必修2第35章答案教学教材.docx

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必修2第35章答案教学教材

必修2第3-5章答案

第三章基因的本质

第一节DNA是主要的遗传物质

（一）问题探讨

1.提示：

遗传物质必须稳定，要能贮存大量的遗传信息，可以准确地复制出拷贝，传递给下一代等。

2.提示：

这是一道开放性的题，答案并不惟一，只要提出正确的思路即可。

（二）旁栏思考题

因为硫仅存在于T2噬菌体的蛋白质组分中，而磷则主要存在于DNA的组分中。

用14C和18O等元素是不可行的，因为T2噬菌体的蛋白质和DNA分子的组分中都含有这两种元素。

（三）思考与讨论

1.提示：

细菌和病毒作为实验材料，具有的优点是：

（1）个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。

细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。

（2）繁殖快。

细菌20～30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。

2.最关键的实验设计思路是设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。

3.艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。

赫尔希采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离技术等（学生可能回答出其他的技术，但只要回答出上述主要技术就可以）。

科学成果的取得必须有技术手段做保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。

（四）练习基础题1.

（1）（×）;

（2）（×）。

2.C。

3.D。

拓展题1.提示：

实验表明，噬菌体在感染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内的主要是DNA，而大多数蛋白质却留在大肠杆菌的外面。

因此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。

2.提示：

肺炎双球菌转化实验和噬菌体感染大肠杆菌的实验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：

能够精确地复制自己；能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；具有贮存遗传信息的能力；结构比较稳定等。

第2节DNA分子的结构

（一）问题探讨

提示：

本节的问题探讨主要是培养学生收集资料、讨论交流的能力。

（二）旁栏思考题

1.

（1）当时科学界已经发现的证据有：

组成ＤNＡ分子的单位是脱氧核苷酸；ＤNＡ分子是由含4种碱基的脱氧核苷酸长链构成的；

（2）英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的ＤＮＡ的Ｘ射线衍射图谱；（3）美国生物化学家鲍林揭示生物大分子结构的方法（1950年），即按照Ｘ射线衍射分析的实验数据建立模型的方法（因为模型能使生物大分子非常复杂的空间结构，以完整的、简明扼要的形象表示出来），为此，沃森和克里克像摆积木一样，用自制的硬纸板构建ＤNＡ结构模型；（4）奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果:

腺嘌呤（Ａ）的量总是等于胸腺嘧啶（Ｔ）的量，鸟嘌呤（Ｇ）的量总是等于胞嘧啶（Ｃ）的量这一碱基之间的数量关系。

2.沃森和克里克根据当时掌握的资料，最初尝试了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型，在这些模型中，他们将碱基置于螺旋的外部。

在威尔金斯为首的一批科学家的帮助下，他们否定了最初建立的模型。

在失败面前，沃森和克里克没有气馁，他们又重新构建了一个将磷酸—核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部的双链螺旋。

沃森和克里克最初构建的模型，连接双链结构的碱基之间是以相同碱基进行配对的，即A与A、T与T配对。

但是，有化学家指出这种配对方式违反了化学规律。

1952年，沃森和克里克从奥地利生物化学家查哥夫那里得到了一个重要的信息：

腺嘌呤（Ａ）的量总是等于胸腺嘧啶（Ｔ）的量，鸟嘌呤（Ｇ）的量总是等于胞嘧啶（Ｃ）的量。

于是，沃森和克里克改变了碱基配对的方式，让A与T配对，G与C配对，最终，构建出了正确的DNA模型。

（三）思考与讨论

2.提示：

主要涉及物理学（主要是晶体学）、生物化学、数学和分子生物学等学科的知识。

涉及的方法主要有：

X射线衍射结构分析方法，其中包括数学计算法；建构模型的方法等。

现代科学技术中许多成果的取得，都是多学科交叉运用的结果；反过来，多学科交叉的运用，又会促进学科的发展，诞生新的边缘学科，如生物化学、生物物理学等。

3.提示：

要善于利用他人的研究成果和经验；要善于与他人交流和沟通，闪光的思想是在交流与撞击中获得的；研究小组成员在知识背景上最好是互补的，对所从事的研究要有兴趣和激情等。

（四）模型建构

1.DNA虽然只含有4种脱氧核苷酸，但是碱基对的排列顺序却是千变万化的。

碱基对千变万化的排列顺序使DNA储存了大量的遗传信息。

2.提示：

（1）靠DNA分子碱基对之间的氢键维系两条链的偶联；

（2）在DNA双螺旋结构中，由于碱基对平面之间相互靠近，形成了与碱基对平面垂直方向的相互作用力（该点可不作为对学生的要求，教师可进行补充说明）。

（五）练习基础题1.

（1）胞嘧啶；

（2）腺嘌呤；（3）鸟嘌呤；（4）胸腺嘧啶；（5）脱氧核糖；（6）磷酸；（7）脱氧核苷酸；（8）碱基对；（9）氢键；（10）一条脱氧核苷酸链的片段。

2.C。

3.B。

拓展题

∵A＝TG＝C

∴A＋G＝T＋C

∴A＋G/（A＋G＋T＋C）＝T＋C/（A＋G＋T＋C）＝50%

也可以写成以下形式：

A＋G／T＋C＝（T＋G）／（A＋C）＝（T＋C）／（A＋G）……＝1

规律概括为：

在DNA双链中,任意两个不互补碱基之和恒等，并为碱基总数的50%。

第3节DNA的复制

（一）问题探讨

提示：

两个会徽所用的原料应该选自一块石材；应先制造模型，并按模型制作会徽；应使用电子控制的刻床；刻床应由一名技术熟练的师傅操作，或完全数控等。

（以上可由学生根据自己的经验推测回答，事实是原料确实选自一块石材，但由于时间紧迫，两个会徽是由两名技术最好的师傅手工雕刻的）。

验证的最简单的方法是：

将两个印章的图形盖在白纸上进行比较（学生也可能提出更科学、更现代化的方法）。

（二）旁栏思考题

提示：

本实验是根据半保留复制原理和DNA密度的变化来设计的。

在本实验中根据试管中DNA带所在的位置就可以区分亲代与子代的DNA了。

（三）练习

基础题1.腺嘌呤脱氧核苷酸，鸟嘌呤脱氧核苷酸，胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。

2.模板、原料、能量、酶，双螺旋，碱基互补配对。

3.D。

4.B。

拓展题提示：

可能有6个碱基会发生错误。

产生的影响可能很大，也可能没有影响（这一问可由学生做开放式回答）。

第4节基因是有遗传效应的DNA片断

（一）问题探讨提示：

本节“问题探讨”的目的主要是让学生体会碱基排列顺序的多样性。

（二）资料分析

1.生物体的DNA分子数目小于基因数目。

生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。

这说明基因是DNA的片段，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的。

2.提示：

此题旨在引导学生理解遗传效应的含义，并不要求惟一答案。

可以结合提供的资料来理解，如能使生物体发出绿色荧光、控制人和动物体的胖瘦，等等。

3.基因是有遗传效应的DNA片段。

（三）探究

1.碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。

DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。

2.提示：

在人类的DNA分子中，核苷酸序列多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。

3.提示：

可以从进化的角度来分析基因为什么不能是碱基的随机排列。

（四）练习基础题1.

（1）√；

（2）×。

2.C。

3.提示：

从遗传物质必须具备的条件来分析：

（1）在细胞增殖过程中能够精确地进行复制；

（2）能够控制生物体的性状；（3）能够贮存足够量的遗传信息；（4）结构比较稳定。

拓展题1.提示：

并非任何一个DNA片段都是基因，只有具有遗传效应的DNA片段才是基因。

2.提示：

DNA包括基因与非基因的碱基序列。

3.提示：

这一观点是有道理的。

但在日常生活中，如报刊、杂志、广播等传播媒体常将基因与DNA这两个概念等同使用，因此在具体情况中，要留意区分。

第3章自我检测的答案和提示

一、概念检测判断题1.×。

2.×。

3.×。

4.×。

选择题A。

识图作答题1.2；4；2。

2.反向平行；互补3.磷酸基团；脱氧核糖；碱基；脱氧核糖。

二、知识迁移A。

三、思维拓展提示：

形成杂合双链区的部位越多，DNA碱基序列的一致性越高，说明在生物进化过程中，DNA碱基序列发生的变化越小，因此亲缘关系越近。

第四章基因的表达

第1节基因指导蛋白质的合成

（一）问题探讨

提示：

此节问题探讨意在引导学生思考DNA在生物体内有哪些作用，又是如何发挥作用的。

一种生物的整套DNA分子中贮存着该种生物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息，也可以说是构建生物体的蓝图。

但是，从DNA到具有各种性状的生物体，需要通过极其复杂的基因表达及其调控过程才能实现，因此，在可预见的将来，利用DNA分子来使灭绝的生物复活仍是难以做到的。

（二）思考与讨论一

1.提示：

可以从所需条件、过程中的具体步骤和过程中所表现出的规律等角度来分析。

例如，转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对规律，等等。

碱基互补配对规律能够保证遗传信息传递的准确性。

2.转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系，与DNA双链间碱基互补配对不同的是，RNA链中与DNA链的A配对的是U，不是T；与DNA另一条链的碱基序列基本相同，只是DNA链上T的位置，RNA链上是U。

（三）思考与讨论二

1.最多能编码16种氨基酸。

2.至少需要3个碱基。

（四）思考与讨论三

1.对应的氨基酸序列是：

甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—脯氨酸—丝氨酸—赖氨酸—脯氨酸。

2.提示：

这是一道开放性较强的题，答案并不惟一，旨在培养学生的分析能力和发散性思维。

通过这一事实可以想到生物都具有相同的遗传语言，所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的，等等。

3.提示：

此题具有一定的开放性，旨在促进学生积极思考，不必对答案作统一要求。

可以从增强密码容错性的角度来解释，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；也可以从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。

（五）思考与讨论四

1.提示：

此题旨在检查对蛋白质合成过程的理解。

可以参照教材中图46的表示方法来绘制。

2.提示：

根据mRNA的碱基序列和密码子表就可以写出肽链的氨基酸序列。

（六）想像空间

DNA相当于总司令。

在战争中，如果总司令总是深入前沿阵地直接指挥，就会影响他指挥全局。

DNA被核膜限制在细胞核内，使转录和翻译过程分隔在细胞的不同区域进行，有利于这两项重要生命活动的高效、准确。

（七）练习基础题1.TGCCTAGAA；UGCCUAGAA；3；3；半胱氨酸、亮氨酸和谷氨酸。

2.C。

拓展题1.提示：

可以将变化后的密码子分别写出，然后查密码子表，看看变化了的密码子分别对应哪种氨基酸。

这个实例说明密码的简并性在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。

2.提示：

因为几个密码子可能编码同一种氨基酸，有些碱基序列并不编码氨基酸，如终止密码等，所以只能根据碱基序列写出确定的氨基酸序列，而不能根据氨基酸序列写出确定的碱基序列。

遗传信息的传递就是在这一过程中损失的。

第2节基因对性状的控制

（一）问题探讨

1.水中的叶比空气中的叶要狭小细长一些。

2.这两种形态的叶，其细胞的基因组成应是一样的。

3.提示：

为什么叶片细胞的基因组成相同，而叶片却表现出明显不同的形态？

（二）资料分析

1.没有。

实验证据指出了原有的中心法则所没有包含的遗传信息的可能传递途径，是对原有中心法则的补充而非否定。

2.遗传信息从RNA流向DNA、从RNA流向RNA的结论是确信无疑的，而从蛋白质流向蛋白质的途径是有可能存在的。

（三）旁栏思考题

提示：

此题旨在引导学生认识基因与生物的性状并非简单的一一对应关系。

（四）批判性思维

提示：

此题旨在引导学生客观全面地评价基因决定论的观点，认识到性状的形成往往是内因（基因）与外因（环境因素等）相互作用的结果。

（五）技能训练

1.提示：

翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因指导下合成的，酶的活性受温度、pH等条件的影响。

2.基因控制生物体的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响。

（六）练习

基础题1.A。

2.

（1）×；

（2）×；（3）√。

拓展题1.红眼基因正常是形成红眼的必要而非充分条件。

红眼基因正常，并且其他涉及红眼形成的基因也正常时，果蝇的红眼才能形成；如果红眼基因不正常，即使所有其他涉及红眼形成的基因都正常，果蝇的红眼也不能形成。

2.提示：

生物体内基因的数目多、作用方式复杂，难以单独对其进行研究，生物体的异常性状为科学家研究相关基因的作用提供了一个突破口，使科学家能够从异常性状入手，分析性状异常的个体的基因与正常个体的基因是否存在区别，存在哪些区别等问题，从而建立起性状与基因的对应关系。

因为性状是由基因控制的，如果某一性状发生异常，并且能够稳定遗传，说明控制该性状的基因发生了突变。

根据异常性状的遗传方式，还可以分析出控制该性状的基因是位于性染色体上还是常染色体上，是显性还是隐性，并且可以预测这一性状将来的遗传规律。

第4章自我检测的答案和提示

一、概念检测 填表题

 DNA双链

 1

 C

 G

 T

 2

 G

 C

 A

 mRNA

 G

 C

 A

 tRNA

 C

 G

 U

 氨基酸

 丙氨酸（密码子为GCA）

选择题1.D。

2.D。

3.A。

4.C。

识图作答题

（1）氢键断裂；解旋酶；能量。

（2）ACUGAA；转录。

（3）2。

（4）碱基互补配对。

画概念图

二、知识迁移:

核糖体、tRNA和mRNA的结合都是蛋白质的合成所不可缺少的。

抗生素通过干扰细菌核糖体的形成，或阻止tRNA与mRNA的结合，来干扰细菌蛋白质的合成，抑制细菌的生长。

因此，抗生素可用于治疗因细菌感染而引起的疾病。

三、技能应用:

1.提示：

可以通过查阅密码子表，写出每个氨基酸可能对应的碱基编码。

2.这种方法只能推测出可能的碱基序列，而不能写出确定的碱基序列。

这种方法简便、快捷，不需要实验。

3.推测不能代替用测序仪进行的基因测序。

因为推测只能得出几种可能的碱基序列,不能得到确定的碱基序列。

四、思维拓展1.C。

2.提示：

此题旨在引导学生搜集生物科学史的资料，通过科学发现的过程认识理论推导和实验论证在科学发现中的作用

第五章基因突变及其他变异

第1节基因突变和基因重组

（一）问题探讨

提示：

DNA分子携带的遗传信息发生了改变。

但由于密码的简并性，DNA编码的氨基酸不一定改变。

如果氨基酸发生了改变，生物体的性状可能发生改变。

改变的性状对生物体的生存可能有害，可能有利，也有可能既无害也无利。

（二）思考与讨论一

1.图中谷氨酸发生了改变，变成了缬氨酸。

2.提示：

可查看教材表4-1，20种氨基酸的密码子表。

3.能够遗传。

突变后的DNA分子复制，通过减数分裂形成带有突变基因的生殖细胞，并将突变基因传递给下一代。

（三）思考与讨论二

1.223种精子；223种卵细胞。

2.需要有246+1个个体；不可能。

3.提示：

可以从染色体上基因的多样性、减数分裂过程中配子形成的过程以及基因重组等角度思考。

生物体的性状是由基因控制的。

在减数分裂形成生殖细胞的过程中，随着同源染色体的分离，位于非同源染色体上的非等位基因进行重新组合。

人的基因约有3万多个，因此，形成生殖细胞的类型也非常多，由生殖细胞通过受精作用形成的受精卵的类型也就非常多。

所以，人群中个体性状是多种多样的。

（四）旁栏思考题因为紫外线和X射线易诱发基因突变，使人患癌症。

（五）批判性思维

这种看法不正确。

对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。

但是，一个物种往往是由许多个体组成的，就整个物种来看，在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利突变，对生物的进化有重要意义。

因此，基因突变能够为生物进化提供原材料。

（六）练习基础题

1.

（1）√；

（2）×；（3）×。

2.C。

3.B。

4.A。

拓展题1.放疗或化疗的作用是通过一定量的辐射或化学药剂干扰肿瘤细胞和癌细胞进行DNA分子的复制，使其产生基因突变，从而抑制其分裂的能力，或者杀死癌细胞。

放疗的射线或化疗的药剂，既对癌细胞有作用，也对正常的体细胞有作用，因此，放疗或化疗后病人的身体是非常虚弱的。

2.镰刀型细胞贫血症患者对疟疾具有较强的抵抗力，这说明，在易患疟疾的地区，镰刀型细胞的突变具有有利于当地人生存的一方面。

虽然这个突变体的纯合体对生存不利，但其杂合体却有利于当地人的生存。

第2节染色体变异

（一）问题探讨提示：

参见练习中的拓展题，了解无子西瓜的形成过程。

（二）实验两者都是通过抑制分裂细胞内纺锤体的形成，使染色体不能移向细胞两极，而引起细胞内染色体数目加倍。

（三）练习

基础题1.

（1）×；

（2）×。

2.B。

3.填表

体细胞中的染色体数

配子中的染色体数

体细胞中的染色体组数

配子中的染色体组数

属于几倍体生物

豌豆

14

7

2

1

二倍体

普通小麦

42

21

6

3

六倍体

小黑麦

56

28

8

4

八倍体

拓展题

1.西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株。

2.杂交可以获得三倍体植株。

多倍体产生的途径为：

秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。

3.三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此，不能形成种子。

但并不是绝对一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞。

4.有其他的方法可以替代。

方法一，进行无性繁殖。

将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽。

方法二，利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，在此过程中要进行套袋处理，以避免受粉。

第3节人类遗传病

（一）问题探讨

1.提示：

人的胖瘦是由多种原因造成的。

有的肥胖病可能是由遗传物质决定的，有的可能是后天营养过多造成的，但大多数情况下，肥胖是由于遗传物质和营养过多共同作用的结果。

2.提示：

有人提出“人类所有的病都是基因病”。

这种说法依据的可能是基因控制生物体的性状这一生物学规律。

因为人体患病也是人体所表现出来的性状，而性状是由基因控制的，从这个角度看，说疾病都是基因病，是有一定道理的。

然而，这种观点过于绝对化，人类的疾病并不都是由基因的缺陷引起的，如由大肠杆菌引起的腹泻，就不是基因病。

（二）练习

基础题1.

（1）×；

（2）×；（3）×。

2.列表总结遗传病的类型和实例。

人类遗传病的类型

定 义

实 例

单基因

遗传病

显性遗传病

由显性致病基因引起的遗传病

多指、并指等

隐性遗传病

由隐性致病基因引起的遗传病

白化病、苯丙酮尿症等

多基因遗传病

受两对以上的等位基因控制的遗传病

原发性高血压等

染色体异常遗传病

由染色体异常引起的遗传病

21三体综合征等

拓展题

提示：

该女性不一定携带白化病基因；她未出生的孩子可能患白化病。

由该女性的弟弟是白化病的事实可知其弟弟的基因型为aa，因而推测其父母的基因型为Aa，则该女性的基因型有两种可能：

AA和Aa，AA的概率为1/3，Aa的概率为2/3。

该女性携带白化病基因的概率为2/3，根据她丈夫携带白化病基因的情况，其后代携带白化病基因和患白化病的可能性分为三种可能：

（1）丈夫不含有白化病基因；

（2）丈夫含有一个白化病基因；（3）丈夫是白化病患者。

遗传咨询师需要根据该女性的丈夫是否是白化病患者，或者是否有家族遗传病史来作出判断，提供遗传咨询。

第五章自我检测的答案和提示

一、概念检测判断题1.×。

2.√。

3.×。

4.×。

5.×。

6.√。

选择题B。

识图作答题1.雌；含有两条х染色体。

2.4；2。

画概念图

二、知识迁移由女方X染色体上携带一对隐性致病基因患有某种遗传病可知，该女性的基因型为XaXa。

由男方表现型正常可知其基因型为XAY。

该夫妇生下患病胎儿的概率为1/2，如果生下的是男孩，则100%患有这种遗传病，如果生下的是女孩，则100%携带有这种遗传病的致病基因。

三、技能应用：

野生型链孢霉能在基本培养基上生长,X射线照射后的链孢霉不能在基本培养基上生长，说明X射线照射后的链孢霉产生了基因突变,可能不能合成某种物质，所以不能在基本培养基上生长。

在基本培养基中添加某种维生素后，X射线照射后的链孢霉又能生长,明经X射线照射后的链孢霉不能合成该种维生素。

四、思维拓展1.酶①或酶⑤。

2.酶③。

3.提示：

由这个例子可以看出，白化病等遗传病是由某些缺陷基因引起的，这些基因的产物可能是参与代谢途径的重要的酶。

基因可以通过控制酶的合成调控生物体内物质的代谢途径，从而控制生物体的性状。