第4章 生命的起源与变化 分节讲义 2026-2027学年浙教版科学九年级上册

第4章 生命的起源与变化 分节讲义 第1节 生命的起源 一、情境导入 1953年，23岁的美国青年米勒在实验室里搭建了一个古怪的玻璃装置：瓶里装着甲烷、氨气、氢气和水蒸气，通上电极模拟原始闪电。仅仅一周后，瓶子里清澈的水变成了棕黄色——里面竟然出现了多种氨基酸。这个震惊世界的实验，第一次在实验室里证明了“生命的零件”可以从无机物中自发产生。那么，原始地球究竟长什么样？生命又是怎样从一锅“原始热汤”中一步步诞生的？让我们走进本节，追寻生命起源的化学之路。 二、知识点填空 1. 地球诞生于约______亿年前。早期地球表面覆盖炽热的______，内部呈熔融状态。 2. 随着地球冷却，岩浆喷发释放的水蒸气、氢气、甲烷、二氧化碳、硫化氢等构成了非常稀薄的原始大气。与现代大气相比，原始大气中没有______。 3. 目前已知最早的生命痕迹，其生存年代大约在______亿年前。 4. 地质年代由老到新依次为：太古代→______→古生代→______→新生代。其中，裸子植物和爬行动物繁盛的是______代，鸟类、哺乳动物和被子植物出现、人类诞生的是______代。 5. 1688年，意大利医生______用实验证明“腐肉生蛆”是蝇类产卵的结果；1862年，法国科学家______设计了著名的“鹅颈瓶实验”，彻底推翻了生命的“自然发生说”。 6. 1953年，美国科学家______在实验室模拟原始地球条件，将甲烷、氨、氢气、水蒸气等气体加热、放电，结果产生了______。 7. 生命起源的“海洋化学起源说”认为，原始生命的形成经历了四个阶段：原始大气（无机小分子）→______→有机大分子→______→原始生命。 8. 原始生命诞生的摇篮是______。 三、知识点讲解 知识点1 地球的演化与原始大气 地球起源和太阳系形成密切相关。太阳约50亿年前诞生，原始太阳系星云坍缩、凝聚形成地球。早期地球因陨石撞击和自身收缩，温度不断上升，表面覆盖炽热岩浆。 后来在自转和重力作用下，物质分层：密度大的下沉，密度小的上升，形成地壳、地幔、地核。温度下降后，固态地壳逐渐形成。高温岩浆喷发释放水蒸气、氢气、甲烷、二氧化碳、硫化氢等，构成原始大气。水蒸气凝结成雨降落到地表，汇成原始海洋，地球进入“海洋时代”。 【关键对比】原始大气与现代大气的最大区别：原始大气中没有游离的氧气（O₂），而现代大气约含21%的氧气。 【例题1】 原始地球的大气成分与现在地球大气成分相比，最显著的不同是原始大气中（ ） A. 有甲烷，无氢气 B. 有氨气，无水蒸气 C. 无氧气 D. 无二氧化碳 【解析】原始大气由火山喷发释放的水蒸气、氢气、甲烷、二氧化碳、硫化氢等组成，其中不含游离态氧气。现代大气约含21%氧气。甲烷、氨气、水蒸气、二氧化碳在原始大气中均存在。 【答案】C。原始大气最显著的特点是没有氧气。 【变式1-1】下列气体中，不属于原始大气成分的是（ ） A. 甲烷 B. 氧气 C. 氨气 D. 氢气 【变式1-2】原始地球为生命起源提供的能量条件主要是（ ） A. 地热、火山喷发 B. 雷电、紫外线、宇宙射线 C. 核能 D. 阳光中的红外线 【变式1-3】原始海洋在生命起源中的地位是（ ） A. 原始生命诞生的摇篮 B. 完全没有作用 C. 只起到冷却作用 D. 产生氧气的场所 知识点2 从“自然发生说”到巴斯德实验 早期人们基于生活经验认为生命可由非生命物质直接产生，即“自然发生说”，如“腐草化萤”“腐肉生蛆”。 1688年，意大利医生雷迪用密封与敞口瓶对比实验，证明腐肉生蛆是苍蝇产卵所致，对自然发生说提出异议。 1862年，法国科学家巴斯德设计“鹅颈瓶实验”：将肉汤煮沸后装入鹅颈瓶，瓶颈弯曲但与空气相通。空气可进入，但空气中的微生物沉积在弯曲处。静置后肉汤不腐败；打断瓶颈后，空气中微生物直接落入，肉汤很快变质。该实验证明：使肉汤腐败的是空气中已存在的微生物，而非肉汤自发产生微生物。 结论：生物只能来自生物（“一切生命来自生命”），生命的“自然发生说”被彻底推翻。 【例题2】 巴斯德鹅颈瓶实验中，打断瓶颈前肉汤不变质，打断后肉汤很快变质。下列解释正确的是（ ） A. 打断瓶颈后温度升高 B. 空气中的微生物进入肉汤 C. 肉汤自身产生了微生物 D. 瓶颈中有细菌被倒出 【解析】鹅颈瓶弯曲处使空气能进入，但空气中的微生物沉积在瓶颈弯曲处，无法到达肉汤。打断瓶颈后，空气不经弯曲处直接进入，微生物落入肉汤大量繁殖，导致肉汤变质。这证明微生物来自空气而非肉汤自发产生。 【答案】B。打断瓶颈后空气中的微生物直接进入肉汤，大量繁殖使肉汤腐败。 【变式2-1】雷迪实验中将一个瓶口封口、另一个敞口，其变量是（ ） A. 肉块大小 B. 苍蝇能否接触到肉 C. 温度 D. 瓶子颜色 【变式2-2】巴斯德实验中肉汤先加热煮沸的目的是（ ） A. 使肉汤更香 B. 杀死肉汤中原有的微生物 C. 蒸发水分 D. 增加营养 【变式2-3】“自然发生说”被推翻后，人们认识到（ ） A. 生命可以随时从非生命物质中产生 B. 生物只能来自已存在的生物 C. 地球上最初的生命也是凭空出现的 D. 微生物不需要营养就能生存 知识点3 米勒实验与海洋化学起源说 1953年，美国科学家米勒模拟原始地球条件：在密闭装置中通入甲烷、氨、氢气、水蒸气（模拟原始大气），通过加热产生沸水蒸汽，通过电极放电模拟原始闪电。一周后，对装置底部水溶液进行分析，发现了多种氨基酸。后续实验证明，构成生物体的20种氨基酸以及有机酸、尿素等均可在类似条件下产生。 在此基础上，科学家提出“海洋化学起源说”，认为生命起源经历四个阶段： 第一步：原始大气（甲烷、氢气、氨、水蒸气等无机小分子）在雷电、紫外线、宇宙射线作用下→有机小分子（氨基酸、核苷酸等）； 第二步：有机小分子随雨水汇入原始海洋，经长期相互作用→有机大分子（蛋白质、核酸等）； 第三步：有机大分子经浓缩、凝聚形成多分子体系（外面有一层膜与海水隔开）； 第四步：多分子体系在原始海洋中经漫长复杂变化→原始生命（能生长、繁殖、遗传）。 原始海洋就像一锅稀薄的热汤，为有机物的积累和相互作用提供了场所，被称为“生命诞生的摇篮”。目前大多数科学家认同这一假说。 【例题3】 米勒实验装置中，通入甲烷、氨、氢气、水蒸气并进行火花放电。下列叙述错误的是（ ） A. 甲烷、氨、氢气模拟原始大气成分 B. 火花放电模拟原始地球上的闪电 C. 实验结果产生了多种氨基酸 D. 该实验证明了原始生命已经在实验室中产生 【解析】米勒实验仅证明了在原始地球条件下，无机小分子可以生成有机小分子（氨基酸），这只是生命起源化学进化的第一步。原始生命的形成需要经历有机大分子、多分子体系等极其漫长的过程，实验并未证明原始生命已经产生。 【答案】D。米勒实验证明的是从无机小分子到有机小分子的过程，并未产生原始生命。 【变式3-1】米勒实验后，对装置中溶液进行取样分析，检测到的有机物主要是（ ） A. 葡萄糖 B. 氨基酸 C. 蛋白质 D. 核酸 【变式3-2】根据海洋化学起源说，原始生命诞生的先后顺序是（ ） A. 无机小分子→有机大分子→有机小分子→原始生命 B. 无机小分子→有机小分子→有机大分子→多分子体系→原始生命 C. 有机小分子→无机小分子→原始生命 D. 原始生命→有机大分子→有机小分子 【变式3-3】现在的地球上还能再形成原始生命吗？下列说法正确的是（ ） A. 能，因为条件与原始地球相同 B. 不能，因为现在地球大气中有氧气、环境条件已改变，且有现存生物的消耗 C. 能，每天都在产生新生命 D. 不能，因为地球上没有水了 四、课堂练习 1. 下列关于原始地球环境的叙述，正确的是（ ） A. 原始大气中含有丰富的氧气 B. 原始地球表面一开始就有大片海洋 C. 原始地球温度很高，表面覆盖岩浆 D. 原始地球上已经有复杂的生命 2. 原始大气中的有机物随雨水进入原始海洋后，经过漫长岁月，逐渐形成更复杂的大分子。这一观点属于（ ） A. 神创论 B. 自然发生说 C. 海洋化学起源说 D. 宇生论 3. 巴斯德的鹅颈瓶实验推翻了“自然发生说”，是因为该实验证明了（ ） A. 肉汤中天然含有微生物 B. 使肉汤腐败的微生物来自空气 C. 微生物可以在真空中生存 D. 加热不能杀死微生物 4. 米勒实验为生命起源的哪个阶段提供了证据？（ ） A. 无机小分子→有机小分子 B. 有机小分子→有机大分子 C. 有机大分子→多分子体系 D. 多分子体系→原始生命 5. 判断题：原始大气中存在氧气，所以原始生命诞生于原始大气中。（ ） 6. 填空题：地质年代中，距今约2.5亿～0.65亿年前的______代，是裸子植物和爬行动物繁盛的时代；0.65亿年至今的______代，哺乳动物和被子植物繁盛，人类诞生。 7. 材料分析：1969年，科学家在澳大利亚陨石中发现了多种氨基酸。有人据此提出“生命来自外太空”的假说。请回答： （1）陨石中发现氨基酸能为生命起源提供什么线索？ （2）米勒实验与陨石中发现氨基酸，分别从什么角度支持生命起源的研究？ 8. 简答题：为什么说原始海洋是“生命诞生的摇篮”？请从物质积累和环境保护两个角度分析。 9. 实验探究：某同学设计了如下实验探究“腐肉能否自然生蛆”：取两个相同的广口瓶，各放一块相同的新鲜猪肉。甲瓶用纱布封口，乙瓶敞口。两瓶放在相同环境中，连续观察5天。 （1）该实验的变量是____________。 （2）预期结果：______瓶中猪肉会出现蛆虫。 （3）实验结论：____________。 五、课后练习 1. 下列关于地球演化历程的排序，正确的是（ ） ①出现原始生命 ②形成地壳地幔地核 ③原始大气形成 ④原始海洋形成 A. ①②③④ B. ②③④① C. ③②④① D. ④③②① 2. 在原始地球条件下，氨基酸分子生成的场所是（ ） A. 原始大气 B. 原始海洋 C. 原始陆地 D. 火山口 3. 下列各项中，除哪项外均是米勒实验成功的条件？（ ） A. 模拟原始大气成分 B. 模拟闪电放电 C. 模拟原始海洋 D. 模拟现代大气成分 4. 从“腐草化萤”到巴斯德实验，人类对生命起源的认识经历了漫长过程。下列说法正确的是（ ） A. “腐草化萤”有科学依据 B. 雷迪实验彻底否定了神创论 C. 巴斯德实验证明生物只能来自生物 D. 自然发生说至今仍被认可 5. 填空题：生命起源的“海洋化学起源说”将生命起源分为四个阶段，其中第一个阶段是由______生成______，米勒实验为这一阶段提供了实验证据。 6. 材料分析题：阅读材料，回答问题。 材料一：20世纪70年代，科学家在东太平洋洋底发现了“黑烟囱”热泉口。这里水温高达350℃，富含硫化氢和金属元素，周围生存着大量嗜热细菌、管水母等生物。 材料二：有学者提出，生命可能起源于深海热泉口而非原始海洋表面。 （1）米勒实验模拟的是原始地球表面的条件，而“热泉口说”认为生命可能起源于深海。你认为热泉口能为生命起源提供哪些有利条件？（写出两点） （2）“热泉口说”与“海洋化学起源说”是否矛盾？为什么？ 7. 开放题：有人说“既然巴斯德证明了生物只能来自生物，那么最早的生命一定是神创造的。”你是否同意这一观点？请结合米勒实验和海洋化学起源说谈谈你的看法。 8. 综合题：原始地球与现代地球环境有很大差异。请完成下表对比： | 比较项目 | 原始地球 | 现代地球 | | 大气成分 | （1）______ | 含氮气、氧气等 | | 温度 | 很高，表面有岩浆 | 适宜 | | 海洋 | （2）______ | 化学成分相对稳定 | | 生命 | （3）______ | 丰富多彩 | 9. 推理题：在米勒实验之后，科学家又模拟原始地球条件成功合成了蛋白质、核酸等生物大分子。但至今仍没有科学家在实验室中制造出“活细胞”。你认为从有机大分子到原始生命，还需要解决哪些关键问题？（写出两点） 六、参考答案与详解 【知识点填空答案】 1. 50；岩浆。 2. 氧气。 3. 38。 4. 元古代；中生代；中生；新生。 5. 雷迪；巴斯德。 6. 米勒；氨基酸。 7. 有机小分子（氨基酸等）；多分子体系。 8. 原始海洋。 【课堂练习答案与详解】 1. C。原始地球早期温度很高，表面覆盖炽热岩浆，原始大气中没有氧气，海洋是后来才形成的，当时没有生命。 2. C。海洋化学起源说认为有机物在原始海洋中逐渐形成大分子并最终演变为原始生命。 3. B。鹅颈瓶实验证明使肉汤变质的微生物来自空气，而非肉汤自发产生，从而推翻了自然发生说。 4. A。米勒实验仅证明了从无机小分子生成有机小分子（氨基酸）这一阶段。 5. ×。原始大气中没有氧气，原始生命诞生于原始海洋而非原始大气。 6. 中生；新生。 7.（1）说明构成生命的有机物（氨基酸）在宇宙中广泛存在，地球外天体也可能存在有机分子，为“生命物质可能来自太空”提供了线索。（2）米勒实验从“地球自身条件下能否产生有机物”角度提供实验证据；陨石中发现氨基酸从“宇宙中天然存在有机物”角度提供证据，二者相互补充。 8. 物质积累角度：原始海洋为有机物提供了汇集和相互作用的场所，雨水将有机物不断冲入海洋，使其浓度逐渐升高；环境保护角度：海水阻挡了紫外线等对原始生命的杀伤，为生命诞生提供了相对稳定、安全的环境。 9.（1）苍蝇（昆虫）能否接触到肉块。（2）乙（敞口瓶）。（3）腐肉生蛆是苍蝇在肉上产卵孵化所致，蛆不是肉自发产生的。 【课后练习答案与详解】 1. B。地球先形成内部圈层（地壳地幔地核），然后火山喷发形成原始大气，水蒸气凝结形成原始海洋，最后出现原始生命。 2. A。氨基酸是在原始大气中通过雷电、紫外线作用由无机物合成的，随后随雨水汇入海洋。 3. D。米勒实验模拟的是原始大气（无氧气），而非现代大气。 4. C。巴斯德实验证明生物只能来自生物，彻底推翻自然发生说。雷迪实验仅提出异议，并未否定神创论。 5. 无机小分子；有机小分子（氨基酸）。 6.（1）热泉口提供持续的化学能量（硫化氢等）、丰富的矿物质、相对稳定温暖的环境，且深海可避免紫外线杀伤。（2）不矛盾。热泉口说可看作对海洋化学起源说的补充，即生命起源的具体场所可能在深海热泉口而非海洋表面，二者都主张由非生命物质经化学进化产生生命。 7. 不同意。巴斯德实验推翻的是“在现代条件下生命可随时从非生命物质自发产生”的观点，而非否定原始地球条件下经过漫长化学进化产生生命的可能性。米勒实验已证明无机物可在原始条件下生成有机物，海洋化学起源说给出了从无机物到原始生命的合理途径。最早的生命正是在原始地球特殊条件下经亿万年化学进化产生的，无需借助神创论。 8.（1）主要由水蒸气、氢气、甲烷、氨、二氧化碳、硫化氢组成，无氧气。（2）逐渐汇集，有机物含量丰富，是“原始热汤”。（3）尚未出现生命。 9. 从有机大分子到原始生命还需解决：①生物膜（界膜）的形成，将生命体系与外界环境分隔开；②自我复制体系的建立（如核酸的复制）；③新陈代谢体系的形成，能够从外界获取能量；④遗传密码的起源等。（答出两点即可） 第2节 生物的进化 一、情境导入 1835年，年轻的达尔文随“贝格尔号”军舰抵达加拉帕戈斯群岛。他发现岛上有十几种地雀，它们的喙形各不相同：有的粗壮坚硬适合啄食大种子，有的细长尖锐适合啄食昆虫。而在辽阔的南美洲大陆上，却看不到这样多样的地雀。达尔文敏锐地意识到：这些地雀可能源自共同祖先，因各岛屿食物不同而逐渐分化。这一观察成为他后来创立进化论的关键线索。生物为什么会进化？有哪些证据？进化的方向由什么决定？本节将一一解答。 二、知识点填空 1. 生物进化最直接、最重要的证据是______。它是生物的遗体、______或生活遗迹，经过长期复杂变化形成的。 2. 在越古老的地层中，成为化石的生物结构越______，种类越______；在越晚近的地层中，成为化石的生物结构越______，种类越______。 3. 始祖鸟既有鸟类的特征（如身体长满______，前肢变成翼），又有爬行类的特征（如翼上有______，还有一条长尾），是______类和______类之间的过渡类型。 4. 法国博物学家拉马克提出“______”理论，认为生物进化的原因是生物本身存在由低级向高级发展的意愿，且______的性状可以遗传给后代。 5. 1859年，达尔文发表《______》，提出了以______为核心的生物进化理论。其核心内容包括：过度繁殖、______、遗传变异、______。 6. 生物进化的总体趋势是：由简单到______，由低等到______，由水生到______。 7. 最早出现的生物是______生物（原核/真核），后来才出现______生物。 8. 人类和类人猿的共同祖先是______。少女“露西”化石距今约______万年，是目前所知人类最早祖先之一。 三、知识点讲解 知识点1 化石——生物进化最直接的证据 化石是生物的遗体、遗物或生活遗迹，由于某种原因被埋藏在地层中，经过长期（一般数百万年）的复杂变化形成的。骨骼、牙齿等坚硬部分最易形成化石。 地层就像一本书的书页，一层一层沉积岩记录着地球生物的进化史。研究发现：形成较早的古老地层中，化石生物种类少、结构简单；形成较晚的地层中，化石生物种类多、结构复杂。这说明生物是不断进化的。 马的化石系列清晰展示了同一类生物的进化历程：始祖马（体形小、前肢四趾、生活在丛林）→三趾马（体形增大、前后肢三趾）→近代马（体形大、单趾/蹄、适应草原奔跑）。马的进化说明：同一种生物会因生存环境变化而不断进化。 更重要的是过渡类型化石。始祖鸟（约1.5亿年前）既有鸟类特征（体表羽毛、前肢成翼），又有爬行类特征（翼上有爪、长尾），是爬行类进化到鸟类的过渡类型，证明鸟类起源于古代爬行类。1996年我国辽宁发现的孔子鸟化石也支持这一结论。 【例题1】 在某地地质剖面中，甲地层发现恐龙蛋化石，乙地层发现三叶虫化石，丙地层发现始祖鸟化石。按地质年代由老到新排序正确的是（ ） A. 甲→乙→丙 B. 乙→甲→丙 C. 丙→甲→乙 D. 乙→丙→甲 【解析】三叶虫是古生代的代表生物，出现最早；恐龙是中生代的代表生物，出现在古生代之后；始祖鸟是原始鸟类，出现在中生代侏罗纪，晚于恐龙繁盛期。因此由老到新为：三叶虫（乙）→恐龙蛋（甲）→始祖鸟（丙）。 【答案】B。乙（三叶虫，古生代）→甲（恐龙，中生代早期）→丙（始祖鸟，中生代侏罗纪）。 【变式1-1】下列关于化石的叙述，错误的是（ ） A. 化石是生物的遗体、遗物或生活遗迹 B. 古老地层中的化石生物结构较简单 C. 所有生物都能形成化石 D. 化石是研究生物进化最直接的证据 【变式1-2】始祖鸟化石证明了（ ） A. 鸟类起源于古代爬行类 B. 爬行类起源于鸟类 C. 哺乳动物起源于鸟类 D. 鸟类和爬行类没有亲缘关系 【变式1-3】从始祖马到近代马的进化过程中，下列变化趋势正确的是（ ） A. 体形由大变小，趾数由多变少 B. 体形由小变大，趾数由多变少 C. 体形和趾数都不变 D. 体形由小变大，趾数由少变多 知识点2 生物进化的其他证据 除化石外，科学家还从以下方面找到进化证据： （1）比较解剖学证据：同源器官——起源相同、结构和部位相似而形态功能不同的器官，如人的上肢、蝙蝠的翼手、鲸的鳍、马的前肢，骨骼结构基本一致，说明这些动物由共同祖先进化而来。 （2）胚胎学证据：脊椎动物（鱼、蝾螈、龟、鸡、猪、牛、兔、人）的早期胚胎都有鳃裂和尾，外形相似，说明它们有共同的原始祖先。 （3）分子生物学证据：不同生物间蛋白质（如细胞色素c）和DNA的差异越小，亲缘关系越近。 【例题2】 鸟的翼、蝙蝠的翼手、鲸的鳍和人的上肢，从外形和功能上看很不相同，但内部骨骼结构却基本一致。这一事实可作为生物进化的什么证据？（ ） A. 化石证据 B. 比较解剖学证据 C. 胚胎学证据 D. 分子生物学证据 【解析】这些器官起源相同、结构部位相似而形态功能不同，称为同源器官。通过比较不同生物同源器官的结构来推断亲缘关系，属于比较解剖学证据。 【答案】B。同源器官的比较是比较解剖学的核心证据。 【变式2-1】鱼、蛙、鸡、猪和人的早期胚胎在发育初期都很相似，都有鳃裂和尾。这属于生物进化的（ ） A. 化石证据 B. 比较解剖学证据 C. 胚胎学证据 D. 分子生物学证据 【变式2-2】科学家比较人和黑猩猩的细胞色素c氨基酸序列，发现差异极小；而人与酵母菌的差异较大。这说明（ ） A. 人与黑猩猩亲缘关系近 B. 人与酵母菌有共同祖先 C. 黑猩猩由人进化而来 D. 蛋白质序列与进化无关 【变式2-3】下列哪项不属于生物进化的证据？（ ） A. 始祖鸟化石 B. 人的上肢与蝙蝠翼的骨骼比较 C. 不同动物早期胚胎的比较 D. 不同生物生活习性的直接比较 知识点3 拉马克用进废退学说与达尔文自然选择学说 拉马克（法国，19世纪初）的“用进废退”学说： ①生物不是神造的，而是由更古老的生物进化来的；②生物由低等向高等发展；③生物各种适应性特征的形成是由于“用进废退”和“获得性遗传”。即经常使用的器官会发达，不用则退化，且这种后天获得的性状可以遗传给后代。例如他认为长颈鹿祖先因努力伸长颈子吃高处树叶，颈逐渐变长并遗传给后代。 缺陷：认为后天获得的性状可以遗传，这一观点已被现代遗传学否定。 达尔文（英国，1859《物种起源》）的自然选择学说： 核心内容四点： ①过度繁殖：生物普遍具有很强的繁殖能力，能产生大量后代； ②生存斗争：生物赖以生存的食物和空间有限，生物为争夺食物和空间而进行激烈斗争； ③遗传变异：生物都有遗传和变异的特性，变异是不定向的； ④适者生存：具有有利变异的个体在生存斗争中容易存活并繁殖后代（适者生存），具有不利变异的个体则被淘汰。 关键区别：拉马克认为变异是定向的（生物主动“想要”变异），后天获得性遗传；达尔文认为变异是不定向的，自然选择定向保留有利变异。 典型例证：桦尺蛾工业黑化。1800年前英国曼彻斯特地区桦尺蛾多为浅色（栖息在地衣覆盖的浅色树干上）；工业污染后树干被熏黑，深色桦尺蛾因不易被天敌发现而数量增多，浅色则减少。污染治理后，浅色桦尺蛾又逐渐恢复优势。这是自然选择的经典案例。 【例题3】 用达尔文自然选择学说解释长颈鹿的长颈形成原因，下列正确的是（ ） A. 长颈鹿因经常伸长脖子吃高处树叶，颈越变越长并遗传给后代 B. 长颈鹿祖先产生了不定向变异，颈长个体在食物短缺时更容易存活并繁殖，颈短个体被淘汰 C. 长颈鹿为了吃到高处树叶主动将颈拉长 D. 长颈是长颈鹿主观愿望决定的 【解析】达尔文自然选择学说认为：变异是不定向的，长颈鹿祖先中本来就有颈长和颈短的变异。当环境变化导致低处食物减少时，颈长个体能够到高处树叶而存活并繁殖后代，颈短个体因吃不到足够食物而被淘汰。经过逐代选择，现代长颈鹿都是长颈个体的后代。A、C、D均为拉马克“用进废退”观点。 【答案】B。变异不定向，自然选择定向保留有利变异（长颈），适者生存。 【变式3-1】下列叙述中，属于拉马克观点的是（ ） A. 变异是不定向的 B. 适者生存 C. 鼹鼠长期生活在地下，眼睛因不用而退化，且退化性状可遗传 D. 有利变异逐代积累 【变式3-2】18世纪英国曼彻斯特地区的桦尺蛾体色以浅色为主，工业革命后深色类型成为多数。造成这种变化的原因是（ ） A. 浅色蛾全部迁移走了 B. 煤烟将浅色蛾染黑了 C. 环境对蛾的体色进行了定向选择，深色蛾在污染环境中不易被天敌捕食 D. 浅色蛾主动变成深色 【变式3-3】现在使用杀虫剂灭虫，一开始效果很好，但长期使用后灭虫效果下降。用达尔文进化论解释，这是因为（ ） A. 杀虫剂质量下降了 B. 杀虫剂使害虫产生了抗药性变异 C. 害虫本来就存在抗药性变异，杀虫剂定向选择了抗药性个体存活并繁殖 D. 害虫都学会了躲避杀虫剂 知识点4 生物进化的主要历程 科学家通过对不同地质年代化石的纵向比较和现存生物的横向比较，推断出生物进化的大致历程： 植物进化：藻类植物→苔藓植物→蕨类植物→裸子植物→被子植物。 动物进化：无脊椎动物（原生动物→腔肠动物→扁形动物→线形动物→环节动物→软体动物→节肢动物→棘皮动物）→脊椎动物（鱼类→两栖类→爬行类→鸟类和哺乳类）。 进化总体趋势：由简单到复杂，由低等到高等，由水生到陆生。 在漫长进化过程中，既有新物种产生，也有很多物种因不适应环境变化而灭绝（如恐龙）。现存生物都是适应各自环境的“适者”。 【例题4】 下列关于生物进化历程的叙述，错误的是（ ） A. 最早出现的生物是原核生物 B. 鸟类起源于古代爬行类 C. 被子植物是植物界最高等的类群 D. 脊椎动物的进化顺序为：鱼类→爬行类→两栖类→哺乳类 【解析】脊椎动物进化顺序应为：鱼类→两栖类→爬行类→鸟类和哺乳类。两栖类是鱼类登陆后的最早脊椎动物，爬行类由两栖类进化而来，鸟类和哺乳类由爬行类进化而来。D选项将两栖类和爬行类顺序颠倒。 【答案】D。正确顺序为鱼类→两栖类→爬行类→鸟类/哺乳类。 【变式4-1】植物进化的大致历程是（ ） A. 藻类→蕨类→苔藓→裸子→被子 B. 藻类→苔藓→蕨类→裸子→被子 C. 苔藓→藻类→蕨类→被子→裸子 D. 蕨类→藻类→苔藓→裸子→被子 【变式4-2】生物进化的总体趋势不包括（ ） A. 由简单到复杂 B. 由低等到高等 C. 由水生到陆生 D. 由小型到大型 【变式4-3】在越古老的地层中，成为化石的生物（ ） A. 数量越多 B. 越简单、越低等 C. 越复杂、越高等 D. 都是陆生生物 四、课堂练习 1. 生物进化的最直接、最重要的证据是（ ） A. 比较解剖学 B. 胚胎学 C. 化石 D. 分子生物学 2. 在三个地层中都发现了生物化石：①地层中有恐龙化石，②地层中有三叶虫化石，③地层中有哺乳动物化石。这三个地层按地质年代由近到远排列正确的是（ ） A. ①②③ B. ③①② C. ②①③ D. ③②① 3. 达尔文自然选择学说的内容不包括（ ） A. 过度繁殖 B. 生存斗争 C. 后天获得性遗传 D. 适者生存 4. 造成家养动物与同种野生动物有较大差异的原因是（ ） A. 自然选择 B. 人工选择 C. 遗传变异 D. 环境影响 5. 判断题：长颈鹿的长颈是由于它长期努力伸长脖子吃树叶形成的。（ ） 6. 填空题：生物进化的总体趋势是由______到复杂，由低等到______，由水生到______。 7. 材料分析：用水蚤（一种小型水生动物）做实验，先将水蚤分为甲、乙两组。甲组放在25℃环境中培养，乙组先放在20℃环境中培养，再放到28℃环境中培养。结果乙组大部分水蚤能适应28℃，甲组则大量死亡。 （1）水蚤存在适应20℃和28℃的变异个体，这说明变异是______（定向/不定向）的。 （2）乙组中能适应28℃的个体存活下来，这属于______。 （3）该实验说明：______决定了生物进化的方向。 8. 简答题：始祖鸟化石为什么能证明鸟类起源于古代爬行类？请列举两个证据。 9. 实验探究：为了模拟桦尺蛾在不同环境中的生存概率，某同学用大小相同的黑色和白色纸片各50张，均匀撒在黑色布和白色布上，让同学在10秒内捡拾纸片，统计剩余数量。 （1）在黑色布上，剩余较多的是______色纸片；在白色布上，剩余较多的是______色纸片。 （2）该实验模拟的是桦尺蛾通过______（填“体色”）躲避天敌的过程。 （3）若该环境长期被煤烟污染变黑，______色桦尺蛾的比例将会上升。 10. 综合题：下表为某岛屿上灰鼠和红鼠数量变化（火山爆发后火山灰覆盖全岛）： | 年份 | 2000 | 2002 | 2004 | 2006 | 2008 | 2010 | | 灰鼠/只 | 198 | 202 | 199 | 357 | 382 | 392 | | 红鼠/只 | 202 | 198 | 201 | 43 | 18 | 8 | （1）火山爆发前，灰鼠和红鼠数量大致______。 （2）火山灰覆盖后，______色鼠更容易躲避天敌而存活。 （3）用达尔文自然选择理论解释鼠数量变化：鼠群中本来就有灰色和红色的______；火山灰使环境变为灰色，灰色鼠因体色与环境一致不易被天敌发现而______，红色鼠则容易被发现而______。经过多代选择，灰鼠比例上升。 五、课后练习 1. 下列关于化石的叙述，正确的是（ ） A. 化石就是古代生物的尸体 B. 越晚近的地层中化石生物越简单 C. 始祖鸟化石是爬行类进化成鸟类的过渡类型证据 D. 所有化石都形成于古生代 2. 达尔文自然选择学说的核心是（ ） A. 用进废退 B. 适者生存，不适者被淘汰 C. 物种不变 D. 上帝创造万物 3. 长期使用某种抗生素后，杀菌效果下降。原因是（ ） A. 抗生素使细菌产生了抗药性变异 B. 细菌本来就存在抗药性个体，抗生素选择并保留了抗药性个体 C. 细菌都变成了芽孢 D. 抗生素质量越来越差 4. 下列哪种生物化石出现在最古老的地层中？（ ） A. 鱼类 B. 两栖类 C. 原始藻类 D. 爬行类 5. 填空题：自然选择学说认为，生物普遍具有______能力，能产生大量后代；但食物和空间有限，因此会发生______；在其中，具有______变异的个体容易存活，即______。 6. 材料分析：阅读材料，回答问题。 材料：19世纪中叶，英国有一种桦尺蛾，体色以浅色为主。随着工业发展，煤烟污染使树干变黑。到19世纪末，深色桦尺蛾比例从1%上升到90%以上。20世纪50年代英国开始治理污染，树干恢复浅色，深色桦尺蛾比例又下降。 （1）桦尺蛾的体色在遗传学上称为______，浅色和深色称为一对______。 （2）在污染环境中，______色桦尺蛾更容易被鸟类捕食。 （3）用达尔文理论解释：桦尺蛾种群中本来就有浅色和深色的______；环境变化后，______对桦尺蛾的体色进行了选择，适者生存，不适者被淘汰。 （4）治理污染后，浅色桦尺蛾数量回升，这说明自然选择是______（定向/不定向）的，选择方向由______决定。 7. 开放题：有人说:“现存的生物都是与其生活环境相适应的，因此生物是不会再进化了。”你是否同意？请举例说明理由。 8. 综合分析：根据“地质年代与生物进化表”回答： （1）古生代志留纪出现的动物类群是______；中生代侏罗纪繁盛的植物是______。 （2）人类出现在______代______纪。 （3）恐龙繁盛于中生代，在______纪末灭绝。恐龙灭绝可能的原因是什么？（写出一种假说） 9. 对比题：比较拉马克和达尔文进化学说的主要区别，完成下表： | 比较项目 | 拉马克学说 | 达尔文学说 | | 进化原因 | 生物有由低级向高级发展的意愿 | （1）______ | | 变异方向 | （2）______ | 不定向的，本来就存在有利和不利变异 | | 获得性遗传 | （3）______ | 不承认获得性遗传 | | 核心观点 | 用进废退 | （4）______ | 六、参考答案与详解 【知识点填空答案】 1. 化石；遗物。 2. 简单；少；复杂；多。 3. 羽毛；爪；爬行；鸟。 4. 用进废退；后天获得。 5. 物种起源；自然选择；生存斗争；适者生存。 6. 复杂；高等；陆生。 7. 原核；真核。 8. 森林古猿（古猿）；320。 【课堂练习答案与详解】 1. C。化石是生物进化最直接、最重要的证据。 2. B。哺乳动物（③）最晚近，恐龙（①）在中生代，三叶虫（②）在古生代最早。由近到远：③→①→②。 3. C。后天获得性遗传是拉马克的观点，不属于达尔文自然选择学说。 4. B。家养动物与野生动物的差异是人工选择的结果，人类根据需要选择保留有利变异。 5. ×。这是拉马克“用进废退”观点。按达尔文理论，长颈鹿祖先本来就有颈长/颈短变异，环境选择了颈长个体存活。 6. 简单；高等；陆生。 7.（1）不定向。（2）自然选择（适者生存）。（3）环境的变化（自然选择）。 8. 始祖鸟既有鸟类特征（体表覆盖羽毛、前肢变成翼），又有爬行类特征（翼上有爪、具长尾），是介于爬行类和鸟类之间的过渡类型化石，因此证明鸟类由古代爬行类进化而来。 9.（1）黑；白。（2）保护色（体色与环境一致）。（3）黑。 10.（1）相等（相近）。（2）灰。（3）变异（体色差异）；存活并繁殖后代（适者生存）；被天敌捕食而淘汰。 【课后练习答案与详解】 1. C。始祖鸟是爬行类到鸟类的过渡类型。A化石不仅是尸体，还包括遗物和遗迹；B越晚近地层化石越复杂；D化石各时代都有。 2. B。自然选择学说的核心是适者生存、不适者被淘汰。 3. B。细菌种群本来就存在抗药性变异，抗生素对细菌进行定向选择，抗药性个体存活并繁殖，导致抗生素效果下降。 4. C。原始藻类是最低等的植物，出现在最古老的地层中。 5. 过度繁殖；生存斗争；有利；适者生存。 6.（1）性状；相对性状。（2）浅。（3）变异（不定向变异）；环境（自然选择）。（4）定向；环境的变化。 7. 不同意。生物的进化是持续不断的。因为环境在不断变化（如气候、新物种入侵、人类活动等），生物只有不断产生变异并经受自然选择才能适应变化的环境。例如细菌对抗生素的抗性进化、病毒不断变异产生新毒株、人类活动造成污染后桦尺蛾体色的变化等，都说明生物仍在进化中。 8.（1）古代两栖类（坚头类）出现；裸子植物。（2）新生；第四。（3）白垩。恐龙灭绝假说：小行星撞击地球说、火山活动说、气候剧变说等（任写一种）。 9.（1）自然选择（生存斗争中适者生存）。（2）定向的（生物主动向高级方向发展）。（3）认为后天获得的性状可以遗传。（4）自然选择（过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存）。 第3节 遗传和变异 一、情境导入 1856年，奥地利修道院的孟德尔开始在菜园里种植豌豆。他连续8年计数了数以万计的豌豆植株：紫花豌豆自交后代全是紫花，白花豌豆自交后代全是白花；而紫花与白花杂交，子一代竟然全是紫花；子一代自交，子二代中紫花与白花的比例却约为3:1。这个看似简单的比例，隐藏着遗传的秘密。孟德尔由此发现了遗传因子的分离定律，被称为“遗传学之父”。今天，我们知道遗传因子就是基因。基因是什么？它怎样决定人的单眼皮和双眼皮、红绿色盲甚至性别？让我们走进本节。 二、知识点填空 1. 生物体的形态结构及生理特征统称为______。同一性状的不同表现形式称为______。 2. 遗传是指亲子代间性状的______；变异是指亲子间及子代个体间性状的______。 3. 孟德尔选用豌豆作为实验材料，是因为豌豆在自然状态下进行______传粉，后代性状稳定。他选择了______对相对性状进行研究。 4. 纯种紫花（AA）与纯种白花（aa）杂交，子一代表现为______花，基因型为______。子一代自交，子二代中紫花:白花≈______。 5. 控制显性性状的基因称为______基因（用大写字母表示），控制隐性性状的基因称为______基因（用小写字母表示）。当显性基因与隐性基因同时存在时，表现出______性状。 6. 染色体主要由______和蛋白质组成，其中______是主要的遗传物质。DNA分子上包含特定遗传信息的片段称为______。 7. 人的体细胞中有______对染色体，其中常染色体______对，性染色体______对。女性的性染色体组成为______，男性为______。 8. 生男生女取决于与卵细胞结合的精子类型：含______染色体的精子与卵细胞结合发育为女孩，含______染色体的精子发育为男孩。生男生女的概率约为______。 9. 由于遗传物质发生改变而引起的疾病称为______，如白化病、色盲、唐氏综合征等。我国婚姻法规定：禁止______结婚，因为其后代患遗传病的概率大大增加。 10. 常见育种方法：通过杂交将双亲优良基因组合在一起的______育种；将一种生物的某个基因转入另一种生物体内的______技术；利用辐射、宇宙射线等使基因发生改变的______育种；以及不经过两性生殖细胞结合、快速繁殖优良个体的______技术。 三、知识点讲解 知识点1 生物的性状与相对性状 性状：生物体的形态结构（如豌豆茎的高度、人的耳垂位置）和生理特征（如人的ABO血型、植物抗病性）统称为性状。 相对性状：同一种生物同一性状的不同表现形式。例如豌豆花色有紫色和白色，人耳垂有“与面颊分离”和“与面颊紧贴”，人舌能卷舌和不能卷舌。 遗传：生物体亲子代间性状的相似性（“种瓜得瓜，种豆得豆”）。 变异：亲子间及子代个体间性状的差异性（“一母生九子，连母十个样”）。 遗传和变异是生物界普遍存在的现象。遗传是相对的，变异是绝对的。 【例题1】 下列各组性状中，属于相对性状的是（ ） A. 人的身高和体重 B. 豌豆的圆粒和黄粒 C. 兔的白毛和黑毛 D. 番茄的红果和番茄的圆果 【解析】相对性状必须同时满足三个条件：①同种生物；②同一性状；③不同表现形式。A身高和体重是两种性状；B圆粒（形状）和黄粒（颜色）是两种性状；D红果（颜色）和圆果（形状）是两种性状。C兔的白毛和黑毛是“兔毛色”这一性状的不同表现形式。 【答案】C。兔的白毛和黑毛是同种生物同一性状的不同表现形式。 【变式1-1】“龙生龙，凤生凤，老鼠生儿会打洞”这句谚语说明的生物现象是（ ） A. 遗传 B. 变异 C. 生殖 D. 发育 【变式1-2】下列属于生物变异现象的是（ ） A. 种瓜得瓜，种豆得豆 B. 一母生九子，连母十个样 C. 水稻种子播下去长成水稻 D. 狗的后代还是狗 【变式1-3】下列各项中，属于性状的是（ ） A. 人的血型 B. 衣服的颜色 C. 桌子的高度 D. 石头的形状 知识点2 孟德尔豌豆杂交实验与基因的显性和隐性 孟德尔选择豌豆的原因：豌豆是自花传粉、闭花受粉植物，自然状态下纯种；具有多对易于区分的相对性状。 实验过程（以花色为例）： 亲本P： 纯种紫花 AA × 纯种白花 aa ↓（杂交） 生殖细胞： A a 子一代F₁： Aa（全为紫花） F₁自交： Aa × Aa 生殖细胞： A, a A, a 子二代F₂： AA(紫) : Aa(紫) : aa(白) = 1 : 2 : 1 表现型：紫花:白花 = 3:1 孟德尔假说： ①生物的性状由遗传因子（基因）决定。显性基因（A）控制显性性状，隐性基因（a）控制隐性性状。 ②体细胞中基因成对存在。纯合子AA或aa，杂合子Aa。 ③杂合子Aa中，A对a为显性，故Aa表现为紫花。 ④形成生殖细胞时，成对的基因彼此分离，分别进入不同配子。Aa产生A和a两种配子，比例1:1。 ⑤受精时雌雄配子随机结合。 测交实验：F₁（Aa）× 隐性纯合子（aa）→ 后代 Aa(紫): aa(白) = 1:1，验证了假说。 【例题2】 人的双眼皮（A）对单眼皮（a）为显性。一对双眼皮夫妇生了一个单眼皮孩子。请回答： （1）这对夫妇的基因型分别是什么？ （2）他们再生一个双眼皮孩子的概率是多少？ 【解析】（1）单眼皮孩子的基因型为aa，两个a分别来自父亲和母亲。而父母均为双眼皮，必有A基因。因此父母基因型均为Aa。 （2）遗传图解： 亲代： Aa（双眼皮） × Aa（双眼皮） 配子： A, a A, a 子代： AA(双眼皮): Aa(双眼皮): aa(单眼皮) = 1:2:1 表现型：双眼皮:单眼皮 = 3:1 因此再生一个双眼皮孩子的概率为75%（3/4）。 【答案】（1）父亲Aa，母亲Aa。（2）75%（3/4）。 【变式2-1】已知能卷舌（A）对不能卷舌（a）为显性。一对能卷舌的夫妇生了一个不能卷舌的孩子。这对夫妇的基因型是（ ） A. AA和AA B. AA和Aa C. Aa和Aa D. aa和aa 【变式2-2】豌豆高茎（D）对矮茎（d）为显性。基因型为Dd的豌豆自交，后代中高茎与矮茎的比例为（ ） A. 1:1 B. 2:1 C. 3:1 D. 4:1 【变式2-3】已知兔的毛色黑色（B）对白色（b）为显性。一只黑色雄兔与一只白色雌兔交配，后代既有黑色又有白色。这只黑色雄兔的基因型是（ ） A. BB B. Bb C. bb D. 无法确定 知识点3 染色体、DNA和基因的关系 细胞核中有容易被碱性染料染成深色的物质——染色体。染色体主要由DNA（脱氧核糖核酸）和蛋白质组成。 1953年，沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型。DNA分子由两条长链盘旋而成，基本单位是脱氧核苷酸（由脱氧核糖、磷酸、碱基组成）。 基因：DNA分子上包含特定遗传信息的片段。一个DNA分子上有成百上千个基因，基因决定生物的不同性状。 包含关系（由大到小）：细胞→细胞核→染色体→DNA→基因。 每一种生物细胞内染色体的形态和数目都是一定的。如人体细胞有23对染色体。 【例题3】 下列关于染色体、DNA、基因三者关系的叙述，正确的是（ ） A. 染色体就是DNA B. 一条染色体上有多个DNA分子 C. 基因是DNA上有遗传效应的片段 D. 一个DNA分子上只有一个基因 【解析】染色体主要由DNA和蛋白质组成，不等同于DNA；一条染色体通常含一个DNA分子；一个DNA分子上有许多个基因；基因是DNA上包含特定遗传信息（遗传效应）的片段。 【答案】C。基因是DNA上有遗传效应的片段。 【变式3-1】DNA分子的结构是（ ） A. 单链直线 B. 双螺旋结构 C. 环状 D. 三层螺旋 【变式3-2】人的体细胞中有23对染色体，则DNA分子数和基因数分别是（ ） A. 23个，23个 B. 46个，许多个 C. 23个，许多个 D. 46个，46个 【变式3-3】下列关于基因的叙述，错误的是（ ） A. 基因是有遗传效应的DNA片段 B. 基因控制生物的性状 C. 所有基因都相同 D. 基因随配子代代相传 知识点4 人的性别决定 人的体细胞中有23对染色体，其中22对为常染色体，1对为性染色体。 女性：性染色体组成为XX（同型）。男性：性染色体组成为XY（异型，Y染色体较小）。 生殖细胞中的染色体数目减半：女性只产生一种卵细胞（含22条常染色体+X）；男性产生两种精子（含22条常染色体+X，或22条常染色体+Y），比例1:1。 受精时：含X的精子与卵细胞结合→受精卵性染色体为XX→发育为女孩；含Y的精子与卵细胞结合→受精卵性染色体为XY→发育为男孩。两种精子与卵细胞结合机会均等，故生男生女比例约为1:1。 【例题4】 下列关于人生男生女的叙述，正确的是（ ） A. 生男生女由卵细胞含有的性染色体决定 B. 生男生女由精子含有的性染色体决定 C. 卵细胞中可能含Y染色体 D. 一对夫妇生了一个女孩，第二胎一定是男孩 【解析】女性只产生含X的卵细胞；男性产生含X和含Y两种精子，比例1:1。受精时哪种精子与卵细胞结合是随机的，因此生男生女由精子类型决定。每胎生男生女概率均为50%，与胎次无关。 【答案】B。生男生女取决于与卵细胞结合的精子是含X还是含Y。 【变式4-1】正常男性体细胞的染色体组成是（ ） A. 22对+XX B. 22对+XY C. 22条+X D. 22条+Y 【变式4-2】父亲X染色体上的某一致病基因传给儿子的概率是（ ） A. 100% B. 50% C. 25% D. 0% 【变式4-3】一对夫妇第一胎生了男孩，第二胎生女孩的概率是（ ） A. 100% B. 50% C. 25% D. 0% 知识点5 人类遗传病与优生优育 遗传病：由生殖细胞或受精卵里的遗传物质发生改变而引起的疾病。常见类型： ①染色体遗传病：如唐氏综合征（21三体综合征，体细胞多一条21号染色体）。 ②基因遗传病：如白化病（常染色体隐性）、红绿色盲、血友病（X染色体隐性）。 注意：传染病（如新冠感染）、由环境引起的疾病（如脱臼、食物中毒）不是遗传病。癌症多由后天体细胞基因突变引起，通常不遗传。 直系血亲：父亲与祖父母/外祖父母、儿子与孙子女等有直接血缘关系的上下各代。旁系血亲：除直系血亲外，与自己同出一源的血亲（兄弟姐妹、伯叔姑舅姨、堂表兄弟姐妹等）。 近亲结婚的危害：近亲携带相同隐性致病基因的概率大，后代患隐性遗传病的概率显著增加。我国婚姻法规定：直系血亲和三代以内旁系血亲禁止结婚。 优生措施：遗传咨询、产前诊断（如羊水穿刺、B超）、禁止近亲结婚。 【例题5】 下列疾病中，属于遗传病的是（ ） A. 新冠肺炎 B. 白化病 C. 骨折 D. 糖尿病（因胰岛素分泌不足引起的后天型） 【解析】遗传病是由遗传物质改变引起的。新冠肺炎由病毒感染引起；骨折由外力引起；后天型糖尿病由生活方式等引起。白化病是由细胞内隐性致病基因纯合导致，属于遗传病。 【答案】B。白化病由遗传物质改变引起，可遗传给后代。 【变式5-1】我国婚姻法禁止近亲结婚，其科学依据是（ ） A. 近亲结婚后代必患遗传病 B. 近亲结婚后代患隐性遗传病的机会增大 C. 近亲结婚不符合伦理 D. 近亲结婚会导致传染病发病率上升 【变式5-2】唐氏综合征患者体细胞中多了一条21号染色体，这种变异属于（ ） A. 基因突变 B. 染色体数目变异 C. 基因重组 D. 不可遗传变异 【变式5-3】下列关于遗传病的叙述，正确的是（ ） A. 健康人没有致病基因 B. 遗传病都可以根治 C. 近亲结婚会增大隐性遗传病发病率 D. 感冒是一种遗传病 知识点6 生物育种技术 （1）杂交育种：通过同种生物杂交，使后代组合双亲的优良性状。原理是基因重组。例：袁隆平杂交水稻。局限：只能在同种生物间进行，育种年限较长。 （2）基因工程（转基因技术）：按照人的意愿，将一种生物的某个基因提取出来，转入另一种生物体内，使其表现出新性状。例：将苏云金杆菌抗虫基因转入棉花培育抗虫棉；将人胰岛素基因转入大肠杆菌，让细菌生产人胰岛素。 （3）诱变育种：利用物理因素（辐射、宇宙射线）或化学因素（药物）处理生物，使生物基因发生改变（基因突变），从中选育新品种。例：太空育种（青椒、南瓜等）。可产生新基因。 （4）克隆技术（无性繁殖）：不经过两性生殖细胞结合，由体细胞产生遗传上相同的后代。植物组织培养、动物克隆（如克隆猴“中中”“华华”）。优点：快速保持亲本优良性状。 【例题6】 将人的胰岛素基因转入大肠杆菌内，利用大肠杆菌生产人胰岛素。这种技术属于（ ） A. 杂交育种 B. 克隆技术 C. 转基因技术 D. 诱变育种 【解析】该操作是将一种生物（人）的特定基因（胰岛素基因）提取出来，转入另一种生物（大肠杆菌）体内并使其表达（生产胰岛素），完全按照人的意愿实现跨物种基因转移，属于基因工程（转基因技术）。 【答案】C。将人胰岛素基因转入大肠杆菌属于转基因技术。 【变式6-1】我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒，这种育种方法属于（ ） A. 杂交育种 B. 转基因技术 C. 诱变育种 D. 克隆技术 【变式6-2】袁隆平院士培育高产杂交水稻利用的原理是（ ） A. 基因突变 B. 基因重组（杂交） C. 染色体变异 D. 基因工程 【变式6-3】克隆羊“多莉”的培育过程中，A羊提供去核卵细胞，B羊提供乳腺细胞核，C羊提供胚胎发育的子宫。克隆羊“多莉”的性状与哪只羊基本一致？（ ） A. A羊 B. B羊 C. C羊 D. 三只羊综合 四、课堂练习 1. 下列属于相对性状的是（ ） A. 豌豆的高茎和圆粒 B. 人的双眼皮和有耳垂 C. 番茄的红果和黄果 D. 兔的白毛和狗的黑毛 2. 生物体的主要遗传物质是（ ） A. 蛋白质 B. 染色体 C. DNA D. 糖类 3. 已知有耳垂（D）对无耳垂（d）为显性。一对有耳垂的夫妇生了一个无耳垂的孩子。这对夫妇的基因组成是（ ） A. DD和DD B. DD和Dd C. Dd和Dd D. dd和dd 4. 正常男性精子的染色体组成可能是（ ） A. 22对+XY B. 22条+X C. 22对+XX D. 23条+X 5. 下列疾病中不属于遗传病的是（ ） A. 白化病 B. 色盲 C. 艾滋病 D. 唐氏综合征 6. 填空题：转基因生物是指将一种生物的某个______转入另一种生物体内，使后者表现出新性状的技术。 （2）“一母生九子，连母十个样”说明生物普遍存在______现象。 7. 遗传图解题：人的能卷舌（A）对不能卷舌（a）为显性。一对夫妇，父亲能卷舌（Aa），母亲不能卷舌（aa）。 （1）在下面画出遗传图解： 亲代： 能卷舌 × 不能卷舌 基因型： （ ） （ ） 生殖细胞：（ ）（ ） （ ） 子代基因型：（ ） 子代表现型：（ ） （2）这对夫妇生一个不能卷舌孩子的概率是______。 8. 材料分析：阅读材料，回答问题。 材料一：白化病是一种常见遗传病，由隐性致病基因（a）控制。当体细胞中两个基因都是aa时表现为白化病，Aa表现正常（为携带者）。 材料二：某家庭中，父母均表现正常，但生了一个白化病患儿。 （1）父母的基因型分别是______和______。 （2）这个白化病患儿的基因型是______。 （3）这对夫妇再生一个白化病孩子的概率是______。 （4）我国婚姻法规定禁止近亲结婚，其原因是______。 9. 实验探究：某同学在“探究花生果实大小的变异”实验中，随机选取大花生和小花生各30粒，测量果实长度。 （1）大花生果实长度普遍大于小花生，这是由______决定的，属于______（可遗传/不可遗传）变异。 （2）同一品种的花生果实大小也有差异，这种变异主要受______因素影响。 （3）实验中要随机取样，目的是______。 10. 简答题：克隆猴“中中”“华华”的培育过程中，A猴提供卵母细胞（去核），B猴提供体细胞核，C猴提供代孕子宫。请问“中中”的遗传物质主要来自哪只猴？为什么？ 五、课后练习 1. 下列关于基因的叙述，错误的是（ ） A. 基因是有遗传效应的DNA片段 B. 基因在染色体上呈线性排列 C. 基因控制生物的性状 D. 一个DNA分子上只有一个基因 2. 已知双眼皮（B）对单眼皮（b）为显性。一个单眼皮女子与一个双眼皮男子（其母亲为单眼皮）结婚，他们生一个单眼皮孩子的概率是（ ） A. 100% B. 50% C. 25% D. 0% 3. 下列有关性别决定的叙述，正确的是（ ） A. 人的性别决定于染色体组成 B. 男性只产生含Y的精子 C. 生女孩是因为母亲只产生含X的卵细胞 D. 性染色体只存在于生殖细胞中 4. 下列育种实例与育种方法对应错误的是（ ） A. 袁隆平培育杂交水稻——杂交育种 B. 太空椒——诱变育种 C. 抗虫棉——转基因技术 D. 试管婴儿——克隆技术 5. 填空题：人类体细胞中有______对染色体，其中常染色体______对，性染色体1对。男性体细胞中性染色体为______，女性为______。 6. 遗传图解综合题：人类的正常肤色（A）对白化病（a）为显性。下图是某家族白化病遗传系谱（□男正常，○女正常，■男白化，●女白化）。 Ⅰ代： 1（正常男） × 2（正常女） Ⅱ代： 3（正常男） 4（白化女） （1）白化病是由______（显性/隐性）基因控制的。 （2）Ⅰ-1和Ⅰ-2的基因型分别是______和______。 （3）Ⅱ-4的基因型是______。 （4）若Ⅱ-3与一个白化病女性结婚，生一个白化病孩子的概率是多少？请写出推导过程。 7. 材料分析题：阅读材料，回答问题。 材料：自1982年世界上第一个转基因动物——转基因小鼠诞生以来，转基因技术发展迅速。我国科学家将苏云金杆菌的抗虫毒素基因转入棉花，培育出抗虫棉，大大减少了农药使用。 （1）抗虫棉培育过程中，被转入棉花细胞的基因是______。 （2）这一技术在生物学上称为______。 （3）抗虫棉能抗虫，说明性状与基因的关系是______。 （4）请你再举一个转基因技术应用的例子：______。 8. 开放讨论题：克隆技术在拯救濒危动物、器官移植等方面有巨大应用前景，但也引发了伦理争议。请你谈谈： （1）克隆动物的过程属于有性生殖还是无性生殖？为什么？ （2）你是否赞同克隆人？请说明理由。 9. 综合应用题：请分析下列育种或繁殖实例，分别利用了什么原理或技术： （1）用高产易倒伏小麦与低产抗倒伏小麦杂交，选育出高产抗倒伏小麦：______。 （2）将控制合成胰岛素的基因转入大肠杆菌，大规模生产胰岛素：______。 （3）用紫外线照射青霉菌，选育出青霉素高产菌株：______。 （4）利用植物组织培养技术大量繁殖优质兰花：______。 10. 推理题：一对表现正常的夫妇，生了一个患红绿色盲的儿子（色盲基因为隐性b，位于X染色体上）。请回答： （1）这对夫妇中，父亲的基因型是______，母亲的基因型是______。 （2）他们再生一个色盲儿子的概率是______。 （3）他们再生一个色盲孩子的概率是______。 六、参考答案与详解 【知识点填空答案】 1. 性状；相对性状。 2. 相似性；差异性。 3. 自花；7。 4. 紫；Aa；3:1。 5. 显性；隐性；显性。 6. DNA；DNA；基因。 7. 23；22；1；XX；XY。 8. X；Y；1:1（50%）。 9. 遗传病；近亲。 10. 杂交；转基因（基因工程）；诱变；克隆（无性繁殖/组织培养）。 【课堂练习答案与详解】 1. C。相对性状须为同种生物同一性状的不同表现。A、B是两种性状，D不是同种生物。 2. C。DNA是主要的遗传物质。 3. C。无耳垂孩子dd，两个d分别来自父母；父母有耳垂必有D，故父母均为Dd。 4. B。精子中染色体成单存在，为22条常染色体+X或22条常染色体+Y。 5. C。艾滋病由HIV病毒感染引起，属于传染病，不是遗传病。 6.（1）基因。（2）变异。 7.（1） 亲代： 能卷舌 × 不能卷舌 基因型： Aa aa 生殖细胞： A, a a 子代基因型： Aa aa 子代表现型： 能卷舌 不能卷舌 比例： 1 : 1 （2）50%。 8.（1）Aa；Aa。（2）aa。（3）25%（1/4）。（4）近亲携带相同隐性致病基因的概率大，后代患隐性遗传病的概率显著增加。 9.（1）遗传物质（基因）；可遗传。（2）环境。（3）避免主观因素影响，保证抽样结果的可靠性。 10. “中中”的遗传物质主要来自B猴。因为克隆过程中，“中中”的细胞核来自B猴的体细胞，而遗传物质主要存在于细胞核中。A猴仅提供了去核的卵细胞细胞质，C猴仅提供胚胎发育场所。 【课后练习答案与详解】 1. D。一个DNA分子上有许多个基因，不是只有一个基因。 2. B。单眼皮女子基因型为bb。双眼皮男子的母亲为单眼皮（bb），故男子必从母亲获得一个b，又因男子为双眼皮必有B，故男子基因型为Bb。Bb × bb → Bb（双眼皮）: bb（单眼皮）=1:1，生单眼皮孩子概率50%。 3. A。人的性别由性染色体组成决定。男性产生含X和含Y两种精子；卵细胞都含X；性染色体存在于体细胞和生殖细胞中。 4. D。试管婴儿是体外受精-胚胎移植技术，经过了两性生殖细胞结合，属于有性生殖，不是克隆。 5. 23；22；XY；XX。 6.（1）隐性。（2）Aa；Aa（因为父母正常但生了白化病女儿aa，父母各提供一个a，又因正常有A，故均为Aa）。（3）aa。（4）Ⅱ-3表现正常，其基因型可能为AA或Aa。由Aa×Aa后代正常个体中AA:Aa=1:2，故Ⅱ-3为Aa的概率为2/3。若Ⅱ-3（2/3概率Aa）与白化病女性（aa）婚配，生白化病孩子（aa）的概率=2/3 × 1/2 = 1/3 ≈ 33.3%。 7.（1）苏云金杆菌抗虫毒素（抗虫）基因。（2）转基因技术（基因工程）。（3）基因控制生物的性状。（4）将人胰岛素基因转入大肠杆菌生产人胰岛素（或其他合理例子）。 8.（1）无性生殖。因为克隆过程没有经过两性生殖细胞的结合，由体细胞核移植直接产生新个体。（2）赞同与否均可，但需理由充分。示例：不赞同克隆人，因为克隆人会引发伦理混乱（如身份认定、家庭关系、人权问题），且技术尚不成熟，克隆个体生理缺陷风险高。 9.（1）杂交育种（基因重组）。（2）转基因技术（基因工程）。（3）诱变育种（基因突变）。（4）克隆技术（无性繁殖/植物组织培养）。 10.（1）XᴮY；XᴮXᵇ。（解析：儿子色盲基因型XᵇY，Y来自父亲，Xᵇ来自母亲。父亲表现正常，故父亲为XᴮY；母亲表现正常但必含Xᵇ，故为XᴮXᵇ。） （2）25%。（解析：父亲XᴮY产生Xᴮ和Y精子各50%；母亲XᴮXᵇ产生Xᴮ和Xᵇ卵细胞各50%。生色盲儿子（XᵇY）需要Y精子（50%）与Xᵇ卵细胞（50%）结合，概率=50%×50%=25%。） （3）25%。（解析：后代中XᴮXᴮ、XᴮXᵇ、XᴮY、XᵇY各占25%，只有XᵇY为色盲，故色盲孩子概率25%。） 学科网（北京）股份有限公司 $