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第1章 演化的自然
第5節 遺傳與進化
學習目標
1.識別遺傳和變異現象。
2.說出遺傳物質的作用，認識 、基因和染色體的關系，舉例說明基因工程。
3.舉例說明基因的作用，知道人類基因組計劃。
4.列舉遺傳與變異在育種方面的應用。
5.舉例說明優生的重要性，知道近親結婚的危害。
6.知道基因在生物親子代間傳遞的過程中也存在自然選擇，了解進化理論的發展。
知識點1 遺傳和變異現象
現象 遺傳 變異
概念 生物的子代和親代、子代和子代 之間性狀相似的現象 生物的子代與親代及子代不同個體間的
性狀差異的現象
舉例 孩子的眼睛可能像父親，鼻子像 母親 父母雙眼皮，兒子單眼皮；哥哥單眼
皮，弟弟雙眼皮
典例1 下列屬于遺傳現象的是( )
B
A.柿樹上的果實有大有小
B.種瓜得瓜，種豆得豆
C.豌豆植株有高有矮
D.菊花有白色和黃色
[解析] 柿樹上的果實有大有小、豌豆植株有高有矮、菊花有白色和黃色是子代與親代及子代不同個體間在性狀上的差異，屬于變異現象。種瓜得瓜，種豆得豆說明了生物的親、子代之間在性狀上的相似性，是生物的遺傳現象。
知識點2 遺傳物質的傳遞
1.染色體
（1）概念：在細胞核中，有一種易被堿性染料染成深色的物質。
（2）染色體在遺傳現象中的特征
①在生物體代代相傳的過程中，親代與子代生物體細胞內的染色體數量和種類保持著高度的穩定性，同一物種的不同生物個體間，細胞中染色體的數量和種類幾乎完全相同，性狀也很相似。
（3）染色體與生物遺傳現象有關的證據：同卵雙胞胎是由同一個受精卵發育而成的，其細胞中染色體所含的基因完全相同，其性狀也極其相似。
（4）染色體的組成：染色體主要由 和蛋白質組成。
②不同物種的生物個體間，細胞中染色體的數量和種類有一定差異，性狀也有較大差異。如人的體細胞中有23對染色體，狗體細胞中有39對染色體，水稻體細胞中有12對染色體。
2. 分子
（1）位置：主要存在于細胞核內的染色體上。
（2）形態結構：雙螺旋結構模型。如圖所示，
分子是長而相互纏繞的雙鏈結構，整個模型活像一個
雙螺旋上升的樓梯，梯子兩邊的“扶手”是由磷酸和脫
氧核糖相間連接而成的，中間的“踏腳”是分別連在兩
邊脫氧核糖分子上的兩個堿基。
（3）基本單位：脫氧核糖、堿基和磷酸組成了
分子的基本單位 脫氧核苷酸。
年，美國科學家沃森和英國科學家克里克合作，提出了 的雙螺旋
結構學說。這個學說不但闡明了 的基本結構，并且為一個 分子如何復制
成兩個結構相同的 分子以及 怎樣傳遞生物體的遺傳信息提供了合理的說
明。
3.基因 片段
定義 分子上一些特定的片段包含著遺傳信息，能控制生物體的性狀特征，
這些起遺傳作用的 片段稱為基因
特點 一個 分子上有成百上千個基因
遺傳 生物個體能通過精子或卵子將自身的基因傳遞給子代，子代具備了父母雙親
的基因，所以表現出與雙親相似的遺傳性狀，但與雙親中的任何一方又不會
完全相同
變異 生物體內的基因是可以改變的，而基因的改變往往會導致生物體性狀的變
化，如白化病患者不能合成黑色素，就是因細胞內控制黑色素合成的基因發
生變異而引起的
4.染色體、 和基因之間的關系
一般情況下，一條染色體中含有一個 分子，一個 分子上含有許多個基因。
它們的關系可用下圖表示。
拓展
生男生女由誰決定
人體內性染色體類型決定人的性別,男性為 ,女性為 ,女性產生的卵子都含有一個 染色體,而男性產生的精子就不同了,共有兩種，即含 染色體或含 染色體,如果和卵子結合的精子含有的是 染色體,那么生的就是女孩；如果是 染色體,那就是男孩。所以說生男生女取決于男方。
典例2 （2023·嘉興期中）下列能正確表示染色體、 、蛋白質和基因之間關系
的是( )
D
A.&1& B.&2& C.&3& D.&4&
[解析] 染色體主要由 和蛋白質構成，因此染色體包含 和蛋白質， 和
蛋白質是并列關系；基因是有遺傳效應的 片段，因此 包含基因，故D選項
正確。
知識點3 進化理論的發展
1.基因傳遞的特點
不同種生物的基因組成不同，同一物種不同個體細胞內的基因組成也有差異，基因呈現多樣性的特點，例如：不同人的體細胞中的基因組成存在一定的差異，因此每個人表現出的性狀也有所不同。在代代相傳的種族繁衍過程中，基因從親代傳遞到子代并保持著相對的穩定性，同時也發生著某些變異。
2.基因的“自然選擇”
通過定量的科學實驗表明，生物群體中不同的基因傳遞給子代的機會是有差異的，某些基因所控制的生物性狀對環境的適應性較強，則這些基因在子代的生物群體中會越來越多；反之，某些基因所控制的生物性狀對環境的適應性較弱，則這些基因在子代的生物群體中會越來越少。這說明親代的基因在傳遞給子代的過程中也發生著“自然選擇”。例如：小長頸鹿的脖子長長的原因是小長頸鹿擁有長長脖子的基因，脖子長長之后擁有適應特殊環境的能力，不被餓死，長脖子基因就可以再傳遞給下一代。
辨析比較
現代生物進化理論與達爾文的進化理論的比較
共同點 都能解釋生物進化和生物的多樣性、適應性
不同點 ①達爾文的進化理論沒有用遺傳和變異的本質來闡述生物進化，而現代
生物進化理論彌補了這個缺點。
②達爾文的進化理論著重研究生物個體的進化，而現代生物進化理論更
強調群體的進化
聯系 現代生物進化理論是對達爾文進化理論的修正、完善和發展，并不是對
它的否定
3.基因組改變未來
（1）人類基因組計劃
啟動 “人類基因組計劃”于1990年10月由美國科學家正式啟動，隨后英、日、德、
法、中等國的科學家陸續加入。我國于1999年9月1日正式加入該計劃，并承
擔了 人類基因組的測序任務
內容 “人類基因組計劃”的核心內容是測定人類基因組的全部序列（人體細胞
中的每對常染色體中的2條染色體在形態、大小上基本相同，但2條性染色體
有很大的差別，所以在測定人類染色體的基因序列時應該測定24條染色體,即
22條常染色體和2條性染色體），并確定各種基因的功能等，從而獲得人類
全面認識自我的生物學信息
完成 2000年6月26日，六國同時宣布“人類基因組計劃”工作框架圖完成。2006年5
月18日，英美科學家宣布完成了人類1號染色體的基因測序圖，這表明人類
最大和最后一條染色體的測序工作已經完成
意義 一些困擾人類健康的主要疾病，如心腦血管疾病、糖尿病、肝病、癌癥等都
與基因有關，醫生可以根據各人不同的基因密碼給予指導，因人而異地指導
人們養成科學合理的生活習慣，最大可能地預防和治療疾病
隱患 由于不同種族的基因有所不同，有的人可能會針對不同種族的基因制造出基
因武器，給人類帶來災難
（2）后基因組時代
任務 對基因組的結構、表達、修復、功能等進行研究
意義 后基因組時代的研究將為人們深入理解人類基因組遺傳語言的邏輯構架，基
因結構與功能的關系，個體發育、生長、衰老和死亡機理，以及各種生命科
學問題提供共同的科學基礎
人類基因組計劃與曼哈頓原子彈計劃和阿波羅登月計劃并稱為三大科學計劃，是人類科學史上的又一個偉大工程，被譽為生命科學的“登月計劃”
典例3 （2023·溫州期中）從基因的角度解釋生物的進化，下列敘述不正確的是
( )
D
A.變異使同種生物種群中存在多樣的基因
B.遺傳使基因可以相對穩定地通過生殖傳遞下去
C.控制適應性強的性狀的基因在子代生物群體中會增多
D.親代的基因在傳給子代時不發生自然選擇
[解析] 控制生物性狀對環境的適應性較強的基因，在子代的生物群體中會越來越多，反之，則會越來越少，這說明親代的基因在傳遞給子代的過程中也會發生自然選擇。
知識點4 育種與優生
1.傳統育種方法
人工選擇 針對特定性狀進行育種，使這些性狀的表現逐漸強化，而人們不需要的性狀則可能逐漸消失的過程
雜交育種 定義 培育某些新品種的主要途徑。通過選用具有優良性狀的品種、品系進行雜交，繁殖出符合要求的品種
雜交 育種 優勢 雜交后代的生命力比雙親強。例如，雜交玉米大幅度提高了玉米產
量；驢和馬交配得到騾，騾比驢和馬更健壯有力。
拓展：袁隆平是我國水稻育種專家，
他從20世紀60年代初開始致力于雜
交水稻的研究，他的研究成果使我
國成為世界上第一個培育并推廣雜
交水稻的國家
2.基因工程
概念 人們設想把一些優良的基因組合起來，從而改變生物的結構和功能，改造生
物品種或生產新的轉基因產品，這種完全按照人的意愿重新組合基因的技術
叫做基因工程
意義 新興的基因工程提供了一種更直接改造動物、植物遺傳物質的技術，利用轉
基因技術，可使動物、植物按照人類的要求定向產生新的性狀
應用 生產藥物：（1）如圖所示，把人類胰島素基因經過一定的途徑轉移到大腸
桿菌細胞內，大腸桿菌的細胞就具有了人類基因，由于細菌繁殖速度快，所
以能在短時間內合成大量的胰島素。
（2）將基因轉入動物體中，改造過的動物可以為人類生產一些重要的藥
物，如目前已經成功地生產出血友病患者需要的凝血因子
改良品種：如把目的基因轉入西紅柿、小麥、大米、大豆等一些重要的作物
中，使作物具有抗寒、抗蟲害、抗除草劑、耐鹽、抗旱等能力
3.克隆技術
概念 指生物在繁殖過程中，不經過兩性生殖細胞的結合，產生與原個體遺
傳物質完全相同的新個體的現象
多莉誕生
方法 克隆植物的方法多種多樣，如細胞培養、組織培養、器官培養等
意義 克隆技術很好地解決了選擇育種無法控制所需要的基因一定會從親代
傳遞給子代的問題
4.太空育種
概念 太空育種即航天育種，是將種子搭乘衛星或高空氣球送到太空，利用太空特
殊的環境誘變作用，使種子產生變異，再返回地面培育作物新品種的育種新
技術。太空育種是培育植物優良新品種的重要途徑
優點 太空育種具有有益變異多、高產、優質、抗病力強等特點
5.優生優育
（1）遺傳病
概念 由于人體內 、基因或染色體發生變化而引起的疾病叫遺傳病
舉例 先天愚型（因細胞中第21號染色體多了一條而引發的）、白化病、先天
性聾啞、色盲等
（2）優生學
概念 優生學是指運用遺傳學的原理和方法，防止有明顯遺傳缺陷的嬰兒出生，以
改善人口質量
措施 ①禁止近親婚配。近親指血統關系比較近的親戚，包括直系血親和三代以內
的旁系血親。直系血親指相互之間有血緣關系的上下各代親屬。旁系血親即
除直系血親以外的、與自己同出一源的血親
②婚前檢測、遺傳檢測、孕檢產檢
典例4 下列生物的變異性狀,不可遺傳的是( )
D
A.經太空育種形成的太空椒的個大質優性狀
B.經雜交產生的小麥高產抗倒伏性狀
C.經人工選擇繁育出的高產奶牛的高產性狀
D.把大花生種子種在貧瘠的土壤中,結出的花生個小的性狀
[解析] 只要是遺傳物質改變引起的變異都屬于可遺傳的變異,選項A、B、C的育種方式都會引起遺傳物質的改變,都屬于可遺傳的變異,而把大花生種子種在貧瘠的土壤中,結出的花生個小的性狀是環境影響產生的變異,不可遺傳。故D符合題意。
本節知識歸納

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