的。（二）思考与讨论一1.提示：可以从所需条件、过程中的
46、具体步骤和过程中所表现出的规律等角度来分析。例如，转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对规律，等等。碱基互补配对规律能够12保证遗传信息传递的准确性。2.转录成的 RNA 的碱基序列，与作为模板的 DNA 单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系，与 DNA 双链间碱基互补配对不同的是，RNA 链中与 DNA 链的 A 配对的是 U，不是T；与 DNA 另一条链的碱基序列基本相同，只是 DNA 链上 T 的位置，RNA 链上是 U。（三）思考与讨论二 1.最多能编码 16 种氨基酸。2.至少需要 3 个碱基。（四）思考与讨论三1.对应的氨基酸序列是：甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸半胱氨酸脯氨酸丝氨酸赖氨
47、酸脯氨酸。2.提示：这是一道开放性较强的题，答案并不惟一，旨在培养学生的分析能力和发散性思维。通过这一事实可以想到生物都具有相同的遗传语言，所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的，等等。3. 提示：此题具有一定的开放性，旨在促进学生积极思考，不必对答案作统一要求。可以从增强密码容错性的角度来解释，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；也可以从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。（五）思考与讨论四1.提示：此题旨在检查对蛋白质合成过程的理解。可以参照教材中图 46 的表示方法来绘制。2.
48、提示：根据 mRNA 的碱基序列和密码子表就可以写出肽链的氨基酸序列。（六）想像空间DNA 相当于总司令。在战争中，如果总司令总是深入前沿阵地直接指挥，就会影响他指挥全局。DNA 被核膜限制在细胞核内，使转录和翻译过程分隔在细胞的不同区域进行，有利于这两项重要生命活动的高效、准确。（七）练习 基础题 1.TGCCTAGAA；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
49、码同一种氨基酸，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。第 2 节 基因对性状的控制(一)问题探讨 1.水中的叶比空气中的叶要狭小细长一些。2.这两种形态的叶，其细胞的基因组成应是一样的。3.提示：为什么叶片细胞的基因组成相同，而叶片却表现出明显不同的形态？（二）资料分析 1.没有。实验证据指出了原有的中心法则所没有包含的遗传信息的可能传递途径，是对原有中心法则的补充而非否定。2.遗传信息从 RNA 流向 DNA、从 RNA 流向 RNA 的结论是确信无疑的，而从蛋白质流向蛋白质的途径是有可能存在的。（三）旁栏思考题 提示：此题旨在引导学生认识基因与生物的性状并非简单的一一对应关系。（四）批判性思维 提示：此题旨在引导学生客观全面地评价基因决定论的观点，认识到性状的形成往往是内因（基因）与外因（环境因素等）相互作用的结果。（五）技能训练 1.提示：翅的发育需要经过
