人教17版高中生物学必修二教材问题提示与答案.docx
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人教17版高中生物学必修二教材问题提示与答案
第1章遗传因子的发现
第1节孟德尔的豌豆杂交实验
(一)
问题探讨
人们曾经认为,两个亲本杂交后,双亲的遗传物质会在子代体内发生混合,使子代表现出介于双亲之间的性状。
就像把一瓶蓝墨水和一瓶红墨水倒在一起,混合液是另外一种颜色,再也无法分出蓝色和红色。
这种观点也称作融合遗传。
讨论
1.按照上述观点,当红花豌豆与白花豌豆杂交后,子代的豌豆花会是什么颜色?
【答案】 粉色按照融合遗传的观点,双亲的遗传物质会在子代体内发生混合,子代表现出介于双亲之间的性状,即红色和白色的混合色一粉色。
2.你同意上述观点吗?
你的证据有哪些?
【答案】 不同意。
因为自然界的遗传现象并不是融合遗传的结果。
例如,红花豌豆与白花豌豆杂交后,其后代仍出现红花或白花;再例如,人的性别遗传说明控制男女性别的遗传物质没有发生混合。
探究与实践
1.将每个小组的实验结果与全班总的实验结果作比较,你有什么发现?
如果孟德尔当时只对F2中10株豌豆的性状进行统计,他还能正确地解释性状分离现象吗?
【答案】与每个小组的实验结果相比,全班总的实验结果更接近预测的结果,即彩球组合类型数量比DD:
Dd:
dd=1:
2:
1,彩球代表的显性与隐性类型的数量比为3:
1。
因为实验统计的样本数量越大,越接近统计规律。
如果孟德尔当时只对F2中10株豌豆的性状进行统计,那么他很难止确地解释性状分离现象。
因为实验统计的样本数量足够大,是孟德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一。
只对10株豌豆的性状进行统计,会出现较大的误差。
2.将模拟实验的结果与孟德尔的杂交实验结果相比较,你认为孟德尔的假说是否合理?
【答案】合理,因为甲、乙小桶内的彩球分别代表孟德尔杂交实验中的雌、雄配子,从两个桶内分别随机抓取一个彩球进行组合,实际上是模拟雌雄配子的随机结合,统计的样本数量也足够大,出现了3:
1的结果。
但孟德尔提出的假说是否正确还需要实验来验证。
思维训练
假设你正在一个花卉生产基地工作。
有一天,你突然发现一种本来开白花的花卉,出现了开紫花的植株。
你立刻意识到它的观赏价值,决定培育这样的花卉新品种。
当你知道这种花是自花传粉以后,将这株开紫花的植株的种子种下去,可惜的是,在长出的126株新植株中,却有36株是开白花的,这当然不利于商品化生产。
怎样才能获得开紫花的纯种植株呢?
请你写出解决这一问题的实验方案,与同学交流,看谁设计的方案更简捷。
【提示】将获得的紫花植株连续自交几代,即将每次自交后代的紫花植株选育后再进行自交, 直至自交后代中不再出现白花植株为止。
具体过程可用以下图解表示。
练习与应用
一、概念检测
1.在孟德尔的一对相对性状的豌豆杂交实验中,F1都表现为显性性状,F1的自交后代却出现了性状分离。
据此判断下列相关表述是否正确。
(1)隐性性状是指生物体不能表现出来的性状。
(×)
(2)纯合子的自交后代不会发生性状分离,杂合子的自交后代不会出现纯合子。
(×)
2.人眼的虹膜有褐色的和蓝色的,褐色是由显性遗传因子控制的,蓝色是由隐性遗传因子控制的。
已知一个蓝眼男人与一个褐眼女人(这个女人的母亲是蓝眼)结婚,这对夫妇生下蓝眼孩子的可能性是(A )
A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/6
3.观察羊的毛色遗传图解,据图回答问题。
(1)毛色的显性性状是 ,隐性性状是 。
(2)白毛羊与白毛羊通过有性生殖产生的后代中出现了黑毛羊,这种现象在遗传学上称为 。
产生这种现象的原因是 。
【答案】
(1)白色 黑色
(2)性状分离 白毛羊为杂合子,杂合子自交时会出现性状分离。
即雌雄白毛羊均可形成含有黑毛遗传因子的配子,雌雄配子随机结合,会产生黑毛羊。
二、拓展应用
1.水稻的非糯性和糯性是一对相对性状,非糯性花粉中所含的淀粉为直链淀粉,遇碘变蓝黑色,而糯性花粉中所含的是支链淀粉,遇碘变橙红色。
现在用纯种的非糯性水稻和纯种的糯性水稻杂交,取F1花粉加碘液染色,在显微镜下观察,半数花粉呈蓝黑色,半数呈橙红色。
请回答下列问题。
(1)花粉出现这种比例的原因是什么?
(2)实验结果验证了什么?
(3)如果让F1自交,F2中花粉有 种类型。
【答案】
(1)在F1水稻细胞中含有一个控制支链淀粉合成的遗传因子和一个控制直链淀粉合成的遗传因子。
在F1形成配子时,两个遗传因子分离,分别进入不同的配子中,含支链淀粉遗传因子的配子合成支链淀粉,遇碘变橙红色;含直链淀粉遗传因子的配子合成直链淀粉,遇碘变蓝黑色,其比例为1:
1。
(2)分离定律。
即在F1形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中。
(3)2。
2.某农场养了一群马,马的毛色有栗色和白色两种。
已知栗色和白色分别由遗传因子B和b控制。
育种工作者从中选出一匹健壮的栗色公马,拟设计配种方案鉴定它是纯合子还是杂合子(就毛色而言)。
请回答下列问题。
(1)在正常情况下,一匹母马一次只能生一匹小马。
为了在一个配种季节里完成这项鉴定,应该怎样配种?
(2)杂交后代可能出现哪些结果?
如何根据结果判断栗色公马是纯合子还是杂合子?
【答案】
(1)将被鉴定的栗色公马与多匹白色母马配种,这样可在一个季节里产生多匹杂交后代。
(2)杂交后代可能有两种结果:
一是杂交后代全部为栗色马,此结果说明被鉴定的栗色公马很可能是纯合子;二是杂交后代中既有白色马,又有栗色马,此结果说明被鉴定的栗色公马为杂合子。
3.孟德尔说:
“任何实验的价值和效用,取决于所使用材料对于实验目的的适合性。
”结合孟德尔的杂交实验,谈谈你对这句话的理解。
【提示】选择适宜的实验材料是确保实验成功的条件之一。
孟德尔在遗传杂交实验中,曾使用多种植物如豌豆、玉米、山柳菊做杂交实验,其中豌豆的杂交实验最为成功,因此,他发现了遗传规律。
这是因为豌豆具有适于研究杂交实验的特点。
例如,豌豆严格自花传粉,在自然状态下是纯种,这样确保F1通过杂交实验可以获得更正的杂种;豌豆花大,易于做人工杂交实验; 豌豆具有稳定的易于区分的性状,便于观察和统计实验结果。
4.除了孟德尔的杂交实验,你还能举出科学研究中运用假说—演绎法的实例吗?
【提示】凯库勒提出苯分子的环状结构、原子核中含有中子和质了的发现过程等,都是通过假说一演绎法得出结论的。
19世纪以前科学家对遗传学的研究,多采用从实验结果出发提出某种理论或学说。
而假说一演绎法,是从客观现象或实验结果出发,提出问题、作出假设,然后设计实验验证假说的研究方法,这种方法的运用促进了生物科学的研究,使遗传学由描述性研究进入理性推导和实验验证的研究阶段。
第2节孟德尔的豌豆杂交实验
(二)
问题探讨
观察花园里的豌豆植株,孟德尔发现就子叶颜色和种子形状来看,包括两种类型:
一种是黄色圆粒的,一种是绿色皱粒的。
讨论
1.决定子叶颜色的遗传因子对决定种子形状的遗传因子会不会有影响呢?
【答案】不影响。
【提示】决定子叶颜色的遗传因子和决定种子形状的遗传因子具有一定的独立性,二者的分离和组合是互不干扰的、因此它们之间不会相互影响。
2.黄色的豌豆一定是饱满的、绿色的豌豆一定是皱缩的吗?
【答案】不一定。
在生活中,也可以看到黄色皱缩的豌豆.及绿色饱满的豌豆。
旁栏思考题
1. 从数学的角度分析,9:
3:
3:
1与3:
1能否建立数学联系?
这对理解两对相对性状的遗传结果有什么启示?
【答案】从数学的角度分析,(3:
1)2的展开式为9:
3:
3:
1,即9:
3:
3:
1的比例可以表示为两个3:
1的乘积。
对于两对相对性状的遗传结果,如果对每一对相对性状单独进行分析,如分別只考虑圆和皱、黄和绿一对相对性状的遗传时,其性状的数址比是圆粒:
皱粒=(315+108):
(101+32)=31;黄色:
绿色=(315+101):
(108+32)=3:
1,即每一对相对性状的遗传都遵循分离定律,这无疑说明两对相对性状的遗传结果可以表示为它们各自遗传结果的乘积,即9:
3:
3:
1来自于(3:
1)2。
2.要得到遗传因子组成为YyRr的黄色圆粒豌豆,亲代除黄色圆粒和绿色皱粒外,还可以有哪些类型?
【答案】黄色皱粒(遗传因子组成为YYrr)和绿色圆粒(遗传因子组成为yyRR)杂交,可获得遗传因子组成为YyRr的黄色圆粒豌豆。
3.如果不用字母,而是用中文或英文的词或句子来代表遗传因子,左图该怎样呈现?
用字母作为符号,在孟德尔的推理过程中起到了什么作用?
【答案】用中文或英文的词或句子来代表遗传因子,表述黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交实验的分析图解会非常烦琐,而用字母作为符号分析遗传图解就简便多了,用字母作为符号呈现思维过程、也利于不同语言、不同地区的人交流。
4.孟德尔在总结遗传规律时,是否用到了归纳法?
【答案】归纳法是从一类事物的一个个具体事实中总结出这类事物共性的逻辑思维方法。
孟德尔在进行豌豆杂交实验时,研究了7对相对性状各自的遗传结果,发现了F2中显性性状个体与隐性性状个体的数量比约为3:
1,由此总结出遗传因子的传递规律,这个过程中就运用了归纳法。
思考与讨论
1.用豌豆作杂交实验的材料有哪些优点?
这说明实验材料的选择在科学研究中起着怎样的作用?
【答案】豌豆适合作杂交实验材料的优点有:
(1)具有稳定的易于区分的相对性状,如高茎和矮茎,高茎高度为1.5〜2.0m,矮茎高度仅为0.3m左右,易于观察和区分;
(2)豌豆严格自花传粉,在自然状态下可以获得纯种,纯种杂交可获得杂合子;(3)豌豆花比较大,易于做人工杂交实验。
孟徳尔正是因为选用了豌豆做杂交实验,才能有效地从单一性状到多对性状研究生物遗传的基本规律,才能对遗传实验结果进行量化统计。
若孟德尔一味地用山柳菊做实验,就很可能揭示不了生物遗传的规律,所以科学地选择实验材料是科学研究取得成功的重要保障之一。
2.如果孟德尔没有对实验结果进行统计学分析,他能不能对分离现象作出解释?
【答案】如果孟德尔没有对实验结果进行统计学分析,他很难对分离现象作出解释。
因为通过数学统计,孟德尔发现了生物性状的遗传在数量上呈现一定的数学比例,这引发他揭示其实质的兴趣;同吋这也使孟德尔意识到数学概率也适用于生物遗传的研究,从而将数学方法引入对遗传实验结果的处理和分析中。
3. 孟德尔对分离现象的解释在逻辑上环环相扣,十分严谨。
他为什么还要设计测交实验进行验证呢?
【答案】一种正确的假说,仅能解释已有的实验结果是不够的,还应该能够预测另外一些实验的结果,并通过实验来验证。
如果实验结果与预测相符,就可以认为假说是正确的;反之,则认为假说是错误的。
孟德尔基于他对豌豆杂交实验作出的假说,设计测交实验,其实验结果与预测相符,由此证明自己提出的假说是正确的。
4. 孟德尔使用不同的字母作为代表不同遗传因子的符号,这与他在大学进修过数学有没有关系?
这对他进行逻辑推理有什么帮助?
【答案】有关系,数学包含许多符号,数学符号也被普遍应用于概括、表述和研究数学的过程中。
孟德尔创造性地应用符号体系,并用于表达抽象的科学概念,和应用数学符号研究数学有异曲同工之妙,这与他曾在大学进修过数学有关。
数学符号能简洁、准确地反映数学概念的本质。
孟德尔用这种方法,也更加简洁、准确地反映抽象的遗传过程,使他的逻辑推理更加顺畅。
5. 除了创造性地运用科学方法,你认为孟德尔获得成功的原因还有哪些?
【答案】
(1)扎实的知识基础和对科学的热爱。
孟德尔在维也纳大学进修时,通过对自然科学的学习,使他具有生物类型是可变的、可以通过杂交产生新的生物类型等进化思想。
同时孟徳尔还学习数学,使他受到“数学方法可以应用于各门自然科学之中”的思想影响,产生应用数学方法解决遗传学问题的想法,使孟德尔成为第一个认识到概率原理能用于预测遗传杂交实验结果的科学家。
(2)严谨的科
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