（一）問題探討
1.粉色。因?yàn)榘凑杖诤线z傳的觀點(diǎn)，雙親遺傳物質(zhì)在子代體內(nèi)混合，子代呈現(xiàn)雙親的中介性狀，即紅色和白色的混合色──粉色。
2.提 示：此問題是開放性問題，目的是引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析身邊的生物遺傳現(xiàn)象，學(xué)生通過對遺傳實(shí)例的分析，辨析融合遺傳觀點(diǎn)是否正確。有些學(xué)生可能舉出的實(shí)例是 多個(gè)遺傳因子控制生物性狀的現(xiàn)象（如人體的高度等），從而產(chǎn)生諸多疑惑，教師對此可以不做過多的解釋。只要引導(dǎo)學(xué)生能認(rèn)真思索，積極探討，投入學(xué)習(xí)狀態(tài)即 可。
（二）實(shí)驗(yàn)
1.與每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比，全班實(shí)驗(yàn)的總結(jié)果更接近預(yù)期的結(jié)果，即彩球組合類型數(shù)量比DD∶Dd∶dd=1∶2∶1，彩球代表的顯性與隱性類型的數(shù)值比為3∶1。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)個(gè)體數(shù)量越大，越接近統(tǒng)計(jì)規(guī)律。
如果孟德爾當(dāng)時(shí)只統(tǒng)計(jì)10株豌豆雜交的結(jié)果，則很難正確地解釋性狀分離現(xiàn)象，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)的樣本數(shù)目足夠多，是孟德爾能夠正確分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提條件之一。當(dāng)對10株豌豆的個(gè)體做統(tǒng)計(jì)時(shí)，會出現(xiàn)較大的誤差。
2.模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與孟德爾的假說是相吻合的。因?yàn)榧住⒁倚⊥皟?nèi)的彩球代表孟德爾實(shí)驗(yàn)中的雌、雄配子，從兩個(gè)桶內(nèi)分別隨機(jī)抓取一個(gè)彩球進(jìn)行組合，實(shí)際上模擬雌、雄配子的隨機(jī)組合，統(tǒng)計(jì)的數(shù)量也足夠大，出現(xiàn)了3∶1的結(jié)果。但證明某一假說還需實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
（三）技能訓(xùn)練
提示：將獲得的紫色花連續(xù)幾代自交，即將每次自交后代的紫色花選育再進(jìn)行自交，直至自交后代不再出現(xiàn)白色花為止。
（四）旁欄思考題
不會。因?yàn)闈M足孟德爾實(shí)驗(yàn)條件之一是雌、雄配子結(jié)合機(jī)會相等，即任何一個(gè)雄配子（或雌配子）與任何一個(gè)雌配子（或雄配子）的結(jié)合機(jī)會相等，這樣才能出現(xiàn)3∶1的性狀分離比。
（五）練習(xí)
基礎(chǔ)題
1.B。
2.B。
3.（1）在F1水稻細(xì)胞中含有一個(gè)控制合成支鏈淀粉的遺傳因子和一個(gè)控制合成直鏈淀粉的遺傳因子。在F1形成配子時(shí)，兩個(gè)遺傳因子分離，分別進(jìn)入不同配子中，含支鏈淀粉遺傳因子的配子合成支鏈淀粉，遇碘變橙紅色；含直鏈淀粉遺傳因子的配子合成直鏈淀粉，遇碘變藍(lán)黑色，其比例為1∶1。
（2）孟德爾的分離定律。即在F1形成配子時(shí)，成對的遺傳因子發(fā)生分離，分離后的遺傳因子分別進(jìn)入不同的配子中。
（3）2。
4.（1）白色；黑色。
（2）性狀分離；白毛羊?yàn)殡s合子，雜合子在自交時(shí)會產(chǎn)生性狀分離現(xiàn)象。
拓展題
1.（1）將被鑒定的栗色公馬與多匹白色母馬配種，這樣可在一個(gè)季節(jié)里產(chǎn)生多匹雜交后代。
（2）雜交后代可能有兩種結(jié)果：一是雜交后代全部為栗色馬，此結(jié)果說明被鑒定的栗色公馬很可能是純合子；二是雜交后代中既有白色馬，又有栗色馬，此結(jié)果說明被鑒定的栗色公馬為雜合子。
2.提 示：選擇適宜的實(shí)驗(yàn)材料是確保實(shí)驗(yàn)成功的條件之一。孟德爾在遺傳雜交實(shí)驗(yàn)中，曾使用多種植物如豌豆、玉米、山柳菊做雜交實(shí)驗(yàn)，其中豌豆的雜交實(shí)驗(yàn)最為成 功，因此發(fā)現(xiàn)了遺傳的基本規(guī)律。這是因?yàn)橥愣咕哂羞m于研究雜交實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，例如，豌豆嚴(yán)格自花受粉，在自然狀態(tài)下是純種，這樣確保了通過雜交實(shí)驗(yàn)可以獲得 真正的雜種；豌豆花大，易于做人工雜交實(shí)驗(yàn)；豌豆具有穩(wěn)定的可以區(qū)分的性狀，易于區(qū)分、統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
3.提示：凱庫勒提出苯分子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)、原子核中含有中子和質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)過程等，都是通過假說?演繹法得出結(jié)論的。19世紀(jì)以前科學(xué)家對遺傳學(xué)的研究，多采用從實(shí)驗(yàn)結(jié)果出發(fā)提出某種理論或?qū)W說。而假說?演繹法，是從客觀現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)結(jié)果出發(fā)，提出問題，作出假設(shè)，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說的研究方法，這種方法的運(yùn)用促進(jìn)了生物科學(xué)的研究，使遺傳學(xué)由描述性研究進(jìn)入理性推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的研究階段。
第2節(jié) 孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（二）
（一）問題探討
提 示：問題探討的目的是活躍學(xué)生的思維，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入新的學(xué)習(xí)狀態(tài)，教師可以通過水稻雜交育種等實(shí)例，使學(xué)生自然地認(rèn)識到任何生物都不止表現(xiàn)一種性狀，后代 表現(xiàn)的特征可以是兩個(gè)親本性狀組合的結(jié)果。進(jìn)一步地思考討論，雙親的性狀是遵循什么規(guī)律進(jìn)行組合、傳遞給后代的？在育種實(shí)踐中人類如何獲得所需的性狀組 合？為導(dǎo)入新課做好準(zhǔn)備。
（二）思考與討論
1.提示：豌豆適于作雜交實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)有：（1）具有穩(wěn)定的易于區(qū)分的相對性狀，如高莖和矮莖，高莖高度在1.5～2.0 m，矮莖高度僅為0.3 m左右，易于觀察和區(qū)分；（2）豌豆嚴(yán)格自花受粉，在自然狀態(tài)下可以獲得純種，純種雜交獲得雜合子；（3）花比較大，易于做人工雜交實(shí)驗(yàn)。孟德爾正是因?yàn)檫x用了豌豆做雜交實(shí)驗(yàn)，才能有效地從單一性狀到多對性狀研究生物遺傳的基本規(guī)律，才能對遺傳實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行量化統(tǒng)計(jì)，所以科學(xué)地選擇實(shí)驗(yàn)材料是科學(xué)研究取得成功的重要保障之一。
2.提示：如果孟德爾只是研究多對相對性狀的遺傳，很難從數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)中發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律，因?yàn)槿绻芯縩對相對性狀，將會有2n個(gè) 性狀組合，這是很難統(tǒng)計(jì)的，也很難從數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)中發(fā)現(xiàn)問題，揭示生物的遺傳規(guī)律。這也是前人在遺傳雜交實(shí)驗(yàn)中留下的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，孟德爾恰恰借鑒了前人的遺傳 研究經(jīng)驗(yàn)，改變實(shí)驗(yàn)方法，從簡單到復(fù)雜地進(jìn)行觀察、統(tǒng)計(jì)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而發(fā)現(xiàn)問題、提出假說、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、得出結(jié)論。
3.提 示：如果孟德爾沒有對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，他很難做出對分離現(xiàn)象的解釋。因?yàn)橥ㄟ^統(tǒng)計(jì)，孟德爾發(fā)現(xiàn)了生物性狀的遺傳在數(shù)量上呈現(xiàn)一定數(shù)學(xué)比例，這引發(fā) 他揭示其實(shí)質(zhì)的興趣。同時(shí)這也使孟德爾意識到數(shù)學(xué)概率，也適用于生物遺傳的研究，從而將數(shù)學(xué)的方法引入對遺傳實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理和分析。
4.提示：作為一種正確的假說，不僅能解釋已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，還應(yīng)該能夠預(yù)測另一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果�？蓞⒖冀炭茣鴮Α凹僬f?演繹法”的解釋。
5.提示：（1）扎實(shí)的知識基礎(chǔ)和對科學(xué)的熱愛。孟德爾在維也納大學(xué)進(jìn)修學(xué)習(xí)時(shí)，通過對自然科學(xué)的學(xué)習(xí)，使他具有生物類型是可變的，可以通過雜交產(chǎn)生新的生物類型等進(jìn)化思想。同時(shí)孟德爾還學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，使他受到“數(shù)學(xué)方法可以應(yīng)用于各門自然科學(xué)之中”的思想影響，產(chǎn)生應(yīng)用數(shù)學(xué)方法解決遺傳學(xué)問題的想法，使孟德爾成為第一個(gè)認(rèn)識到概率原理能用于預(yù)測遺傳雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)家。
（2）嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。孟德爾對雜交實(shí)驗(yàn)的研究是從觀察遺傳現(xiàn)象出發(fā)，提出問題，作出假設(shè)，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)的研究方法。這在當(dāng)時(shí)是一種新的研究思路，光是豌豆的雜交實(shí)驗(yàn)，他就沒有局限于對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的簡單描述和歸納。
（3）勤于實(shí)踐。孟德爾在豌豆的遺傳雜交實(shí)驗(yàn)研究中，連續(xù)進(jìn)行了8年的研究，并且對每次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從中發(fā)現(xiàn)了前人沒有發(fā)現(xiàn)的問題和規(guī)律。
（4）敢于向傳統(tǒng)挑戰(zhàn)。孟德爾通過實(shí)驗(yàn)研究，提出了“顆粒性遺傳”的思想，這是對傳統(tǒng)的遺傳觀念的挑戰(zhàn)。
（三）旁欄思考題
從數(shù)學(xué)角度看，（3∶1）2的展開式為9∶3∶3∶1，即9∶3∶3∶1的比例可以表示為兩個(gè)3∶1的乘積。對于兩對相對性狀的遺傳結(jié)果，如果對每一對性狀進(jìn)行單獨(dú)的分析，如單純考慮圓和皺或黃和綠一對相對性狀遺傳時(shí)，其性狀的數(shù)量比是圓粒∶皺粒=（315+108）∶（101+32）=3∶1；黃色∶綠色=（315+101）∶（108+32）=3∶1。即每對性狀的遺傳都遵循了分離定律。這無疑說明兩對相對性狀的遺傳結(jié)果可以表示為它們各自遺傳結(jié)果的乘積，即9∶3∶3∶1來自于（3∶1）2。
（四）練習(xí)
基礎(chǔ)題
1.（1）×；（2）×。
2.C。
拓展題
（1）YyRr；yyRr。（2）黃色皺粒，綠色皺粒；1∶1；1/4。（3）YyRR或YyRr；4；如果是YyRR與yyrr雜交，比值為黃色圓粒∶綠色圓粒=1∶1；如果是YyRr與yyrr雜交，比值為黃色圓粒∶綠色圓�！命S色皺�！镁G色皺粒=1∶1∶1∶1。
自我檢測的答案和提示
一、概念檢測
判斷題
1.×。
2.×。
3.×。
選擇題
1.D。
2.C。
3.D。
4.B。
二、知識遷移
因 為控制非甜玉米性狀的是顯性基因，控制甜玉米性狀的是隱性基因。當(dāng)甜玉米接受非甜玉米的花粉時(shí)，非甜玉米花粉產(chǎn)生的精子中含有顯性基因，而甜玉米的胚珠中 的極核含有隱性基因，極核受精后發(fā)育成胚乳，胚乳細(xì)胞中顯性基因?qū)﹄[性基因有顯性作用，故在甜玉米植株上結(jié)出非甜玉米；當(dāng)非甜玉米接受甜玉米的花粉時(shí)，甜 玉米花粉產(chǎn)生的精子中含有隱性基因，而非甜玉米的胚珠中的極核含有顯性基因，故在非甜玉米植株上結(jié)出的仍是非甜玉米。
三、技能應(yīng)用
由于顯性基因?qū)﹄[性基因有顯性作用，所以在生物長期的進(jìn)化過程中，如果沒有自然選擇的作用，一般在一個(gè)群體中顯性個(gè)體數(shù)多于隱性個(gè)體數(shù)。根據(jù)圖中提供的信息可知，蝴蝶的綠眼個(gè)體數(shù)多，并且綠眼∶白眼接近于3∶1；同樣蝴蝶的紫翅個(gè)體數(shù)多，并且紫翅∶黃翅接近于3∶1，所以判斷蝴蝶的綠眼和紫翅是顯性性狀，白眼和黃翅是隱性性狀。
四、思維拓展
1.提示：一對皮膚顏色正常的夫婦，生下白化病患兒，說明白化病屬于隱性基因控制的疾病。同時(shí)調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，攜帶白化病致病基因且表現(xiàn)型正常的夫婦，其后代是白化病患者的幾率為25%。以此可以判斷，人類正常皮膚與白化皮膚這對相對性狀的遺傳符合孟德爾的分離定律。
2.孟德爾的自由組合定律具有普遍性，因?yàn)閮蓪ο鄬π誀畹倪z傳可分解為每一對相對性狀遺傳結(jié)果的乘積，即兩對相對性狀遺傳產(chǎn)生的性狀組合類型數(shù)為2×2=22，性狀比例為（3∶1）2；故n對相對性狀遺傳產(chǎn)生的性狀組合類型有2n，其比例為（3∶1）n。
第二章 基因和染色體的關(guān)系
第1節(jié) 減數(shù)分裂和受精作用
（一）問題探討
1.配子染色體與體細(xì)胞染色體的區(qū)別在于：
（1）配子染色體數(shù)是體細(xì)胞染色體數(shù)的一半；
（2）配子染色體是由體細(xì)胞每對同源染色體中分別取出一條組成的。
（二）旁欄思考題
1.減數(shù)分裂的染色體復(fù)制發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的間期，減數(shù)第二次分裂的間期不復(fù)制。
2.初級精母細(xì)胞兩極的這兩組染色體，非同源染色體之間是自由組合的。
3.在減數(shù)第一次分裂中出現(xiàn)了同源染色體聯(lián)會，四分體形成，非姐妹染色單體間交叉互換，同源染色體分離，使得細(xì)胞兩極各有一整套非同源染色體，從而使形成的次級精母細(xì)胞中染色體數(shù)目減少為初級精母細(xì)胞的一半等行為。
上 述過程可使配子中染色體數(shù)目減半。這樣再通過以后發(fā)生的兩性配子結(jié)合成合子的受精作用，就能維持生物前后代體細(xì)胞染色體數(shù)目的恒定，從而保證遺傳的穩(wěn)定 性。上述過程還可以使經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子類型多樣，從而增加了生物的變異，增強(qiáng)了生物適應(yīng)環(huán)境的能力，有利于生物的進(jìn)化。
4.經(jīng) 過減數(shù)第一次分裂，一個(gè)卵原細(xì)胞會分裂成一個(gè)較大的次級卵母細(xì)胞和一個(gè)較小的極體。經(jīng)過減數(shù)第二次分裂，一個(gè)次級卵母細(xì)胞會分裂成一個(gè)含細(xì)胞質(zhì)多的卵細(xì)胞 和一個(gè)含細(xì)胞質(zhì)少的極體，而減數(shù)第一次分裂形成的極體也經(jīng)過減數(shù)第二次分裂成為兩個(gè)含細(xì)胞質(zhì)少的極體。最后三個(gè)極體退化消失，只剩一個(gè)卵細(xì)胞。
（三）想像空間
不一樣。受精過程中，僅精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞，而精子的頭部除了細(xì)胞核外，只含極少量的細(xì)胞質(zhì)。而細(xì)胞質(zhì)中線粒體含少量DNA（植物細(xì)胞質(zhì)中的葉綠體也含少量DNA），對生物的遺傳也有影響。
（四）實(shí)驗(yàn)
1.減數(shù)第一次分裂會出現(xiàn)同源染色體聯(lián)會、四分體形成、同源染色體在赤道板位置成對排列、同源染色體分離、移向細(xì)胞兩極的染色體分別由兩條染色單體組成等現(xiàn)象。
減數(shù)第二次分裂的中期，非同源染色體成單排列在細(xì)胞赤道板位置，移向細(xì)胞兩極的染色體不含染色單體。
2.減數(shù)第一次分裂的中期，兩條同源染色體分別排列在細(xì)胞赤道板的兩側(cè)，末期在細(xì)胞兩極的染色體由該細(xì)胞一整套非同源染色體組成，其數(shù)目是體細(xì)胞染色體數(shù)的一半，每條染色體均由兩條染色單體構(gòu)成。
減數(shù)第二次分裂的中期，所有染色體的著絲點(diǎn)排列在細(xì)胞的赤道板的位置。末期細(xì)胞兩極的染色體不含染色單體。
3.同一生物的細(xì)胞，所含遺傳物質(zhì)相同；增殖的過程相同；不同細(xì)胞可能處于細(xì)胞周期的不同階段。因此，可以通過觀察多個(gè)精原細(xì)胞的減數(shù)分裂，推測出一個(gè)精原細(xì)胞減數(shù)分裂過程中染色體的連續(xù)變化。
（五）模型建構(gòu)
討論一
1.代表分別來自父方和母方的同源染色體聯(lián)會。
2.4條。減數(shù)第一次分裂結(jié)束。2條。
3.減數(shù)第一次分裂過程中的同源染色體聯(lián)會，形成四分體，同源染色體在赤道板位置成雙排列，同源染色體分離，分別移向細(xì)胞兩極；減數(shù)第二次分裂過程中非同源染色體的著絲點(diǎn)排列在細(xì)胞的赤道板上，著絲點(diǎn)分裂，染色單體成為染色體，移向細(xì)胞兩極。
4.2個(gè)。2個(gè)。
討論二
1.每個(gè)配子都含有兩種顏色的染色體。
2.4種。
3.8種。
（六）技能訓(xùn)練
精原細(xì)胞有絲分裂過程中染色體數(shù)目變化表
時(shí)期間期前期中期后期末期
染色體數(shù)目（條）888168
精原細(xì)胞形成精子過程中染色體數(shù)目變化表
細(xì)胞類型精原細(xì)胞初級精母細(xì)胞次級精母細(xì)胞精細(xì)胞
染色體數(shù)目（條）8844
精原細(xì)胞形成精子過程中染色體數(shù)目變化圖
（七）第一小節(jié)練習(xí)
基礎(chǔ)題
1.（1）√；（2）×；（3）×；（4）×。
2.B。
3.D。
4.（1）① 這個(gè)細(xì)胞正在進(jìn)行減數(shù)分裂。因?yàn)樵摷?xì)胞中出現(xiàn)了四分體。
② 該細(xì)胞有4條染色體，8條染色單體。
③ 該細(xì)胞有2對同源染色體。其中染色體A與C，A與D，B與C，B與D是非同源染色體。
④ 細(xì)胞中a與a′，b與b′，c與c′，d與d′是姐妹染色單體。
⑤ 該細(xì)胞分裂完成后，子細(xì)胞中有2條染色體。
⑥參見教科書圖2?2。
（2）① 4條。
② B，D；B，C。
拓展題
提 示：不一定。若減數(shù)分裂過程中發(fā)生異常情況，比如減數(shù)第一次分裂時(shí)聯(lián)會的同源染色體，有一對或幾對沒有分別移向兩極而是集中到一個(gè)次級精（卵）母細(xì)胞中， 再經(jīng)過減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的精子或卵細(xì)胞中的染色體數(shù)目就會比正常的多一條或幾條染色體。再如減數(shù)分裂過程（無論第一次分裂還是第二次分裂）中，染色體已 移向細(xì)胞兩極，但因某種原因細(xì)胞未分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，這樣就可能出現(xiàn)精子或卵細(xì)胞中染色體加倍的現(xiàn)象。
如果上述現(xiàn)象出現(xiàn)，則受精卵中染色體數(shù)目就會出現(xiàn)異常，由該受精卵發(fā)育成的個(gè)體細(xì)胞中染色體數(shù)目也不正常。由于染色體是遺傳物質(zhì)的載體，生物體的性狀又是由遺傳物質(zhì)控制的，那么當(dāng)該個(gè)體的遺傳物質(zhì)出現(xiàn)異常時(shí)，該個(gè)體的性狀也會是異常的。例如，人類的“21三體綜合征”遺傳病患者就是由含有24條染色體（其中21號染色體是2條）的精子或卵細(xì)胞與正常的卵細(xì)胞或精子結(jié)合后發(fā)育成的。
（八）第二小節(jié)練習(xí)
基礎(chǔ)題
1.（1）√；（2）√；（3）√。
2.提 示：配子形成過程中，由于減數(shù)第一次分裂的四分體時(shí)期，非姐妹染色單體間可能互換部分遺傳物質(zhì)；中期時(shí)，同源染色體隨機(jī)排列在細(xì)胞赤道板兩側(cè)，導(dǎo)致了配子 中非同源染色體的自由組合，因此，配子中染色體組成是多樣的。受精作用又是精子和卵細(xì)胞的隨機(jī)結(jié)合，因此，后代的性狀表現(xiàn)是多樣的。
由 于減數(shù)分裂是有規(guī)律的正常的細(xì)胞分裂，在減數(shù)分裂的過程中，染色體只復(fù)制一次，而細(xì)胞連續(xù)分裂兩次。這樣每個(gè)物種正常的雌、雄配子都含有該物種體細(xì)胞染色 體數(shù)目一半的染色體，并且都是一整套非同源染色體的組合。而受精作用時(shí)精卵結(jié)合使受精卵及其發(fā)育成的個(gè)體體細(xì)胞中又可以恢復(fù)該種生物的染色體數(shù)目。性狀是 由染色體中的遺傳物質(zhì)控制的，生物前后代細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定，保證了前后代遺傳性狀的相對穩(wěn)定。
拓展題
提示：在形成精子或卵細(xì)胞的減數(shù)分裂過程中，如果由于某種原因減數(shù)第一次分裂時(shí)兩條21號染色體沒有分離而是進(jìn)入了同一個(gè)次級精（卵）母細(xì)胞，再經(jīng)過減數(shù)第二次分裂，就會形成含有2條21號染色體的精子或卵細(xì)胞；如果減數(shù)第一次分裂正常，減數(shù)第二次分裂時(shí)21號染色體的著絲點(diǎn)分裂，形成了2條21號染色體，但沒有分別移向細(xì)胞兩極，而是進(jìn)入了同一個(gè)精子或卵細(xì)胞。這樣異常的精子或卵細(xì)胞就含有24條染色體，其中21號染色體是2條。當(dāng)一個(gè)正常的精子或卵細(xì)胞（含23條非同源染色體，其中只含有1條21號染色體）與上述異常的卵細(xì)胞或精子結(jié)合成受精卵，則該受精卵含47條染色體，其中21號染色體為3條。當(dāng)該受精卵發(fā)育成人時(shí)，這個(gè)人的體細(xì)胞中的染色體數(shù)目就是47條，含有3條21號染色體。
第2節(jié) 基因在染色體上
（一）問題探討
這個(gè)替換似乎可行。由此聯(lián)想到孟德爾分離定律中成對的遺傳因子的行為與同源染色體在減數(shù)分裂過程中的行為很相似。
一條染色體上可能有許多個(gè)基因。
（二）技能訓(xùn)練
不同的基因也許是DNA長鏈上的一個(gè)個(gè)片段。
（三）練習(xí)
基礎(chǔ)題
1.D。
2.B。
拓展題
1.這些生物的體細(xì)胞中的染色體雖然減少一半，但仍具有一整套非同源染色體。這一組染色體，攜帶有控制該種生物體所有性狀的一整套基因。
2.提示：人體細(xì)胞染色體數(shù)目變異，會嚴(yán)重影響生殖、發(fā)育等各種生命活動(dòng)，未發(fā)現(xiàn)其他染色體數(shù)目變異的嬰兒，很可能是發(fā)生這類變異的受精卵不能發(fā)育，或在胚胎早期就死亡了的緣故。
第3節(jié) 伴性遺傳
（一）問題探討
該問題只有在學(xué)完本節(jié)內(nèi)容之后，學(xué)生才能夠比較全面地回答，因此，本問題具有開放性，只要求學(xué)生能夠簡單回答即可。
1.提示：紅綠色盲基因和抗維生素D佝僂病的基因位于性染色體上，因此這兩種遺傳病在遺傳表現(xiàn)上總是和性別相聯(lián)系。
2.提示：紅綠色盲基因和抗維生素D佝僂病基因盡管都位于X染色體上，但紅綠色盲基因?yàn)殡[性基因，而抗維生素D佝僂病基因?yàn)轱@性基因，因此，這兩種遺傳病與性別關(guān)聯(lián)的表現(xiàn)不相同，紅綠色盲表現(xiàn)為男性多于女性，而抗維生素D佝僂病則表現(xiàn)為女性多于男性。
（二）資料分析
1.紅綠色盲基因位于X染色體上。
2.紅綠色盲基因是隱性基因。
（三）練習(xí)
基礎(chǔ)題
1.C。
2.B。
3.C。
4.（1）AaXBXb(婦),AaXBY（夫）。
（2）既不患白化病也不患紅綠色盲的孩子的基因型：AAXBXB,AAXBXb,AaXBXB,AaXBXb,AaXBY,AAXBY。
拓展題
提示：雌果蠅卵原細(xì)胞減數(shù)分裂過程中，在2 000～3 000個(gè)細(xì)胞中，有一次發(fā)生了差錯(cuò)，兩條X染色體不分離，結(jié)果產(chǎn)生的卵細(xì)胞中，或者含有兩條X染色體，或者不含X染色體。如果含XwXw卵細(xì)胞與含Y的精子受精，產(chǎn)生XwXwY的個(gè)體為白眼雌果蠅，如果不含X的卵細(xì)胞與含Xw的精子受精，產(chǎn)生OXw的個(gè)體為紅眼雄果蠅，這樣就可以解釋上述現(xiàn)象�？梢杂蔑@微鏡檢查細(xì)胞中的染色體，如果在上述雜交中的子一代出現(xiàn)的那只白眼雌果蠅中找到Y(jié)染色體，在那只紅眼雄果蠅中找不到Y(jié)染色體，就可以證明解釋是正確的。
自我檢測的答案和提示
一、概念檢測
判斷題
1.×。
2.√。
3.×。
4.√。
5.×。
選擇題
1.C。
2.C。
3.B。
4.A（該顯性基因位于X染色體上）。
5.C。
二、知識遷移
1.設(shè)紅綠色盲基因?yàn)閎，那么（1）XbY；XBXB，XBXb。
（2）1/4。
2.（1）表現(xiàn)型正常的夫婦，后代均正常；夫婦一方是患者，子女有1/2為患者。
（2）選擇生男孩。
（3）不攜帶。一對等位基因中，只要有一個(gè)是顯性致病基因，就會表現(xiàn)為患者（真實(shí)遺傳）。
3.是父方，可能是在減數(shù)分裂第二次分裂中，復(fù)制的Y染色體沒有分開，產(chǎn)生了含有YY的精子。
三、技能應(yīng)用
減數(shù)分裂有絲分裂
不同點(diǎn)（1）染色體復(fù)制一次，細(xì)胞連續(xù)分裂兩次。
（2）同源染色體在第一次分裂中發(fā)生聯(lián)會（并且出現(xiàn)四分體及非姐妹染色單體的互換）。
（3）分裂后形成4個(gè)精子或1個(gè)卵細(xì)胞。
（4）分裂后，子細(xì)胞中染色體的數(shù)目減少一半。（1）染色體復(fù)制一次，細(xì)胞分裂一次。
（2）無同源染色體聯(lián)會等行為。
（3）分裂后形成2個(gè)體細(xì)胞。
（4）分裂后，子細(xì)胞中染色體的數(shù)目與母細(xì)胞的相同。
相同點(diǎn)（1）在細(xì)胞分裂過程中都有紡錘絲出現(xiàn)。
（2）染色體在細(xì)胞分裂中都只復(fù)制一次。
四、思維拓展
1.性別和其他性狀類似，也是受遺傳物質(zhì)和環(huán)境共同影響的，性反轉(zhuǎn)現(xiàn)象可能是某種環(huán)境因素，使性腺出現(xiàn)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象的緣故。子代雌雄之比是2∶1。
2.否。孟德爾遺傳規(guī)律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)是減數(shù)分裂中染色體的分配規(guī)律，該規(guī)律只適用于真核生物。
第三章 基因的本質(zhì)
第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)
（一）問題探討
1.提示：遺傳物質(zhì)必須穩(wěn)定，要能貯存大量的遺傳信息，可以準(zhǔn)確地復(fù)制出拷貝，傳遞給下一代等。
2.提示：這是一道開放性的題，答案并不惟一，只要提出正確的思路即可。
（二）旁欄思考題
因?yàn)榱騼H存在于T2噬菌體的蛋白質(zhì)組分中，而磷則主要存在于 DNA的組分中。用14C和18O等元素是不可行的，因?yàn)?T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分子的組分中都含有這兩種元素。
（三）思考與討論
1.提示：細(xì)菌和病毒作為實(shí)驗(yàn)材料，具有的優(yōu)點(diǎn)是：（1）個(gè)體很小，結(jié)構(gòu)簡單，容易看出因遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的變化。細(xì)菌是單細(xì)胞生物，病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只有核酸和蛋白質(zhì)外殼。（2）繁殖快。細(xì)菌20～30 min就可繁殖一代，病毒短時(shí)間內(nèi)可大量繁殖。
2.最關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)地、直接地去觀察DNA或蛋白質(zhì)的作用。
3.艾弗里采用的主要技術(shù)手段有細(xì)菌的培養(yǎng)技術(shù)、物質(zhì)的提純和鑒定技術(shù)等。赫爾希采用的主要技術(shù)手段有噬菌體的培養(yǎng)技術(shù)、同位素標(biāo)記技術(shù)，以及物質(zhì)的提取和分離技術(shù)等（學(xué)生可能回答出其他的技術(shù)，但只要回答出上述主要技術(shù)就可以）。
科學(xué)成果的取得必須有技術(shù)手段做保證，技術(shù)的發(fā)展需要以科學(xué)原理為基礎(chǔ)，因此，科學(xué)與技術(shù)是相互支持、相互促進(jìn)的。
（四）練習(xí)
基礎(chǔ)題
1.（1）（×）;(2)（×）。
2.C。
3.D。
拓展題
1.提示：實(shí)驗(yàn)表明，噬菌體在感染大腸桿菌時(shí)，進(jìn)入大腸桿菌內(nèi)的主要是DNA，而大多數(shù)蛋白質(zhì)卻留在大腸桿菌的外面。因此，大腸桿菌裂解后，釋放出的子代噬菌體是利用親代噬菌體的遺傳信息，以大腸桿菌的氨基酸為原料來合成蛋白質(zhì)外殼的。
2.提示：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體感染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)證明，作為遺傳物質(zhì)至少要具備以下幾個(gè)條件：能夠精確地復(fù)制自己；能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，從而控制生物的性狀和新陳代謝；具有貯存遺傳信息的能力；結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定等。
第2節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu)
（一）問題探討
提示：本節(jié)的問題探討主要是培養(yǎng)學(xué)生收集資料、討論交流的能力。
（二）旁欄思考題
1.（1）當(dāng)時(shí)科學(xué)界已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的證據(jù)有：組成ＤNＡ分子的單位是脫氧核苷酸；ＤNＡ分子是由含4種堿基的脫氧核苷酸長鏈構(gòu)成的；（2）英國科學(xué)家威爾金斯和富蘭克林提供的ＤＮＡ的Ｘ射線衍射圖譜；（3）美國生物化學(xué)家鮑林揭示生物大分子結(jié)構(gòu)的方法（1950年），即按照Ｘ射線衍射分析的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立模型的方法（因?yàn)槟Ｐ湍苁股锎蠓肿臃浅?fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，以完整的、簡明扼要的形象表示出來），為此，沃森和克里克像擺積木一樣，用自制的硬紙板構(gòu)建ＤNＡ結(jié)構(gòu)模型；（4）奧地利著名生物化學(xué)家查哥夫的研究成果:腺嘌呤（Ａ）的量總是等于胸腺嘧啶（Ｔ）的量，鳥嘌呤（Ｇ）的量總是等于胞嘧啶（Ｃ）的量這一堿基之間的數(shù)量關(guān)系。
2.沃森和克里克根據(jù)當(dāng)時(shí)掌握的資料，最初嘗試了很多種不同的雙螺旋和三螺旋結(jié)構(gòu)模型，在這些模型中，他們將堿基置于螺旋的外部。在威爾金斯為首的一批科學(xué)家的幫助下，他們否定了最初建立的模型。在失敗面前，沃森和克里克沒有氣餒，他們又重新構(gòu)建了一個(gè)將磷酸?核糖骨架安排在螺旋外部，堿基安排在螺旋內(nèi)部的雙鏈螺旋。
沃森和克里克最初構(gòu)建的模型，連接雙鏈結(jié)構(gòu)的堿基之間是以相同堿基進(jìn)行配對的，即A與A、T與T配對。但是，有化學(xué)家指出這種配對方式違反了化學(xué)規(guī)律。1952年，沃森和克里克從奧地利生物化學(xué)家查哥夫那里得到了一個(gè)重要的信息：腺嘌呤（Ａ）的量總是等于胸腺嘧啶（Ｔ）的量，鳥嘌呤（Ｇ）的量總是等于胞嘧啶（Ｃ）的量。于是，沃森和克里克改變了堿基配對的方式，讓A與T配對，G與C配對，最終，構(gòu)建出了正確的DNA模型。
（三）思考與討論
2.提示：主要涉及物理學(xué)（主要是晶體學(xué)）、生物化學(xué)、數(shù)學(xué)和分子生物學(xué)等學(xué)科的知識。涉及的方法主要有：X射線衍射結(jié)構(gòu)分析方法，其中包括數(shù)學(xué)計(jì)算法；建構(gòu)模型的方法等�，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中許多成果的取得，都是多學(xué)科交叉運(yùn)用的結(jié)果；反過來，多學(xué)科交叉的運(yùn)用，又會促進(jìn)學(xué)科的發(fā)展，誕生新的邊緣學(xué)科，如生物化學(xué)、生物物理學(xué)等。
3.提示：要善于利用他人的研究成果和經(jīng)驗(yàn)；要善于與他人交流和溝通，閃光的思想是在交流與撞擊中獲得的；研究小組成員在知識背景上最好是互補(bǔ)的，對所從事的研究要有興趣和激情等。
（四）模型建構(gòu)
1.DNA雖然只含有4種脫氧核苷酸，但是堿基對的排列順序卻是千變?nèi)f化的。堿基對千變?nèi)f化的排列順序使DNA儲存了大量的遺傳信息。
2.提示：（1）靠 DNA分子堿基對之間的氫鍵維系兩條鏈的偶聯(lián)；（2）在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中，由于堿基對平面之間相互靠近，形成了與堿基對平面垂直方向的相互作用力（該點(diǎn)可不作為對學(xué)生的要求，教師可進(jìn)行補(bǔ)充說明）。
（五）練習(xí)
基礎(chǔ)題
1. （1）胞嘧啶；（2）腺嘌呤；（3）鳥嘌呤；（4）胸腺嘧啶；（5）脫氧核糖；（6）磷酸；（7）脫氧核苷酸；（8）堿基對；（9）氫鍵；（10）一條脫氧核苷酸鏈的片段。
2.C 。
3.B 。
拓展題
∵A＝TG＝C
∴A＋G＝T＋C
∴A＋G/（A＋G＋T＋C）＝T＋C/（A＋G＋T＋C）＝50%
也可以寫成以下形式：A＋G／T＋C＝(T＋G )／(A＋C)＝(T＋C )／(A＋G)……＝1
規(guī)律概括為：在DNA雙鏈中,任意兩個(gè)不互補(bǔ)堿基之和恒等，并為堿基總數(shù)的50%。
第3節(jié) DNA的復(fù)制
（一）問題探討
提 示：兩個(gè)會徽所用的原料應(yīng)該選自一塊石材；應(yīng)先制造模型，并按模型制作會徽；應(yīng)使用電子控制的刻床；刻床應(yīng)由一名技術(shù)熟練的師傅操作，或完全數(shù)控等。（以 上可由學(xué)生根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)推測回答，事實(shí)是原料確實(shí)選自一塊石材，但由于時(shí)間緊迫，兩個(gè)會徽是由兩名技術(shù)最好的師傅手工雕刻的）。驗(yàn)證的最簡單的方法是： 將兩個(gè)印章的圖形蓋在白紙上進(jìn)行比較（學(xué)生也可能提出更科學(xué)、更現(xiàn)代化的方法）。
（二）旁欄思考題
提示：本實(shí)驗(yàn)是根據(jù)半保留復(fù)制原理和DNA密度的變化來設(shè)計(jì)的。在本實(shí)驗(yàn)中根據(jù)試管中DNA帶所在的位置就可以區(qū)分親代與子代的DNA了。
（三）練習(xí)
基礎(chǔ)題
1.腺嘌呤脫氧核苷酸，鳥嘌呤脫氧核苷酸，胞嘧啶脫氧核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸。
2.模板、原料、能量、酶，雙螺旋，堿基互補(bǔ)配對。
3.D。
4.B。
拓展題
提示：可能有6個(gè)堿基會發(fā)生錯(cuò)誤。產(chǎn)生的影響可能很大，也可能沒有影響（這一問可由學(xué)生做開放式回答）。
第4節(jié) 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段
（一）問題探討
提示：本節(jié)“問題探討”的目的主要是讓學(xué)生體會堿基排列順序的多樣性。
（二）資料分析
1.生物體的DNA分子數(shù)目小于基因數(shù)目。生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)小于DNA分子的堿基總數(shù)。這說明基因是DNA的片段，基因不是連續(xù)分布在DNA上的，而是由堿基序列將其分隔開的。
2.提示：此題旨在引導(dǎo)學(xué)生理解遺傳效應(yīng)的含義，并不要求惟一答案�？梢越Y(jié)合提供的資料來理解，如能使生物體發(fā)出綠色熒光、控制人和動(dòng)物體的胖瘦，等等。
3.基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。
（三）探究
1.堿基排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性，而堿基特定的排列順序，又構(gòu)成了每一個(gè)DNA分子的特異性。DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。
2.提示：在人類的DNA分子中，核苷酸序列多樣性表現(xiàn)為每個(gè)人的DNA幾乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指紋一樣用來鑒別身份。
3.提示：可以從進(jìn)化的角度來分析基因?yàn)槭裁床荒苁菈A基的隨機(jī)排列。
（四）練習(xí)
基礎(chǔ)題
1.（1）；（2）×。
2.C。
3.提示：從遺傳物質(zhì)必須具備的條件來分析：（1）在細(xì)胞增殖過程中能夠精確地進(jìn)行復(fù)制；（2）能夠控制生物體的性狀；（3）能夠貯存足夠量的遺傳信息；（4）結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。
拓展題
1.提示：并非任何一個(gè)DNA片段都是基因，只有具有遺傳效應(yīng)的DNA片段才是基因。
2.提示：DNA包括基因與非基因的堿基序列。
3.提示：這一觀點(diǎn)是有道理的。但在日常生活中，如報(bào)刊、雜志、廣播等傳播媒體常將基因與DNA這兩個(gè)概念等同使用，因此在具體情況中，要留意區(qū)分。
自我檢測的答案和提示
一、概念檢測
判斷題
1.×。2.×。3.×。4.×。
選擇題
A。
識圖作答題
1. 2；4；2。
2. 反向平行；互補(bǔ)
3. 磷酸基團(tuán)；脫氧核糖；堿基；脫氧核糖。
二、知識遷移
A。
三、思維拓展
提示：形成雜合雙鏈區(qū)的部位越多，DNA堿基序列的一致性越高，說明在生物進(jìn)化過程中，DNA堿基序列發(fā)生的變化越小，因此親緣關(guān)系越近。
第四章 基因的表達(dá)
第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成
（一）問題探討
提示：此節(jié)問題探討意在引導(dǎo)學(xué)生思考DNA在生物體內(nèi)有哪些作用，又是如何發(fā)揮作用的。一種生物的整套DNA分子中貯存著該種生物生長、發(fā)育等生命活動(dòng)所需的全部遺傳信息，也可以說是構(gòu)建生物體的藍(lán)圖。但是，從DNA到具有各種性狀的生物體，需要通過極其復(fù)雜的基因表達(dá)及其調(diào)控過程才能實(shí)現(xiàn)，因此，在可預(yù)見的將來，利用DNA分子來使滅絕的生物復(fù)活仍是難以做到的。
（二）思考與討論一
1.提示：可以從所需條件、過程中的具體步驟和過程中所表現(xiàn)出的規(guī)律等角度來分析。例如，轉(zhuǎn)錄與復(fù)制都需要模板、都遵循堿基互補(bǔ)配對規(guī)律，等等。堿基互補(bǔ)配對規(guī)律能夠保證遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性。
2.轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列，與作為模板的DNA單鏈的堿基序列之間的堿基是互補(bǔ)配對關(guān)系，與DNA雙鏈間堿基互補(bǔ)配對不同的是，RNA鏈中與DNA鏈的A配對的是U，不是T；與DNA另一條鏈的堿基序列基本相同，只是DNA鏈上T的位置，RNA鏈上是U。
（三）思考與討論二
1.最多能編碼16種氨基酸。
2.至少需要3個(gè)堿基。
（四）思考與討論三
1.對應(yīng)的氨基酸序列是：甲硫氨酸?谷氨酸?丙氨酸?半胱氨酸?脯氨酸?絲氨酸?賴氨酸?脯氨酸。
2.提示：這是一道開放性較強(qiáng)的題，答案并不惟一，旨在培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和發(fā)散性思維。通過這一事實(shí)可以想到生物都具有相同的遺傳語言，所有生物可能有共同的起源或生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的，等等。
3. 提 示：此題具有一定的開放性，旨在促進(jìn)學(xué)生積極思考，不必對答案作統(tǒng)一要求。可以從增強(qiáng)密碼容錯(cuò)性的角度來解釋，當(dāng)密碼子中有一個(gè)堿基改變時(shí)，由于密碼的簡 并性，可能并不會改變其對應(yīng)的氨基酸；也可以從密碼子使用頻率來考慮，當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時(shí)，幾種不同的密碼子都編碼一種氨基酸可以保證翻譯的速度。
（五）思考與討論四
1.提示：此題旨在檢查對蛋白質(zhì)合成過程的理解�？梢詤⒄战滩闹袌D4?6的表示方法來繪制。
2.提示：根據(jù)mRNA的堿基序列和密碼子表就可以寫出肽鏈的氨基酸序列。
（六）想像空間
DNA相當(dāng)于總司令。在戰(zhàn)爭中，如果總司令總是深入前沿陣地直接指揮，就會影響他指揮全局。DNA被核膜限制在細(xì)胞核內(nèi)，使轉(zhuǎn)錄和翻譯過程分隔在細(xì)胞的不同區(qū)域進(jìn)行，有利于這兩項(xiàng)重要生命活動(dòng)的高效、準(zhǔn)確。
（七）練習(xí)
基礎(chǔ)題
1.TGCCTAGAA；UGCCUAGAA；3；3；半胱氨酸、亮氨酸和谷氨酸。
2.C。
拓展題
1.提示：可以將變化后的密碼子分別寫出，然后查密碼子表，看看變化了的密碼子分別對應(yīng)哪種氨基酸。這個(gè)實(shí)例說明密碼的簡并性在一定程度上能防止由于堿基的改變而導(dǎo)致的遺傳信息的改變。
2.提示：因?yàn)閹讉�(gè)密碼子可能編碼同一種氨基酸，有些堿基序列并不編碼氨基酸，如終止密碼等，所以只能根據(jù)堿基序列寫出確定的氨基酸序列，而不能根據(jù)氨基酸序列寫出確定的堿基序列。遺傳信息的傳遞就是在這一過程中損失的。
第2節(jié) 基因?qū)π誀畹目刂?br>（一）問題探討
1.水中的葉比空氣中的葉要狹小細(xì)長一些。
2.這兩種形態(tài)的葉，其細(xì)胞的基因組成應(yīng)是一樣的。
3.提示：為什么葉片細(xì)胞的基因組成相同，而葉片卻表現(xiàn)出明顯不同的形態(tài)？
（二）資料分析
1.沒有。實(shí)驗(yàn)證據(jù)指出了原有的中心法則所沒有包含的遺傳信息的可能傳遞途徑，是對原有中心法則的補(bǔ)充而非否定。
2.遺傳信息從RNA流向DNA、從RNA流向RNA的結(jié)論是確信無疑的，而從蛋白質(zhì)流向蛋白質(zhì)的途徑是有可能存在的。
（三）旁欄思考題
提示：此題旨在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識基因與生物的性狀并非簡單的一一對應(yīng)關(guān)系。
（四）批判性思維
提示：此題旨在引導(dǎo)學(xué)生客觀全面地評價(jià)基因決定論的觀點(diǎn)，認(rèn)識到性狀的形成往往是內(nèi)因（基因）與外因（環(huán)境因素等）相互作用的結(jié)果。
（五）技能訓(xùn)練
1.提示：翅的發(fā)育需要經(jīng)過酶催化的反應(yīng)，而酶是在基因指導(dǎo)下合成的，酶的活性受溫度、pH等條件的影響。
2.基因控制生物體的性狀，而性狀的形成同時(shí)還受到環(huán)境的影響。
（六）練習(xí)
基礎(chǔ)題
1.A。
2.（1）×；（2）×；（3）√。
拓展題
1.紅眼基因正常是形成紅眼的必要而非充分條件。紅眼基因正常，并且其他涉及紅眼形成的基因也正常時(shí)，果蠅的紅眼才能形成；如果紅眼基因不正常，即使所有其他涉及紅眼形成的基因都正常，果蠅的紅眼也不能形成。
2.提 示：生物體內(nèi)基因的數(shù)目多、作用方式復(fù)雜，難以單獨(dú)對其進(jìn)行研究，生物體的異常性狀為科學(xué)家研究相關(guān)基因的作用提供了一個(gè)突破口，使科學(xué)家能夠從異常性狀 入手，分析性狀異常的個(gè)體的基因與正常個(gè)體的基因是否存在區(qū)別，存在哪些區(qū)別等問題，從而建立起性狀與基因的對應(yīng)關(guān)系。因?yàn)樾誀钍怯苫蚩刂频�，如果某�?性狀發(fā)生異常，并且能夠穩(wěn)定遺傳，說明控制該性狀的基因發(fā)生了突變。根據(jù)異常性狀的遺傳方式，還可以分析出控制該性狀的基因是位于性染色體上還是常染色體 上，是顯性還是隱性，并且可以預(yù)測這一性狀將來的遺傳規(guī)律。
第3節(jié) 遺傳密碼的破譯（選學(xué)）
（一）問題探討
1. 翻譯成英文是：Where are genes located
(二)思考與討論
1.當(dāng)圖中DNA的第三個(gè)堿基（T）發(fā)生改變時(shí)，如果密碼是非重疊的，將影響1個(gè)氨基酸；如果密碼是重疊的，將影響3個(gè)氨基酸。
2.提示：先寫出改變后的堿基序列，再按照非重疊閱讀的方式和重疊閱讀的方式分別寫出其對應(yīng)的氨基酸序列，分別與原序列編碼的氨基酸序列進(jìn)行比較就可得出答案。
（三）旁欄思考題
1.細(xì)胞中原有的mRNA會作為合成蛋白質(zhì)的模板干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，細(xì)胞中原有的DNA可能作為mRNA合成的模板，而新合成的mRNA也會干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因此需要除去細(xì)胞提取液中的DNA和mRNA。
2.作為對照實(shí)驗(yàn)的試管中，所有成分都與實(shí)驗(yàn)組的試管相同，但是不加入多聚尿嘧啶核苷酸。
（四）練習(xí)
基礎(chǔ)題
1.D。
2.提示：可以從密碼間有無分隔符、長度是否固定、閱讀方式是否重疊、密碼所采用的符號等多方面進(jìn)行比較。
拓展題
克 里克通過研究堿基的改變對蛋白質(zhì)合成的影響推斷遺傳密碼的性質(zhì)，這種方法不需要理解蛋白質(zhì)合成的過程，就能推斷出密碼子的總體特征，但是證據(jù)相對間接，并 且工作量大。尼倫伯格通過建立蛋白質(zhì)體外合成系統(tǒng)，直接破解了遺傳密碼的對應(yīng)規(guī)則，這種方法快速、直接，但是這種方法的建立需要首先了解細(xì)胞中蛋白質(zhì)合成 所需要的條件。
自我檢測的答案和提示
一、概念檢測
填表題
DNA雙鏈1CGT
2GCA
mRNAGCA
tRNACGU
氨基酸丙氨酸（密碼子為GCA）
選擇題
1.D。
2.D。
3.A。
4.C。
識圖作答題
（1）氫鍵斷裂；解旋酶；能量。
（2）ACUGAA；轉(zhuǎn)錄。
（3）2。
（4）堿基互補(bǔ)配對。
畫概念圖
二、知識遷移
核糖體、tRNA和mRNA的結(jié)合都是蛋白質(zhì)的合成所不可缺少的�？股赝ㄟ^干擾細(xì)菌核糖體的形成，或阻止tRNA與mRNA的結(jié)合，來干擾細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成，抑制細(xì)菌的生長。因此，抗生素可用于治療因細(xì)菌感染而引起的疾病。
三、技能應(yīng)用
1.提示：可以通過查閱密碼子表，寫出每個(gè)氨基酸可能對應(yīng)的堿基編碼。
2.這種方法只能推測出可能的堿基序列，而不能寫出確定的堿基序列。這種方法簡便、快捷，不需要實(shí)驗(yàn)。
3.推測不能代替用測序儀進(jìn)行的基因測序。因?yàn)橥茰y只能得出幾種可能的堿基序列，而不能得到確定的堿基序列。
四、思維拓展
1. C。
2.提示：此題旨在引導(dǎo)學(xué)生搜集生物科學(xué)史的資料，通過科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程認(rèn)識理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)論證在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的作用。
第五章 基因突變及其他變異
第1節(jié) 基因突變和基因重組
（一）問題探討
提示：DNA分子攜帶的遺傳信息發(fā)生了改變。但由于密碼的簡并性，DNA編碼的氨基酸不一定改變。如果氨基酸發(fā)生了改變，生物體的性狀可能發(fā)生改變。改變的性狀對生物體的生存可能有害，可能有利，也有可能既無害也無利。
（二）思考與討論一
1.圖中谷氨酸發(fā)生了改變，變成了纈氨酸。
2.提示：可查看教材表4-1，20種氨基酸的密碼子表。
3.能夠遺傳。突變后的DNA分子復(fù)制，通過減數(shù)分裂形成帶有突變基因的生殖細(xì)胞，并將突變基因傳遞給下一代。
（三）思考與討論二
1.223種精子；223種卵細(xì)胞。
2.需要有246+1個(gè)個(gè)體；不可能。
3.提示：可以從染色體上基因的多樣性、減數(shù)分裂過程中配子形成的過程以及基因重組等角度思考。
生物體的性狀是由基因控制的。在減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞的過程中，隨著同源染色體的分離，位于非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行重新組合。人的基因約有3萬多個(gè)，因此，形成生殖細(xì)胞的類型也非常多，由生殖細(xì)胞通過受精作用形成的受精卵的類型也就非常多。所以，人群中個(gè)體性狀是多種多樣的。
（四）旁欄思考題
因?yàn)樽贤饩�和X射線易誘發(fā)基因突變，使人患癌癥。
（五）批判性思維
這種看法不正確。對于生物個(gè)體而言，發(fā)生自然突變的頻率是很低的。但是，一個(gè)物種往往是由許多個(gè)體組成的，就整個(gè)物種來看，在漫長的進(jìn)化歷程中產(chǎn)生的突變還是很多的，其中有不少突變是有利突變，對生物的進(jìn)化有重要意義。因此，基因突變能夠?yàn)樯镞M(jìn)化提供原材料。
（六）練習(xí)
基礎(chǔ)題
1.（1）√；（2）×；（3）×。
2.C。
3.B。
4.A。
拓展題
1.放療或化療的作用是通過一定量的輻射或化學(xué)藥劑干擾腫瘤細(xì)胞和癌細(xì)胞進(jìn)行DNA分子的復(fù)制，使其產(chǎn)生基因突變，從而抑制其分裂的能力，或者殺死癌細(xì)胞。放療的射線或化療的藥劑，既對癌細(xì)胞有作用，也對正常的體細(xì)胞有作用，因此，放療或化療后病人的身體是非常虛弱的。
2.鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者對瘧疾具有較強(qiáng)的抵抗力，這說明，在易患瘧疾的地區(qū)，鐮刀型細(xì)胞的突變具有有利于當(dāng)?shù)厝松娴囊环矫�。雖然這個(gè)突變體的純合體對生存不利，但其雜合體卻有利于當(dāng)?shù)厝说纳妗?br>
第2節(jié) 染色體變異
（一）問題探討
提示：參見練習(xí)中的拓展題，了解無子西瓜的形成過程。
（二）實(shí)驗(yàn)
兩者都是通過抑制分裂細(xì)胞內(nèi)紡錘體的形成，使染色體不能移向細(xì)胞兩極，而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。
（三）練習(xí)
基礎(chǔ)題
1.（1）×；（2）×。
2.B。
3.填表
體細(xì)胞
中的染
色體數(shù)配子
中的染
色體數(shù)體細(xì)胞
中的染
色體組數(shù)配子中
的染色
體組數(shù)屬于幾
倍體生物
豌豆14721二倍體
普通小麥422163六倍體
小黑麥562884八倍體
拓展題
1.西瓜幼苗的芽尖是有絲分裂旺盛的地方，用秋水仙素處理有利于抑制細(xì)胞有絲分裂時(shí)形成紡錘體，從而形成四倍體西瓜植株。
2.雜交可以獲得三倍體植株。多倍體產(chǎn)生的途徑為：秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。
3.三倍體植株不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞，因此，不能形成種子。但并不是絕對一顆種子都沒有，其原因是在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，有可能形成正常的卵細(xì)胞。
4.有其他的方法可以替代。方法一，進(jìn)行無性繁殖。將三倍體西瓜植株進(jìn)行組織培養(yǎng)獲取大量的組培苗，再進(jìn)行移栽。方法二，利用生長素或生長素類似物處理二倍體未受粉的雌蕊，以促進(jìn)子房發(fā)育成無種子的果實(shí)，在此過程中要進(jìn)行套袋處理，以避免受粉。
第3節(jié) 人類遺傳病
（一）問題探討
1.提示：人的胖瘦是由多種原因造成的。有的肥胖病可能是由遺傳物質(zhì)決定的，有的可能是后天營養(yǎng)過多造成的，但大多數(shù)情況下，肥胖是由于遺傳物質(zhì)和營養(yǎng)過多共同作用的結(jié)果。
2.提示：有人提出“人類所有的病都是基因病”。 這種說法依據(jù)的可能是基因控制生物體的性狀這一生物學(xué)規(guī)律。因?yàn)槿梭w患病也是人體所表現(xiàn)出來的性狀，而性狀是由基因控制的，從這個(gè)角度看，說疾病都是基因 病，是有一定道理的。然而，這種觀點(diǎn)過于絕對化，人類的疾病并不都是由基因的缺陷引起的，如由大腸桿菌引起的腹瀉，就不是基因病。
（二）練習(xí)
基礎(chǔ)題
1.（1）×；（2）×；（3）×。
2.列表總結(jié)遺傳病的類型和實(shí)例。
人類遺傳病的類型定 義實(shí) 例
單基因
遺傳病顯性遺傳病由顯性致病基因引起的遺傳病多指、并指等
隱性遺傳病由隱性致病基因引起的遺傳病白化病、苯丙酮尿癥等
多基因遺傳病受兩對以上的等位基因控制的遺傳病原發(fā)性高血壓等
染色體異常遺傳病由染色體異常引起的遺傳病21三體綜合征等
拓展題
提示：該女性不一定攜帶白化病基因；她未出生的孩子可能患白化病。
由該女性的弟弟是白化病的事實(shí)可知其弟弟的基因型為aa，因而推測其父母的基因型為Aa，則該女性的基因型有兩種可能：AA和Aa，AA的概率為1/3，Aa的概率為2/3。該女性攜帶白化病基因的概率為2/3，根據(jù)她丈夫攜帶白化病基因的情況，其后代攜帶白化病基因和患白化病的可能性分為三種可能：（1）丈夫不含有白化病基因；（2）丈夫含有一個(gè)白化病基因；（3）丈夫是白化病患者。遺傳咨詢師需要根據(jù)該女性的丈夫是否是白化病患者，或者是否有家族遺傳病史來作出判斷，提供遺傳咨詢。
自我檢測的答案和提示
一、概念檢測
判斷題
1.×。
2.√。
3.×。
4.×。
5.×。
6.√。
選擇題
B。
識圖作答題
1.雌；含有兩條х染色體。
2.4；2。
畫概念圖
二、知識遷移
由女方X染色體上攜帶一對隱性致病基因患有某種遺傳病可知，該女性的基因型為XaXa 。由男方表現(xiàn)型正�？芍浠蛐蜑閄AY。該夫婦生下患病胎兒的概率為1/2，如果生下的是男孩，則100%患有這種遺傳病，如果生下的是女孩，則100%攜帶有這種遺傳病的致病基因。
三、技能應(yīng)用
提示：野生型鏈孢霉能在基本培養(yǎng)基上生長，用X射線照射后的鏈孢霉不能在基本培養(yǎng)基上生長，說明X射線照射后的鏈孢霉產(chǎn)生了基因突變，有可能不能合成某種物質(zhì)，所以不能在基本培養(yǎng)基上生長。在基本培養(yǎng)基中添加某種維生素后，X射線照射后的鏈孢霉又能生長，說明經(jīng)X射線照射后的鏈孢霉不能合成該種維生素。
四、思維拓展
1.酶①或酶⑤ 。
2.酶③ 。
3.提示：由這個(gè)例子可以看出，白化病等遺傳病是由某些缺陷基因引起的，這些基因的產(chǎn)物可能是參與代謝途徑的重要的酶。基因可以通過控制酶的合成調(diào)控生物體內(nèi)物質(zhì)的代謝途徑，從而控制生物體的性狀。
第六章 從雜交育種到基因工程
第1節(jié) 雜交育種與誘變育種
（一）問題探討
提示：此節(jié)問題探討意在結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生思考相關(guān)的育種方法。教師可充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生積極參與討論。
（二）思考與討論一
雜交育種只能利用已有基因的重組，按需選擇，并不能創(chuàng)造新的基因。雜交后代會出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，育種進(jìn)程緩縵，過程繁瑣。這些都是雜交育種方法的不足。
（三）思考與討論二
誘變育種的優(yōu)點(diǎn)是能夠提高突變率，在較短的時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。誘變育種的局限性是誘發(fā)突變的方向難以掌握，突變體難以集中多個(gè)理想性狀。要想克服這些局限性，可以擴(kuò)大誘變后代的群體，增加選擇的機(jī)會。
（四）練習(xí)
基礎(chǔ)題
1.B。
2.B。
3.基因突變；X射線；紫外線；激光。
拓展題
提示：可采用雜交育種的方法，遺傳圖解可參考教科書插圖6?1繪制。優(yōu)點(diǎn)是育種的目的性較強(qiáng)，能夠獲得具有優(yōu)良性狀、淘汰不良性狀的品種。缺點(diǎn)是育種周期長，過程繁瑣。
第2節(jié) 基因工程及其應(yīng)用
（一）問題探討
提示：此節(jié)“問題探討”以基因工程菌的實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生思考基因工程的原理。為啟發(fā)學(xué)生思考，教師可引導(dǎo)學(xué)生回憶前面學(xué)過的遺傳學(xué)知識，如不同生物的DNA在結(jié)構(gòu)上的統(tǒng)一性、幾乎所有的生物都共用一套遺傳密碼等。
（二）練習(xí)
基礎(chǔ)題
1.基因工程的操作通常包括以下4步：（1）獲得目的基因（外源基因）；（2）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合，形成重組DNA分子；（3）將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞；（4）目的基因的檢測與表達(dá)。
2.
3.常用的運(yùn)載體有質(zhì)粒、噬菌體、農(nóng)桿菌、動(dòng)植物病毒等。
拓展題
1.提示：這是因?yàn)樵诨蛩缴�，人和�?xì)菌的遺傳機(jī)制是一致的。細(xì)菌和人的遺傳物質(zhì)都是DNA，都使用同一套遺傳密碼子，都遵循中心法則。因此，通過基因重組，細(xì)菌能夠合成人體的某些蛋白質(zhì)。
2.提示：例如，可以向客戶說明農(nóng)場具備相應(yīng)的安全檢測設(shè)施和措施，已經(jīng)領(lǐng)取了農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全證書，產(chǎn)品中所含有的成分都是自然界天然存在的物質(zhì)，產(chǎn)品經(jīng)過試用表明對人體無害等。
3.提示：例如，“轉(zhuǎn)基因土豆──肝炎患者的希望��！”等。
自我檢測的答案和提示
一、概念檢測
連線題
1─B，2─C，3─E，4─D，5─F，6─A。
判斷題
1.×。
2.√。
3.√。
4.√。
畫概念圖
二、知識遷移
提示：此題是一道開放性題目，答案從略。
三、技能應(yīng)用
提示：這是一幅具有諷刺意味的卡通圖。畫面中兩位研究人員在培養(yǎng)室中面對人工栽培的人形大頭菜，說道：“看來我們把太多的人基因轉(zhuǎn)移到大頭菜里了�！卑凳舅麄円涯軌蜻\(yùn)用基因工程技術(shù)隨心所欲地把人的基因轉(zhuǎn)入蔬菜中生產(chǎn)出“人形”大頭菜。本題屬于開放型題目，手法夸張，教師應(yīng)啟發(fā)學(xué)生充分發(fā)揮想像力，運(yùn)用本章所學(xué)知識對此作出評價(jià)，并且認(rèn)識到理智地運(yùn)用科學(xué)技術(shù)成果的必要性。
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