高中生物浙科版（2019）必修2全套学案（17份打包，2份无答案）

适应是自然选择的结果
【学习目标】
1．概述自然选择是生物进化的动力。
2．举例说明种群基因频率的平衡。
3．简述影响基因频率变化的因素。
4．举例说明自然选择导致生物的适应。
5．举例说出异地的和同地的物种的形成过程。
【学习重点】
种群基因频率的平衡和影响基因频率变化的因素。
【学习难点】
进化论角度解释生物的多样性与统一性。
【学习过程】
种群的变异性与种群基因频率
一、基础梳理
1．种群的变异性
（1）生物进化的前提
种群中普遍存在可遗传变异是自然选择的前提，也是生物进化的前提。
（2）变异的结果
①生物通过变异产生新的基因，通过基因重组产生形形色色的基因型。
②在有性生殖生物的种群中，除了同卵孪生兄弟（姐妹）外，每个个体在遗传上都是独特的和有差异的。
2．种群基因频率的平衡和变化
（1）基因库
一个生物种群的全部等位基因的总和称为基因库。
（2）基因频率
在种群中，某一个等位基因的数目占这个基因可能出现的所有等位基因总数的比例，即为基因频率。
（3）基因型频率
每种基因型个体数占种群总个体数的比例就叫做基因型频率。
（4）遗传平衡定律
①概念：在一个大的随机交配的种群里，基因频率和基因型频率在没有迁移、突变、选择的情况下，世代相传不发生变化，这就是遗传平衡定律，也称哈迪—温伯格定律。
②打破平衡使种群基因频率发生变动的因素：
A．突变；B．基因迁移；C．遗传漂变；D．非随机交配；E．自然选择。
二、合作探讨
探讨：环境改变使生物产生适应性的变异，这句话符合现代生物进化理论的观点吗？
提示：不符合，变异是不定向的，选择是定向的。
探讨：基因突变和基因重组对种群遗传组成的影响一样吗？试分析原因。
提示：二者都对种群遗传组成产生影响，但影响角度不一样。只有基因突变才能出现新基因，才能丰富基因库，改变基因频率，从而影响种群的遗传组成；基因重组不能产生新基因，只能增加基因型的种类，以此来影响种群的遗传组成。
探讨：一个鼠的种群中，可育基因a突变成了不育基因A，这对种群基因频率有何影响？
提示：开始时出现A基因，a基因频率下降，但长期看影响不大。
探讨：在对某厂职工进行遗传学调查时发现，在男女各400名职工中，女性色盲基因的携带者为30人，患者为10人，男性患者为22人。那么这个群体中色盲基因的频率为多少？
提示：色盲基因频率＝×100%
＝×100%＝6%。
三、思维升华
1．可遗传的变异为生物进化提供了原材料
每一个基因发生基因突变的频率虽然很低，但由于每个生物个体所含的基因数是一个非常巨大的数目，因此基因突变对个体来说不是稀有的，况且生物进化的单位是种群，生物进化是一个漫长的积累过程，即突变→等位基因→基因重组→大量的变异。可见，突变和基因重组为生物进化、物种形成提供了丰富的原材料。
2．遗传平衡定律
（1）满足条件
①没有突变发生；
②没有基因迁移；
③没有遗传漂变；
④种群中个体间的交配是随机的；
⑤没有自然选择。
（2）公式及解析
在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有一对（A、a）时，设p代表A基因的频率，q代表a基因的频率，则：
（p＋q）2＝p2＋2pq＋q2＝1．
其中p2是AA（纯合子）基因型的频率，2pq是Aa（杂合子）基因型的频率，q2是aa（纯合子）基因型的频率。
实例：AA的基因型频率为m，则A的基因频率为。
3．影响遗传平衡的因素
影响因素
具体内容
突变
基因迁移
遗传漂变
非随机交配
自然选择
4．基因频率和基因型频率的计算方法
（1）已知基因型的个体数计算基因频率
某基因频率＝×100%
例如：A的基因频率＝×100%。
（2）已知基因型频率求基因频率
计算公式：一对等位基因中某基因的频率＝该基因纯合子的基因型频率＋1/2杂合子的基因型频率
例如：A的基因频率＝AA的基因型频率＋1/2Aa的基因型频率。
5．X染色体上基因的基因频率计算
Xb的基因频率＝×100%。
选择是进化的动力
一、基础梳理
1．生物进化性变化的前提条件
个体间存在可遗传的变异。
2．人工选择
3．自然选择
4．自然选择的意义
达尔文认为自然选择是进化的一个重要的动力和机制。
二、合作探讨
探讨：在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表现型？简要说明原因。
提示：直接受选择的是表现型，例如，天敌看到的是性状，而不是控制性状的基因。
探讨：自然选择是生物进化的唯一因素吗？
提示：不是。比如：基因突变也是生物进化的因素。
三、思维升华
1．人工选择与自然选择的比较
人工选择
自然选择
选择因素
人
自然环境
选择对象
家养生物
自然界中的生物
选择目的
满足人们需要
适应当地环境
选择手段
人工挑选
生存斗争
进化速度
较快
十分缓慢
结果
培育出人类需要的新品种
优胜劣汰，适者生存
2．自然选择的几个问题
（1）选择的对象：从分子水平上，自然选择实质上是对变异所对应的基因的选择，从而改变着种群中不同基因的基因频率。
（2）选择的因素：对生物的变异起选择作用的是个体所处的自然环境。
（3）选择的手段：生物繁殖产生的大量后代与有限生活条件之间的矛盾，必然引起并加剧生存斗争。通过生存斗争，使少数具有有利变异的生物个体生存下来，从而完成一次自然对生物的选择。
（4）选择的结果：自然选择选择了与环境相适应的变异类型。自然选择决定着生物进化的方向，因而生物进化是定向的。
现代生物进化理论的科学解释
一、基础梳理
1．自然选择导致适应
（1）适应
是生物特有的一种现象，生命的结构及功能、行为、生活方式有助于该生物在一定环境条件下生存和延续，称为适应。
（2）自然选择导致生物产生适应现象
①证据：曼彻斯特地区的两种不同表现型桦尺蠖蛾，在工业污染前后数量的变化。
②实质：这是一种适应性进化，这种进化性变化是自然选择所造成的。
③适应的原因例析
（3）自然选择的结果
保留有利变异，淘汰不利变异，而且能使有利变异积累起来。
2．异地的和同地的物种形成
（1）异地的物种形成
①原因
②物种形成过程
因两个种群彼此处于隔离状态而不能进行基因交流，随着时间的推移，种群间的遗传差异积累，最后达到种群间完全的生殖隔离。
③过程图解
（2）同地的物种形成
①途径一
A．原因：二倍体植物，在形成配子时，经减数分裂形成染色体数目减半的配子，若减数分裂失败，代之以一次有丝分裂，染色体数目没有减半，形成了二倍体配子。
B．过程：二倍体植物在异常情况下形成的雌雄二倍体配子融合后形成四倍体合子发育为成熟植株，并借助自花授粉来繁殖。
②途径二
用秋水仙素处理植物的分生组织，形成多倍体。
③结论
形成的新的四倍体植物相对于二倍体亲本来说，是一个新的物种。
二、合作探讨
探讨：物种的形成是否必须要经过隔离？是否必须要经过环境隔离？
提示：必须要经过隔离，但可以不经过环境隔离。
探讨：如何判断两种动物是否是同一物种？
提示：设计杂交实验，看是否能产生可育后代，即是否存在生殖隔离。
探讨：生物的进化是否一定会形成新的物种？
提示：不一定，关键看是否产生生殖隔离。
三、思维升华
1．环境隔离和生殖隔离的比较
（1）图中A属于环境隔离，一旦发生某种地质变化，两个分开的小种群重新相遇，可以再融合在一起。
（2）图中B属于生殖隔离，一旦形成就保持物种间基因的不可交流性，从而保证了物种的相对稳定。
环境隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变阶段。
2．物种形成与生物进化的关系
内容
物种形成
生物进化
标志
生殖隔离出现
基因频率改变
变化后生物与原生物关系
属于不同物种
可能属于一个物种
二者关系
生物进化的实质是基因频率改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，生物进化不一定导致新物种的形成
【课时训练】
1．下列与生物进化相关的描述，正确的是（　　）
A．进化总是由突变引起的
B．进化时基因频率总是变化的
C．变异个体总是适应环境的
D．进化改变的是个体而不是群体
2．果蝇的体色由常染色体上一对等位基因控制，基因型BB、Bb为灰身，bb为黑身。若人为地组成一个群体，其中80%为BB的个体，20%为bb的个体，群体随机交配，其子代的Bb的比例是（　　）
A．25%
B．32%
C．50%
D．64%
3．达尔文在加拉帕戈斯群岛上发现几种地雀分别分布于不同的岛屿上，用现代生物进化理论解释正确的是（　　）
A．同一种地雀→地理障碍→自然选择→生殖隔离→不同种地雀
B．不同种地雀→地理障碍→自然选择→不同种地雀
C．同一种地雀→自然选择→地理障碍→生殖隔离→不同种地雀
D．同一种地雀→地理障碍→生殖隔离→不同种地雀
4．达尔文在环球考察时，在南美洲的加拉帕戈斯群岛上观察到的嘲鸫，它们的大小和喙各不相同，栖息场所和食物也不相同，其种间杂交一般不育，据研究，它们是由一种嘲鸫进化而来的。
（1）这些鸟的祖先由于偶然原因从南美大陆迁来，它们逐渐分布到各个岛上，各个岛上的嘲鸫被海洋隔开不能交配，这就阻止了种群间的_______，但此时它们之间由于没有产生_______，因此没有形成新的物种。后来由于_______的作用，种群之间的性状发生_______，经过漫长进化逐渐产生了_______，便形成了不同品种的嘲鸫，产生了_______。
（2）这些岛屿上的嘲鸫虽然在形态、食性等方面有所差异，但它们来自同一种嘲鸫，因此在_______和_______上具有_______的模式。
参考答案
【课时训练】
1．【解析】　突变和基因重组为进化提供了原材料，基因突变是不定向的，自然选择导致基因频率发生定向变化，决定了进化的方向。进化的结果是使种群的适应性进一步增强。在进化过程中，种群的基因频率是处于不断变化中的。
【答案】　B
2．【解析】　运用遗传平衡的表达式：（p＋q）2＝p2＋2pq＋q2＝1，因p＝0.8，q＝0.2，则Bb的比例＝2pq＝2×0.8×0.2＝0.32．
【答案】　B
3．【解析】　始属同一物种的地雀被迁来后分布于不同的岛屿上且被海洋隔开，这样不同种群间形成地理障碍，在自然选择作用下，使不同种群的地雀的基因频率的改变也不同，最终使这些种群的基因库形成明显的差异，并逐步出现生殖隔离，这标志着不同物种的地雀形成了。
【答案】　A
4．【解析】　（1）由于地理障碍，致使各个岛上的嘲鸫无法进行自由交配即种群间的基因交流，由于长期的自然选择，各个岛屿上的环境条件不同，原本相同的嘲鸫发生的变异不同，最终由于生殖隔离，形成了新的物种。
（2）岛屿上的嘲鸫最终起源于共同的原始的祖先，即它们既存在多样性，又有在结构与功能上的统一模式。
【答案】　（1）基因交流　生殖隔离　自然选择　分歧　生殖隔离　新物种
（2）结构　功能　统一
1
/
1遗传信息编码在DNA分子上
【学习目标】
1．掌握DNA分子的化学组成、碱基配对原则。
2．掌握DNA分子的双螺旋结构及其特点。
【学习重点】
1．掌握DNA分子的双螺旋结构与特点
2．理解碱基互补配对原则
【学习难点】
1．掌握DNA分子的双螺旋结构
2．通过前面的学习，我们知道生物的遗传物质主要是DNA，细胞生物和部分病毒的遗传物质都是DNA．那么DNA究竟具有怎样的结构呢？如上图是坐落于北京中关村高科技园区的DNA雕像和雅典奥运会中关于人类发现DNA的过程，这就是科学家模拟的DNA模型，下面就让我们重温科学家构建DNA模型的研究历程，分析DNA的结构特点。
【学习过程】
一、DNA分子的结构和特点
1．基本单位
2．双螺旋结构模型
（1）该模型的构建者：美国学者沃森和英国学者克里克。
（2）写出图中①②③④的结构名称。
①A，②G，③腺嘌呤脱氧核苷酸，④氢键。
3．DNA分子结构的主要特点
（1）两条链反向平行：脱氧核糖与磷酸基团交替连接形成主链的基本骨架，排列在外侧；碱基排列在内侧。
（2）碱基互补配对原则：一条链上的A总与另一条链上的T配对，之间形成2个氢键；一条链上的G总与另一条链上的C配对，之间形成3个氢键。
（3）卡伽夫法则：在DNA分子中，A＝T，G＝C，有A＋G＝T＋C，但A＋T不一定等于G＋C．
方法链接　DNA结构的“五、四、三、二、一”记忆
五种元素：C、H、O、N、P；
四种碱基：A、G、C、T，相应地有四种脱氧核苷酸；
三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基；
二条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链；
一种螺旋：规则的双螺旋结构。
如图是DNA片段的结构图，请据图回答下列问题：
1．图中的[1]、[2]、[5]、[7]的名称分别是什么？
答案　[1]为碱基对、[2]为一条脱氧核苷酸单链片段、[5]为腺嘌呤脱氧核苷酸、[7]为氢键。
2．两条链之间的碱基是怎样结合的？配对有什么规律？
答案　DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对；且有一定规律：A与T配对，G与C配对。
3．结构[2]中的相邻碱基C和A是如何连接的？
答案　连接方式为：C—脱氧核糖—磷酸基团—脱氧核糖—A．
4．该片段中，游离的磷酸基团有几个？
答案　2个。
5．现有M、N两个均含有200个碱基的双链DNA分子，其中M分子中共有260个氢键，N分子中含有20个腺嘌呤，那么M分子中有C—G碱基对多少个？这两个DNA分子中哪个结构更稳定？
分析　假设M分子只有A、T两种碱基，则200个碱基形成100个碱基对，含有200个氢键，而实际上有260个氢键，即G—C碱基对共60个。N分子中A－T碱基对有20个，则G—C碱基对有80个，氢键共有20×2＋80×3＝280个，氢键越多的DNA分子越稳定。
答案　M分子中C—G碱基对共60个；N分子更稳定。
知识整合　DNA中两条链反向平行，每条链有一个游离的磷酸基团；一条链内的相邻碱基由脱氧核糖—磷酸基团－脱氧核糖连接；两条链之间的碱基由氢键连接形成碱基对，A—T之间有2个氢键，G—C之间有3个氢键；相同长度的DNA分子，G—C碱基对越多，氢键越多，DNA分子越稳定。
1．下面对DNA结构的叙述中，错误的一项是（　　）
A．DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧
B．DNA分子中的两条链反向平行
C．DNA分子中氢键数目和碱基数目一定相等
D．DNA分子中碱基之间一一对应配对的关系是碱基互补配对原则
答案　C
解析　在DNA分子中，A＝T、G＝C，脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在DNA外侧，共同构成DNA分子的基本骨架；DNA分子两条链反向平行；A－T间是2个氢键，G－C间是3个氢键，氢键数目和碱基数目不相等。
2．如图是一个DNA分子的片段，从图中不能得到的信息是（　　）
A．DNA是双螺旋结构
B．碱基严格互补配对
C．嘌呤数等于嘧啶数
D．两条脱氧核苷酸链反向平行
答案　D
解析　由图示可以看出，DNA是双螺旋结构，且两条链之间碱基严格互补配对，即嘌呤数等于嘧啶数；从题中不能看出两条链的方向。
知识整合　DNA分子特性
（1）相对稳定性：DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。
（2）多样性：不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同，排列顺序多种多样。若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种。
（3）特异性：每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。
二、制作DNA双螺旋结构模型及有关计算规律
1．制作DNA双螺旋结构模型
（1）原理：DNA分子双螺旋结构的主要特点。
（2）实验目的：通过制作DNA双螺旋结构模型，加深对DNA分子结构特点的理解和认识。
（3）制作步骤
选择材料制作若干个磷酸、脱氧核糖、碱基
↓连接
多个脱氧核苷酸
↓连接
脱氧核苷酸长链
↓形成
一个DNA分子
↓
DNA双螺旋结构
（4）注意事项
①选材时，用不同形状、不同大小和颜色的材料分别代表脱氧核糖、磷酸和不同的碱基。
②要选用有一定强度和韧性的支架和连接材料。
2．DNA分子双螺旋结构模型的计算规律
（1）在双链DNA片段中，腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶相等，即A＝T，G＝C．因此，嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A＋G＝T＋C．
（2）的值在不同DNA分子中是不同的，是DNA分子多样性和特异性的表现。
（3）在一个双链DNA分子中，脱氧核糖、磷酸和含氮碱基的数量比例为1∶1∶1．
（4）DNA分子中共有4种类型的碱基对，若某个DNA分子具有n个碱基对，则DNA分子可有4n种组合方式。
结合DNA分子双螺旋结构模型的特点，分析：
1．设在双链DNA分子中的1号链上A1＋T1＝n%，则2号链上A2＋T2的比例为多少？整个DNA分子中A＋T的比例又是多少？据此，你有什么结论？
分析　因为A1＝T2，A2＝T1，则：A1＋T1＝T2＋A2＝n%。整个DNA分子中：A＋T＝n%。即在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。
答案　T2＋A2＝n%；整个DNA分子中：A＋T＝n%；互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。
2．若1号链上：＝m，则2号链上的比例为多少？在整个DNA分子中，该比值又是多少？据此，你有什么结论？
分析　＝＝m，所以互补链上＝。即在双链DNA分子中，非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中，该比值是1．
答案　＝；在双链DNA分子中，非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数，整个DNA分子中，该比值是1．
知识整合　双链DNA分子中配对碱基之和的比值在两条单链和整个DNA分子中都相等；不配对的碱基之和的比值在两条单链中互为倒数，整个DNA分子中为1．
3．下图表示某同学制作的DNA双螺旋结构模型的一个片段。其中存在的错误有（　　）
A．3处
B．5处
C．7处
D．8处
答案　C
解析　制作DNA双螺旋结构模型，应选用脱氧核糖、腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶，图中4个核糖错误，应该换成脱氧核糖，尿嘧啶应该换成胸腺嘧啶，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间氢键数应该换成2个，胞嘧啶和鸟嘌呤之间氢键数应该换成3个，故共7处错误。
4．某DNA分子中A＋T占整个DNA分子碱基总数的44%，其中一条链（a）上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链（b）上的G占该链碱基总数的比例是（　　）
A．35%
B．29%
C．28%
D．21%
答案　A
解析　整个DNA分子中的A＋T占整个DNA碱基总数的44%，则G＋C占整个DNA碱基总数的56%，又因为其中一条链（a）上的G占该链碱基总数的21%，所以与G对应的互补链（b）上的C占b链碱基总数的21%，则G（a链上）＋C（b链上）占DNA分子碱基总数的21%。因为总的G＋C占整个DNA分子碱基总数的56%，所以G（b链上）＋C（a链上）占DNA整个分子碱基总数的35%，推得G占b链碱基总数的35%，所以答案选A．
易错提醒　进行碱基计算时要注意以下几点
（1）单位是“对”还是“个”，这方面往往带来数据成倍的错误。
（2）注意提供的数据是DNA双链还是DNA的一条单链。
（3）解题时最好画一下简图，比较直观，减少因为思路不清引起的错误。
【课堂小结】
【随堂检测】
1．根据碱基互补配对原则，以下碱基配对正确的是（　　）
A．G与T
B．A与A
C．U与T
D．G与C
答案　D
解析　根据碱基互补配对原则：A与T配对、G与C配对。
2．关于DNA分子结构的叙述，正确的是（　　）
A．组成双链DNA分子的脱氧核苷酸可以只有1种
B．绝大多数核糖上均连着两个磷酸和一个碱基
C．双链DNA分子中，碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的
D．双链DNA分子中，A＋T＝G＋C
答案　C
解析　根据碱基互补配对原则，组成双链DNA分子的脱氧核苷酸至少有2种，其中的五碳糖为脱氧核糖；位于DNA分子长链结束部位的每个脱氧核糖上只连着一个磷酸和一个碱基；双链DNA分子中，碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的；双链DNA分子中，根据碱基互补配对原则，有A＋G＝T＋C．
3．下图为某同学在学习了DNA分子的结构后画的含有两个碱基对的DNA分子片段（其中○代表磷酸基团），下列为几位同学对此图的评价，其中正确的是（　　）
A．甲说：该图没有什么物质和结构上的错误
B．乙说：该图有一处错误，就是U应改为T
C．丙说：该图中核糖应改为脱氧核糖
D．丁说：如果他画的是双链RNA分子，则该图就是正确的
答案　C
解析　该同学要画的为DNA分子结构图，图中的错误：五碳糖应为脱氧核糖；碱基不应含尿嘧啶（U）；磷酸与磷酸之间无化学键的连接，磷酸应与脱氧核糖交替连接。
4．DNA的一条单链中（A＋G）/（T＋C）＝0.4．上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别为（　　）
A．0.4、0.6
B．2．5、1．0
C．0.4、0.4
D．0.6、1．0
答案　B
解析　根据碱基互补配对原则，在整个DNA分子中，因为A＝T，G＝C，所以（A＋G）/（T＋C）的比值为1.0.在双链DNA分子中，一条链上的（A＋G）/（T＋C）与另一条链上（T＋C）/（A＋G）相等为0.4，因而互补链中（A＋G）/（T＋C）＝2.5．
5．下面图甲是用DNA测序仪测出的某DNA片段上一条脱氧核苷酸链中的碱基排列顺序（TGCGTATTGG），请回答下列问题：
（1）据图甲推测，此DNA片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是________个。
（2）根据图甲中脱氧核苷酸链中的碱基排列顺序，推测图乙中显示的脱氧核苷酸链的碱基排列顺序为____________________（从上往下）。
（3）图甲所显示的DNA片段与图乙所显示的DNA片段中的（A＋G）/（T＋C）总是为________，由此证明DNA分子中碱基的数量关系是______________。图甲中的DNA片段与图乙中的DNA片段中的A/G分别为________、________，由此说明了DNA分子具有特异性。
答案　（1）5　（2）CCAGTGCGCC　（3）1　嘌呤数等于嘧啶数　1　1/4
解析　（1）图甲中显示的一条链上鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是4个，胞嘧啶脱氧核苷酸的数量是1个，根据碱基互补配对原则，其互补链上还有1个鸟嘌呤脱氧核苷酸。（2）看清楚图甲中各列所示的碱基种类是读出脱氧核苷酸链碱基序列的关键。（3）在双链DNA分子中，因为碱基互补配对，所以嘌呤数等于嘧啶数；不同的DNA分子中（A＋T）/（G＋C）、A/G、T/C是不同的，体现了DNA分子的特异性。
【课时作业】
[学考达标]
1．有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构中有一个腺嘌呤，则它的其他组成应是（　　）
A．三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶
B．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胞嘧啶
C．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶
D．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个尿嘧啶
答案　C
解析　根据碱基互补配对原则可知，另一个碱基为T，两个脱氧核苷酸含有两个磷酸和两个脱氧核糖。
2．下面为DNA分子的结构示意图，对该图的正确描述是（　　）
A．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架
B．①②③构成胞嘧啶脱氧核苷酸
C．④占的比例越大，DNA分子越稳定
D．DNA分子中⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T
答案　D
解析　DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的，A错误；胞嘧啶脱氧核苷酸由②③⑨组成，B错误；④是A与T之间的氢键，G、C含量越多，DNA分子越稳定，C错误；根据碱基互补配对原则，⑤、⑥、⑦、⑧依次代表A、G、C、T，D正确。
3．以下四个双链DNA分子中，稳定性最差的是（　　）
A．A占25%
B．T占30%
C．G占25%
D．C占30%
答案　B
解析　DNA分子结构稳定性表现在相对稳定的双螺旋结构；碱基对通过氢键连接，氢键含量越高，稳定性越强；根据碱基互补配对原则可计算四个双链DNA分子中含G≡C碱基对最少的稳定性最差。A项中G＋C＝50%；B项中G＋C＝40%；C项中G＋C＝50%；D项中G＋C＝60%。
4．由50个脱氧核苷酸构成的DNA分子，按其碱基对的排列顺序不同，可分为多少种，说明了DNA分子的什么特性（　　）
①504种　②450种　③425种　④遗传性　⑤多样性　⑥特异性
A．①④
B．②⑤
C．②⑥
D．③⑤
答案　D
解析　一个DNA分子中碱基对的排列方式有4n种（其中n为碱基对的数目），体现了DNA分子的多样性。
5．在DNA分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表A和G，用另一长度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型（　　）
A．粗细相同，因为嘌呤环必定与嘧啶环互补
B．粗细相同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸相似
C．粗细不同，因为嘌呤环不一定与嘧啶环互补
D．粗细不同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸不同
答案　A
解析　A和G都是嘌呤碱基，C和T都是嘧啶碱基，在DNA分子中，总是A＝T，G＝C，依题意，用一种长度的塑料片代表A和G，用另一长度的塑料片代表C和T，则DNA的粗细相同。
6．下列关于双链DNA的叙述，不正确的是（　　）
A．若一条链上A和T的数目相等，则另一条链上的A和T数目也相等
B．若一条链上A的数目大于T，则另一条链上A的数目小于T
C．若一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4
D．若一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链上A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3
答案　C
解析　根据DNA双螺旋结构中的碱基互补配对原则，即A对T，G对C，由此推测两条链上互补碱基的数量关系是A＝T，G＝C．若一条链上A和T的数目相等，则另一条链上的A和T的数目也相等，A项正确；若一条链上A的数目大于T，则另一条链上A的数目小于T，B项正确；若一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，对应出另一条链上T∶A∶C∶G＝1∶2∶3∶4，调整为A∶T∶G∶C的顺序，应等于2∶1∶4∶3，C项错误，D项正确。
[高考提能]
7．关于下图DNA分子片段的说法不正确的是（　　）
A．①所指的碱基代表鸟嘌呤
B．②所指的碱基是DNA分子中特有的
C．③代表碱基互补配对形成的氢键
D．DNA分子片段中A—T碱基对含量越高，DNA分子结构越稳定
答案　D
解析　图中①所指碱基为鸟嘌呤（G），②所指碱基为胸腺嘧啶（T），T是DNA特有的，A、B正确；③代表氢键，C正确；DNA分子中A—T碱基对有2个氢键，G—C碱基对有3个氢键，若G—C碱基对含量越高，则DNA分子结构越稳定，D错误。
8．某双链DNA分子含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该DNA分子（　　）
A．含有4个游离的磷酸基团
B．含有腺嘌呤脱氧核苷酸20个
C．四种含氮碱基A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7
D．碱基排列方式共有4100种
答案　C
解析　一个双链DNA分子中含有2个游离的磷酸基团，故A错误；由一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，计算得一条链上100个碱基中含A、T、G、C依次是10、20、30、40，另一条链上含A、T、G、C则依次是20、10、40、30，故该DNA中含腺嘌呤脱氧核苷酸数为10＋20＝30个，故B项错误；四种含氮碱基的比例是A∶T∶G∶C＝（10＋20）∶（20＋10）∶（30＋40）∶（40＋30）＝3∶3∶7∶7，故C项正确；含200个碱基的DNA不考虑每种碱基比例关系的情况下，可能的碱基排列方式共有4100种。但因碱基数量比例已确定，故碱基排列方式肯定少于4100种，且一个DNA分子只有一种特定的碱基排列顺序，故D项错误。
9．细胞内某一DNA片段中有30%的碱基为A，则该片段中（　　）
A．G的含量为30%
B．U的含量为30%
C．嘌呤含量为50%
D．嘧啶含量为40%
答案　C
解析　因在DNA分子双链间只有A－T和G－C碱基对，故A＝T＝30%，G＝C＝20%，A＋G＝50%，T＋C＝50%。
10.经检测得知，一双链DNA分子中鸟嘌呤的数目为x，其占碱基总数量的比例是y，以下推断正确的是（　　）
A．与鸟嘌呤互补的碱基比例是1－y
B．该DNA分子的嘌呤和嘧啶的比例是
C．该DNA分子的碱基之间的氢键数是
D．与鸟嘌呤不互补的碱基数目是
答案　D
解析　由题意可知，G、C数量都为x，所占比例都为y；A、T所占比例都为1/2－y，数量都为＝－x。A项，与鸟嘌呤互补的碱基比例是y；B项，该DNA分子的嘌呤和嘧啶的比例是1；C项，G、C之间有三个氢键，A、T之间有两个氢键，该DNA分子的碱基之间的氢键数是3x＋2（－x）＝x＋；D项，A、T与鸟嘌呤不互补，其数目为。
11．下列是一组有关双链DNA分子中含氮碱基的问题，请回答：
（1）若A占20%，则G占________。
（2）若双链DNA中A占20%，且一条链中的A占20%，则此链中C所占比例的最大值是________。
（3）一条链中（A＋C）/（T＋G）＝0.4，互补链中的此值是________。
（4）一条链中（A＋T）/（C＋G）＝0.4，互补链中的此值是________。
（5）若A有P个，占全部碱基数的20%，则该DNA分子中的G有________个。
答案　（1）30%　（2）60%　（3）2．5　（4）0.4　（5）1．5P
解析　（1）由双链DNA分子的嘌呤碱基数占总碱基数的一半可知：A＋G＝50%，因而G占30%。（2）由双链DNA分子中A占20%可知：该DNA分子中（A＋T）占40%，（C＋G）占60%，对任意一条链而言，某种碱基所占比例的最大值即该对碱基所占的比例，因而，C最多占该链的60%。（3）由双链DNA中，一条链中的与另一条链中的该比值互为倒数可知：其互补链中的＝＝2.5．（4）由于双链DNA及任意一条链中的为一定值，可知其互补链中的＝0.4．（5）若A有P个，占全部碱基数的20%，则DNA分子的总碱基数为＝5P（个），而由双链DNA分子的嘌呤碱基数占总碱基数的一半可知：G占总碱基数的50%－20%＝30%，则G有5P×30%＝1.5P（个）。
12．下图是制作DNA双螺旋结构模型的过程图，请回答下面的问题。
（1）在制作模型前进行的设计中，甲处应考虑具备_________种材料，它们分别是________________________；其中五边形材料表示________。
（2）乙表示的物质是________，a位置的元素是______。制作一个乙用到了________种材料。
（3）由乙连接成丙的过程，需考虑的主要有：两条链中五边形材料的顶角应呈________（填“同向”或“反向”）关系；若一条链的下端是磷酸，则另一条链的上端应该是______，这样制作的目的是体现DNA双链__________的特点。
（4）随机将班里某两位同学制作的单链连接成双链，不合理的地方最可能是_______________
________________________________________________。
（5）丙到丁过程体现了DNA分子________的特点，丁中排在外侧的物质是_____________。
答案　（1）6　磷酸、脱氧核糖、四种碱基　脱氧核糖　（2）脱氧核苷酸　氧　3　（3）反向　磷酸　反向平行　（4）双链间的碱基配对不遵循碱基互补原则　（5）（双）螺旋　交替连接的脱氧核糖和磷酸
13．已知大多数生物的DNA是双链的，但也有个别生物的DNA是单链的。有人从两种生物中提取出DNA，分析它们的碱基比例如下，请据表分析下列问题：
生物
A
T
C
G
甲
25
33
19
21
乙
31
31
19
19
（1）从生物________的碱基比例来看，它的DNA分子的结构应为________链，是极少数病毒具有的。
（2）从生物________的碱基比例来看，它代表着大多数生物种类DNA分子的结构，其碱基构成特点为__________________。
（3）现有四种DNA样品，根据样品中碱基的百分含量判断最有可能来自嗜热菌（生活在高温环境中）的是（　　）
A．含胸腺嘧啶32%的样品
B．含腺嘌呤17%的样品
C．含腺嘌呤30%的样品
D．含胞嘧啶15%的样品
答案　（1）甲　单　（2）乙　A＝T、G＝C　（3）B
解析　双链DNA分子的两条链之间由氢键相连，碱基之间的连接遵循碱基互补配对原则，即A＝T，G＝C，若A≠T，G≠C，则说明该DNA分子不是双链，而是单链。DNA分子双螺旋结构中，A与T之间可以形成2个氢键，而G与C之间可以形成3个氢键，3个氢键稳定性强，因此，G和C含量多的生物，稳定性大于G与C含量少的生物。
[真题体验]
14．在DNA分子模型的搭建实验中，若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含
10对碱基（A有6个）的DNA双链片段，那么使用的订书钉个数为（　　）
A．58
B．78
C．82
D．88
答案　C
解析　构成一个脱氧核苷酸需要2个订书钉，20个脱氧核苷酸总共需要40个；一条DNA单链需要9个订书钉连接，两条链共需要18个；双链间的氢键数共有24个，总共需要订书钉24个，那么所需的订书钉的总个数为82个。
15．某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是（　　）
答案　C
解析　DNA分子中应始终等于1，A项错误；一条单链中与其互补链中互为倒数，一条单链中＝0.5时，互补链中＝2，B项错误；一条单链中与其互补链中及DNA分子中都相等，C项正确，D项错误。
1
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1孟德尔从两对相对性状的杂交实验中总结出自由组合定律
【知识结构】
【学习目标】
1．知识目标
（1）孟德尔两对相对性状的杂交试验（A：知道）。
（2）两对相对性状与两对等位基因的关系（B：识记）。
（3）两对相对性状的遗传实验，F2中的性状分离比例（C：理解）。
（4）基因的自由组合定律及其在实践中的应用（C：理解、应用）。
（5）孟德尔获得成功的原因（C：理解）。
2．能力目标
（1）通过配子形成与减数分裂的联系，训练学生的知识迁移能力。
（2）通过自由组合定律在实践中的应用及有关习题训练，使学生掌握应用自由组合定律解遗传题的技能、技巧。
3．情感目标
通过对这一内容的学习，让学生懂得，任何一项科学成果的取得，不仅需要有坚韧的意志和持之以恒的探索精神，还需要有严谨求实的科学态度和正确的研究方法。
【学习重点】
1．对自由组合现象的解释。
2．基因的自由组合定律的实质。
3．孟德尔获得成功的原因。
【学习难点】
对自由组合现象的解释。
【课前导学】
A．自主学习
1．产生的配子______________________________________。
2．产生的性状表现_______________________，它们之间的数量比___________________。
B．情景设置
萧伯纳是英国现代杰出的现实主义戏剧作家，是世界著名的擅长幽默与讽刺的语言大师。邓肯与萧伯纳有一段故事，很多人都知道。邓肯写信给萧伯纳：“我有第一美丽的身体，你有第一聪明的脑子，我们生一个孩子，在理想不过了。”萧伯纳回信：“如果小孩儿生下来，身体像我，而脑子像你，那不就糟了吗？”
【质疑讨论】
这是萧伯纳的一段幽默的语言，但从遗传学角度分析，假如邓肯与萧伯纳结婚的话，萧伯纳信中说的情况有可能会发生吗？
【反馈矫正】
1．某种哺乳动物的直毛（B）对卷毛（b）为显性，黑色（C）对．白色（c）为显性。（这两对基因分别位于不同对的同源染色体上）。基因型为BbCc的个体与“个体X”交配。子代表现型有：直毛黑色、卷毛黑色、直毛白色和卷毛白色，它们之间的比为。“个体X”的基因型为
（　　）
A．BbCc
B．Bbcc
C．bbCc
D．bbcc
2．具有两对性状的纯合亲本杂交，子一代自交，若符合自由组合定律，子二代个体中的重组类型所占比例为（　　）
A．9/6
B．6/16
C．3/8或5/8
D．3/16或1/16
3．基因型为AaBb（这两对基因自由组合）的水稻杂交，其后代中两对基因都是纯合子的个体占总数的（　　）
A．2/16
B．4/16
C．6/16
D．8/16
4、具有两对相对性状的纯合体亲本杂交，按自由组合定律遗传，F1自交，其后代产生的新的性状类型中，能稳定遗传的个体占总数的比例理论上是（　　）
A．6／16
B．2／16
C．4／16
D．10／16
5．果蝇的体细胞含4对染色体。假如每对染色体上各有一对杂合的基因，且等位基因间都具显隐性关系。在果蝇形成的卵细胞中，全部是显性基因的配子出现的概率是（　　）
A．1/2
B．1/4
C．1/8
D．1/16
6．已知一玉米植株的基因型为AABB，周围虽生长有其他基因型的玉米植株，但其子代不可能出现的基因型是（　　）
A．AABB
B．AABb
C．aaBb
D．AaBb
【迁移创新】
7．黄色圆粒豌豆与绿色圆粒豌豆进行杂交，对其子代表现型按每对相对性状进行分析和统计，结果如下图所示：（黄、绿用Y、y表示，圆、皱用R、r表示）
（1）亲本的基因型：黄圆是_______________，绿圆是_____________。
（2）杂交后代有______种表现型，各种表现型及其在总数中所占比例是_______。
（3）杂交后代中能稳定遗传的数量占总数的_________。
（4）杂交后代中，重组类型所占比例是__________，其中双隐性类型占________。
【参考答案】
课前导学
1．YRYryRyr
4种
2．黄圆黄皱绿圆绿皱
9：3：3：1
评价反馈
1．C
2．C
3．B
4．B
5．D
6．C
迁移创新
7．（1）YyRryyRr
（2）4
黄圆：黄皱：绿圆：绿皱=3：1：3：1
（3）1／4
（4）1／450％
1
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1DNA通过复制传递遗传信息
【学习目标】
1．记住DNA复制的概念。
2．说出DNA复制的过程。
3．用碱基互补配对原则分析DNA复制的特点。
【学习重点】
说出DNA复制的过程
【学习难点】
说出DNA复制的过程
【学习过程】
一、探究DNA的复制过程
1．实验方法：同位素示踪法。
2．实验原理
（1）含15N的双链DNA密度较大，离心后的条带应分布于离心管的下部。
（2）含14N的双链DNA密度较小，离心后的条带应分布于离心管的上部。
（3）两条链分别含15N和14N的双链DNA密度介于双链均含15N的DNA和双链均含14N的DNA之间，离心后的条带应分布于离心管的中部。
3．实验过程
（1）大肠杆菌在以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中繁殖若干代。
（2）将上述大肠杆菌转到以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养。
（3）在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，即分别取完成一次细胞分裂和两次细胞分裂的大肠杆菌，并将其中的DNA分子分离出来。
（4）将提取的DNA进行密度梯度超速离心和分析，记录离心后离心管中DNA的位置。
4．实验结果（如图示）
（1）离心管a：立即取出提取DNA→离心→离心管底部（15N 15N DNA）。
（2）离心管b：繁殖一代后取出提取DNA→离心→离心管中部（15N 14N DNA）。
（3）离心管c：繁殖二代后取出提取DNA→离心→离心管上部和离心管中部（14N 14N DNA和15N 14N DNA）。
5．实验结论：DNA的复制方式为半保留复制。
【核心突破】
探讨：该实验的假说是什么？
提示：DNA以半保留的方式复制。
探讨：科学家用15N标记的NH4Cl培养液来培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖两代，然后收集并提取DNA，再将提取的DNA进行密度梯度离心，请说出离心后试管中DNA的位置。
提示：一半居中，一半位于下层。
1．图解该实验的过程
2．预期该实验的结果
离心后应出现3条DNA带，见上图。
（1）重带（密度最大）：两条链都为15N标记的亲代双链DNA（15N/15N）。
（2）杂交带（密度居中）：一条链为15N，另一条链为14N标记的子代双链DNA（15N/14N）。
（3）轻带（密度最小）：两条链都为14N标记的子代双链DNA（14N/14N）。
某研究性学习小组以细菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心法对有关DNA复制的方式进行了探究（已知培养用的细菌大约每20
min分裂一次，产生子代，实验结果见相关图示）。请回答下列问题：
（1）综合分析本实验的DNA离心结果，前三组实验中，第____________组结果对得到的结论起到了关键作用，但需把它与第____________组和第____________组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式。
（2）分析讨论
①若实验三的离心结果为：如果DNA位于1/2重带和1/2轻带位置，则是____________复制；如果DNA位于全中带位置，则是____________复制。为了进一步得出结论，该小组设计了实验四，请分析：如果DNA位于____________（位置及比例，下同）带位置，则是全保留复制；如果DNA位于____________带位置，则是半保留复制。
②若将实验三得到的DNA双链分开后再离心，其结果____________（填“能”或“不能”）判断DNA的复制方式。为什么？
______________________
（3）实验得出结论：DNA复制方式为半保留复制。若将实验四的实验时间改为60min，离心后密度带的数量和位置是否发生变化？____________。若实验三的结果中，子一代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成的DNA单链中的N尚有少部分为____________。
【解析】　（1）由于第一组A是完全含14N的DNA，第二组B是经多代培养后完全被15N标记的DNA，而第三组是第二组B经过一次复制形成的子代DNA，其离心结果显示，新合成的DNA全部为中带，即一条链含被标记的15N，一条链含未被标记的14N。必须将第一组的A（全部轻带）与第二组的B（全部重带）进行比较，才能说明B的子一代的全部中带的获得方式是半保留复制。（2）若子Ⅰ代出现两条带，分别是轻带和重带，则重带DNA只能来自B被15N标记的DNA，轻带只能来自新合成的DNA，因此，可推测DNA的复制方式不是一条链来自亲代DNA，一条链新合成的半保留复制，而是全保留复制；若将实验三得到的子一代DNA双链分开，则离心结果也会出现轻带和重带两条带，故不能判断DNA的复制方式。（3）若将子代继续培养，则子n代离心，密度带仍旧为中带和轻带两条；若实验结果中子一代中带略宽，其最可能的原因是新合成的DNA单链中仍有部分被15N标记。
【答案】　（1）三　一　二
（2）①全保留　半保留　1/4轻和3/4重　1/2中和1/2重
②不能　不论是全保留还是半保留，实验结果都是一样的
（3）没有变化　15N
二、DNA的复制
1．概念：产生两个跟亲代DNA完全相同的新DNA分子的过程。
2．时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。
3．DNA复制的过程
（1）解旋：在解旋酶作用下，DNA分子两条链的配对碱基之间的氢键断裂，碱基暴露出来，形成两条“模板链”（母链）。
（2）合成子链：以每一条母链为模板，在DNA聚合酶作用下，利用游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链。
（3）形成子代DNA：延伸子链，母子链盘绕成双螺旋结构。结果，一个DNA分子形成两个完全相同的子代DNA分子。
4．复制的条件
模板：亲代DNA解旋产生的两条母链。
原料：游离的四种脱氧核苷酸。
酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶。
能量：ATP。
5．复制的特点：半保留复制，即子代DNA双链＝一条母链＋一条新子链。
6．意义：将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。
【核心突破】
探讨：对真核生物来说，DNA复制只发生在有丝分裂间期和减数分裂间期吗？
提示：不是，真核生物的无丝分裂也有DNA复制。
探讨：真核生物DNA复制的场所只有细胞核吗？原核生物DNA复制的场所是什么？
提示：不是，还有线粒体、叶绿体。原核生物DNA复制的场所主要是拟核。
探讨：DNA准确复制的原因是什么？
提示：DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板；碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。
探讨：某个DNA片段由500对碱基组成，A＋T占碱基总数的34%，若该DNA片段复制2次，其需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为多少？
提示：990
探讨：用32P标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链，再将这些细胞转入含31P的培养基中培养，在第二次细胞分裂中期和后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是多少？
提示：中期每个细胞含染色体20条，被32P标记的有20条，后期每个细胞含染色体40条，被32P标记的有20条。
1．对DNA复制的理解
（1）DNA复制的场所：主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、叶绿体中也能进行DNA复制。
（2）能够进行DNA复制的生物：一切以DNA为遗传物质的生物。
（3）真核生物细胞核中DNA复制发生的时间：在体细胞中发生在有丝分裂间期；在有性生殖过程中发生在减数第一次分裂前的间期。
（4）复制所需的酶是指一个酶系统，不仅仅是指解旋酶和DNA聚合酶，还包括DNA连接酶等。
①解旋酶的作用是破坏碱基间的氢键。
②DNA聚合酶的作用是连接游离的脱氧核苷酸。
③DNA连接酶的作用是连接DNA片段。
（5）两个子代DNA的位置及分开时间：复制产生的两个子代DNA分子位于一对姐妹染色单体上，由着丝粒连在一起，在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝粒分裂时分开，分别进入两个子细胞中。
2．DNA复制的有关计算
（1）将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则：
①子代DNA共2n个
含15N的DNA分子：2个
只含15N的DNA分子：0
含14N的DNA分子：2n个
只含14N的DNA分子：2n-2个
②脱氧核苷酸链共2n+1条
含15N的脱氧核苷酸链：2条
含14N的脱氧核苷酸链：2n+1-2条
（2）若某DNA分子含某碱基x个，则该DNA分子进行n次复制，需含该碱基的脱氧核苷酸分子数＝互补的碱基的脱氧核苷酸分子数＝（2n－1）x。若计算第n次需该碱基多少个，其公式应为（2n－1）x个。
[特别提醒]　解答此类问题时，应看准是“含”还是“只含”，是“DNA分子数”还是“脱氧核苷酸链数”。
【题组冲关】
1．体外进行DNA复制的实验，向试管中加入有关的酶、4种脱氧核苷酸和ATP，37℃下保温。下列叙述中正确的是（　　）
A．能生成DNA，DNA的碱基比例与4种脱氧核苷酸的比例一致
B．不能生成DNA，因为缺少DNA模板
C．能生成DNA，DNA的碱基比例不确定，且与酶的来源有一定的关联
D．不能生成DNA，因为实验中缺少酶催化的适宜的体内条件
【解析】　DNA复制需要的条件是模板、原料、酶、能量等，题目的条件缺少模板，不能生成DNA。
【答案】　B
2．某DNA分子含m对碱基，其中腺嘌呤有A个。下列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述，错误的是（　　）
A．在第一次复制时，需要（m－A）个
B．在第二次复制时，需要2（m－A）个
C．在第n次复制时，需要2n－1（m－A）个
D．在n次复制过程中，总共需要2n（m－A）个
【解析】　本题的关键是看清选项，A、B、C选项都是第几次复制，因而可先计算出DNA分子中胞嘧啶的数目，胞嘧啶C＝（m－A）个。若DNA连续复制n次，则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数目＝（2n－1）（m－A）个，所以选项D错误。若DNA连续复制n次，其中第n次需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数目＝2n－1（m－A）个。
【答案】　D
【达标测试】
1．下列关于DNA复制的叙述，正确的是（　　）
A．在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制
B．DNA通过一次复制后产生四个DNA分子
C．DNA双螺旋结构全部解链后，开始DNA的复制
D．单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链
【解析】　DNA复制发生在细胞分裂的间期。一个DNA分子复制一次得到两个DNA分子；DNA分子边解旋边复制；单个脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下合成新的子链，DNA酶则是将DNA分子水解为单个脱氧核苷酸。
【答案】　A
2．用15N标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖四代，a、b、c为三种DNA分子；a只含15N，b同时含14N和15N，c只含14N，如下图，这三种DNA分子的比例正确的是（　　）
【解析】　假设亲代DNA分子为n个，则繁殖四代后，DNA分子总数为16n个。其中只含15N的DNA分子为0个，同时含14N和15N的DNA分子的有2n个，只含14N的DNA分子有14n个，它们呈现的比例为D图所示。
【答案】　D
3．如下图所示为DNA的复制图解，请据图回答下列问题：
（1）DNA的复制发生在________________________期。
（2）②过程称为____________。
（3）③过程中的子链是____________。
（4）③过程必须遵循____________原则。
（5）子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子，由此说明DNA的复制具有____________的特点。
（6）将一个细胞的DNA用15N标记，放入含14N的4种脱氧核苷酸培养液中，连续分裂4次，则含14N的DNA细胞占细胞总数的____________，含15N的DNA细胞占细胞总数的____________。
【解析】　DNA的复制发生在有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。DNA复制时，先将两条链之间的氢键打开，形成两条单链，即解旋；然后以两条单链为模板，按照碱基互补配对原则，再各形成一条新链，最后母链和新合成的子链进行螺旋化，形成新的DNA分子。DNA分子复制的方式为半保留复制，子代DNA分子中有一条母链和一条与母链互补的子链，DNA分子中的两条母链一直往后代传递。复制n次后产生的子代DNA分子为2n个，本题中含有15N标记的子代DNA分子为2个，所占比例为2/2n。
【答案】　（1）有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间　（2）解旋　（3）Ⅱ、Ⅲ　（4）碱基互补配对　（5）半保留复制　（6）100%　12.5%
课堂小结：
网络构建
核心回扣
1．复制是指产生两个跟亲代DNA完全相同的新DNA分子的过程。
2．DNA复制需要DNA模板、4种脱氧核苷酸作原料以及酶和能量。
3．DNA复制的特点是半保留复制和边解旋边复制。
4．DNA复制是遗传物质从亲代向子代传递的基础。
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1染色体畸变可能引起性状改变
【学习目标】
1．掌握染色体结构变异的类型。
2．掌握染色体数目变异导致生物性状的改变。
3．了解单倍体和多倍体的概念。
4．从染色体变异出发了解利用单倍体育种和多倍体育种技术。
【学习重点】
1．染色体结构变异的类型。
2．染色体数目变异导致生物性状的改变。
【学习难点】
单倍体和多倍体的概念。
【学习过程】
染色体结构变异
1．染色体畸变的含义和类型
（1）含义：生物细胞中染色体在数目和结构上发生的变化。
（2）类型
2．染色体结构变异
（1）概念：染色体发生断裂后，在断裂处发生错误连接而导致染色体结构不正常的变异。
（2）类型及实质（连线）
（3）结果：使位于染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变。
（4）影响：大多数的染色体结构变异对生物体是不利的，甚至会导致生物体的死亡。
下图①②③④分别表示不同的变异类型，其中图③中的基因2由基因1变异而来。据此分析：
1．图①和图②的变异分别发生在哪种染色体之间？属于哪类变异？
答案　图①发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，属于基因重组；图②发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异中的易位。
2．图②和图③相比，二者对染色体上基因的数目或排列顺序的影响有什么不同？
答案　图②是易位，会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变；图③是基因突变，只是改变基因的结构，不改变染色体上的基因的数目或排列顺序。
3．图①②③中能在光学显微镜下观察到的是哪种？
答案　能在光学显微镜下观察到的是②。
4．能确定图④中的变异具体属于哪种染色体结构变异吗？
答案　不能。若染色体3正常，染色体4则发生染色体结构变异中的缺失，若染色体4正常，染色体3则发生染色体结构变异中的重复。
知识整合　同源染色体的非姐妹染色单体间的片段交换属于基因重组，非同源染色体之间的片段交换属于染色体结构变异中的易位；基因突变在光学显微镜下都观察不到，不改变染色体上的基因的数目或排列顺序；染色体畸变可以在光学显微镜下观察到，会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变。
1．如图表示某生物细胞中两条染色体及其部分基因。下列四种情况的产生不属于该细胞染色体结构变异的是（　　）
A．①
B．②
C．③
D．④
答案　C
解析　染色体结构变异指的是染色体某一片段的缺失、重复、倒位和易位等。③是基因突变或减数分裂四分体时期发生交叉互换所致。
2．下列关于染色体畸变和基因突变的主要区别的叙述，错误的是（　　）
A．染色体结构变异是染色体的一个片段缺失、重复、倒位或易位等，而基因突变则是DNA分子中碱基对的缺失、增加或替换
B．原核生物与真核生物均可以发生基因突变，但只有真核生物能发生染色体畸变
C．基因突变一般是微小突变，其对生物体影响较小，而染色体结构变异是较大的变异，其对生物体影响较大
D．多数染色体结构变异可通过显微镜观察进行鉴别，而基因突变则不能
答案　C
解析　基因突变是分子水平上的变异，只涉及基因中一个或几个碱基对的改变，在光学显微镜下观察不到，原核生物和真核生物都可以发生；染色体结构变异是染色体的一个片段的变化，只有真核生物可以发生。基因突变和染色体结构变异都可能对生物的性状产生较大影响。
【题后归纳】　四个方面区分三种变异
（1）“互换”方面：同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组；非同源染色体之间的交叉互换，属于染色体结构变异中的易位。
（2）“缺失”方面：DNA分子上若干基因的缺失属于染色体畸变；DNA分子上若干碱基对的缺失，属于基因突变。
（3）变异的水平方面：基因突变、基因重组属于分子水平的变化，在光学显微镜下观察不到；染色体畸变属于亚细胞水平的变化，在光学显微镜下可以观察到。
（4）变异的“质”和“量”方面：基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质，一般也不改变基因的量；染色体畸变不改变基因的质，但会改变基因的量或改变基因的排列顺序。
二、染色体数目变异
1．概念：是指生物细胞中染色体数目的增加或减少。
2．染色体组
（1）雄果蝇体细胞中共有4对同源染色体，其中3对是常染色体，1对是性染色体。
（2）雄果蝇减数分裂产生精子的过程中，同源染色体分离，因此配子中的染色体的组成为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y，它们是一组非同源染色体。
（3）雄果蝇精子中的染色体虽然形态结构、功能各不相同，但却携带有控制该生物生长发育的全部遗传信息，它们互相协调、共同控制生物正常的生命活动，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。
3．整倍体变异
体细胞中的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少，如：
（1）一倍体：只有一个染色体组的细胞或体细胞中含单个染色体组的个体。
（2）单倍体：由配子发育而来，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
（3）二倍体：由受精卵发育而来，具有两个染色体组的细胞或体细胞中含两个染色体组的个体。
（4）多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中所含染色体组数超过两个的生物。
4．非整倍体变异
体细胞中个别染色体的增加或减少，如先天愚型（2n＋1）、人类的卵巢发育不全症（2n－1）。
下面甲表示细胞染色体图，乙表示细胞基因型，据图分析：
1．甲生物细胞内有几个染色体组？判断依据是什么？
答案　4个。细胞内同一种形态的染色体有4条。
2．乙生物细胞内有几个染色体组？判断依据是什么？
答案　4个。在乙的基因型中，控制同一性状的基因出现了4次。
3．若丙生物的体细胞含32条染色体，有8种形态，丙生物细胞中含有几个染色体组？
答案　4个。
4．单倍体是不是一定只含有一个染色体组？如何区分单倍体和多倍体？
答案　单倍体不一定只含有一个染色体组，如四倍体的单倍体含有2个染色体组，因此判断单倍体和多倍体时，首先看发育的起点，如果生物体是由生殖细胞——卵细胞或花粉直接发育而成的，不论细胞内含有几个染色体组都是单倍体。如果生物体是由受精卵或合子发育形成的，生物体细胞内有几个染色体组就称为几倍体。
3．下列关于单倍体的表述，正确的是（　　）
A．单倍体生物的体细胞内都无同源染色体
B．单倍体生物的体细胞中只有一个染色体组
C．单倍体生物的体细胞与本物种配子中染色体数目相同
D．单倍体植株是由受精卵发育而来的
答案　C
解析　单倍体生物的体细胞内可能有二个染色体组、三个染色体组，所以可能有同源染色体，A错误；由生殖细胞直接发育成的个体都属于单倍体，不一定只有一个染色体组，如四倍体的单倍体有二个染色体组，B错误；单倍体生物由配子发育而来，所以其体细胞与本物种配子中染色体数目相同，C正确；单倍体植株是由未受精的卵细胞或精子发育而来的，D错误。
4．根据图中A～H所示的细胞图回答下列问题：
（1）细胞中含有一个染色体组的是________图。
（2）细胞中含有两个染色体组的是________图。
（3）细胞中含有三个染色体组的是________图，它________（一定，不一定）是三倍体。
（4）细胞中含有四个染色体组的是________图，它________（可能，不可能）是单倍体。
答案　（1）D、G　（2）C、H　（3）A、B　不一定　（4）E、F　可能
解析　在细胞内，形态相同的染色体有几条，就含有几个染色体组。在细胞内，含有几个同音字母，就是含有几个染色体组。确认是否为单倍体需看发育起点。
方法链接　染色体组数的判断方法
（1）根据染色体形态判断：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。
（2）根据基因型判断：控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组。
（3）根据染色体数与形态数的比值判断：染色体数与形态数比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种形态染色体有几条，即含几个染色体组。
单倍体育种和多倍体育种
1．单倍体育种
（1）概念：利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法。
（2）单倍体特点：植株小而弱，而且高度不育。
（3）原理：染色体畸变。
（4）程序
①用常规方法（杂交）获得杂种F1．
②花药离体培养获得单倍体幼苗。
③用秋水仙素处理幼苗（单倍体），染色体加倍后成为可育的纯合植株。
（5）特点
①缩短育种年限。
②能排除显隐性干扰，提高效率。
2．多倍体育种
（1）概念：利用物理、化学因素来诱导多倍体的产生，培育作物新品种。
（2）多倍体特点：细胞大、有机物含量高、抗逆性强。
（3）原理：染色体畸变。
（4）程序
（5）实例：三倍体无籽西瓜的培育。
1．如图表示用纯种的高秆（D）抗锈病（T）小麦与矮秆（D）易染锈病（t）小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法，据图分析：
（1）F1能产生几种雄配子？
答案　F1的基因型是DDTt，能产生四种雄配子：DT、DT、Dt、Dt。
（2）过程③是哪种处理？其原理是什么？
答案　过程③是花药离体培养过程；原理是细胞的全能性。
（3）过程④是哪种处理？处理后符合要求的植株占的比例是多少？
答案　过程④是用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗。处理后符合要求的植株DDTT占的比例为1/4．
2．下图是三倍体西瓜的培育过程，据图分析回答下列问题：
（1）①过程是哪种处理过程？其原理是什么？
答案　①过程是用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗，产生四倍体的过程，其原理是抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍。
（2）②和④都是传粉，目的有什么不同？
答案　过程②传粉是为了杂交得到三倍体种子，过程④传粉是为了刺激子房产生生长素促进果实发育。
（3）①过程处理后，新产生的四倍体，各部分细胞都含有四个染色体组吗？
答案　不是。地上部分的茎、叶、花的染色体数目加倍，含有四个染色体组。根细胞没有加倍，只含有两个染色体组。
（4）西瓜f的瓜瓤、种子e的胚分别含有几个染色体组？
答案　西瓜f的瓜瓤来自母本，含有四个染色体组，而种子e的胚含有三个染色体组。
（5）为什么三倍体西瓜没有种子？
答案　三倍体西瓜进行减数分裂时，由于染色体配对紊乱，一般不能产生正常配子。
5．下图中，甲、乙表示水稻两个品种，A、A和B、B表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑦表示培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是（　　）
A．①→②过程简便，但培育周期长
B．②和⑦的变异都发生于有丝分裂间期
C．③过程常用的方法是花药离体培养
D．③→⑥过程与⑦过程的育种原理相同
答案　B
解析　分析题图，①→②过程为杂交育种过程，杂交育种操作简便，但育种周期长；⑦过程是多倍体育种，此过程发生的染色体变异是由于秋水仙素抑制分裂前期纺锤体的形成；③⑥表示的过程是单倍体育种，其中③过程常用的方法是花药离体培养；单倍体育种与多倍体育种的原理都是染色体畸变。
6．能够打破物种界限，定向改造生物的遗传性状，按照人们的意愿培育生物新品种的方法是（　　）
A．诱变育种和转基因技术
B．杂交育种和诱变育种
C．杂交育种和基因工程
D．转基因技术育种
答案　D
解析　转基因技术可以将控制特定性状的基因从一种生物体内转移到另一种生物体内，使基因实现了跨物种的转移，定向改造生物的遗传性状。
【方法链接】　根据不同育种目标选择不同育种方案
育种目标
育种方案
集中双亲优良性状
单倍体育种（明显缩短育种年限）
杂交育种（耗时较长，但简便易行）
对原品系实施“定向”改造
转基因技术育种
让原品系产生新性状
诱变育种（可提高变异频率，期望获得理想性状）
使原品系营养器官“增大”或“加强”
多倍体育种
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1基因伴随染色体传递
【学习目标】
1．知识目标
（1）说出基因位于染色体上的理论假说和实验证据。
（2）概述孟德尔遗传规律的现代解释。
2．过程与方法
（1）运用有关基因与染色体的知识阐明孟德尔遗传规律的实质。
（2）尝试运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上。
3．情感态度与价值观
（1）认同科学研究需要丰富的想象力，大胆质疑和勤奋实践的精神，以及对科学的热爱。
（2）参与类比推理的过程，提出与萨顿假说相似的观点，体验成功的喜悦。
【学习重点】
1．基因位于染色体上的理论假说和实验证据。
2．孟德尔遗传规律的现代解释。
【学习难点】
1．运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上。
2．基因位于染色体上的实验证据。
【学习方法】
课前导学、质疑讨论、反馈矫正、迁移创新
【典型例题解析】
例1某生物的基因型为AaBb，已知Aa和Bb两对等位基因分别位于两对同源染色体上。那么，正常情况下该生物在减数分裂形成精子过程中，基因的走向不可能的是（　　）
（A）A与B走向一极，a与b走向另一极
（B）A与b走向一极，a与B走向另一极
（C）A与a走向一极，B与b走向另一极
（D）A或a走向哪一极、B或b走向哪一极都是随机的
解析：基因在染色体上，基因和染色体行为存在着明显的平行关系。在减数分裂形成配子过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。也就是说，基因A和a会分离、基因B和b会分离，因此，正常情况下选项（C）是不可能发生的。在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。即A或a走向哪一极、B或b走向哪一极都是随机的，因此，AaBb的个体可产生AB、Ab、aB、ab四种类型的配子。答案：（C）。
例2：下图是基因型为RrDd的某种动物一个卵细胞基因组成示意图。请据图分析回答：
（1）该种动物体细胞内含有__________对同源染色体。
（2）由此图可判断该动物雌性个体最多能形成__________种类型的卵细胞。
（3）研究基因R和r在形成卵细胞时的传递规律，符合基因的_________定律中的；研究基因R、r和D、d在形成卵细胞时的传递规律，符合的基因的________定律。
解析：（1）图中所示的卵细胞的染色体为2条，而卵细胞中的染色体数目是该个体体细胞染色体数目的1／2，因此该种动物细胞内的有2对同源染色体。
（2）从图中可知，R和D位于2条非同源染色体上。也即RrDd两对等位基因位于两对同源染色体上。因此，RrDd的个体经过减数分裂可产生RD、Rd、rD、rd四种类型的配子。
（3）R和r是一对等位基因，位于一对同源染色体上，基因的传递符合分离定律。Rr和Dd两对等位位于两对染色体上，基因的传递符合自由组合定律。
答案：（1）2
（2）4
（3）分离；自由组合
【课前导学】
一、萨顿的假说
1．基因在杂交过程中保持____________和____________。染色体在配子形成和受精过程中，也有____________的形态结构。
2．在体细胞中基因____________存在，染色体也是____________存在。在配子中成对的基因只有一个，同样，成对的染色体也只有一条。
3．体细胞中成对的基因一个来自____________方，一个来自____________方。____________也是如此。
4．非等位基因在形成配子时____________，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合的。
二、基因位于染色体上的实验证据
1．果蝇中控制白眼的基因（用w表示）位于X染色体上，而____________上没有它的等位基因，若红眼雌果蝇的基因型为XWXW，可产生配子____________，白眼雄果蝇的基因型为____________，可产生配子____________和____________，雌雄配子受精可得后代____________和____________。让F1杂交可得F2，其基因型为____________、____________、____________、____________。
2．一条染色体上有____________个基因；基因在染色体上呈____________排列。
三、孟德尔遗传规律的现代解释
1．基因分离定律的实质是：在____________的细胞中，位于一对____________上的____________，具有一定的独立性；在减数分裂形成____________的过程中，____________会随着____________的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
2．基因自由组合定律的实质是：位于____________上的____________的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，____________上的____________彼此分离的同时，____________自由组合。
B、情景设置
美国和英国科学家2006年5月18日在英国《自然》杂志网络版上发表了人类最后一个染色体——1号染色体的基因测序，解读人体基因密码的“生命之书”宣告完成。在人体全部22对常染色体中，1号染色体包含基因数量最多，块头最大，其基因数目多达3141个，是平均数目的两倍。共有超过2.23亿个碱基对，破译难度也最大。科学家在破译1号染色体的过程中，至少发现了1000种新基因。
【质疑讨论】
那最初是谁提出“基因在染色体上”的？又是如何证明的呢？人体内除染色体外，还有什么类型的染色体？
【反馈矫正】
1．下列关于基因在细胞中存在方式的叙述，正确的是（　　）
A．在体细胞中成对存在，在配子中成单存在
B．在体细胞和配子中都成单存在
C．在体细胞和配子中都成对存在
D．在体细胞中成单存在，在配子中成对存在
2．下列关于基因和染色体关系的叙述，正确的是（　　）
A．基因全部在染色体上
B．基因在染色体上呈线性排列
C．一条染色体上有一个基因
D．染色体就是由基因组成的
3．在细胞正常分裂的情况下雄性果蝇精巢中一定含有两个Y染色体的是（　　）
A．减数第一次分裂的初级精母细胞
B．有丝分裂中期的精原细胞
C．减数第二次分裂的次级精母细胞
D．有丝分裂后期的精原细胞
4．人的体细胞中含有23对染色体，在次级精母细胞处于分裂后期时（染色单体已分开）。细胞内不含有（　　）
A．44条常染色体+XX性染色体
B．44条常染色体+YY性染色体
C．44条常染色体+XY性染色体
D．两组数目和形态相同的染色体
5．基因自由组合定律揭示了（　　）
A．等位基因之间的关系
B．非等位基因之间的关系
C．非同源染色体之间的关系
D．非同源染色体上的非等位基因之间的关系
6．已知果蝇的红眼（W）对白眼（w）为显性。现有两红眼果蝇杂交，得到♀50只（全部红眼），♂50只（红眼24只，白眼26只）。据此可推知双亲的基因型是（　　）
A．Ww×Ww
B．Ww×ww
C．XWXw×XWY
D．XWXW×XWY
7．白眼雄果蝇基因型的准确写法为（　　）
A．XwYw
B．XWY
C．XwY
D．XYw
8．某生物的基因型为AaBb（非等位基因自由组合），其一卵原细胞经减数分裂后产生了一个基因型为Ab的卵细胞和三个极体。这三个极体的基因组成分别是（　　）
A．AB
aB
ab
B．AB
aB
Ab
C．aB
aB
aB
D．Ab
aB
aB
9．熊猫的精原细胞有42条染色体，且性别决定为XY型，则次级精母细胞阶段，细胞内染色体的组成情况可能是（　　）
①40+XX
②40+YY
③20+X
④20+Y
⑤40+XY
A．①②
B．③④
C．①②③④
D．①②③④⑤
【迁移创新】
10．右图所示某生物卵原细胞中的染色体和染色体上的基因，请完成下列问题：
（1）同源染色体是______________；
（2）非同源染色体是______________；
（3）等位基因是______________；
（4）非等位基因是______________；
（5）按自由组合定律遗传的基因是______________；
（6）不能进入同一配子的基因是______________；
（7）形成配子时能进行自由组合的基因是______________；
（8）此图除表示卵原细胞外，还可表示______________细胞和______________细胞。
【参考答案】
自主学习
1．完整性独立性，相对稳定
2．成对成对
3．父母同源染色体
4．自由组合
5．YXWXWXwYXwYXWXwXWYXWXWXWYXWXwXwY
6．多线性
7．杂合体同源染色体等位基因配子等位基因同源染色体
8．非同源染色体非等位基因同源染色体等位基因非同源染色体上的非等位基因
【反馈矫正】
1．A
2．B
3．D
4．C
5．D
6．C
7．C
8．D
9．C
【迁移创新】
9．1和2、3和4；1和3、1和4、2和3、2和4；Aa、Bb；
AB．Ab．aBab；AB．Ab．aBab；
Aa．Bb；
AB．Ab．aBab；
精原体
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1性染色体上基因的传递和性别相关联
【学习目标】
1．记住染色体组型，辨认常染色体和性染色体。
2．分析XY型性别决定。
3．分析伴性遗传的特点。
4．说出人类常见的伴性遗传病。
【学习重点】
分析XY型性别决定。
【学习难点】
分析伴性遗传的特点。
一、染色体组型、性染色体与性别决定
1．染色体组型
（1）概念：又称染色体核型，指将某种生物体细胞内的全部染色体，按大小和形态特征进行配对、分组和排列所构成的图像。
（2）作用：体现该生物染色体数目和形态特征的全貌。
（3）确定染色体组型的步骤
①对处于有丝分裂中期的染色体进行显微摄影。
②测量显微照片上的染色体。
③剪贴染色体并进行配对、分组和排队。
④形成染色体组型的图像。
（4）特点：有种的特异性。
（5）意义
①判断生物的亲缘关系。
②诊断遗传病。
2．性染色体和性别决定
（1）染色体类型
功能
存在特点
常染色体
与性别决定无关
在雌雄个体的细胞中均相同
性染色体
与性别决定有关
在雌雄个体的细胞中有差异
（2）性别决定的主要类型：XY型和ZW型。
（1）XY型性别决定的生物染色体的存在特点：
雌性体细胞染色体组成：2A＋XX。
雄性体细胞染色体组成：2A＋XY。
（2）范围：人及哺乳动物、某些两栖类和许多昆虫。
（3）XY型性别决定图解：
探讨：所有的生物都有性染色体吗？
提示：并不是所有生物都有性染色体，如小麦、玉米等雌雄同株的植物就没有性染色体。
探讨：以人为例，写出人体细胞的染色体组成。
提示：男性：44＋XY；女性：44＋XX。
探讨：试比较人体细胞中的X染色体与Y染色体。
提示：X和Y染色体在形态、结构和大小上具有明显差别，大的为X染色体，小的为Y染色体，Y染色体上的基因较X染色体上少，所以一般位于X染色体上的基因在Y染色体上没有相应的等位基因。
探讨：性别决定发生于什么时候？
提示：受精时刻，即受精卵形成时。
1．性别决定与染色体的关系
2．X、Y染色体的来源及传递规律
（1）X1只能传给女儿，传给孙子、孙女的概率为0，传给外孙或外孙女的概率为1/2。
（2）该夫妇生两个女儿，则来自父亲的染色体都为X1，应相同；来自母亲的染色体既可能为X2，也可能为X3，不一定相同。
1．人类染色体组型是指（　　）
A．对人类染色体进行分组、排列和配对
B．代表了生物的种属特征
C．人的一个体细胞中全部染色体的数目、大小和形态特征
D．人们对染色体的形态特征的分析，依据的是着丝粒的位置
【解析】人类染色体组型是指人的一个体细胞中全部染色体的数目、大小和形态特征。染色体组型也叫染色体核型，是指某一种生物体细胞中全部染色体的数目、大小和形态特征。常以有丝分裂中期的染色体作为观察染色体组型的对象。对形态特征的观察和分析，主要根据染色体上着丝粒的位置进行。
【答案】A
2．下列有关性别决定的叙述，正确的是（　　）
A．同型性染色体决定雌性个体的现象在自然界中比较普遍
B．XY型性别决定的生物，Y染色体都比X染色体短小
C．含X染色体的配子是雌配子，含Y染色体的配子是雄配子
D．各种生物细胞中的染色体都可分为性染色体和常染色体
【解析】　雌、雄异体的生物中，普遍存在同型性染色体（如XX）决定雌性个体的现象。果蝇是XY型性别决定的生物，它的Y染色体较X染色体大一些。XY雄性个体产生两种雄配子，分别含X染色体和含Y染色体。大部分被子植物是不分性别的，即没有性染色体。
【答案】A
二、伴性遗传
1．概念
位于性染色体上的基因所控制的性状表现出与性别相关的遗传方式。
2．果蝇的伴性遗传实验
（1）选择果蝇作为实验材料的优点
①体小；②繁殖快；③生育力强；④容易饲养。
（2）实验假设：白眼基因（w）是隐性基因，位于X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因。
（3）结论：
①果蝇的白眼性状遗传确实与性别有关；
②控制白眼性状的基因确实位于性染色体上。
（4）意义
①证实了孟德尔定律的正确性；
②人类历史上第一个将一个特定的基因定位在一条特定的染色体（X染色体）上的科学家是摩尔根。
3．人类的伴性遗传
由位于X或Y性染色体上的基因所控制的性状或遗传病会随X或Y染色体的传递而遗传。
（1）伴X染色体隐性遗传
①概念：由X染色体携带的隐性基因所表现的遗传方式。
②实例：血友病、红绿色盲等。
假定H、h分别为显性和隐性基因，则与血友病有关的基因型和表现型为：男性正常XHY，男性患者XhY，女性正常XHXH，女性携带者XHXh，女性患者XhXh。
③特点：男性患者多于女性患者。
（2）伴X染色体显性遗传
①含义：由X染色体携带的显性基因所表现的遗传方式。
②实例：抗维生素D佝偻病。
假定致病基因为A，则女性患者基因型为XAXA、XAXa；女性正常基因型为XaXa；男性患者基因型为XAY；男性正常基因型为XaY。
③特点：女性患者多于男性患者。
（3）伴Y染色体遗传
①概念：由Y染色体携带的基因所表现的遗传方式。
②实例：外耳道多毛症。
③特点：传男不传女。
探讨：果蝇细胞内的基因都位于染色体上吗？请举例说明。
提示：不是。细胞质内的基因不位于染色体上，只有核基因位于染色体上。
探讨：常染色体只存在于体细胞中吗？性染色体只存在生殖细胞中吗？
提示：在体细胞和生殖细胞中，都存在常染色体和性染色体。
探讨：色盲调查结果显示，人群中男性色盲患病率（7%）远远高于女性（0.49%），出现这么大差异的原因是什么？
提示：女性体细胞内两条X染色体上同时有b基因（XbXb）时，才会表现为色盲；男性体细胞中只有一条X染色体，只要有色盲基因b，就表现为色盲。所以，色盲患者总是男性多于女性。
探讨：试分析患抗维生素D佝偻病的男性与正常女性结合产生的后代中，女性都是患者，男性都正常的原因。
提示：男性患者和正常女性的基因型分别为XDY和XdXd，他们结合产生的后代男性均为XdY，女性均为XDXd，因此，女性均患病，男性均正常。
探讨：是否只有X染色体上的基因控制的遗传病才属于伴性遗传病？
提示：Y染色体上的基因控制的遗传病也属于伴性遗传病。
1．摩尔根果蝇杂交实验分析
（1）实验现象：
　P　　　　　　F1　　　　　F2
―→―→
（2）相关说明：
①果蝇的红眼、白眼是一对相对性状。
②F1全为红眼，则红眼是显性性状。
③F2中红眼∶白眼＝3∶1，符合分离定律，红眼和白眼受一对等位基因控制。
④白眼性状的表现与性别相联系。即控制眼色的基因位于X染色体上，Y染色体上没有相关基因。各种果蝇的基因型及表现型如下表：
雌果蝇
雄果蝇
基因型
XWXW
XWXw
XwXw
XWY
XwY
表现型
红眼
红眼
白眼
红眼
白眼
2.几种常见伴性遗传方式的特点分析
种类
患者基因型
遗传特点
举例
典型遗传图谱
女性
男性
X染色体上隐性遗传
XbXb
XbY
①男性患者多于女性患者
②往往有隔代、交叉遗传现象
③女患者的父亲和儿子一定患病
红绿色
盲、血
友病
X染色体上显性遗传
XAXA、
XAXa
XAY
①女性患者多于男性患者
②具有世代连续性（也有交叉遗传现象）
③男患者的母亲和女儿一定患病
抗维生素D佝偻病
Y染色体遗传
无
XYH
患者全为男性，且“父→子→孙”
外耳道多毛症
3.遗传系谱图中遗传病的判断
（1）首先确定是否为伴Y遗传：
①若系谱图中女性全正常，患者全为男性，而且患者的父亲、儿子全为患者，则为伴Y遗传。如图：
②若系谱图中，患者有男有女，则不是伴Y遗传。
（2）其次确定是显性遗传还是隐性遗传：
①“无中生有”是隐性遗传病，如下图1。
②“有中生无”是显性遗传病，如下图2。
图1　　　　　　　图2
（3）确定是常染色体遗传还是伴X遗传：
①在已确定是隐性遗传的系谱中：
a．若女患者的父亲和儿子都患病，则最大可能为伴X隐性遗传，如下图1。
b．若女患者的父亲和儿子中有正常的，则一定为常染色体隐性遗传，如下图2。
伴X隐性遗传　　　　　　　　常染色体隐性遗传
图1　图2
②在已确定是显性遗传的系谱中：
a．若男患者的母亲和女儿都患病，则最大可能为伴X显性遗传，如下图1。
b．若男患者的母亲和女儿中有正常的，则一定为常染色体显性遗传，如下图2。
伴X显性遗传　　　　　常染色体显性遗传
图1　　　　　　　　　图2
（4）不能直接确定的类型：
若系谱中无法利用上述特点作出判断，只能从可能性的大小来推断：
①若代代连续，则很可能为显性遗传。
②若男女患者各占约1/2，则很可能是常染色体上的基因控制的遗传病。
③若男女患者数量相差较大，则很可能是性染色体上的基因控制的遗传病，又可分为三种情况：
a．若系谱中患者男性明显多于女性，则该遗传病最可能是伴X染色体隐性遗传病。
b．若系谱中患者女性明显多于男性，则该病最可能是伴X染色体显性遗传病。
c．若系谱中，每个世代表现为父亲有病，儿子全病，女儿全正常，患者只在男性中出现，则更可能是伴Y染色体遗传病。
【特别提醒】　遗传系谱图的判定口决
母女正常父子病，父子相传为伴Y。
无中生有为隐性，隐性遗传看女病，父子无病非伴性。
有中生无为显性，显性遗传看男病，母女无病非伴性。
1．果蝇的大翅和小翅是一对相对性状，由一对等位基因A、a控制。现用大翅雌果蝇和小翅雄果蝇进行交配，再让F1雌雄个体相互交配，实验结果如下：
雌果蝇
雄果蝇
F1
大翅620
大翅617
F2
大翅2159
大翅1011　小翅982
下列分析不正确的是（　　）
A．果蝇翅形大翅对小翅为显性
B．根据实验结果判断果蝇的翅形遗传遵循基因分离定律
C．根据实验结果可证明控制翅形的基因位于X染色体上
D．F2中雌果蝇基因型相同，雄果蝇有两种基因型
【解析】大翅雌果蝇和小翅雄果蝇进行交配，F1全是大翅果蝇，所以大翅对小翅为显性。根据题中信息“F2：大翅雌果蝇2159只，大翅雄果蝇1011只，小翅雄果蝇982只”可知，大翅∶小翅≈3∶1，符合基因分离定律，又因为小翅果蝇只出现在雄性中，可推知控制翅形的基因位于X染色体上。遗传图解如下：
可见，F2中雌果蝇有两种基因型，分别为XAXA和XAXa。
【答案】D
2．下图是六个家族的遗传图谱，请据图回答：
（1）可判断为伴X染色体显性遗传的是。
（2）可判断为伴X染色体隐性遗传的是。
（3）可判断为伴Y染色体遗传的是。
（4）可判断为常染色体遗传的是。
【解析】D图为伴Y染色体遗传，因为其遗传特点是父传子，子传孙。由B图中父亲患病，所有的女儿都患病，可判断该病为伴X染色体显性遗传。C图和E图是伴X染色体隐性遗传，因为C图中母亲患病，所有的儿子都患病，而父亲正常，所有的女儿都正常；E图中男性将致病基因通过女儿传给了外孙。A图和F图是常染色体隐性遗传，首先根据“无中生有”判断为隐性遗传，再根据父亲无病，而两个家族中都有女儿患病判断为常染色体遗传。
【答案】　（1）B　（2）C、E　（3）D　（4）A、F
【达标检测】
1．在下列人类生殖细胞中，哪两种细胞结合成的受精卵会发育成正常的男孩？（　　）
①23＋X　　②22＋X　　③21＋Y　　④22＋Y
A．①和③
B．②和③
C．①和④
D．②和④
【解析】要发育成正常的男孩，在精子当中必须含有Y染色体，再加上22条常染色体，因此精子必须选择④，而正常的卵细胞必须含22条常染色体和一条X染色体，故选择②。
【答案】D
2．人类血友病是一种伴性遗传病，控制这种病的基因是隐性的，位于X染色体上，则患者与性别之间的关系是（　　）
A．男性多于女性
B．全部是女性
C．女性多于男性
D．男女一样多
【解析】　血友病是伴X染色体隐性遗传病（用H、h表示相关基因），女性的基因型为XHXh时表现正常，但为血友病基因的携带者，女性的基因型为XhXh时表现为有病，而男性只要是X染色体上含有血友病基因就为患者。所以男性多于女性。
【答案】　A
3．多指基因位于常染色体上，由显性基因A控制，色盲基因位于X染色体上，由隐性基因b控制，在人群中，这两种性状的基因型种类数分别为（　　）
A．3；3
B．3；5
C．3；6
D．5；5
【解析】　常染色体上的基因型男性与女性无差异，所以书写时无须区分性别，所以只有AA、Aa、aa三种基因型；X染色体上的基因，由于Y染色体上没有其等位基因，所以与性别有关，女性中基因型是XBXB、XBXb、XbXb；男性中基因型是XBY、XbY，共有5种。
【答案】　B
4．观察下列四幅遗传系谱图，回答有关问题。
（1）图中肯定不是伴性遗传的是（　　）
A．①③
B．②④
C．①②
D．③④
（2）若已查明系谱③中的父亲不携带致病基因，则该病的遗传方式为，判断依据是。
（3）按照（2）题中的假设求出系谱③中下列概率：
①该对夫妇再生一患病孩子的概率：。
②该对夫妇所生儿子中患病的概率：。
③该对夫妇再生一患病儿子的概率：。
【解析】　（1）比较四组系谱图，可发现系谱图①③双亲均正常而孩子中有患者，可推知双亲的正常性状为显性，孩子患病性状为隐性，而系谱图②④双亲均为患者，孩子中有正常性状，故可推知患病性状为显性，正常性状为隐性。
对于系谱图①在已知致病基因为隐性的前提下，由于女儿为患者而其父亲仍属正常，可肯定致病基因不在X染色体上，且系谱中儿子为患者，父亲却正常，也可肯定不属伴Y染色体遗传。
对于系谱图②，在已知致病基因为显性的前提下，由于父亲患病，女儿中却有正常者，故可肯定其致病基因不在X染色体上，有女患者可否定伴Y染色体遗传。
（2）由于系谱图③致病基因为隐性，若为常染色体遗传，患者的双亲中均应含致病基因，而题中已知“父亲不携带致病基因”，故可推知致病基因不在常染色体上，也可否定伴Y染色体遗传，因此，③中的致病基因应位于X染色体上。
（3）按照（2）题中的推断，系谱③为伴X染色体隐性遗传，可推知夫妇双方的基因型应为：夫—XBY，妇XBXb，据此可算出如下概率：该夫妇再生一患病孩子的概率为1/4；该夫妇所生儿子中患病的概率为1/2（只在儿子中求）；该夫妇再生一患病儿子的概率为1/4。
【答案】　（1）C
（2）伴X染色体隐性遗传　夫妇双方正常，孩子中有患者表明致病基因为隐性，父亲不携带致病基因，表明致病基因不在常染色体上，也不在Y染色体上
（3）①1/4　②1/2　③1/4
课堂小结：
网络构建
核心回扣
1．染色体组型包括常染色体和性染色体。
2．性别决定的主要类型是XY型。
3．位于性染色体上的基因所控制的性状表现出与性别相联系的遗传方式称为伴性遗传。
4．伴X隐性遗传病的遗传特点
（1）男患者多于女患者。
（2）女患者的父亲和儿子一定是患者。
（3）交叉遗传。
5．伴X显性遗传病的遗传特点
（1）女性患者多于男性患者。
（2）男患者的母亲和女儿一定是患者。
11
/
11核酸是遗传物质
【学习目标】
1．概述噬菌体侵染细菌的实验，体会实验方法与技术的多样性。
2．概述肺炎双球菌的转化实验，感悟实验的严密性和逻辑的严谨性。
3．简述烟草花叶病毒的感染和重建实验，认同模型法是进行科学研究的重要方法。
【学习重点】
肺炎双球菌转化实验及噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
【学习难点】
肺炎双球菌转化实验及噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
从图中我们可以看出，亲属之间在某些方面上具有一定的相似性，这就是我们平常所说的遗传。其实，早在公元前3世纪，《吕氏春秋》中就记载着“夫种麦而得麦，种稷而得稷，人不怪也。”也就是我们常说的“种瓜得瓜，种豆得豆。”正是生物的遗传特性，才使生物界的物种能够保持相对稳定。那么生物之间的这种相似性是由什么物质起作用，而在亲子代之间连续传递的呢？本节课我们就一起学习生物的遗传物质。
一、噬菌体侵染细菌的实验
1．染色体的化学成分
2．噬菌体侵染细菌的实验
（1）实验材料：噬菌体。
①结构
②特点：专门寄生在细菌体内的病毒。
（2）实验思路：用不同的放射性同位素分别标记蛋白质和DNA，直接单独地去观察它们的作用。
（3）实验过程
（4）实验说明及结论
亲代噬菌体
宿主细胞内
标记元素
子代噬菌体内
标记元素
实验结论
35S标记蛋白质
无
无
DNA是遗传物质
32P标记DNA
有
有
结合上述实验过程分析：
1．标记噬菌体时，为什么不能直接用含35S和32P的普通培养基来培养T2噬菌体？
答案　噬菌体营活细胞寄生生活，不能直接用培养基培养噬菌体。
2．能否用14C和18O标记噬菌体？能否用32P和35S同时标记噬菌体？
答案　不能，因为DNA和蛋白质都含C和O；不能用32P和35S同时标记噬菌体。
3．实验中搅拌的目的是什么？
答案　目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。
4．实验中离心的目的是什么？离心管的上清液和沉淀物中分别是什么？
答案　离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，离心管的沉淀物中留下被感染的细菌。
5．用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中放射性也较高，可能是什么原因造成的？
答案　搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。
6．用32P标记的噬菌体侵染细菌时，发现上清液中放射性也较高，可能是什么原因造成的？
答案　（1）保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到细菌细胞内，经离心后分布于上清液中。（2）保温时间过长，噬菌体在细菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。
知识整合　噬菌体营活细胞寄生生活，不能直接用培养基培养噬菌体；搅拌是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，经过离心，噬菌体颗粒到了上清液中，细菌留在沉淀物中；如果搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，会随细菌离心到沉淀物中。保温时间要适当，时间过短，部分噬菌体没有侵染到细菌细胞内，经离心后分布于上清液中；时间过长，噬菌体在细菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。
1．为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了“T2噬菌体侵染细菌”的实验。下图中亲代噬菌体已用32P标记，A、C中的方框代表细菌。下列关于本实验及病毒、细菌的叙述正确的是（　　）
A．图中锥形瓶中的培养液是用来培养细菌的，其内的营养成分中要加入32P标记的无机盐
B．若要达到实验目的，还要再设计一组用35S标记噬菌体的实验，两组相互对照
C．噬菌体的遗传不遵循基因分离定律，而细菌的遗传遵循基因分离定律
D．若本组实验B（上清液）中出现放射性，则不能证明DNA是遗传物质
答案　B
解析　由题干信息可知，图中亲代噬菌体已用32P标记，则锥形瓶中培养液内的营养成分应无放射性标记；要证明DNA是遗传物质，还应设计一组用35S标记噬菌体的实验，二者为相互对照实验；细菌是原核生物，其遗传不遵循基因分离定律；若本组实验B（上清液）中出现放射性，可能是实验时间较长，细菌裂解导致的，也可能是部分噬菌体的DNA未侵入细菌，经搅拌、离心到上清液中的。
2．如果用15N、32P、35S共同标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构中，能够找到的标记元素为（　　）
A．在外壳中找到15N和35S
B．在DNA中找到15N和32P
C．在外壳中找到15N
D．在DNA中找到15N、32P和35S
答案　B
解析　用15N、32P、35S共同标记噬菌体，15N标记了噬菌体的DNA和蛋白质外壳，32P标记了噬菌体的DNA，35S标记了噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌过程中蛋白质外壳留在细菌外面，DNA进入细菌内部，在细菌中以噬菌体DNA为模板，利用细菌的原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳和DNA，由于DNA复制，故在子代噬菌体中能找到15N和32P标记的DNA，不能找到35S和15N标记的蛋白质。
方法链接　“二看法”判断子代噬菌体标记情况
二、肺炎双球菌转化实验
1．肺炎双球菌的类型及特点
肺炎双球菌
2．活体细菌转化实验
（1）过程
（2）结论：S型菌中的“转化因子”进入R型菌体内，引起R型菌稳定的遗传变异。
3．离体细菌转化实验
（1）过程
（2）分析
①S型菌的DNA能使R型菌发生转化。
②S型菌的蛋白质等其他物质不能使R型菌发生转化。
（3）结论：DNA是遗传物质，它赋予了生物的遗传特性。
在活体细菌转化实验中，将加热杀死的S型菌与R型活菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，并从死亡小鼠体内分离到了活的S型菌，请分析：
1．已知在80～100℃温度范围内，蛋白质将失去活性，DNA的结构也会被破坏，但当温度降低到55℃左右时，DNA的结构会恢复，但蛋白质却不能恢复。由此我们可以推断：在活体细菌转化的实验中，加热杀死的S型菌中的“转化因子”应该是哪种物质？
答案　是DNA。
2．研究表明，小鼠体内的两种细菌含量变化如图所示：
（1）从免疫学角度解释曲线ab段下降的原因是什么？
答案　R型菌被小鼠的免疫系统所杀灭。
（2）S型活菌是怎样产生的？
答案　加热杀死的S型菌的DNA将R型菌转化为S型活菌。
（3）S型菌是有毒性的，据此推测曲线bc段上升的原因是什么？
答案　有毒的S型菌在小鼠体内增殖，导致小鼠的免疫力降低，R型菌、S型菌数量都增加。
知识整合　加热后S型菌和活R型菌一起注射到小鼠体内，开始时R型菌被小鼠的免疫系统所杀灭，数量下降，随着S型菌的DNA将R型菌转化为S型活菌，S型活菌逐渐增多，其毒性导致小鼠的免疫力降低，R型菌、S型菌数量都增加。
3．科学家用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如表所示。由表可知（　　）
实验组号
接种菌型
加入S型菌的物质
培养皿长菌情况
①
R
蛋白质
R型
②
R
荚膜多糖
R型
③
R
DNA
R型、S型
④
R
DNA（经DNA酶处理）
R型
A.①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子
B．②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性
C．③和④说明S型菌的DNA是转化因子
D．①～④说明DNA是主要的遗传物质
答案　C
解析　第①②组实验说明蛋白质和荚膜多糖与R型菌转化为S型菌无关，A、B项错误。第③组实验说明DNA与R型菌转化为S型菌有关，第④组实验说明DNA被水解后的产物不能使R型菌转化为S型菌，C项正确。①～④只能说明DNA是遗传物质，而不能说明DNA是主要的遗传物质，D项错误。
4．某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：
①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠
②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠
③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠
④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠
以上4个实验中小鼠存活的情况依次是（　　）
A．存活、存活、存活、死亡
B．存活、死亡、存活、死亡
C．死亡、死亡、存活、存活
D．存活、死亡、存活、存活
答案　D
解析　能使小鼠死亡的是活的S型菌。①DNA酶会将S型菌的DNA水解，从而失去转化作用，R型菌因此未发生转化，小鼠存活；②虽然DNA酶存在，但因加入了S型菌，因此小鼠死亡；③中没有R型活菌，S型菌的DNA不起作用，小鼠存活；④高温加热使S型菌的蛋白质及DNA酶变性，虽然S型菌的DNA还存在，但由于后面加的是R型菌的DNA，所以不能发生转化作用，小鼠存活。
题后归纳　活体与离体细菌转化实验的比较
比较项目
活体细菌转化实验
离体细菌转化实验
培养细菌
用小鼠（体内）
用培养基（体外）
实验对照
R型菌与S型菌的毒性比较
S型菌的各成分作用的相互对照
实验结论
S型菌体内有“转化因子”
DNA是遗传物质，蛋白质等其他物质不是遗传物质
两实验的联系
（1）所用材料都是R型和S型肺炎双球菌；
（2）活体转化实验是基础，离体转化实验进一步证明了“转化因子”是DNA；
（3）两实验都遵循了对照原则和单一变量原则
三、烟草花叶病毒的感染和重建实验
1．烟草花叶病毒的组成：蛋白质外壳和一条RNA链。
2．过程
（1）感染实验
（2）重建实验
重建病毒烟草→B型后代。
重建病毒烟草→A型后代。
3．结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
4．基因的本质：遗传的基本功能单位是基因，基因是一段有功能的核酸，大多数生物中是一段DNA，而在RNA病毒中则是一段RNA。
1．人、噬菌体、烟草花叶病毒及大肠杆菌的遗传物质分别是什么？
答案　分别是DNA、DNA、RNA、DNA。
2．下列有关遗传物质的叙述，哪些说法是正确的？
①DNA是所有生物的遗传物质
②核酸是一切生物的遗传物质
③酵母菌的遗传物质主要是DNA
④病毒的遗传物质是DNA或RNA
⑤艾滋病病毒的遗传物质是DNA或RNA
答案　②④。
3．蚕豆细胞内的遗传物质彻底水解的产物有哪些？
答案　磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。
知识整合　细胞生物同时含有DNA和RNA，其中DNA是遗传物质；病毒只含有一种核酸，含有DNA（如噬菌体）的，DNA是遗传物质，含有RNA（艾滋病病毒、烟草花叶病毒等）的，RNA是遗传物质。
5．烟草花叶病毒（TMV）和车前草病毒（HRV）都能感染烟叶，但二者致病病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是（　　）
A．a过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟草，结果说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用
B．b过程表示用HRV的RNA单独接种烟草，结果说明具有侵染作用
C．c、d两过程表示用TMV的外壳和HRV的RNA组合成的“杂种病毒”接种烟草，结果说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为烟草感染车前草病毒的症状，并能从中分离出车前草病毒
D．该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质
答案　D
解析　由于该实验中并没有用烟草花叶病毒的RNA侵染烟草，因此无法证明烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质。
6．下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是（　　）
A．豌豆的遗传物质主要是DNA
B．酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上
C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素
D．HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸
答案　B
解析　A中豌豆的遗传物质只有DNA；B中酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上，细胞质中也有；C中T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含S元素；D中HIV的遗传物质是RNA，初步水解后产生4种核糖核苷酸。
【课堂小结】
【课堂达标】
1．为研究噬菌体侵染细菌的详细过程，你认为同位素标记的方案应为（　　）
A．用14C或3H培养噬菌体，再去侵染细菌
B．用18O或32P培养噬菌体，再去侵染细菌
C．将一组噬菌体用32P和35S标记
D．一组用32P标记DNA，另一组用35S标记蛋白质外壳
答案　D
解析　用32P和35S分别标记DNA和蛋白质外壳，35S仅存在于噬菌体的蛋白质外壳中，32P仅存在于噬菌体的DNA中，而14C、18O、3H在蛋白质和DNA中都含有，无法区分是哪一种成分发挥作用，同时用32P、35S标记蛋白质和DNA，沉淀物和上清液中都有放射性，也无法判断是哪一种成分发挥作用。
2．科学家分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，下列被标记的部分组合是（　　）
A．①②
B．①③
C．①④
D．③④
答案　A
解析　组成噬菌体蛋白质的基本单位是氨基酸，而P是噬菌体DNA的组成成分之一——磷酸的构成元素，对照图解标号应分别选择①②。
3．利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。将各组肺炎双球菌先进行图示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法不正确的是（　　）
A．通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质
B．F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌
C．F组产生的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果
D．能导致小鼠死亡的是A、B、C、D四组
答案　D
解析　从图示实验过程看出，通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质，F组加入了S型菌的DNA，可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌，而S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果。A组经煮沸、D组为R型菌，均不能导致小鼠死亡，D项错误。
4．下列有关核酸与遗传物质关系的叙述，不正确的是（　　）
A．DNA是绝大多数生物的遗传物质
B．有些生物的遗传物质是RNA
C．在真核生物中，DNA和RNA都是遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质
D．核酸是所有生物的遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质
答案　C
解析　具有细胞结构的生物含有DNA和RNA两种核酸，但DNA是遗传物质，病毒只含有DNA或RNA一种核酸，其含有的这种核酸就是该病毒的遗传物质。总之，大多数生物的遗传物质是DNA，即DNA是主要的遗传物质。
5．下图中，烟草花叶病毒（TMV）与车前草病毒（HRV）的结构如A、B，侵染作物叶片的症状如C、D。回答：
（1）用E去侵染叶片F时，在叶片F上所患病的症状与________相同。
（2）F上的病毒繁殖所需的氨基酸、酶和ATP均来自____________。蛋白质外壳是在______________合成的。
（3）子代噬菌体的各项特性都是由____________决定的。
（4）本实验证明_____________________________________________________。
答案　（1）D
（2）F的细胞　F细胞的核糖体上
（3）E的RNA（或B的RNA、或HRV的RNA）
（4）RNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
【课时作业】
[学考达标]
1．在探索遗传物质的过程中，科学家做了T2噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是（　　）
A．用32P、35S标记同一组T2噬菌体的DNA和蛋白质
B．该实验的步骤是标记、培养、搅拌、离心、检测
C．用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体
D．该实验证明了DNA是主要的遗传物质
答案　B
解析　应用32P、35S分别标记不同组T2噬菌体的DNA和蛋白质，A错误；该实验先标记噬菌体，然后用标记的噬菌体侵染细菌培养噬菌体，之后进行搅拌和离心，最后检测上清液和沉淀物的放射性，B正确；T2噬菌体只能用活的细胞培养，不能用培养基培养，C错误；该实验证明了DNA是遗传物质，而不能证明DNA是主要的遗传物质。
2．某研究人员模拟噬菌体侵染细菌的实验，进行了如下实验：①用32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌；②用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；③用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌。一段时间后进行离心，检测到放射性存在的主要部位依次是（　　）
A．沉淀、上清液、沉淀和上清液
B．沉淀、沉淀、沉淀和上清液
C．沉淀、上清液、沉淀
D．上清液、上清液、沉淀和上清液
答案　B
解析　①放射性主要集中在部分子代噬菌体的核酸中；②放射性主要集中在子代噬菌体蛋白质外壳中；③放射性主要集中在部分子代噬菌体的核酸和留在细菌外的蛋白质外壳中。
3．加热杀死的S型菌能促成R型菌发生转化。这个事实能证明（　　）
A．S型菌的蛋白质和DNA的结构都很稳定
B．S型菌的蛋白质的结构特别稳定
C．S型菌的DNA结构比蛋白质的结构稳定
D．任何条件都不能破坏S型菌DNA的结构
答案　C
解析　加热杀死的S型菌仍能促成R型菌发生转化，说明S型菌的蛋白质虽然失去了活性，但DNA仍具有生物活性，说明S型菌DNA的结构比蛋白质的结构稳定。
4．“肺炎双球菌的离体转化实验”证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。得出这一结论的关键是（　　）
A．用S型活菌和加热杀死后的S型菌分别对小白鼠进行注射，并形成对照
B．用杀死的S型菌与无毒的R型菌混合后注射到小鼠体内，测定小鼠体液中抗体的含量
C．从死亡小鼠体内分离获得了S型菌
D．将S型菌的各种因子分离并分别加入各培养基中，培养R型菌，观察是否发生转化
答案　D
解析　当把S型菌的各种因子分离并分别与R型菌混合培养后，发现只有加入DNA的培养基中R型菌发生转化，出现S型菌，而加入其他因子的培养基中R型菌（如加入蛋白质）不发生转化，即不出现S型菌。
5．如图甲、乙表示两种不同的植物病毒，经重建形成“杂种病毒丙”，用病毒丙侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是（　　）
答案　D
解析　图中重建的“杂种病毒丙”的核酸来自乙病毒，而蛋白质外壳来自甲病毒。由于病毒丙侵染植物细胞中的是乙病毒核酸，所以在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒的核酸和蛋白质外壳均与乙病毒相同。
6．病毒H1N1亚型是第一个被鉴定出的流行性感冒病毒，之后即不断地有新亚型的报道。如图为流行性感冒病毒构造示意图，其中甲（简称H）与病毒进入细胞有关；乙（简称N）则与病毒粒子出细胞有关。抗病毒药物“达菲”（Oseltamivir）主要是抑制乙的作用。“达菲”主要是阻断该病毒增殖时的哪一过程（　　）
A．病毒入侵细胞
B．病毒的核酸复制
C．病毒粒子的组装
D．子病毒释放出细胞
答案　D
解析　病毒H1N1侵染细胞的过程与噬菌体侵染细胞一致，要经过吸附→注入→复制合成→组装→释放等步骤。由示意图可知：甲与注入有关，乙与释放有关，丙与复制合成有关，丁与组装有关。可见“达菲”主要是抑制乙的作用，主要是阻断该病毒增殖时的释放过程，D正确。
[高考提能]
7．下列关于肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的对比，叙述正确的是（　　）
A．都应用了同位素标记法
B．设计思路都是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应
C．前者设置了对照，后者没有对照
D．原理都是根据遗传物质具有控制性状表达的特性设计的
答案　B
解析　噬菌体侵染细菌实验用了同位素标记法，肺炎双球菌转化实验没用，A错误；两实验都是把DNA与蛋白质分开，看它们分别有什么作用，B正确；两实验都设置了对照实验，C错误；噬菌体侵染细菌的实验是根据遗传物质具有控制生物繁殖的特性而设计的，D错误。
8．噬菌体在繁殖过程中所利用的原料是（　　）
A．细菌的核苷酸和氨基酸
B．自身的核苷酸和细菌的氨基酸
C．自身的核苷酸和氨基酸
D．自身的氨基酸和细菌的核苷酸
答案　A
解析　噬菌体只能寄生在活的细胞中，在繁殖过程中以自己的遗传物质为模板，用宿主细胞的核苷酸和氨基酸作原料，进行遗传物质的复制和蛋白质外壳的合成，A正确。
9．有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的过程，设计实验如图：
一段时间后，检测子代H5N1病毒的放射性及所含的S、P元素，下表对实验结果的预测中，最可能发生的是（　　）
选项
放射性
S元素
P元素
A
全部无
全部32S
全部31P
B
全部有
全部35S
多数32P，少数31P
C
少数有
全部32S
少数32P，多数31P
D
全部有
全部35S
少数32P，多数31P
答案　D
解析　病毒侵染细胞时，蛋白质外壳留在外面，只有核酸注入细胞。由图可知，病毒先在含32P的宿主细胞1中培养（其DNA被32P标记），然后转移到含35S的宿主细胞2中培养。病毒复制自身的遗传物质所用的原料有宿主细胞的31P（不具放射性），也有自身核酸（含32P），故子代病毒的核酸多数含31P，少数含32P；病毒合成蛋白质外壳所用的原料都是宿主细胞2的，故全被35S标记。
10．如图表示T2噬菌体、乳酸菌、酵母菌和家兔体内遗传物质组成中五碳糖、碱基和核苷酸的种类，其中与实际情况相符的是（　　）
A．T2噬菌体
B．乳酸菌
C．酵母菌
D．家兔
答案　A
解析　T2噬菌体是DNA病毒，含有1种五碳糖，4种碱基和4种核苷酸，乳酸菌、酵母菌、家兔既含有DNA又含有RNA，但其遗传物质是DNA，故A正确，B、C、D错误。
11．下图是噬菌体侵染细菌示意图，请回答下列问题：
（1）噬菌体侵染细菌的正确顺序应是____________________________________________。
（2）图中D表明噬菌体侵染细菌时，留在细菌外的是______________，注入细菌体内的物质是__________。
（3）图中E表明______________________。
（4）噬菌体侵染细菌实验得出了__________是遗传物质的结论。
答案　（1）BDAEC　（2）蛋白质外壳　噬菌体DNA　（3）噬菌体复制完成（产生性状完全相同的噬菌体后代）（4）DNA
解析　噬菌体侵染细菌的过程可以分为五个步骤：①吸附：噬菌体用尾部的末端吸附在细菌表面；②注入：噬菌体通过尾轴把DNA全部注入到细菌细胞内，蛋白质外壳留在细胞外面不起作用；③生物合成：在细菌体内，以噬菌体的DNA为指导，利用细菌的化学成分合成噬菌体DNA和蛋白质分子；④组装：新合成的DNA和蛋白质外壳组装成与亲代一模一样的子代噬菌体（结构、成分相同）；⑤释放：子代噬菌体由于细菌的裂解而释放出来，再去侵染其他细菌（功能相同）。由此可见，在子代噬菌体的复制过程中，只有亲代的DNA参与了（蛋白质未参与），说明亲代的性状通过DNA传给后代，所以说DNA是遗传物质。
12．R型肺炎双球菌菌体无多糖类的荚膜，是无毒性细菌，S型肺炎双球菌菌体有多糖类的荚膜，是有毒性细菌，可使人患肺炎或使小鼠患败血症。科学家埃弗里及其同事利用肺炎双球菌来探究什么是遗传物质的问题。
实验材料、用具：S型菌、R型菌、DNA水解酶、培养基、培养皿等。
埃弗里等人先做了以下3组实验：
第一组：S型菌的蛋白质＋R型活菌培养基→R型菌落
第二组：S型菌的荚膜多糖＋R型活菌培养基→R型菌落
第三组：S型菌的DNA＋R型活菌培养基→S型菌落、R型菌落
（1）埃弗里等人后来发现上述实验步骤并不严密，于是又做了第四组实验，请写出第四组实验方法和结果：_____________________________________。
（2）从上述实验可以得出的结论是______________________________。
（3）从第三组实验可知，S型菌的DNA或基因能否通过R型菌的细胞膜？________。
（4）有人认为，上述4个实验并不能说明蛋白质和荚膜多糖不是遗传物质，理由是_______________________________________________________。
（5）实验中涉及的S型菌和R型菌可以通过观察培养基上的菌落来区分，区分的依据是____________________________________________________________。
答案　（1）S型菌的DNA＋DNA水解酶＋R型活菌培养基→R型菌落　（2）DNA是肺炎双球菌的遗传物质　（3）能　（4）本实验未能证实蛋白质和荚膜多糖通过细菌细胞膜进入细胞内的情况　（5）S型菌形成的菌落表面光滑，R型菌形成的菌落表面粗糙
解析　（1）本题直接考查教材内容，第四组实验方法是用DNA水解酶处理S型菌的DNA后，再与R型活菌混合培养，观察结果，应该只有R型菌落，因为S型菌的DNA水解后其生理功能丧失。（2）比较上述4组实验可以得出DNA是肺炎双球菌的遗传物质。（3）R型菌转化为S型菌，说明S型菌的DNA进入R型菌内并与它的DNA实现重组，即能说明S型菌的DNA能通过R型菌的细胞膜。（4）由于该实验没有证明蛋白质和荚膜多糖通过细菌细胞膜进入细胞内的情况，所以有人认为该实验不能证明蛋白质和荚膜多糖不是遗传物质。（5）S型菌有荚膜，菌落表面光滑，R型菌无荚膜，菌落表面粗糙。
13．根据下面的材料回答问题。
材料一　在噬菌体侵染细菌的实验中，用同位素31P、32P和32S、35S分别作如下标记。
噬菌体
大肠杆菌
脱氧核苷酸
32P
31P
氨基酸
32S
35S
材料二
（1）用32P标记噬菌体的大致操作过程
①____________________________________________________________；
②______________________________________________________________。
（2）材料一中，子代噬菌体的DNA分子中含有同位素__________________________。
（3）若材料一中的噬菌体和细菌分别换成烟草花叶病毒和烟草叶细胞，则能说明______________________________________________________________。
（4）分析材料二，A～D的结果中，哪项不正确？______。说明理由：____________________________________________________________。
（5）材料一、材料二共同说明的问题是___________________________。
答案　（1）①在含有放射性32P的培养基中培养细菌　②再用上述细菌培养噬菌体　（2）31P和32P　（3）RNA是遗传物质　（4）D　DNA分子被DNA酶分解掉，R型菌不能转化成S型菌　（5）DNA是遗传物质
解析　（1）由于噬菌体是病毒，不能独立培养，必须寄生在活细胞中，所以先用培养基培养细菌，再用细菌培养噬菌体。（3）烟草花叶病毒的核酸是RNA，它可以侵染烟草的叶细胞，说明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。（4）由于DNA酶能够分解DNA分子，使其失去活性，不能使R型菌转化成S型菌，所以小鼠不会死亡。（5）材料一、材料二共同说明的问题是DNA是遗传物质。
[真题体验]
14．（2013·海南，13）关于T2噬菌体的叙述，正确的是（　　）
A．T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素
B．T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中
C．RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质
D．T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖
答案　D
解析　核酸中不含S元素，故A错误；T2噬菌体不能寄生在酵母菌细胞中，故B错误；任何生物的遗传物质只能是DNA或RNA中的一种，T2噬菌体的遗传物质是DNA，故C错误；T2噬菌体作为病毒，只能利用宿主细胞的物质进行增殖，D正确。
15．（2013·新课标Ⅱ，5改编）在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是（　　）
①孟德尔的豌豆杂交实验
②摩尔根的果蝇杂交实验
③肺炎双球菌转化实验
④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验
A．①②
B．②③
C．③④
D．①③
答案　C
解析　①孟德尔的豌豆杂交实验证明了遗传的基本规律；②摩尔根的果蝇杂交实验证明了基因在染色体上；③肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质；④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验也证明了DNA是遗传物质。
1
/
1基因控制蛋白质合成
【学习目标】
1．能说出基因的概念
2．列举DNA的功能；
3．能说出DNA与RNA的异同，能简单阐述RNA的种类及功能；
4．能概述转录和翻译的过程；
5．理解基因控制生物性状的含义
6．能说出中心法则的内容。
【学习重点】
遗传信息的转录和翻译的过程
【学习难点】
遗传信息的翻译过程
【学习过程】
美国科幻电影《侏罗纪公园》中，科学家们利用一只困在琥珀中的、曾吸食过恐龙血的蚊子体内的恐龙DNA制造出了大量的恐龙，并建立了一个恐龙的“侏罗纪公园”。
我们知道，生物体的性状是由蛋白质体现的，基因能够控制生物体的性状，所以，我们推测基因应该是通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状的。基因是怎样指导蛋白质的合成的呢？这一节我们一起来学习基因控制蛋白质合成。
一、DNA的功能、转录
1．DNA的功能
（1）携带遗传信息：以自身为模板，半保留地进行复制，保持遗传信息的稳定性。
（2）表达遗传信息：根据DNA所贮存的遗传信息决定蛋白质的结构。
2．DNA与RNA的比较
种类
DNA
RNA
基本单位
脱氧核糖核苷酸（4种）
核糖核苷酸（4种）
戊糖
脱氧核糖
核糖
特有碱基
T
U
共有碱基
A、G、C
空间结构
规则的双螺旋结构
多呈单链结构
真核生物
中的分布
主要在细胞核中，少量在线粒体、叶绿体中
主要在细胞溶胶、线粒体、叶绿体、核糖体中，少量在细胞核中
3．遗传信息的转录
（1）概念：是指遗传信息由DNA传递到RNA上的过程，转录的结果是形成RNA．
（2）过程
第1步：DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露。
第2步：游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合。
第3步：在RNA聚合酶的作用下，新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的RNA分子上。
第4步：合成的RNA从DNA链上释放，DNA双链恢复。
（3）三种转录产物及其功能
①mRNA：传达DNA上的遗传信息。
②tRNA：把氨基酸运送到核糖体上。
③rRNA：核糖体的重要成分。
特别提醒　在真核生物中，细胞核内转录产生的RNA产物需要经过加工才能成为成熟的mRNA，转移到细胞质中用于蛋白质的合成。
如图表示某真核生物细胞内DNA的转录过程，请据图分析回答下列问题：
1．请思考图中DNA的转录方向（用“→”或“←”表示）。
答案　←。
2．a为启动上述过程必需的有机物，其名称是什么？
答案　RNA聚合酶。
3．b和c的名称分别是什么？
答案　b是胞嘧啶脱氧核苷酸；c是胞嘧啶核糖核苷酸。
4．在根尖细胞中，上述过程发生的场所是哪里？
答案　细胞核、线粒体。
5．产物d一定是mRNA吗？
答案　不一定。产物有mRNA、tRNA、rRNA．
6．若d中A占35%，U占19%，则d对应的DNA分子片段中T和C分别占多少？
分析　d是以DNA的一条链为模板转录来的，若d中A＝35%，U＝19%，A＋U＝54%，则对应的DNA分子片段中A＋T＝54%，G＋C＝46%，故A＝T＝27%，G＝C＝23%。
答案　27%、23%。
知识整合　转录的方向和RNA聚合酶移动的方向一致；DNA中碱基C和脱氧核糖、磷酸一起构成胞嘧啶脱氧核苷酸；RNA中则构成胞嘧啶核糖核苷酸；真核生物中转录的主要场所是细胞核，线粒体和叶绿体中也能进行；转录的产物有mRNA、tRNA、rRNA．
1．下列关于RNA的叙述，错误的是（　　）
A．有些RNA可催化细胞内的某些生化反应
B．RNA是一种遗传物质
C．RNA参与构成核糖体
D．RNA参与构成细胞膜
答案　D
解析　有些酶是RNA，RNA是某些病毒的遗传物质，rRNA参与构成核糖体。
2．下图表示真核细胞某基因的转录过程。有关叙述错误的是（　　）
A．①是编码链
B．③链加工后可成为成熟的mRNA
C．④是游离的核糖核酸
D．该过程中存在T与A的碱基配对方式
答案　C
解析　转录过程需要的原料是核糖核苷酸，而不是核糖核酸。
二、翻译
1．翻译
2．遗传密码
（1）概念：mRNA上由3个相邻核苷酸排列而成的三联体，决定一种氨基酸。每3个这样的碱基又称为1个密码子。
（2）特点
①除少数密码子外，生物界的遗传密码是统一的。
②除少数氨基酸只有一种遗传密码外，大多数氨基酸有两个以上的遗传密码。
（3）遗传密码有64种，其中决定氨基酸的有61种，终止密码有3种（UAA、UAG、UGA）。
3．反密码子：指tRNA上可以与mRNA上的碱基互补配对的3个碱基。
4．过程
起始：mRNA与核糖体结合
↓
运输：tRNA携带氨基酸置于特定位置
↓
延伸：核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，由对应tRNA运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上（一个mRNA可以结合多个核糖体）
↓
终止：当核糖体到达mRNA上的终止密码子时，合成停止
↓
脱离：肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质
5．特点
多肽链合成时，若干个核糖体串联在一个mRNA上同时进行工作，大大增加了翻译效率。
下图是翻译过程的示意图，请据图分析：
1．图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是哪种分子或结构？
答案　Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是tRNA、核糖体、多肽链。
2．Ⅲ是mRNA，其中的起始密码子和终止密码子分别是什么？它们都能决定氨基酸吗？
答案　起始密码子：AUG，编码甲硫氨酸。终止密码子：UAA，不编码氨基酸。
3．密码子GCU编码丙氨酸，如果由于某种原因使mRNA中该密码子的第三个碱基由U变为了C，编码的氨基酸仍是丙氨酸，这一现象称做密码的简并性。这种特性对生物体的生存发展有什么意义？
答案　一定程度上可以防止由于碱基改变而导致生物性状的改变，维持生物性状的稳定性。
4．遗传密码具有通用性，即地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码，这说明了什么？
答案　这说明所有生物可能有着共同的起源。
5．图乙中①、⑥分别是什么分子或结构？核糖体移动的方向是怎样的？
答案　①、⑥分别是mRNA、核糖体；核糖体移动的方向是由右向左。
6．最终合成的多肽链②、③、④、⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？
答案　相同；因为它们的模板是同一条mRNA．
知识整合　起始密码子有AUG、GUG，分别编码甲硫氨酸和缬氨酸。终止密码子有UAA、UAG、UGA，它们不编码氨基酸；密码子具有简并性，一定程度上可以防止由于碱基改变而导致生物性状的改变，维持生物性状的稳定性；遗传密码具有通用性说明所有生物可能有着共同的起源。
3．所有生物都用一套基本相同的遗传密码，这一事实说明生物具有（　　）
A．统一性
B．多样性
C．变异性
D．特异性
答案　A
解析　包括人在内的所有生物都用一套基本相同的遗传密码，说明在生物遗传这个基本过程中，整个生物界在分子层次上存在高度的统一性，A正确。
4．如图表示真核细胞中某基因表达过程的一部分，下列分析正确的是（　　）
A．图示mRNA中起始密码子位于RNA链上的左侧
B．mRNA上决定甘氨酸的密码子都是GGU
C．图中碱基的配对方式有A－U、C－G、A－T
D．图示过程的正常进行需要ATP和RNA聚合酶
答案　A
解析　根据肽链的长度判断，核糖体移动的方向是从左向右，A正确；一种氨基酸可由一种或一种以上密码子决定，B错误；题图表示翻译过程，碱基的配对方式有A－U、C－G，C错误；翻译过程正常进行需要ATP和蛋白质合成酶，RNA聚合酶在转录过程中起作用，D错误。
三、中心法则、基因的概念
1．中心法则的提出及发展
提出者
克里克
要点
（1）遗传信息由DNA传递到RNA
（2）RNA决定蛋白质的特异性
（3）蛋白质是生物体性状的体现者
发展
在逆转录酶作用下，以RNA为模板反向合成单链DNA
2．图解
3．基因的本质
（1）基因是遗传的一个基本功能单位，在适当的环境条件下控制生物的性状。
（2）从本质上讲，基因就是一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片断，在大多数生物中是一段DNA，在RNA病毒中则是一段RNA．
（3）基因以一定的次序排列在染色体上。染色体是基因的主要载体。
（4）基因的基本单位是核苷酸，基因中碱基的排列顺序代表遗传信息。
中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。观察下图分析：
1．①②③④⑤所表示的过程依次是什么？
答案　DNA复制、转录、翻译、逆转录、RNA的复制。
2．在真核生物细胞中，过程①发生的场所和过程②的原料分别是什么？
答案　过程①发生的场所有细胞核、线粒体、叶绿体；过程②的原料是4种核糖核苷酸。
3．正常的细胞中能发生哪些过程？
答案　①②③。
4．需要tRNA和核糖体同时参与的过程是哪个？需要逆转录酶参与的过程又是哪个？
答案　③④。
知识整合　在中心法则中，DNA的复制、转录和翻译存在于细胞生物中，RNA的复制、逆转录只在某些以RNA
为遗传物质的病毒增殖过程中出现。
5．下图为中心法则部分遗传信息的流动方向示意图，下列有关说法正确的是（　　）
A．过程1、2一般发生在RNA病毒体内
B．过程1、3、5一般发生于肿瘤病毒的体内
C．过程2、3、4发生于具细胞结构的生物体内
D．过程1～5不可能同时发生于同一个细胞内
答案　C
解析　1为逆转录过程，只能在病毒侵入宿主细胞后发生，该生理过程不会发生于病毒体内，A、B项错误；肿瘤病毒侵入宿主细胞后，在宿主细胞内增殖，需进行逆转录、合成病毒RNA、指导合成其蛋白质外壳等生理过程，因此1～5能同时发生于宿主细胞内，D项错误。
6．有关基因、染色体、蛋白质、性状的叙述，不正确的是（　　）
A．基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的
B．任意一段DNA片段都可以是基因
C．基因以一定次序排列在染色体上
D．基因与性状之间不是简单的一对一关系
答案　B
解析　基因不是任意一段DNA片断，而是有一定功能的核酸片段，在大多数生物中是一段DNA，在RNA病毒中是一段RNA．
易混辨析　真核生物DNA复制、转录和翻译的辨析（加试）
DNA功能
传递遗传信息（复制）
表达遗传信息
转录
翻译
场所
主要在细胞核，部分在线粒体和叶绿体
主要在细胞核
细胞质
原料
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
20种氨基酸
模板
DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
条件
解旋酶、DNA聚合酶、能量
RNA聚合酶、能量
酶、ATP、tRNA、能量
碱基配对
A－T、T－A、C－G、G－C
A－U、T－A、C－G、G－C
A－U、U－A、C－G、G－C
特点
边解旋边复制；半保留复制
边解旋边转录
一个mRNA分子上可结合多个核糖体，同时合成多条肽链
产物
两个双链DNA分子
一条单链RNA
蛋白质
1．下列关于RNA的叙述，错误的是（　　）
A．有些生物中的RNA具有催化功能
B．tRNA上的碱基只有三个
C．mRNA与tRNA在核糖体上发生配对
D．RNA也可以作为某些生物的遗传物质
答案　B
解析　tRNA是运载氨基酸的工具，是RNA中的一种，属于生物大分子。tRNA并非只有三个碱基，tRNA在某些部分配对并扭曲成双螺旋状，它的平面形状如三叶草的叶形，其中有三个碱基与mRNA上的密码子配对，称为反密码子。
2．如图代表的是某种转运RNA，对此分析正确的是（　　）
A．此转运RNA含有五种元素、两种含氮碱基
B．该结构参与蛋白质合成中的翻译过程
C．合成此转运RNA的场所是核糖体
D．若与此转运RNA上的反密码子相对应的密码子中的碱基发生改变，一定会引起蛋白质结构的改变
答案　B
解析　此转运RNA含有C、H、O、N、P五种元素，A、C、G、U四种含氮碱基；转运RNA主要在细胞核中合成；由于密码子具有简并性，信使RNA中的碱基发生改变，翻译出的蛋白质结构不一定改变。
3．四环素、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，这些抗生素阻断了下列过程中的（　　）
A．染色体活动
B．DNA复制过程
C．转录过程
D．翻译过程
答案　D
解析　抗生素干扰细菌核糖体的形成或者阻止tRNA和mRNA结合，均是阻止翻译过程。
4．遗传信息的传递过程如图所示，其中①～④表示四种不同的物质。下列叙述错误的是（　　）
A．①复制时，2条链均可作为模板链
B．形成②时，需沿整条DNA长链进行
C．密码子CUU编码③所携带的氨基酸
D．②上可同时结合多个核糖体形成多条④
答案　B
解析　①是DNA分子，DNA复制时2条链均可作为模板链，A项正确；②是mRNA分子，形成mRNA分子即转录时，并不是沿着整条DNA长链进行的，转录是以DNA分子上的基因区段为模板进行的，B项错误；③是tRNA，其上的反密码子是GAA，与mRNA上的密码子CUU配对，故密码子CUU编码③所携带的氨基酸，C项正确；②mRNA上可结合多个核糖体形成多聚核糖体，每个核糖体上均可形成1条相同的肽链④，D项正确。
5．下图表示以DNA为模板转录形成RNA的过程。请据图分析回答下列问题：
（1）在玉米的叶肉细胞中，能够进行该生理过程的细胞结构有______________________。
（2）转录过程中在[　　]______________的催化作用下，以其中的__________链作为模板链，以[　　]________________为原料，由________提供能量，按照______________原则，合成出[　　]______。
（3）通过转录，DNA分子中的遗传信息被准确地转移到____________中。
（4）在真核细胞的细胞核中，转录的产物通过__________进入细胞质中，与________结合在一起直接指导蛋白质的合成过程。
答案　（1）细胞核、线粒体、叶绿体　（2）4　RNA聚合酶
甲　3　四种游离的核糖核苷酸　ATP　碱基互补配对
2　RNA　（3）信使RNA　（4）核孔　核糖体
解析　玉米叶肉细胞的细胞核、线粒体、叶绿体中都有DNA，可进行DNA的转录；转录时以DNA的一条链为模板，需要ATP供能和RNA聚合酶的催化，以四种游离的核糖核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则合成RNA，转录的结果是DNA上的遗传信息转移到mRNA上，mRNA从核孔出来进入细胞质中与核糖体结合，直接指导蛋白质的合成。
[学考达标]
1．下面表格是真核生物细胞核内三种RNA聚合酶的分布与主要功能，下列说法错误的是（　　）
名称
分布
主要功能
RNA聚合酶Ⅰ
核仁
合成rRNA
RNA聚合酶Ⅱ
核液
合成mRNA
RNA聚合酶Ⅲ
核液
合成tRNA
A．真核生物的转录场所主要是细胞核
B．三种酶的合成场所与其发挥作用的场所相同
C．三种酶作用形成的产物均可参与翻译过程
D．任一种RNA聚合酶活性变化都会影响其他两种酶的合成
答案　B
2．下列关于图中①、②两种分子的说法中，正确的是（　　）
A．①为DNA，在正常情况下复制后形成两个相同的DNA
B．②为tRNA，一种tRNA可携带不同的氨基酸
C．遗传信息位于①上，密码子位于②上
D．①和②共有的碱基是A、U、G
答案　A
解析　①为DNA，在正常情况下复制后形成两个相同的DNA分子；②为tRNA，一种tRNA只能携带一种氨基酸；遗传信息位于①上，密码子位于mRNA上，②上具有反密码子；①和②共有的碱基是A、G、C，DNA中无U。
3．正常出现肽链终止，是因为（　　）
A．一个与终止密码子对应的转运RNA不能携带氨基酸
B．不具有与终止密码子对应的转运RNA
C．信使RNA在终止密码子处停止合成
D．转运RNA上出现终止密码子
答案　B
解析　终止密码子没有对应的转运RNA．
4．如图是雌激素与相应受体结合情况的示意图。由图可知，雌激素与相应的受体结合后形成“激素—受体”复合体，并作用于核内基因的某区域，从而直接影响遗传信息的什么过程（　　）
A．DNA复制
B．转录
C．翻译
D．转录和翻译
答案　B
解析　由图可知，“激素—受体”复合体从核孔进入细胞核，作用于DNA，从而转录出相应的mRNA并合成相应的多肽，可见该复合体影响转录过程。
5．下图表示自然界中遗传信息在三种大分子间的流动（如箭头2代表转录），相关说法正确的是（　　）
A．1、2、4常见，3、7少见，其他尚未被证实
B．2、4、6常见，其他几乎从未被证实
C．5、8、9未被证实，3、7少见，其他常见
D．3、7少见，其他常见
答案　A
解析　图中1表示DNA复制，2表示转录，3表示RNA复制，4表示翻译，5表示蛋白质复制，6表示由蛋白质→DNA，7表示逆转录，8表示由蛋白质→RNA，9表示由DNA→蛋白质，中心法则及其补充包含的是1、2、3、4、7的内容，其中1、2、4是常见途径，3、7途径为中心法则的补充，在某些病毒中出现；5、6、8、9目前还没有证实其在生物体中是否存在。
6．与DNA分子相比，RNA分子特有的碱基是（　　）
A．鸟嘌呤（G）
B．胞嘧啶（C）
C．尿嘧啶（U）
D．腺嘌呤（A）
答案　C
[高考提能]
7．下图中α、β是真核细胞某基因的两条链，γ是另外一条多核苷酸链，下列说法正确的是（　　）
A．图中的酶是DNA聚合酶
B．γ彻底水解后能生成6种小分子物质
C．该过程只发生在细胞核中
D．β链中碱基G占28%，则γ链中碱基A占22%
答案　B
解析　据图分析，该基因正在以其中一条链为模板转录生成RNA，故该酶为RNA聚合酶，故A错误；RNA彻底水解后生成4种碱基、1种核糖、1种磷酸，故B正确；细胞质中的线粒体和叶绿体含有的DNA也能转录，故C错误；β链中碱基G占28%，则α链C占28%，不知α链T比例，故不知γ链A所占比例，故D错误。
8．已知AUG、GUG为起始密码子，UAA、UGA、UAG为终止密码子。某原核生物的一个信使RNA碱基排列顺序如下：A—U—U—C—G—A—U—G—A—C……（40个碱基）……C—U—C—U—A—G—A—U—C—U，此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为（　　）
A．20个
B．15个
C．16个
D．18个
答案　C
解析　先找到起始密码子，再找到终止密码子，中间一共45个碱基，对应15个密码子，决定15个氨基酸，注意起始密码子也决定氨基酸，终止密码子不决定氨基酸，故为16个氨基酸。
9．（加试）如图中的a、b、c、d分别代表人体内的四种大分子化合物，下列有关说法不正确的是（　　）
A．分子c的种类约61种，只含三个碱基，分子量比b小得多
B．b、c、d的合成离不开化合物a，这四种大分子化合物的主要合成场所相同
C．b、c、d三种化合物能同时存在于同一个细胞器中
D．a、b彻底水解后可得到四种不同的化合物，四种相同的化合物
答案　A
解析　a、b、c、d分别代表DNA、mRNA、tRNA、rRNA．c为tRNA，有3个与密码子结合的游离碱基，并不是只含3个碱基；密码子有64种，其中3个终止密码子不对应tRNA，故分子c的种类约61种。b、c、d的合成叫转录，a的合成是DNA的复制，它们主要在细胞核中进行。翻译时，b、c、d三种化合物能同时存在于同一个核糖体中。a、b彻底水解后可得到四种不同的化合物——核糖、脱氧核糖、胸腺嘧啶、尿嘧啶，四种相同的化合物是A、C、G、磷酸。
10．（加试）下列有关图中的生理过程（图中④代表核糖体，⑤代表多肽链）的叙述，不正确的是（　　）
A．图中所示的生理过程主要有转录和翻译
B．①链中的比值与②链中此项比值相同
C．一种细菌的③由480个核苷酸组成，它所编码的蛋白质一定含160个氨基酸
D．遗传信息由③传递到⑤需要tRNA作工具
答案　C
解析　以DNA一条链（②链）为模板合成的③链含碱基U，故③为mRNA，此过程为转录；③与④结合后以③为模板形成⑤肽链，此过程为翻译；DNA双链中A与T配对，G与C配对，故＝，即①链中的比值与②链中此项比值相同；③由480个核苷酸即160个密码子组成，这些密码子中可能有不决定氨基酸的终止密码，故编码的蛋白质含有的氨基酸可能小于160个。遗传信息由③传递到⑤的过程中，需tRNA作运载工具，才能实现遗传信息对蛋白质合成的控制。
11．如图表示真核生物体内DNA传递遗传信息的某过程，请据图回答下列问题：
（1）图示两种物质的组成元素有________________________________________________。
（2）该图所示的是遗传信息传递的________过程，该过程发生的主要场所是________。
（3）物质③是以DNA的哪一条链为模板形成的？____。试写出③的碱基序列________________________________________________________________________。
（4）组成物质③的基本单位是____________，它有________种。
（5）如果③中A占26%，U占28%，那么，相应的DNA片段中，T占________，C占________。
答案　（1）C、H、O、N、P　（2）转录　细胞核
（3）①　CAUGCA　（4）核糖核苷酸　4　（5）27%　23%
解析　在真核生物体内以DNA分子的一条链为模板控制合成mRNA的过程称为转录，主要在细胞核内进行。③是以①为模板转录来的，若③中A＝26%，U＝28%，A＋U＝54%，则相应的DNA分子片段中A＋T＝54%，G＋C＝46%，故A＝T＝27%，G＝C＝23%。
12．下面表示蜘蛛的丝腺细胞合成蛛丝蛋白的部分过程示意图，据图回答下列问题：
（1）在蛋白质合成过程中，该图表示的过程称为______，图中④的结构名称是__________，该过程的模板是________。
（2）由图中信息可推知DNA模板链上对应的碱基序列为_______________________________。
（3）根据图并参考下表分析：[①]________上携带的氨基酸是________。
氨基酸
丙氨酸
苏氨酸
精氨酸
色氨酸
密码子
GCA
ACU
CGU
UGG
GCG
ACC
CGC
GCC
ACA
CGA
GCU
ACG
CGG
答案　（1）翻译　核糖体　③（或mRNA）
（2）ACCCGATTTCGC　（3）tRNA　丙氨酸
解析　（1）图中所示过程是发生于核糖体中的“翻译”，④的名称为核糖体，翻译的模板是[③]mRNA．（2）由mRNA上的碱基序列为UGGGCUAAAGCG，据碱基互补配对原则可写出DNA模板链上的碱基序列为ACCCGATTTCGC．（3）由mRNA中密码子为GCU并查得密码子表，可知[①]tRNA上携带的氨基酸为丙氨酸。
13．（加试）如图表示某动物细胞DNA片段遗传信息的传递过程，①～⑤表示物质或结构。a、b、c表示生理过程。请据图回答下列问题（可能用到的密码子：AUG—甲硫氨酸、GCU—丙氨酸、AAG—赖氨酸、UUC—苯丙氨酸、UCU—丝氨酸、UAC—酪氨酸）：
（1）反映遗传信息表达的是________（填字母）过程，b过程所需的酶是______________。②加工成熟的场所是________。
（2）图中含有核糖的是________（填数字）；由②指导合成的多肽链中氨基酸序列是____________________________________。
（3）该DNA片段应有________个游离的磷酸基，氢键有________个，第三次复制需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为________个。
答案　（1）b、c　RNA聚合酶　细胞核　（2）②③⑤　甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸　（3）2　29　28
解析　（1）遗传信息表达包括转录和翻译两个过程，即图中b、C．转录b需要RNA聚合酶，mRNA加工成熟的场所是细胞核。（2）核糖存在于RNA中，②是mRNA，③是核糖体，由rRNA和蛋白质组成，⑤是tRNA．由②中密码子的排列顺序查密码表可知氨基酸的排列顺序是“甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸”。（3）DNA有两条链，所以有2个游离的磷酸基团，DNA片段转录的RNA中碱基有1个A和6个U，2个G，3个C，在DNA分子中A与T之间有2个氢键，C与G之间有3个氢键，共有29个氢键，第三次复制增加4个DNA分子，每个DNA中有胸腺嘧啶7个，共28个。
[真题体验]
14．（2016·全国甲，2）某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是（　　）
A．随后细胞中的DNA复制发生障碍
B．随后细胞中的RNA转录发生障碍
C．该物质可将细胞周期阻断在分裂中期
D．可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用
答案　C
解析　某物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能打开，说明该物质会阻碍DNA分子的解旋，因此会阻碍DNA分子的复制、转录和抑制细胞增殖，A、B、D三项均正确；因DNA分子的复制发生在间期，所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期，C项错误。
15．（2015·新课标Ⅰ，1）下列叙述错误的是（　　）
A．DNA与ATP中所含元素的种类相同
B．一个tRNA分子中只有一个反密码子
C．T2噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成
D．控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的DNA上
答案　D
解析　DNA的元素组成是：C、H、O、N、P，ATP的元素组成是C、H、O、N、P，A正确；反密码子是tRNA上能与mRNA上的密码子通过碱基互补配对结合的三个相邻的碱基组成的，一个密码子（除终止密码子）编码一个氨基酸，而一个tRNA一次只能转运一个氨基酸，由此可推知一个tRNA上只有一个反密码子，B正确；T2噬菌体由DNA和蛋白质构成，构成DNA的单位是脱氧核糖核苷酸，C正确；细菌是原核生物，原核细胞中无线粒体，D错误。
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1染色体通过配子传递给子代
【学习目标】
1．减数分裂的概念。
2．精子和卵细胞的形成过程的知识
3．受精作用的概念、过程，以及减数分裂和受精作用的意义。
4通过精子和卵细胞的形成过程，训练学生的识图表能力，培养一定的空间概念。
5．观察有丝分裂和减数第二次分裂染色体的特点，培养学生的求同、求异思维。
6．通过有丝分裂和减数分裂的比较，训练学生归纳、总结、比较能力。
【学习重点】
1．减数分裂的概念。
2．精子和卵细胞的形成。
3．受精作用的过程。
【学习难点】
减数分裂过程中染色体，DNA的数目变化。
【学习过程】
一、染色体的形态、结构及类型
1．概念
当细胞处于分裂期时，细胞核内的染色质经高度螺旋化和反复折叠，形成的线状或棒状小体，称为染色体。染色体和染色质是细胞中的同一物质在不同时期的两种形态。
2．成分和功能：染色体由DNA和蛋白质及少量RNA构成，是细胞核内遗传物质的载体。
3．染色体的类型（依据着丝粒的位置划分）
4．同源染色体：指一个来自父方，另一个来自母方，其形态、大小一般相同的一对在减数第一次分裂前期能配对联会的染色体。
二、减数分裂
1．减数分裂：减数分裂是一种特殊的有丝分裂形式，是有性生殖生物的原始生殖细胞（如动物的精原细胞或卵原细胞，即性原细胞）在产生成熟生殖细胞（精、卵细胞即配子）时进行的染色体数目减半的细胞分裂。
2．特点：生殖细胞内的染色体数目为体细胞的一半，因为细胞进行了两次连续的分裂，而染色体只复制了一次。
3．减数分裂的过程（以体细胞含有两对染色体的雄性动物为例）
时期
图像
染色体特征
间期
发生了DNA复制和蛋白质合成
前期Ⅰ
①同源染色体相互配对；②出现四分体；③可能发生交叉现象
中期Ⅰ
①各对同源染色体整齐地排列在细胞中央的赤道面上；②每两个未分开的同源染色体的着丝粒分别与从细胞相对的两极发出的纺锤丝相连
后期Ⅰ
①同源染色体分开；②非同源染色体自由组合
末期Ⅰ
①形成两个子细胞；②子细胞内染色体数目只有母细胞中的一半，且无同源染色体；③每条染色体含两条染色单体
前期Ⅱ
①时间短；②每条染色体仍具有2条染色单体
中期Ⅱ
染色体的着丝粒与纺锤丝相连，整齐排列在子细胞中央的赤道面上
后期Ⅱ
①每条染色体的着丝粒都一分为二；②染色单体变为染色体，且在纺锤丝的牵引下移向两极
末期Ⅱ
①染色体平均分配到两极；②两个子细胞分裂成4个子细胞
4．减数第一次分裂与减数第二次分裂的比较
比较项目
减数第一次分裂
减数第二次分裂
分裂前后细胞名称
初级性母细胞
次级性母细胞或（第一极体）
次级性母细胞或（第一极体）
精细胞或卵细胞与第二极体
着丝粒的变化
不分裂
分裂
染色体数目
2N
N（减半）
N
2N
N
核DNA分子数目
2N
4N
2N
2N
N（减半）
染色体主要行为
有配对现象，四分体的非姐妹染色单体可能发生交叉互换；同源染色体分离，非同源染色体自由组合
着丝粒分裂，染色单体分开
染色单体
无（0）
有（4N）
有（2N）
有（2N）
无（0）
同源染色体
有（N对）
无
三、精子与卵细胞的产生
1．精子的产生
2．卵细胞的产生
3．精子和卵细胞形成过程的比较
项目
精子的形成
卵细胞的形成
产生部位
动物睾丸或精巢
动物卵巢
原始生殖细胞
精原细胞
卵原细胞
细胞质分裂方式
均等分裂
不均等分裂
是否变形
是
否
结果
产生4个精子
产生1个卵细胞（3个极体消失）
四、减数分裂中染色体、DNA等数目的变化规律
假设某生物正常细胞中染色体数目为2n，核DNA数为2c，请结合图形完成下表：
细胞分裂
图像
分裂时期
间期
减数第一次分裂
减数第二次分裂
前期
中期
后期
末期
前期
中期
后期
末期
染色体数
2n
2n
2n
2n
2n→n
n
n
n→2n
2n→n
DNA数
2c→4c
4c
4c
4c
4c→2c
2c
2c
2c
2c→c
染色单体数
0→4n
4n
4n
4n
4n→2n
2n
2n
2n→0
0
五、受精作用和减数分裂的意义
1．受精作用
（1）概念：是指精子和卵细胞结合形成受精卵的过程。
（2）实质：精核和卵核融合在一起。
（3）结果：受精卵中的染色体数目又恢复到原来体细胞的染色体数目（2n），其中，一半的染色体来自精子（父方），另一半的染色体来自卵细胞（母方）。
2．减数分裂的意义
（1）通过减数分裂和受精作用，保持了生物在不同世代间的染色体数目和遗传性状的相对稳定。
（2）减数分裂为生物的变异提供了重要的物质基础，有利于生物对环境的适应和进化。
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1生物多样性为人类生存提供资源与适宜环境
【学习目标】
1．生物多样性的概念。描述生物多样性的概念及其三个层次。
2．生物多样性的价值。列举生物多样性具有的三方面的价值。
3．我国生物多样性的特点。列出我国生物多样性四方面的特点。
4．生物多样性的保护。指出保护生物多样性的方法和措施。
【学习重点】
生物多样性的概念及其三个层次。
【学习难点】
生物多样性的价值及保护生物多样性的方法和措施。
【学习过程】
一、生物多样性的概念
地球上所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的____________以及各种各样的____________，共同构成了生物多样性。包括：____________多样性、____________多样性、____________多样性。保护多样性就是在____________、____________和____________三个层次上采取保护战略和保护措施。
二、生物多样性的价值
直接使用价值：____________价值、____________原料、具____________价值、____________价值。间接使用价值：具有重要的____________功能。
潜在使用价值：________________________________________________
三、我国生物多样性概况
1.特点：________________________丰富，________________________物种多，________________________物种丰富，________________________多样。
2.面临着威胁：________________________________________________。
3.面临威胁的原因：________________________________________________。
四、生物多样性的保护
1.就地保护：主要指建立________________________________________________。
2.迁地保护：________________________________________________。
3.加强教育和法制管理：________________________________________________。
[精典例题]
例1（2001年上海卷）下列关于自然保护和可持续发展的说法不正确的是（
）
A．禁止对自然资源的开发是可持续发展的必然要求
B．野生生物的保护不仅要保护所有的野生动物，还要保护所有的野生植物
C．自然保护要立法执法和宣传教育并举
D．建立自然保护区是自然保护的好方法
例2在原产地以外定居、生长、繁殖的生物被称为外来种或入侵种。近年来对物种入侵的后果及对策格外关注。目前在我国一些地区引进的大米草、水葫芦等外来种急剧增长，甚至取代了当地的优势物种，这一现象引起了各界的关注。请依据生态学的原理回答：
（1）外来种对侵入地区定居扩张的原因是_________________和_________________。
（2）外来种对原有生态系统产生的影响是__________________________________。
[巩固练习]
1．下列关于生物多样性的叙述正确的是（
）
A．生物多样性是指所有的植物、动物和微生物所拥有的全部基因
B．生物多样性是指对珍稀濒危物种要严格保护，禁止猎杀和采伐
C．生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性
D．生物多样性的保护就是建立自然保护区
2．水稻草丛矮缩病是一种危害水稻生长发育的病毒性疾病，很难防治。后来，科学家发现了一个野生水稻种群，这个种群对草丛矮缩病具有比较强的抗性，从而为培育抗草丛矮缩病的水稻新品种找到了必要的基因。这属于生物多样性的（
）
A．直接使用价值
B．间接使用价值
C．潜在使用价值
D．生态价值
3．（2004年江苏卷）某滩涂是丹顶鹤的栖息地之一，在该滩涂建立丹顶鹤自然保护区的主要目的是（
）
A．对丹顶鹤和它们的生存环境就地保护
B．加入“世界生物圈保护区网”
C．将丹顶鹤迁入保护区进行迁地保护
D．防止滩涂生态环境的污染
4．（2000年江浙卷）在我国西部大开发的战略中，“保护天然林”和“退耕还林（草）”是两项重要内容，采取这两项措施的首要目标是（
）
A．开展生态旅游
B．发展畜牧业
C．增加木材产量
D．改善生态环境
5．三峡大坝建成后，库区内许多原有的特有物种面临灭绝威胁，为了保护这些特有物种，你认为最有效的保护措施是（
）
A．就地保护
B．迁地保护
C．建立自然保护区
D．严格控制污染
6．哪一措施最可能与可持续发展的原则不相符合（
）
A．森林的采伐量小于生长量
B．人工鱼塘生产者的能量少于消费者的能量
C．农田从收获中输出的氮素多于补充的氮素
D．农田施用无机氮肥多于生物固定的氮肥
7．统计资料表明：进入20世纪后，几乎每年至少有一种鸟类或哺乳动物从地球上消失，造成野生动物濒危和灭绝的主要原因是（
）
A．自然灾害
B．动物病害
C．天敌过多
D．人类对生态环境的破坏
8．下列叙述错误的是（
）
A．近几十年来，随着人口的急剧增长和经济的高速发展，出现了空前的环境危机
B．一种野生生物一旦从地球上消失，就无法再生
C．人为因素是野生生物资源减少的主要原因
D．建立自然保护区是保护自然环境和野生生物资源的唯一手段
9．下列关于生物多样性的叙述错误的是（
）
A．地球上所有生物所拥有的全部基因以及各种各样生态系统共同构成了生物的多样性
B．生物的多样性包括遗传多样性、物种的多样性和生态系统的多样性
C．保护生物的多样性就是在基因、物种和生态系统三个层次上采取保护战略和保护措施
D．保护生物的多样性主要是指保护生物基因库的多样性
10．鲎血制成的试剂在临床上用来诊断脑膜炎、肝硬化等这是利用生物多样性的（
）
A．药用价值
B．工业原料
C．美学价值
D．科学研究价值
11．海带是提取碘和甘露醇的原料；芦苇是造纸的原料，这是利用生物多样性的（
）
A．药用价值
B．工业原料
C．美学价值
D．科学研究价值
12．近年来我国一些地区多次出现沙尘暴天气。下列与治理沙尘暴有关的一组措施是（
）
①大力植树、营造防护林
②保护草原、控制载畜量
③围湖造田
④退耕还林还草
A．①②③
B．①③④
C．①②③④
D．①②④
13．我国生物多样性所面临的主要威胁是（
）
A．生存环境的改变和破坏
B．掠夺式的开发和利用
C．环境污染
D．外来物种入侵
14．造成我国野生生物资源减少的主要原因是（
）
A．生存斗争的激烈化
B．物种退化
C．自然条件的变化
D．生存环境的改变和破坏
15．在珠江三角洲某产量地区，近几年来人们大量捕杀青蛙，致使该地区的水稻产量大幅度下降。造成减产的原因是（
）
A．造成了环境污染
B．食物链受到破坏
C．植被受到了破坏
D．造成了自然灾害
16．保护森林资源必须（
）
A．大量植树造林
B．有计划的合理砍伐
C．禁止砍伐
D．禁止放牧
17．有人把水葫芦引入到一个热带国家，结果它在短期内大量繁殖，成为优势种，不仅阴塞航道，而且影响本地物种的生存。其原因可能是（
）
A．没有天敌
B．气候适宜
C．繁殖率高
D．以上都对
18．简要回答生物多样性的问题：
（1）生物性状表现多样性的直接原因是__________________________________；从分子水平看生物多样性的根本原因是__________________________________；从进化角度看生物多样性产生的原因是__________________________________________。
（2）保护生物多样性就是在_____________、_____________、_____________三个层次上采取保护战略和保护措施。其中重要而有效的手段是_____________。但对一些珍稀、涉危、繁殖能力很差的动物，如大熊猫，还需另外采用_____________等先进手段进行拯救。
19．阅读下列三个事例
事例一：我国某海岛的天然林覆盖率在1965年为25.7%，1964年为18.7%，1981年仅为8.53%，并且因遮蔽地面程度大大降低，从而导致了坡垒等珍稀树种濒临灭绝，有的珍贵药用植物已经绝迹。
事例二：我国西北某县野生甘草的面积在1967年为4
万多公顷，30年后已有一半被挖尽，我国的野马已经绝迹，野骆驼等野生动物也濒临灭绝。
事例三：一种原产日本的林业害虫，在20世纪80年代侵入华西沿海地区，并且由于缺少天敌而迅速漫延开来，据1990年统计，这种害虫使该地区十三万多公顷的马尾松林受到危害。
依据上述事例，回答下列问题：
(1)事例一说明造成这些野生生物濒危或灭绝的主要原因是_____________。
(2)事例二说明造成这些野生生物资源明显减少或绝迹的原因是生态环境的_____________和_____________开发利用。
(3)事例三说明：由于_______入侵或引种到_____________的地区，使得这些地区原有物种受到威胁。
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1人类遗传病是可以检测和预防的
【学习目标】
1．人类常见遗传病的类型。
2．简述各类遗传病在人体不同发育阶段的发病风险。
3．简述遗传咨询的基本程序。
4．列举优生的主要措施。
5．简述人类基因组计划
【学习重点】
1．人类常见遗传病的类型。
2．简述遗传咨询的基本程序。
【学习难点】
人类常见遗传病的类型。
【学习过程】
一、自主认知
知识点1．人类遗传病
（1）概念
由于________或________里的________发生了改变，从而使发育成的个体患疾病，这类疾病都称为遗传性疾病，简称遗传病。
（2）人类遗传病的主要类型
①单基因遗传病
A．概念：由染色体上________的异常所引起的疾病。
B．常见的常染色体单基因遗传病有________、并指、________、________、遗传性神经性耳聋、白化病、________等。高胆固醇血症属常染色体________性遗传病，糖元沉积病Ⅰ型属________染色体________性遗传病。
C．________染色体单基因遗传病可分为________遗传病和________遗传病。X连锁遗传病有________病、红绿色盲、________、甲型血友病、乙型血友病等。Y连锁遗传病如Y染色体上基因缺陷造成的________、外耳道多毛症等。
②多基因遗传病
A．概念：指涉及________基因和许多种________的遗传病。
B．常见的多基因遗传病有________、腭裂、________、精神分裂症、________、高血压病和________病等。
③染色体异常遗传病
A．概念：由于染色体的________、形________异常引起的疾病，只占遗传病的________。
B．常见的染色体异常遗传病有________
（21 ________综合征或________综合征，患者细胞中多了一条________染色体）、________综合征（45，________）、葛莱弗德氏综合征（47，________）、猫叫综合征（第________号染色体短臂上________一段染色体）。
知识点2．家系分析法
（1）含义
是人类遗传研究的最基本方法，通过对某个人的家系调查，可以绘出其________。
（2）家系图
①概念
一种用来反映家族中________之间关系的分支结构图。
②作用
在遗传学中，它能清晰地反映出性状是如何一代一代地向下传递的。
③图例（某家族色盲遗传情况家系图）
知识点3．遗传病在人体不同发育阶段的发病风险
　人的一生中发病风险情况
：50%以上会因自发流产而不出生
　↓
：易表现________和________
　↓
：遗传病患病率________
　↓
：很少新发________，但成人的________比青春期发病率高
　↓
：群体中随着年龄增加________的发病率快速上升
【核心突破】
探讨：单基因遗传病是由单个基因控制的遗传病，这种说法正确吗？
探讨：由单基因遗传病和多基因遗传病说明基因和性状之间存在哪些数量关系？
探讨：人类遗传病一定是由致病基因引起的吗？
探讨：21三体综合征患者的体细胞中含有3条21号染色体，是由于亲本产生的异常配子发生受精作用后导致的，请探究下列有关问题：
（1）根据图示，分析21三体综合征形成的原因。（图中染色体代表21号染色体）
（2）除了卵细胞异常能导致21三体综合征外，还有其他原因吗？
1．遗传病的类型及遗传特点
遗传病的类型
遗传特点
单基因遗传病
常染色体显性遗传病
男女患病几率相等、连续遗传
常染色体隐性遗传病
男女患病几率相等、隔代遗传
伴X显性遗传病
女患者多于男患者、连续遗传
伴X隐性遗传病
男患者多于女患者、交叉遗传
多基因遗传病
家族聚集现象、易受环境影响
染色体异常遗传病
结构异常
往往造成较严重的后果，甚至在胚胎时期就引起自然流产
数目异常
2．先天性疾病、家族性疾病和遗传病的关系
（1）先天性疾病不一定是遗传病，如母亲妊娠前三个月内感染风疹病毒而使胎儿患先天性白内障。
（2）家族性疾病不一定是遗传病，如由于食物中缺少VA，家族中多个成员患夜盲症。
【课堂检测】
1．下列关于人类遗传病的说法，不正确的是（　　）
A．基因突变可以引起单基因遗传病，也可引起多基因遗传病
B．21三体综合征患者大多数体细胞中染色体数目为21条
C．多基因遗传病在群体中发病率高
D．环境污染能使遗传病和其他先天性疾病的发病率增高
2．下图是单基因遗传病的家系图，其中Ⅰ2不含甲病基因，下列判断错误的是（　　）
A．甲病是伴X染色体隐性遗传病
B．乙病是常染色体隐性遗传病
C．Ⅱ5可能携带两种致病基因
D．Ⅰ1与Ⅰ2再生一个患这两种病的孩子的概率是1/16
参考答案
知识点1．人类遗传病
（1）生殖细胞
受精卵
遗传物质
（2）①A．单个
B．常
多指
软骨发育不全
家族性心肌病
苯丙酮尿症
常
显
常
隐性
C．性
X连锁
Y连锁
抗维生素D佝偻
蚕豆病
睾丸发育不全
②A．许多个
环境因素
B．唇裂
先天性心脏病
青少年型糖尿病
冠心
③A．数目
形态或结构
1/10.
B．先天愚型
三体
唐氏
21号
特纳氏
XO
XXY
五
缺失
知识点2．家系分析法
（1）家系图
（2）①上下几代人
②性状
知识点3．遗传病在人体不同发育阶段的发病风险
单基因病
多基因病
低
染色体病
单基因病　多基因遗传病
核心突破
探讨：提示：不正确，单基因遗传病是由一对等位基因控制的遗传病。
探讨：提示：一种性状可以由一对基因或多对基因控制。
探讨：提示：人类遗传病中患有单基因遗传病和多基因遗传病的个体都是由致病基因引起的，但患有染色体异常遗传病的个体不是由致病基因引起的。
探讨：（1）提示：①减数第一次分裂后期同源染色体未分离，产生异常的次级卵母细胞，进而形成了含有两条21号染色体的异常卵细胞。
②减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离形成的染色体未被拉向两极，产生了含有两条21号染色体的异常卵细胞。
（2）提示：也可能是由于精子形成过程中减数第一次分裂后期同源染色体未分离或减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离形成的染色体未被拉向两极形成的异常精子导致的。
课堂检测
1．【解析】　21三体综合征患者的体细胞中染色体数目为47条，其中21号染色体为3条，比正常人多了1条，并非大多数体细胞中染色体数目为21条。
【答案】　B
2．【解析】　甲病符合“无中生有为隐性”，又由于Ⅰ2不携带甲病基因，故甲病为伴X染色体隐性遗传病；乙病符合“无中生有为隐性”，又由于Ⅱ4号患病，Ⅰ1、Ⅰ2不患病，故该遗传病为常染色体隐性遗传病；设甲病由Xb控制，乙病由a控制，则Ⅱ5的基因型可能为AAXBY或AaXBY，只可能携带乙病致病基因，不可能携带甲病致病基因；Ⅰ1基因型为AaXBXb，Ⅰ2基因型为AaXBY，二者再生一个患两种病孩子的概率为1/4×1/4＝1/16．
【答案】　C
自主认知
知识点2．遗传咨询
（1）概念
是一项社会性的医学遗传学服务工作，又称遗传学指导。可以为___________或遗传性异常性状表现者及其家属做出诊断，估计疾病或__________再度发生的可能性，并详细解答有关病因、__________、表现程度、诊治方法、预后情况及再发风险等问题。
（2）基本程序
（3）优生
①
②提倡适龄生育
妇女最佳生育年龄为25～34岁。
③产前诊断方法
④畸形胎产生的原因
核心突破
探讨：用于确诊胎儿是否患特纳氏综合征，常用于哪种产前诊断方法？
探讨：一对夫妇，妻子是色盲患者，为优生优育，应对其进行怎样的优生指导？
基本程序
（1）病情诊断：主要是医生询问病史。
（2）系谱分析：询问家族史并绘制系谱图。询问家族史时，应从患者的同胞开始问起，然后再分别沿父系和母系追问。将上述情况绘制成系谱图。系谱图中不仅要包括患病个体，还要包括全部的家族成员。
（3）染色体/生化测定：根据需要确定检查项目。如染色体核型分析，分子生物学诊断，绒毛、羊水、脐血的产前诊断，生化、内分泌、免疫学检查及各种必要的物理检查等。
（4）遗传方式分析/发病率测算：
①确定是否为遗传病。从家谱调查出发，结合患者的病史、体征及实验室检查，包括染色体分析、生化检查结果等，做出明确诊断。
②确定疾病的类型。是遗传病，还是先天性疾病？是单基因遗传病、多基因遗传病，还是染色体异常遗传病？
③确定遗传方式，推算再发风险率。所谓再发风险率是指已经出生了一个遗传性疾病的病儿，以后再出生的每个子女发病的可能性。
课堂检测
1．多指是一种人类的遗传病。为了研究其发病率与遗传方式，正确的方法是（　　）
①在人群中随机抽样调查并计算发病率　②在人群中随机抽样调查研究遗传方式　③在患者家系中调查并计算发病率　④在患者家系中调查研究遗传方式
A．①②
B．②③　　C．③④　　D．①④
2．优生，就是让每个家庭生育健康的孩子。下列相关措施叙述有误的是（　　）
A．适龄结婚，适龄生育
B．遵守《婚姻法》，不近亲结婚
C．进行遗传咨询，做好婚前检查
D．产前诊断，以确定胎儿性别
参考答案
自主认知
2．（1）遗传病患者
异常性状
遗传方式
（3）优生
①
③羊膜腔穿刺
④三代
早孕期
探讨：提示：羊膜腔穿刺。
探讨：提示：选择生女孩。
课堂检测
1．【解析】　调查人类遗传病情况可通过社会调查和家系调查的方式进行，但是统计调查某种遗传病在人群中的发病率应是在人群中随机抽样调查，然后用统计学方法进行计算，而研究某种遗传病的遗传方式应对某个典型的患者家系进行调查。
【答案】　D
2．【解析】　优生的主要措施是禁止近亲结婚、适龄生育、遗传咨询、产前诊断等。产前诊断的主要目的是及早发现有严重遗传病和严重畸形的胎儿，与胎儿的性别无关。
【答案】　D
自主认知
知识点3．人类基因组计划
1．基因组和人类基因组
（1）基因组是指一个单倍体细胞核中、一个细胞器（如线粒体、叶绿体）中或一个病毒中所包含的全部DNA（或RNA）分子的总称。基因组可分为核基因组、线粒体基因组、叶绿体基因组、病毒基因组等。通常所说的基因组是指核基因组。
（2）人类基因组是指单倍体细胞中整套染色体，即22条常染色体、一条X染色体和一条Y染色体上所具有的全部DNA分子。
2．人类基因组计划概述
（1）人类基因组计划的目标。
①最初目标：测定人类基因组DNA分子的核苷酸排列次序，绘制成精细的DNA序列图，定位约10万个基因，并对其他生物进行类似研究。
②终极目标：阐明人类基因组全部DNA序列、识别基因等。
（2）意义
①对于人类疾病的预防、诊断及治疗方式都会有全新的改变。
②极大地促进生命科学领域一系列基础研究的发展。
[合作探讨]
探讨1：人类基因组计划的目的是什么？
提示：人类基因组计划的目的是测定人类基因组的全部DNA序列，解读其中包含的遗传信息。
探讨2：人类基因组计划需测定多少条染色体上的DNA序列？线粒体DNA是否在内？
提示：需测定24条染色体（22＋X＋Y）上的DNA序列，不包括线粒体DNA．
探讨3：若要进行果蝇基因组研究，研究多少条染色体上的DNA序列？
提示：果蝇基因组：3条常染色体和X、Y两条性染色体，共5条染色体。
[思维升华]
1．染色体组和基因组的确定
（1）染色体组：染色体组是指细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部遗传信息。
（2）基因组：对于有性染色体的生物（二倍体），其基因组为常染色体/2＋性染色体；对于无性染色体的生物，其基因组与染色体组相同。如下图所示果蝇核基因组为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X和Y五条染色体，即3（常）＋X、Y。
2．核基因组与染色体组的联系
（1）基因组可分为核基因组、线粒体基因组、叶绿体基因组、病毒基因组等，通常所说的基因组是指核基因组。
（2）对于性染色体决定性别的二倍体生物，其核基因组等于染色体组加上另一条性染色体的全部遗传信息。
（3）对于非性染色体决定性别的生物，如水稻、玉米，因其无性染色体，其核基因组与染色体组一样，就是一个染色体组所包含的全部遗传信息。
3．常见生物基因组和染色体组中的染色体如下
【课堂检测】
1．下列关于人类基因组计划的叙述，合理的是（　　）
A．该计划的实施将有助于人类对自身疾病的诊治和预防
B．该计划是人类从细胞水平研究自身遗传物质的系统工程
C．该计划的目的是测定人类一个染色体组中全部DNA序列
D．该计划的实施不可能产生种族歧视、侵犯个人隐私等负面影响
【解析】　人类基因组计划的目的是测定人类基因组（24条染色体）的全部DNA序列，而一个染色体组仅含23条染色体（22＋X或22＋Y），C项错误；人类基因组计划是人类从分子水平上研究自身遗传物质，B项错误；该项计划的实施虽对于人类疾病的诊治和预防有重要意义，但也可能产生种族歧视、侵犯个人隐私等负面影响，因此，A项正确，D项错误。
【答案】　A
2．人类的染色体组和人类的基因组的研究对象各包括哪些染色体？（　　）
①46条染色体　②22条常染色体＋X染色体或22条常染色体＋Y染色体　③22条常染色体＋X、Y染色体　④44条常染色体＋X、Y染色体
A．①②　　　　　
B．②③
C．①③
D．③④
【解析】　人类的染色体组可从配子中分析出组合方式：22条常染色体＋X染色体或22条常染色体＋Y染色体。但研究人类基因组时，X和Y两条性染色体存在非同源区段，所以为22条常染色体＋X染色体＋Y染色体。
【答案】　B
1
/
1基因突变可能引起性状改变
【学习目标】
1．掌握基因突变的概念和类型。
2．掌握基因突变的的特点和诱发基因突变的因素。
3．了解基因突变导致的细胞分裂失控。
4．从基因突变出发了解利用基因突变来诱变育种的技术。
【学习重点】
掌握基因突变的概念和类型。
【学习难点】
掌握基因突变的特点和诱发基因突变的因素。
【学习过程】
基因突变
1．概念和实质
（1）概念：由于基因内部核酸分子上的特定核苷酸序列发生改变的现象或过程。
（2）实质：DNA分子上碱基对的缺失、增加或替换都可以引起核苷酸序列的变化，因而引起基因结构的改变。
（3）意义：是生物变异的根本来源，对生物进化和选育新品种具有非常重要的意义。
2．类型
（1）根据对表现型的影响
①种类：形态突变、生化突变、致死突变。
②关系：三种突变实质上都是生化突变。
（2）根据发生的因素
①自然状态下发生的基因突变：自发突变。
②人工条件下诱发的基因突变：诱发突变。
3．特点：普遍性，多方向性，稀有性，可逆性，有害性。
4．诱发因素
（1）物理因素：如各种射线的照射、温度剧变等。
（2）化学因素：如亚硝酸、碱基类似物等。
（3）生物因素：如麻疹病毒等。
5．基因突变的机理（以镰刀形细胞贫血症为例）
（1）直接原因：谷氨酸缬氨酸。
（2）根本原因：基因中碱基对。
基因C可以突变成为c1（或c2或c3）。C、c1、c2、c3之间也可以相互突变（如图），据此分析：
1．C、、、在染色体上的位置是否相同？它们能相互看做等位基因吗？
答案　基因突变是基因内部碱基发生的改变，基因在染色体上的位置并没有改变，所以它们的位置相同，相互之间互为等位基因。
2．基因突变会不会改变基因的数目？
答案　不会。只是改变了基因的种类，数目不变。
3．图示体现了基因突变的哪些特点？
答案　基因突变具有多方向性和可逆性。
4．如果基因C突变为c1时，性状并没有改变，推测可能的原因有哪些？
答案　（1）一种氨基酸可以由多种密码子决定（密码的简并性），当突变后的DNA转录成的密码子仍然决定同种氨基酸时，这种突变不会引起生物性状的改变。（2）突变成的隐性基因在杂合子中不会引起性状的改变。（3）不具有遗传效应的DNA片段中的“突变”不会引起性状的改变。
知识整合　基因突变能改变基因的种类，不改变基因在染色体上的位置和数目；基因突变不一定会导致生物性状的改变，原因有：密码子的简并性、隐性突变或者突变发生在非编码序列。
3．基因A可突变为基因、、
……，这说明基因突变具有（　　）
A．稀有性
B．可逆性
C．多方向性
D．有害性
答案　C
解析　从基因A可突变为、、……可知基因突变具有多方向性。
4．某种群中发现一突变性状，连续培育到第三代才选出能稳定遗传的纯合突变类型，该突变为（　　）
A．显性突变（d→D）
B．隐性突变（D→d）
C．显性突变和隐性突变
D．人工诱变
答案　A
解析　由于突变性状的个体不是纯合子，而且表现突变性状，说明突变性状相对于原有性状为显性性状。
易混辨析　显性突变和隐性突变
（1）显性突变（a→A）：一旦发生即可表现，但常不能稳定遗传。
（2）隐性突变（A→a）：一旦表现即可稳定遗传。
1．下列有关基因重组的说法，不正确的是（　　）
A．基因重组能够产生多种基因型
B．基因重组发生在有性生殖的过程中
C．基因重组是生物变异的根本来源
D．非同源染色体上的非等位基因可以发生重组
答案　C
解析　基因重组能够产生多种基因型，A正确；基因重组发生在有性生殖的减数分裂过程中，B正确；基因突变是生物变异的根本来源，C错误；减数第一次分裂后期，非同源染色体上非等位基因的自由组合导致基因重组，D正确。
2．下列关于基因突变的叙述，正确的是（　　）
A．物理、化学、生物因素引起基因突变的机制是有区别的
B．基因突变不一定会引起遗传信息的改变
C．基因碱基对的缺失、增加、替换中对性状影响最小的一定是替换
D．基因突变的方向与环境变化有明确的因果关系，为进化提供最初原材料
答案　A
解析　易诱发生物发生基因突变并提高突变频率的因素可分为三类：物理因素、化学因素和生物因素。例如，紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA；亚硝酸、碱基类似物等能改变核酸的碱基；某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA等，故三种因素引起基因突变的机制有区别。
3．如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，不可能的后果是（　　）
A．没有蛋白质产物
B．翻译为蛋白质时在缺失位置终止
C．所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸
D．翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化
答案　A
解析　基因的中部若编码区缺少1个核苷酸对，该基因仍然能表达，但是表达产物（蛋白质）的结构发生变化，有可能出现下列三种情况：翻译为蛋白质时在缺失位置终止、所控制合成的蛋白质的氨基酸减少或者增加多个氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列发生变化。
4．以下几种生物，其可遗传的变异既可以来自基因突变，又可以来自基因重组的是（　　）
A．蓝细菌
B．噬菌体
C．烟草花叶病毒
D．豌豆
答案　D
解析　基因突变可以发生在所有生物中，而基因重组只发生在进行有性生殖的生物中。病毒和原核生物都无法进行有性生殖，而豌豆可以进行有性生殖，所以豌豆既可以发生基因突变，也可以发生基因重组。
5．一种α链异常的血红蛋白叫做Hbwa，其137位以后的氨基酸序列及对应的密码子与正常血红蛋白（HbA）的差异如下：
血红蛋白
部分α链血红蛋白的密码子及其氨基酸的顺序
137
138
139
140
141
142
143
144
145
HbA
ACC苏氨酸
UCC丝氨酸
AAA赖氨酸
UAC酪氨酸
CGU精氨酸
UAA终止
Hbwa
ACC苏氨酸
UCA丝氨酸
AAU天冬酰胺
ACC苏氨酸
GUU缬氨酸
AAG赖氨酸
CCU脯氨酸
CGU精氨酸
UAG终止
（1）Hbwa异常的直接原因是α链第________位的________（氨基酸）对应的密码子缺失了一个碱基，从而使合成的肽链的氨基酸的顺序发生改变，缺失的碱基是________。
（2）异常血红蛋白α链发生变化的根本原因是_____________________________________。
（3）这种变异类型属于__________，一般发生的时期是在________________。这种变异与其他可遗传变异相比，最突出的特点是能产生________。
答案　（1）138　丝氨酸　C
（2）控制血红蛋白α链合成的基因中一个碱基对C—G缺失
（3）基因突变　细胞分裂的间期（DNA复制时期）　新基因
解析　（1）在138位的密码子为UCC和UCA，与139位相结合，进行比较可知mRNA中缺失了碱基C．
（2）从基因层次分析才是最根本的原因。
（3）这种发生在分子水平的个别碱基对的改变属于基因突变，由于间期DNA会因复制而解旋使其结构稳定性降低，易发生基因突变。
诱变育种
1．概念
利用物理、化学因素诱导生物发生变异，并从变异后代中选育新品种的过程。
2．原理：基因突变与染色体畸变。
3．常用方法：辐射诱变和化学诱变。
4．特点
（1）优点
①可提高突变频率。
②能在较短时间内有效地改良生物品种的某些性状。
③改良作物品质，增强抗逆性。
（2）缺点：由于突变的多方向性，育种具有一定的盲目性。获得理想的个体需要处理大量的材料。
5．应用：用于作物、微生物和动物育种，其中在微生物育种方面成效极为明显。
当神舟六号航天飞船搭载着两位英雄宇航员成功返航时，一些特殊的乘客也回到了地球。它们是一些生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子等。在太空周游了115小时32分钟，返回地球后，搭载单位的科研人员将继续对它们进行有关试验。请回答下列问题：
1．搭载航天器的植物种子需要做怎样的处理？说明原因。
答案　浸泡种子使其萌发。因为萌发的种子细胞分裂旺盛，易受到太空诱变因素的影响发生基因突变。
2．作物种子从太空返回地面后种植，往往能出现全新的变异特征，这种变异的来源主要是什么？
答案　基因突变。
3．这些新产生的变异对人类是否一定有益？
答案　不一定。因为基因突变是多方向的。
4．遨游太空回到地面后的种子，种植一代发现没有所需要的性状出现，可以随意丢弃吗？说明原因。
答案　不可以。因为可能发生隐性突变。
知识整合　诱变育种通常处理萌发的种子或幼苗，因为这些细胞分裂旺盛，容易发生基因突变，但因为基因突变是多方向的，不一定能获得优良性状；如果是隐性突变，还需要进一步杂交筛选。
3．用紫外线照射红色细菌的培养液，接种在平板培养基上，几天后出现了一个白色菌落，把这个白色菌落转移培养，长出的菌落全是白色的，这是（　　）
A．染色体畸变
B．自然突变
C．人工诱变
D．基因重组
答案　C
解析　紫外线是诱导基因突变的物理因素，红色细菌经过紫外线照射后，出现了一个白色的菌落，且将这一白色菌落转移培养后，得到的子代全为白色，说明白色性状是能够稳定遗传的，由此可推知，白色性状是人工紫外线照射，红色细菌体内发生基因突变的结果。
4．下列不属于诱变育种实例的是（　　）
A．一定剂量的γ射线引起变异得到新品种
B．用一定剂量X射线处理青霉菌菌株获得高产菌株
C．玉米单株自交后代中出现一定比例的白化苗
D．激光照射植物或动物引起突变得到新品种
答案　C
解析　A、B、D三项均是物理因素诱变育种的实例。玉米单株自交后代出现一定比例的白化苗可能是由于杂合子自交产生了性状分离。
1
/
1丰富多样的现存物种来自共同祖先
【学习目标】
1．简述生物多样性、统一性的实例。
2．掌握进化论对多样性和统一性的解释。
【学习重点】
通过资料分析，举例说明生物具有多样性和统一性
【学习难点】
运用生物进化的观点，理解生物的多样性和统一性。
【学习过程】
中国神话里有女娲造人的传说，西方也有上帝七天创世说。
现在我们知道，神创论是不正确的，地球上的生物是进化而来的，今天开始我们来学习生物的进化。
一、生物体既相似又相异
1．物种和生殖隔离
（1）物种：相互之间能互相交配并产生有生育能力后代的一种自然生物类群。物种是生物分类的基本单位。
（2）生殖隔离：不同物种的个体之间不能互相交配，或者在交配后不能产生有生育能力后代的现象。
2．生物的多样性和统一性
（1）生物的多样性：已知现存物种的总数在200万种以上，它们在结构、功能、行为、生活方式等方面都有各自的特点。
（2）生物的统一性
有很多生物具有能够飞行的“翅”，如昆虫的翅、鸟类的翅、蝙蝠的翅等，据此分析：
1．这些能飞行的生物是不是同一物种？如何判断？
答案　不是同一物种，判断物种要看不同类群的生物之间是否存在生殖隔离。若有，则是不同物种；若没有，则是同一物种。
2．这些“翅”虽然功能相似，却具有不同的形态和结构，从分子水平分析这些差异的原因是什么？
答案　从分子水平看，DNA多样性是生物多样性的根本原因；蛋白质多样性是生物多样性的直接原因。
3．这些生物个体之间虽然有一定差别，但是细胞的结构却差别不大，这说明了什么？
答案　说明它们拥有共同的祖先，生物具有统一性。
知识整合　判断物种要看不同类群的生物之间是否存在生殖隔离。若有，则是不同物种；若没有，则是同一物种。生物具有统一性，从分子水平看，DNA多样性是生物多样性的根本原因；蛋白质多样性是生物多样性的直接原因。
【拓展应用】
1．鸟的翅膀和人的手臂在骨骼结构上非常相似，这说明它们之间存在（　　）
A稀有性
B．适应性
C．统一性
D．竞争性
2．对比人和大猩猩的骨骼可以说明（　　）
A．统一的细胞模式将动物、植物、真菌和众多的原生生物联系在一起
B．同种个体之间能互相交配并产生有生育能力的后代
C．在生物体层次上存在某种结构与功能的统一模式
D．人类与猩猩的生物体结构和功能完全相同
【方法链接】　判断两群生物个体是否属于同一物种的方法
二、进化论对生物的统一性和多样性的解释
1．特创论观点
（1）形形色色的生物物种是由上帝分别创造的。
（2）它们是天生完美的，一经创造出来不会再发生改变。
（3）不同物种之间没有亲缘关系。
2．进化论观点
（1）随着时间的推移，一个物种在自然选择等因素的作用下能演变为另一个物种。
（2）同一物种的不同种群生活在不同的环境中，可以发生不同的变化来适应各自的环境。
（3）种群之间发生性状的分歧，一个物种可以发展出多个物种，一种类型可以发展出多种类型。
（4）彼此不同而又相似的物种，由一个祖先物种发展而来。
知识归纳　进化论对生物多样性和统一性的解释
（1）有利变异和不利变异
项目
有利变异
不利变异
特点
有利于生物在环境中生存
不利于生物在环境中生存
在生存斗争中的生存能力　
在生存斗争中，取得有限生活条件的能力强
在生存斗争中，取得有限生活条件的能力差
结果
适者生存
不适者被淘汰
结论
生物具有的变异类型决定着它们在生存斗争中的命运
（2）生物多样性：生物多样性是由特定环境的自然选择的定向性和不同生物的生存环境的多样性共同形成的。多样的环境必然对生物进行多方向的选择，选择的结果必然是形成不同环境中多种多样的生物。
【问题探究】
1．试用进化论的观点解释生物多样性的原因。
答案　物种的形成一般要经过漫长的进化。同一物种的生物生活在不同的环境中，经过长期的自然选择，可以发生不同的变化来适应各自的环境，性状发生改变后，就可能发展出多个物种，最终就可以进化产生足够多的生物种类。
2．分析生物界既有统一性，又有多样性的原因是什么？
答案　因为它们都有共同的由来，又由于生活环境不同，同一物种的不同种群分别发展进化形成多个适应各自环境的物种。
【拓展应用】
3．关于生物的统一性和多样性的解释，特创论和进化论争论的焦点是（　　）
A．生物能否适应环境
B．生物能否将性状遗传给后代
C．生物之间是否有亲缘关系以及生物是否会发生性状改变
D．生物适应环境的原因是否为自然选择
4．关于“共同由来”的认识，不科学的是（　　）
A．多种多样的物种，由一个祖先物种发展而来
B．不同种生物之间有着或远或近的亲缘关系
C．自然界的生物由一个祖先个体繁衍而来
D．由于共同由来，生物界既有统一性，又存在多样性
【课堂小结】
【随堂检测】
1．下列关于物种的叙述，不正确的是（　　）
A．同一物种可以在自然状态下自由交配产生有生育能力的后代
B．物种是生物分类的基本单位，不同物种的个体之间存在着生殖隔离
C．区分不同物种有多种依据，但最主要的是看有无生殖隔离
D．不同物种的种群若生活在同一地区，也会有基因交流
2．人们将北京巴儿狗、德国猎犬、澳大利亚牧羊犬等归入家犬这个物种的根本原因是（　　）
A．它们的形态相似
B．它们都能吠叫
C．它们没有生殖隔离
D．这只是人们的习惯而已
3．下列说法正确的是（　　）
A．生物界存在统一性，故所有生物同属于一个物种
B．生物间只存在统一性
C．生物间只存在差异性
D．生物间既有差异又相统一
4．下列关于进化论对生物的统一性和多样性的解释，说法错误的是（　　）
A．自然选择导致形成生物的多样性
B．物种保持结构和功能模式的统一性与遗传有关
C．物种随着时间推移是可变的
D．物种统一性是自然选择使生物定向变异的结果
5．如图所示为人和有关动物器官的比较，据图回答下列问题：
（1）图中的生物在分类学上都属于________动物，其中人、蝙蝠和海豚均属于________类。
（2）人的手臂、海豚的鳍肢、鸟的翅膀和蝙蝠的翼手，它们的外形和功能_______（填“相同”或“不同”），却有相似的______________，在胚胎阶段都是由相同的________发育而来的。
（3）以上事实说明，脊椎动物之间存在着__________。
【参考答案】
【拓展应用】
1．答案　C
解析　生物界在结构和功能上具有高度的统一性，体现在生物体、细胞或生物大分子等层次上，鸟的翅膀和人的手臂在骨骼结构上非常相似，这是在生物体层次上的统一模式。
2．答案　C
解析　对比人和大猩猩的骨骼可知，人身体上的每一块骨骼，大猩猩身体上都有，只是大小比例有所不同，这说明人类与大猩猩在生物体这一层次上，存在着特有的结构和功能的统一模式。
3．答案　C
解析　特创论认为形形色色的生物物种是由上帝分别创造的，一经创造出来不会再发生改变，不同物种之间没有亲缘关系；进化论认为种群可以发生变化，进化可以使一个物种演变为另一个物种。
4．答案　C
解析　共同由来是指物种之间的发展，而不是生物个体的发展。
【随堂检测】
1．答案　D
解析　物种是生物分类的基本单位，同种个体之间能互相交配并产生有生育能力的后代，即同种个体之间可以进行基因交流。不同物种的个体之间不能进行基因交流，即存在着生殖隔离。
2．答案　C
解析　区分不同物种的最重要依据是相同物种不存在生殖隔离，而不同物种之间存在生殖隔离。
3．答案　D
解析　物种是生物分类的基本单位；生物体既相似又相异。
4．答案　D
解析　物种的统一性是因为由一个祖先物种发展而来，遗传的力量使它们保持了某种结构和功能的统一性，另外变异是不定向的。
5．答案　（1）脊椎　哺乳　（2）不同　结构模式　组织　（3）统一性
解析　生物界虽然在类型上具有巨大的多样性，但在模式上具有高度的统一性，每一个或大或小的生物分类群，在生物体、细胞或生物大分子等层次上，总会在一个或几个层次的结构和功能上存在着统一模式。题中说明了生物体层次的统一性。
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1生物多样性为人类生存提供资源与适宜环境
【学习目标】
1．生物多样性的概念。描述生物多样性的概念及其三个层次。
2．生物多样性的价值。列举生物多样性具有的三方面的价值。
3．我国生物多样性的特点。列出我国生物多样性四方面的特点。
4．生物多样性的保护。指出保护生物多样性的方法和措施。
【学习重点】
生物多样性的概念及其三个层次。
【学习难点】
生物多样性的价值及保护生物多样性的方法和措施。
【学习过程】
一、生物多样性的概念
地球上所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的____________以及各种各样的____________，共同构成了生物多样性。包括：____________多样性、____________多样性、____________多样性。保护多样性就是在____________、____________和____________三个层次上采取保护战略和保护措施。
二、生物多样性的价值
直接使用价值：____________价值、____________原料、具____________价值、____________价值。间接使用价值：具有重要的____________功能。
潜在使用价值：________________________________________________
三、我国生物多样性概况
1.特点：________________________丰富，________________________物种多，________________________物种丰富，________________________多样。
2.面临着威胁：________________________________________________。
3.面临威胁的原因：________________________________________________。
四、生物多样性的保护
1.就地保护：主要指建立________________________________________________。
2.迁地保护：________________________________________________。
3.加强教育和法制管理：________________________________________________。
[精典例题]
例1（2001年上海卷）下列关于自然保护和可持续发展的说法不正确的是（
）
A．禁止对自然资源的开发是可持续发展的必然要求
B．野生生物的保护不仅要保护所有的野生动物，还要保护所有的野生植物
C．自然保护要立法执法和宣传教育并举
D．建立自然保护区是自然保护的好方法
例2在原产地以外定居、生长、繁殖的生物被称为外来种或入侵种。近年来对物种入侵的后果及对策格外关注。目前在我国一些地区引进的大米草、水葫芦等外来种急剧增长，甚至取代了当地的优势物种，这一现象引起了各界的关注。请依据生态学的原理回答：
（1）外来种对侵入地区定居扩张的原因是_________________和_________________。
（2）外来种对原有生态系统产生的影响是__________________________________。
[巩固练习]
1．下列关于生物多样性的叙述正确的是（
）
A．生物多样性是指所有的植物、动物和微生物所拥有的全部基因
B．生物多样性是指对珍稀濒危物种要严格保护，禁止猎杀和采伐
C．生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性
D．生物多样性的保护就是建立自然保护区
2．水稻草丛矮缩病是一种危害水稻生长发育的病毒性疾病，很难防治。后来，科学家发现了一个野生水稻种群，这个种群对草丛矮缩病具有比较强的抗性，从而为培育抗草丛矮缩病的水稻新品种找到了必要的基因。这属于生物多样性的（
）
A．直接使用价值
B．间接使用价值
C．潜在使用价值
D．生态价值
3．（2004年江苏卷）某滩涂是丹顶鹤的栖息地之一，在该滩涂建立丹顶鹤自然保护区的主要目的是（
）
A．对丹顶鹤和它们的生存环境就地保护
B．加入“世界生物圈保护区网”
C．将丹顶鹤迁入保护区进行迁地保护
D．防止滩涂生态环境的污染
4．（2000年江浙卷）在我国西部大开发的战略中，“保护天然林”和“退耕还林（草）”是两项重要内容，采取这两项措施的首要目标是（
）
A．开展生态旅游
B．发展畜牧业
C．增加木材产量
D．改善生态环境
5．三峡大坝建成后，库区内许多原有的特有物种面临灭绝威胁，为了保护这些特有物种，你认为最有效的保护措施是（
）
A．就地保护
B．迁地保护
C．建立自然保护区
D．严格控制污染
6．哪一措施最可能与可持续发展的原则不相符合（
）
A．森林的采伐量小于生长量
B．人工鱼塘生产者的能量少于消费者的能量
C．农田从收获中输出的氮素多于补充的氮素
D．农田施用无机氮肥多于生物固定的氮肥
7．统计资料表明：进入20世纪后，几乎每年至少有一种鸟类或哺乳动物从地球上消失，造成野生动物濒危和灭绝的主要原因是（
）
A．自然灾害
B．动物病害
C．天敌过多
D．人类对生态环境的破坏
8．下列叙述错误的是（
）
A．近几十年来，随着人口的急剧增长和经济的高速发展，出现了空前的环境危机
B．一种野生生物一旦从地球上消失，就无法再生
C．人为因素是野生生物资源减少的主要原因
D．建立自然保护区是保护自然环境和野生生物资源的唯一手段
9．下列关于生物多样性的叙述错误的是（
）
A．地球上所有生物所拥有的全部基因以及各种各样生态系统共同构成了生物的多样性
B．生物的多样性包括遗传多样性、物种的多样性和生态系统的多样性
C．保护生物的多样性就是在基因、物种和生态系统三个层次上采取保护战略和保护措施
D．保护生物的多样性主要是指保护生物基因库的多样性
10．鲎血制成的试剂在临床上用来诊断脑膜炎、肝硬化等这是利用生物多样性的（
）
A．药用价值
B．工业原料
C．美学价值
D．科学研究价值
11．海带是提取碘和甘露醇的原料；芦苇是造纸的原料，这是利用生物多样性的（
）
A．药用价值
B．工业原料
C．美学价值
D．科学研究价值
12．近年来我国一些地区多次出现沙尘暴天气。下列与治理沙尘暴有关的一组措施是（
）
①大力植树、营造防护林
②保护草原、控制载畜量
③围湖造田
④退耕还林还草
A．①②③
B．①③④
C．①②③④
D．①②④
13．我国生物多样性所面临的主要威胁是（
）
A．生存环境的改变和破坏
B．掠夺式的开发和利用
C．环境污染
D．外来物种入侵
14．造成我国野生生物资源减少的主要原因是（
）
A．生存斗争的激烈化
B．物种退化
C．自然条件的变化
D．生存环境的改变和破坏
15．在珠江三角洲某产量地区，近几年来人们大量捕杀青蛙，致使该地区的水稻产量大幅度下降。造成减产的原因是（
）
A．造成了环境污染
B．食物链受到破坏
C．植被受到了破坏
D．造成了自然灾害
16．保护森林资源必须（
）
A．大量植树造林
B．有计划的合理砍伐
C．禁止砍伐
D．禁止放牧
17．有人把水葫芦引入到一个热带国家，结果它在短期内大量繁殖，成为优势种，不仅阴塞航道，而且影响本地物种的生存。其原因可能是（
）
A．没有天敌
B．气候适宜
C．繁殖率高
D．以上都对
18．简要回答生物多样性的问题：
（1）生物性状表现多样性的直接原因是__________________________________；从分子水平看生物多样性的根本原因是__________________________________；从进化角度看生物多样性产生的原因是__________________________________________。
（2）保护生物多样性就是在_____________、_____________、_____________三个层次上采取保护战略和保护措施。其中重要而有效的手段是_____________。但对一些珍稀、涉危、繁殖能力很差的动物，如大熊猫，还需另外采用_____________等先进手段进行拯救。
19．阅读下列三个事例
事例一：我国某海岛的天然林覆盖率在1965年为25.7%，1964年为18.7%，1981年仅为8.53%，并且因遮蔽地面程度大大降低，从而导致了坡垒等珍稀树种濒临灭绝，有的珍贵药用植物已经绝迹。
事例二：我国西北某县野生甘草的面积在1967年为4
万多公顷，30年后已有一半被挖尽，我国的野马已经绝迹，野骆驼等野生动物也濒临灭绝。
事例三：一种原产日本的林业害虫，在20世纪80年代侵入华西沿海地区，并且由于缺少天敌而迅速漫延开来，据1990年统计，这种害虫使该地区十三万多公顷的马尾松林受到危害。
依据上述事例，回答下列问题：
(1)事例一说明造成这些野生生物濒危或灭绝的主要原因是_____________。
(2)事例二说明造成这些野生生物资源明显减少或绝迹的原因是生态环境的_____________和_____________开发利用。
(3)事例三说明：由于_______入侵或引种到_____________的地区，使得这些地区原有物种受到威胁。
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5孟德尔从一对相对性状的杂交实验中总结出分离定律
【学习目标】
1．知识目标
（1）认知孟德尔一对相对性状的遗传实验。
（2）理解自交、杂交正交、反交、相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离等概念。
2．能力目标：通过互联网、图书馆、新华书店等多种渠道，收集遗传学之父——孟德尔的个人资料等。
3．情感目标：体验孟德尔遗传实验的科学方法和敢于质疑、勇于创新，以及严谨求实的科学态度和科学精神
【学习重点】
1．一对相对性状的遗传实验。
2．对分离现象的解释。
【学习难点】
1．一对相对性状的遗传实验。
2．对分离现象的解释。
【学习方法】
课前导学、质疑讨论、反馈矫正、迁移创新
【课前导学】
A．自主学习
1．豌豆作为实验材料取得成功的原因
①豌豆是____________________；而且是____________________。
②豌豆还具有____________________。
2．一对相对性状的杂交实验
①相对性状：________________________________________。
②性状分离：________________________________________。
③P：__________×__________→F1高茎→F2高茎：矮茎=__________。
3．对分离现象的解释
①生物的性状是由__________决定的；
②在体细胞中遗传因子是__________；
③生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子____________________，分别进入不同的配子中。
④受精时，雌雄配子的结合是__________。
B、情景设置
“龙生龙，凤生凤，老鼠生下来会打洞。”很久以前，人们就注意到遗传是生物界的一种普遍现象，世界上一切生物在繁衍后代的过程中都只产生同类的生物体，但对遗传的规律却知之甚少。140多年前，孟德尔在漂亮的豌豆种植园里以豌豆为材料进行了8年的豌豆杂交实验揭示出了生物的遗传规律。让我们来一起踏着科学家的足迹，探索遗传的奥秘吧！
【质疑讨论】
孟德尔的实验是如何操作的？为什么选用豌豆作为实验材料？
【反馈矫正】
1．被称为遗传学奠基人的是（　　）
A．达尔文
B．孟德尔
C．摩尔根
D．魏斯曼
2．下列性状不属于相对性状的是（　　）
A．高鼻梁与塌鼻梁
B．人的卷发和直发
C．人的五指与多指
D．眼大与眼角上翘
3．下列有关显隐性性状的叙述中，正确的是（　　）
A．生物体没有显现出来的性状称隐性性状
B．亲本之中一定有一个表现为隐性性状
C．子一代未显现出来的那个亲本的性状称隐性性状
D．在一对相对性状的遗传试验中，双亲只具有一对相对性状
4．豌豆的矮茎和高茎为相对性状。下列杂交实验中能判定性状显隐性关系的是（　　）
A．高茎×高茎——高茎
B．高茎×高茎——301高茎+10l矮茎
C．矮茎×矮茎——矮茎
D．高茎×矮茎——98高茎+107矮茎
5．两杂种黄色籽粒豌豆杂交，产生种子120粒，其中纯种黄色种子的数目约为（　　）
A．0粒
B．30粒
C．60粒
D．90粒
【迁移创新】
6、牛的毛色有黑色和棕色，如果两头黑牛交配生了一头棕色子牛，请回答：
（1）黑色和棕色哪种毛色是显性性状 __________。
（2）若用B与b表示牛的毛色的显性遗传因子和隐性遗传因子，写出上述两头黑牛及子代棕色牛的遗传因子组成情况____________________________。
（3）上述两头黑牛产生一黑色子牛的可能性是_______；若上述两头黑牛产生了一头黑色子牛，该牛是纯合子的可能性是_________。
附导纲1第1课时参考答案：
自主学习1．①自花传粉闭花受粉②易于区分的性状
2．①一种生物的同一性状的不同表现类型②在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象③高茎矮茎3：1
3．遗传因子成对彼此分离随机的
【反馈矫正】
1．B
2．D
3．C
4．B
5．B
【迁移创新】
6．（1）黑色
（2）BbBbbb
（3）3/41/3
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1基因重组使子代出现变异
【学习目标】
1．掌握基因重组的概念和类型。
2．掌握两种基因重组的方式。
3．了解转基因技术如何实现物种间的基因重组。
4．从基因重组出发了解利用基因重组来杂交育种的技术。
【学习重点】
两种基因重组的方式。
【学习难点】
转基因技术如何实现物种间的基因重组。
【学习过程】
生物变异的类型和基因重组
1．生物变异的类型
（1）不遗传的变异
①来源：环境条件改变引起，不涉及遗传物质的变化。
②特点：变异只限当代的表现型改变，属于不遗传变异。
③实例：花生处在水、肥充足的条件下果实大且多。
（2）可遗传的变异
①来源：一是在强烈的物理、化学因素影响下发生的基因突变和染色体畸变；二是有性生殖过程中形成配子时，由于非同源染色体的自由组合和同源染色体的非姐妹染色单体间的片段交换而引起的基因重组。
②特点：变异性状可以遗传给后代。
（3）分类依据：遗传物质是否改变。
2．基因重组
（1）概念
含义
（2）类型
类型
发生时期
实质
图示
自由组合型
MⅠ后期
非同源染色体上的非等位基因自由组合
交叉互换型
MⅠ前期
同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换
（3）结果：导致生物性状的多样性。
（4）意义：为动植物育种和生物进化提供丰富的物质基础。
1．生物变异的类型分析
（1）在北京培育的优质北京甘蓝品种，叶球最大的有3.5
kg，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强，叶球可重达7
kg左右。但再引回北京后，叶球又只有3.5
kg。上述甘蓝品种的引种过程中，有没有变异现象的发生？如果有，这种变异性状能稳定地遗传给子代吗？为什么？
答案　有变异。但是这种变异性状不能稳定地遗传给子代，因为遗传物质没有改变。
（2）某种一直开红花的植物，某代出现了一株开紫花的植株，而且这株紫花植物的后代仍然开紫花，可能的原因是什么？
答案　遗传物质改变了。
（3）据此，生物变异的类型有哪些？
答案　①不可遗传的变异：由外界环境的改变引起，遗传物质并没有发生变化；②可遗传的变异：由遗传物质改变引起的变异，包括基因突变、基因重组和染色体畸变。
2．谚语“一母生九子，连母十个样”，请分析这种现象发生的主要原因是什么？
答案　生物的亲子代之间的性状差异主要是由于基因重组造成的。
3．下图是基因型为AaBb的高等动物体内某个初级精母细胞可能发生的变化，请据图分析：
（1）如果没有发生交叉互换，该初级精母细胞形成的精细胞有几种？基因组成分别是怎样的？
答案　有2种。AB和aB．
（2）发生交叉互换后，该初级精母细胞形成的精细胞有几种？基因组成分别是怎样的？
答案　4种。AB、Ab、aB和aB．
知识整合　有丝分裂后期，分开的子染色体上基因不同，是基因突变的结果；减数第二次分裂后期，分开的子染色体上基因不同，可能是基因突变，也可能是交叉互换造成的。
1．下列关于基因重组的说法，不正确的是（　　）
A．生物体进行有性生殖过程中控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组
B．减数分裂四分体时期，同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换可导致基因重组
C．减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组
D．一般情况下，水稻花药内可发生基因重组，而根尖则不能
答案　B
解析　基因重组是指具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合，导致后代不同于亲本类型的现象或过程，A正确；减数分裂四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换可导致基因重组，B错误；减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组，C正确；一般情况下，基因重组只发生在减数分裂形成配子的过程中，水稻花药内精原细胞减数分裂形成配子的过程中可发生基因重组，但根尖细胞只能进行有丝分裂，不会发生基因重组，D正确。
2．子代不同于亲代的性状，主要来自基因重组，下列图解中哪些过程可以发生基因重组（　　）
A．①②③④⑤
B．①②③④⑤⑥
C．④⑤
D．③⑥
答案　C
解析　基因重组指具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。④⑤过程中的A、a和B、b之间发生基因重组。①②过程发生等位基因的分离；③⑥过程属于配子间的随机组合。
杂交育种和转基因技术
杂交育种
（1）概念：利用基因重组原理，可以有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在一起，培育出更优良的新品种。
（2）原理：基因重组。
（3）处理方法
培育显性纯合子
选取亲本F1F2连续自交，直至后代几乎不发生性状分离
培育隐性纯合子
选取亲本F1F2→筛选符合要求的个体即可推广
（4）优缺点
优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，能产生新的基因型。
缺点
①杂交后代会出现性状分离现象，育种过程缓慢。
②不能产生新基因、新性状。
转基因技术
（1）概念：利用分子生物学和基因工程的手段，将某种生物的基因（外源基因）转移到其他生物物种中，使其出现原物种不具有的新性状的技术。
（2）原理：基因重组。
（3）过程：用人工方法将人类所需要的目的基因导入受体细胞内，使其整合到受体的染色体上。人工选择出具有所需新性状的个体。
（4）特点
①增加生物变异的范围，实现种间遗传物质的交换。
②针对性更强、效率更高、经济效益更明显。
有两种纯种的小麦，一个为高秆（D）抗锈病（T），另一个为矮秆（d）易感锈病（t），这两对性状独立遗传，现要培育矮秆抗锈病新品种，方法如下：
高秆抗锈病×矮秆易感锈病F1F2稳定遗传的矮秆抗锈病新品种。
请据此分析：
1．过程a、b、c的处理方法分别叫什么？
答案　杂交、自交、连续自交和观察筛选。
2．从哪一代开始出现矮秆抗锈病的新品种？其中有多少比例的纯合子？
答案　F2中开始出现矮秆抗锈病，其中纯合子占。
3．上述杂交育种过程至少需要几年的时间（假设每年只繁殖一代）？
分析　第一年：种植亲代，杂交，收获F1种子；
第二年：种植F1，自交，收获F2种子；
第三年：种植F2，获得表现型符合要求的小麦（矮抗），同时矮抗自交，收获F3种子，分单株保存；
第四年：分别种植符合要求的F3，观察是否发生性状分离，不发生性状分离的为合乎要求的新品种。
答案　4年。
4．培育细菌新品种时，能否用杂交育种的方法？
答案　不能，杂交育种只适用于进行有性生殖的真核生物，如植物和动物。细菌是原核生物，不能进行有性生殖。
5．是不是所有的杂交育种过程都必须从F2开始筛选？是不是也都需要连续自交提高纯合度？举例说明。
答案　不一定。如果培育杂合子品种，选亲本杂交得到的F1即可。如果选育的优良性状是隐性性状，一旦出现就是纯合的，不需要再连续自交。
知识整合　杂交育种通过杂交将两个或多个品种的优良性状集中在一起，再经过自交，F2中就出现所需要的品种，如果优良性状都是隐性性状，从F2中直接选出即可，如果优良性状为显性性状，需要连续自交和筛选 有些生物也可以从F2开始进行无性繁殖，如马铃薯 ，需要较长时间，杂交育种适合有性生殖的过程，原核生物一般不适用。
1．在植物的杂交育种中，选种工作一般（　　）
A．从F1中选
B．只从F2中选
C．从F2中选
D．从F2开始选
答案　D
解析　在杂交育种过程中，F1一般不会发生性状分离，当在F2时，往往会发生性状分离，在育种工作中，往往选择F2作为育种工作的开始。
2．杂交玉米的种植面积越来越广，农民需要购买玉米杂交种。不能自留种子来年再种的原因是（　　）
A．自留种子发芽率低
B．杂交种都具有杂种优势
C．自留种子容易患病虫害
D．杂交种的有性繁殖后代会发生性状分离
答案　D
解析　杂种后代发生性状分离，影响产量和质量。
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