高三年级生物科学案
周次: 编号:60 时间 : 主编:张菊连 审定:
人教版高中生物必修2《遗传与进化》课本练习答案与提示
精原细胞形成精子过程中染色体数目变化表
细胞类型 精原细胞 初级精母细胞 次级精母细胞 精细胞
染色体数目(条) 8 8 4 4
精原细胞形成精子过程中染色体数目变化图
(七)第一小节练习
基础题1.(1)√;(2)×;(3)×;(4)×。2.B。3.D。
4.(1)① 这个细胞正在进行减数分裂。因为该细胞中出现了四分体。
② 该细胞有4条染色体,8条染色单体。
③ 该细胞有2对同源染色体。其中染色体A与C,A与D,B与C,B与D是非同源染色体。
④ 细胞中a与a′,b与b′,c与c′,d与d′是姐妹染色单体。
⑤ 该细胞分裂完成后,子细胞中有2条染色体。
⑥参见教科书图22。
(2)① 4条。② B,D;B,C。
拓展题
提示:不一定。若减数分裂过程中发生异常情况,比如减数第一次分裂时联会的同源染色体,有一对或几对没有分别移向两极而是集中到一个次级精(卵)母细胞中,再经过减数第二次分裂产生的精子或卵细胞中的染色体数目就会比正常的多一条或几条染色体。再如减数分裂过程(无论第一次分裂还是第二次分裂)中,染色体已移向细胞两极,但因某种原因细胞未分裂成两个子细胞,这样就可能出现精子或卵细胞中染色体加倍的现象。
如果上述现象出现,则受精卵中染色体数目就会出现异常,由该受精卵发育成的个体细胞中染色体数目也不正常。由于染色体是遗传物质的载体,生物体的性状又是由遗传物质控制的,那么当该个体的遗传物质出现异常时,该个体的性状也会是异常的。例如,人类的“21三体综合征”遗传病患者就是由含有24条染色体(其中21号染色体是2条)的精子或卵细胞与正常的卵细胞或精子结合后发育成的。
(八)第二小节练习
基础题1.(1)√;(2)√;(3)√。
2.提示:配子形成过程中,由于减数第一次分裂的四分体时期,非姐妹染色单体间可能互换部分遗传物质;中期时,同源染色体随机排列在细胞赤道板两侧,导致了配子中非同源染色体的自由组合,因此,配子中染色体组成是多样的。受精作用又是精子和卵细胞的随机结合,因此,后代的性状表现是多样的。
由于减数分裂是有规律的正常的细胞分裂,在减数分裂的过程中,染色体只复制一次,而细胞连续分裂两次。这样每个物种正常的雌、雄配子都含有该物种体细胞染色体数目一半的染色体,并且都是一整套非同源染色体的组合。而受精作用时精卵结合使受精卵及其发育成的个体体细胞中又可以恢复该种生物的染色体数目。性状是由染色体中的遗传物质控制的,生物前后代细胞中染色体数目的恒定,保证了前后代遗传性状的相对稳定。
拓展题
提示:在形成精子或卵细胞的减数分裂过程中,如果由于某种原因减数第一次分裂时两条21号染色体没有分离而是进入了同一个次级精(卵)母细胞,再经过减数第二次分裂,就会形成含有2条21号染色体的精子或卵细胞;如果减数第一次分裂正常,减数第二次分裂时21号染色体的着丝点分裂,形成了2条21号染色体,但没有分别移向细胞两极,而是进入了同一个精子或卵细胞。这样异常的精子或卵细胞就含有24条染色体,其中21号染色体是2条。当一个正常的精子或卵细胞(含23条非同源染色体,其中只含有1条21号染色体)与上述异常的卵细胞或精子结合成受精卵,则该受精卵含47条染色体,其中21号染色体为3条。当该受精卵发育成人时,这个人的体细胞中的染色体数目就是47条,含有3条21号染色体。
第2节 基因在染色体上
(一)问题探讨
这个替换似乎可行。由此联想到孟德尔分离定律中成对的遗传因子的行为与同源染色体在减数分裂过程中的行为很相似。
一条染色体上可能有许多个基因。
(二)技能训练 不同的基因也许是DNA长链上的一个个片段。
(三)练习基础题1.D。2.B。
拓展题
1.这些生物的体细胞中的染色体虽然减少一半,但仍具有一整套非同源染色体。这一组染色体,携带有控制该种生物体所有性状的一整套基因。
2.提示:人体细胞染色体数目变异,会严重影响生殖、发育等各种生命活动,未发现其他染色体数目变异的婴儿,很可能是发生这类变异的受精卵不能发育,或在胚胎早期就死亡了的缘故。
第3节 伴性遗传
(一)问题探讨 该问题只有在学完本节内容之后,学生才能够比较全面地回答,因此,本问题具有开放性,只要求学生能够简单回答即可。
1.提示:红绿色盲基因和抗维生素D佝偻病的基因位于性染色体上,因此这两种遗传病在遗传表现上总是和性别相联系。
2.提示:红绿色盲基因和抗维生素D佝偻病基因尽管都位于X染色体上,但红绿色盲基因为隐性基因,而抗维生素D佝偻病基因为显性基因,因此,这两种遗传病与性别关联的表现不相同,红绿色盲表现为男性多于女性,而抗维生素D佝偻病则表现为女性多于男性。
(二)资料分析1.红绿色盲基因位于X染色体上。2.红绿色盲基因是隐性基因。
(三)练习基础题1.C。2.B。3.C。4.(1)AaXBXb(妇),AaXBY(夫)。
(2)既不患白化病也不患红绿色盲的孩子的基因型:AAXBXB,AAXBXb,AaXBXB,AaXBXb,AaXBY,AAXBY。
拓展题 提示:雌果蝇卵原细胞减数分裂过程中,在2 000~3 000个细胞中,有一次发生了差错,两条X染色体不分离,结果产生的卵细胞中,或者含有两条X染色体,或者不含X染色体。如果含XwXw卵细胞与含Y的精子受精,产生XwXwY的个体为白眼雌果蝇,如果不含X的卵细胞与含Xw的精子受精,产生OXw的个体为红眼雄果蝇,这样就可以解释上述现象。可以用显微镜检查细胞中的染色体,如果在上述杂交中的子一代出现的那只白眼雌果蝇中找到Y染色体,在那只红眼雄果蝇中找不到Y染色体,就可以证明解释是正确的。
自我检测的答案和提示
一、概念检测 判断题1.×。2.√。3.×。4.√。5.×。选择题1.C。2.C。3.B。4.A(该显性基因位于X染色体上)。5.C。
二、知识迁移1.设红绿色盲基因为b,那么(1)XbY;XBXB,XBXb。(2)1/4。
2.(1)表现型正常的夫妇,后代均正常;夫妇一方是患者,子女有1/2为患者。(2)选择生男孩。
(3)不携带。一对等位基因中,只要有一个是显性致病基因,就会表现为患者(真实遗传)。
3.是父方,可能是在减数分裂第二次分裂中,复制的Y染色体没有分开,产生了含有YY的精子。
三、技能应用
减数分裂 有丝分裂
不同点 (1)染色体复制一次,细胞连续分裂两次。
(2)同源染色体在第一次分裂中发生联会(并且出现四分体及非姐妹染色单体的互换)。
(3)分裂后形成4个精子或1个卵细胞。
(4)分裂后,子细胞中染色体的数目减少一半。 (1)染色体复制一次,细胞分裂一次。
(2)无同源染色体联会等行为。
(3)分裂后形成2个体细胞。
(4)分裂后,子细胞中染色体的数目与母细胞的相同。
相同点 (1)在细胞分裂过程中都有纺锤丝出现。
(2)染色体在细胞分裂中都只复制一次。
四、思维拓展1.性别和其他性状类似,也是受遗传物质和环境共同影响的,性反转现象可能是某种环境因素,使性腺出现反转现象的缘故。子代雌雄之比是2∶1。2.否。孟德尔遗传规律的细胞学基础是减数分裂中染色体的分配规律,该规律只适用于真核生物。
第三章 基因的本质 第1节 DNA是主要的遗传物质
(一)问题探讨
1.提示:遗传物质必须稳定,要能贮存大量的遗传信息,可以准确地复制出拷贝,传递给下一代等。
2.提示:这是一道开放性的题,答案并不惟一,只要提出正确的思路即可。
(二)旁栏思考题 因为硫仅存在于T2噬菌体的蛋白质组分中,而磷则主要存在于 DNA的组分中。用14C和18O等元素是不可行的,因为 T2噬菌体的蛋白质和DNA分子的组分中都含有这两种元素。
(三)思考与讨论
1.提示:细菌和病毒作为实验材料,具有的优点是:(1)个体很小,结构简单,容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物,病毒无细胞结构,只有核酸和蛋白质外壳。(2)繁殖快。细菌20~30 min就可繁殖一代,病毒短时间内可大量繁殖。
2.最关键的实验设计思路是设法把DNA与蛋白质分开,单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。
3.艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术,以及物质的提取和分离技术等(学生可能回答出其他的技术,但只要回答出上述主要技术就可以)。
科学成果的取得必须有技术手段做保证,技术的发展需要以科学原理为基础,因此,科学与技术是相互支持、相互促进的。
(四)练习 基础题1.(1)(×);(2)(×)。2.C。3.D。
拓展题
1.提示:实验表明,噬菌体在感染大肠杆菌时,进入大肠杆菌内的主要是DNA,而大多数蛋白质却留在大肠杆菌的外面。因此,大肠杆菌裂解后,释放出的子代噬菌体是利用亲代噬菌体的遗传信息,以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。
2.提示:肺炎双球菌转化实验和噬菌体感染大肠杆菌的实验证明,作为遗传物质至少要具备以下几个条件:能够精确地复制自己;能够指导蛋白质合成,从而控制生物的性状和新陈代谢;具有贮存遗传信息的能力;结构比较稳定等。