生物变异范文

生物变异范文（精选12篇）

生物变异 第1篇

(一) 基因突变

1. 基因突变的含义

基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失, 而引起的基因结构的改变。发生碱基对的替换后基因的长度不变化;发生碱基对的增添后基因变长;发生碱基对的缺失后基因缩短。发生碱基对的增添和缺失对基因的结构影响更大。无论是哪种变化, 基因突变都会导致碱基对的排列顺序发生改变, 即基因中所携带的遗传信息发生改变。

2. 突变的基因能否遗传

基因突变可以发生在体细胞中, 也可以发生在生殖细胞中。发生在生殖细胞中的基因突变, 可以通过受精作用传递给后代。发生在体细胞中的基因突变一般不能遗传, 但有些植物的体细胞中的基因突变, 可以通过嫁接、扦插等无性繁殖的方式传递给后代。

3. 基因突变发生的时间

主要发生在有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。

4. 基因突变的特点

(1) 普遍性:各种生物都可以发生。

(2) 随机性:基因突变可以发生在个体发育的任何时期;可以发生在细胞内不同的DNA分子上;可以发生在同一DNA的不同部位。

(3) 不定向性:一个基因可以向不同的方向发生突变, 产生一个以上的等位基因。

(4) 低频性:在自然状态下, 基因突变的频率很低。

(5) 多害少利性:基因突变后生物的性状可能改变, 可能会出现生物的性状与环境不协调的现象, 这样的基因突变不利于生物生存, 对生物是有害的。但有些基因突变对生物是有利的, 如害虫种群抗药性基因的突变。

5. 基因突变的意义

基因突变产生新基因, 是生物变异的根本来源, 是生物进化的原始材料。

特别提示:

(1) 三种类型的基因突变对生物影响的程度。

(2) 基因是决定生物性状的基本单位, 但基因突变不一定导致生物性状的改变, 其原因可能有: (1) 密码子具有简并性:基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸; (2) 基因突变为隐性突变, 如AA→Aa, 不会导致性状改变。

(二) 基因重组

1. 基因重组的含义

基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中, 控制不同性状的基因的重新组合。

特别提示:这里说的“有性生殖”是指有性生殖中的减数分裂, 但基因重组并不一定发生在有性生殖的减数分裂中, 基因工程和肺炎双球菌的转化过程中也有基因重组。

2. 基因重组的类型

(1) 减数分裂中的基因重组:一种是发生在减数第一次分裂的四分体时期 (前期) , 可能有同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换所导致的基因重组, 另一种是发生在减数第一次分裂的后期, 有非同源染色体上非等位基因的自由组合所导致的基因重组; (2) 基因工程中的基因重组; (3) 肺炎双球菌转化过程中的基因重组。

3. 基因突变和基因重组的比较

(三) 染色体变异

1. 染色体结构变异的四种类型

染色体中某一片段缺失 (缺失) 、染色体中增加某一片段 (重复) 、染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上 (易位) 、染色体中某一片段位置颠倒 (倒位) 。

特别提示: (1) 染色体易位与交叉互换的区别:

(2) 染色体的缺失、重复、倒位与基因突变的区别:

2. 染色体组的特点

由上图可知, 一个染色体组具有以下几个特点: (1) 一个染色体组中不含有同源染色体; (2) 一个染色体组中所含有的染色体在形态、大小和功能上各不相同; (3) 一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因, 但不能重复。

3. 染色体组数目的判断

(1) 根据染色体形态判断:细胞中同一形态的染色体有几条, 就有几个染色体组。如右图所示, 该细胞中有两种形态的染色体, 其中每种形态的染色体都有4条, 因此, 该细胞中有4个染色体组。

(2) 根据基因型判断:控制同一性状的基因有几个, 就有几个染色体组, 例如基因型AaaBbb的细胞含有3个染色体组。

(3) 根据染色体的数目和染色体的形态数来推算:染色体组的数目=染色体数/染色体形态数。

4. 单倍体、二倍体和多倍体的判别

如上图所示, 判别一种生物是单倍体、二倍体还是多倍体, 通常的方法是:先确定生物个体的发育起点 (是由受精卵还是由配子发育形成) , 如果是由配子发育形成的, 则为单倍体, 如果是由受精卵发育形成的, 再确定体细胞中染色体组的数目———含有2个染色体组的为二倍体, 含有3个或3个以上染色体组的为多倍体 (体细胞中含有几个染色体组, 就叫作几倍体) 。

特别提醒:

(1) 如果体细胞中只含有一个染色体组, 则该个体一定是单倍体。

(2) 单倍体的体细胞中可以含有一个或多个染色体组, 单倍体的“单”不一定表示“一个”。

(3) 单倍体与二倍体和多倍体的区别:发育来源的不同, 单倍体直接来源于配子, 二倍体和多倍体则来源于受精卵。

5. 单倍体和多倍体的产生

(1) 单倍体的产生:自然单倍体由配子直接发育形成, 如雄蜂;人工诱导单倍体通过花药离体培养获得。

(2) 多倍体的产生:

二、典例剖析

例1有关基因突变的下列说法, 不正确的是 ()

A.基因突变是可遗传变异的根本来源

B.基因突变可以产生新基因, 同时产生新的基因型

C.A基因可以突变成a1、a2、a3…同样a基因也可以突变成A1、A2、A3…

D.基因中一个碱基对发生改变, 则一定发生了基因突变, 并一定能改变生物的性状

解析基因突变能产生新的基因, 是可遗传变异的根本来源。基因突变可以产生新基因, 一个基因突变后成为它的等位基因, 由于产生了新的基因, 也会产生新的基因型。基因突变具有不定向性, 可以向不同的方向突变, 形成多个等位基因。基因中一个碱基对发生改变, 由于基因结构改变了, 因此一定发生了基因突变, 但基因突变不一定会导致生物性状的改变, 这是因为密码子具有简并性、隐性突变 (如基因型AA中一个A突变为a, 基因型Aa的性状并不改变) 等一些原因。

答案D

例2下列关于基因重组的叙述中, 正确的是 ()

A.等位基因的分离可导致基因重组

B.有性生殖可导致基因重组

C.非等位基因的自由组合和互换可导致基因重组

D.无性生殖可导致基因重组

解析基因重组发生在减数第一次分裂的四分体时期 (同源染色体非姐妹染色单体间的交叉互换) 和减数第一次分裂的后期 (非同源染色体上的非等位基因的自由组合) , 等位基因的分离不会出现基因重组。在有性生殖的减数分裂过程中出现基因重组。同源染色体上的非等位基因不会出现自由组合, 只有非同源染色体上的非等位基因才能自由组合, 同源染色体上的非姐妹染色单体间的交叉互换导致等位基因的互换, 而不是非等位基因的互换。无性生殖中没有减数分裂过程, 不会导致基因重组。

答案B

例3下图表示某种生物的部分染色体发生了两种变异的示意图, 图中 (1) 和 (2) , (3) 和 (4) 互为同源染色体, 则图a、图b所示的变异 ()

A.均为染色体结构变异

B.基因的数目和排列顺序均发生改变

C.均使生物的性状发生改变

D.均可发生在减数分裂过程中

解析图a的变异发生在两条同源染色体的非姐妹染色单体之间 (交叉互换) , 属于基因重组, 基因的数目不变化, 但排列顺序有变化;图b发生的变异发生在两条非同源染色体 (2) 和 (3) 之间, 属于染色体结构变异中的易位, 基因的数目和排列顺序均发生改变。基因重组不一定导致生物的性状发生改变。图a和图b中的变化均可发生在减数分裂过程中。

答案D

例4下列关于染色体组说法不正确的是 ()

A.一个染色体组的所有染色体均为非同源染色体

B.一个染色体组的所有染色体形态和功能各不相同

C.二倍体生物体细胞有丝分裂后期细胞内含有4个染色体组

D.蜜蜂体细胞只含有一个染色体组, 而香蕉的体细胞却含有三个染色体组

解析A、B两项正确, 染色体组是指二倍体生物配子中所含有的染色体, 因此, 在一个染色体组中不含有同源染色体, 一个染色体组的所有染色体形态和功能各不相同。C项正确, 二倍体生物体细胞有丝分裂后期染色体的着丝点分裂, 每条染色体都形成两条染色体, 因此, 染色体组的数量也加倍, 变为4个染色体组。D项错误, 蜜蜂中的雄蜂是单倍体的, 体细胞中只含有一个染色体组, 但工蜂和蜂王是二倍体的, 体细胞中有两个染色体组。

答案D

例5下列有关单倍体的叙述中正确的是 ()

A.未经受精的卵细胞独立发育成的个体一定是单倍体

B.含有两个染色体组的生物体, 一定不是单倍体

C.单倍体一定含有一个染色体组

D.含有奇数染色体组的个体一定是单倍体

解析单倍体是由配子 (包括精子和卵细胞) 直接发育形成的。含有两个染色体组的生物体, 如果是由配子直接发育形成的, 则为单倍体;如果是由受精卵发育形成的, 则为二倍体。单倍体不一定只含有一个染色体组。含有奇数染色体组的个体不一定是单倍体, 例如四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交产生的个体的体细胞中含有三个染色体组, 该个体并不是单倍体, 而是三倍体。

答案A

三、跟踪训练

1.关于基因突变的说法中, 不正确的是 ()

(1) 基因突变是广泛存在的, 并且对生物自身大多是有害的 (2) 基因突变一定能够改变生物的表现型 (3) 人工诱变所引起的基因突变或染色体的变异都是有利的 (4) 由环境引起的变异是不能够遗传的 (5) 基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变就是基因突变 (6) 紫外线照射使人患皮肤癌和人由于晒太阳而使皮肤变黑都属于可遗传变异

A. (1) (2) (3) (4) B. (1) (2) (5) (6)

C. (2) (3) (5) (6) D. (2) (3) (4) (5)

2.如图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因, 已知谷氨酸的密码子是GAA, 由此分析正确的是 ()

A.控制血红蛋白合成的一段基因任意一个碱基发生替换都会引起贫血症

B. (2) 过程是以脱氧核苷酸为原料, 由ATP供能, 在酶的作用下完成的

C.运转缬氨酸的tRNA一端的裸露的三个碱基可能是CAU

D.人发生此贫血症的根本原因在于蛋白质中的一个谷氨酸被缬氨酸取代

3.人体胰岛B细胞中指导胰岛素合成的基因由于一个碱基对发生替换, 下列情况不会发生的是 ()

A.细胞还可以正常产生胰岛素

B.该基因无法再指导合成蛋白质

C.该基因仍可指导合成蛋白质, 但合成的肽链比原来短, 已不能降血糖

D.该基因仍可指导合成蛋白质, 且合成的肽链长度与原来相同, 但氨基酸排列顺序已大不相同

4.以美国为首的北约在1994~1995年对波黑的空袭以及1999年对南联盟的空袭中大量使用了贫铀弹, 导致人类癌症、白血病和新生儿畸形的发生等。近几个月来, 一些欧洲国家也纷纷报道本国参加北约维和行动的士兵因患癌症等病症而死亡, 并称之为“巴尔干综合征”。对上述现象的讨论, 下列选项不合理的是 ()

A.大多数基因突变是对生物体有害的

B.当射线作用于生殖细胞或发育的胚胎时, 新生儿可能产生畸形

C.射线引起的生物变异都将通过有性生殖遗传给下一代

D.射线的作用引起基因突变或染色体变异, 是导致“巴尔干综合征”发生的重要原因

5.下图为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列表述正确的是 ()

A.图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因

B.结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果

C.图中染色体上的基因变化说明基因突变是随机和定向的

D.上述基因突变可传递给子代细胞从而一定传给子代个体

6.下列各项中可以导致基因重组现象发生的是 ()

A.姐妹染色单体的交叉互换

B.等位基因彼此分离

C.非同源染色体的自由组合

D.姐妹染色单体分离

7.下列有关基因重组的叙述, 正确的是 ()

A.基因型为Aa的个体自交, 因基因重组而导致子代性状分离

B.基因A因替换、增添或缺失部分碱基而形成它的等位基因a, 属于基因重组

C.非姐妹染色单体间的互换可导致基因重组

D.造成同卵双生姐妹间性状上差异的主要原因是基因重组

8.如图表示细胞分裂过程, 下列有关说法正确的是 ()

A.甲图中细胞只发生了减数分裂, 该过程一定发生基因突变

B.乙图中若其中一条染色体上有一个基因a, 则另一极对应的染色体上一定是a

C.上述三个图中所示的过程中, 只会发生基因突变和基因重组

D.丙图中若发生了同源染色体的交叉互换, 该变异属于基因重组

9.染色体之间的互换可能导致染色体的结构或基因序列的变化。右图中, 甲、乙两图分别表示两种染色体之间的互换模式, 下列有关叙述正确的是 ()

A.甲为同源染色体间的交换, 属于基因重组

B.甲为非同源染色体间的交换, 属于染色体变异

C.乙为同源染色体间的交换, 属于染色体变异

D.乙为非同源染色体间的交换, 属于基因重组

10.右图为某植物的体细胞中染色体数示意图, 将其花粉经离体培养得到的植株的基因型最可能是 ()

A.AaBb B.AB

C.ab D.AAaaBBbb

11.下列有关变异的说法正确的是 ()

A.染色体中DNA的一个碱基缺失属于染色体结构变异

B.染色体变异、基因突变均可以用光学显微镜直接观察

C.同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组

D.秋水仙素诱导多倍体形成的原因是促进染色单体分离使染色体增倍

12.下列关于多倍体叙述不正确的是 ()

A.秋水仙素和低温均可导致多倍体形成

B.多倍体形成原因主要是纺锤体形成受抑制, 导致染色体着丝点不能断裂

C.多倍体在植物很常见, 在动物中极少见

D.多倍体植物的茎秆粗壮, 叶片、种子和果实都较大, 营养物质含量有所增加

13.21三体综合征又叫先天性愚型, 是一种常见的染色体病。下列各图均为减数第一次分裂时期染色体变异的模式图, 先天性愚型的染色体异常情况与哪个图相符? ()

14.下列关于遗传变异的说法, 错误的是 ()

A.三倍体无子西瓜中偶尔出现一些可育的种子, 原因是母本在进行减数分裂时, 有可能形成正常的卵细胞

B.染色体结构变异和基因突变都可使染色体上的DNA分子碱基对排列顺序发生改变

C.基因型为AaBb的植物自交, 且遵循自由组合规律, 后代有三种表现型, 则子代中表现型不同于亲本的个体所占比例可能为7/16

D.八倍体小黑麦是由普通小麦 (六倍体) 和黑麦 (二倍体) 杂交后经染色体加倍后选育, 其花药经离体培养得到的植株是可育的

15.右图表示某生物细胞减数分裂时, 两对联会的染色体之间出现异常的“十字形”结构现象, 图中字母表示染色体上的基因。据此所作出的推断中, 错误的是 ()

A.此种异常属于染色体的结构变异

B.该生物产生的异常配子很可能有HAa或hBb型

C.该生物基因型为HhAaBb, 一定属于二倍体生物

D.此种异常可能会导致生物体的育性下降

16.如图中a、b、c、d表示人的生殖周期中不同的生理过程。下列说法正确的是 ()

A.只有a、b过程能发生基因突变

B.基因重组主要是通过c和d来实现的

C.b和a的主要差异之一是同源染色体的联会

D.d和b的主要差异之一是姐妹染色单体的分离

17.如图是基因型为AA的个体不同分裂时期的图像, 请根据图像判定每个细胞发生的变异类型 ()

A. (1) 基因突变 (2) 基因突变 (3) 基因突变

B. (1) 基因突变或基因重组 (2) 基因突变 (3) 基因重组

C. (1) 基因突变 (2) 基因突变 (3) 基因突变或基因重组

D. (1) 基因突变或基因重组 (2) 基因突变或基因重组 (3) 基因重组

参考答案

1.C 2.C 3.D 4.C 5.B 6.C 7.C8.D 9.A 10.A 11.C 12.B 13.A14.D 15.C 16.C 17.A

生物的变异教案 第2篇

生物的变异

1了解生物的变异现象。

2了解变异的生物学意义和实践意义。3了解变异的生物学意义和实践意义。变异的概念、现象和原因。讲述法与讨论法相结合。1课时。

〖引言〗通过上节课的学习，我们知道自然界普遍存在着遗传现象，每一种生物都能通过生殖细胞把性状传递给后代。但是，我们也知道，自然界中不存在两个完全一样的个体。子女与父母之间，兄弟姐妹之间，在相貌上总会有些差异。把同一株植物的种子种下去，后代植株也是有高有矮，有的结穗多，有的结穗少。像这样，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，就叫做变异。同遗传现象一样，变异现象在生物界中也是普遍存在的。〖新课〗

一引起变异的原因：生物为什么会产生变异呢？我们先来分析这样两个实例： 1一对色觉正常的夫妇生下了一个色盲的孩子。

2兄弟二人，哥哥长期在野外工作，弟弟长期在室内工作，哥哥与弟弟相比脸色较黑。提问：上面所讲的两个实例中的变异是由什么原因引起的？ 色盲属于遗传病，所以例1中的变异是由遗传物质决定的。例2中的变异是由外界环境的影响引起的。哥哥与弟弟相比，受日光照射时间长，因此脸色较黑。

总结：引起变异的原因有两种，有的变异是由遗传物质决定的，有的变异是由外界环境的影响引起的。想一想，这两种变异是不是都能遗传给后代呢？

由遗传物质所决定的变异，能够遗传给后代，这样的变异叫做遗传的变异。由外界环境的影响而引起的变异，由于生物体内的遗传物质并没有发生变化，因而不能遗传给后代，这样的变异叫做不遗传的变异。

二变异对生物的影响：生物的变异有遗传的变异和不遗传的变异，那么，这上结变异对生物的生存有什么影响呢？我们再来看两个实例： 1小麦中出现矮杆、抗倒伏的变异品种。2玉米中出现白化苗。

提问：上面这两个实例中的变异对生物的生存是有利还是有害呢？

小麦中出现矮杆、抗例伏的变异对小麦的生存是有利的，而玉米出现白化苗，不能进行光合作用，会过早死亡，这一变异对玉米的生存是不利的。

总结：通过上面的实例可以看出，对某种生物来说，有的变异利于它的生存，这样的变异叫做有利变异；有的变异不利于它的生存，叫做不利变异。

三变异在进化上的意义：分假如生物不能产生变异，现的生物界会是什么样呢？

如果没有变异，生物在繁衍过程中，会出现新的性状，就不产生新的生物种类，生物就不能由简单到复杂、由低等到高等地不断进化。可见，变异为生物进化提供了原始材料。

同时，由于地球上的环境是复杂多样、不断变化的，生物如果不能产生变异，就不能适应不断变化的环境。

四应用：人们利用生物能不断产生变异这一特性，通过一定的技术手段，可以培育出对人类有益的家禽、家畜和农作物的新品种。

我们知道，现在人工饲养的牛有不同的品种，有的产奶多，有的肉质好。但是最初，整个年群中的牛从肉质到产奶量都相差不多。人们观察到牛群中有的个体出现了变异，有的变得肉质较好，有的产奶量有所增加。人们根据自己的需要，开始对不同变异的牛进行选择。想要吃肉的，就挑选肉质较好的牛大量繁殖，在它的后代中仍然挑选肉质较好的进行繁殖，这样，若干代之后，就得到了肉质好的新品种。同样道理，想喝牛奶的人就挑选产奶较多的牛进行繁殖，再在后代中继续选择，就能得到产奶多的新品种。

农作物的育种也是如此。拿小麦来说，有一些小麦品种在水、肥充足的条件下产量很高，但是由于植株高，抗倒伏能力差，大风一来，就会大片大片地倒伏，既影响产量，又不容易收割。怎样才能得到既高产又抗倒伏的小麦新品种呢？科学工作者利用一种普通矮杆小麦抗倒伏的能力强的特点，将这种小麦与高产的高杆小麦进行杂交，在后代植株中再挑选较矮、抗倒伏、产量高的植株进行繁殖，经过若干代以后，就得到了高产、矮杆、抗倒伏的小麦新品种。

如果农作物中没有出现我们所需要的变异该怎么办呢？育种工作者经常采用射线照射和药物处理等手段来处理农作物的种子，使种子里的遗传物质发生变化。由这些种子发育成的植株或在它们的子代中，就会出现各种各样的变异。然后从中选出人们所需要的变异类型，进行定向培育，就有可能得到农作物的新品种。

近些年来，生物科学的发展非常迅速。科学家们可以把一种生物的基因提取出来，转移到另一种生物的细胞中去，或者人工合成某种基因，把这种基因引入到某种生物的细胞内，使这种生物出现人们所需要的性状。例如：1988年，我国科学家人工合成了抗黄瓜花叶病毒的基因，并把这种基因引入到烟草等作物的细胞中，得到了抵抗病毒能力很强的烟草新品种。1989年，我国科学家成功地将人的生长激素基因导入鲤鱼的卵细胞中，由这些鱼卵发育而的鲤鱼，因为有了新导入的人的生长激素基因，生长速度明显加快了。

异形世界之变异生物 第3篇

（１）变异生物是人类文明进程中出现的副产品。由于化学污染、射线辐射等因素，生物体内基因发生改变，从而引起形体及性情的改变。

随着科幻惊悚电影的发展和特效技术的进步，变异生物以越来越真实的面目出现在人们面前。尽管种类繁多，但它们毫不例外地变得更加庞大强壮、性情残暴，甚至智商也有了明显的提高。它们以令世人瞠目的面目出现，以对人类文明肆无忌惮的破坏表达着无法言说的反抗。

从电影类型上说，变异生物的电影可以归为怪兽电影的范畴。然而这些关于变异生物的电影不仅是人类自我娱乐的方式，也并非危言耸听，他们的出现是人类自我反思的结果。或许只有将生活中司空见惯的生物放大到触目惊心的地步，才会引起人们的关注。

蟒 蛇

蔽日连天的植物，阴湿的气候以及丰富的食物使亚马孙丛林成为蛇的王国。这里没有天敌，也没有人类的打扰，它们可以恣意生长，身长和体积都达到令人吃惊的地步。当地人对森蚺顶礼膜拜，视为神明。

在自然界中，蛇无疑是一种令人恐惧的动物。闪烁的毒牙，吐动的舌信，细长冰滑的身体及慢慢蠕动的样子，成为很多人的噩梦。普通的蛇尚且如此，那么变异的蟒蛇的恐怖之处就可想而知了。蟒与蛇是同一个祖先，但在长期的进化过程中，蟒形成了庞大的体型，可以用自己的身体将猎物缠住，让其窒息死亡。

《狂蟒之灾》中的森蚺属于绿水蟒。这种蛇的眼睛长在头顶上，即使在水下移动也可以清楚地观察到水面上的东西。它们生性凶残，力量惊人，靠生物发出的热量追踪捕食，遇到它全无逃生的机会。它惊人的力气，令人恐怖的攻击性，雄踞在亚马孙丛林的食物链顶端傲视一切。任何东西包括自称万物之灵的人类也别想侵犯到它们的领地。

据资料显示，亚马孙森蚺是世界上最大的蛇种，最长可达10米，重达225公斤以上，粗壮如成年男子的躯干。成年的绿水蟒可以很容易地缠住并吃掉一条１米多长的鳄鱼，也曾有吃掉美洲虎的记录（图２）。

（２）野心勃勃的捕蛇人妄图活捉这条世界上最大的蛇，但结果反被蛇吃掉。

森蚺为什么会变得如此巨大而凶狠呢？是天性如此还是另有原因？在《狂蟒之灾2》中，交代了森蚺如此巨大的原因。这次故事发生在马来群岛的未开发区域婆罗洲。这里生长着一种生命之花——血兰花。这种花能够突破自然界限，让细胞不断生长，就像是传说中的“不老泉”，因此这里的森蚺一直生长，不断变大。大自然的神奇造就了变异的森蚺，生命之花也成为探险小组的目标。看来人类对生老病死的自然规律的反抗从来就不曾停止过。

当科学小组到来时，正赶上森蚺交配的季节，而血兰花生长的地方就在森蚺交配的地方。森蚺凶狠无比，彼此之间划分地盘，泾渭分明，因此在一个区域内只可能有一条森蚺。在《狂蟒之灾》第一部中，正是这样一条森蚺让整个纪录片摄制组吃尽了苦头。而到了《狂蟒之灾》第二部，由于雌性森蚺的召唤，周边所有的雄性森蚺都赶往雌性森蚺所在的地方，形成一个巨大森蚺球。这种罕见的情形让我们有幸目睹了森蚺群体交配的盛景，也将探险小组置于更为危险的境地。

《狂蟒之灾》将蟒蛇和人类膨胀的野心相联系，在让我们感受惊险刺激的同时也不忘告诫我们，花开花落、草长莺飞，世间万物都自有规律，违背规律就会受到大自然的惩罚。

蜘 蛛

如果说《狂蟒之灾》反映了人类对大自然的敬畏，那么更多的变异生物反映了人们对战争，尤其是对核武器的恐惧。人们谈核色变，原因除了其强大的破坏力外，就是它的辐射。核，无疑成了人类新的恐惧根源，也成了产生变异生物的新源泉（图３）。

（３）图组:影片《八脚怪》，正是利用了人们对核的恐惧心理而制作的一部较为成功的变异生物电影。

影片《八脚怪》的故事发生在美国一个普通的小镇上。由于核废料发生泄漏，这里的蜘蛛产生变异，体型变得十分巨大，极具攻击性。它们的行为模式和捕食方式都发生了改变。不仅如此，这群蜘蛛还进化出了跳跃的本领，学会了集体捕食作战的方法，而且繁殖能力极强。面对着这么一群终极猎手，全镇的村民都陷入了空前的蜘蛛危机中。

当然，蜘蛛并不是将人立即杀死，而是用蛛丝将人团团缠绕住像一个大粽子。公蜘蛛为了得到母蜘蛛的注意而相互竞争，都想送给母蜘蛛最好的礼物，比如虫子、老鼠等。而人类显然是最好的礼物。这是公蜘蛛带回家给母蜘蛛的巨大的点心。

这是一部集恐怖、惊悚与喜剧于一身的电影。与其它变异生物相比，蜘蛛是极易被人们忽略的生物，当它们突然巨大到让人类胆颤心惊时，恐怖效果就产生了。在这部影片中，我们看到了体型长度从２米到将近３层楼高的巨大黑蜘蛛，它们身上的绒毛清晰可见。影片中的它们没有智慧，没有感情，横行霸道，完全是邪恶的化身。人们潜意识中遗留下来的怪兽情结，再加上人们对核武器的恐惧，《八脚怪》中的变异蜘蛛承载了人们内心深处的双重恐惧。影片结尾，小镇居民将这些杀人机器引导到一个废旧工厂，并且将工厂引爆，最终巨型蜘蛛和破旧工厂一起被人类毁灭。

随着人们环保意识的加强，人类开始反思自身的行为，这些导致了在此后的电影中，变异生物的形象开始发生改变。

鲨 鱼

浩瀚而神秘的海洋，一直是人类探索的兴趣所在。这里蕴含着丰富的宝藏，也隐藏着不可知的危险，而生活于深水中的各种生物则是构成这种危险的主要因素。鲨鱼，被一些人认为是海洋中最凶猛的动物，是名副其实的“水下杀手”。在电影《深海狂鲨》中，为了研究抗老年痴呆症的神奇药丸，一个研究小组在海底组建了研究中心，用钛合金和铁丝网圈养最古老的生物——鲨鱼。他们定期抽取鲨鱼脑中的蛋白质，注入到人类坏死的脑神经细胞中，以完成伟大的医学探索（图４）。

（４）图组:人类对鲨鱼的研究从未停止过。他们饲养鲨鱼，进行各种试验，想揭开恐怖杀手的秘密，期望有一天用于为人类服务

随着人脑细胞复活的时间越来越长，苏珊博士的野心越来越大，频繁地从鲨鱼脑中获取蛋白质。为了早日完成实验，急于求成的苏珊博士偷偷利用基因改造工程加大鲨鱼的脑容量，以期萃取到更多的蛋白质。但是这样做的结果改变了自然生态，让３条鲨鱼变得聪明敏捷并且越来越强壮。鲨鱼多数不能倒退，因此它很容易陷入像刺网这样的障碍中，而且一旦陷入就难以自拔。但是这些经过基因工程改造的鲨鱼却可以轻而易举地倒着游。这些隐藏在平静海面下的杀手，蓄势待发，寻找着报复人类的机会，一场不可避免的大灾难终于降临了。

为了维护自己的研究成果，苏珊博士放虎归山，给自己和几位成员留下了隐患。他们在智能鲨鱼的围攻下仓皇逃命，却最终难逃厄运。人类面对自己创造出来的变种恶鲨是如此软弱无助，这些鲨鱼不但具有凶悍的攻击力，最可怕的是它们还有着与人不相上下的智能。为了逃出钛合金组成的水下护栏，它们借着暴风雨的掩护发动了蓄谋已久的攻击，研究小组成员在逃命的过程中势必将各路阀门打开，从而水淹研究所，这样鲨鱼们所要逃脱的就不是坚不可摧的钛合金，而只是普通的钢丝。如此缜密的心思，恐怕人类也会自叹不如。

生物的变异与进化 第4篇

二、考点要求和目标

注:“Ⅱ”表示2016年考纲中对知识内容要求掌握的程度即理解所列知识和其他相关知识之间的联系和区别, 并能在较复杂的情境中综合运用其进行分析、判断、推理和评价。

三、核心知识架构

(一) 知识脉络梳理

(二) 基因突变核心知识梳理

1. 基因突变的概念及机理

2. 基因突变对生物性状的影响

(1) 引起生物性状的改变

某些碱基对在增添、缺失和替换后引起遗传信息改变, 引起部分氨基酸改变, 改变蛋白质的结构和功能, 从而引起生物性状的改变, 如下表所示:

(2) 基因突变不一定导致生物性状的改变

①基因中不具有转录功能的片段发生“突变”不引起性状改变。

②由于多种密码子可决定同一种氨基酸, 因此某些基因突变也可能不引起性状的改变。

③某些基因突变虽改变了蛋白质中个别位置的氨基酸种类, 但并不影响蛋白质的功能。

④隐性突变在杂合子状态下也不会引起性状的改变。

3. 与基因突变有关的三个知识点

(1) 联系细胞分裂:在细胞分裂间期, DNA复制时, DNA分子双链打开, 脱氧核苷酸链极其不稳定, 容易发生碱基对的变化。

(2) 联系细胞癌变:癌细胞就是原癌基因和抑癌基因发生基因突变所致。

(3) 联系生物育种:诱变育种就是利用基因突变的原理进行的。

(三) 基因重组核心知识梳理

1. 基因重组的概念及类型

基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中, 控制不同性状的基因重新组合, 有三种类型, 如下表所示:

2. 关注基因突变和基因重组的意义

(四) 染色体结构变异核心知识梳理

1. 染色体结构变异的变化、实质和实例

2. 结果:使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变, 从而导致性状的变异。

【特别注意】基因突变, 字面上是基因发生变化, 实质上是基因内部的碱基对发生变化, 基因的数目和位置均未发生变化;染色体变异, 字面上是染色体发生变化, 实质上是染色体内部的基因发生变化, 基因的数目和位置均发生变化。

3. 染色体结构变异和基因突变的判断

(1) 主要区别

①染色体结构变异是“线”的变化, 变异程度大, 在光学显微镜下可见;基因突变是“点”的变化, 是DNA分子内部碱基对的变化, 在光学显微镜下不可见。

②染色体结构变异改变基因的数目和位置, 基因突变不改变基因的数目和位置。

(2) 区别图示

【特别注意】欲通过显微镜观察法界定基因突变与染色体结构变异, 需取“分生组织”制片, 因为在不分裂的细胞中不出现染色体。

(五) 染色体数目变异核心知识梳理

1. 染色体组的概念及特点

(1) 概念:细胞中的一组非同源染色体, 在形态和功能上各不相同, 携带着控制生物生长发育的全部遗传信息, 这样的一组染色体称为一个染色体组。

(2) 特点:①从染色体来源看, 一个染色体组中不含同源染色体;②从形态、大小和功能看, 一个染色体组中所含的染色体各不相同;③从所含的基因看, 一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因, 但不能重复。

2. 单倍体、二倍体和多倍体的比较

(六) 变异与育种

1. 几种育种方法的比较

【特别注意】 (1) 杂交育种选育的时间是从F2开始, 原因是从F2开始发生性状分离;选育后是否连续自交取决于所选优良性状是显性还是隐性。

(2) 诱变育种尽管能提高突变率, 但处理材料时仍然是未突变的个体远远多于突变的个体;突变的不定向性和一般有害性特点决定了在突变的个体中有害个体仍多于有利个体, 只是与自然突变相比, 有害和有利个体的数量都有所增加。

(3) 基因工程育种可按照人们的意愿定向培育新品种, 且可突破生殖隔离, 实现不同物种间的基因重组。

2. 不同目的的杂交育种程序

(1) 培育杂合子品种

在农业生产上, 可以将杂种一代作为种子直接使用, 如水稻、玉米等。其特点是可以利用杂种优势, 且获得的品种高产、抗性强, 但种子只能种一年。培育的基本步骤如下:

选取符合要求的纯种双亲杂交 (♀×♂) →F1 (即为所需品种) 。

(2) 培育隐性纯合子品种

(3) 培育显性纯合子品种

【特别注意】 (1) 单倍体育种一般应用于二倍体植物, 因为若为四倍体植物, 则通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。

(2) 用秋水仙素处理植株使其染色体数目加倍。若操作对象是单倍体植株, 则属于单倍体育种;若操作对象为正常植株, 则属于多倍体育种。不能看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。

(3) 单倍体育种和多倍体育种都需要用秋水仙素处理使染色体数目加倍。单倍体育种在幼苗期处理, 多倍体育种在种子萌发期或幼苗期处理。

(4) 单倍体育种和植物细胞工程育种都运用了植物组织培养技术。

(七) 生物进化

1. 自然选择学说

2. 现代生物进化理论

3. 达尔文自然选择学说和现代生物进化理论的比较

【特别注意】选择对生物进化的影响

(1) 自然选择与人工选择

(2) 选择对基因频率的影响

①选择的直接对象是具有某特定性状表现的生物体。

②选择的实质是控制某特定性状表现的基因。

③选择的结果:从生物个体角度看导致生物个体生存或死亡;从基因角度看导致控制某特定性状基因的频率上升或下降。

4. 种群基因频率、基因型频率

(1) 基因频率与基因型频率的比较

(2) 基因频率的计算方法

(3) 运用遗传平衡定律, 计算基因频率

在一个有性生殖的自然种群中, 当等位基因只有一对 (Aa) 时, 设p代表A基因的频率, q代表a基因的频率, 则 (p+q) 2=p2+2pq+q2=1。

其中p2是AA (纯合子) 的基因型频率, 2pq是Aa (杂合子) 的基因型频率, q2是aa (纯合子) 的基因型频率。

5. 物种形成的方式

(1) 渐变式

①地理隔离是物种形成的量变阶段, 生殖隔离是物种形成的质变阶段, 只有地理隔离而不形成生殖隔离时能产生亚种, 但绝不可能产生新物种, 如东北虎和华南虎。

②生殖隔离是物种形成的关键, 是物种形成的最后阶段, 是物种间的真正界限。生殖隔离有三种情况:不能杂交、杂交不活、活而不育。

(2) 爆发式

物种的形成主要是由异源多倍体以染色体变异的方式形成新物种, 一出现可以很快形成生殖隔离 (基因频率改变) 。此种方式多见于植物。

(3) 人工创造新物种:通过植物体细胞杂交 (如番茄—马铃薯) 、多倍体育种 (如八倍体小黑麦) 等方式也可以创造新物种。

6. 物种形成的三个环节

突变和基因重组、自然选择、隔离三者的关系如下图所示:

(1) 自然选择直接作用的是生物个体, 而且是个体的表现型。

(2) 生物进化的原材料是可遗传的变异, 包括基因突变、基因重组以及染色体变异, 其中染色体变异和基因突变统称为突变。

7. 物种形成和生物进化的区别与联系

8. 共同进化与生物多样性

(1) 共同进化的类型与实例

(2) 生物多样性三个层次之间的联系

四、高考经典扫描

命题角度 (一) 以基础判断的形式, 考查基因突变的特点和原因等

例 (2015·海南卷) 关于等位基因B和b发生突变的叙述, 错误的是 ()

A.等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因

B.X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率

C.基因B中的碱基对G—C被碱基对A—T替换可导致基因突变

D.在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变

【解析】基因突变具有不定向性, 等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因, A项正确;X射线的照射可能会引起基因突变, 从而导致基因B和基因b的突变率改变, B项错误;基因中碱基对的增添、替换、缺失可引起基因突变, C项描述属于碱基对的替换, D项描述属于碱基对的增添, 故C、D两项正确。

【答案】B

【易错点拨】 (1) 没有理解基因突变的特点或受思维定式的影响, 认为B基因只能突变为b或b只能突变为B; (2) 没有理解基因突变的概念, 死扣教材基因突变概念中的“碱基对”而认为D项中的“ATGCC序列中插入碱基C”是错误的。

【拓展】基因突变的原因、特点、时间和意义

命题角度 (二) 以相关实例为背景, 考查基因突变的应用

例某生物小组种植的纯种高茎豌豆, 在自然状态下却出现了矮茎后代。小组成员有的认为是基因突变的结果, 有的认为是环境引起的。为检验是何种原因导致矮茎豌豆的出现, 该小组成员设计了以下几种实验方案, 其中最简便的方案是 ()

A.分析种子中的基因序列

B.将矮茎种子在良好的环境条件下种植 (让它们自交) , 再观察后代的性状表现

C.将得到的矮茎豌豆与纯合高茎豌豆杂交, 观察后代的性状表现

D.以上方案都不合理

【解析】在有关植物鉴定的方法中, 最简单的方法是自交。如果在良好的环境条件下, 自交后代中有矮茎的出现, 说明是基因突变引起的;如果后代全是高茎, 说明是环境引起的不可遗传的变异, 故B项正确。

【答案】B

【易错点拨】 (1) 本题题干明确要求选择的是“最简便方案”, 而部分学生在审题过程中会忽略这一点。因为此类试题在设置选项时, 往往有两个或三个选项均可达到实验目的, 如本题的A、B、C三项均可达到鉴定是否发生基因突变的目的, 但只有B项的操作最简便; (2) 混淆可遗传变异和不可遗传变异的判断方法从而误选D。

【拓展】实验法判定变异类型

(1) 可遗传变异与不可遗传变异的判断方法

(2) 基因突变和基因重组的判断方法

(3) 显性突变和隐性突变的判定

②判定方法:

a.选取突变体与其他已知未突变体杂交, 根据子代性状表现判断。

b.让突变体自交, 观察子代有无性状分离从而进行判断。

命题角度 (三) 以图示形式考查染色体结构变异及其应用

例若图甲中①和②为一对同源染色体, ③和④为另一对同源染色体, 图中字母表示基因, “∘”表示着丝点, 则图乙~图戊中染色体结构变异的类型依次是 ()

A.缺失、重复、倒位、易位

B.缺失、重复、易位、倒位

C.重复、缺失、倒位、易位

D.重复、缺失、易位、倒位

【解析】分析题图可知, 图乙表示染色体缺失D片段;图丙表示同一条染色体上C片段发生重复;图丁表示染色体上B、C片段位置颠倒;图戊中一条染色体的片段移接到另一条非同源染色体上, 属于易位, A项正确。

【答案】A

【易错点拨】本题考查学生对教材中染色体结构变异图示的迁移应用, 旨在考查学生对染色体结构变异图示的分析判断能力。但部分学生会因只识记了染色体结构变异的四种类型或没有结合教材图示理解染色体结构变异的具体过程而不能确定图丁和图戊的变异类型。

【拓展】“二看法”判断染色体结构变异的类型

一看基因位置:若基因种类和基因数目未变, 但染色体上的基因位置改变, 则为染色体结构变异中的“易位”或“倒位”;

二看基因数目:若基因的种类和位置均未改变, 但基因的数目改变, 则为染色体结构变异中的“重复”或“缺失”。

命题角度 (四) 结合相关实例考查染色体数目变异的原理及其与育种的联系

例 (2016·四川卷) 油菜物种Ⅰ (2n=20) 与Ⅱ (2n=18) 杂交产生的幼苗经秋水仙素处理后, 得到一个油菜新品系 (注:Ⅰ的染色体和Ⅱ的染色体在减数分裂中不会相互配对) 。

【解析】 (1) 秋水仙素通过抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成, 使染色体加倍, 从而形成纯合体, 所以将获得的植株自交, 子代不会出现性状分离。 (2) 由于油菜新品系是油菜物种Ⅰ (2n=20) 与Ⅱ (2n=18) 杂交产生的幼苗经秋水仙素处理后获得, 所以细胞中含有 (10+9) ×2=38 (条) 染色体。观察油菜新品系根尖细胞有丝分裂, 应观察分裂旺盛的分生区细胞, 处于分裂后期的细胞中着丝点分裂, 染色体数目暂时加倍, 所以含有76条染色体。 (3) ①由实验一可判断出, 种子颜色性状中黄色对黑色为隐性。②实验二中子二代的表现型及比例为3∶13, 类似于9∶3∶3∶1的比例, 说明F1的基因型为Aa Rr, 表现为黄色, 说明R基因存在时会抑制A基因的表达, 故两实验中亲本甲、乙、丙的基因型分别为AArr、aarr、AARR, F2代产黄色种子植株中, 纯合子只有1/13AARR、1/13aa RR、1/13aarr, 故杂合子占10/13。③实验二中, 乙、丙的基因型分别为aarr、AARR, 原本F1的基因型为Aa Rr, 现发现子一代体细胞中有两条含R基因 (基因型为Aa RRr) 的染色体, 说明丙植株在减数第一次分裂后期含R基因的同源染色体未分离或丙植株在减数第二次分裂后期含R基因的姐妹染色单体未分离。由于该植株基因型为Aa RRr, 其自交可分解为两个分离定律分别考虑, 即Aa自交和RRr自交, Aa自交可产生3/4A_、1/4aa, RRr自交可产生4种类型的配子, 分别为1/3Rr、1/3R、1/6RR、1/6r, 故后代中产黑色种子 (A_rr) 的植株所占比例为1/6×1/6×3/4=1/48。

【答案】 (1) 纺锤体不会 (2) 分生76 (3) ①隐②R AARR 10/13③植株丙在减数第一次分裂后期含R基因的同源染色体未分离 (或植株丙在减数第二次分裂后期含R基因的姐妹染色单体未分开) 1/48

【易错点拨】本题第 (1) 小题考查秋水仙素的作用机理, 较简单。但是, 第 (3) 小题的两空易出错, 其原因是:①部分学生对减数分裂过程中导致染色体数目变异的过程不熟悉;②部分学生无法确定染色体数目变异后配子的种类及比例。

【拓展】怎样推断多倍体产生配子的类型及比例?

答:推断多倍体产生配子的类型及比例时, 最常见的是三倍体和四倍体配子, 如AAAA、AAAa、AAaa、AAa、Aaa等, 方法如下:

命题角度 (五) 综合考查生物变异与育种

例 (2015·浙江卷) 某自花且闭花授粉植物, 抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制, 抗病为显性;茎的高度由两对独立遗传的基因 (D、d, E、e) 控制, 同时含有D和E表现为矮茎, 只含有D或E表现为中茎, 其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子, 欲培育纯合的抗病矮茎品种。请回答下列问题:

【解析】 (1) 该植物是自花且闭花传粉, 所以在自然状态下, 该植物一般都是纯合子。 (2) 由于基因突变具有低频性、多方向性和有害性等特点, 所以采用诱变育种获得优良品种时需要处理大量种子。 (3) 若采用杂交育种获得所需要的稳定遗传的优良品种, 需要将两个亲本杂交获得F1, F1自交获得所需要的性状后再连续自交, 直到不再出现性状分离, 最终获得所需要的稳定遗传的品种。由此可推测, 一般情况下, 控制性状的基因数越多, 育种年限越长。若只考虑茎的高度, 两亲本杂交获得F1的基因型为Dd Ee, F1自交后代F2的基因型 (表现型) 为9/16D_E_ (矮茎) 、3/16D_ee (中茎) 、3/16dd E_ (中茎) 、1/16ddee (高茎) , 故F2的表现型及其比例为高茎∶中茎∶矮茎=1∶6∶9。 (4) 单倍体育种分为三步:第一步是亲本杂交得到F1, 第二步是将F1的花药离体培养获得单倍体幼苗, 第三步是用秋水仙素处理单倍体幼苗。单倍体育种涉及的原理有基因重组和染色体变异。

【答案】 (1) 纯 (2) 多方向性、稀有性 (3) 选择纯合化年限越长高茎∶中茎∶矮茎=1∶6∶9 (4) 基因重组和染色体畸变遗传图解如下图所示:

【易错点拨】 (1) 对杂交育种的程序及具体操作和目的不熟悉, 易在第 (3) 小题出现错误。例如, 本小题第二空所填内容应为杂交育种中从子二代开始连续自交的目的, 而部分学生可能只记忆了操作方法, 即“连续自交”、“筛选”等, 而忽略了这一操作的目的。 (2) 对单倍体育种的程序不熟悉易在第 (4) 小题第一空出现错误。在单倍体育种过程中, 往往首先需通过杂交将不同优良性状集中到同一个体上, 另外, 在杂交及F1的配子形成过程中均涉及基因重组, 而部分学生忽略了这一点, 只填写了染色体变异的相关内容。

【拓展】关于育种方法的选择

(1) 若要培育隐性性状个体, 则可选择自交或杂交, 只要出现该性状即可。

(2) 有些植物如小麦、水稻等, 杂交实验较难操作, 则最简便的方法是自交。

(3) 若要快速获得纯合子, 则用单倍体育种法。

(4) 若实验植物为营养繁殖类如土豆、地瓜等, 则只要出现所需性状即可, 不需要培育出纯种植物。

(5) 若要培育出原先没有的性状, 则可选择诱变育种。

(6) 提高营养物质含量可选择多倍体育种。

(7) 将两个亲本的不同优良性状集中在一起, 可利用杂交育种。

(8) 若要定向地改造生物性状, 则可选择基因工程育种。

(9) 在实际育种过程中, 并非单一地运用某种育种方式, 而是根据需要综合运用多种育种方式。

命题角度 (六) 通过相关实例考查生物进化的相关知识

例 (2015·安徽卷) 现有两个非常大的某昆虫种群, 个体间随机交配, 没有迁入和迁出, 无突变, 自然选择对A和a基因控制的性状没有作用。种群1的A基因频率为80%, a基因频率为20%;种群2的A基因频率为60%, a基因频率为40%。假设这两个种群大小相等, 地理隔离不再存在, 两个种群完全合并为一个可随机交配的种群, 则下一代中Aa的基因型频率是 ()

A.75%B.50%C.42%D.21%

【解析】两种群均处于遗传平衡状态, 且种群大小相等, 故两种群完全合并后A、a的基因频率分别为两种群A、a基因频率的平均值, 即A基因频率= (80%+60%) ÷2=70%, a基因频率= (20%+40%) ÷2=30%。该种群随机交配后, 子一代中Aa的基因型频率为2×70%×30%=42%, 故C项正确。

【答案】C

【易错点拨】生物进化的实质是种群基因频率的改变, 有关种群基因频率变化的相关计算也是高考中的常考点。在本题中, 部分学生因不了解两种群合并后随机交配对种群基因频率及基因型频率的影响而出现错误。

【拓展】自交和自由交配对种群基因型频率和基因频率的影响

(1) 自交:基因型频率发生变化, 纯合子比例逐渐增大, 杂合子比例逐渐减小, 但基因频率不变。

(2) 自由交配:基因型频率和基因频率都不变。

五、强化训练

1. 下列关于基因突变和染色体变异的叙述, 正确的是 ()

A.DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失都会导致基因突变

B.有丝分裂和减数分裂过程中都可能发生基因突变和染色体变异

C.染色体易位不改变基因数量, 对个体性状不会产生影响

D.用秋水仙素处理单倍体幼苗, 得到的个体都是二倍体

2. 下图为细胞分裂过程示意图, 下列有关说法正确的是 ()

A.图甲中细胞只发生了减数分裂, 该过程一定发生基因突变

B.图乙中若其中一条染色体上有一个基因a, 则另一极对应的染色体上可以是A或a

C.上述三图所示过程中, 只会发生基因突变和基因重组

D.图丙中若发生了同源染色体的交叉互换, 则该变异属于倒位

3. 下列有关现代生物进化理论观点的叙述, 错误的是 ()

A.发生在生物体内的基因突变可改变种群的基因频率

B.两个种群间的生殖隔离一旦形成, 它们就是两个物种

C.生物多样性的形成过程就是新物种不断形成的过程

D.共同进化都是通过不同物种之间和生物与环境之间相互影响实现的

4. 科学家以正常人及某种病患者的相应m RNA为模板合成了c DNA。已查明该患者相应蛋白质中只有32号氨基酸与正常人不同, c DNA中只有一个位点的碱基发生改变。对比结果见下表。以下有关分析合理的是 ()

A.c DNA所含的碱基数为96

B.合成c DNA时需要DNA解旋酶

C.患者第94号位点碱基缺失

D.患者相应氨基酸的密码子为CAC

5. 下图表示利用二倍体西瓜 (2N) 培育三倍体无子西瓜 (3N) 过程中染色体数目变化的情况, 下列说法不正确的是 ()

A.①过程中染色体复制两次细胞分裂一次

B.②过程可能发生突变和基因重组

C.图中只包含两个不同的物种

D.三倍体无子西瓜只能产生极少数可育的配子

6. 下表所示为某物种迁入新环境后, 某对等位基因基因频率的变化情况, 由这些数据不能得出的结论是 ()

A.由于种群基因频率改变, 该生物发生了进化

B.a基因控制的性状可能更适应新环境

C.1970年, 该种群中Aa的基因型频率一定为18%

D.基因频率的改变是通过环境对生物个体的选择实现的

7. 下图表示由甲、乙两种植物逐步培育出戊植株的过程。请据图回答:

(1) 通过I过程培育出丙种植物的方法有以下两种:

(3) 若B基因控制着植株的高产, D基因决定着植株的抗病性。如何利用戊植株 (该植株为两性花) , 采用简便的方法培育出高产抗病的新品种 (不考虑同源染色体的交叉互换) ?请画图作答并作简要说明。

8. 图1表示果蝇体细胞的染色体组成, 图2表示果蝇性染色体X和Y的非同源区段和同源区段。已知控制果蝇刚毛 (B) 和截毛 (b) 的等位基因位于X、Y染色体的同源区段。

请分析回答:

生物的变异与进化

1.B 2.B 3.C 4.D 5.A 6.C

生物的变异教案 第5篇

官路镇初级中学

冯伟

一、教学目标 知识目标

1.认识到变异是生物界中普遍存在的现象;2.探究遗传物质在亲子代之间传递过程中发生的变化;能力目标

通过模拟游戏能够对数据进行分析,找出其中规律;情感目标

让学生意识到我们可以用简单的模拟游戏探讨深刻的生物问题

二、教学重点

1.变异在生物界中普遍存在;2.理解遗传物质是如何改变从而引起变异的产生

三、教学难点

1.深刻认识生物变异在自然界普遍存在;2.对实验数据的分析及总结规律;

四、解决重难点的途径

1.通过布置让每两个学生去寻找两个一模一样苹果,并在课上进行比较交流的活动,使学生在寻找和比较过程中进一步认识到变异的普遍性。

2.通过“模拟遗传物质的传递的游戏”,使学生明白遗传物质在亲子代间传递过程中,发生变异的原因。

五、教学过程

师:导入:[出示幻灯片:有显着遗传特征的自己一家子的照片]猜猜照片上的四个人之间是什么关系? 生:有亲戚关系。一家人吧? 师:为什么你们会认为他们是一家人呢? 生:因为长得像。男孩和爸爸像。女孩和妈妈像。

师:对了,这就是我的一家人,向大家介绍一下:爸爸、妈妈和弟弟。这种子女和父母之间长得像的现象在我们生物学上称为…..生:遗传。

师:我和妈妈是一模一样吗?我和弟弟呢? 师:这种不同我们在生物学上称为…… 生:变异。

师:[幻灯:遗传和变异的定义]这就是我们前面学过的遗传和变异。同学们掌握的不错。遗传现象和遗传物质有着不可分割的关系。继续回顾,遗传物质是通过什么途径传递给子代的?父方和母方各占多少? 生:生殖细胞。子代的遗传物质一半来自于父方,一半来自于母方。

师:遗传物质从亲代传给子代,所以亲子间有相似性,即有遗传现象产生。那变异又是如何发生的呢?今天我们就来探讨这个问题。[板书课题:第五节生物的变异]我们先从哪里入手解决这个问题比较好呢? 生:遗传物质。

师:那我们就先来探究:遗传物质在亲子代之间是否产生了差异?产生了什么样的差异?[幻灯:探究题目]生物的变异和其他生物问题一样,是一个很复杂的问题。要受到许多条件的影响,所以在研究过程中会有许多干扰。在科学研究方法中,有一种方法可以将复杂的问题简单化,从而找到事物的基本规律。这就是给所研究的问题创设一个理想环境,排除无关条件的影响。我们称之为:创设理想条件。今天这个实验中,我们就得创设一个理想条件之后,才能够进行研究。下面我介绍一下实验的过程。[幻灯:实验原理,过程。见后面《遗传物质模拟实验》

生:[在老师的引导下共同进行实验,小组讨论问题] 师:通过刚才的实验,观察实验数据,各组发现了哪些规律? 生:亲代的遗传物质越往后传,后面子代所得到得越少。生:每一代的配偶传给下一代的遗传物质数量都是20。

生:我觉得配偶的遗传物质不可能只有一种颜色,它也应该是由多种颜色组成的。

师:很好,你发现了一个很关键的问题。之所以配偶颜色一样,是我们设的理想条件之一。其实,它也应该是多种遗传物质组成。

生:越到后来,子代之间的遗传物质的差异越大。师:从哪里能看出来? 生:颜色越来越多了,颜色分配不一样。师:为什么颜色会越来越多? 生:不断有亲代的新的遗传物质加入。

师:可见遗传物质都是从祖辈上一代代传递下来,而不是自己制造的。生:每一代个体所具有的遗传物质数量都是相同的。师:为什么? 生:这样才能保证稳定遗传。师:可是还有变异。

生:所以变异是在遗传中发生的。

师:刚才我们的实验过程是在一个理想条件下,没有任何外界影响的封闭条件下进行的,可见在遗传过程中,由于遗传物质的重组,产生了变异现象。抛去理想条件,在自然界中,这个过程还会受到什么影响吗? 生:会。比如说以前我们学过,青蛙受到除草剂的影响,会生出阴阳蛙。生:孕妇怀孕的时候不能受到射线的辐射,否则会产出畸形的胎儿。师:为什么会出现这些情况呢? 生:这些物质改变了遗传物质。

师:由此我们可以发现,变异的产生有两个因素:一是遗传物质发生重组;一是遗传物质发生了突变。那么,如果遗传物质在亲代和子代之间或是子代和子代之间没有任何差异,变异是否还能够发生呢? 生:[疑惑,议论,拿不准。意见不同] 师:课前老师布置的任务,让同学们去找两个一模一样的苹果,同学们任务完成的怎么样呀? 生:没找到,不可能有。

师:怎么会呢?我们以前学过,现在怎么繁殖优良品种的水果? 生:嫁接。

师:嫁接的过程中遗传物质是否改变了呢? 生:没有。

师:也就是说,现在同一品种的苹果的遗传物质都是相同的。找到两个一模一样的苹果应该很容易呀? 生:那也不一定。就算长在一棵树上,还有的能晒着太阳,就会红一些,有的晒不着,就会浅。有的得到的营养多,就大;得营养少的就小。还有环境的影响呢。

师:哦。看来真的是难为大家了。是每个人找的苹果都不一样吗? 生:是。

师:这种现象是不是变异呢? 生:当然是。性状发生改变了嘛。

师:对。那么同学还能举出几个遗传物质相同但还发生变异的例子吗? 生:同卵双胞胎的遗传物质一样,但是他们有差别。比如说指纹就不一样。

生:同一棵树上的叶片的遗传物质一样,但是不可能找出两片完全一样的叶片。师:我们总结一下,引起生物发生变异的因素有哪些? 生:遗传物质改变会引起变异;生活环境不同会引起变异。就两个。师:同意吗? 生:同意。

师:同学总结的很好,言简意赅。下面我们看一张图片[幻灯:有字苹果]。请问我们把苹果核种下去之后,会长出什么样的苹果来? 生:还是和它差不多,但是没有字。师:为什么和它差不多? 生:因为遗传物质遗传下去了。师:那为什么字没了呢? 生:字是人工后来做上去的,没有改变遗传物质,所以不能遗传下去。师:可见有些变异能够遗传,有些变异不能遗传。[幻灯:可遗传变异和不可遗传变异]二者最根本的差异在哪? 生:遗传物质改变了的变异可以遗传,遗传物质没有改变的变异不可以遗传。

师:总结的非常好。下面我检测一下大家对知识应用的情况。[幻灯:判断下列变异能否遗传,为什么] 生:讨论,回答。

师:正是因为有了变异,生物才会如此地多姿多彩,我们也可以从丰富的生物世界中选择人类所需,加以培育,并为人类服务。这就是我们在农业生产中的人工育种工作。请问,在这个工作中,我们利用的是哪一种变异呢? 生:可遗传变异。

师:对了。怎么利用可遗传变异进行育种呢?下节课我们就来探讨这个问题。

师:通过本节课的学习,同学们对于变异有了哪些新的认识?请同学在笔记本上列出要点。然后我们一起来交流一下。

生:[交流,探讨]生物的变异由两种因素引起。附: 遗传模拟游戏

游戏原理:子代的遗传物质一半来自于父方,一半来自于母方。

实验方法:设置一个理想状态下的遗传物质传递过程,即亲代的遗传物质和子代配偶的遗传物质相同,来观察在传递过程中遗传物质的变化。

游戏过程: 1.学生分成6组,每组7个人。

2.用不同颜色的豆粒代表不同个体的遗传物质。

3.每组七个培养皿,分别盛放40个红色豆(亲代),40个黄色豆(亲代),40粒蓝色豆(第一代配偶),40粒紫色豆(第二代配偶)。空3个(分别标明第一代,第二代,第三代)。

生物变异难与易的迅速转化 第6篇

1.可遗传变异和不可遗传变异

例1 央视一则报道称，孕妇防辐射服不仅不能防辐射，反而会聚集辐射.辐射对人体危害很大，可能导致基因突变.下列相关叙述正确的是（B）.

A.碱基对的替换、增添和缺失都是由辐射引起的

B.环境所引发的变异可能为可遗传变异

C.辐射能导致人体遗传物质发生定向改变

D.基因突变可能造成某个基因的缺失

解析 引起碱基对的替换、增添和缺失的因素有物理因素、化学因素和生物因素；如果环境引发了细胞中遗传物质的改变，就成了可遗传的变异；辐射能导致人体遗传物质发生不定向改变；基因突变会导致基因内部分子结构的改变，不会导致某个基因的缺失.

策略 表现型是基因型与环境共同作用的结果，分析变异类型时可以从两个方面来考虑：一方面是因遗传物质的改变引起的，此变异可在其后代中再次出现，即能遗传.若是染色体变异，可直接借助显微镜观察染色体的形态、数目、结构是否改变.另一方面是仅由环境条件改变引起的，遗传物质没有改变，则不能遗传给后代.所以，可以用自交或杂交的方法确定变异的原因；或者将变异个体和正常个体培养在相同的条件下，两者没有出现明显差异，则原来的变异性状是由环境引起的.

2.“可遗传”与“可育”

例2 图1所示某生物细胞分裂时，两对联会的染色体（注：图1中姐妹染色单体画成一条染色体，黑点表示着丝点， 字母表示染色体上的基因）之间出现异常的“十字型结构”现象.据此所作推断中，正确的是（B）.

A.此细胞可能正在进行有丝分裂

B.该生物产生的异常配子很可能有HAa或hBb型

C.此种异常源于基因重组

D.此种变异可能会导致生物体不育，从而不能遗传给后代

解析 同源染色体在减Ⅰ一定会发生联会，非同源染色体不能联会，但如果发生了图2所示的变异，也可能会发生图1所示的情形.即：非同源染色体的某些区段发生“易位”，而不是基因重组；随着易位后的同源染色体的分离，该生物产生的异常配子很可能有HAa或hBb型；此细胞正联会，说明是减数分裂.这种变异的结果可能有很多，也可能会导致生物体育性下降，但育性下降不代表不能遗传给后代，该变异还可能通过无性生殖遗传给后代.

策略 “可遗传” ≠“可育”：如三倍体无籽西瓜、骡子、二倍体的单倍体等其遗传物质已发生变化，它们都属可遗传变异，但都均表现“不育”，而无子番茄等的“无子”是因植株未授粉，是因一定浓度生长素促进了果实发育，这种“无子”性状，这是不可遗传的变异，但可育.

3.不同生物的可遗传变异

例3 变异是生物的基本特征之一，下列不属于细菌产生的可遗传变异有（C）。

①基因突变；②基因重组；

③染色体变异；

④环境条件的变化；

⑤染色单体互换；

⑥非同源染色体上非等位基因自由组合.

A.①②③ B.④⑤⑥

C.②③④⑤⑥D.①②③④

解析 细菌属于原核生物，没有染色体，主要进行二分裂，因此细菌产生的可遗传变异只有基因突变，没有其他类型.

策略 自然条件下，病毒和原核生物只有基因突变.进行有性生殖的真核生物可进行基因突变、基因重组和染色体变异.进行无性生殖的真核生物可进行基因突变和染色体变异.有丝分裂过程中发生基因突变和染色体变异，但不会发生基因重组；减数分裂可能发生基因突变、基因重组和染色体变异，但减数第二次分裂过程中和受精作用均没有发生基因重组.

4.基因突变概念与类型判别

例4 育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的.下列叙述正确的是（B）.

A.这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的

B.该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体

C.观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置

D.将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系

解析 该突变可能是显性突变，也可能是隐性突变，无论是哪一种突变，其自交都可产生这种变异性状的纯合个体.只有染色体变异才可以在光学显微镜下观察.花粉离体培养，必须经秋水仙素等处理，使染色体加倍后，才能获得稳定遗传的个体.

策略 基因突变概念的核心是基因结构的改变，而不是指“DNA中碱基对的增添、缺失、改变”.基因突变≠DNA中碱基对的增添、缺失、改变.基因是有遗传效应的DNA片段，不具有遗传效应的DNA片段也可发生碱基对的改变.有些病毒（如SARS病毒）的遗传物质是RNA，RNA中碱基的增添、缺失、改变引起病毒性状变异，广义上也称基因突变.基因突变最易发生在分裂间期.这是因复制时分子结构的稳定性较低.引起基因突变的因素分为外部因素和内部因素.基因突变的结果“产生新基因”.病毒、原核生物和真核生物细胞质内的基因突变是产生了一个新基因，而对于真核生物细胞核内的基因突变可说产生了它的等位基因.显性突变和隐性突变的判别方法主要有两种，一是选择突变体与其他已知未突变体杂交，通过观察后代变异性状的比例来判断基因突变的类型.二是选取具有突变性状的个体与原始亲本进行杂交（植物可自交），若子代只有原有的性状，则控制相对性状的基因突变是隐性突变；若子代既有原有的性状，又有突变性状，则控制相对性状的基因突变是显性突变.

5.基因突变和基因重组的判别

例5 图3是基因型为AA的个体不同分裂时期的图像，请根据图像判定每个细胞发生的变异类型（A）.

nlc202309082017

A.图3中①基因突变②基因突变③基因突变

B.图3中①基因突变或基因重组②基因突变③基因重组

C.图3中①基因突变②基因突变③基因突变或基因重组

D.图3中①基因突变或基因重组②基因突变或基因重组③基因重组

解析 （1）由题干图3中获得的信息有：

①和②均为有丝分裂，且A和a为同一染色体上的姐妹染色单体所携带的基因.③为减数第二次分裂后期的细胞图，A和a所在染色体原为姐妹染色单体，并未发生交叉互换.

故造成①②和③中A和a不同的原因都是基因突变.

策略 一是根据亲代基因型判别：如果亲代基因型为BB或bb，则引起B与b不同的原因是基因突变.如果亲代基因型为Bb，则引起B与b不同的原因是基因突变或基因重组.二是根据细胞分裂方式判别：如果是有丝分裂中姐妹染色单体上的基因不同，则为基因突变所致的结果.如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上的基因不同，则为基因突变或基因重组所致的结果.三是根据染色体图示判别：有丝分裂后期图中两条子染色体上的基因不同，则是基因突变的结果.如果是减数分裂第二次分裂后期图中，两条子染色体（同白或同黑）上两基因不同，则为基因突变的结果.如果是减数分裂第二次分裂后期图中，两条子染色体（颜色不一致）上两基因不同，则为基因重组的结果.可根据姐妹染色单体中等位基因来源的判断.如图4所示.

6.可遗传变异的实质与判别

例6 经权威遗传机构确认济南发现的一例染色体异常核型即46，XY，t（6；8）为世界首例，该例异常核型属于染色体平衡易位携带者.染色体平衡易位是造成流产和畸形儿的重要因素，由于没有遗传物质丢失，患者表观及智力均与正常人一样.某女性患者的第1和5号染色体易位，染色体异常核型可表示为46，XX，t（1；5）.

下列说法错误的是（C）

A.经染色后，在光学显微镜下可观察到染色体易位

B.46，XY，t（6；8）表示某男性患者第6和8号染色体易位

C.只有缺失和重复这两类染色体结构变异才能导致基因数量的改变

D.染色体易位不属于基因重组，这种变异是可遗传的

解析 染色体易位可在光学显微镜下观察到，但需要染色，A项正确；根据题干信息推出46，XY，t（6；8）表示某男性患者第6和8号染色体易位，B项正确；能导致基因数量改变的不只有染色体结构变异中的重复和缺失，还有染色体数目变异，C项错误；染色体易位属于染色体结构变异，D项正确.

策略 基因突变、基因重组和染色体变异都会引起遗传物质的改变、都是可遗传变异，但不一定遗传给后代，都为生物的进化提供了原材料.若把基因视为染色体上的一个位“点”，染色体视为点所在的“线段”，则基因突变是“点”的变化（点的质变，但数目不变）；基因重组是“点”的结合或交换（点的质与量均不变）；染色体变异是“线段”发生结构或数目的变化；染色体数目变异是个别线段增添、缺失或线段成倍增减（点的质不变、数目变化）.染色体结构变异是线段的部分片段重复、缺失、倒位和易位（点的质不变，数目和位置可能变化）.DNA水平上判别：一是DNA分子内的三看：看基因种类，染色体上的基因种类是否发生改变，若发生改变，则为基因突变，由基因中碱基对的替换、缺失或增添所致.看基因位置，若基因种类和数目未变，但染色体上的基因位置改变，则为染色体结构变异中的“易位”或“倒位”.看基因数目，若基因的种类和位置未改变，但基因的数目改变，则为染色体结构变异中的“重复”或“缺失”.二是DNA分子间的三看：看染色体数目，若染色体的数目发生改变，可根据染色体的数目变化情况，确定是染色体数目的“整倍性变异”还是“非整倍性变异”.看基因位置，若染色体的数目和基因数目均未改变，但基因所处的染色体位于非同源染色体上，则应为染色体变异中的“易位”.看基因数目，若染色体上的基因数目不变，则为减数分裂过程中同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换的结果，属于基因重组.

7、变异交联的四问题

例7 图5是某个二倍体（AABb）动物的几个细胞分裂示意图，据图判断不正确的是（D）

A.图5中甲细胞表明该动物发生了基因突变

B. 图5中乙细胞表明该动物在减数第一次分裂前的间期发生了基因突变

C.图5中丙细胞表明该动物在减数第一次分裂时发生了交叉互换

D.图5中甲、乙、丙所产生的变异均可遗传给后代

解析 据题意分析，图5中甲图表示有丝分裂后期，染色体上基因A与a不同，是基因突变的结果；图5中乙图表示减数第二次分裂后期，其染色体上基因A与a不同，没有同源染色体交叉互换的特征，只能是基因突变的结果；图5中丙细胞也表示减数第二次分裂后期，基因B与b所在的染色体颜色不一致，则染色体上基因B与b不同是交叉互换造成的；图5中甲细胞分裂产生体细胞，产生的变异一般不遗传给后代.

策略 一是“互换”问题：同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组；非同源染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的“易位”.二是“缺失” 或“重复”问题：DNA分子上若干基因的缺失或重复属于染色体变异；DNA分子上碱基对的缺失或重复，属于基因突变.三是“变异水平”问题：基因突变和基因重组属于分子水平的变化，光学显微镜下看不到的；染色体变异属于细胞水平的变化，光学显微镜下可以观察到的.四是“质”和“量”问题：基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质，一般也不改变基因的量，但转基因技术会改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，但会改变基因的量或改变基因的排列顺序.

总之，生物变异教学的内容是在分子水平和细胞水平上进行组织的，较为抽象，而且知识复杂程度、知识点关联度和应用度都较高，要畅通学习的通路，实现难与易的迅速转化，就必须清除这些拦路虎.

（收稿日期：2016-10-21）

生物变异 第7篇

一、基因位于染色体上的直接证据源于果蝇伴性遗传特性的研究

在孟德尔遗传规律被证实和广为熟知后, 全球科学家都迫切地想知道基因存在于哪个位置。当萨顿提出“基因在染色体上”的观点时, 美国遗传学家摩尔根不认同, 他潜心研究果蝇的遗传行为, 偶然在一群红色眼睛的果蝇中意外地发现了白色眼睛的果蝇, 于是便做了很多的实验。他先将白眼雄果蝇和红眼雌果蝇放在一起进行杂交, 发现二者的后代 (记为F1) 全都是红眼果蝇;然后再将F1这一代中的雌雄果蝇进行交配试验, 结果在F2代果蝇中出现了红眼和白眼两种果蝇, 而且红眼果蝇和白眼果蝇的比例为3∶1。这一比例符合分离定律, 表明果蝇的红眼和白眼是受一对等位基因控制的, 且红眼为显性性状。可在果蝇所有的后代中, 摩尔根发现了一个奇怪的现象, 那就是白眼果蝇只限于雄性, 如何才能解释这种奇特的现象呢?

当时, 生物学家已经发现了性染色体, 并对果蝇体细胞中的染色体有了比较充分的认识:果蝇有3对常染色体, 与性别无关;一对性染色体决定性别, 性染色体同型的XX表示为雌性, 性染色体异型的XY表示为雄性。摩尔根有了这样的认识, 提出设想:将果蝇的白眼基因 (即w) 控制在X染色体上, 而在Y染色体上则不含等位基因。实验得到了合理的解释:P红眼雌 (XWXW) ×白眼雄 (XwY) , F1有红眼雌 (XWXw) 、红眼雄 (XWY) ;F1间相互交配, 得F2红眼雌 (XWXW、XWXw) 、红眼雄 (XWY) 、白眼雄 (XwY) 。该设想的正确性还需通过实验来验证, 学生很自然想到测交实验:用F1中红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配, 利用设想对实验结果进行预测。实验的实际结果与预测完全一致, 说明果蝇白眼控制基因 (w) 位于X染色体上的这一试验假设成立, 并且也为基因处于染色体上这一结论提供了有力的证据。当摩尔根发现这些奇妙的现象之后, 他在之后的一段时间里利用果蝇做了大量的实验, 最后发现了基因的互换定律。

二、染色体组这一概念源于果蝇染色体组成研究

在高中生物教学中, 人教版教材“染色体变异”一章节是最难攻克的教学难点之一, 其中染色体组的概念最难理解。如何突破这一教学难点?教材中以果蝇的染色体组成来分析染色体组的概念。雄果蝇的染色体组成为三对常染色体+XY四对同源染色体, 通过减数分裂形成精子, 此时同源染色体分离开来, 而非同源染色体则随之自由结合。精子中染色体组成为三条常染色体+X或三条常染色体+Y, 果蝇精子中的染色体由形态、功能各不相同及共同控制其生长、发育、遗传和变异的一组非同源染色体组成。书上说“雄果蝇精子中的染色体组成就是一个染色体组”, 通过以上分析后, 学生就比较容易理解了。

可为何用果蝇进行试验来论证染色体组概念?这是一个值得思考的问题。果蝇的染色体和其他生物相比非常少, 只有四组染色体, 其中最为神奇的一部分是果蝇的唾腺染色体。科学家们经过研究发现, 果蝇身体内部的唾腺可以不停复制, 在复制过程中可以始终不分开。因此, 果蝇体内的唾腺染色体较之于其他类型的生物而言要大很多, 因此常被称为巨型染色体。通过现代先进光学显微镜的应用, 可对果蝇唾腺中的染色体进行更为直观的研究, 使实验过程中的遗传操作更为容易。基于这些问题的考虑, 现代教科书中基本上都选择了果蝇来对其进行说明和教学, 这样简单、易懂。

三、在高中生物练习和试题中, 经常会出现与果蝇性状遗传基因有关的问题

在之前的遗传学研究过程中, 科学家试图让果蝇进行无数次变异, 这主要是因为果蝇自身的突变性状非常多, 基本上都属于形态变异, 这些变异有助于科学家们今后的观察和研究。

就目前我国的高中生物而言, 很多遗传、伴性遗传和染色体等内容以及试题都涉及果蝇。学生在完成课后作业或是在答题的时候, 常遇到果蝇突变性状的问题, 这些让学生原本就非常烦恼的问题以作业或考试的形式出现, 更让他们觉得非常困难, 且高考的生物试题中通常不会少了这类问题。从这些频繁出现的关于果蝇的试题中我们不难发现, 掌握好果蝇的生物遗传和变异方式, 对学生今后的生物学习会有很大帮助。

浅谈高中生物遗传与变异的教学方法 第8篇

一、从基本概念上狠下工夫

由于我所面对的学生大多数在初中没有学过生物学, 对很多知识一无所知, 因此在教学时应该想办法让学生深刻理解基本概念, 如在讲述“相对性状”时, 可以用学生感兴趣的表现型为例:“多指与正常指”、“单眼皮与双眼皮”、“直发与卷发”、“狗的黑毛与白毛”等等;还可以让学生自己举例或者说出一些错误的例子让学生判断, 以帮助了解。在教学“纯合子与杂合子”时最好先教学生把精子和卵细胞的基因写出来, 再将二者合起来, 再叫学生讨论得到的结果并以此来总结它们的定义。又如在教“性别决定”时, 先提出问题“人分为男女的根本原因是什么?”让学生讨论后得出答案“是性染色体决定的”。这样学生就会理解得很透彻。还可以在每节新课前让学生复述上节课的概念以加强记忆。

二、让学生从本质上理解基因的分离与自由组合定理, 并能在计算中灵活运用

基因的分离与自由组合定律是遗传学中的重点和难点, 要成功教学是不容易的。我认为可以从以下几个步骤来进行:首先, 从孟德尔的实验数据来先得出分离定律的内容:用一对相对性状的纯合亲本 (高茎和矮茎) 杂交, 子一代全为显性性状 (高茎) , 子一代再自交得到的子二代出现了性状分离:性状分离比为显性:隐性=3:1;其次, 带领学生一起总结它的运用, 如何来判断显隐性: (1) 用一对相对性状的纯合亲本杂交, 如果后代只有一种性状, 则此性状为显性; (2) 用相同性状的亲本杂交, 如果后代出现性状分离, 则亲本性性状为显性。又如利用自交子代性状分离比为3:1的特征可推出双亲均为杂合子。而子代性状分离比为1:1时, 则双亲为测交, 即一方是杂合子, 一方为隐性纯合子。而自由组合定律是针对两对以上的性状。规律为;有n对杂合子亲本自交结果为, 产生2的n次方种配子, 子代基因型种类是3的n次方种, 表现型种类为2的n次方种, 子代表现型比例为 (3:1) 的n次方等等。掌握了这些规律之后, 再教给他们如何解题。这样看起来很难的题就会变得很容易, 学生也不会再害怕解遗传学的题了, 能大大地增强学生的学习兴趣和信心。

三、充分调动学生积极性, 引导学生采取多样化的学习方式

“要倡导学生主动参与、探究发现、交流合作的学习方式, 注重学生的经验与学习兴趣, 改变课程实施过程中过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的状况”。要让学生进行自主、探究、合作的学习, 应该做到师生互动。如在教学“伴性遗传”这部分内容时, 可以由教师提出问题, 让学生分组讨论, 然后叫每组派一位同学起来阐述观点, 最后教师总结评比补充, 得出最完整的答案。通过这种教学方式真正使学生在愉快中学习, 并且能感到自身的价值, 增强自信心, 效果相当好。有一堂课我就是以色盲和血友病为例用这种方法来教学, 结果课堂气氛很热烈, 同学们踊跃发言, 包括一些平常成绩很差的同学, 他们说找到了自信心, 大大提高了学习积极性。

四、注重联系生活, 让学生深切感受遗传与变异知识的重要性

“知识与技能, 过程与方法以及情感态度与价值观”是新课程标准、是素质教育的要求。要做到这一点, 就要从生活中来找到知识的定位, 来加强技能的训练。例如教学遗传病的治疗与预防时, 我就带领学生到医院去观察了解白化病, 苯丙酮尿症等遗传病。让学生自己总结出防治具体方法, 他们都很感兴趣, 完成得较好。总结出了“饮食治疗、药物治疗、手术治疗、基因治疗”等方法。在详细了解多种遗传病的危害后, 再让学生一起讨论我国的“优生”的措施。我让同学们讨论后详细写出近亲关系图, 并了解自己的亲戚朋友中有没有近亲结婚的现象, 效果相当不错。

总的来说, 在教学中要取得较好效果, 必须要针对学生的具体情况制订恰当的教学计划和措施, 充分调动学生的积极性和主动性才能取得成功。

摘要：高中生物教材中的遗传与变异是难度最大的内容。用什么样的方法来讲解和引导才能使学生牢固掌握和应用自如, 是必不可少的。在高考中这部分内容是每年必考的。因此学生的学习和掌握情况直接影响高考成绩。所以这部分内容的教学尤为重要。

生物变异 第9篇

1 病原微生物的耐药性变异

1.1 抗菌药物的使用和病原微生物的耐药性

抗菌药物和病原微生物的耐药性像一对孪生兄弟, 只要使用抗菌药物, 微生物的耐药性就不可避免, 而耐药性变异则是在抗菌药物选择性压力下微生物适应环境进化的结果。

微生物耐药性大致分为四类: (1) 固有耐药性是由病原微生物染色体基因决定的、代代相传的天然耐药性。这种耐药性是微生物本身自然生物现象, 可能与其种属特性有关。 (2) 获得耐药性是指病原微生物接触抗菌药物后, 由于遗传基因的变化, 改变代谢途径而产生的耐药性。耐药性变异是病原微生物适应环境变化的结果, 其繁殖非常快, 而本身遗传物质相对不稳定, 从而进一步增加了变异的可能性。虽然绝大部分遗传变异是不利的, 但其对抗生素防御机制的遗传变异却是有益的。 (3) 多重耐药性是指某种病原微生物对各种作用机制不同的抗菌药物产生的耐药性, 细菌还携带一种染色体外的遗传物质——质粒, 质粒常为编码耐药的双股脱氧核糖核酸 (DNA) 。质粒和与之相关的转座子使耐药性的转移和传播更加迅速, 因此多重耐药性质粒的转移可使细菌产生多重耐药性。由于细菌遗传物质的适应性和功能性使细菌耐药性问题在全球相当普遍。 (4) 交叉耐药性是指病原微生物对某一种抗菌药物产生耐药性后, 对其他作用机制相似的抗菌药物也产生耐药性。交叉耐药性使人类可应用的抗菌药物谱变窄, 直接威胁人类生命安全。

1.2 抗菌药物的滥用和病原微生物耐药性变异[1]

抗菌药物的广泛应用乃至滥用、不合理使用, 致使病原微生物与抗菌药物反复接触后, 病原微生物对抗菌药物敏感性下降甚至消失, 造成抗菌药物对耐药菌感染的疗效降低甚至无效, 也即原来对某种药物敏感菌株产生变异后成为对该种药物具有耐受性的菌株, 形成了耐药性变异。金黄色葡萄球菌耐药使青霉素治疗几乎无效, 大肠杆菌和变形杆菌对常用抗生素大多耐药。此外, 结核杆菌对链霉素、痢疾杆菌对链霉素、脑膜炎双球菌对磺胺类药物的耐药菌株均逐年增加。

1.3 病原微生物耐药性变异的危害

研究显示, 我国的金黄色葡萄球菌的耐青霉素比例已经高达90%, 肺炎链球菌已有45%耐青霉素、70%耐红霉素, 导致肠道疾病的大肠杆菌有70%耐环丙沙星。耐药性的产生, 使患者不能得到有效的治疗, 延长了患病时间, 增加了患者死亡的危险性, 使流行病发生的时间更长, 使他人感染的危险性增大, 使抗感染的费用急剧增加。有报道, 由于万古霉素、替考拉宁等在临床科室的使用日益增多, 对此类抗菌药物耐药的肠球菌属感染, 目前已无理想的治疗方法[2]。因此, 如何采取有效的措施来防止微生物耐药性变异的继续蔓延, 延长现有抗菌药物的使用寿命, 已关系到人类当前和未来的安危。WHO《遏制抗微生物药物耐药性的全球战略》指出:“耐药性是一个社会问题。抗菌药物的不合理使用是产生耐药性的关键所在。一是世界各地过度使用, 尤其是针对轻微感染过度使用抗菌药物;二是缺乏合理治疗而滥用抗菌药物;三是因资金短缺不能完成疗程而导致用量不足。”由此可见, 滥用抗菌药物祸害无穷。

2 防止病原微生物耐药性变异的措施

正确合理应用抗菌药物是减少或减缓细菌耐药性发生的关键[3]。因此, 我们一定要正确合理地应用抗菌药物, 控制耐药菌株的传播和减少或减缓细菌耐药性变异的发生。

2.1 明确诊断, 正确合理使用抗菌药物, 加强抗菌药物管理

首先必须明确是否存在感染, 是否需要使用抗菌药物;其次是确定为何种微生物感染, 因为不同的微生物对抗菌药物的敏感性不一样。WHO对我国滥用抗菌药的评估是:中国97%的病毒性支气管感染患者使用了抗菌药物, 而病毒对抗菌药物是不敏感的。国内报道使用抗菌药物合理和基本合理的为60%, 不合理的为40%[4], 基层医院不合理使用抗菌药物的比例远远高于这个比例。

对抗菌药物实行处方管理, 防止患者自己乱用抗生素。医生在开具处方应注意: (1) 病原微生物分离、鉴定的结果; (2) 药物敏感试验结果; (3) 本地区本部门的细菌耐药性监测资料; (4) 抗生素在特定感染和特定人群的有效性和安全性; (5) 抗生素不良反应、过敏反应、药物之间及药物与食物相互影响; (6) 使用廉价和针对性强的抗生素。此外, 医务人员还应了解大多数病原菌的相关知识, 因为有些感染应用抗生素虽然有效但并不缩短病程, 如支原体和衣原体。除此之外, 医生还应向患者解释滥用抗生素所引起的其他问题, 如 (1) 耐药菌株定植和感染的危险性; (2) 增加社区人群的耐药菌株携带和传播的可能性; (3) 过敏反应和不良反应; (4) 不必要的治疗负担等。

2.2 药物敏感试验应列为抗感染治疗前的常规检查项目

临床上不合理使用抗菌药物是产生耐药性变异的主要原因, 为了做到科学合理地使用抗生素, 建议将药物敏感试验列为抗感染治疗的常规检查项目。因为病原微生物的种类繁多, 不同种类的微生物对抗菌药物的敏感性不同, 甚至同种病原微生物在不同的个体或不同的时期对抗菌药物的敏感性也不同;而抗菌药物的种类也很多, 怎样科学合理地选用敏感抗菌药物, 最好的办法就是通过药物敏感试验来指导临床科学合理地选用抗菌药物。

2.3 严格掌握联合应用抗菌药物的指征联

抗菌药物的联合应用要有明确指征, 单一药物可有效治疗的感染, 不需要联合用药;确实需要联合用药时一定要选用具有协同或相加抗菌作用而且是对该病原菌敏感的药物联合。因为联合用药有增加病原菌产生耐药性的危险, 同时不良反应也增加[5]。

2.4 体表局部感染应强调早期局部

临床上很多严重感染性疾病是由局部感染没有得到及时正确处理而引起的。如体表局部感染的病原菌只局限在体表局部, 可用化学消毒剂进行局部处理, 就能有效杀灭局部的病原菌, 效果好、费用低、恢复快。如果临床上忽视这一点, 局部感染得不到及时合理的治疗, 病原菌就会从局部侵入血液, 造成败血症甚至脓毒败血症而导致严重后果。在临床工作中, 我们遇到过多例因体表皮肤局部感染治疗方法不当而出现的悲剧, 而造成这种情况的原因是医务工作者缺乏科学合理使用抗菌药物的基本知识。或许是没有重视局部感染的危害性, 得不到及时治疗;或许虽然知道其重要性, 却盲目使用抗菌药物, 使病原菌不能及时得到杀灭而造成扩散。因此我们强调体表局部感染应该早期局部用药, 防止出现败血症甚至脓毒败血症。

2.5 严格控制预防使用和非医疗的农、林、牧、副、渔及饲料中使用抗菌药物。

接种疫苗是预防感染的重要措施之一, 即减少感染也就是减少细菌耐药性的产生。

2.6

加强监控, 掌握致病菌变化以及耐药情况, 及时反馈临床。

2.7

医院中严格执行消毒隔离制度, 避免减少医源性交叉感染或院内感染。如为耐药菌感染, 原则上应予隔离, 医护人员诊查时应穿隔离衣, 注意手的卫生, 以防院内耐药菌的传播。

2.8

建立耐药监测网, 掌握本地区、本单位重要的常见致病菌对抗菌药物的耐药性变迁, 为临床选用抗生素提供参考。

2.9

开发新的抗感染药物, 主要开发对耐药菌株有活性的抗菌药物。

2.1 0 加强宣传教育, 使人们意识到滥用抗生素的危害。

我们需要把宣传教育扩大化, 不仅需要医生、药剂人员去宣传, 而且需要社会媒体的关注, 深入群众中去, 让人们养成自觉抵制滥用抗生素的习惯, 从而减少细菌耐药性的发生, 保护抗菌药物资源, 维护人类抗感染的生存权利。

总之, 我们要做到及时、准确诊断, 通过药物敏感试验正确选用敏感抗菌药物, 选择最佳给药途径, 使用适当剂量, 决定最佳间隔时间, 确定适宜疗程, 防止微生物耐药性变异的继续蔓延, 切实提高感染性疾病的治愈率。

参考文献

[1]谭亚非.试述抗菌素的临床应用现状及合理应用原则[J].解放军药学学报, 2004, 20 (2) :155-158.

[2]Chavers LS, Moser SA, Benjamin WHe, t al.Vancomycin-resistantenterococci:15 years and counting[J].J Hosp Infect, 2003, 53 (4) :159-171.

[3]吴安华.我国178所医院住院患者横断面抗菌药物使用率调查[J].中华医院感染学杂志, 2002, 12 (12) :881-884.

[4]高文旃, 杨又力, 等.2004年抗菌药物的使用现状[J].中华医院感染学杂志, 2007, 17 (2) :196-198.

生物变异 第10篇

第一, 生物能以不同的方式将遗传信息传递给后代。一些进行无性生殖, 后代的遗传信息来自同一亲本;一些进行有性生殖, 后代的遗传信息可来自不同的亲本。

第二, DNA是主要的遗传物质。基因是包含遗传信息的DNA片段, 它们位于细胞的染色体上。

第三, 遗传性状是由基因控制的, 基因的遗传信息是可以改变的。

笔者认为, 这三个要求, 涵盖了经典遗传与分子遗传的主要内容, 有利于学生建构遗传与变异的概念体系, 从而为高中以至更长远的学习活动打下坚实的基础。教师应该善于运用各种方法落实上述要求, 促进重要概念的内化, 提高教学的有效性。

同时, 我们应该看到, 课标对于遗传与变异重要概念的要求, 大体上是按照“从高到低”的顺序排列的:首先谈到的是遗传信息的传递与表达方式, 然后是遗传信息的物质基础, 最后是遗传信息的基本定义。为了便于理解, 我们将按照相反的顺序对课标要求进行逐一的解读, 找出其内部联系, 为更好地落实重要概念教学提出可行性的建议。

一、关于“基因”的定义

新课标中明确要求教师帮助学生建立“遗传性状是由基因控制的”“基因是包含遗传信息的DNA片段”等重要概念, 这就要求教师明确“基因”的定义。但是, 迄今为止, “基因”的准确定义尚存在争议。特别是随着分子生物学的发展, 人们又发现了移动基因、断裂基因、假基因、重复基因、重叠基因及一系列的调控序列, 使基因的定义更加复杂化。无论是课标还是教材, 初中教学当中已经出现了“基因”一词, 这对教学而言是一种挑战。很显然, 对于没有接触染色体精细结构、尚未学习中心法则的初中学生而言, 还不能准确地从物质基础这个层面了解基因的性质与功能, 从而不能理解遗传与变异的特征与目的。

笔者建议, 对于遗传信息的物质基础, 在初中阶段应予以淡化。显然, 上述关于基因的复杂的定义, 属于生物学事实的范畴。初中阶段的重点应该是从概念层面解释“基因”的本质。其实, 从分离与自由组合定律 (孟德尔) 到连锁与交换定律 (摩尔根) , 人们已经明确了两个问题:其一, 生物体内存在着控制各个性状的、按照一定规律进行相互作用的遗传因子;其二, 这些遗传因子在体内呈有规律的线性排列。虽然一直到摩尔根创立遗传染色体学说时, 人们仍然不能从分子水平上揭示基因的结构与功能, 但是对于上述两个问题的认识, 足以从逻辑层面给出“基因”的定义:存在于细胞特定位置上的、按照某种数学规律进行相互作用从而控制性状的“基本因子”。这个关于“基因”的定义, 可以作为一般概念呈现给初中学生;进而通过基因与性状关系的例子, 就能够总结出“遗传性状是由基因控制的”这一重要概念。对于初中生物学教学来说, 这是最重要的。因为, 这种概念化的、抽象的知识, 能够锻炼学生透过现象探究事物本质的思维能力, 有利于学生抽象思维的发展, 从而有利于学生创新能力的提高。

我们不难发现, 上述关于“基因”的定义, 对于科学教育也是有重要意义的。很大程度上是因为它描述了所有科学门类的共同特征:基本因素的界定、分类和相互作用分析。如经典物理中的“质点”、化学中的“分子”、普通生物学中的“细胞”等等, 都是各个学科中的“基本因素”。只有准确定义了“基本因素”, 才能在此基础之上进行演绎、归纳, 使本学科具有了数理传统。反之, 若未准确定义“基本因素”, 则难于进行逻辑层面的分析, 整个学科偏向于博物学传统。两种传统不仅影响了各个学科的特质, 还影响了学生对于不同学科学习与复习的策略。从初中到高中, “遗传与变异”内容有了“基因”的定义, 使得本段教学内容更加凸显理科特征, 这是教师在教学中要注意的。

二、关于遗传信息的传递与表达

从新课标的要求来看, 遗传信息的传递与表达是“遗传与变异”教学的重点, 从分子基础 (遗传信息的调控与改变) 到细胞行为 (无性生殖和有性生殖) 都作了要求, 这就要求教师在备课时关注以下三个方面的问题。

1. 遗传信息流动

遗传现象大体上可以分为细胞核遗传和细胞质遗传, 且目前可认为前者是“主流”, 而后者是“支流”。显然, “支流”不会是中学教学的重点。但是, 应该在讲解基因的细胞定位和遗传信息的流动时, 适当提及细胞质遗传的概念以及对生物体性状的影响, 使学生能够全面地了解遗传信息流动的过程, 知道除细胞核外, 细胞质对性状也有一定的控制作用, 从而在概念层面理解细胞质功能的复杂性。另一方面, “主流”和“支流”的共性, 是遗传信息的传递和表达, 在本质上, 都体现了“生物能以不同的方式将遗传信息传递给后代”这一重要概念。教师可以先列举常见的遗传现象 (即生物学事实) , 如“种瓜得瓜, 种豆得豆”等, 帮助学生建构重要概念, 以便于学生顺利地迁移应用和学习。

2. 人类性别基因

在初学遗传与变异时, 初中学生往往不能准确把握基因与性状的关系, 不能准确把握基因、DNA与染色体的位置关系, 从而认识不到人类的性别决定机制。学生能够通过各种渠道了解人类X和Y染色体, 进而简单地认为性别不同的根本原因是X和Y染色体的形态不同。对于这个问题, 除要适当地介绍遗传信息的物质基础外, 还应该为学生建立这样一个认识:人类的性别, 其实就是一种特殊的“相对性状”。例如, 在人教版教材中就提到“近年来, 科学家发现Y染色体上还有3个基因, 决定精子的产生和成熟。最近, 科学家又陆续发现了X染色体上与女性性别有关的基因”。在此处, 教师就应该提示学生:基因与性状的关系, 同样可以用来解释人类的性别决定。只不过性别决定的过程是多个基因控制着多个性状, 从而塑造了不同性别。如果课时允许, 教师还可以就此介绍一些由于染色体变异而导致的性别异常的现象, 让学生认识到, 从某种意义上讲, 性别并不是严格区分为“雌”“雄”两种形式, 而是存在“过渡”状态的。这对学生从系统的角度认识生物的复杂性, 进而认识生物本质是有很大帮助的。

“人类性别基因”一节是初中生物学教学的重点和难点。而从内容上看, 本节内容是课标所述三个重要概念的应用, 即从人类性别决定的角度阐明了遗传的本质。因此, 教师必须在讲授本节课之前, 就完成三个重要概念的建构, 从而指导学生把握遗传本质, 进行下位学习。

三、关于“变异”的概念教学

“变异”作为初中生物学教学的难点, 有两个问题是要深入思考的。

1. 可遗传变异和不可遗传变异

初中课标要求学生知道变异主要分为两类:可遗传的变异和不可遗传的变异。可遗传的变异是由遗传物质的变化引起的变异;不可遗传的变异是由环境引起的, 遗传物质没有发生变化。显然, 某一变异是否可遗传, 关键是看遗传物质是否发生变化, 而不是影响生物体的因素。由于学生初次学习基因与环境的关系, 故需要用恰当的实例来帮助学生建构可遗传变异和不可遗传变异的概念。如同样是“无籽”农作物, “无籽西瓜”的“无籽”性状就是可遗传的, 而“无籽番茄”的“无籽”性状是不可遗传的。通过这样的实例, 学生就会认识到, 一种变异是否可遗传, 取决于遗传物质是否发生了改变, 从而紧扣重要概念的教学。

2. 可遗传变异的来源

可遗传变异的来源主要有3个:基因重组、基因突变和染色体变异。要认识可遗传变异的来源, 必须对遗传信息的细胞定位及流动方式有比较清晰的认识, 故对于初中学生而言, 是一个难于理解的知识点, 教师可用一系列实例加以说明。例如, 农牧业中传统的育种技术, 实质上就是基因 (染色体) 重组;无籽西瓜、八倍体小麦属于染色体变异 (数目的变异) ;而镰刀型贫血症 (在各版初中生物学教材中均有介绍) 则属于基因突变。通过一系列的实例介绍, 学生能够形成这样一个概念:突变的来源是多方面的, 基因与性状之间的关系是复杂的。这与前面关于“表遗传学”的概念不谋而合, 说明基因本身及其转录、表达调控, 共同影响了性状的产生。通过展示这些生物学事实, 学生就更加清楚“DNA是主要的遗传物质”“基因是包含遗传信息的D N A片段, 它们位于细胞的染色体上”以及“遗传性状是由基因控制的, 基因的遗传信息是可以改变的”等重要概念, 从而更加深入地理解遗传与变异对于生物进化的重要意义。

重要概念是基于学科事实的、对学生总体把握知识体系、进行后续学习的思维框架, 对于学生理解学科本质、提高学科素养具有重要作用。[2]新课标明确指出:“生物科学素养是指参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力, 包括理解科学、技术与社会的相互关系, 理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。”可见, 所谓生物学的“重要概念”, 就是基于生物学科具体知识的、代表本学科基本观念与思想的知识。只有从重要概念的高度审视生物学科教学, 才能清楚什么是对学生终身发展和终身学习有用的知识, 才不会使自己的教学拘泥于一个个具体的生物学科事实中, 才能摆脱死记硬背的学习方式, 进而对生物学科本质问题进行思考, 凸显生物学科的理科特质。

参考文献

(作者单位:北京教育学院教师教育数理学院)

(责任编辑:林静)

参考文献

[1]吴庆余.基础生命科学 (第2版) [M].北京:高等教育出版社, 2006.

生物变异 第11篇

1.混淆“可遗传”与“可育”

（1）确认是否为可遗传变异的唯一依据是看“遗传物质是否发生变化”.

（2）“可遗传”≠“可育”

①三倍体无子西瓜、骡子、单倍体等均表现“不育”，但它们均属于可遗传的变异——其遗传物质已发生变化，若将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状——这与仅由环境引起的不可遗传变异有着本质区别.

②无子番茄“无子”的原因是植株未受粉，生长素促进了果实发育，这种“无子”性状是不可保留到子代的，将无子番茄进行组织培养时，若能正常受粉，则可结“有子果实”.

2.物种形成与生物进化混淆（表1）

表1

内容物种形成生物进化

标志生殖隔离出现基因频率改变

变化后生物与原生物关系

属于不同物种可能属于同一物种

二者联系①生物进化的实质是种群基因频率的改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，即生物进化不一定导致新物种形成；

②新物种的形成是生物长期进化的结果.

3.基因突变、基因重组和染色体变异的易错问题

（1）关于“互换”问题.同源染色体上非姐妹染色单体间的交叉互换，属于基因重组；非同源染色体之间的交叉互换，属于染色体结构变异中的易位.

（2）关于“缺失”问题.DNA分子上若干基因的缺失属于染色体变异；DNA分子上若干碱基对的缺失，属于基因突变.

（3）关于变异的水平问题.基因突变、基因重组属于分子水平的变化，光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变化，光学显微镜下可以观察到.

（4）病毒和原核生物可遗传变异的来源是基因突变；进行无性生殖的真核生物可遗传变异的来源是基因突变和染色体变异；进行有性生殖的真核生物可遗传变异的来源是基因突变、基因重组和染色体变异.

4.育种的有关试题中，考生存在的误区

（1）育种原理和育种方法分辨不清，出现答非所问的情况.原理是育种的理论依据，如多倍体育种和单倍体育种的原理都是染色体变异.

（2）单倍体育种和花药离体培养相混淆.花药离体培养只能获得单倍体，而单倍体育种最终要获得正常个体.

（3）不同育种方法获得的新品种能否遗传的问题.凡是依基因突变、基因重组和染色体变异原理获得的新品种都是可遗传的，如通过多倍体育种获得的无子西瓜的“无子”性状属于可遗传变异，而通过涂抹生长素获得的无子番茄是不可遗传变异.

二、纠错训练

例1 科学家做了两项实验：（1）用适宜浓度的生长素溶液处理没有接受花粉的番茄雌蕊柱头，子房发育成无子番茄.（2）用四倍体与二倍体西瓜杂交，获得三倍体西瓜植株，给其雌蕊授以二倍体花粉，子房发育成无子西瓜.下列有关叙述正确的是（ ）.

A.上述无子番茄性状能遗传

B.若取无子番茄植株进行无性繁殖，长成的植株所结果实中有种子

C.上述无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株所结果实中有种子

D.若取上述无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株子房壁细胞含有4个染色体组

解析 番茄雌蕊柱头经适宜浓度的生长素溶液处理后，发育成无子番茄，遗传物质没有改变，进行无性繁殖时可正常开花结果，所以长成的植株所结果实中有种子.而且这一变异不能遗传；无子西瓜细胞中有3个染色体组，进行减数分裂时，因染色体联会紊乱而不能形成正常的生殖细胞，长成的植株所结果实中没有种子；进行无性繁殖时遗传物质不变，因此子房壁细胞含有3个染色体组.答案：B

例2 如图1是我国黄河两岸a、b、c、d 4个物种及其演化关系的模型，请据图分析下列说法错误的是（ ）.

图1

A.由a物种进化为b、c两个物种经历了从地理隔离到生殖隔离的过程

B.黄河北岸的b物种迁移到黄河南岸后，不与c物种进化为同一物种，内因是种群的基因库不同，外因是存在地理隔离

C.c物种的种群基因频率发生了变化，则该物种一定在进化

D.判断d物种是否是不同于b物种的新品种的方法是观察两个物种的生物能否自由交配，并产生可育后代

解析 A正确，a物种分布在黄河两岸进化为b、c两个物种经历了从地理隔离到生殖隔离的过程；B错误，b物种迁移到黄河南岸后，与c物种之间不存在地理隔离，而是存在生殖隔离；C正确，生物进化的实质是种群基因频率发生了变化.只要种群的基因频率发生了改变，则生物一定发生了进化；D正确，不同物种的生物之间不能交配，或交配后不能产生可育后代.

答案：B

例3 下列情况可引起基因重组的是 （ ）.

①非同源染色体上非等位基因的自由组合；②一条染色体的某一片段移接到另一条染色体上；③同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交换；④DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换；⑤正常夫妇生出白化病儿子.

A.①②③ B.③④

C.①③ D.①③⑤

解析 基因重组发生在减数第一次分裂前期（③）和后期（①）.②属于染色体结构变异，④属于基因突变，⑤属于性状分离.故C正确.

例4 如图2表示某种农作物品种①和②培育出⑥的几种方法，下列有关说法正确的是（ ）.

图2A.培育品种⑥的最简捷途径是Ⅰ→Ⅴ

B.Ⅱ→Ⅳ过程的原理是诱变育种

C.Ⅲ过程表示单倍体育种

D.过程Ⅵ常用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

解析 通过植物自交获得符合要求的种子是最简便的方法，A项正确；由①→④属于基因突变，这种培育方法叫诱变育种；Ⅲ表示花药离体培养，Ⅲ→Ⅵ表示单倍体育种；单倍体高度不育，过程Ⅵ只能用一定浓度的秋水仙素处理幼苗.答案：A

例5 （海南高考）某二倍体植物染色体上的基因B2是由其等位基因B1突变而来的，如不考虑染色体变异，下列叙述错误的是（ ）.

A.该突变可能是碱基对替换或碱基对插入造成的

B.基因B1和B2编码的蛋白质可以相同，也可以不同

C.基因B1和B2指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码

D.基因B1和B2可同时存在于同一个体细胞中或同一个配子中

解析 基因突变是由碱基对的增添、缺失或改变引起的，A项正确；突变后的密码子可能与原密码子决定同一种氨基酸，故基因B1和B2编码的蛋白质可以相同，也可以不同，B正确；自然界所有生物共用一套遗传密码，C项正确；正常情况下，减数分裂产生配子时，同源染色体上的等位基因会随着同源染色体的分离而分离，B1和B2基因不可能同时存在于同一个配子中，D项错误.答案：D

例6 某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐性基因b（如图3）.如以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状.下列解释最合理的是（ ）.

图2A.减数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为B

B.减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4自由分离

C.减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合

D.减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换

解析 该植株的基因型为Bb，其配子的基因型为B或b，而含B的配子由于染色体缺失而不育，所以，这种个体作为父本只能产生b的可育配子，如果产生了红色后代，可能是基因突变，但基因突变的频率太低，无法解释这种现象；只有交叉互换会导致该个体产生一定量的B可育配子.B项叙述是产生配子过程中的正常情况，不会导致变异出现；C项中的现象不会存在.答案：D

（收稿日期：2016-05-20）

生物变异 第12篇

高中生物“染色体变异”一节中, 概念多、难度大, 如“染色体组”、“单倍体育种”、“多倍体育种”等, 即使采用多媒体教学, 效果也不甚理想。笔者所在的教育行政部门架构了“网络生态学习系统”, 为实践“翻转课堂”提供了很好的平台。尝试“翻转课堂”下的生物学概念教学, 寻求课堂教学时间和空间的突破, 达成最佳的教学效果, 不妨从“云教育”理念下的网络教学入手。

一、基于“云教育”理念下的网络教学

信息时代教育的边界被进一步打破, 学习的地点和方式都可以发生改变, 教师将教学资源推送到“网络生态学习系统”上, 学生可以用便携的电子设备随时随地登陆、学习, 当这个平台融入了教学、管理、交流等更多功能时, 基于“云教育”理念下的课前网络教学便得以实现。

1.“微视频”点播, 启动课前学习

这里的课前学习并不是传统的预先阅读文本, 它的载体是网络共享的“微视频”。在这一节中, 笔者就录制了“染色体结构会出现怎样的变异?”“染色体数目会出现怎样的变异?”“有趣的多倍体和单倍体”, “三倍体西瓜是怎么来的”等多个微视频供学生点播。这些视频时长不超过5分钟, 短小精悍、有一定的逻辑性, 与课堂教学的主题密切相关, 学习系统中的“动态演示区”除了有教师的视频讲解, 还能实时同步播放课件、板书和标注。

这种“微视频”点播的方式实现了学习的选择性。人本主义心理学家罗杰斯强调:人的本质特征就在于自觉的选择意识, 学习活动也是一连串选择的集合, 在选择中体现了学习者的主体性和能动性。每一个学生都有其独特的智力背景和情感背景, 正是这种差异, 带来了不同的情感倾向和认知基础。学生点播“微视频”, 可以选择学习内容, 播放自己感兴趣的微视频;可以选择学习进程, 视频的暂停、回放功能为不同层次的学生留下了学习空间, 缩小了认知水平的差异。

2.提出“真问题”, 了解认知障碍

传统教学中, 能当堂提出问题的学生只是少数, 教师更多地是根据预设推进教学。“翻转课堂”则不同, 课前学习视频后, 学生有充足的时间思考并提出自己的问题, “在线互动区”就是师生之间、学生之间的网络交流平台。

在这节中多数学生就提出以下问题:“染色体变异中的缺失、重复和基因突变中的缺失、增添一样吗?”“易位和交叉互换为什么很像呢?”“到底什么是一个染色体组呢?”“单倍体育种的过程是怎样的呢?”一些羞于提问的学生则匿名留言:“染色体丢失片段能观察到吗?”“XY染色体是不是同源染色体?”“无籽西瓜怎么繁殖后代呢?”这些问题不管复杂或是简单, 都是学生经过思考后提出的“真问题”。真实的问题, 才能反映出个体学习过程中的认知障碍, 帮助老师充分掌握学情。简单的问题, 可以及时在线解决, 减轻学生课堂认知负荷;复杂的共性问题, 恰恰就是教学难点, 老师可以针对性地选择教学策略, 组织有效的课堂教学活动。

3.绘制“概念图”, 搭建认知图式

“翻转课堂”的课前学习不能止步于看视频、提问题。在“网络生态学习系统”平台中还有一个“作业区”, 教师可以让学生尝试完成“染色体变异”的概念图 (图1) 。

奥苏贝尔认为, 有意义学习的心理机制是同化, 同化又有三种方式:下位学习、上位学习、并列结合学习[1]。根据其“逐渐分化”理论, 学生如果有良好的认知结构, 那么课堂学习就可以从包摄性最高的整体性知识开始, 逐渐掌握细节和内涵。概念图能帮助学生在深入学习时联系到“固着点”上去, 这种下位学习的方式最有效。

二、以“问题解决”为核心的课堂教学

“翻转课堂”的创新在课前, 但关键仍在课堂。学生作好了认知的准备、提出值得探究的问题, 那么在课堂中就应该以问题解决为核心, 通过有效的活动, 在“体验”、“解构”和“合作”中深入学习生物学概念。

1.在“体验”中形成概念

抽象概念之间如果发生混淆, 可能是因为符号表征时出现了相似。同样是“缺失”“增添”, 如果分别发生在DNA中和染色体中有什么差别呢?同样是“片段的转移”, 易位和交叉互换又有什么区别呢?绝大多数学生在课前学习中对此疑惑不解。

笔者设计了关于染色体和DNA的模型活动:动手“去掉”纸质模型DNA中的数个碱基和染色体上的片段, 对比观察这两种情况的差别;通过“移接”磁性贴模型中同源染色体之间的片段和非同源染色体之间的片段, 比较“易位”和“交叉互换”的区别。学生在活动中感受到了相似概念之间的差别, 从传统课堂的“旁观者”到翻转课堂的“体验者”, 获得了感性材料的真切体验, 才能有效地形成概念。

2.在“解构”中建构概念

“雄果蝇精子中的一组染色体就组成了一个染色体组”, 这是课本给出的原型。究竟什么是一个“染色体组”?学生很难理解, 这个概念也很难用“定义”的形式直接传递。认知心理学中的概念学习理论认为:学习者习得的概念内容包括原型、样例和核心成分。在概念教学中既要充分发挥原型和样例的作用, 又要使之上升到准确的核心成分, 才能对概念进行双层表征。

“翻转课堂”的课堂教学中应该引导学生对“染色体组”的概念原型进一步解构:果蝇的精子中有哪几条染色体? (Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Y) ;这些染色体在形态、大小和功能上有什么特点? (各不相同) ;这些染色体之间是什么关系? (是非同源染色体) ;它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息? (是) [2]。只有提炼出这些核心成分, 学生才能真正准确地建构起“染色体组”的概念。

3.在“合作”中探究概念

“翻转课堂”还实现了学生的人际交往发展, 课堂教学不仅是一种认知活动、情感活动和实践活动, 同时也是一种人际交往活动, 对于有较大难度的概念, 可以组织学生进行小组合作探究。譬如“单倍体育种”和“多倍体育种”, 探究可以围绕以下问题进行:单倍体 (多倍体) 育种的原理是什么?常用方法有哪些?优点和缺点各是什么?小组成员各自发表观点、讨论交流、思维碰撞、彼此启发、经验共享。之后, 小组安排代表向全班同学汇报发言, 要条理清晰地讲出小组的观点。结束后, 其他小组可以补充发言, 并展开小组间的评价。对于普遍性的问题, 教师可以进行必要的全班指导。

正是在合作探究、生生对话和师生互动中, “翻转课堂”让学生真正成为了学习的主人, 每个学生既是知识的传播者, 又是知识的接受者。这种“人人教我, 我教人人”的学习方式推动着学生:要把别人教会, 必须对知识进行精细加工, 才能提出自己的观点。“翻转课堂”下的小组合作探究, 不仅培养了学生与人合作共事的能力、人际交往技能, 还增强了学生的集体责任感和荣誉感。

“翻转课堂”是伴随网络技术发展出现的新的教学模式, 其本质是先“学”后“教”。“学”是在多维开放、网络共享的环境下开始的, “教”是在互动合作、体验探究的课堂中进行的。

信息时代下, 课堂不再是获取知识的唯一场所, 课本也不再是知识的唯一载体, 学生乐于亲近电子终端, 随时登录平台进行微视频学习, 可谓是“学得积极”。“翻转课堂”的关键更在于“教得有效”, 围绕问题解决, 在活动体验、合作探究中让学生有效地完成认知内化和知识建构。这种教学模式下, 教学内容没有减少, 教学标准没有降低, 学生学得主动、愉快, 完全契合素质教育“减负”的精神。在教育信息化发展的过程中, “翻转课堂”必将对现有的教学模式产生影响, 这种变革也许才刚刚开始, 笔者将继续实践和探索下去。

参考文献

[1]陈琦, 刘儒德主编.教育心理学.高等教育出版社, 2005.