高中生物学案（全册）课件 苏教必修2.ppt

生物 苏教版必修2 contents 第一章生物科学和我们学案1身边的生物科学学案2生物科学的学习过程第二章减数分裂和有性生殖学案1减数分裂 一 学案2减数分裂 二 学案3有性生殖第三章遗传和染色体学案1基因的分离定律 一 学案2基因的分离定律 二 学案3基因的自由组合定律 一 学案4基因的自由组合定律 二 学案5基因的自由组合定律 三 学案6染色体变异及其应用 一 学案7染色体变异及其应用 二 contents 第四章遗传的分子基础学案1探索遗传物质的过程 一 学案2探索遗传物质的过程 二 学案3dna的结构和dna的复制 一 学案4dna的结构和dna的复制 二 学案5基因控制蛋白质的合成 一 学案6基因控制蛋白质的合成 二 学案7基因控制蛋白质的合成 三 学案8基因突变和基因重组 一 学案9基因突变和基因重组 二 学案10关注人类遗传病 一 学案11关注人类遗传病 二 第五章生物的进化学案1生物进化理论的发展 一 学案2生物进化理论的发展 二 学案3生物进化和生物多样性 一 学案4生物进化和生物多样性 二 第一章生物科学和我们学案1身边的生物科学 一 人类面临的问题之一 粮食问题1 二战以后 世界粮食生产发展迅速 粮食生产的增长速度快于 其中 只占世界人口的发达国家生产的粮食占世界的 人均产粮多 而占世界人口的发展中国家生产的粮食也只占世界的 人均产粮少 2 我国耕地占世界耕地的 养活了占世界的人口 二 生物科学与社会 科学合理地应用现代农业生物技术1 1983年世界上第一个的培育成功标志着的诞生 2 1993年 世界首例转基因产品 在美国批准上市 人口的增长速度 1 4 1 2 消费少 3 4 1 2 消费多 2 7 22 转基因植物 现代农业生物技术 延熟保鲜番茄 学点一粮食问题 现状 饥饿 营养不良和人口急剧上升 2 原因3 实质 并不是粮食总产量不足 而是粮食生产地区分布不平衡 产生原因 粮食生产地区国家间分配不均 旧的国际经济秩序依然存在 发展中国家的粮食生产还比较落后 国家还比较贫困 发展中国家人口多 增长快 解决方法 生物科技发展和控制人口 1 实行计划生育 控制人口增长 2 保护和治理环境 防止环境恶化 3 防止因建设导致的耕地减少 4 培育和推广抗逆 高产作物 例如 抗逆 高产转基因水稻等 例1 下列关于粮食问题的叙述中 正确的是 经济发达国家不存在粮食问题b 凡是人口多的国家 人均粮食产量就少c 人口众多的发展中国家是世界粮食匮乏的地区d 粮食问题的产生是由于粮食产量不足造成的 c 粮食生产地区分布不平衡是粮食问题产生的主要原因 1 据预测 到2030年 我国人口将达到16亿 全国年需粮食将达到7 2 1012 8 0 1012kg 那时我国的粮食问题 a 自足有余b 基本自足c 缺口巨大d 缺口很小 c 2030年 我国粮食只能达到5 5 1012 6 0 1012kg 与所需粮食之间差距很大 粮食问题形势严峻 学点二科学合理地应用现代农业生物技术 发展 1 1983年世界上第一例转基因植物 一种含有抗生素药类抗体的烟草 在美国培育成功 2 1993年转基因延熟保鲜番茄在美国批准上市 成为世界首例商品化生产的转基因食品 3 通过基因工程技术获得高产 稳产和具有优良品质的农作物 4 用基因工程的方法培育出具有抗逆性的转基因作物新品种 2 转基因生物 1 概念 利用基因工程技术把一种生物体内的基因转移到另一种生物体内 这样得到的生物就是转基因生物 2 举例 抗虫棉 将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因分离出来并导入棉花细胞中 经植物组织培养获得抗虫植株 3 意义 对解决粮食问题 资源匮乏 环境恶化等问题将产生巨大的作用 4 可能存在的危害 1 转基因技术创造出来的新型遗传基因生物可能对人类有害 2 转基因生物可能对生态环境造成新的污染 即所谓的基因污染 而这种新的污染源很难被消除 3 转基因农作物和以此为原料制造的转基因食品可能会在无意中对消费者的健康构成威胁 4 人为强化转基因作物的生存竞争性 可能对自然界的生物多样性产生不良的影响 例2 下列关于转基因作物的叙述 正确的是 用于食用的转基因作物产品味道好 不易腐烂 1983年世界上第一个转基因植物的培育成功标志着现代农业生物技术的诞生 中国是目前转基因作物播种面积最大的国家 抗逆转基因作物产量较高 金大米是一种能制造 胡萝卜素的转基因水稻 已经被端上了亚洲国家普通老百姓的餐桌 抗虫棉的推广应用有利于环境的保护a b c d b 味道好 不易腐烂是某些转基因作物产品的特点 不具普遍性 的叙述符合公众的看法 目前转基因作物种植面积最大的国家是美国 而不是中国 抗逆转基因作物抗旱 抗盐碱能力强 因而生产性状稳定 产量较高 金大米正处在研究培育阶段 没有被正式推广应用 抗虫棉自身能合成杀虫物质 减少了农药使用量 因而有利于保护环境 2 下列可能为解决粮食问题 开发新品种带来新希望的是 a 精准农业b 克隆技术c 转基因技术d 发酵技术 c 此题有两个关键点 一是要解决粮食问题 二是要开发新品种 在选择时要兼顾这两个条件 精准农业是指采用包括遥感探测在内的技术 自动 快速地监控和采集作物在田间的生长状况和趋势 环境条件的变化发展动向等信息 并根据有关信息做出生物管理决策 达到优质高产目的的技术 克隆技术就是无性繁殖 其特点是保持亲本的优良性状 不会出现新性状 发酵技术是将微生物进行培养 大量生产各种代谢产物的过程 能生产出诸如单细胞蛋白等产品 是解决粮食问题的新途径之一 但不能开发出新品种 只有转基因技术能开发出优质 高产和抗逆性的新品种作物 为解决世界粮食短缺带来新的希望 现代农业生物技术的最新发展趋势表现在哪些方面1 研究成果商品化 产业化进程加速 2 研究方式集约化 规模化明显 在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时 众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点 私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体 3 基因资源争夺呈白热化 谁掌握了基因 谁就掌握了生物技术的制高点 就掌握了未来竞争的主动权 有专家称 转基因植物技术知识产权很可能就是未来国际贸易中市场准入 贸易壁垒问题产生的主要原因 例3 下面属于现代农业生物技术的成果和价值的是 多选 a 延熟保鲜番茄 耐贮藏b 杂交水稻 能解决粮食问题c 金大米 富含 胡萝卜素d 嫁接的苹果 口味鲜美 ac 1983年世界上第一个转基因植物的培育成功标志着现代农业生物技术的诞生 现代农业生物技术的核心技术是基因工程 主导产业是转基因作物 四个选项中 属转基因作物的有a项的延熟保鲜番茄 其具有不易腐烂 耐贮藏 口味好等优点 c项中金大米是菲律宾国际水稻研究所通过转基因技术培育的一种全新的水稻新品种 b d两项只涉及传统农业技术 3 下列关于转基因技术和转基因产品的描述中 错误的是 转基因番茄比普通番茄味道更佳 而且不容易腐烂b 转基因技术将在解决严峻的粮食问题方面发挥重要作用c 我国种植转基因作物的面积比美国少 比加拿大多d 全球转基因作物的年销售额近年来大幅增加 c 我国种植转基因作物的面积比美国和加拿大都少 温馨提示 学习至此 请做练案1身边的生物科学 学案2生物科学的学习过程 一 科学家不断思考 进化理论的创立和完善1 拉马克和进化理论 物种不是不变的 更不是上帝创造的 生物的器官是 2 达尔文和进化理论 达尔文把保留和淘汰物种的过程称为 3 木村资生和进化理论 分子水平上的进化是由或的随机固定而实现的 而只有当分子进化导致生物在和上发生差异后 才能发挥作用 二 像科学家一样思考 科学思维1 科学思维促进的发展 了解科学家的过程 像科学家一样进行科学思维 也是我们学习的目标之一 2 科学思维过程 观察 建立模型 用进废退的 自然选择 选择中性 近中性突变基因 形态 生理 自然选择 科学理论 科学思维 生物科学 推理 分类 交流 学点一进化理论的创立和完善 1 拉马克和进化理论 1 主要内容 物种不是不变的 更不是上帝创造的 包括人类在内的一切物种都是由其他物种演变而来的 而不是神创造的 生物是从低等向高等进化的 如果将生物按照它们的相互关系的自然顺序排列起来 就能得到一个从低等到高等的连续系列 环境的变化可以引起物种的变化 环境变化直接导致变异的发生 以适应新的环境条件 用进废退和获得性遗传 用进废退即经常使用的器官就发达 不使用就退化 获得性遗传是指环境引起或由于用进废退引起的变化是可以遗传的 2 历史贡献 拉马克的进化学说是历史上第一个提出的比较完善的进化学说 拉马克的进化学说否定了生命世界中某种神秘力量的存在 使人们认识到物种是可变的 而且是由低等向高等不断进化的 这对于进化论的发展起到了重要作用 3 局限性 缺乏事实依据 大都来自主观推测 说服力不强 用进废退 和 获得性遗传 缺少科学证据的支持 过于强调环境的变化直接导致物种的改变 实际上 环境的变化如果未引起遗传物质的改变 就不会使生物产生可遗传的变异 2 达尔文和进化理论 1 主要内容 过度繁殖 生存斗争 遗传和变异 适者生存 达尔文把在生存斗争中 适者生存 不适者被淘汰的过程叫做自然选择 也就是说 凡是生存下来的生物都是对环境适应的 而被淘汰的生物都是对环境不适应的 经过长期的自然选择 微小的有利变异得到积累而成为显著的有利变异 从而产生了适应特定环境的生物新类型 2 贡献 达尔文创立的进化论从丰富的事实出发 论证了生物是不断进化的 并且对生物进化的原因提出了合理的解释 这就使生物学第一次摆脱了神学的束缚 走上了科学的轨道 它揭示了生命现象的统一性是由于所有的生物都有共同的祖先 生物的多样性是进化的结果 生物界千差万别的种类之间有一定的内在联系 从而大大促进了生物学各个分支学科的发展 这一科学理论的影响远远超出了生物学的范围 它给予神创论和物种不变论以致命的打击 为辩证唯物主义世界观提供了有力的武器 3 局限性 未能对遗传和变异的本质做出科学的解释 对生物进化的解释局限于个体水平 物种形成的渐变过程不能很好地解释物种大爆发等现象 3 木村资生和进化理论 1 提出根据 根据分子生物学的研究 主要是根据核酸 蛋白质和核苷酸 氨基酸的置换速率 以及这些置换所造成的核酸及蛋白质分子的改变并不影响生物大分子的功能等事实 2 理论 中性突变进化理论生物进化的主导因素不是自然选择 而是中性突变的随机固定 每种生物信息大分子都有一定的进化速率 3 意义 揭示了分子水平的进化规律 例1 用进废退 学说和 中性学说 的创立者分别是 达尔文木村资生 拉马克木村资生 拉马克达尔文 木村资生拉马克 b 法国博物学家拉马克创立了 用进废退 学说 日本学者木村资生首先提出了 中性突变 的进化理论 简称 中性学说 1 从古代到17世纪初 人们普遍认为 各种生物都是自然发生的 生物是神创造的 物种是不变的 生物是从低等到高等逐渐进化来的 生物是神创造的 物种是可变的 b 本题考查对物种起源观点的了解 关于物种的起源有自然发生说 神创论 进化论等几种观点 19世纪以前流传神创论和自然发生说 在17世纪以前盛行神创论 19世纪以后流传进化论 神创论认为物种是不变的 学点二科学思维 例2 下面操作实例和科学思维过程的组合中 正确的一项是 使用显微镜观看细胞的结构 推理 对显微镜下的人的血细胞显微照像 建立模型 蓝藻和细菌都无核膜 故属于原核细胞 推理 根据不同光照强度对光合作用速率影响的实验数据画曲线 建立模型 d 使用观察工具 属于收集信息和数据 应为观察 a项错误 显微照像 因为没有对事物的属性简化处理 所以不是建立模型 仍为观察 b项错误 根据蓝藻和细菌的共同属性 无核膜 把它归属为原核细胞 符合分类的过程 c项错误 画曲线属建立数学模型的过程 d项正确 2 将不同蛋白质分子的氨基酸年置换率用坐标柱形图表示出来 属于科学思维的哪一环节 建立模型 分类 观察 交流 a 建立模型是用来显示事物或过程的表现手段 如画图 列表等 观察与实验的联系和区别 例3 下列关于科学思维的说法 不正确的是 科学思维的起点是观察 即用一种或多种感官去收集有关信息 推理是对所观察到的现象做出的完全合理的解释 建立模型是科学思维过程中重要的一环 分类法可使许多杂乱的信息变得清晰 是总结归纳的有效手段 b 推理不一定完全正确 它只是对现象的多种可能解释中的一种 3 生物科学的研究离不开科学思维 反过来科学思维又促进科学理论的发展 科学思维的基本过程是 观察 思考 再观察 再思考 观察 假设 推理 实验验证 得出结论 观察 思考 总结 分析 统计 观察 推理 分类 建立模型 交流 d 科学思维的一般过程是观察 推理 分类 建立模型 交流等环节 温馨提示 学习至此 请做练案2生物科学的学习过程 第二章减数分裂和有性生殖学案1减数分裂 一 一 减数分裂的概念是进行的生物在形成的过程中所特有的 在减数分裂过程中 染色体 而细胞连续分裂 新产生的生殖细胞中的染色体数目比体细胞 二 减数分裂的过程及特点1 过程 减数分裂包括 和三个阶段 2 特点 减数分裂中染色体复制 细胞分裂 减数第一次分裂为分离 减数第二次分裂为分离 有性生殖 生殖细胞 细胞分裂方式 只复制一次 两次 减少一半 分裂间期 减数第一次分裂 减数第二次分裂 一次 两次 同源染色体 姐妹染色单体 学点一减数分裂的概念 1 概念减数分裂是进行有性生殖的生物 在形成成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂 2 对减数分裂概念的理解 1 范围 进行有性生殖的生物 2 时期 形成成熟生殖细胞时 3 特点 染色体复制一次 细胞分裂两次 4 结果 新形成的成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半 例1 下列关于减数分裂的说法 不正确的是 a 减数分裂包括两次连续的细胞分裂b 所有的生物都可以进行减数分裂c 减数分裂产生有性生殖细胞d 减数分裂产生的成熟生殖细胞染色体数目减半 b 进行有性生殖的真核生物 其细胞可以进行减数分裂 1 下列有关减数分裂的说法中 正确的是 a 减数分裂具有细胞周期b 减数分裂的子细胞一定是生殖细胞c 减数第二次分裂包括间期和分裂期d 减数第一次分裂过程中细胞内存在同源染色体 d 减数第一次分裂过程中细胞内存在同源染色体 在减数第一次分裂的前期同源染色体联会 在减数第一次分裂的后期同源染色体分离 学点二减数分裂的过程 1 精子的形成过程 1 分裂间期完成dna的复制和相关蛋白质的合成 复制后染色体的数目不变 但核dna数目翻倍 2 减数第一次分裂前期 同源染色体完成联会 形成四分体 此时可能有同源染色体间的非姐妹染色单体的相应部分的交叉互换 中期 此时同源染色体排列在赤道板两侧 着丝粒构成两个平面 在上面的一个平面内没有同源染色体 在下面的一个平面内也没有同源染色体 上下对应的两条染色体是同源染色体 后期 此时同源染色体分开 上面一极中没有同源染色体 下面一极中也没有同源染色体 但是整个细胞中有同源染色体 染色体上的姐妹染色单体没有分开 末期 染色体逐渐变成染色质 核膜部分恢复 细胞质分裂 形成2个子细胞 3 减数第二次分裂与有丝分裂大体相同 只是没有同源染色体2 卵细胞的形成过程 图2 1 1 图2 1 1 3 分裂间期 减数第一次分裂和减数第二次分裂的比较 体细胞中染色体数目为2n 例2 减数第一次分裂的主要特点是 a 姐妹染色单体分开b 同源染色体分离c 分离的染色体向两极移动d 染色体恢复成细丝状的染色质 b 减数第一次分裂的主要特点是同源染色体分离 导致染色体数目减半 2 在减数分裂过程中 染色体和dna数目比为1 1的时期是 a 减数第一次分裂的四分体时期b 减数第一次分裂的后期c 减数第二次分裂的中期d 减数第二次分裂的后期 d 在减数第二次分裂后期 着丝粒分裂 染色体数目暂时加倍 染色体数目与dna数目相同 精子和卵细胞形成过程的比较 例3 精子和卵细胞的形成过程有一些不同之处 下列说法不正确的是 a 精 卵原细胞是通过减数分裂产生的b 一个初级精母细胞可形成4个精子 而一个初级卵母细胞只形成一个卵细胞c 精细胞变形成为精子 而卵细胞无变形过程d 在卵细胞的形成过程中有极体产生 而在精子的形成过程中无极体产生 a 原始的生殖细胞 精 卵原细胞 都是经有丝分裂产生的 3 卵细胞和精子形成过程的不同之处在于 a 形成的精子和卵细胞数目不同b 细胞中着丝粒分裂的时期不同c 细胞中染色体复制的时期不同d 细胞中同源染色体分离的时期不同 a 一个精原细胞经减数分裂和变形可形成4个精子 一个卵原细胞经减数分裂只能形成1个卵细胞 温馨提示 学习至此 请做练案3减数分裂 一 学案2减数分裂 二 一 精细胞的分化1 由分化成为的过程称为精细胞的分化或精子形成 2 精细胞分化过程中 细胞核中致密化 核的体积 演变为头部前端的帽状顶体 重新分布 围绕在中部的轴丝周围 大部分聚集到颈部 仅通过一细柄与精子相连 这时精子的从后端长出 形成精子 二 减数分裂的类型减数分裂主要分为 和三类 精细胞 精子 染色质 缩小 高尔基体 线粒体 细胞质 尾部 孢子减数分裂 配子减数分裂 合子减数分裂 学点一减数分裂过程中染色体和核dna含量变化 1 染色体数的变化 图2 2 1 图2 2 1 2 核dna含量的变化 图2 2 2 图2 2 2 通过以上的比较分析可知 有丝分裂过程中遗传物质复制了一次 细胞分裂了一次 子细胞中染色体数与亲代细胞相同 而减数分裂过程中 遗传物质复制了一次 细胞连续分裂了两次 最终染色体减少了一半 例1 某生物体的卵细胞中有18条染色体 在减数第二次分裂中期 细胞内含有的染色单体数目是 a 9条b 18条c 36条d 72条 c 卵细胞中含有18条染色体 即次级卵母细胞中含有18条染色体 着丝粒分裂 姐妹染色单体分离发生在减数第二次分裂后期 因此 在减数第二次分裂中期 细胞中含有36条染色单体 1 图2 2 3中 横轴表示细胞周期 纵轴表示一个细胞核中dna含量或染色体数目的变化情况 请分析图示 表示有丝分裂中dna含量变化 染色体数目变化和减数分裂过程中dna含量变化 染色体数目变化的曲线分别是 图2 2 3 b 图 表示dna含量变化曲线 图 表示染色体数目变化曲线 图 表示有丝分裂 图 表示减数分裂 学点二有丝分裂与减数分裂 例2 与有丝分裂后期比较 减数第一次分裂后期的特点是 染色单体分离 染色体数加倍 同源染色体分离 非同源染色体自由组合 每条染色体含有两条染色单体 染色单体数为零 染色体数不加倍a b c d a 减数第一次分裂后期 同源染色体分离 非同源染色体自由组合 此时每条染色体上有两条染色单体 染色体数并未加倍 2 无丝分裂 有丝分裂 减数分裂共有的特点是 a 纺锤体的形成b 着丝粒分裂c 染色体数目减半d dna复制 d 本题考查学生对三种分裂方式的比较 是将细胞增殖的有关概念结合在一起的小综合题 无丝分裂没有染色体的出现 也不存在纺锤体的形成和着丝粒的分裂 但有dna的复制 有丝分裂和减数分裂都有纺锤体的形成和着丝粒的分裂以及dna的复制 染色体数目减半是减数分裂的特征 有丝分裂和减数分裂图像的鉴别方法一般 鉴别某一细胞图像属于哪种细胞分裂 最关键的是看染色体的行为 可按如下原则判定 1 细胞质是否均等分裂若不均等分裂 减数分裂卵细胞的形成 若均等分裂 有丝分裂 减数分裂精子的形成 2 细胞中染色体数目若为奇数 减数第二次分裂 次级精母细胞 次级卵母细胞 若为偶数 有丝分裂 减数第一次分裂 减数第二次分裂后期 3 细胞中染色体的行为 同源染色体联会 四分体现象 减数第一次分裂前期 四分体时期 例3 已知某植物的体细胞中有3对同源染色体 如图2 2 4为细胞分裂某一时期的模式图 该细胞处于 a 有丝分裂后期b 有丝分裂末期c 减数第一次分裂d 减数第二次分裂 a 由题知该植物体细胞中有3对同源染色体 分析图可知移向两极的染色体各有6条 同源染色体未分开 染色单体分开 并分别向两极移动 故图示为有丝分裂后期示意图 图2 2 4 3 图2 2 5中甲 乙 丙分别表示某一高等动物的三个正在进行分裂的细胞 以下说法正确的是 甲产生的是次级精母细胞 乙产生的是精细胞或极体 乙产生的是体细胞 丙产生的是体细胞 b c 甲 乙两图中都有同源染色体 而甲中有染色单体 属于减数第一次分裂后期 乙中无染色单体 属于有丝分裂后期 甲细胞均等分裂 所以为初级精母细胞 产生的子细胞为次级精母细胞 乙产生的是体细胞 丙中无染色单体 着丝粒分裂 为减数第二次分裂后期 产生的子细胞为精细胞 不可能为极体 因为通过甲图可以判断该动物为雄性 图2 2 5 温馨提示 学习至此 请做练案4减数分裂 二 学案3有性生殖 一 受精 孕育新的生命1 概念 受精是指进入卵细胞形成的过程 它开始于与的接触 结束于两者的融合 2 特点 受精卵中的染色体 一半来自 另一半来自 使得受精卵中的染色体数目恢复到体细胞中的数目 二 无性生殖1 概念 是指不经过的结合 由母体直接产生出的生殖方式 2 无性生殖的方式及实例无性生殖的方式主要有四种 1 如草履虫 细菌等 2 出芽生殖 如 水螅等 3 孢子生殖 如霉菌 放线菌等 4 如草莓 秋海棠等 精子 受精卵 精子细胞膜 卵细胞细胞膜 细胞核 精子 父方 卵细胞 母方 生殖细胞 新个体 分裂生殖 酵母菌 营养生殖 三 有性生殖1 概念 由亲代产生有性生殖细胞或 经过 的结合 成为 再由发育成的生殖方式 2 有性生殖的意义 由于两性生殖细胞分别来自不同的亲本 因此 由发育成的后代就具备了双亲的 具有更强的和 这对于生物的生存和具有重要意义 配子 两性生殖细胞 合子 新个体 合子 合子 遗传特性 生活力 变异性 进化 学点一受精 孕育新的生命 1 概念 受精是指精子进入卵细胞形成受精卵的过程 它开始于精子细胞膜与卵细胞细胞膜的接触 结束于两者细胞核的融合 2 过程 1 精子和卵细胞相互识别 然后精子头部的细胞膜与卵细胞细胞膜融合 2 精子的头部 细胞核和细胞质 进入卵细胞 尾部留在外面 3 精子进入卵细胞后 卵细胞中浅层的细胞质立即释放相应物质 阻止其他精子进入卵细胞 4 精子细胞核与卵细胞细胞核融合 3 实质 精子细胞核与卵细胞细胞核的融合 4 受精卵的特点 1 受精卵中的染色体数目恢复到体细胞中的数目 其中的染色体一半来自精子 父方 一半来自卵细胞 母方 2 受精卵中的核物质一半来自父方 一半来自母方 而细胞质几乎全部来自卵细胞 3 受精卵是生物个体发育的起点 从受精卵开始 细胞不断进行分裂 分化 经过组织 器官的形成 最后生长发育为性成熟个体 5 减数分裂和受精作用的意义维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 促进了遗传物质的重新组合 如图2 3 1所示 图2 3 1 1 经减数分裂形成的生殖细胞 精子或卵细胞 的染色体数目比原来的减少一半 2 经受精作用后 受精卵的染色体又恢复到原来的数目 3 减数分裂形成的配子染色体组成具有多样性 导致不同配子遗传物质的差异 受精时卵细胞和精子结合又具有随机性 所以同一双亲的后代也必然出现多样性 例1 生物体正常的减数分裂和受精作用过程可以使后代具有更大的变异性 下列原因中不正确的是 a 染色体数目保持恒定b 非同源染色体之间发生自由组合c 双亲的遗传物质互相会合d 同源染色体之间发生局部交换 后代呈现多样性的原因是配子的多样性和配子间结合的随机性 与细胞内染色体数目保持恒定无关 1 下列不属于减数分裂和受精作用的意义的是 a 有利于生物的生存和进化b 维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定c 能够基本保持亲本的一切遗传性状d 对于生物的遗传和变异具有十分重要的意义 c 经过减数分裂和受精作用产生的后代仅保持每个亲本的部分性状 学点二有性生殖 1 有性生殖的概念有性生殖是指由亲代产生有性生殖细胞或配子 经过两性生殖细胞 如精子和卵细胞 的结合 成为合子 如受精卵 再由合子发育成新个体的生殖方式 2 有性生殖的意义有性生殖产生的后代具备了双亲的遗传特性 具有更强的生活力和变异性 这对于生物的生存和进化具有重要意义 所以 自从出现有性生殖方式后 生物的进化速度大大加快 植物组织培养技术中 通过花药离体培养获得新植株的生殖方式 属于有性生殖中的单性生殖 2 由未受精的卵细胞直接发育成雄蜂的生殖方式 属于有性生殖中的单性生殖 3 试管婴儿 在体外完成受精作用 再进行胚胎移植 有受精作用发生 属于有性生殖 例2 下列关于有性生殖的说法 不正确的是 有性生殖能够丰富生物后代的遗传多样性 自然界中大多数植物能够进行有性生殖 有性生殖能够保持亲本的优良性状 有性生殖使后代具有更大的变异性和生活力 c 有性生殖能够使后代具有双亲的遗传特性 具有更大的生活力和变异性 2 维持生物前后代体细胞中染色体数目恒定的重要过程是 遗传和变异 无丝分裂和有丝分裂 减数分裂和有丝分裂 减数分裂和受精作用 d 减数分裂可使两性生殖细胞中染色体数目减半 受精作用可使受精卵中染色体数目恢复到正常体细胞的染色体数目 保证了亲代和子代之间遗传物质的连续性和稳定性 高等动植物的生殖和个体发育过程1 绿色开花植物个体发育的过程绿色开花植物个体发育的过程如图2 3 2所示 图2 3 22 脊椎动物的有性生殖和个体发育 有性生殖 图2 3 3 图2 3 3 个体发育 胚胎发育过程 受精卵 卵裂 囊胚 原肠胚 幼体 胚后发育a 概念 幼体从卵膜中孵化出来或从母体内出生后发育为性成熟个体的过程 主要是指个体的成长和成熟 b 类型 直接发育和变态发育 例3 下列有关被子植物双受精的叙述中 不正确的是 花粉的萌发需要酶的催化 一个精子与卵细胞结合 形成受精卵 一个精子与两个极核结合 形成受精极核 双受精是两个精子分别与两个极核融合的过程 d 两个精子分别与卵细胞和两个极核融合的过程 称为双受精 3 青蛙的受精过程可分下列步骤 其中体现受精实质的是 精子与卵细胞接触 精子头部进入卵细胞内 精子和卵细胞的细胞核在细胞中部靠拢 精核与卵细胞核结合 d 受精作用的实质就是通过精核与卵细胞核的结合 使受精卵中的染色体数目恢复到体细胞的数目 温馨提示 学习至此 请做练案5有性生殖 第三章遗传和染色体学案1基因的分离定律 一 一 基因的分离定律1 性状分离 f1植株自花受粉产生子二代 在子二代中 有些植株表现 有些植株表现 这种现象称为 2 基因的分离定律的内容 当细胞进行时 等位基因会随着的分开而 分别进入到两个中 独立地随配子遗传给后代 二 孟德尔遗传实验的科学方法1 正确地选用是孟德尔获得成功的首要原因 2 由单因子到的研究方法也是孟德尔获得成功的重要因素 3 应用方法对实验结果进行分析 是孟德尔获得成功的又一个重要因素 4 孟德尔科学地设计了实验的程序 显性性状 隐性性状 减数分裂 同源染色体 分离 配子 实验材料 多因子 统计学 性状分离 学点一基因的分离定律 1 一对相对性状的杂交实验 1 实验过程图解 图3 1 1 图3 1 1 2 相关概念 相对性状 同种生物同一性状的不同表现类型 性状分离 在杂种后代中出现不同亲本性状的现象 2 一对相对性状的遗传分析图解 图3 1 2 图3 1 2基因型 aa aa aa 1 2 1表现型 紫花 白花 3 1 3 对分离现象解释的验证 测交 1 实验目的用于验证对性状分离现象推断的正确性 2 验证理论解释正确性的关键 图3 1 3 只要验证f1的遗传因子组成为aa 即产生两种配子a a 就能说明对分离现象的理论分析是正确的 4 基因的分离定律的实质在杂合子的细胞中 等位基因位于一对同源染色体上 当细胞进行减数分裂形成配子时 等位基因会随着同源染色体的分开而分离 分别进入到两个配子中 独立地随配子遗传给后代 图3 1 3 例1 在豌豆杂交实验中 能判断高茎为显性性状的是 高茎 高茎 f1高茎 高茎 高茎 f1高茎 矮茎 矮茎 矮茎 f1矮茎 高茎 矮茎 f1高茎 矮茎 b 亲本均为高茎 f1中出现了矮茎 说明高茎是显性性状 矮茎是隐性性状 1 测交后代的表现型及比值主要取决于 与f1相交的另一亲本的基因型 环境条件的影响 f1产生配子的种类及比例 另一亲本产生的配子的种类及比例 c 测交是杂合子 aa 与隐性亲本 aa 杂交 隐性亲本只能产生一种类型的配子 a 杂合子可产生两种类型的配子 a和a 雌雄配子结合产生两种后代 分别为aa 显性 和aa 隐性 所以测交后代的表现型及其比值主要取决于f1产生配子的种类及比例 学点二孟德尔遗传实验的科学方法 1 正确地选用豌豆作实验材料 豌豆是严格的自花受粉 闭花受粉植物 在花未开时就已经完成了受粉过程 从而避免了外来花粉的干扰 在自然状态下一般是纯合子 豌豆生长期短 易于栽培 具有一些稳定的 容易区分的相对性状 2 由单因子到多因子的研究方法孟德尔在对生物性状进行分析时 先只对 对相对性状的情况进行研究 弄清 对相对性状的传递情况后 再研究 对 对 甚至更多对相对性状的传递情况 3 应用统计学方法对实验结果进行分析 4 孟德尔科学地设计了实验的程序 例2 孟德尔通过植物杂交实验探索遗传规律采用了严格的科学方法 下列哪项是正确的 a 一对相对性状的遗传实验和结果 分析问题 提出假说b 测交实验和结果 分析问题 寻找规律c 分离定律的本质 发现问题 提出假说d 对分离现象的解释 分析问题 提出假说 d 孟德尔科学地设计了实验程序 一对相对性状的遗传实验和结果 是发现问题 获得数据 对分离现象的解释 是分析问题 提出假说 测交实验和结果 是验证假说 分离定律的本质 是发现规律 2 孟德尔对遗传规律的探索经历了 分析 假设 实验 验证 假设 实验 分析 验证 实验 分析 假设 验证 实验 假设 验证 分析 c 孟德尔科学地设计了实验程序 他在对大量实验数据进行分析的基础上 合理地进行了推断 并且设计了新的实验数据来验证推断的正确性 基因的分离定律与减数分裂的关系图3 1 4表示含有一对等位基因a a的精 卵 原细胞进行减数分裂的图解 图3 1 4 由图可知 分离定律的实质是在减数第一次分裂后期 等位基因随同源染色体的分开而分离 最终形成数量相等的两种配子 等位基因的分离一般发生在减数第一次分裂后期同源染色体分开时 个别情况发生在减数第二次分裂后期姐妹染色单体分开时 因等位基因在四分体时期发生交换 导致两个姐妹染色单体上含有了等位基因 例3 等位基因的分离发生于 a 有丝分裂后期b 减数第二次分裂后期c 减数第一次分裂后期d 受精卵发育过程中 c 等位基因的分离发生在同源染色体联会之后 随同源染色体的分离而分开 属于减数第一次分裂后期 3 分离定律的实质是 子代中出现不同的性状 控制相对性状的等位基因发生分离 雌雄配子的分离 控制相对性状的等位基因不发生分离 b 分离定律的实质是在细胞进行减数分裂时 等位基因随着同源染色体的分开而分离 温馨提示 学习至此 请做练案6基因的分离定律 一 学案2基因的分离定律 二 一 分离定律的应用1 杂交育种 人们按照育种目标 选择亲本进行杂交 根据的遗传表现选择符合人们需要的 再经过 最终培育出具有稳定遗传性状的品种 2 医学实践 利用基因分离定律对遗传病的和做出科学的推断 二 概率计算定理1 两个同时或相继出现时的概率是它们各自出现概率的乘积 2 出现的概率是它们各自概率之和 性状 杂种后代 有目的的选育 基因型 发病概率 独立事件 互斥事件 乘法定理 加法定理 学点一分离定律的应用 1 杂交育种在杂交育种中 人们首先按照育种的目标 选择亲本进行杂交 根据性状的遗传表现选择符合人们需要的杂种后代 再经过有目的的选育 最终培育出具有稳定遗传性状的品种 1 若人们需要的性状为隐性性状 则此性状一旦出现 即为稳定遗传的性状 后代不会出现性状分离 2 若人们需要的性状为显性性状 此性状对应的基因型可能有两种 显性纯合子和杂合子 前者为稳定遗传的性状 后者自交后代会出现性状分离 为了获得稳定遗传的该性状 必须让具有该性状的个体进行多次自交 直到该性状不再发生性状分离为止 2 医学实践在医学实践中 人们常常利用基因的分离定律对遗传病的基因型和发病概率做出科学的推断 隐性遗传病 禁止近亲结婚 若近亲结婚 后代患隐性遗传病的机会将大大增加 显性遗传病 尽量控制患者生育 由显性基因控制的遗传病 后代的发病率很高 例1 纯种甜玉米和纯种非甜玉米间行种植 收获时发现甜玉米果穗上有非甜玉米子粒 而非甜玉米果穗上却无甜玉米子粒 原因是 甜是显性性状 非甜是显性性状 相互混杂 相互选择 b 纯种甜玉米和纯种非甜玉米之间相互受粉 非甜玉米的果穗上全表现为非甜 说明非甜是显性性状 甜玉米的果穗上出现非甜子粒也说明了非甜是显性性状 1 某水稻的基因型为aa 让它连续自交 从理论上讲f2中纯合体占总数的 a 1 2b 1 4c 3 4d 1 c 学点二有关分离定律的解题思路 1 显 隐性性状及纯合子 杂合子的鉴定 1 显 隐性性状的鉴定 据子代性状判断a 具不同性状纯合亲本杂交 后代只出现一种性状 该性状为显性性状 具有这一性状的亲本为显性纯合子 b 具相同性状亲本杂交 后代出现不同性状 该不同性状为隐性性状 亲本都为杂合子 遗传系谱图中显 隐性判断a 双亲正常 子代患病 隐性遗传病 b 双亲患病 子代正常 显性遗传病 2 纯合子与杂合子的鉴定 测交法 在已确定显 隐性性状的条件下 待测个体 隐性纯合子 子代结果分析 若子代无性状分离 则待测个体为纯合子 若子代有性状分离 则待测个体为杂合子 自交法待测个体 子代结果分析 若后代无性状分离 则待测个体为纯合子 若后代有性状分离 则待测个体为杂合子 配子鉴定法待测个体配子结果分析 若产生两种或两种以上的配子 则待测个体为杂合子 若只产生1种配子 则待测个体为纯合子 2 判断亲代或子代基因型及表现型 1 首先考虑纯合子 特别是隐性纯合子 由于纯合子含有纯合的基因 因而在亲代与子代之间基因型及表现型推断上有直接的推导作用 主要体现在以下方面 如果亲代中有显性纯合子 bb 则子代一定为显性性状 b 如果亲代中有隐性纯合子 bb 则子代中一定含有b基因 如果子代中有纯合子 bb或bb 则两个亲本都至少含有一个b或b基因 2 根据分离定律中的规律性比值来推断 当被测个体为动物时 常采用测交法 当被测个体为植物时 测交法 自交法均可 但自交法更简单 从表中可以总结出以下几个特点 若后代性状分离比为显性 隐性 3 1 则双亲一定都是杂合子 aa 即aa aa 3a 1aa 若后代性状分离比为显性 隐性 1 1 则双亲一定是测交类型 即aa aa 1aa 1aa 若后代性状只有显性性状 则双亲至少有一方为显性纯合子 即aa aa或aa aa 或aa aa 若后代性状只有隐性性状 则双亲必全为隐性纯合子 即aa aa aa 例2 奶牛毛色黑白斑是显性性状 产奶量高 红白斑是隐性性状 产奶量低 现要鉴定一头黑白斑公牛是否是纯合子 选用交配的母牛应为 纯种黑白斑母牛 杂种黑白斑母牛 纯种红白斑母牛 杂种红白斑母牛 c 验证显性性状的个体是否为纯合子常用测交的方法 即用显性性状个体与隐性纯合子个体杂交 红白斑为隐性性状 只有纯种的红白斑母牛 无杂种的红白斑母牛 d项错误 与杂种黑白斑母牛交配 后代也可能出现性状分离 但几率比测交后代出现红白斑小牛的几率低 2 两株高茎豌豆杂交 后代高茎和矮茎的比例如图3 2 1所示 则亲本的基因型为 gg gg gg gg gg gg gg gg c 从图中可以看出高茎 矮茎 3 1 所以双亲一定都是杂合子 图3 2 1 正交与反交正交 反交是一组相对概念 若甲为母本 乙为父本的交配方式为正交 则甲为父本 乙为母本的交配方式为反交 利用正交与反交可以判断基因的位置 例3 有一批抗锈病 显性性状 的小麦种子 要确定这些种子是否为纯合子 正确且简便的方法是 与纯种抗锈病的小麦杂交 与纯种易染锈病的小麦进行测交 与杂种抗锈病的小麦进行杂交 自交 d 简便的方法是自交 若发生性状分离 则是杂合子 反之是纯合子 3 把白玉米和黄玉米隔行相间种植在一块田地里 让它们在自然条件下传粉 结果黄玉米结出的果穗上籽粒全是黄色的 白玉米果穗上籽粒有黄有白 以下叙述正确的是 a 黄色对白色为显性 黄玉米为杂合子 白玉米为纯合子b 黄色对白色为显性 黄玉米 白玉米都是纯合子c 白色对黄色为显性 白玉米为纯合子 黄玉米为杂合子d 白色对黄色为显性 白玉米和黄玉米均为纯合子 b 黄玉米结出的果穗上籽粒全是黄色的 白玉米果穗上有黄有白 得知黄色是显性 白色是隐性 由于白玉米与黄玉米隔行相间种植 可以相互受粉 由此可知 黄玉米和白玉米都为纯合子 那么得到的白玉米籽粒一定是隐性纯合子 而黄玉米籽粒则即有纯合子 又有杂合子 温馨提示 学习至此 请做练案7基因的分离定律 二 学案3基因的自由组合定律 一 一 两对相对性状的杂交实验将纯种黄色圆粒与纯种绿色皱粒豌豆杂交 f1全为 f1自交得f2 f2的表现型有四种 分别为 黄色皱粒 绿色圆粒 比例为9 3 3 1 二 基因的自由组合定律位于上的的分离或组合是互不干扰的 也就是说 在减数分裂形成配子时 一个细胞中的上的彼此分离 非同源染色体上的可以进行自由组合 黄色圆粒 黄色圆粒 绿色皱粒 非同源染色体 非等位基因 同源染色体 等位基因 非等位基因 学点一两对相对性状的杂交实验 1 实验过程 图3 3 1 图3 3 1 2 实验现象 1 无论正交还是反交 f1都表现为黄色圆粒 由此可知 黄色对绿色为显性 圆粒对皱粒为显性 2 f2中出现四种性状表现 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱 其比例为 3 f2中除亲本性状黄圆 绿皱外 还出现了不同于亲本的性状绿圆和黄皱 无论是豌豆种子的形状还是颜色 只看一对相对性状时 依然遵循基因的分离定律 例1 用纯种黄色圆粒豌豆 yyrr 和纯种绿色皱粒豌豆 yyrr 作亲本进行杂交 f1再进行自交 则f2中表现型与f1表现型相同的个体占总数的 a 1 16b 3 16c 6 16d 9 16 d 纯种黄色圆粒豌豆 yyrr 和纯种绿色皱粒豌豆 yyrr 作亲本进行杂交 f1的基因型为yyrr 表现型为黄色圆粒 f1再进行自交 f2中有四种表现型 黄色圆粒 绿色圆粒 黄色皱粒 绿色皱粒 9 3 3 1 因此 f2中表现型与f1表现型相同的个体占总数的9 16 1 在孟德尔两对性状的杂交实验中 若亲本为黄色圆粒纯合子与绿色皱粒纯合子 f2中表现型之比为 其中重组类型有种 所占比例分别为 若亲本为绿色圆粒纯合子与黄色皱粒纯合子 则重组类型所占比例分别为 9 3 3 1 2 3 16 3 16 9 16 1 16 考查两对相对性状的杂交实验过程及结果 学点二对自由组合现象的解释和验证 1 对自由组合现象的解释 1 两对相对性状分别由两对基因控制 2 f1在产生配子时 每对基因彼此分离 不同对的基因自由组合 3 受精时 雌雄配子随机结合 结合方式有16种 2 遗传图解 3 对自由组合现象解释的验证 1 验证方法 测交让f1与双隐性纯合子杂交 2 遗传图解 图3 3 2 图3 3 2 3 结果孟德尔测交实验的结果与预期的结果相符 从而证实了 f1是杂合子 yyrr f1产生四种类型 yr yr yr yr 且比例相等的配子 f1在形成配子时 成对的基因彼此分离 不成对的基因自由组合 例2 纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆作亲本杂交获得f1 f1自交得f2 f2中黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒的比例为9 3 3 1 与f2的比例无直接关系的是 a 亲本必须是纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆b f1产生的雌 雄配子各有 种 比例为1 1 1 1c f1自交时4种类型的雌 雄配子的结合是随机的d f1的16种配子结合方式都能发育成新个体a a f2中黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒的比例为9 3 3 1 说明遵循基因的自由组合定律 符合的条件包括f 产生的雄 雌配子各有 种 比例为1 1 1 1 f1自交时4种类型的雄 雌配子的结合是随机的 f1的16种雌 雄配子结合方式都能发育成新个体 只有满足上述条件 才能获得上述结果 但是亲本不一定是纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆 用纯种的黄色皱粒与纯种的绿色圆粒豌豆也可以 2 基因组成为aabb的个体与基因组成为aabb的个体杂交 f1的基因组成与亲代相同的个体所占的比例为 控制不同性状的基因独立遗传 a 1 2b 1 4c 1 8d 3 8 a 根据分离定律 计算出每一对相对性状与每一个亲本基因组成相同的概率 然后再将两对相对性状与亲本相同的概率相乘 aa aa 1 2aa bb bb 1 2bb 1 2bb 因此 1 2aa 1 2bb 1 4aabb 1 2aa 1 2bb 1 4aabb 所以 子代与亲代基因组成相同的概率为1 4 1 4 1 2 基因的自由组合定律与减数分裂的关系 图3 3 3 图3 3 3 例3 两对相对性状的遗传实验表明 f2中除了出现两个亲本类型以外 还出现了两个与亲本不同的类型 对这一现象的正确解释是 控制性状的基因结构发生了改变 等位基因在染色体上的位置发生了改变 控制相对性状的基因之间发生了重新组合 新产生了控制与亲本不同性状的基因 c 因为减数分裂时有非同源染色体上非等位基因的自由组合 形成不同配子 而雌雄配子的组合是随机的 形成合子时 就出现了不同基因的组合 有基因的重新组合 才有性状的重组 3 在孟德尔进行的两对相对性状的遗传实验中 具有1 1 1 1比例关系的是 杂种自交后代的性状分离比例 杂种产生配子类型的比例 杂种测交后代的表现型比例 杂种自交后代的基因型比例 杂种测交后代的基因型比例a b c d d 杂种自交后代的性状分离比为9 3 3 1 杂种自交后代基因型比例为 1 2 1 1 2 1 1 2 1 2 4 2 1 2 1 故 错误 温馨提示 学习至此 请做练案8基因的自由组合定律 一 学案4基因的自由组合定律 二 请根据教材内容填写下表 学点一基因的自由组合定律的应用 理论应用 基因的自由组合定律在理论上可以解释生物的多样性 如n对基因杂合 其自交后代表现型可能的组合方式是2n种 实践应用 1 育种方面通过基因重组 培育具有多个优良性状的新品种 如小麦 矮秆 不抗病 高秆 抗病f1 f2 从f2中分离出矮秆抗病植株 不断自交 直到不发生性状分离 2 医学实践方面根据基因的自由组合定律分析家系中两种遗传病同时发病的情况 并且推断出后代的基因型和表现型以及它们出现的概率 为遗传病的预测和诊断提供理论依据 利用基因自由组合定律计算两种遗传病发病情况的公式总结如下 例1 人类并指 d 为显性遗传病 白化病 a 是一种隐性遗传病 已知控制两种病的基因遵循自由组合定律 一个家庭中 父亲并指 母亲正常 他们有一个患白化病但手指正常的孩子 这对夫妇再生一个患病孩子的概率是 a 1 2b 1 8c 3 8d 5 8 d 本题考查自由组合定律在医学上的应用 具体分析如图3 4 2 1 多指症由显性基因控制 先天性聋哑由隐性基因控制 这两对遗传病的基因位于非同源染色体上 一对男性患多指 女性正常的夫妇 婚后生了一个手指