第七单元生物圈中生命的延续和发展 第二章生物的遗传与变异.docx

1、第七单元 生物圈中生命的延续和发展 第二章 生物的遗传与变异第二章 生物的遗传与变异本章综合解说本章内容概览遗传和变异是生命的基本特征之一，也是生命能在生物圈中延续、发展的根本所在。本章内容在上一章阐述了生命个体水平上的延续、发展之后，进一步从基因水平探讨生命的延续和发展。本章教材体现了学科内在逻辑与我们认知规律的统一，抓住“基因”这一关键词，以基因为线索贯穿全章。本章依次介绍了生物个体的性状与基因的关系，亲代基因传递到子代的过程，控制相对性状的成对基因之间的关系，以及人的性别遗传问题，最后，在认识生物普遍存在遗传和变异的基础上，提出生物的性状既受基因控制，又受环境影响，这样对性状与基因的关系

2、、遗传与变异问题的理解更加全面。本章教材注重从我们的生活经验出发，从创设情境中提出问题，激发我们主动探究，自主获得知识、技能和积极的情感体验。同时重视科学史和科学方法，注意科学与社会、科学与生活的紧密联系。重点难点提示重点：1性状是由基因控制的。2生物的性状和相对性状。3基因、DNA和染色体之间的关系。4基因经生殖细胞在亲子代间的传递。5控制相对性状的一对基因的传递特点。6人的性别差异由性染色体决定。7生男生女机会均等的原因。8可遗传的变异和不遗传的变异的产生原因及应用。难点：1基因在亲子代间的传递特点及意义。2孟德尔碗豆杂交实验的解释。3如何根据性状的表现来推断生物的基因组成。4禁止近亲结婚

3、的原因。本章学法点津遗传与变异现象在生活中随处可见，但控制遗传与变异的遗传物质用肉眼不能直接看到。人们对遗传与变异的认识，最初是从比较亲子代的各种特征开始的，然后由表及里逐步深入到基因水平。在学习本章知识的过程中也应按照这样的思路进行，首先弄清什么是生物的性状，然后探讨性状的控制、性状在亲子代间的传递过程与规律及性别决定。本章内容主要从理论上阐述遗传与变异的原理，较为抽象，学习时要密切联系日常生活经验，积极主动地参与讨论、探究等活动。要勤于动脑，充分利用教材上生动、直观的图片和有关资料、数据，还要善于与同学交流合作。第一节 基因控制生物的性状教材预习全解趣味情景导入你一定听说过转基因食品，很多

4、的转基因食品是通过转基因作物加工制作而成的。我国农业部已经批准种植的转基因农作物有甜椒、番茄、马铃薯、玉米、水稻等。它们的出现，大大提高了农作物的产量，改变了农作物的品质。然而，现在人们对转基因食品的认识却有着巨大的分歧，最引人注目的是转基因食品的安全问题。那么，什么是基因呢？它和生物性状之间有什么样的关系呢？图7-2-1-1学习目标导航1举例说出生物的性状和相对性状。2举例说出生物的性状是由基因控制的。3关注转基因技术给人类带来的影响。相关知识链接1生物的子代与亲代之间，在很多方面表现出相同的特征，但总有一部分特征并不相同，这就是生物表现出来的遗传和变异现象。2生物的各种特征主要是由DNA分

5、子上的遗传信息控制的。DNA分子很长，可以分成许多个片段，每个片段具有特定的遗传信息，这些片段叫基因。3生物种类的多样性实质上是基因的多样性。教材内容全解想一想，议一议（见教材第24页）五头牛都由同一头成年牛的体细胞克隆而来，因此，它们的遗传物质是一样的。知识点一 遗传和变异遗传和变异是生物的特征之一，是通过生殖和发育过程实现的。1遗传（1）概念：亲子间的相似性叫做遗传。（2）举例：种瓜得瓜，种豆得豆；父亲是双眼皮，儿子也是双眼皮。2变异（1）概念：亲子间及子代个体间的差异叫做变异。（2）举例：一猪生九仔，连母十个样。点拨遗传强调的是“亲子间”性状的相似性，而变异除了强调“亲子间”的差异，还有

6、“子代个体间”的差异。遗传的实质是生物通过生殖过程的基因传递，是物种得以延续的重要内因；变异促进了生物的进化和发展。遗传是相对的，而变异是绝对的。例1 千百年来，“种瓜得瓜，种豆得豆”，然而现今的瓜和豆的单株产量比以前的高了许多，这说明生物体具有（ ）A适应性和应激性 B生长和发育的特性C遗传和变异现象 D恒定性和可变性【答案】C【解析】“种瓜得瓜，种豆得豆”，指的是亲代和子代间的相似性，这说明生物具有遗传现象。而现今的瓜、豆和以前的瓜、豆在产量上有了很大的差异，指的是亲子间的差异，这说明生物具有变异现象。知识点二 生物的性状1教材第25页“观察与思考”全解（1）教材插图展示了豌豆种子的形状（

7、圆粒和皱粒）、番茄果实的颜色（红色和黄色）、兔的毛色（黑色和白色）、鸡冠的形状（玫瑰冠和单冠），这些都属于生物的性状，而且同一性状都有不同的表现形式。（2）人体也有许多的相对性状，如有耳垂和无耳垂、单眼皮和双眼皮、能卷舌和不能卷舌、大拇指能向背侧弯曲和大拇指不能向背侧弯曲等（图7-2-1-2），这些都是我们肉眼可以观察到的形态特征，都是人的性状。图7-2-1-2小组成员之间可以相互观察上述性状，将调查结果记入下述表格，并与其他小组进行比较。遗传性状有耳垂无耳垂双眼皮单眼皮能卷舌不能卷舌大拇指能向背侧弯曲大拇指不能向背侧弯曲调查人数比例（见教材第26页）1遗传学上把生物体所表现出的形态结构、生理

8、和行为等特征统称为性状。2同种生物同一性状常常有不同的表现形式，如番茄果实的红色与黄色、家兔毛的黑色与白色、人的双眼皮与单眼皮等。3仅凭肉眼的观察或简单的测量，不能知道自己所有的性状，如肉眼仅能观察到某些形态结构、行为特征，无法观察到生物体的某些生理特征等。4提示：父母的许多性状往往会在我们身上出现，这说明生物的性状是可以遗传的；我们有许多性状与父母不同，这说明生物的性状存在变异。5根据实际情况回答。2性状（1）概念：性状就是生物体形态结构、生理和行为等特征的统称。（2）举例：任何生物都具有许许多多的性状，有的是形态结构特征，如苹果的颜色、形状、大小，人的脸型、高矮等；有的是生理特性，如苹果的

9、味道、人的血型等；有的是行为方式，如人惯用左手或右手、动物的食草特性等。（3）特点：有些性状通过肉眼能看到，有些性状靠肉眼是看不到的；生物的性状是相对稳定的，受遗传物质的控制，但也会受到生活环境的影响。3相对性状（重点 难点）（1）概念：同种生物同一性状的不同表现形式。注意相对性状不一定只有两种表现形式，有的生物的相对性状具有多种表现形式，如山羊的黑毛、白毛、褐毛、灰毛等互为相对性状。（2）举例：番茄果实的红色与黄色、人的单眼皮与双眼皮、鸡的光腿与毛腿、小麦穗的有芒与无芒。规律总结如何判断相对性状？一般采用排除法：先按同种生物，再按同一性状，最后按不同表现形式，逐一排除。要抓住“两个相同”和“

10、一个不同”：“两个相同”即同种生物、同一性状，“一个不同”即不同表现形式。如兔子的黑毛和白毛，描述的是同种生物兔子、同一性状兔毛的颜色，而且有黑色和白色两种不同的表现形式，所以是一对相对性状。例2 （2015安徽淮北）下列不属于相对性状的是（ ）A番茄的红果和黄果B鸡的玫瑰冠和单冠C兔的黑毛和直毛D人的A、B、AB、O血型【答案】C【解析】同种生物同一性状的不同表现形式称为相对性状。番茄的红果和黄果，是番茄果皮颜色这一性状的不同表现形式；鸡的玫瑰冠和单冠，是鸡的鸡冠形状这一性状的不同表现形式；兔的黑毛和直毛，是兔毛的颜色和形状，是两种性状，不是相对性状；人的A、B、AB、O血型，是人的不同血型

11、，是同一性状的不同表现形式，是相对性状。知识点三 基因控制生物的性状（重点）1教材第27页“资料分析”全解（转基因鼠的启示）（1）转基因超级鼠概述：1982年，英国的自然杂志发表了一篇文章：美国的两个实验小组共同研制出转基因超级鼠。科学家利用显微注射技术，成功地将大鼠生长激素基因导入小鼠的受精卵里，并将受精卵注入代孕小鼠的输卵管，结果使生出的小鼠变成了超级鼠，这是因为小鼠获得了大鼠的生长激素基因。转基因超级鼠比与它同胎出生的对照小鼠的生长速度快23倍，体积大1倍。这项研究被誉为分子生物学技术发展的里程碑。（2）实验过程（如图7-2-1-3）图7-2-1-3讨论（见教材第27页）1在这项研究中，

12、被研究的性状是鼠的个体大小，控制这个性状的基因是大鼠生长激素基因。2基因控制生物的性状。3在生物传种接代的过程中，传下去的是控制性状的基因。2基因控制生物的性状获得转基因超级鼠的实验研究的性状是鼠的个体大小，将大鼠的生长激素基因转入到小鼠的基因组中，培育出的小鼠生长发育速度加快，表现出了转入基因控制的性状。可见，生物的性状是由基因控制的。例3 科学家梦想将高粱的高产基因、固氮菌的固氨基因一并转入水稻，并使其在水稻中表达。若梦想成真，这不仅提高产量，还能减少化肥的使用，实现绿色环保低成本优质生产。你认为这种转基因技术的基本原理是（ ）A基因控制性状B性状控制基因C基因就是性状D基因与性状无关【答

13、案】A【解析】本题考查基因与性状的关系。生物的性状受遗传物质的控制，所以可利用转基因技术转入相应的基因，使生物表现出某种性状。3性状的表现还受环境的影响生物的性状是由基因控制的，但有些性状是否表现，还受到环境的影响。例如，大家熟悉的青萝卜，地上部分显示绿色，地下部分显示白色，尽管细胞中含有的遗传物质是一样的，但是这两部分所处的环境条件不同，地上部分有光照，能合成叶绿素，显示绿色，而地下部分不见光，不能合成叶绿素，显示白色。生物体的许多性状明显地表现出了是基因和环境共同作用的结果。例4 正常的喜马拉雅兔是白毛黑爪。如果在兔背上剥去一块白毛，并在该处放上一块冰，结果长出黑毛，这说明（ ）A环境改变

14、了生物的基因B生物的性状只受基因控制C生物的性状是由环境决定的D生物的性状是基因和环境共同作用的结果【答案】D【解析】生物的性状是由基因控制的，同时生物性状的表现还受环境的影响。正常的喜马拉雅兔体毛是白色的，这是由基因决定的，但是在兔背上剥去一块白毛并在该处放置一块冰后，长出黑毛，说明在环境的作用下，兔的毛色这一性状发生了改变。4转基因技术及其应用（1）转基因技术将某些生物的基因利用分子生物学技术转移到其他生物体的基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体性状的改变，这种技术称为转基因技术。（2）转基因生物将某些生物的基因利用分子生物学技术转移到其他生物体的基因组中，培育出的生物就可能表现出转入

15、基因所控制的性状，这样的生物称为转基因生物。（3）转基因技术的应用转基因食品：又称现代生物技术食品，是指利用DNA重组技术（转基因技术）将供体基因植入受体生物（包括植物、动物、微生物等）后生产的食品原料、成品及食品添加剂，使其在营养品质、消费品质等方面向人类所需要的目标转变。转基因药品：如科学家将人的胰岛素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，胰岛素基因成功地在大肠杆菌中表达，过程如图7-2-1-4所示。图7-2-1-4转基因农作物：如转基因玉米、转基因大豆等。转基因动物：如转基因牛、转基因猪等。例5 （2015济南）我国科学家将苏云金芽孢杆菌中能够产生杀虫毒素的基因转移到棉花体内，成功培育出了

16、一系列抗虫棉品种，使我国成为世界上独立自主研制成功抗虫棉的第二个国家。该项生物技术属于（ ）A克隆技术 B转基因技术C发酵技术 D细胞工程【答案】B【解析】转基因技术是将某些生物的基因利用分子生物学技术转入到其他生物体的基因组中，并引起生物体性状发生改变的技术。典型例题剖析题型一 性状和相对性状例1 （2015四川自贡）关于性状的表述，错误的是（ ）A生物的性状都是肉眼可以观察到的特征B每一个生物体都会有许多种不同的性状C同种生物同一性状的不同表现形式称为相对性状D生物的亲缘关系越近，它们之间相似的性状就越多【答案】A【解析】生物的性状是指生物体的形态结构、生理和行为等特征。有的性状能用肉眼观

17、察到，如有耳垂和无耳垂、双眼皮和单眼皮等，有的性状不能用肉眼观察到，如人的血型。题型二 生物性状的表现例2 正常情况下，生活在苔原地区的雷鸟，冬季的体色为白色（夏季为褐色），以适应冬季多雪的环境，但是若有一年不下雪，雷鸟的体色也变成白色，反而容易被敌害发现。这个事例说明（ ）A雷鸟的毛色不能够稳定遗传B基因对性状的表达起决定作用C环境对基因的表达有影响D环境是决定生物性状的根本因素【答案】B【解析】雷鸟在冬季到来的时候会换上一身白色的羽毛，与白雪皑皑的环境一致，以免被敌害发现，这是体内的基因决定的性状，是生物对环境的适应；若当年不降雪或者降雪过晚，白色的体色会使雷鸟容易被敌害发现，表明雷鸟对环

18、境的适应是相对的，也说明雷鸟的这种性状的表达不是由环境决定的，而是基因起着决定性作用。题型三 转基因技术的应用例3 （2016山东菏泽）科学家将鱼的抗冻蛋白基因转入番茄中，使番茄的耐寒能力得到提高。下面相关叙述正确的是（ ）运用的是克隆技术 可以说明生物的性状是由基因控制的 运用的是转基因技术 可以说明基因主要存在于染色体上A B C D【答案】D【解析】科学家将鱼的抗冻蛋白基因转入番茄中，使番茄的耐寒能力得到提高，可以说明生物的性状是由基因控制的，此过程运用的是转基因技术。知识能力提升重点内容总结易误易混警示误认为生物的性状只受基因的控制性状是生物体的形态结构、生理和行为等特征的统称。生物的

19、性状主要受基因控制，同时性状的表现也会受到环境因素的影响。生物的性状是基因和环境共同作用的结果。例 有一种沙漠蜥蜴，在体温28时体色呈灰绿色，随着体温的升高体色逐渐变蓝和鲜亮，体温超过35时则呈现艳丽的黄色。这一事实表明（ ）A蜥蜴的体色调节体温B蜥蜴的体温能改变体内的基因，从而表现出不同的性状C生物体表现出来的性状是基因与环境条件共同作用的结果D蜥蜴改变体色吸引异性【答案】C【解析】生物的性状是由基因控制的，同时，性状的表现还受环境因素的影响。沙漠蜥蜴的体色是由体内基因控制合成的色素决定的。温度不同，体色表现不同，是因为温度影响了体内色素的合成，这是环境对性状影响的结果。因此，生物表现出来的

20、性状是基因与环境条件共同作用的结果。综合提升训练1“世界上没有完全相同的两片树叶”，说明自然界中存在着（ ）A变异 B进化 C遗传 D繁殖【答案】A【解析】变异是指亲子间及子代个体间的差异现象。2（教材内容全解例2变式）（2015云南）人的下列性状，不属于相对性状的是（ ）A有酒窝和无酒窝 B身高和体重C双眼皮和单眼皮 D有耳垂和无耳垂【答案】B3（2015江苏盐城）菜市场上的草莓有多种口味，决定其口味不同的是（ ）A基因 B环境 C肥料 D土壤【答案】A【解析】草莓的口味属于生物的性状，生物的性状是由基因控制的。而肥料、土壤等非生物因素只是对草莓的生长具有一定的影响，并没有引起遗传物质发生改

21、变。所以草莓的不同口味是由其体内的遗传物质决定的。4研究人员把抗除草剂的基因连接到玉米细胞的DNA分子上，使玉米获得了抗除草剂的能力。这个事实可以说明（ ）A基因控制生物的性状B基因存在于生物细胞的DNA分子上C生物的性状都可以遗传D玉米具有了抗除草剂的能力是应用了嫁接技术【答案】A【解析】抗除草剂的基因通过一定的技术转移到玉米细胞的DNA分子上后，玉米就具有了抗除草剂基因控制的性状抗除草剂的能力，说明生物的性状是由基因控制的。此事例无法说明基因存在于生物细胞的DNA分子上，也不能说明生物的性状都可以遗传。玉米抗除草剂能力的获得是应用了转基因技术，不是应用了嫁接技术。5科学工作者将一种普通（产

22、量不高）的矮秆（抗倒伏能力强）小麦与一种高产的高秆（抗倒伏能力差）小麦作亲本进行杂交，在后代中出现了普通高秆、普通矮秆、高产高秆、高产矮秆四种类型的小麦，选出其中的高产矮秆植株进行繁殖和培育，再经过若干代的选择培育后便得到高产矮秆的新品种小麦。请回答：（1）题中涉及的小麦性状有_，相对性状有_。（2）为了实现高产抗倒伏，你将选择_类型的小麦品种进一步推广。（3）亲子间的相似性叫做_。（4）杂交后代中出现了普通高秆和高产矮秆的新类型，这种现象叫做_。【答案】（1）矮秆、高秆、高产、普通 矮秆与高秆、普通与高产（2）高产矮秆（3）遗传（4）变异6图7-2-1-5是用显微注射法获得转基因超级鼠的示意

23、图，请据图回答下列问题：图7-2-1-5（1）此图为转基因超级鼠的产生过程，在这项研究中，被研究的性状是_，控制这个性状的基因是_。（2）注射过_的受精卵发育成转基因超级鼠，而未受注射的受精卵发育成_鼠。（3）由此可知，在生物传种接代的过程中，传给后代的是_。（4）转基因超级鼠的出生运用的是哪一种现代生物技术？它的出生有什么意义？ 【答案】（1）个体大小 大鼠生长激素基因（2）大鼠生长激素基因 普通（3）基因（4）转基因技术。转基因超级鼠的出生证明了外源基因可以导入动物体内或它们的受精卵内，并能在细胞中发挥作用。转基因技术为成功培育具有优良性状的动物开拓了广阔的前景教材练习解析1（1） 【解析

24、】基因控制生物的性状，父母将基因传递给子女，子女就会表现出与父母相似的性状。（2） 【解析】生物的基因组成不同，性状的表现可能就会不同。（3） 【解析】控制性状的基因可由亲代传递给子代，子代在基因的控制下就会表现与亲代相似的性状。2C 【解析】生物的某些性状用肉眼是观察不到的，特别是内部结构方面、内在的生理特性等。3D 【解析】相对性状是指同种生物同一性状的不同表现形式。A项不属于同种生物，C项不属于同一性状，B项是同种表现形式。4有些性状的表现，是基因和环境共同作用的结果。虽然西藏与北京结球甘蓝的基因相同，但两地的环境不同，导致结球甘蓝的叶球大小不同。可以将引种到西藏的结球甘蓝再引种回北京，

25、看其叶球的大小。第二节 基因在亲子代间的传递教材预习全解趣味情景导入观察图7-2-2-1所示照片中的一对母女，你发现了什么？哇，女儿长得太像妈妈了！这种情况在我们日常生活中也经常遇到。性状是由基因控制的，子女长得和父母非常像，说明父母的基因传递给了子女，那么父母体内成千上万的基因是通过什么途径传递给子女的呢？图7-2-2-1学习目标导航1描述基因、DNA和染色体之间的关系。2描述生殖过程中染色体数量的变化。3说出基因经生殖细胞在亲子代间的传递。相关知识链接1细胞核是细胞的控制中心。细胞核内有染色体，染色体中有遗传物质DNA，它携带着控制细胞生命活动、生物体发育和遗传的遗传信息。2细胞分裂时，染

26、色体的数目先复制加倍，然后形态和数目相同的两份染色体分别进入两个子细胞中。3通过细胞分裂产生的新细胞与原细胞的染色体的形态和数目是相同的。教材内容全解想一想，议一议（见教材第29页）提示：精子和卵细胞各携带了父方和母方的一半核遗传物质（或核基因），通过受精作用，精子与卵细胞结合形成受精卵，然后发育成新的子代个体，保证了亲子代间遗传物质的稳定性。知识点一 基因、DNA和染色体1性状的遗传基因控制生物体的性状，在生物体的传种接代过程中，传下去的是控制性状的基因。因此，性状的遗传实质上是亲代通过生殖过程把基因传递给子代。在性生殖过程中，子代是由亲代的精子和卵细胞结合形成的受精卵发育而来的，子代和亲代

27、的联系就是精子和卵细胞。因此，精子和卵细胞就是基因在亲子代间传递的“桥梁”。2DNA（1）概述：DNA又称为脱氧核糖核酸，是生物主要的遗传物质，携带着大量的遗传信息。DNA主要位于细胞核内的染色体上。拓展DNA是主要的遗传物质目前已有充分的科学研究资料表明，绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的，只有少数病毒（如烟草花叶病毒）不含有DNA，只含有RNA，在这种情况下，RNA就起着遗传物质的作用。值得注意的是，任何一种生物，其遗传物质是固定的，要么是DNA，要么是RNA，不存在主要、次要之分。（2）形态结构：DNA分子呈长长的链状结构，外形很像一个螺旋形的梯子，这样的结构也称为双螺旋结构。3基因

28、（1）概念：基因是有遗传效应的DNA片段，是遗传物质的基本结构和功能单位。（2）作用：基因控制生物的性状。DNA分子含有许多有遗传功能的片段，其中不同的片段含有不同的遗传信息，这些遗传信息分别控制着不同的性状，这些片段就是基因。如有的基因控制着人眼皮的单双，有的基因控制着人的血型等。4染色体（1）概念：细胞核内存在着一些容易被碱性染料染成深色的物质，这些物质叫染色体（或染色质）。（2）组成：染色体主要由蛋白质分子和DNA分子构成（如图7-2-2-2所示）。细胞核内的DNA分子和它所携带的基因大多有规律地集中在染色体上。图7-2-2-2（3）存在形式：每一种生物细胞内染色体的形态和数目都是一定的

29、，而且在体细胞中是成对存在的。例如，人的体细胞中含有23对染色体，马的体细胞中含有32对染色体，水稻的体细胞中含有12对染色体。5染色体、DNA、基因之间的关系（重点）一般情况下，一条染色体中含有一个DNA分子，一个DNA分子上含有多个基因。在生物体细胞中，染色体成对存在，DNA分子和基因也是成对存在的，分别位于成对的染色体上。如人的体细胞中23对染色体包含46个DNA分子，含有数万对基因。染色体、DNA和基因的关系可用图7-2-2-3图7-2-2-3拓展在生物的生殖细胞中，染色体是成单存在：的，染色体上的基因也是成单存在的。如人的生殖细胞中含有23条染色体（均不成对）、23个DNA分子（均不

30、成对），含有数万个基因（均不成对）。同一物种染色体的数目是稳定不变的，如果缺少或增多，形成的后代个体就可能出现异常，导致遗传病，甚至死亡。基因并不是DNA分子上的任意一个片段，DNA分子中还有无遗传效应的片段。例1 （2015福州）图7-2-2-4是与遗传有关的概念简图，图中的、依次是（ ）7-2-2-4A细胞核、基因、性状 B基因、细胞核、性状C细胞核、性状、基因 D基因、性状、细胞核【解析】细胞核内含有染色体，染色体主要由DNA分子和蛋白质分子组成，DNA上有遗传效应的片段是基因，基因控制生物的性状。【答案】A6教材第30页“观察与思考”全解（1）教材图示是一个女性体细胞内染色体的排序图。染色体可通过特殊染色清楚地辨别出来。图中一共有46条染色体，每两条形态、大小相似的染色体组合在一起，共有23对。在人体内，染色体是成对存在的，仔细观察可以发现，成对的染色体不但形态、大小相似，在相对位置上所染成的颜色也相似。（2）染色体主要由