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第1章 演化的自然
第5节 遗传与进化
学习目标
1.识别遗传和变异现象。
2.说出遗传物质的作用，认识 、基因和染色体的关系，举例说明基因工程。
3.举例说明基因的作用，知道人类基因组计划。
4.列举遗传与变异在育种方面的应用。
5.举例说明优生的重要性，知道近亲结婚的危害。
6.知道基因在生物亲子代间传递的过程中也存在自然选择，了解进化理论的发展。
知识点1 遗传和变异现象
现象 遗传 变异
概念 生物的子代和亲代、子代和子代 之间性状相似的现象 生物的子代与亲代及子代不同个体间的
性状差异的现象
举例 孩子的眼睛可能像父亲，鼻子像 母亲 父母双眼皮，儿子单眼皮；哥哥单眼
皮，弟弟双眼皮
典例1 下列属于遗传现象的是( )
B
A.柿树上的果实有大有小
B.种瓜得瓜，种豆得豆
C.豌豆植株有高有矮
D.菊花有白色和黄色
[解析] 柿树上的果实有大有小、豌豆植株有高有矮、菊花有白色和黄色是子代与亲代及子代不同个体间在性状上的差异，属于变异现象。种瓜得瓜，种豆得豆说明了生物的亲、子代之间在性状上的相似性，是生物的遗传现象。
知识点2 遗传物质的传递
1.染色体
（1）概念：在细胞核中，有一种易被碱性染料染成深色的物质。
（2）染色体在遗传现象中的特征
①在生物体代代相传的过程中，亲代与子代生物体细胞内的染色体数量和种类保持着高度的稳定性，同一物种的不同生物个体间，细胞中染色体的数量和种类几乎完全相同，性状也很相似。
（3）染色体与生物遗传现象有关的证据：同卵双胞胎是由同一个受精卵发育而成的，其细胞中染色体所含的基因完全相同，其性状也极其相似。
（4）染色体的组成：染色体主要由 和蛋白质组成。
②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差异，性状也有较大差异。如人的体细胞中有23对染色体，狗体细胞中有39对染色体，水稻体细胞中有12对染色体。
2. 分子
（1）位置：主要存在于细胞核内的染色体上。
（2）形态结构：双螺旋结构模型。如图所示，
分子是长而相互缠绕的双链结构，整个模型活像一个
双螺旋上升的楼梯，梯子两边的“扶手”是由磷酸和脱
氧核糖相间连接而成的，中间的“踏脚”是分别连在两
边脱氧核糖分子上的两个碱基。
（3）基本单位：脱氧核糖、碱基和磷酸组成了
分子的基本单位 脱氧核苷酸。
年，美国科学家沃森和英国科学家克里克合作，提出了 的双螺旋
结构学说。这个学说不但阐明了 的基本结构，并且为一个 分子如何复制
成两个结构相同的 分子以及 怎样传递生物体的遗传信息提供了合理的说
明。
3.基因 片段
定义 分子上一些特定的片段包含着遗传信息，能控制生物体的性状特征，
这些起遗传作用的 片段称为基因
特点 一个 分子上有成百上千个基因
遗传 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
变异 生物体内的基因是可以改变的，而基因的改变往往会导致生物体性状的变
化，如白化病患者不能合成黑色素，就是因细胞内控制黑色素合成的基因发
生变异而引起的
4.染色体、 和基因之间的关系
一般情况下，一条染色体中含有一个 分子，一个 分子上含有许多个基因。
它们的关系可用下图表示。
拓展
生男生女由谁决定
人体内性染色体类型决定人的性别,男性为 ,女性为 ,女性产生的卵子都含有一个 染色体,而男性产生的精子就不同了,共有两种，即含 染色体或含 染色体,如果和卵子结合的精子含有的是 染色体,那么生的就是女孩；如果是 染色体,那就是男孩。所以说生男生女取决于男方。
典例2 （2023·嘉兴期中）下列能正确表示染色体、 、蛋白质和基因之间关系
的是( )
D
A.&1& B.&2& C.&3& D.&4&
[解析] 染色体主要由 和蛋白质构成，因此染色体包含 和蛋白质， 和
蛋白质是并列关系；基因是有遗传效应的 片段，因此 包含基因，故D选项
正确。
知识点3 进化理论的发展
1.基因传递的特点
不同种生物的基因组成不同，同一物种不同个体细胞内的基因组成也有差异，基因呈现多样性的特点，例如：不同人的体细胞中的基因组成存在一定的差异，因此每个人表现出的性状也有所不同。在代代相传的种族繁衍过程中，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。
2.基因的“自然选择”
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”。例如：小长颈鹿的脖子长长的原因是小长颈鹿拥有长长脖子的基因，脖子长长之后拥有适应特殊环境的能力，不被饿死，长脖子基因就可以再传递给下一代。
辨析比较
现代生物进化理论与达尔文的进化理论的比较
共同点 都能解释生物进化和生物的多样性、适应性
不同点 ①达尔文的进化理论没有用遗传和变异的本质来阐述生物进化，而现代
生物进化理论弥补了这个缺点。
②达尔文的进化理论着重研究生物个体的进化，而现代生物进化理论更
强调群体的进化
联系 现代生物进化理论是对达尔文进化理论的修正、完善和发展，并不是对
它的否定
3.基因组改变未来
（1）人类基因组计划
启动 “人类基因组计划”于1990年10月由美国科学家正式启动，随后英、日、德、
法、中等国的科学家陆续加入。我国于1999年9月1日正式加入该计划，并承
担了 人类基因组的测序任务
内容 “人类基因组计划”的核心内容是测定人类基因组的全部序列（人体细胞
中的每对常染色体中的2条染色体在形态、大小上基本相同，但2条性染色体
有很大的差别，所以在测定人类染色体的基因序列时应该测定24条染色体,即
22条常染色体和2条性染色体），并确定各种基因的功能等，从而获得人类
全面认识自我的生物学信息
完成 2000年6月26日，六国同时宣布“人类基因组计划”工作框架图完成。2006年5
月18日，英美科学家宣布完成了人类1号染色体的基因测序图，这表明人类
最大和最后一条染色体的测序工作已经完成
意义 一些困扰人类健康的主要疾病，如心脑血管疾病、糖尿病、肝病、癌症等都
与基因有关，医生可以根据各人不同的基因密码给予指导，因人而异地指导
人们养成科学合理的生活习惯，最大可能地预防和治疗疾病
隐患 由于不同种族的基因有所不同，有的人可能会针对不同种族的基因制造出基
因武器，给人类带来灾难
（2）后基因组时代
任务 对基因组的结构、表达、修复、功能等进行研究
意义 后基因组时代的研究将为人们深入理解人类基因组遗传语言的逻辑构架，基
因结构与功能的关系，个体发育、生长、衰老和死亡机理，以及各种生命科
学问题提供共同的科学基础
人类基因组计划与曼哈顿原子弹计划和阿波罗登月计划并称为三大科学计划，是人类科学史上的又一个伟大工程，被誉为生命科学的“登月计划”
典例3 （2023·温州期中）从基因的角度解释生物的进化，下列叙述不正确的是
( )
D
A.变异使同种生物种群中存在多样的基因
B.遗传使基因可以相对稳定地通过生殖传递下去
C.控制适应性强的性状的基因在子代生物群体中会增多
D.亲代的基因在传给子代时不发生自然选择
[解析] 控制生物性状对环境的适应性较强的基因，在子代的生物群体中会越来越多，反之，则会越来越少，这说明亲代的基因在传递给子代的过程中也会发生自然选择。
知识点4 育种与优生
1.传统育种方法
人工选择 针对特定性状进行育种，使这些性状的表现逐渐强化，而人们不需要的性状则可能逐渐消失的过程
杂交育种 定义 培育某些新品种的主要途径。通过选用具有优良性状的品种、品系进行杂交，繁殖出符合要求的品种
杂交 育种 优势 杂交后代的生命力比双亲强。例如，杂交玉米大幅度提高了玉米产
量；驴和马交配得到骡，骡比驴和马更健壮有力。
拓展：袁隆平是我国水稻育种专家，
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
2.基因工程
概念 人们设想把一些优良的基因组合起来，从而改变生物的结构和功能，改造生
物品种或生产新的转基因产品，这种完全按照人的意愿重新组合基因的技术
叫做基因工程
意义 新兴的基因工程提供了一种更直接改造动物、植物遗传物质的技术，利用转
基因技术，可使动物、植物按照人类的要求定向产生新的性状
应用 生产药物：（1）如图所示，把人类胰岛素基因经过一定的途径转移到大肠
杆菌细胞内，大肠杆菌的细胞就具有了人类基因，由于细菌繁殖速度快，所
以能在短时间内合成大量的胰岛素。
（2）将基因转入动物体中，改造过的动物可以为人类生产一些重要的药
物，如目前已经成功地生产出血友病患者需要的凝血因子
改良品种：如把目的基因转入西红柿、小麦、大米、大豆等一些重要的作物
中，使作物具有抗寒、抗虫害、抗除草剂、耐盐、抗旱等能力
3.克隆技术
概念 指生物在繁殖过程中，不经过两性生殖细胞的结合，产生与原个体遗
传物质完全相同的新个体的现象
多莉诞生
方法 克隆植物的方法多种多样，如细胞培养、组织培养、器官培养等
意义 克隆技术很好地解决了选择育种无法控制所需要的基因一定会从亲代
传递给子代的问题
4.太空育种
概念 太空育种即航天育种，是将种子搭乘卫星或高空气球送到太空，利用太空特
殊的环境诱变作用，使种子产生变异，再返回地面培育作物新品种的育种新
技术。太空育种是培育植物优良新品种的重要途径
优点 太空育种具有有益变异多、高产、优质、抗病力强等特点
5.优生优育
（1）遗传病
概念 由于人体内 、基因或染色体发生变化而引起的疾病叫遗传病
举例 先天愚型（因细胞中第21号染色体多了一条而引发的）、白化病、先天
性聋哑、色盲等
（2）优生学
概念 优生学是指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
措施 ①禁止近亲婚配。近亲指血统关系比较近的亲戚，包括直系血亲和三代以内
的旁系血亲。直系血亲指相互之间有血缘关系的上下各代亲属。旁系血亲即
除直系血亲以外的、与自己同出一源的血亲
②婚前检测、遗传检测、孕检产检
典例4 下列生物的变异性状,不可遗传的是( )
D
A.经太空育种形成的太空椒的个大质优性状
B.经杂交产生的小麦高产抗倒伏性状
C.经人工选择繁育出的高产奶牛的高产性状
D.把大花生种子种在贫瘠的土壤中,结出的花生个小的性状
[解析] 只要是遗传物质改变引起的变异都属于可遗传的变异,选项A、B、C的育种方式都会引起遗传物质的改变,都属于可遗传的变异,而把大花生种子种在贫瘠的土壤中,结出的花生个小的性状是环境影响产生的变异,不可遗传。故D符合题意。
本节知识归纳

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