专题五 遗传的分子基础、变异与进化
1.(必修2 P42问题探讨)遗传物质应具有的特点:遗传物质必须结构________,要能储存______________,可以准确地________,将信息传递给下一代,可以指导________的合成,可发生______________等。
2.(必修2 P43相关信息)荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层________物质。无荚膜的肺炎链球菌,感染人体或动物体后,容易被________吞噬并杀灭。有荚膜的肺炎链球菌可抵抗________的吞噬,有利于细菌在宿主体内生活并繁殖。
3.(必修2 P45相关信息)在噬菌体侵染细菌的实验中,选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA标记而不用14C和3H同位素标记的原因:因为S仅存在于T2噬菌体的________中,而P几乎都存在于________分子中。用14C和3H同位素是不可行的,因为____________________________________________。
4.(必修2 P46思考·讨论T1)选用细菌或病毒作为实验材料研究遗传物质的优点:_________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
5.(必修2 P46科学方法)在对照实验中,控制自变量可以采用“________”或“__________”。在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,每个实验组特异性地去除了一种物质,从而鉴定出DNA是遗传物质,就利用了“______________”。
6.(必修2 P50图3-8)DNA的一条单链具有两个末端,一端有一个游离的________,这一端称作5'端,另一端有一个________,称作3'端。DNA的两条单链走向________,从双链的一端起始,一条单链是从5'端到3'端,另一条单链则是从3'端到5'端的。
7.(必修2 P59正文)DNA上分布着许多个基因,基因通常是有遗传效应的________片段。有些病毒的遗传物质是RNA,如艾滋病病毒等。对这类病毒而言,基因就是有遗传效应的______片段。
8.(必修2 P62非选择题T1)DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异。两种不同生物的DNA分子杂交形成杂合双链区的部位越多,说明这两种生物的亲缘关系________。
9.(必修2 P67图4-6)tRNA中含有碱基对并有________,另外—OH部位是结合氨基酸的部位,与氨基酸的羧基结合。
10.(必修2 P67思考·讨论)密码子的简并对生物体生存发展的意义:在一定程度上能防止由于______________而导致的遗传信息的改变。密码子的通用性指___________________________________________________________________。
11.(必修2 P68图4-7)核糖体沿着__________移动,方向为________________。
12.(必修2 P69小字)通常,一个mRNA分子上可以相继结合________核糖体,同时进行__________条肽链的合成。由合成的肽链的长度可推出核糖体在mRNA上的移动方向,一般核糖体上的肽链越长,则其与mRNA分子结合的时间________。
13.(必修2 P74正文)表观遗传:生物体__________________保持不变,但________和________发生可遗传变化的现象。
14.(必修2 P74相关信息)除了DNA甲基化,构成染色体的组蛋白发生__________等修饰也会影响基因的表达。
15.(必修2 P82正文)原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的,这类基因一旦____________________而导致相应蛋白质________,就可能引起细胞癌变。相反,抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡,这类基因一旦__________而导致相应蛋白质__________________,也可能引起细胞癌变。
16.(必修2 P85生物科技进展)基因编辑指对基因进行________,以改变目的基因的__________,进而进行基因治疗和物种改良。
17.(必修2 P89与社会的联系)利用单倍体植株培育新品种,能______________。育种工作者常常采用__________的方法来获得单倍体植株,然后人工诱导使这些植株的__________________,恢复到正常植株的染色体数目。用这种方法培育得到的植株,不但能够正常生殖,而且每对染色体上成对的基因都是________的,自交的后代不会发生性状分离。
18.(必修2 P90图5-7)果蝇的缺刻翅是染色体中某一片段________引起的,其棒状眼是由染色体中某一片段________引起的,染色体易位发生在________________之间。
19.(必修2 P98非选择题T3)三倍体植株进行减数分裂时染色体________,无法形成正常的生殖细胞,因此不能形成种子。但绝对不是一颗种子都没有,其原因是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
20.(必修2 P106思考·讨论T2)雷鸟在冬季来临前将羽毛换成白色的,这有利于在白雪皑皑的环境中保护自己,这是适应的__________。但如果由于干旱,冬季不下雪,这种白色羽毛则容易成为天敌的捕食目标,这是适应的________。
21.(必修2 P112正文)突变包括____________和__________。突变的有害和有利不是绝对的,这往往取决于____________。
22.(必修2 P119小字)捕食者往往捕食____________的物种,这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面,为其他物种的形成腾出空间。捕食者的存在有利于__________________。
23.(必修2 P123正文)适应是__________的结果;________是生物进化的基本单位;________________提供进化的原材料,________导致种群基因频率的定向改变,进而通过________形成新的物种;生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程;生物多样性是________的结果。
1.(必修2 P47概念检测T1)枯草杆菌具有不同类型,其中一种类型能合成组氨酸。将从这种菌中提取的某种物质,加入培养基中,培养不能合成组氨酸的枯草杆菌,结果获得了活的能合成组氨酸的枯草杆菌。这种物质可能是( )
A.多肽 B.多糖
C.组氨酸 D.DNA
2.(必修2 P47拓展应用T1)T2噬菌体侵染大肠杆菌时,只有噬菌体的DNA进入细菌的细胞中,噬菌体的蛋白质外壳留在细胞外。大肠杆菌裂解后,释放出的大量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:__________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
3.(必修2 P52概念检测T3)在含有4种碱基的DNA区段,腺嘌呤有a个,占该区段全部碱基的比例为b,则:( )
A.b≤0.5
B.b≥0.5
C.胞嘧啶为a﹙1/2b-1)
D.胞嘧啶为b﹙1/2a-1)
4.(必修2 P52拓展应用)碱基互补配对原则对遗传信息的传递的意义是____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
5.(必修2 P56拓展应用T1变式)DNA分子中发生碱基错配时,相对的两个碱基不配对形成一个较为松散的凸起,如图所示,此结构可被细胞中的相关酶系统识别,并将错配碱基去除,从而保证DNA复制的准确性。下列有关叙述中不正确的是( )
A.不配对碱基之间形成凸起结构与碱基的分子结构有关
B.出现此结构的DNA在复制时为全保留复制
C.若第一次DNA复制时错配不能被识别,此错误一般会在第二次复制时会消失
D.若第一次DNA复制时错配不能被识别,则后代DNA中有一半发生改变
6.(必修2 P56拓展应用T2)已知果蝇的基因组大小为1.8×108 bp(bp表示碱基对),真核细胞中DNA复制的速率一般为50~100 bp/s。如图为果蝇DNA的电镜照片,图中的泡状结构叫作DNA复制泡,是DNA上正在复制的部分。请你推测果蝇DNA形成多个复制泡的原因是___________________________________
___________________________________________________________________。
7.(必修2 P62选择题T1)艾弗里的实验、赫尔希和蔡斯的实验都证明DNA是遗传物质,这两个实验在设计思路上的共同点是( )
A.重组DNA片段,研究其表型效应
B.去掉DNA片段,研究其表型效应
C.设法分别研究DNA和蛋白质各自的效应
D.应用同位素标记技术,研究DNA在亲代与子代之间的传递
8.(必修2 P62非选择题T1变式)DNA分子杂交技术可比较不同生物DNA分子的差异。某人用甲、乙、丙三种生物的DNA进行杂交实验,结果如图所示,下列叙述错误的是( )
A.甲与乙的亲缘关系比甲与丙的亲缘关系近
B.若甲的DNA有4 000个碱基对,其中A占碱基总数的20%,且其中一条单链上有鸟嘌呤1 000个,则其互补链上G∶C为7∶5
C.根据DNA分子杂交原理,该实验过程涉及DNA双螺旋结构的解体和重建
D.杂合双链区的存在表示两种生物携带有部分相同的碱基序列
9.(必修2 P69拓展应用变式)红霉素、环丙沙星、利福平等抗菌药物能够抑制细菌的生长,它们的抗菌机制如下表所示。下列相关叙述正确的是( )
抗菌药物 抗菌机制
红霉素 能与核糖体结合,抑制肽链的延伸
环丙沙星 抑制细菌DNA的复制
利福平 抑制细菌RNA聚合酶的活性
A.红霉素会抑制细菌基因表达过程中的转录过程
B.环丙沙星作用于细菌有丝分裂的间期
C.利福平会直接抑制细菌中的翻译过程
D.三种抗生素所影响的过程都属于中心法则
10.(必修2 P75拓展应用T3变式)某种猫的雄性个体有两种毛色:黄色和黑色;而雌性个体有三种毛色:黄色、黑色、黑黄相间。研究表明该种猫的毛色受位于X染色体上的黑化基因B和黄化基因O控制。已知在胚胎发育过程中,无论雌雄,体细胞中只有一条有活性的X染色体,雌性的另一条X染色体失活形成巴氏小体(其上DNA碱基序列不变,但无法进行表达),而且这些细胞再分裂出来的子细胞,其巴氏小体都保持一样的失活状态。下列分析错误的是( )
A.巴氏小体形成后会影响DNA聚合酶对DNA特定区域的识别和结合
B.黑黄相间雌猫的同一细胞内不可能同时表达XB和XO
C.黑黄相间雌猫的这种遗传现象属于表观遗传
D.若一只雄猫出现了黑黄相间,则该猫的性染色体组成可能是XXY
11.(必修2 P85拓展应用变式)镰状细胞贫血是一种单基因遗传病,其红细胞呈弯曲的镰刀状,易表现出溶血性贫血,但可防止疟原虫寄生。镰状细胞贫血是由于编码血红蛋白基因的碱基序列发生替换,使得正常血红蛋白基因(HbA)突变为镰状细胞贫血基因(HbS),从而导致组成血红蛋白分子的氨基酸发生了替换。镰状细胞贫血患者(基因型为HbSHbS)会在成年之前死亡。具有一个镰状细胞贫血突变基因的杂合子(基因型为HbAHbS)能够同时合成正常和异常的血红蛋白,其血液中含有正常红细胞和部分镰刀状红细胞,在氧含量正常的情况下并不表现出镰状细胞贫血的症状,对疟疾有较强的抵抗力。
(1)基因HbA与HbS的根本区别是_______________________________________
___________________________________________________________________。
(2)编码血红蛋白基因的碱基序列发生替换属于基因突变的一种形式,除此之外,基因突变还表现为______________________。
(3)镰状细胞贫血主要流行于非洲的疟疾高发地区,可以推测当地的HbAHbA、HbSHbS和HbAHbS三种基因型的个体中,最适合当地环境的是________________,原因是____________________________________。在我国长江以北地区疟疾已不常见,可以预测这些地区______________基因的基因频率会逐渐下降。上述事例说明基因突变的有害和有利不是绝对的,往往取决于生物的________________。
(4)在非洲疟疾高发地区,镰状细胞贫血患者一般在成年之前就死亡,但是每一代总会出现大量的镰状细胞贫血患者,原因是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
12.(必修2 P91拓展应用T1)在二倍体的高等植物中,偶然会长出一些植株弱小的单倍体,这些单倍体一般不能通过有性生殖繁殖后代。单倍体是如何形成的 ________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
为什么不能繁殖后代 ________________________________________________
___________________________________________________________________。
13.(必修2 P91拓展应用T2)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,用二倍体植株作父本,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。下图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。据图回答下列问题。
(1)为什么用一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖 _________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
联系第1问,你能说出产生多倍体的基本途径吗 _________________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并不成熟的种子,请推测产生这些种子的原因。___________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)无子西瓜每年都要制种,很麻烦,有没有别的替代方法 ________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
14.(必修2 P98非选择题T2)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射线照射后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:______________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
15.(必修2 P114拓展应用T3)碳青霉烯类抗生素是治疗重度感染的一类药物。下表为2005—2008年,该类抗生素在某医院住院患者中的人均使用量,以及从患者体内分离得到的某种细菌对该类抗生素的耐药率变化。据表回答下列问题。
年份 2005 2006 2007 2008
住院患者该类抗生素的人均使用量/g 0.074 0.12 0.14 0.19
某种细菌对该类抗生素的耐药率/% 2.6 6.11 10.9 25.5
(1)你认为这种细菌耐药率的变化与抗生素的使用量之间________________(填“存在”或“不存在”)关联,依据是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)试从进化的角度解释耐药率升高的原因:____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)我国卫生部门建立了全国抗菌药物临床应用监测网和细菌耐药监测网,并要求医疗机构开展细菌耐药监测工作,建立细菌耐药预警机制。例如,当某抗菌药物的主要目标细菌耐药率超过30%时,医疗机构应及时将这一预警信息进行通报。请分析这一要求的合理性。____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
16.(必修2 P124拓展应用T1变式)对于协同进化,可以理解为一种进化机制,不同物种相互影响共同演化,这种进化机制对生物演化有重要意义;也可以理解为一种进化结果,因为我们所谈到的协同进化实例体现的是一种协同的关系,从这些实例中归纳出了协同进化理论。有学者认为,协同进化就是“生态的舞台,进化的表演”。
(1)协同进化是指____________________________之间在相互影响中不断进化和发展,进而形成生物多样性。在帕米尔高原,因低温导致植物A(2N=20)变成了植物B(4N=40),植物A和B体现了生物多样性中的________多样性。
(2)为研究捕食者在协同进化中的作用,生态学家通过实验获得了以下数据:
类别 引入捕食 者之前 适当引入捕食 者10年之后
生物中有机物的量/(kJ/·hm-2·a-1) 15 108 14 829
物种的种类数 425 451
表中数据表明,适当引入捕食者之后,生物有机物的量变化不大,但物种的种类数却增加,出现该结果的原因是捕食者往往捕食____________的物种,避免出现________________生物占绝对优势的局面,为其他物种的形成腾出空间,科学家把此现象称作“收割理论”。
(3)据调查,蝙蝠有超强的防御能力,能与数千种病毒长期共存,请用协同进化观点分析、推测:现存蝙蝠身上病毒的毒性________(填“较弱”“中等”或“较强”),其原因是_____________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
17.(必修2 P126非选择题T4)科学家对某地一种蟹的体色深浅进行了研究,结果如下图所示。不同体色的个体数量为什么会形成这样的差别呢 请提出假说进行解释。
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
18.(必修2 P126非选择题T6变式)农田开始使用杀虫剂时,对某种害虫效果显著,但随着杀虫剂的继续使用,该种害虫表现出越来越强的抗药性。请回答下列问题:
(1)这片农田中全部的该种害虫的总和称为________,这是生物进化的____________。该种害虫全部个体含有的全部基因,称为____________。
(2)害虫抗药性变异的来源属于________。尽管害虫中天然存在抗药性基因,但是开始使用杀虫剂时,对害虫杀灭效果仍然非常显著,原因在于____________________________。
(3)害虫抗药性的形成实质是________________________。
(4)上述事实说明,种群中产生的变异是________(填“定向的”或“不定向的”),经过长期的自然选择,其中不利变异被不断________,有利变异则逐渐积累,从而使种群的______________发生定向改变,导致生物朝着一定的方向缓慢地进化,因此,生物进化的方向是______________决定的。
专题五 遗传的分子基础、变异与进化
教材隐性知识
1.提示:稳定 大量的遗传信息 复制(拷贝) 蛋白质 可遗传的变异
2.提示:胶状 吞噬细胞 吞噬细胞
3.提示:蛋白质 DNA T2噬菌体的蛋白质和DNA分子中都含有这两种元素
4.提示:成分和结构简单,繁殖速度快,容易分析结果
5.提示:加法原理 减法原理 减法原理
6.提示:磷酸基团 羟基(—OH) 相反
7.提示:DNA RNA
8.提示:越近
9.提示:氢键
10.提示:碱基改变 几乎所有的生物体都共用一套密码子
11.提示:mRNA 5′端到3′端
12.提示:多个 多 越早
13.提示:基因的碱基序列 基因表达 表型
14.提示:甲基化、乙酰化
15.提示:突变或过量表达 活性过强 突变 活性减弱或失去活性
16.提示:定点“修改” 序列和功能
17.提示:明显缩短育种年限 花药(或花粉)离体培养 染色体数目加倍 纯合
18.提示:缺失 增加 非同源染色体
19.提示:联会紊乱 在进行减数分裂时,有可能形成正常的生殖细胞
20.提示:普遍性 相对性
21.提示:基因突变 染色体变异 生物的生存环境
22.提示:个体数量多 增加物种多样性
23.提示:自然选择 种群 突变和基因重组 自然选择 隔离 协同进化
课后习题改编
1.提示:D
2.提示:以亲代噬菌体的DNA为指导(利用亲代噬菌体的遗传信息),以大肠杆菌的氨基酸为原料合成的
3.提示:C
4.提示:能保证复制的准确进行,保证了遗传信息在亲子代之间准确传递
5.提示:B
6.提示:DNA分子的复制为多起点复制,可以提高复制效率,短时间内复制得到大量的DNA分子
7.提示:C
8.提示:A
9.提示:D
10.提示:A
11.提示:(1)脱氧核苷酸(或碱基)的排列顺序不同 (2)碱基的增添或缺失 (3)HbAHbS HbAHbS既不表现镰状细胞贫血,又不易患疟疾 HbS 生存环境 (4)基因型为HbAHbS的个体生存能力最强,在群体中大量存在,他们之间相互婚配,会产生基因型为HbSHbS的个体,表现为镰状细胞贫血
12.提示:单倍体是由未受精的配子发育而来 在减数分裂时联会紊乱而不能形成正常的配子,因而不能繁殖后代
13.提示:(1)用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成,从而形成四倍体西瓜植株 (2)二者杂交可以获得三倍体植株 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 (3)三倍体在进行减数分裂时,有可能形成正常的卵细胞 (4)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
14.提示:用X射线照射后的链孢霉不能在基本培养基上生长,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,所以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,说明经X射线照射后的链孢霉不能合成该种维生素
15.提示:(1)存在 随着住院患者该类抗生素人均使用量逐年增加,某种细菌对该抗生素的耐药率升高 (2)从进化的角度来看,细菌中本来就存在着抗药性的差异,抗生素的作用是对细菌进行选择,使具有抗药性的病菌存活下来,并繁殖后代,经过长时间的变异、选择,细菌的抗药性逐渐升高 (3)提醒医生控制该抗菌药物的用量,或者换用其他抗菌药物,避免主要目标菌耐药性的进一步增强
16.提示:(1)不同物种之间、生物与无机环境 物种 (2)个体数量多 一种或少数几种 (3)中等 毒性较弱的病毒会被蝙蝠免疫系统淘汰,毒性过强的病毒已经随蝙蝠的死亡而失去了繁殖的机会,只有毒性中等的、繁殖力强的病毒在与蝙蝠长期协同进化过程中保留了下来
17.提示:假说:中间体色蟹更适应环境,浅体色蟹和深体色蟹不适应环境;解释: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
18.提示:(1)种群 基本单位 种群基因库 (2)基因突变 害虫中有抗药性基因的个体占极少数(抗药性基因频率极低) (3)种群中抗药性基因频率增加 (4)不定向的 淘汰 基因频率 自然选择
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教材扫盲溯源本
专题五 遗传的分子基础、变异与进化
教材隐性知识
1.(必修2 P42问题探讨)遗传物质应具有的特点:遗传物质必须结构________,要能储存____________,可以准确地________,将信息传递给下一代,可以指导________的合成,可发生__________等。
提示:稳定 大量的遗传信息 复制(拷贝) 蛋白质 可遗传的变异
2.(必修2 P43相关信息)荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层
________物质。无荚膜的肺炎链球菌,感染人体或动物体后,容易被________吞噬并杀灭。有荚膜的肺炎链球菌可抵抗________的吞噬,有利于细菌在宿主体内生活并繁殖。
提示:胶状 吞噬细胞 吞噬细胞
3.(必修2 P45相关信息)在噬菌体侵染细菌的实验中,选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA标记而不用14C和3H同位素标记的原因:因为S仅存在于T2噬菌体的________中,而P几乎都存在于________分子中。用14C和3H同位素是不可行的,因为____________________________________________。
提示:蛋白质 DNA T2噬菌体的蛋白质和DNA分子中都含有这两种元素
4.(必修2 P46思考·讨论T1)选用细菌或病毒作为实验材料研究遗传物质的优点:_______________________________________________
_________________________________________________________。
提示:成分和结构简单,繁殖速度快,容易分析结果
5.(必修2 P46科学方法)在对照实验中,控制自变量可以采用
“________”或“__________”。在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,每个实验组特异性地去除了一种物质,从而鉴定出DNA是遗传物质,就利用了“______________”。
提示:加法原理 减法原理 减法原理
6.(必修2 P50图3-8)DNA的一条单链具有两个末端,一端有一个游离的________,这一端称作5′端,另一端有一个________,称作3′端。DNA的两条单链走向________,从双链的一端起始,一条单链是从5′端到3′端,另一条单链则是从3′端到5′端的。
提示:磷酸基团 羟基(—OH) 相反
7.(必修2 P59正文)DNA上分布着许多个基因,基因通常是有遗传效应的________片段。有些病毒的遗传物质是RNA,如艾滋病病毒等。对这类病毒而言,基因就是有遗传效应的______片段。
提示:DNA RNA
8.(必修2 P62非选择题T1)DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异。两种不同生物的DNA分子杂交形成杂合双链区的部位越多,说明这两种生物的亲缘关系________。
提示:越近
9.(必修2 P67图4-6)tRNA中含有碱基对并有______________,另外—OH部位是结合氨基酸的部位,与氨基酸的羧基结合。
提示:氢键
10.(必修2 P67思考·讨论)密码子的简并对生物体生存发展的意义:在一定程度上能防止由于______________而导致的遗传信息的改变。密码子的通用性指_________________________________________________________。
提示:碱基改变 几乎所有的生物体都共用一套密码子
11.(必修2 P68图4-7)核糖体沿着__________移动,方向为________________。
提示:mRNA 5′端到3′端
12.(必修2 P69小字)通常,一个mRNA分子上可以相继结合_______核糖体,同时进行__________条肽链的合成。由合成的肽链的长度可推出核糖体在mRNA上的移动方向,一般核糖体上的肽链越长,则其与mRNA分子结合的时间________。
提示:多个 多 越早
13.(必修2 P74正文)表观遗传:生物体__________________保持不变,但________和________发生可遗传变化的现象。
提示:基因的碱基序列 基因表达 表型
14.(必修2 P74相关信息)除了DNA甲基化,构成染色体的组蛋白发生__________等修饰也会影响基因的表达。
提示:甲基化、乙酰化
15.(必修2 P82正文)原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的,这类基因一旦____________________而导致相应蛋白质____________,就可能引起细胞癌变。相反,抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡,这类基因一旦_________而导致相应蛋白质___________,也可能引起细胞癌变。
提示:突变或过量表达 活性过强 突变 活性减弱或失去活性
16.(必修2 P85生物科技进展)基因编辑指对基因进行________,以改变目的基因的__________,进而进行基因治疗和物种改良。
提示:定点“修改” 序列和功能
17.(必修2 P89与社会的联系)利用单倍体植株培育新品种,能______________。育种工作者常常采用__________的方法来获得单倍体植株,然后人工诱导使这些植株的__________________,恢复到正常植株的染色体数目。用这种方法培育得到的植株,不但能够正常生殖,而且每对染色体上成对的基因都是________的,自交的后代不会发生性状分离。
提示:明显缩短育种年限 花药(或花粉)离体培养 染色体数目加倍 纯合
18.(必修2 P90图5-7)果蝇的缺刻翅是染色体中某一片段________引起的,其棒状眼是由染色体中某一片段________引起的,染色体易位发生在________________之间。
提示:缺失 增加 非同源染色体
19.(必修2 P98非选择题T3)三倍体植株进行减数分裂时染色体
________,无法形成正常的生殖细胞,因此不能形成种子。但绝对不是一颗种子都没有,其原因是_______________________________________________________________________________________。
提示:联会紊乱 在进行减数分裂时,有可能形成正常的生殖细胞
20.(必修2 P106思考·讨论T2)雷鸟在冬季来临前将羽毛换成白色的,这有利于在白雪皑皑的环境中保护自己,这是适应________。但如果由于干旱,冬季不下雪,这种白色羽毛则容易成为天敌的捕食目标,这是适应的________。
提示:普遍性 相对性
21.(必修2 P112正文)突变包括____________和__________。突变的有害和有利不是绝对的,这往往取决于____________。
提示:基因突变 染色体变异 生物的生存环境
22.(必修2 P119小字)捕食者往往捕食____________的物种,这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面,为其他物种的形成腾出空间。捕食者的存在有利于______________________________。
提示:个体数量多 增加物种多样性
23.(必修2 P123正文)适应是__________的结果;________是生物进化的基本单位;________________提供进化的原材料,________导致种群基因频率的定向改变,进而通过________形成新的物种;生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程;生物多样性是________的结果。
提示:自然选择 种群 突变和基因重组 自然选择 隔离 协同进化
课后习题改编
1.(必修2 P47概念检测T1)枯草杆菌具有不同类型,其中一种类型能合成组氨酸。将从这种菌中提取的某种物质,加入培养基中,培养不能合成组氨酸的枯草杆菌,结果获得了活的能合成组氨酸的枯草杆菌。这种物质可能是( )
A.多肽 B.多糖
C.组氨酸 D.DNA
提示:D
2.(必修2 P47拓展应用T1)T2噬菌体侵染大肠杆菌时,只有噬菌体的DNA进入细菌的细胞中,噬菌体的蛋白质外壳留在细胞外。大肠杆菌裂解后,释放出的大量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:___________________________________________________________________________
_________________________________________________________。
提示:以亲代噬菌体的DNA为指导(利用亲代噬菌体的遗传信息),以大肠杆菌的氨基酸为原料合成的
3.(必修2 P52概念检测T3)在含有4种碱基的DNA区段,腺嘌呤有a个,占该区段全部碱基的比例为b,则:( )
A.b≤0.5
B.b≥0.5
C.胞嘧啶为a﹙1/2b-1)
D.胞嘧啶为b﹙1/2a-1)
提示:C
4.(必修2 P52拓展应用)碱基互补配对原则对遗传信息的传递的意义是_________________________________________________________
_________________________________________________________。
提示:能保证复制的准确进行,保证了遗传信息在亲子代之间准确传递
5.(必修2 P56拓展应用T1变式)DNA分子中发生碱基错配时,相对的两个碱基不配对形成一个较为松散的凸起,如图所示,此结构可被细胞中的相关酶系统识别,并将错配碱基去除,从而保证DNA复制的准确性。下列有关叙述中不正确的是( )
A.不配对碱基之间形成凸起结构与碱基的分子结构有关
B.出现此结构的DNA在复制时为全保留复制
C.若第一次DNA复制时错配不能被识别,此错误一般会在第二次复制时会消失
D.若第一次DNA复制时错配不能被识别,则后代DNA中有一半发生改变
提示:B
6.(必修2 P56拓展应用T2)已知果蝇的基因组大小为1.8×108 bp(bp表示碱基对),真核细胞中DNA复制的速率一般为50~100 bp/s。如图为果蝇DNA的电镜照片,图中的泡状结构叫作DNA复制泡,是DNA上正在复制的部分。请你推测果蝇DNA形成多个复制泡的原因是_________________________________________________________
_________________________________________________________。
提示:DNA分子的复制为多起点复制,可以提高复制效率,短时间内复制得到大量的DNA分子
7.(必修2 P62选择题T1)艾弗里的实验、赫尔希和蔡斯的实验都证明DNA是遗传物质,这两个实验在设计思路上的共同点是( )
A.重组DNA片段,研究其表型效应
B.去掉DNA片段,研究其表型效应
C.设法分别研究DNA和蛋白质各自的效应
D.应用同位素标记技术,研究DNA在亲代与子代之间的传递
提示:C
8.(必修2 P62非选择题T1变式)DNA分子杂交技术可比较不同生物
DNA分子的差异。某人用甲、乙、丙三种生物的DNA进行杂交实验,结果如图所示,下列叙述错误的是( )
A.甲与乙的亲缘关系比甲与丙的亲缘关系近
B.若甲的DNA有4 000个碱基对,其中A占碱基总数的20%,且其中一条单链上有鸟嘌呤1 000个,则其互补链上G∶C为7∶5
C.根据DNA分子杂交原理,该实验过程涉及DNA双螺旋结构的解体和重建
D.杂合双链区的存在表示两种生物携带有部分相同的碱基序列
提示:A
9.(必修2 P69拓展应用变式)红霉素、环丙沙星、利福平等抗菌药物能够抑制细菌的生长,它们的抗菌机制如下表所示。下列相关叙述正确的是( )
抗菌药物 抗菌机制
红霉素 能与核糖体结合,抑制肽链的延伸
环丙沙星 抑制细菌DNA的复制
利福平 抑制细菌RNA聚合酶的活性
A.红霉素会抑制细菌基因表达过程中的转录过程
B.环丙沙星作用于细菌有丝分裂的间期
C.利福平会直接抑制细菌中的翻译过程
D.三种抗生素所影响的过程都属于中心法则
提示:D
10.(必修2 P75拓展应用T3变式)某种猫的雄性个体有两种毛色:黄色和黑色;而雌性个体有三种毛色:黄色、黑色、黑黄相间。研究表明该种猫的毛色受位于X染色体上的黑化基因B和黄化基因O控制。已知在胚胎发育过程中,无论雌雄,体细胞中只有一条有活性的X染色体,雌性的另一条X染色体失活形成巴氏小体(其上DNA碱基序列不变,但无法进行表达),而且这些细胞再分裂出来的子细胞,其巴氏小体都保持一样的失活状态。下列分析错误的是( )
A.巴氏小体形成后会影响DNA聚合酶对DNA特定区域的识别和结合
B.黑黄相间雌猫的同一细胞内不可能同时表达XB和XO
C.黑黄相间雌猫的这种遗传现象属于表观遗传
D.若一只雄猫出现了黑黄相间,则该猫的性染色体组成可能是XXY
提示:A
11.(必修2 P85拓展应用变式)镰状细胞贫血是一种单基因遗传病,其红细胞呈弯曲的镰刀状,易表现出溶血性贫血,但可防止疟原虫寄生。镰状细胞贫血是由于编码血红蛋白基因的碱基序列发生替换,使得正常血红蛋白基因(HbA)突变为镰状细胞贫血基因(HbS),从而导致组成血红蛋白分子的氨基酸发生了替换。镰状细胞贫血患者(基因型为HbSHbS)会在成年之前死亡。具有一个镰状细胞贫血突变基因的杂合子(基因型为HbAHbS)能够同时合成正常和异常的血红蛋白,其血液中含有正常红细胞和部分镰刀状红细胞,在氧含量正常的情况下并不表现出镰状细胞贫血的症状,对疟疾有较强的抵抗力。
(1)基因HbA与HbS的根本区别是______________________________
_________________________________________________________。
(2)编码血红蛋白基因的碱基序列发生替换属于基因突变的一种形式,除此之外,基因突变还表现为______________________。
(3)镰状细胞贫血主要流行于非洲的疟疾高发地区,可以推测当地的HbAHbA、HbSHbS和HbAHbS三种基因型的个体中,最适合当地环境的是________________,原因是______________________________________。在我国长江以北地区疟疾已不常见,可以预测这些地区__________基因的基因频率会逐渐下降。上述事例说明基因突变的有害和有利不是绝对的,往往取决于生物的________________。
(4)在非洲疟疾高发地区,镰状细胞贫血患者一般在成年之前就死亡,但是每一代总会出现大量的镰状细胞贫血患者,原因是_________________________________________________________________
_________________________________________________________。
提示:(1)脱氧核苷酸(或碱基)的排列顺序不同 (2)碱基的增添或缺失 (3)HbAHbS HbAHbS既不表现镰状细胞贫血,又不易患疟疾 HbS 生存环境 (4)基因型为HbAHbS的个体生存能力最强,在群体中大量存在,他们之间相互婚配,会产生基因型为HbSHbS的个体,表现为镰状细胞贫血
12.(必修2 P91拓展应用T1)在二倍体的高等植物中,偶然会长出一些植株弱小的单倍体,这些单倍体一般不能通过有性生殖繁殖后代。单倍体是如何形成的?___________________________________________________________________________________________。
为什么不能繁殖后代?_______________________________________
___________________________________________________________
_________________________________________________________。
提示:单倍体是由未受精的配子发育而来 在减数分裂时联会紊乱而不能形成正常的配子,因而不能繁殖后代
13.(必修2 P91拓展应用T2)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,用二倍体植株作父本,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。下图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。据图回答下列问题。
(1)为什么用一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖?
_________________________________________________________。
(2)获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交?
___________________________________________________________
_________________________________________________________。
联系第1问,你能说出产生多倍体的基本途径吗?_______________
___________________________________________________________
_________________________________________________________。
(3)有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并不成熟的种子,请推测产生这些种子的原因。_______________________________________
_________________________________________________________。
(4)无子西瓜每年都要制种,很麻烦,有没有别的替代方法?______
_________________________________________________________。
提示:(1)用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成,从而形成四倍体西瓜植株 (2)二者杂交可以获得三倍体植株 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 (3)三倍体在进行减数分裂时,有可能形成正常的卵细胞 (4)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
14.(必修2 P98非选择题T2)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射线照射后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:_______________________________________________________________________________
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___________________________________________________________
___________________________________________________________
_________________________________________________________。
提示:用X射线照射后的链孢霉不能在基本培养基上生长,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,所以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,说明经X射线照射后的链孢霉不能合成该种维生素
15.(必修2 P114拓展应用T3)碳青霉烯类抗生素是治疗重度感染的一类药物。下表为2005—2008年,该类抗生素在某医院住院患者中的人均使用量,以及从患者体内分离得到的某种细菌对该类抗生素的耐药率变化。据表回答下列问题。
年份 2005 2006 2007 2008
住院患者该类抗生素的人均使用量/g 0.074 0.12 0.14 0.19
某种细菌对该类抗生素的耐药率/% 2.6 6.11 10.9 25.5
(1)你认为这种细菌耐药率的变化与抗生素的使用量之间________________(填“存在”或“不存在”)关联,依据是_________________
___________________________________________________________
_________________________________________________________。
(2)试从进化的角度解释耐药率升高的原因:____________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
_________________________________________________________。
(3)我国卫生部门建立了全国抗菌药物临床应用监测网和细菌耐药监测网,并要求医疗机构开展细菌耐药监测工作,建立细菌耐药预警机制。例如,当某抗菌药物的主要目标细菌耐药率超过30%时,医疗机构应及时将这一预警信息进行通报。请分析这一要求的合理性。_______________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
_________________________________________________________。
提示:(1)存在 随着住院患者该类抗生素人均使用量逐年增加,某种细菌对该抗生素的耐药率升高
(2)从进化的角度来看,细菌中本来就存在着抗药性的差异,抗生素的作用是对细菌进行选择,使具有抗药性的病菌存活下来,并繁殖后代,经过长时间的变异、选择,细菌的抗药性逐渐升高 (3)提醒医生控制该抗菌药物的用量,或者换用其他抗菌药物,避免主要目标菌耐药性的进一步增强
16.(必修2 P124拓展应用T1变式)对于协同进化,可以理解为一种进化机制,不同物种相互影响共同演化,这种进化机制对生物演化有重要意义;也可以理解为一种进化结果,因为我们所谈到的协同进化实例体现的是一种协同的关系,从这些实例中归纳出了协同进化理论。有学者认为,协同进化就是“生态的舞台,进化的表演”。
(1)协同进化是指____________________________之间在相互影响中不断进化和发展,进而形成生物多样性。在帕米尔高原,因低温导致植物A(2N=20)变成了植物B(4N=40),植物A和B体现了生物多样性中的________多样性。
(2)为研究捕食者在协同进化中的作用,生态学家通过实验获得了以下数据:
类别 引入捕食者之前 适当引入捕食者10年之后
生物中有机物的量/ (kJ/·hm-2·a-1) 15 108 14 829
物种的种类数 425 451
表中数据表明,适当引入捕食者之后,生物有机物的量变化不大,但物种的种类数却增加,出现该结果的原因是捕食者往往捕食
____________的物种,避免出现________________生物占绝对优势的局面,为其他物种的形成腾出空间,科学家把此现象称作“收割理论”。
(3)据调查,蝙蝠有超强的防御能力,能与数千种病毒长期共存,请用协同进化观点分析、推测:现存蝙蝠身上病毒的毒性________(填“较弱”“中等”或“较强”),其原因是_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________。
提示:(1)不同物种之间、生物与无机环境 物种 (2)个体数量多 一种或少数几种 (3)中等 毒性较弱的病毒会被蝙蝠免疫系统淘汰,毒性过强的病毒已经随蝙蝠的死亡而失去了繁殖的机会,只有毒性中等的、繁殖力强的病毒在与蝙蝠长期协同进化过程中保留了下来
17.(必修2 P126非选择题T4)科学家对某地一种蟹的体色深浅进行了研究,结果如下图所示。不同体色的个体数量为什么会形成这样的差别呢?请提出假说进行解释。
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
_________________________________________________________。
提示:假说:中间体色蟹更适应环境,浅体色蟹和深体色蟹不适应环境;解释: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
18.(必修2 P126非选择题T6变式)农田开始使用杀虫剂时,对某种害虫效果显著,但随着杀虫剂的继续使用,该种害虫表现出越来越强的抗药性。请回答下列问题:
(1)这片农田中全部的该种害虫的总和称为__________,这是生物进化的____________。该种害虫全部个体含有的全部基因,称为____________。
(2)害虫抗药性变异的来源属于________。尽管害虫中天然存在抗药性基因,但是开始使用杀虫剂时,对害虫杀灭效果仍然非常显著,原因在于
____________________________。
(3)害虫抗药性的形成实质是________________________。
(4)上述事实说明,种群中产生的变异是______(填“定向的”或“不定向的”),经过长期的自然选择,其中不利变异被不断________,有利变异则逐渐积累,从而使种群的___________发生定向改变,导致生物朝着一定的方向缓慢地进化,因此,生物进化的方向是_____________决定的。
提示:(1)种群 基本单位 种群基因库 (2)基因突变 害虫中有抗药性基因的个体占极少数(抗药性基因频率极低) (3)种群中抗药性基因频率增加 (4)不定向的 淘汰 基因频率 自然选择
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