内容正文:
《6.2.1基因与生物性状的关系》导学案
一,核心素养目标
(一)生命观念
帮助学生建立“基因控制生物性状”的基本观念,理解生物体的性状是由基因控制的,同时也受环境因素的影响,认识到生命现象的复杂性和统一性。例如通过学习转基因抗冻番茄实验,让学生明确基因对性状的控制作用。
(二)科学思维
培养学生分析和推理能力,能够通过观察生物的性状表现,归纳总结出基因与性状之间的关系。如引导学生通过分析番茄果实颜色、兔毛颜色等实例,概括出相对性状的概念。同时,运用证据推理生物性状与基因、环境之间的关系,建立基因控制性状的模型。
(三)探究实践
以观察、分析图文资料及实验为主线,培养学生的自主探究能力。例如让学生小组间相互观察对方的性状(如有耳垂和无耳垂、单眼皮和双眼皮等),并举例说明一种生物的同一种性状的不同表现类型。通过这样的探究活动,激发学生对生物科学的创新思维。
(四)态度责任
引导学生关注转基因技术给人类带来的影响,明确科学与生活紧密相联的观点,提高生物科学素养。让学生认识到基因技术在农业、医学等领域的应用,以及可能带来的伦理和社会问题,培养学生的社会责任感。
二,学习重点难点
(一)性状与相对性状的概念及举例
1.性状:生物体形态结构(如身高、毛色)、生理特性(如血型)和行为方式(如惯用右手)等特征的统称。
2.相对性状:同种生物同一性状的不同表现形式,需满足“两同一不同”(同种生物、同一性状、不同表现形式)。
3.举例判断:
示例
是否为相对性状
理由
人的直发与卷发
是
同种生物(人)、同一性状(头发形态)、不同表现形式(直/卷)
狗的卷毛与白毛
否
非同一性状(卷毛为形态,白毛为颜色)
兔子杂色毛与老鼠棕色毛
否
非同种生物(兔与鼠)
4.基因控制生物的性状
(1)核心证据:通过转基因抗冻番茄实验,证明基因控制生物的性状。
(2)传递规律:亲子代间传递的是控制性状的基因,而非性状本身。
(3)教学策略:结合视频或动画展示实验过程,引导学生分析关键问题。
(二)学习难点
1.抽象概念的准确理解
(1)基因概念的抽象性:基因作为控制性状的基本单位,其化学本质(DNA片段)和作用机制难以通过直观观察感知,学生易将“基因”与“性状”直接等同。
(2)相对性状的判定条件:需同时满足“同种生物”“同一性状”“不同表现形式”三个条件,学生易忽略“同一性状”(如误将“狗的卷毛与白毛”视为相对性状)。
2.基因控制性状的机制分析
(1)转基因实验的逻辑推导:通过“转基因抗冻番茄”实验理解“基因→性状”的因果关系,学生难以推导出普遍结论。
(2)遗传图解的解读障碍:基因通过生殖细胞传递的过程涉及减数分裂等未学知识,学生对“传下去的是基因而非性状”理解困难。
3.基因与环境的综合作用
(1)表现型的影响因素:学生易认为“性状仅由基因决定”,忽略环境作用(如同种小麦在不同土壤中麦粒大小差异)。
(2)可遗传与不可遗传变异的区分:如“单眼皮手术”改变的性状不可遗传,需结合基因是否改变判断。
三,课前预习
1.什么是遗传?请举例说明?遗传是指亲子间的______。例如:(1)“________,________”;(2)“虎父无犬子”;(3)“龙生龙,凤生凤,老鼠的儿子会打洞”等。
2.什么是变异?请举例说明?变异是指亲子间和子代个体间的______。 例如:(1)_______________;(2)一母生九仔,连母十个样;(3)一树之果有苦有甜,一母之子有愚有贤等。
3.什么是生物的性状?生物的性状是指生物体所表现的_________、_________和________等特征。
4.什么是相对性状?请举例说明。相对性状是指____生物的____性状的____表现类型。如豌豆的_____与____;番茄的红果与黄果;家兔毛的黑色与白色、人眼的双眼皮与单眼皮等。
5.转基因抗冻番茄实验的过程是什么?说明性状和基因之间是什么关系?①从美洲拟蝴蝶鱼提取________→②转入普通番茄______中→③培育出_________番茄。该实验说明___________________。
6.什么是转基因生物?把一种生物的某个____,用生物技术的方法转入到某种生物的_________中,培育出的生物称为“转基因生物”,也就有可能表现出_________所控制的性状。如__________等。
7.生物体的性状除了受基因控制以外,还要受什么因素的影响?生物表现的性状还受到____的影响。例如萝卜的地下部分和地上部分____有差异。因此,生物体的性状表现是____和____共同作用的结果。
四,课堂探究
学习任务(一)什么是遗传?
___________________________________________________
2、什么是变异?
___________________________________________________
学习任务(二)1.观察下图中表示的几种生物性状:
讨论1、试着概括什么是生物的性状?
___________________________________________________
2、仅凭肉眼的观察或简单的测量,就能知道自己所有的性状吗?
____________________________________________________
3、任选上述一种性状,看看你与父亲或母亲是否相同。如果不同,再看看你与父母的父母是否相同。这说明什么呢?
______________________________________________________________
4.讨论2、通过观察,结合自己的生活经验,举例说出同种生物的同一性状常有哪些不同的表现类型。
______________________________________________________________
学习任务(三)什么是相对性状?
______________________________________________________________
2、请判断下列性状是不是相对性状?并说出判断理由:
探究任务(四)生物体的各种性状是由什么控制的呢?
课本P23讨论1、在上面的实例中,为了使番茄植株具有所需症状,科学家进行了什么操作?结果怎么样?
_________________________________________________________
2、转基因番茄的获得,说明性状和基因之间是什么关系?
___________________________________________
3、什么是转基因生物?
___________________________________________________________________________
4、生物体的性状除了受基因控制以外,还要受什么因素的影响?
____________________________________________________________________________
五,拓展提升:
课本P25:结球甘蓝(圆白菜)的叶球大小是一种性状,是受基因控制的。同一品种的甘蓝,在北京约重1-3千克,引种到西藏后,最大的竟达到6.5千克。你知道这是为什么吗?
_________________________________________________________________
六,归纳总结
1、 列表归纳遗传和变异的概念和举例说明:
遗 传
变 异
⑴概念:
遗传是指____间的____性。
变异是指____间和________间的____性。
⑵举例:
①“种瓜得__,种豆得__”;②“虎父无____”;③“龙生__,凤生__,老鼠的儿子会打洞”等。
①龙生九子各____;②一母生九仔,连母十个__;③一树之果有__有__;一母之子有__有__等。
2、 列表归纳生物的性状和相对性状的区别和联系:
生物的性状
相对性状
⑴概念:
是指生物体所表现的①________、②________
和③________等特征,统称为性状。
是指____生物的____性状
的____表现形式。
⑵特征:
①肉眼仅能观察到某些形态结构、行为特征,无法观察到生物的________;②生物的性状是可以____的;③生物的性状存在____。
必须符合三个条件:①是______;②是________;③是____________,缺一不可。
⑶联系:
同种生物的同一性状,常常有____的表现形式,即存在着________。
3、 列表举例说明生物的相对性状:
有耳垂和__耳垂
能卷舌和____卷舌
有酒窝和__酒窝
双眼皮和__眼皮
人的直发和__发
人的ABO四种____
人的黑眼珠和__眼珠
人的塌鼻和__鼻
鸡的玫瑰冠与__冠
番茄的红果和__果
拇指竖起时弯曲和____
兔的黑色和__色
豌豆的圆粒与__粒
豌豆的高茎和__茎
惯用左手和惯用__手
牛的有角和__角
4、 列表归纳基因与性状的关系:
⑴实验流程图:
①从输卵管中取出核尚未融合的______→②用________器将____________基因注入此受精卵内→③产生了携带____基因的受精卵→④出生的幼鼠中出现了__________鼠。
⑵研究对象:
⑵性状:被研究的性状是____________;⑶基因:控制这个性状的是________________;③传递的是控制这一性状的____。
⑷性状表现:
①说明__________________;②生物表现的性状还受到____的影响;③生物体的性状表现是____和____共同作用的结果。
七,例题解析
1. (基础题)下列成语或诗句中,描写生物遗传现象的是( )
A. 螳螂捕蝉,黄雀在后
B. 人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开
C. 种瓜得瓜,种豆得豆
D. 忽如一夜春风来,千树万树梨花开
【答案】C
【解析】解:A、螳螂捕蝉,黄雀在后,是螳螂吃蝉,黄雀吃螳螂,是为了获取食物维持生存,属于生物的生活需要营养。故不符合题意;
B、人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开“造成这一差异的环境因素是温度。体现了温度对生物的影响。故不符合题意;
C、种瓜得瓜,种豆得豆,体现了亲代与子代具有相同的性状,因此属于遗传。故符合题意;
D、忽如一夜春风来,千树万树梨花开,所表示的时间很短,而且变化快,体现了天气变化。故不符合题意。
故选:C。
生物体的形态特征、生理特征和行为方式叫做性状,生物的性状传给后代的现象叫遗传;生物的亲代与子代之间以及子代的个体之间在性状上的差异叫变异。
解答此类题目的关键是灵活运用所学知识解释生活自然现象。
2.(基础题)我国科学家将外源基因整合到新疆长绒棉基因组中,经过筛选培育出抗虫、高产的棉花新品种。该技术是( )
A. 转基因技术
B. 仿生技术
C. 克隆技术
D. 发酵技术
【答案】A
【解析】解:将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中,由于导入基因的表达,引起生物体的性状的可遗传的修饰,这一技术称之为转基因技术人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、“遗传转化”均为转基因的同义词。经转基因技术修饰的生物体在媒体上常被称为“遗传修饰过的生物体”,所以我国科学家将外源基因整合到新疆长绒棉基因组中,经过筛选培育出抗虫、高产的棉花新品种。科学家采用的生物技术是转基因技术。综上所述B、C、D选项不符合题意,只有A选项符合题意。
故选:A。
基因控制性状,把一种生物的某个基因,用生物技术的方法转入到另一种生物的基因组中,培育出的转基因生物,就有可能表现出转入基因所控制的性状,这项技术叫做转基因技术。
人们对遗传和变异的认识,随着科学的发展,已逐渐深入到基因水平,转基因技术就是人们研究的成果。
3. (提高题)下列属于相对性状的是( )
A. 小苗的A型血和小森的B型血
B. 豌豆的圆粒与菜豆的皱粒
C. 小梦的双眼皮与小莉的双眼皮
D. 菊花的红色和柑橘花的白色
【答案】A
【解析】解:A、小苗的A型血和小森的B型血是同种生物同一性状的不同表现形式,是相对性状,正确。
BD、豌豆的圆粒与菜豆的皱粒、菊花的红色和柑橘花的白色都不是同种生物,不属于相对性状,错误。
C、小梦的双眼皮与小莉的双眼皮是同种生物同一性状相同的表现形式,不属于相对性状,错误。
故选:A。
同种生物同一性状的不同表现形式称为相对性状。如人的单眼皮和双眼皮。
解答此类题目的关键是理解掌握相对性状的概念。
4.(提高题)科研人员将开蓝色花的风信子中控制蓝色色素合成的类黄酮酶合成基因,导入红色蝴蝶兰植株中,培育出了开蓝色花的蝴蝶兰。以上事实说明( )
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
【答案】A
【解析】【分析】
本题考查基因控制性状以及转基因技术相关知识。解题的关键是理解基因控制性状以及转基因技术
【解答】
科研人员将开蓝色花的风信子中控制蓝色色素合成的类黄酮酶合成基因,导入红色蝴蝶兰植株中,培育出了开蓝色花的蝴蝶兰,说明基因控制性状的表现,该技术属于转基因技术。
故选A。
5.(综合题) 红海中营群居生活的红鲷鱼有一种奇怪的现象,即在缺少雄性红鲷鱼的雌鱼群体中,总会有一条雌鱼变成雄鱼,且身体也变得比其他雌鱼健壮。为解释这一现象,有人做了如下两组实验(注:两组红鲷鱼生长状况、实验装置、条件及时间都相同)。该实验说明( )
A. 环境因素能影响生物的性状 B. 生物的性状表现由遗传物质决定
C. 生物的性状表现是环境因素决定的 D. 红绸鱼的性逆转有利于繁殖后代延续种族
【答案】A
【解析】【分析】
此题考查了影响生物性状的因素。明确生物性状的决定因素是解决此题的关键。
【解答】
第一组虽然不在一个玻璃缸中,但是可以相互看到,与在同一个池塘中的作用是类似的,没有产生雄鱼;第二组两个玻璃缸被木板隔开饲养一段时间后,产生了雄鱼,可以得出生物的性状表现是基因型与环境共同作用的结果。环境因素对生物的性状表现有一定的影响,起到决定性作用的应该是遗传物质和环境因素两个方面。故A符合题意。
故选A。
6.(探究题)科学家将H基因(小鼠体内基因)不能正常起作用的小鼠作为实验组,将正常小鼠作为对照组,给它们喂食等量的高脂肪食物,一段时间后,对照组的小鼠变得十分肥胖,而实验组的小鼠体重基本保持正常。下列选项最符合此实验研究目的的是( )
A. 研究小鼠肥胖的原因
B. 研究小鼠肥胖与时间的关系
C. 研究小鼠肥胖是否与H基因有关
D. 研究小鼠肥胖是否与高脂肪食物有关
【答案】C
【解析】解:科学家将H基因(小鼠体内基因)不能正常起作用的小鼠作为实验组,将正常小鼠作为对照组,给它们喂食等量的高脂肪食物,一段时间后,对照组的小鼠变得十分肥胖,而实验组的小鼠体重基本保持正常。实验研究目的是研究小鼠肥胖是否与H基因有关。
故选:C。
分析题干信息:同样摄食的情况下,具有H基因的小鼠肥胖,具有H基因缺陷的实验鼠体重正常,这说明肥胖这一性状是由H基因决定的,解答即可。
本题考查学生的实验设计能力,意在考查学生分析问题和解决问题的能力。
八,课后练习
一,单项选择题:
1.谚语“种瓜得瓜,种豆得豆”和“一树结果,酸甜各异”依次描述了生物的什么现象( )
A. 变异 遗传 B. 遗传 变异 C. 遗传 遗传 D. 变异 变异
2.下列描述属于相对性状的是( )①人的惯用右手与惯用左手 ②猫的白毛与蓝眼 ③狐的长尾与短尾 ④水稻的抗稻瘟病与小麦的抗锈病 ⑤豌豆的高茎与矮茎 ⑥番茄的黄果与牡丹的黄花
A. ②③⑤ B. ①③④⑤ C. ①③⑤ D. ②③④⑥
3.在研制新冠肺炎疫苗时,需要用感染新冠病毒的小鼠进行前期实验,但小鼠先天不易被感染。研究者将控制人 ACE2 蛋白合成的基因引入小鼠,成功获得易感染新冠病毒的小鼠。该小鼠的获得运用了( )
A. 转基因技术 B. 发酵技术 C. 组织培养技术 D. 克隆技术
4.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,在这一过程中采用的生物技术是( )
A. 发酵技术 B. 转基因技术 C. 克隆技术 D. 胚胎移植技术
5.科学家将H基因(小鼠体内基因)不能正常起作用的小鼠作为实验组,将正常小鼠作为对照组,给它们喂食等量的高脂肪食物,一段时间后,对照组的小鼠变得十分肥胖,而实验组的小鼠体重基本保持正常。下列选项最符合此实验研究目的的是( )
A. 研究小鼠肥胖的原因 B. 研究小鼠肥胖与时间的关系
C. 研究小鼠肥胖是否与H基因有关 D. 研究小鼠肥胖是否与高脂肪食物有关
6.现在有些家庭大门开始使用指纹锁,这是生物识别技术应用的一个实例。研究表明,即使是同卵双胞胎,其指纹也只是相似而非完全相同。以下有关说法错误的是( )
A. 指纹是人体的一种性状 B. 指纹的形成不受环境影响
C. 指纹的形成主要由基因控制 D. 指纹的特征因人而异
7.科研人员发现,乌龟的某些基因与其性别分化有关,而若将乌龟卵置于26℃以下的环境中,孵化出的多是雄龟,但在33℃以上的环境孵化出的则多是雌龟。下列对乌龟的性别现象解释正确的是( )
A. 不是基因作用的结果 B. 仅是环境作用的结果
C. 仅是基因作用的结果 D. 是基因和环境共同作用的结果
8.利用细菌生产人胰岛素,利用山羊乳腺生产人凝血因子,两项应用都涉及到的技术是( )
A. 克隆 B. 发酵 C. 转基因 D. 组织培养
9.同一株水毛莨,裸露在空气中的叶和浸在水中的叶形态明显不同。下列叙述正确的是( )
A. 生物的性状有时不受基因的控制 B. 生物的性状只受生活环境的影响
C. 生物的性状只能受基因的控制 D. 生物的性状受基因和环境共同作用
10.下列性状中属于相对性状的是( )
A. 狗的长毛与猫的短毛 B. 人的身高与体重
C. 马的栗色毛与白色毛 D. 棉花的细绒与长绒
11.干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染,因此,它是一种抗病毒的特效药。但传统的干扰素生产方法是从人血液的白细胞中提取的,运用这种方法生产干扰素获得量少、成本高。1980年~1982年,科学家将人的干扰素基因导入大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素,降低成本并实现了工厂化生产。这种生产干扰素的方法运用的生物技术是( )
A. 克隆技术 B. 转基因技术 C. 仿生技术 D. 组织培养技术
(二)非选择题
12.如图是转基因抗虫烟草的培育过程示意图,据图回答下列问题:
(1)从苏云金杆菌中提取的物质A为 ,它在转基因技术中被称为 基因。
(2)在此过程中,物质A导入普通烟草的 或它的 内。
(3)在烟草B和烟草C的细胞中,更有可能含有杀虫毒素的是烟草 的细胞。
(4)在此过程中,烟草B一定会表现出抗虫性吗? ,原因是 。
九,拓展提升
(一)单项选择题
1.我国科学家成功地将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛中,使它呈现出自然界没有的颜色变异,大大提高了它的观赏价值。该过程所利用的生物技术主要是( )
A. 核移植 B. 转基因 C. 克隆 D. 仿生
2.在社会实践活动中小明发现自己拔出的一个萝卜长在地下部分表皮颜色为白色,长在地上部分表皮颜色为浅绿色。对此现象的解释正确的是( )
A. 萝卜的性状只与环境有关 B. 萝卜的性状只与基因有关
C. 这个萝卜一定发生了变异 D. 萝卜的性状由基因控制,还受环境的影响
3..科学家把人的胰岛素基因转入大肠杆菌内,对大肠杆菌进行培养,使之生产胰岛素。关于这项技术的叙述,错误的是( )
A. 科学家应用了转基因技术 B. 培养大肠杆菌需要营养物质
C. 基因被转入大肠杆菌的细胞核中 D. 该技术属于基因工程的范畴
4.观赏植物-藏报春细胞中基因为AA的植株,在20~25°C的环境条件下生长,植株开红花,如果让它在30°C的环境条件下生长,则开白花,这一现象说明( )
A. 生物的性状不受环境影响
B. 生物的性状只受环境影响
C. 生物的性状只受基因影响
D. 生物的性状的表现是基因和环境共同作用的结果
5.水稻是世界上最重要的粮食作物之一,绝大部分水稻都种植在浅水环境中。水稻螟虫是完全变态的昆虫,会对水稻生长造成危害。科研人员将某种基因转入水稻体内可以产生抗虫效果。抗虫水稻运用的生物技术是( )
A. 杂交育种 B. 诱变育种 C. 克隆技术 D. 转基因技术
6.如图是人们猜想将来会出现的一种奇怪生物。假如我们不对下列哪种技术的使用加以限制,这种奇怪的生物就有可能在不久的将来出现( )
A. 发酵技术 B. 克隆技术 C. 转基因技术 D. 组织培养技术
7.下列四组生物性状中,不属于相对性状的是( )
A. B.
C. D.
8.关于基因、性状及其关系的描述,正确的是( )
A. 基因相同,性状一定相同 B. 具有隐性基因的个体,都表现为隐性性状
C. 性状相同,基因组成可能不同 D. 生物体表现出的性状都为显性性状
9.任何生物体都有许许多多的性状,下列相关叙述错误的是( )
A. 人的单眼皮和双眼皮是一对相对性状 B. 生物的性状都是肉眼可以观察的特征
C. 生物性状由基因控制,也受环境影响 D. 孩子的某一性状可以不同于父母双方
10.我国科学家将苏云金杆菌的抗虫蛋白基因导入棉花培育抗虫棉,主要运用的生物技术是( )
A. 杂交育种技术 B. 转基因技术 C. 克隆技术 D. 发酵技术
11.为抵抗番木瓜环斑病毒(PRSV)对番木瓜生产的威胁,科学家将PRSV的部分基因导入番木瓜细胞中,培育出抗PRSV的新品种。下列有关叙述错误的是( )
A. 该过程应用了克隆技术 B. PRSV抗性是可遗传的
C. 该技术改变了普通番木瓜的性状 D. 应用该技术可减少农药的使用
12.科研人员将开蓝色花的风信子中控制蓝色色素合成的类黄酮酶合成基因,导入红色蝴蝶兰植株中,培育出了开蓝色花的蝴蝶兰。以上事实说明( )
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
13.在同一个草场,牛和羊吃同样的食物却表现出不同的性状,其缘故是( )
A. 牛、羊的代谢方式不同 B. 牛、羊的消化和吸取功能不同
C. 牛、羊细胞的基因不同 D. 牛、羊细胞的大小和形状不同
14.原本玫瑰花没有蓝色的,但紫罗兰花有蓝色的。科学家近年培育出了具有紫罗兰花色的玫瑰花,最有可能利用的生物技术是( )
A. 转基因 B. 组织培养 C. 嫁接 D. 克隆
15.喜马拉雅白色家兔生长在30℃以上的条件下,全身长出白毛。若在25℃条件下生长,四肢、尾巴、耳朵、鼻尖等体温较低的部位则长出黑毛,其余部位长出白毛。这说明( )
A. 不同温度条件下决定兔毛色的基因不同 B. 兔的身体不同部位决定毛色的基因不同
C. 兔的毛色只受环境影响与遗传基因无关 D. 兔的毛色是基因与环境共同作用的结果
16.据报道,英国科学家发现了一种叫“固氨醋杆菌”的特殊固氨菌,这种固氨菌的固氨基因植入到某些农作物植株内,使这些作物的细胞具有固氨能力,从而“捕获”空气中的氮。该技术一旦推广运用,将大幅减少氨肥的使用,降低能源消耗,缓解环境压力,下列有关叙述,正确的是( )
A. 固氨醋杆菌和根瘤菌结构相似,都属于单细胞真菌,都能固定空气中的氮
B. 将固氨基因植入农作物植株内,所运用的生物技术是转基因技术
C. 西红柿和小麦、玉米的种子都由受精卵发育而来,都具有种皮和胚
D. 固氨醋杆菌和根瘤菌与农作物的这种密切关联就是共生关系
17.美国同卵双胞胎姐妹嫁给同卵双胞胎兄弟,同卵双胞胎长得几乎一样的原因是( )
A. 来自相同的父母 B. 细胞内所含有的遗传物质几乎一样
C. 生活在相同的环境里 D. 食用相同的食物
18.牛结核病是极易在奶牛间传播的传染病。我国科学家已成功将老鼠的某种基因转移到奶牛体内,使奶牛能抵抗低水平结核杆菌的感染。下列有关说法错误的是( )
A. 将该转基因奶牛大量繁殖,可用克隆技术
B. 该转基因奶牛体内一定不能产生抵抗结核杆菌的物质
C. 转基因技术的原理是基因控制生物的性状
D. 转基因技术会给人类带来一定的负面影响
19.科学家发明了一种新方法,利用基因改造的方法使大肠杆菌拥有制造生物燃料正丁醇的能力。利用大肠杆菌来生产燃料正丁醇,应该是( )
A. 将控制合成正丁醇的基因转移到大肠杆菌体内
B. 将人体细胞的细胞核移植到大肠杆菌体内
C. 将正丁醇注射到大肠杆菌体内
D. 将大肠杆菌放在含有正丁醇的培养基上进行培养
(二)非选择题
20.人的血清蛋白(HAS)在临床上需求量很大,通常从血液中提取。但由于艾滋病病毒等的威胁与日俱增,使人们对血液制品的使用顾虑重重。如果应用转基因技术将人的血清蛋白基因导入奶牛细胞中,进而从牛的乳汁提取血清蛋白,可安全、高效地满足人类需求。如图所示是利用奶牛生产人类血清蛋白的过程示意图,请据图回答问题:
(1)利用转基因技术最终能够在奶牛乳汁中提取出人类血清蛋白,是因为性状是由______控制的。
(2)将③中的细胞核取出,放入去核卵细胞中,再由融合细胞发育成为胚胎,这个技术要点和_________技术很相似,“多莉”羊便是由此技术诞生的,“多莉”羊诞生的生殖方式是______(选填“有性”或“无性”)生殖。
(3)由④细胞发育成奶牛的过程需经过___——————___。将⑤胚胎植入奶牛A的________内,并通过脐带和______与母体进行物质交换。
八,课后练习答案解析
一,单项选择题:
1.【答案】B
【解析】“种瓜得瓜,种豆得豆”说明了亲子代之间在性状上的相似性,属于生物的遗传现象。“一树结果,酸甜各异”说明亲代与子代之间以及子代个体之间在性状上存在差异, 属于变异现象。
“种瓜得瓜,种豆得豆”说明了亲子代之间在性状上的相似性,属于生物的遗传现象。“一树结果,酸甜各异”说明亲代与子代之间以及子代个体之间在性状上存在差异, 属于变异现象。
2.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查生物的性状和相对性状的概念。解答此题的关键是掌握生物的性状和相对性状的概念。
【解答】
①人的惯用右手与惯用左手是同一性状的不同表现形式,是相对性状;
②猫的白毛与蓝眼是两种性状,不是相对性状;
③狐的长尾与短尾是同一性状的不同表现形式,是相对性状;
④水稻和小麦是两种生物,因此水稻的抗稻瘟病与小麦的抗锈病不是相对性状;
⑤豌豆的高茎与矮茎是同一性状的不同表现形式,是相对性状;
⑥番茄和牡丹是两种生物,因此番茄的黄果与牡丹的黄花不是相对性状。
故选:C。
3.【答案】A
【解析】A、研究者将控制人ACE2蛋白合成的基因引入小鼠,从而成功获得易感染新冠病毒的小鼠,操作对象是基因,符合转基因技术的概念。A符合题意。
B、发酵技术是指利用微生物的发酵作用,运用一些技术手段控制发酵过程,大规模的生产发酵产品的技术,不会改变生物基因组成,B不符合题意。
C、组织培养指的是在无菌的情况下,将植物体内的某一部分器官或组织,如茎尖、芽尖、形成层、根尖、胚芽和茎的髓组织等从植物体上分离下来,放在适宜培养基上培养,经过一段时间的生长、分化最后长成一个完整的植株,C不符合题意。
D、“克隆”的含义是无性繁殖,即由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系,该细胞系中每个细胞的基因彼此相同,因此克隆技术是一种常见的无性生殖的方式,不改变生物基因组成的动物繁殖技术,D不符合题意。
故选:A。
4.【答案】B
【解析】解:科学家把一种生物的某个基因转入到另一种生物的遗传物质中,培育出的生物就有可能表现出转入基因所控制的性状,使得这种转入基因的生物发生了能遗传的编译,这一技术被称为转基因技术。因此科学家将鱼的抗冻蛋白基因用生物技术的方法转入番茄的基因组中,使番茄的耐寒能力得到提高,所利用的生物技术是转基因技术。
故选:B。
基因控制性状,把一种生物的某个基因,用生物技术的方法转入到另一种生物的基因组中,培育出的转基因生物,就有可能表现出转入基因所控制的性状,这项技术叫做转基因技术。
掌握现代生物技术的范围和转基因技术的应用是解答此类题目的关键。
5.【答案】C
【解析】解:科学家将H基因(小鼠体内基因)不能正常起作用的小鼠作为实验组,将正常小鼠作为对照组,给它们喂食等量的高脂肪食物,一段时间后,对照组的小鼠变得十分肥胖,而实验组的小鼠体重基本保持正常。实验研究目的是研究小鼠肥胖是否与H基因有关。
故选:C。
分析题干信息:同样摄食的情况下,具有H基因的小鼠肥胖,具有H基因缺陷的实验鼠体重正常,这说明肥胖这一性状是由H基因决定的,解答即可。
本题考查学生的实验设计能力,意在考查学生分析问题和解决问题的能力。
6.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查生物的性状。解答此类题目的关键是知道具体性状是由基因控制的。
【解答】
A、C、D.指纹是人体的形态结构特征,因此指纹是一种性状。而基因控制生物的性状,因此指纹也是由基因控制的。不同的人基因不同,导致不同的人指纹不同,故ACD正确。
B.指纹的形成虽然主要受到遗传影响,但是也有环境因素(5%),当胎儿在母体内发育三至四个月时,指纹就已经形成,儿童在成长期间指纹会略有改变,直到青春期14岁左右时才会定型,故B错误。
故选B。
7.【答案】D
【解析】同一乌龟卵含有相同的基因组成,但在不同温度下,孵化出的龟的表现型不同,说明表现型是基因型和外界环境共同作用的结果。
故选:D。
生物的性状是由基因与环境因素共同作用的结果,乌龟卵的遗传物质相同,而表达的性状不同,是由于外界环境的影响。
动物的性别反转现象说明生物的性状由基因控制,同时又受环境的影响。
8.【答案】C
【解析】解:现在科学家将控制胰岛素合成的基因转到能快速繁殖的大肠杆菌内,依靠大肠杆菌快速繁殖产生大量的胰岛素。因此该技术属于转基因技术,利用羊的乳汁生产人凝血因子应用的是转基因技术。
转基因技术是把一种生物的某个基因,用生物技术的方法转入到另一种生物的基因组中,培育出转基因生物,就可能表现出转基因所控制的性状。
此题考查了现代生物技术,要理解掌握。
9.【答案】D
【解析】解:生物的变异分为可遗传的变异和不遗传的变异。可遗传的变异是由于遗传物质(如染色体、基因等)发生改变引起的,不遗传的变异是环境因素造成的。但是有的生物的变异的原因不是单纯一个,可能是遗传物质和环境因素共同作用的结果。同一株水毛茛,裸露在空气中的叶和浸泡在水中的叶,表现出了两种截然不同的形态,前者呈扁平状而后者深裂呈丝状,这一现象说明生物性状的表现是基因和环境共同作用的结果。
故选:D。
此题考查的是生物与环境的关系。据此回答。
区分可遗传的变异和不遗传的变异,要看遗传物质是否发生了改变。
10.【答案】C
【解析】相对性状是指同种生物同一性状的不同表现类型。狗的长毛与猫的短毛、人的身高与体重、棉花的细绒与长绒,都不属于相对性状,A、B、D均错误;马的栗色毛与白色毛属于同种生物同一性状的不同表现类型,因此属于相对性状,C正确。
故选:C。
相对性状是指同种生物同一性状的不同表现形式,如豌豆的花色有红色和白色、种子的形状有圆粒和皱粒、人的眼皮有双眼皮和单眼皮等。
关键是熟记同种生物同一性状的不同表现形式称为相对性状。解答时可以从相对性状的概念方面来切入。
11.【答案】B
【解析】科学家将人的干扰素基因导入大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素,降低成本并实现了工厂化生产,这种生产干扰素的方法运用的生物技术是转基因技术。
(二)非选择题
12.【答案】(1)杀虫毒素基因 外源 (2)植物体(或体细胞) 受精卵 (3)B (4)不一定 目的基因在受体细胞中不一定能成功表达
【解析】(1)科学家把一种生物的某个基因转入另一种生物的基因组中,培育出的生物就有可能表现出转入基因所控制的性状,这一技术被称为转基因技术。从苏云金杆菌中提取的物质A为杀虫毒素基因,它在转基因技术中被称为外源基因。(2)(3)在此过程中,将物质A导入普通烟草的体细胞或它的受精卵内。在烟草B和烟草C的细胞中,更有可能含有杀虫毒素的是烟草B的细胞。(4)烟草B的染色体上含有抗虫基因,说明目的基因导人受体细胞,但目的基因在受体细胞中不一定能成功表达,烟草B也不一定会表现出抗虫性状。
九,拓展提升答案解析
一,单项选择题:
1.【答案】B
【解析】解:基因控制性状,把一种生物的某个基因,用生物技术的方法转入到另一种生物的基因组中,培育出的转基因生物,就有可能表现出转入基因所控制的性状,这项技术叫做转基因技术。我国科学家成功地将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛中,使它呈现出自然界没有的颜色变异,大大提高了它的观赏价值。该过程所利用的生物技术主要是转基因技术。
故选:B。
转基因技术是指运用科学手段从某种生物中提取所需要的基因,将其转入另一种生物中,使与另一种生物的基因进行重组,从而产生特定的具有变异遗传性状的物质。
利用转基因技术的原理解决实际问题,转基因技术就是对动植物的遗传基因进行有目的改造。
2.【答案】D
【解析】解:叶绿素只有在有光的条件下才能形成。萝卜的根长在地上的部分能接受光的照射,能够形成叶绿素,故颜色是绿色的;而埋在土里的地下部分不能够接收到阳光的照射,不能形成叶绿素,因而是白色的。生物的性状是由遗传因子控制的,萝卜的遗传物质相同,而表达的性状不同,是由于外界环境的影响,遗传物质没有改变。因此,生物的性状是由基因与环境因素共同作用的结果。
故选:D。
同一植株的不同体细胞含有相同的基因组成,但由于所处的环境不同导致的表现型不同。
解答此类题目的关键是理解基因的显性与隐性以及基因控制生物的性状。
3.【答案】C
【解析】解:AD、科学家把控制合成胰岛素的基因转入大肠杆菌后,对大肠杆菌进行大规模培养,使之大量生产胰岛素,该生产过程利用了转基因技术,属于基因工程的范畴,AD正确。
B、大肠杆菌的培养需要营养物质,B正确。
C、大肠杆菌是细菌,只有DNA集中的区域,没有成形的细胞核,因此科学家把胰岛素基因转入大肠杆菌的DNA中,C错误。
故选:C。
转基因技术是指运用科学手段从某种生物中提取所需要的基因,将其转入另一种生物中,使与另一种生物的基因进行重组,从而产生特定的具有变异遗传性状的物质。利用转基因技术可以改变动植物性状,培育新品种。也可以利用其它生物体培育出期望的生物制品,用于医药、食品等方面。
解答此类题目的关键是理解掌握转基因技术的原理和应用。
4.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查基因控制生物的性状和环境因素对生物的影响。此题关键是理解生物体的性状由基因控制,但同时也受环境的影响。
【解答】
生物的特征是由遗传物质决定的。生物的某个具体性状是由基因控制的。基因是决定生物性状的最小单位。不同的基因贮存着不同的遗传信息,也就是说生物表现出的不同特征是由不同的基因控制的。但有些生物的性状又会受到环境的影响。如南方与北方环境因素中温度差别较大,而温度影响生物的分布、生长和发育。柑橘是热带水果,它的生长需要较高的温度,南方温度高适合柑橘生长;而北方温度较低,不适宜柑橘生长,会影响柑橘的色泽、口感品质。也就是说生物表现出的不同特征是由不同的基因控制的。但有些生物的性状又会受到环境的影响。故D符合题意。
故选D。
5.【答案】D
【解析】将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中,由于导入基因的表达,引起生物体的性状的可遗传的修饰,这一技术称之为转基因技术。人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、“遗传转化”均为转基因的同义词。经转基因技术修饰的生物体在媒体上常被称为“遗传修饰过的生物体”,所以科研人员将某种基因转入水稻体内可以产生抗虫效果,培育出了抗虫水稻,科学家采用的生物技术是转基因技术。
故选:D。
基因工程技术的原理是基因重组,与传统的杂交育种相比,基因工程能按照人们的意愿,克服远缘杂交不亲和的障碍,培育出作物新品种。将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法,最后采用植物组织培养技术将受体细胞培养成转基因植株。
人们对遗传和变异的认识,随着科学的发展,已逐渐深入到基因水平,转基因技术就是人们研究的成果。
6.【答案】C
【解析】若将鹿的控制其头部性状的基因用生物技术的方法转移到企鹅的受精卵中,可能培育出转基因企鹅。由于企鹅体内具有控制鹿头部性状的基因, 因此企鹅的头部就像鹿。
7.【答案】B
【解析】玉米和大豆不属于同种生物,B选项中的生物性状不是相对性状。
8.【答案】C
【解析】解:A、生物的性状受基因控制,但也受环境影响,环境条件能影响某些性状的表现,比如同一种种子,种在不同的土壤里,最终结出的种子大小可能不同,A错误;
B、当控制生物性状的一对基因一个是显性一个是隐性时(Aa),显示显性基因控制的显性性状;B错误;
C、性状表现相同,基因组成不一定相同,如单眼皮和双眼皮是一对相对性状,双眼皮为显性,基因组成为AA或Aa,C正确;
D、当控制生物性状的一对基因一个是显性一个是隐性时,显示显性基因控制的显性性状;当控制生物性状的一对基因都是隐性基因,显示隐性性状,D错误。
故选:C。
(1)性状是指生物体所有特征的总和,任何生物都有许许多多性状,有的是形态结构特征,如豌豆种子的颜色、形状;有的是生理特征,如人的ABO血型、植物的抗病性、耐寒性;有的是行为方式,如狗的攻击性、服从性等等。
(2)生物的特征是由遗传物质决定的,生物的某个具体性状是由基因控制的。基因是决定生物性状的最小单位。
解答此类题目的关键是熟记生物的性状是由基因决定的。
9.【答案】B
【解析】解:A、人的双眼皮和单眼皮,是同一性状的不同表现形式,因此属于相对性状,正确。
B、生物的性状有的肉眼可以观察到的特征,如形态结构、行为方式等,有的肉眼看不到,如人的ABO血型等是肉眼看不到,错误。
C、生物体的性状既受基因控制,又受环境的影响,正确。
D、孩子的某一性状可以不同于父母双方属于变异,正确。
故选:B。
遗传学中把生物体所表现的形态结构、生理特征和行为方式等统称为性状;性状是指生物体所有特征的总和。性状的遗传实质上是亲代通过生殖细胞把基因传递给了子代,而不是把性状传递给了子代,生物体的各种性状是受基因控制的。
掌握性状的概念是解题的关键。
10.【答案】B
【解析】解:转基因技术是指运用科学手段从某种生物中提取所需要的基因,将其转入另一种生物中,使与另一种生物的基因进行重组,从而培育出转基因生物。我国科学家将苏云金杆菌的抗虫蛋白基因导入棉花培育抗虫棉,这种技术叫转基因技术。
故选:B。
现代生物技术一般包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程;克隆技术属于细胞工程,转基因技术属于基因工程。
解答此类题目的关键是熟知生物技术的应用和实例。
11.【答案】A
【解析】A、科学家将PRSV的部分基因导入番木瓜细胞中,并使之产生可预期的、定向的遗传改变,属于转基因技术,A错误。
B、根据题意科学家将PRSV的部分基因导入番木瓜细胞中,培育出抗PRSV的新品种,可知PRSV抗性是可遗传的,B正确。
C、根据题意可知该技术改变了普通番木瓜的性状,C正确。
D、培育出抗PRSV的新品种,可以抵抗番木瓜环斑病毒对番木瓜生产的威胁,因此可以减少农药的使用,D正确。
故选A。
12.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查基因控制性状以及转基因技术相关知识。解题的关键是理解基因控制性状以及转基因技术
【解答】
科研人员将开蓝色花的风信子中控制蓝色色素合成的类黄酮酶合成基因,导入红色蝴蝶兰植株中,培育出了开蓝色花的蝴蝶兰,说明基因控制性状的表现,该技术属于转基因技术。
故选A。
13.【答案】C
【解析】解:A.牛和羊新陈代谢方式与性状无关,A不符合题意;
B..牛和羊消化功能与性状无关,B也不符合题意;
C.牛和羊细胞中染色体上的决定肉质的基因不同。所以牛和羊的肉质不同,C符合题意;
D.牛和羊的细胞大小和形状不同不能决定牛和羊的性状,D不符合题意。
故选:C。
基因是指染色体与生物性状相关的小单位;性状是指生物的形态特征,生理特性和行为方式。性状是由基因控制的。牛肉是牛细胞内的决定牛肉的基因控制的,羊肉是羊细胞内的决定羊肉的基因控制的。
本题考查牛和羊的肉质这一性状,回答这一问题首先要搞清楚性状是由基因控制的。不同的基因控制不同的性状。牛肉是牛细胞内的决定牛肉的基因控制的,羊肉是羊细胞内的决定羊肉的基因控制的。
14.【答案】A
【解析】具有紫罗兰花色的玫瑰花最可能是科学家将紫罗兰的蓝花色基因转入玫瑰花中获得的,所利用的生物技术是转基因技术。
15.【答案】D
【解析】【分析】
此题考查了影响生物性状表达的因素。解答此类题目的关键是运用所学知识对某些自然现象做出科学的解释。
【解答】
正常的喜马拉雅兔体内没有能够表达黑毛的基因,是变异导致长黑毛,即变异影响了基因的传递。生物的性状是由遗传基因控制的,因此正常的喜马拉雅兔是白毛。但喜马拉雅白色家兔生长在30℃以上的条件下,全身长出白毛。若在25℃条件下生长,四肢、尾巴、耳朵、鼻尖等体温较低的部位则长出黑毛,其余部位长出白毛。说明生物的性状表现还受环境因素的影响。即环境对遗传基因的表达有影响,但并不导致遗传基因组成的改变。因此以上事例说明生物性状的表现是基因和环境条件共同决定的。D正确。
故选D。
16.【答案】B
【解析】A、固氮醋杆菌和根瘤菌结构相似,都属于细菌而不是真菌,A错误;
B、将固氮基因植入农作物植株内,所运用的生物技术是转基因技术,B正确;
C、西红柿是果实是由子房发育而来,而不是由受精卵发育而来,C错误;
D、根瘤菌与农作物的密切关联是共生关系,而固氨醋杆菌固氨菌的固氨基因植入到某些农作物植株内,不是共生关系,D错误。
故选:B。
(1)细菌的基本结构有细胞壁、细胞膜、细胞质和DNA集中的区域,没有成形的细胞核,没有叶绿体。
(2)基因技术是指运用科学手段从某种生物中提取所需要的基因,将其转入另一种生物中,使与另一种生物的基因进行重组,从而产生特定的具有变异遗传性状的物质。
(3)
解答此类题目的关键是掌握转基因技术原理和应用以及现代生物技术的应用。
17.【答案】B
【解析】同卵双胞胎出自同一个受精卵, 这个受精卵分裂产生两个细胞,由这两个细胞形成两个胚胎,因此他们细胞内的遗传物质几乎一样。
同卵双胞胎出自同一个受精卵, 这个受精卵分裂产生两个细胞,由这两个细胞形成两个胚胎,因此他们细胞内的遗传物质几乎一样。
18.【答案】B
【解析】将老鼠的某种基因转移到奶牛体内,使奶牛体内产生了抵抗结核杆菌的物质,B错误。
19.【答案】A
【解析】科学家利用转基因技术,把控制合成正丁醇的基因转入大肠杆菌体内, 使这些细菌能够生产正丁醇。
(二)非选择题
20.【答案】(1)基因;
(2)克隆;无性;
(3)细胞的分裂、生长和分化;子宫;胎盘。
【解析】(1)转基因技术是把一种生物的某个基因,用生物技术的方法转入到另一种生物的基因组中,培育出转基因生物,就可能表现出转基因所控制的性状。由于生物的性状都是由基因控制的,因此利用转基因技术最终能够在奶牛乳汁中提取出人类血清蛋白。
(2)将③中的细胞核取出,放入去核卵细胞中,再由融合细胞发育成为胚胎,这个技术要点和克隆技术很相似,“多莉”羊便是由克隆技术诞生的,克隆是由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系,该细胞系中每个细胞的基因彼此相同,故克隆技术是一种常见的无性生殖的方式。
(3)由④细胞发育成奶牛的过程需先经过细胞的分裂、生长和分化,从而形成不同的组织和器官以及系统。将⑤胚胎植入奶牛A的子宫内,并通过脐带和胎盘与母体进行物质交换。
故答案为:
(1)基因;
(2)克隆;无性;
(3)细胞的分裂、生长和分化;子宫;胎盘。
转基因技术是把一种生物的某个基因,用生物技术的方法转入到另一种生物的基因组中,培育出转基因生物,就可能表现出转基因所控制的性状。
基因是控制生物性状的遗传物质的基本结构单位和功能单位,生物的性状都是由基因控制的。
应用转基因技术可以改变生物性状,培育新品种。也可以利用其它生物体培育出人类所需要的生物制品,用于医药、食品等方面。
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