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内容要求
①识别遗传和变异现象，列举遗传和变异在育种方面的应用。②说出遗传物质的作用，知道 DNA 、基因和染色体的关系，知道决定人性别的因素；举例说明生物的性状是由基因控制的。③从遗传学角度说出近亲结婚的危害，认同优生优育。④列举常见的遗传性疾病。⑤关注基因工程技术应用的进展。
学业要求
探究
第5节 遗传与进化
人类在生产活动中早就认识到______和______的现象及其相互关系。
______与______是生物界最普遍和最基本的特性。
遗传和变异到底是怎么一回事呢？
生物在进化过程中，如何能将适应当时生存环境的特性保留下来，并一代一代地传给后代呢？
遗传
变异
遗传
变异
一、遗传和变异现象
俗话说“种瓜得瓜，种豆得豆”，生物体通过生殖产生子代，
子代和亲代、 子代和子代之间的性状都很_______，这种现象称为_______ （heredity）。
例如，
某人的眼睛像父亲、鼻子像母亲，这就是_______现象。
那么，具有遗传相似性的生物个体间是否存在性状差异呢？
遗传
相似
遗传
人体的性状有许多种（如身高、肤色等），请根据下表观察你自己的具体性状，并与其他同学交流，看看表中所列的几种性状完全相同的同学在你们班上有几人。
表1-3 人体的性状
根据上述观察结果进行推理：为什么不同的人所有性状都相同的可能性很小？
不同的生物个体在性状表现上总是存在着一定的差异，生物的子代只是与亲代相似，绝不会与亲代完全相同。
这种子代与亲代及子代不同个体间的性状______叫做______ （variation）
差异
变异
______和______都是普遍存在的生命现象。
遗传
变异
二、遗传物质的传递
为什么生物体会表现出亲子代性状相似的遗传现象呢？
人们对此进行了广泛的研究。
17世纪时， 有学者认为在人的精子或卵子中有父母性状的缩影（如图1-44），使得由受精卵发育成的子代个体具备了双亲的遗传性状。
然而，随着显微镜的发明，人们并没有在人的精子或卵子中发现丝毫人的形象。
图1-44 17世纪先成论者 画的人的精子
亲代与子代生物体细胞内的_________ _______和_______却保持着高度的_________ ，
但是，科学家们发现在生物体代代相传的过程中，
染色体
数量
种类
同一物种的____________个体间，细胞中染色体的数量和种类几乎____________ ，性状也很________；
稳定性
不同生物
完全相同
相似
不同物种的生物个体间，细胞中染色体的数量和种类有一定_______，性状也有较大________ 。
差异
差异
由此推测：
_________与生物遗传现象有关。
染色体
这种推测已被一些事实所证实，
例如，有的孪生姐妹是由__________受精卵发育而成的，其细胞中__________所含的_______完全_______ ，
因此，其性状也极其相似（如图1-46）。
同一个
基因
染色体
相同
图1-46 外貌酷似的同卵双生子
随着科学的发展，
人们认识到染色体主要由_______和_________组成，
通过一系列科学实验，进一步证明了DNA是_______生物体遗传性状的_______物质。
DNA
蛋白质
决定
遗传
图1-45 DNA分子
从图中可以看到，DNA分子是长而相互缠绕的_______结构，整个模型活像一个双螺旋上升的楼梯，梯子两边的“扶
1953年，美国科学家______（James Dewey Watson，1928~）和英国科学家_________ （Francis Harry Compton Crick，1916~2004） 提出了DNA_______________模型（如图 1-47）。
手”是由______和____________相间连接而成的，中间的“踏脚”是分别连在两边脱氧核糖分子上的两个_______。
脱氧核糖、碱基和磷酸组成了DNA分子的基本单位
——______________。
沃森
双螺旋结构
克里克
双链
图1-47 DNA分子的结构模型
磷酸
脱氧核糖
碱基
脱氧核苷酸
现代遗传学认为，DNA分子上一些_______________包含着_______信息，能______生物体的性状特征，
如人的肤色、色觉，花的形状等。
我们把这些起遗传作用的DNA片段称为_______（gene）。
特定的片段
基因
遗传
控制
在一个DNA分子上有成百上千个基因存在。
生物个体能通过精子或卵子将自身的基因传递给子代，子代具备了父母双亲的基因，所以表现出与双亲相似的遗传性状，但与双亲中的任何一方又不会完全相同。
人体细胞中有几条染色体？男性和女性的染色体有什么不同？
图1-48 人类体细胞核中的染色体
就是因细胞内控制黑色素合成的_______发生_______而引起的。
经科学家研究发现，构成大多数生物的遗传物质DNA具有_______的基本结构，
生物体内的基因是可以_______的，
相同
如白化病患者_______合成黑色素，
而基因的改变往往会导致生物体性状的_______ ，
改变
变化
不能
基因
变异
亲 子 鉴 定
通过遗传标记的检验与分析来判断父母与子女是否亲生关系，称为亲 子鉴定。目前鉴定亲子关系用得最多的是DNA分型鉴定。人的血液、毛发、 唾液、口腔细胞等都可以用于亲子鉴定，十分方便。
一个人有23对（46条）染色体，同一对染色体同一位置上的一对基因 称为等位基因，一个来自父亲，一个来自母亲。如果检测到某个DNA位点 的等位基因，一个与母亲相同，另一个就应与父亲相同，一般只要做十几至 几十个DNA位点的检测，就可以确定是否属于亲子关系。若有3个以上的 位点不同，则可排除亲子关系。
DNA亲子鉴定，否定亲子关系的准确率几近100%，肯定亲子关系的准 确率可达到99.9%。除了同卵双胞胎外，每人的DNA是独一无二的。由于它 是这样独特，就好像指纹一样，用于亲子鉴定，DNA检验是最为有效的方法。
DNA分析为法医物证检验提供了科学、可靠的手段，并且能为一些重 大疑难案件的侦破提供准确可靠的依据。
三、进化理论的发展
同一物种不同个体细胞内的基因组成是有差异的（如我们每个人细胞中的基因组成存在一定的差异），相对应的，每个人表现出的性状也有所不同，
所以，同一物种的生物群体中存在着多种多样的基因。
在代代相传的种族繁衍过程中，这些基因从亲代传递到子代并保持着相对的稳定性，同时也发生着某些变异。
通过定量的科学实验表明，
生物群体中不同的基因传递给子代的机会是有差异的，某些基因所控制的生物性状对环境的适应性较强，则这些基因在子代的生物群体中会越来越多；
反之，某些基因所控制的生物性状对环境的适应性较弱，则这些基因在子代的生物群体中会越来越少。
这说明亲代的基因在传递给子代的过程中也发生着“自然选择”。
20世纪20年代后，随着遗传学研究的不断深入，人们开始从基因的角度来解释生物进化的原因，达尔文的进化理论不断地被修正、被改造，但至今还没有任何新的理论能完全取代它。
“人类基因组计划”有什么意义？它可能会带来什么问题？
四、育种与优生
长期以来，人类利用人工选择和杂交育种等方法逐渐改良动物、植物的遗传性状，取得了巨大的成功。绝大多数家养动物和栽培植物品种都是运用一定的技术培育而成的。
例如，我国20世纪50年代推广的杂交玉米，大幅度提高了玉米产量。
在畜牧业方面，人们将驴和马交配，得到了比驴和马更健壮有力的骡，如图1-50所示。
这种杂交后代的生命力比双亲_____的现象，叫做____________。
图1-50 杂交优势
强
杂交优势
袁 隆 平
袁隆平是我国水稻育种专家，中国工程院院士，湖南省农业科学院研究员。他从20世纪60年代初开始致力于杂交水稻的研究，他的研究成果使我国成为世界上第一个培育并推广杂交水稻的国家。
1964年开始，他在国内首创水稻雄性不育研究。1976年，杂交水稻绿遍神州。全国推广杂交水稻208万亩，增产幅度普遍在20%以上，我国的粮食产量实现了一次飞跃。1995年8月，袁隆平宣布培育出两系法杂交水稻，普遍比同期的三系杂交稻每公顷增产750~1500千克，且米质有了较大的提高。2020年10月，袁隆平领导的海水稻研究团队研发的“超优千号” 耐盐水稻，平均亩产达到802.9千克，创下盐碱地水稻高产新纪录。
1981 年，袁隆平主持研究的杂交水稻技术，被评为中国第一个特等科技发明奖。他于1985年获得了联合国教科文组织科学奖。1999年，中国科学院北京天文台施密特CCD小行星项目组发现的一颗小行星被命名为“袁隆平星”。2000年，袁隆平又获中国国家最高科学技术奖，在国内外享有“杂交水稻之父”的盛誉。2019年，袁隆平被授予“共和国勋章”。
这种完全按照人的意愿__________________的技术叫做_____________（genetic engineering）。
随着生物学的发展，人类对基因的理论和实践研究也越来越深入。
人们设想把一些优良的基因______起来，从而______生物的结构和功能， ______生物品种或生产新的转基因产品。
组合
改变
改造
新兴的基因工程提供了一种更直接______动物、植物遗传物质的技术，利用__________技术，可使动物、植物按照人类的要求______产生新的性状。
重新组合基因
基因工程
改造
转基因
定向
人们能把人类胰岛素基因经一定的途径_______到细菌中，这个细胞就_______了人类基因，由于细菌繁殖快，所以能在短时间内_______大量的胰岛素 （如图1-52）。
人体内的许多蛋白质都可以通过遗传工程改造细菌来合成。
以胰岛素为例，
转移
具有
合成
图1-52 培育转基因细菌的过程
基因工程能把___________转入西红柿、小麦、大米、大豆等一些重要的作物中，使作物______抗寒、抗虫害、抗除草剂、耐盐、抗旱等能力，_____果蔬的加工品质， _____营养物质含量等，这也是基因工程的重要应用领域。
基因工程还能将______转入动物体中，改造过的动物可以为人类______一些重要的药物，如目前已经成功地生产出血友病患者需要的凝血因子。
目的基因
具有
改良
由于转基因工程发明和应用的时间还不长，_______会有未预料到的风险，科学家也有_______的看法。
提高
基因
生产
可能
不同
请查找有关资料，你是否赞成转基因工程在农业和食品生产中广泛地应用？为什么？
克隆植物的方法多种多样，诸如________、___________、 ___________等，如图1-53。
________就能解决这个问题。
选择育种还存在一个问题，我们____________所需要的基因一定会从亲本传给子代。
无法控制
克隆
细胞培养
图1-53 石斛组织培养成的植株
克隆技术在植物、动物和其他类型生物中已经得到应用。
1997年，第一只克隆羊在英国诞生，此后，美国、法国等国家相继把牛、鼠、兔、猴等动物克隆成功。
我国已经克隆出了牛、羊、兔等动物。
组织培养
器官培养
太空育种即__________，是将种子搭乘卫星或高空气球送到______，利用太空特殊的环境______作用，使种子产生______，再返回地面培育作物新品种的育种新技术。
太空育种具有有益的变异多、高产、 优质、抗病力强等特点，如图1-54。
对于植物， ___________也是一种培育优良新品种的途径。
太空育种
航天育种
太空
图1-54 太空育种的茄子
诱变
变异
例如， 在智力缺陷的儿童中，有一类叫____________，
患儿生长迟缓，学会坐、立、走都很晚， 智力低下，这种遗传病就是由于患儿细胞中____了一条第21号__________而引起的。
有些人深受________（hereditary disease）的困扰，这类疾病都是由于人体内_____、_____或________发生变化而引起的。
遗传病
DNA
基因
“天才指挥家”
舟舟
染色体
先天愚型
多
染色体
为了提高人口的遗传素质，我国还制定了一些优生法规，如_________________等。
所谓优生学，就是运用遗传学的原理和方法，防止有明显遗传缺陷的婴儿出生，以改善人口质量。
据专家估计，患有各种__________智力缺陷和生理缺陷的儿童约有1000万之多。
因此，优生学目前已引起各界人士的广泛重视。
我国遗传病的发病率很高。
禁止近亲婚配
先天性
1．图1-55中哪些属于直系血亲，哪些属于旁系血亲？
图1-55 直系血亲和三代以内的旁系血亲
2．哪些亲戚属于近亲？
例如，自己与兄弟姐妹及伯叔姑、姨舅之间就属___________。
旁系血亲即除____________以外的、与自己___________的血亲。
如父母与子女、爷爷奶奶与孙子孙女等均为______________。
兄弟姐妹则___________________。
直系血亲，指相互之间有___________的______各代亲属，
不属于直系亲属
血缘关系
近亲指血统关系比较____的亲戚，
上下
直系血亲
直系血亲
同出一源
旁系血亲
近
一般把___________和___________的___________称为_______，
直系血亲
三代以内
旁系血亲
近亲
如表兄妹、堂兄妹等都是_______ 。
近亲
一般家庭的发病率为万分之一到百万分之一，而表兄妹婚 配的家庭发病率比一般家庭要高6~60倍。
在近亲结婚的夫妇所生的子女中，白化病、先天性聋哑等多种___________的发病率较_____。
遗传病
因此，我国婚姻法规定，直系血亲和三代以内的旁系血亲____________。
高
禁止结婚
小结：
1、母兔生下的都是小兔，这种现象属于____________。
如果一只白色母兔和一只白色公兔生下一只黑白两色的小兔，这属于____________现象。
遗传
变异
2、生物的每一种特征，都由特定的____________决定，它们存在于细胞核的____________ 上。细胞核中的遗传信息通过____________传递给子代，这样子代就会与亲代相似。
基因
染色体
DNA
3、重庆警方训练出6只缉毒松鼠。这些松鼠嗅觉非常灵敏，经过训练，可以找到埋在沙土里的毒品。决定松鼠嗅觉非常灵敏这一性状的是（ ）
A、细胞核 B、染色体 C、蛋白质 D、基因
D
4、科研人员从一种海鱼中获得抗冻蛋白基因，将其转入到番茄细胞中，获得了抗冻的番茄品种。该过程主要应用了（ ）
A、克隆技术 B、转基因技术
C、杂交技术 D、太空育种技术
B

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