资源简介

义 务 教 育 教 科 书
(
八年级
下册
)生物学
目 录
第六单元 生命的延续和发展 1
第一章 生物的生殖 2
第一节 无性生殖 2
综合实践项目 植物的扞插或嫁接 8
第二节 有性生殖 10
综合实践项目 设计并制作装置，饲养一种动物 18
第二章 生物的遗传与变异 20
第一节 基因与生物性状的关系 20
第二节 基因在亲子代间的传递 26
第三节 基因的显性和隐性 31
第四节 人的性别决定 38
第五节 生物的变异 43
第三章 生物的进化 51
第一节 地球上生命的起源 51
第二节 生物进化的历程 57
第三节 生物进化的原因 63
第四节 人类的起源 71
第四章 生物多样性及其保护 77
第一节 进化与生物多样性 7
第二节 人与自然和谐共生 84
学习还将继续 96
(
1
)
去 岛
· 燕子是怎么繁殖下一代的
· 为什么你和父母长得既像又不像
● 生男生女是由什么决定的
· 地球上最早的生命来自哪里
· 多种多样的生物是怎么形成的
· 为什么要保护生物多样性 怎样保护呢
第六单元
生命的延续和发展
“梁上有双燕，翩翩雄与雌。衔泥两椽间， 一巢生四儿。 四儿日夜长，索食声孜孜。青虫不易捕，黄口无饱期。 ……须 臾十来往，犹恐巢中饥。”白居易的诗句描写了燕子“生儿育 女”的艰辛，反映了生物繁衍后代的本能。
生物代代繁衍，生生不息。从数十亿年前原始而简单的单 细胞生物，到如今绚烂多姿的生物界，生命绵延不绝，不断发 展。各种各样的生物，通过生殖和发育、遗传和变异，并且与 环境相互影响，谱写着生物进化的壮丽篇章。
3
● ●
● ●
●
一 起 去
探究鸟卵适于在陆地上发育的结构特征。
模拟有性生殖过程中染色体和基因的传递。
模拟人的性别决定，探究为什么生男生女的机会均等。 探究花生果实大小的变异。
模拟保护色的形成过程。
一起做项 目
以下实践项自供你选择。
● 体验扞插或嫁接植物的乐趣， 探究影响托插植物成活的因素。
● 尝试设计并制作装置，饲养一 种动物。
1
第一章
生物的生殖
1963年9月，第一只人工繁育的大熊猫在 北京动物园出生。但是，直到20世纪末，在大 熊猫人工繁育的过程中，仍存在发情难、配种 受孕难和育幼成活难等问题、为解决这“三难”, 我国科研人员进行了不懈探索。例如，通过加 强营养等方式，促进太熊猫发情；采用人工授 精作为辅助手段提高受孕率；通过精心护理来
人工繁育的大熊猫幼崽
提高幼崽成活率等。人工繁育的大熊猫，有的
已经成功放归大自然。“三难”问题的解决，再加上保护栖息地等措施，使大 熊猫的数量显著增长。大熊猫受威胁程度等级从“濒危”降为“易危”。不过， 大熊猫仍然是国家一级重点保护野生动物。
科研人员为什么要花这么大力气解决大熊猫的繁育难题呢
第一节 无性生殖
竹子开花较为少见，大 多数竹子开花后会死亡。在 大熊猫的栖息地，大片竹 子开花会影响大熊猫的生 存。很少开花的竹子如何 长成郁郁葱葱的竹林呢
2 第六单元生命的延续和发展
(
4
)
竹有很多地下茎(即竹鞭).地下茎分节，节上 的芽可以发育为竹笋，竹笋长成新竹。也就是说，竹 的地下茎可以直接长出新个体。
无性生殖的特点和意义
除了竹，还有很多生物能通过类似的方式繁衍后
代，我们可以通过下面的活动进 一 步了解。
通过本节学习，你将知道：
◎无性生殖有哪些特点
◎无性生殖对生命的延 续和发展有什么意义
◎无性生殖在生产实践 中有哪些应用
观察 ·思考 几种生物的生殖方式
剪下的椒草叶在叶柄下端能长出根和芽，从
而长成新植株。草履虫可以“一 分 为 二 ，分 裂后产生两个新个体。在环境适宜时，水
螅能通过出芽的方式产生新个休 。
草履虫分裂
(放大200信)
椒草的叶长出根和芽
讨论
①除了椒草，还有哪些植物能通过叶来繁 殖 哪些植物能通过根或茎来繁殖
② 以 上 几 种 生 物 的 生 殖 方 式 有 什 么 共 性 水螅出芽(放大10倍)
第一章 生物的生殖 3
图6-1 竹林中的竹笋
古话今议
清代的《花镜》中 记载："每欲扞插，必 遇天阴方可动手；如遇 连雨，则有十分生机， 无雨减半；梅雨时尽可 扞，晴亦不宜。”说说 你对这段话的理解。
草履虫和细菌可以通过分裂进行生殖；水螅和酵 母菌可以通过出芽进行生殖；椒草、竹、马铃薯等很 多植物可以通过营养器官进行生殖。像这样，不经过 两性生殖细胞的结合，由母体直接产生新个体的生殖 方式，称为无性生殖 (asexual reproduction)。
通过无性生殖产生的后代，继承了母体的遗传物 质。因此，无性生殖的后代，只具有母体的遗传特 性 。在自然界， 一些生物可以通过无性生殖迅速繁殖 大量后代，在生存斗争中，它们就能够快速占领环 境，这有利于物种的生存和发展。例如，竹的地下茎 向四周伸展，雨后春笋迅速生长(图6 - 1),蔚然成 林。又如，单细胞生物的分裂生殖具有巨大的繁殖潜 能，在环境适宜时可以迅速增加数量。
无性生殖的应用
在生产实践中，人们经常利用无性生殖来培养微 生物菌种、栽培农作物等，以迅速扩大优良品种的数 量，并保持遗传特性的一致性。例如，在细菌培养中， 一个细菌可以形成一个菌落，每个菌落中的细菌所含 的遗传物质都相同，这样的细菌经扩大培养后就可用 于发酵。在利用无性生殖繁殖植物时，常见的方式有 扞插、嫁接和组织培养等。
剪取一段枝条，把枝条下部插入湿润的土壤或水 中，这就属于扦插(图6- 2)。在适宜的温度下，不 久，枝条下部便长出根，上部发芽。最后，枝条会长 成一个新个体。在生产实践中，人们常用扦插枝条的 方法来繁育月季花(俗称月季)、番薯、葡萄、菊花 等植物。扞插植物时，除要考虑光、水、温度等环境 因素外，还要考虑用作扦插的植物材料自身的条件。
4 第六单元生命的延续和发展
插条下切口 插条上切口 插条 插条生根 移栽
图6-2 扦插示意图(以薄荷为例)
嫁接是指把一个植物体的枝或芽(接穗),接在 另一个植物体(砧木)上(图6-3),使结合在一起 的两部分长成一个完整的植物体。嫁接时，应当使接 穗与砧木的形成层(分生组织)紧密结合，以确保接 穗 成 活 。
柿、苹果、梨、桃等很多果树都可以利用嫁接来 繁育优良品种，这既能保持果树的优良特性，又能使
小资料
形成层是分生组 织，能够不断分裂产生 新细胞。多年生双子叶 植物的茎能够逐年长粗， 就是形成层细胞分裂和 分化的结果。
芽接
图6-3 嫁接示意图
第一章 生物的生殖
5
(
7
)
柿子
黑枣
(
—接穗(柿)
嫁接痕迹
砧木(黑枣：
)植株提早开花结果，例如， 柿常以君迁子(俗称黑枣) 作为砧木来嫁接繁育(图 6-4)。柿有性生殖的播种 苗通常需要6～8年才能 开花结果，而嫁接苗只需 3～4年就可以开花结果， 并能基本保持原来的特性。
(
图6-
4
黑枣与柿嫁
接
)利用植物组织培养技 术，可以在无菌条件下，将 植物的茎尖、叶片、茎段等，
在人工配制的培养基上培养，并诱导它们发育成“试 管苗”,进而得到完整的植株(图6 - 5)。这样，只需 用少量的植物材料，就可以在短期内获得大量的“试 管苗”,达到快速繁殖植物的目的。
获取草莓部分组织 分化成丛芽 移栽后结果
图6-5 植物组织培养过程示意图(以草莓为例)
6 第六单元生命的延续和发展
8
练习与应用
一 、概念检测
1. 根据无性生殖的概念和特点，判断下列说法是否正确。
(1)草履虫进行分裂生殖，细胞一分为二，子代草履虫所含的遗传物质是 母体的一半。 ( )
(2)在种植菊花和芦荟时， 一株植株常常会变成一丛，这时可以把它们分 成很多株。这种繁殖方式属于无性生殖。 ( )
2. 将砧木与接穗的形成层紧密结合有利于嫁接植物成活，关键原因是( )
A. 保持接穗与砧木一样粗
B. 使根吸收的水运送到茎和叶
C. 使叶通过光合作用制造的养料运送到根
D. 确保两部分形成层细胞分裂出的新细胞愈合在一起
3. “有意栽花花不发，无心插柳柳成荫。”关于柳树的繁殖，下列说法合理 的是 ( )
A. 柳树是不开花的被子植物
B. 利用无性生殖可以繁殖柳树
C. 柳树只能通过无性生殖繁衍后代
D. 扞插柳枝繁殖柳树不受环境条件的影响
二 、拓展应用
“I. 被子植物的无性生殖在农业生 产上有着广泛应用。除了教材中讲到的，
你还能举出其他实例吗
2. 月季常常会长成一丛，在花卉市 场或公园中还可能见到树状的月季。“月 季树”是怎么形成的呢 请说说你的看
(
月
季
“月季树”
)法，并查阅资料进一步了解。
第一章 生物的生殖 7
G 综合实践项目 植物的扞插或嫁接
背景资料
扞插或嫁接的植物在生活中很常见，你尝试过扞插或嫁接吗 扞插 或嫁接是否成功，既受到多种环境因素的影响，又与扞插枝条或接穗、 砧木自身的生长情况有关。在生产实践中，人们一直致力于提高扞插或 嫁接植物的成活率。
确定任务
以下任务可供选择：探究某种因素对扞插植物成活的影响；尝试嫁 接植物，体验操作要点。在老师的指导下，小组讨论确定任务。
制订方案
提示
①如果探究某种因素对扞插植物成活的影响，那么这种影响因素 既可以是植物自身，也可以是温度、水、光等环境因素。
根据实际条件，选择扞插的植物。可以从月季、薄荷、椒草、菊花 等植物中选择。查阅资料或请教老师，了解应怎样选取插条及修剪插 条，并进一步了解扞插植物所需的环境条件等。除了枝条，有的植物还 能用叶或根等部位进行扞插。
②如果尝试嫁接植物，则需要了解如何选择合适的接穗和砧木， 以及嫁接的操作要点、嫁接后应提供的条件等。
以下案例供参考。
参考案例 使用工具或拿取有
①探究月季不同部位对扞插月季成活的影响 在相同的环境条件下，分别用月季的枝条
刺植物时要注意安全。 剪切植物材料前，应先 对工具进行消毒。
和叶进行扞插，比较不同部位对扞插月季成活
的影响。以枝插为例，具体操作如下，选取当年生、健壮无病虫害、芽 饱满的枝条，剪成约10厘米长的茎段。茎段要有节，保留少量叶。茎 段下方的切口是斜向的，茎段上方的切口则是水平的。待月季长出新根
8 第六单元 生命的延续和发展
和新叶后即可移栽。
②用仙人掌作为砧木嫁接蟹爪兰
先在仙人掌的适当位置横切一刀，再在切口上切一个1~2厘米深 的纵切口；将作为接穗的蟹爪兰扁平茎的下端两面削成楔形斜面，插 ).砧木的纵切口之中；最后，用牙签横穿相接处，将接穗与砧木固定(下 图)。等蟹爪兰长出新芽，就表明它已经成活了。
砧木与接穗 横切后砧木的纵切 砧木与接穗的对接 砧木与接穗的固定
实施方案
以小组为单位，按步骤实施制订的方案， 完成操作后，要悉心照料植物。应以多种形 式记录项目实施情况，如利用拍照、延时摄 影或画图等方式记录植物的生长情况，还可 以测量植株的高度，并设计表格进行记录。
展示交流
(
蟹爪兰开花
)撰写项目报告并向全班展示汇报，小组间 互相评价，重点关注以下问题。
①扞插或嫁接植物的成活率如何
②在具体操作和环境条件控制上做得如何
③在实施方案的过程中，遇到问题是如何解决的 是否对方案进行过 优化
综合实践项目 9
第二节 有性生殖
独花兰是我国特有的珍稀濒危植物。它们要靠昆虫传 粉才能结出果实。现在人们已经能用组织培养的方法来繁 殖独花兰。但是，研究人员仍在大力呼吁保护它们的生存 环境.并通过人工授粉来帮助它们繁殖。这是为什么呢
独花兰
通过本节学习，你将知道： O 有性生殖有哪些特点 ( 动物的受精卵是怎样 发育为幼体的
◎有性生殖对生物的生 存和发展有什么意义
“梨花结成实.燕卵化为雏。”梨的花结出果实， 燕子产的卵孵化为雏鸟，这样的生殖方式与无性生殖 有什么不同呢
植物的有性生殖
请你回忆被子植物开花结果的过程，并填写下图 (图6-6),想一想被子植物是怎样生殖的。
(
新
一
代
植
株
种
子
的
胚
受精卵
内
含
胚珠
内
含
柱
头
花
柱
花
萼\
花
瓣
等
花
蕊
成熟的值株
花
粉
内
含
内含
花丝
花
)
图6-6 花的结构与有性生殖图解(以桃花为例)
10 第六单元 生命的延续和发展
(
12
)
梨、向日葵、玉米、水稻等和桃一样，它们通过 开花、传粉、受精并结出果实，由果实中的种子来繁 殖后代。种子中的胚，是由两性生殖细胞结合形成的 受精卵发育而来的。像这样，由两性生殖细胞结合形 成受精卵；再由受精卵发育成新个体的生殖方式，属 于有性生殖(sexual reproduction)。有性生殖的后代 继承了双亲的遗传物质，具有双亲的遗传特性。
许多植物同草莓与
竹一样，既能进行 无性生殖，又能进行 ·有 性生殖。这种特性有什 么意义
动物的有性生殖
春末夏初，人们在野外会经常听到“咕呱、咕呱” 的蛙鸣，有时还会看到青蛙的“抱对”行为。青蛙的 这些行为与生殖有关，它们和自然界中绝大多数动物 一样，是通过有性生殖繁衍后代的。
青蛙的生殖和发育过程都离不开水环境。青蛙抱 对时，雄蛙和雌蛙分别将精子和卵细胞排到水中，精 子和卵细胞在水中结合形成受精卵，受精卵将发育成 新个体(图6-7)。
动物进行有性生殖，还有哪些不同的方式呢
图6-7 青虹的生殖和发
分析 ·讨论 几种动物的有性生殖
①水螅在食物较少、水温较低时，能产 生精子和卵细胞，精子和卵细胞在水中结合 形成受精卵，受精卵将发育成新个体。
②蝗虫在交尾时，雄蝗虫将精子排入雌 蝗虫体内，精子与雌蝗虫体内的卵细胞结合 形成受精卵，多个受精卵黏合在一起，形成 卵块排出体外。
③斗鱼是我国常见的淡水鱼。在生殖 时，雄鱼会在选定的水生植物旁“制作”简 陋的卵床。随后，雌鱼产卵，雄鱼同时排出 精子。受精卵形成后，雄鱼会留下来保护这 些受精卵。
④黑翅长脚鹬 (yù) 栖息于热带至温带 的浅水湿地， 一般在交配后开始筑巢，每窝 产卵4～5枚。雌雄鸟共同孵卵。
蝗虫产卵
雄性斗鱼保护受精卵
黑翅长脚鹬交配(左)与孵卵(右)
讨论
①上述动物在进行有性生殖时，在体外完成受精的动物有哪些 在体内完成受精的又有哪些
②对于陆生动物来说，体内受精有什么意义 进行体外受精的动 物，产生的精子和卵细胞数量较多，这对它们的繁衍有什么意义
12 第六单元生命的延续和发展
有些动物既能进行无性生殖，又能进行有性生 殖，如水螅。进行有性生殖的动物，有的是体外受精， 有的是体内受精。水螅、斗鱼、青蛙等是在水中完 成受精的，这种受精方式称为体外受精。刺胞动物、 软体动物，以及大多数鱼类和两栖动物，都进行体 外 受 精 。
像蝗虫和黑翅长脚鹬这样，它们的精子和卵细胞 住雌性体内完成受精，这种受精方式称为体内受精。 陆生动物如昆虫、爬行动物、鸟类和哺乳动物多进行 体内受精。体内受精增加了精子和卵细胞结合的机 会，也能使精子和卵细胞免受空气干燥的危害，因此 使动物的生殖摆脱了对水环境的依赖
受精卵发育为幼体的方式
植物开花、传粉、受精、结出果实和种子，均在 亲代植株上进行。种子中有由受精卵发育而来的胚， 以及供应胚发育的营养物质。胚是新植物的幼体，可 以发育成幼苗。那么,动物有性生殖形成的受精卵又 是怎样发育的呢
鱼类以及青蛙、蟾蜍、大鲵等两栖动物，它们的 受精卵必须在水中发育。鱼终生生活在水中；大多数 两栖动物的幼体在水中生活，经过变态发育，成体可 在陆地上生活。龟、蛇等爬行动物，以及鸟类，它们 的受精卵一般在陆地上发育成幼体。图6-8所示的是 一只雏鸟正在破壳而出。
小资料
某些动物在由受精 卵发育成新个体的过程 中，幼体与成体的形态 结构和生活习性差异很 大，这种发育过程称为 变态发育。
图6-8 雏鸟破壳而出
第一章 生物的生殖 13
15
实验 · 探究 鸟卵适于在陆地上发育的结构特征
地球上生活着多种多样的鸟，它们一般都进行体内受精，通过产卵 来繁殖后代。各种鸟卵的基本结构是相似的。让我们通过解剖并观察鸡 卵，认识鸟卵适于在陆地上发育的结构特征。
实验目的
1解剖并观察鸡卵的结构。
②探究鸟卵适于在陆地上发育的结构特征。 材料用具
新鲜鸡卵、放大镜、剪刀、镊子、烧杯(或培养皿)。
方法步骤 除去部分卵壳
①取一枚鸡卵，观察外形，并用放大镜观察卵壳的表面是否光滑。
②将鸡卵的钝端轻轻敲出裂纹，用镊子将破裂的卵壳连同外壳膜 除去，看卵壳下面是否有一个小空腔。
③用剪刀将小空腔下面的内壳膜剪破，使壳膜内的卵白和卵黄流 到一个烧杯(或培养皿)内。对照下面鸡卵的结构示意图，观察卵的结 构，注意观察卵黄上有没有一个盘状的小白点。
卵壳
卵壳膜 系带 卵黄
胚盘 气室 卵黄膜 卵白
鸡卵的结构示意图
讨论
①请推测卵壳、卵壳膜、卵白和卵黄各有什么功能。
②受精卵的哪一部分将来可以发育成雏鸡
③试着总结鸟卵适于在陆地上发育的结构特征。
14 第六单元 生命的延续和发展
鸡卵从外到内有卵壳、卵壳膜、卵白、卵黄等结 构。卵黄(俗称蛋黄)是鸡卵的主要营养部分，外面 包裹着卵黄膜。卵黄表面中央有一盘状的小白点，称 为胚盘，里面含有细胞核。卵黄外面的卵白(俗称蛋 清)也含有营养物质。卵壳和卵壳膜起保护作用。卵 壳上还有许多肉眼看不见的气孔，以保证胚胎发育时 能进行气体交换。其他鸟卵虽然大小各异，外表也差 异较大(图6-9),但基本结构与鸡卵的一样。爬行 动物的卵也与鸟卵相似(图6-10)。
试一试
指估算， 一个鸡卵 的卵壳上约有7000个气 孔。请你设计一个简单 的实验，来证明卵壳上 有许多气孔。
象鸟卵 鸵鸟卵 鹂鹊卵 鸡卵 知更鸟卵 鹤鹑卵 蜂鸟卵
图6-9 鸡卵与其他几种鸟卵
.鸡叩的卵白中含有
溶菌醇，这对于鸡 卵维持较长时间的生命 力有什么意义
图6-10 海龟的卵(左)和蛇的卵(右)
总之，鸟类和爬行动物的卵，既可储存丰富的营 养物质以满足胚胎发育的需要，又有卵壳、卵壳膜的 保护来减少水分的丢失。这些都有利于它们在陆地上 繁 殖 后 代 。
同鸟类一样，哺乳动物也是体内受精的，即睾丸 和卵巢分别产生精子和卵细胞，卵细胞通过体内受精
第一章 生物的生殖 15
16 第六单元生命的延续和发展
图6-11 母兔与小兔
形成受精卵，受精卵发育成新个体。不同的是，鸟类 是卵生的，而哺乳动物是胎生的。哺乳动物的受精卵 受到母体的保护发育成胚胎，胚胎汲取母体的营养： 发育成胎儿后自母体娩出。这样可以明显提高后代的 成活率。
有性生殖的意义
有性生殖的后代继承了双亲的遗传物质，这会导 致亲代与子代之间、子代个体之间所表现出的部分特 征有明显的差异(图6-11)
与无性生殖相比，通过有性生殖产生的后代具有 更加丰富的多样性，这更有利于生物在复杂多变的环 境中生存和繁衍。就栽培植物和家养动物而言，通过 有性生殖产生的多种多样的个体，为人类培育所需要 的生物品种提供了丰富的原材料。例如，我国人民很
早就开始对野生鲫鱼进行选育，经过一代又一代的选 择，培育出许多色彩丰富、形态各异的金鱼品种(图 6-12)。
图6--12 不同品种的金鱼
生殖是生物的基本特征之一。地球上的生命史已 经有几十亿年，正是生殖让生命绵延不息，不断发展。
练习与应用
一、概念检测
1.与无性生殖相比，有性生殖的特点是 ( )
A. 有两性生殖细胞的结合
B. 后代只含有母体的遗传物质
C. 由母体的一部分直接产生新个体
D. 可以在短时间内迅速增加子代数量
2. 下列有关有性生殖意义的说法，正确的是 ( )
A. 能够明显提高后代的成活率
B. 有利于在生存斗争中快速占领环境
C. 有利于后代保持遗传特性的一致性
D. 有利于生物在复杂多变的环境中生存和繁衍
3. 与两栖动物相比，爬行动物更适于在陆地上生活。从生殖的角度看， 下列说法错误的是 ( )
A. 爬行动物进行体内受精
B. 爬行动物个体产卵数量多
C. 爬行动物的卵有透气的卵壳保护
D. 爬行动物的卵储存着丰富的营养物质
二、拓展应用
1. 民谚曰：“不打春日三月鸟。”你知道这是为什么
吗 1981年，国务院要求各省、自治区、直辖市根据当
地气候情况，将每年的4月至5月初的某一个星期确立为
“爱鸟周”。在“爱鸟周”期间，各地应开展各种宣传教
育和保护鸟类的活动，如举行学术报告会、放置人工巢
箱、发放和张贴爱鸟宣传画等、你知道为什么将“爱鸟 人工巢箱 周”定在这个时间段吗 放置人工巢箱的主要目的是什么
2. 一般来说，鸟类的繁殖行为包括求偶、交配、筑巢、产卵、孵卵和育 雏等。有没有哪种鸟是例外呢 上述所有的繁殖行为都有例外吗
第一章 生物的生殖 17
综合实践项目 设计并制作装置，饲养一种动物
背景资料
动物的驯化和饲养，是人类文明史的重要组成部分。早在3000年 前，我国人民就开始饲养家蚕、生产蚕丝，并用蚕丝织成美丽的丝绸、 悠悠文明史，漫漫丝绸路，以丝绸等贸易为纽带的丝绸之路连接了东西 方的文明。可见，小小的家蚕促进了中外文化的交流 现代生活中，人 们利用各种装置或设备，实现了很多动物的规模化养殖
确定任务
利用简单易得的材料，设计并制作装置，用它饲养一种动物，观察、 记录动物的生长过程。如果条件允许，还可以设计并制作孵化箱，孵化鸟 类或爬行动物，然后饲养它们。在老师的指导下，小组讨论确定任务。
制订方案
提示
①选择饲养对象
选择饲养的动物必须符合我国的相关法律法规，并且最好是容易获 得的。如果选择孵化某种鸟类或爬行动物，还要考虑孵化条件是否容易 达到。可供选择的动物有：家蚕，金鱼、淡水热带鱼等小型鱼类，鸡、
鸭、鹌鹑等鸟类，龟等爬行动物。
设计并制作装置
查阅资料，明确饲养这种动物所需
的食物和环境条件。制作前，先绘制设
计图，并列出要准备的材料用具。小组
间交流设计方案，相互评价并提出改进
建议。各小组优化设计方案后进行制作。 · 例如，饲养家蚕时，可利用旧纸盒等材
(
鱼缸的设计图
)料制作家蚕结茧的“隔间”。
如果设计孵化箱，要考虑选择合适的箱体材料，解决温度和湿度的
18 第六单元生命的延续和发展
(
20
)
家蚕在“隔间”中结茧
控制、内部空间的大小、是否要自动翻卵等 问题。感兴趣的同学，可以尝试通过编程并 结合传感器等配件，实现对孵化箱温度和湿 度的自动控制。
使用电器时，要注 意用电安全。触碰卵和 小动物时，要佩戴手套； 操作结束后，要及时洗手
实施方案
按制订的方案进行操作，操作过程中要注意分工合作、密切配合。 在饲养动物的过程中，小组要做好喂食、喂水、清理粪便的分工，确定 观察、测量、记录的方法和要点。注意观察小动物的取食、饮水等行为， 可以拍照、摄像，记录它们的生长过程及常见行为，
如果发现异常现象，要及时找出原因，必要时要修改完善原方案， 甚至重新设计方案并实施。
展示交流
整理装置的设计、制作过程，以及观察、记录资料等，以海报、幻 灯片或视频等方式，在本班或本年级进行展示交流，小组间互评。互评 时可关注：饲养的小动物生长发育是否良好，活动记录是否完整，制作 的装置是否经济实用，活动感悟是否真实可信，等等。
综合实践项目 19
(
21
)
科学家研究的黄瓜
第二章
生物的遗传与变异
清爽可口的黄瓜是人们常吃的蔬菜，而它们的叶片 却是苦的，这有利于抵御虫害。但是，有些品种的黄瓜 在干旱等不利条件下，结出的果实也会发苦。能不能使 它们叶苦而果不苦呢 中国农业科学院等单位的科学家
在这方面做了大量研究。他们将经过特殊处理的黄瓜种子种下去，待黄瓜成熟 后，亲自品尝叶片和果实苦不苦。每株黄瓜都由3人同时品尝，共品尝了6万株。 最终，他们找到了2株叶片和果实都不苦的植株、依靠这“吃苦”得来的材料， 运用先进的技术，科学家找到了分别控制叶片苦味和果实苦味的关键基因，并 成功培育出了美味且抗虫的黄瓜新品种。
苦味基因能直接尝出来吗 科学家为什么要研究基因
第一节 基因与生物性状的关系
黄瓜果实有的苦、有的不苦，用肉眼无法分 辨：但是，你很容易看出右图中两种黄瓜是不同 的，你判断的依据是什么
通过本节学习，你将知道：
◎什么是性状 什么是 相对性状
◎性状与基因之间是什 么关系
如果将同一株黄瓜的种子播种下去，每粒种子长 成的植株都一样吗 你有哪些特征像父亲 哪些特征 像母亲 为什么会与父母既像又不像呢 当你试着 回答这些问题时，就是在探究生物的遗传和变异现 象了。
20 第六单元生命的延续和发展
通俗地说，遗传 (heredity) 是指亲子代间的相 似性，变异(variation) 是指亲子代间及子代个体间 的差异。研究生物遗传和变异规律的学科就是遗传 学。人们对遗传和变异的认识，最初是从性状开始 的，后来随着科学的发展，才逐渐深入到基因水平。
生物的性状
观察 ·思考 生物的不同性状
观察下图中几种生物的性状
番茄果实的红色与黄色
黄刺玫花的单辩与重辩
家兔毛的黑色与白色
鸡的玫瑰冠与单冠
第二章 生物的遗传与变异 21
23
②小组成员间相互观察对方的下列性状。
单眼皮和双眼皮
大拇指能向背侧弯曲和大拇指不能向背侧弯曲
“V” 形发际线和平直发际线
讨论
①试着概括什么是生物的形状
②通过观察，结合自己的生活经验 性状有哪些不同的表现类型。
③性状都是肉眼可以观察到的吗
,举例说出一种生物的同一种
通过观察和讨论，我们知道，任何生物体都有许 许多多性状。有的是形态结构特征，有的是生理特性 (如黄瓜果实苦或不苦),有的是行为方式(如惯用 右手或左手等行为),等等。可见， 性状 (trait) 就 是生物体形态结构、生理和行为等特征的统称。一种 生物的同一种性状常常有不同的表现类型，如番茄果 实的红色、黄色，黄刺玫花的单瓣、重瓣，家兔毛的 黑色、白色，人的ABO 血型有A 型 、B 型 、AB 型和 O 型，等等 像这样，一种生物的同一种性状的不同 表现类型，叫作相对性状。
生物体所表现出来的各种性状是由什么控制的
22 第六单元生命的延续和发展
基因控制生物的性状
分析 ·讨论 转基因番茄的启示
番茄是一种喜温蔬菜，如果气温为0℃以下，番茄植株会冻伤甚 至 死 亡 然而，生活在寒带和寒温带的美洲拟蝶却能在寒冷的海水中生 存。研究发现，这是因为美洲拟蝶体内有抗冻蛋白。我国科学家将美洲 拟蝶的抗冻蛋白基因转入番茄，并将结出的种子种在东北地区的试验田 中 。 当时恰好遇到了少有的春季低温大气 ， 作为对照组的普通番茄幼苗 的生长几乎停滞，而转基因番茄幼苗却能够茁壮生长。又经过几年的努 力，科学家培育出了具有较强抗寒能力的番茄新品种。
(
获取抗冻蛋白基因并将其转入番茄
收获种子
普通番茄
番茄种子
美洲拟蝶
培育
)
抗寒转基因番茄
获取转基因番步过径示意图
讨论
①在上面的实例中，为了使番茄植株具有所需性状，科学家进行 了什么操作 结果怎么样
② 转 基 因 番 茄 的 获 得 ， 说 明 性 状 和 基 因 之 间 是 什 么 关 系
第二章 生物的遗传与变异 23
(
25
)
图6-13 萝卜
把一种生物的某个基因，利用生物技术转 入另一种生物的细胞中，培育出的转基因生物 就有可能表现出转入基因所控制的性状。如上 述转基因番茄的研究所示，抗冻蛋白基因可以 控制番茄抗寒的性状。可见，生物的性状是受 基因控制的。
性状受基因控制，也受环境的影响。例 如，大家熟悉的萝卜，地下部分和地上部分的 颜色是有差异的(图6- 13),类似的例子还有 很多。例如，人的身高，既受基因控制，也受 后天营养、体育锻炼等方面的影响。又如，在 农作物栽培实践中，可以通过改良土壤、合理 施肥、加强管理等(图6- 14),提高收成。可 见 、生物体的性状是由基因组成和环境共同决 定 的。你还能举出其他例子吗
用无人机施肥 用农机除草松土
图6-14 合理施肥与除草松土
24 第六单元生命的延续和发展
26
练习与应用
一 、概念检测
1. 我国在棉花育种方面走在世界前列，不仅培育出棉纤维长度超过60毫 米的优质长绒棉，还利用转基因技术将抗虫蛋白基因转入普通棉花，培育出抗 虫棉。判断下列说法是否正确。
(1)棉花纤维的长度不属于一种性状。 ( )
(2)棉花的高产和抗虫是一对相对性状。 ( )
(3)抗虫棉能表现出抗虫性状是因为具有抗虫蛋白基因。 ( )
(4)上述转基因抗虫棉的实例可作为基因控制性状的证据。 ( )
2. 下列关于生物性状的表述，错误的是 ( )
A. 每个生物体都会有许多的性状
B. 不同的生物之间可能有相似的性状
C. 生物的性状都是肉眼可以观察到的特征
D. 通过某些性状，人们可以区分不同的生物
3. 下列各组性状，属于相对性状的是 ( )
A. 人的身高和体重
B. 人类的A型血和B 型血
C. 绵羊的卷毛和山羊的直毛
D. 柳树叶片的大小和杨树叶片的大小
二 、拓展应用
甘蓝(俗称圆白菜),其叶球大小是一种 性状。同一品种的甘蓝，在北京栽培，长成的 叶球质量为1～3千克；引种到西藏 ·后，叶球 的质量普遍增加，最大的可达6.5千克。这是 为什么呢 请你作出假设，并设计一个实验方
案进行验证。 甘蓝
第二章 生物的遗传与变异 25
27
第二节 基因在亲子代间的传递
右图是大量精子游向卵细胞的示意图。正 常情况下： 一个卵细胞只能与一个精子结合。 精子和卵细胞的结合给后代带去了什么
· 通过本节学习，你将知道： ◎;基因、DNA和染色 体之间的关系是怎样的
◎亲代的基因是怎样传 递给子代的
基因控制生物体的性状，性状的遗传实质上是 亲代通过生殖过程把基因传递给子代。在有性生殖 过程中，精子和卵细胞就是基因在亲子代间传递的 “ 桥 梁 ” 。
基因、DNA 和染色体
你是否想过，在培育转基因番茄的过程中，转入 的基因是从哪里来的 其实，转入的基因是从DNA (脱氧核糖核酸)分子上“剪切”下来的。迄今为止， 人们发现除部分病毒外，其他生物都是以DNA 为遗 传物质的，因此，DNA 是主要的遗传物质。
在细胞中，基因位于遗传物质——DNA 分子上。 DNA 分子主要存在于细胞核中，是长长的链状结构， 它上面分布着许多有遗传功能的片段，不同的片段含 有不同的遗传信息，控制着生物的性状。例如，有的 片段决定你是什么血型、有的片段决定你的眼睑是单 眼皮的还是双眼皮的，有的片段决定虹膜是黑色的还 是褐色的，等等。这些片段就是基因。所以说，基 因 (gene) 是有遗传效应的DNA 片段。
细胞核中的DNA 也不是独立存在的，而是与一
26 第六单元 生命的延续和发展
些蛋白质结合在一起，形成染色体。 一条染色体含有 一 个DNA 分子和许多球状的蛋白质分子。
关于染色体、DNA和基因之间的关系，我们可 以通过下面的观察和思考活动进一步了解。
观察 ·思考 染色体、DNA 和基因的关系
基 因
②下面是整理后的正常女性体细胞内染色体排序图。
讨论
①请你依据上面的示意图，概括 染色体、 DNA 和基因三者之间的关系。
(
。
A
2
4
g
) (
△
)②数 一数人的体细胞内有多少条 染色体、为什么这些染色体是成双成 对的
(
B
8
尽
)③每条染色体上都有染成不同颜 色的区域，每个区域都是一个基因吗 说说你作出判断的理由。
第二章 生物的遗传与变异 27
小资料
先假设某个说法 是正确的，再依据这个 说法进行推理得到合乎 逻辑的推论。如果这个 推论与事实不相符，就 可以判断这个说法不成 立，即这个说浍是 误。 这是一种常用的推理方 法— 归惨法。
一般情况下，在生物的体细胞(除生殖细胞外的 细胞)中，染色体是成对存在的，基因也是成对存在 的，分别位于成对的染色体上。例如，人的体细胞巾 有23对染色体，含有46个DNA 分子，有2万多对基 因，决定着人体可遗传的性状。
基因的传递
如果精子和卵细胞也像体细胞那样、都具有成对 的染色体，那么,当精子和卵细胞结合为受精卵时， 染色体数目就会翻倍。发育成的子代新个体所有细胞 的染色体数目都会成倍增加， DNA 和基因也会成倍 增加。然而事实并非如此。以人为例，虽然代代相 传，但是正常人的体细胞中都只有23对染色体，基 因数目也不变
这是为什么呢 1883年，科学家在对体细胞里 只有两对染色体的马蛔虫进行研究时发现，马蛔虫的 精子和卵细胞都只有两条染色体(由每对中的一条 组成),而受精卵则又恢复成两对染色体。那么.是 不是所有进行有性生殖的生物都是这样呢 1890— 1891年，科学家通过对多种生物的观察研究，证实 了在形成生殖细胞的细胞分裂过程中，染色体数目都 会减少一半。例如，在形成精子时，每对染色体中各 有一条进入同一个精子，因此，精子的染色体数目是 体细胞的一半 。
在有性生殖过程中，基因是如何随染色体由亲代 传给子代的呢 为什么同一双亲生出的后代会有不 同 现 在 让 我 们 通 过 一 个 模 拟 活 动 来 探 讨 。
28 第六单元生命的延续和发展
实验 · 探究 模拟有性生殖过程中染色体和基因的传递
实验目的
通过模拟有性生殖过程中染色体和基因的传递，理解基因是随染色 体由亲代传给子代的，并从基因的角度解释同一双亲生出的后代会育不同。
材料用具
纸、剪刀、彩笔。
方法步骤
①2～4人一组，合作探究。
②每组用纸和剪刀制作3个大圆盘(模拟 双亲的体细胞和受精卵)以及2个小圆盘(模 拟精子和卵细胞),再准备两对纸条并用彩笔 涂上两种颜色(模拟双亲体细胞中的染色体)。
③在每个纸条(染色体)上标注3个基因， 如abd 或Abd 等(右图)。
④每次随机从父方、母方的“染色体”中 各拿出1条，模拟有性生殖过程中染色体和基因 的传递，记录结果后放回原处。每组共做4次。
结果
一组同学准备的材料
将标注及模拟的基因组成记录在下面。
父方体细胞 母方体细胞
第1次模拟 第2次模拟 第3次模拟 第4次模拟
精子
卵细胞
受精卵
讨论
①根据模拟结果，你们小组发现了什么
②各小组进行交流，大家的发现一致吗
③为什么同一双亲生出的后代会有不同
第二章 生物的遗传与变异 29
由此，我们认识到，在有性生殖过程中，亲代可 以产生基因组成不同的生殖细胞。经过受精作用形成 的受精卵，以及由这些受精卵发育成的新个体也会多 种多样。这是有性生殖的后代发生变异的重要原因，
练习与应用
一 、概念检测
1. 马的体细胞中有32对染色体。判断 下列说法是否正确。
(1)小马驹体细胞中的32对染色体，16 对来自父方，16对来自母方。 (
(2)小马驹体细胞核中成对的基因， 一 半来自父方，另一半来自母方。 ( )
(3)小马驹体细胞核中有64个DNA分子。 ( )
2. 下列关于染色体、DNA 和基因关系的叙述，错误的是 (
A. 每个DNA 分子上有很多个基因
B. 基因是有遗传效应的DNA 片段
C. 每条染色体上有很多个DNA 分子
D. 每条染色体上有很多个蛋白质分子
二 拓展应用
1. 玉米和水稻的体细胞中分别有20条和24条染色体，它们产生的精子和 卵细胞中分别有多少条染色体 这些染色体是成对存在的吗
2. 为什么有性生殖的后代个体之间性状差异很大 这与染色体和基因在 亲子代间的传递有关吗
30 第六单元生命的延续和发展
(
32
)
第三节 基因的显性和隐性
豌豆是自花传粉的植物，自 然状态下一般是纯种。开红花的豌 豆和开白花的豌豆杂交，产生的子 一 代(它们的直接后代)开红花， 这是为什么 把子一代的种子种下 去，再长成的植株有的开红花，有 的开白花，这又是为什么
黑兔和白兔的后代，毛是什么颜色 有耳垂的人 与无耳垂的人结婚，后代有没有耳垂
这类问题在遗传中很普遍。问题的解决不能仅靠 推测，科学家是怎样研究这类问题的呢
孟德尔的豌豆杂交实验
孟德尔 (G.Mendel, 图6- 15)生于奥地利一个 农民家庭，从小爱劳动，喜欢自然科学和数学。他做 过多种植物的杂交实验，尤其对豌豆的杂交实验做得 最多。他选用相对性状明显的纯种豌豆，如植株是高 茎的和矮茎的，种子是黄色的和绿色的，种皮是光滑 的和皱缩的，等等，进行人工控制的传粉杂交，研究 相对性状的遗传，发现了生物遗传的规律。
孟德尔在高茎豌豆和矮茎豌豆的杂交实验中看到 了什么呢 让我们通过下面的活动，重温他的实验， 并试着对实验结果作出解释。
通过本节学习，你将知道：
◎什么是显性性状和隐 性性状
◎什么是显性基因和隐 性基因
◎近亲结婚有什么危害
图6-15 孟德尔
第二章 生物的遗传与变异 31
分析 ·讨论 高茎豌豆和矮茎豌豆的杂交实验
分析下图所示的实验过程和结果。
将高茎豌豆与矮茎豌豆 进行杂交(将高茎豌豆 的花粉授给去掉雄蕊的 矮茎豌豆，或反之)。
得到子一代，子一 代都是高茎。然后， 子一代自交(自花 传粉)。
得到子二代，子二 代中大约3/4是高 茎，1/4是矮茎。
提示
性状是受基因控制的，为了方便表述和交流，在这个活动中，分别 用D和 d表示控制高茎和矮茎性状的基因。
讨论
①子一代中没有矮茎植株，是不是因为控制矮茎性状的基因没有 遗传下来 你判断的依据是什么
②依据上一节学习的染色体和基因在有性生殖过程中的传递特点， 分析上面的实验结果，并在下页表格的括号中填写相应的基因。
32 第六单元生命的延续和发展
34
亲代体细胞和 生殖细胞 子一代体细胞 子一代生殖细胞 子二代体细胞
基因 DD和D () ( )或( ) ( ) 或 ( ) 或 ( )
dd和( )
③当体细胞中控制一对相对性状的基因(如D 和d) 都存在时，生 物表现出的性状会是怎样的
孟德尔还做了黄色豌豆和绿色豌豆、圆粒豌豆和 皱粒豌豆等的杂交实验，都得到了与上述杂交实验类 似的结果。
怎样解释这些奇妙的现象呢 经过大量的统计分 析和深人的思考，孟德尔对实验现象作出了解释。若 用现在的语言可表述如下。
1. 相对性状有显性性状和隐性性状之分。具有 相对性状的两个纯种个体杂交时(如高茎豌豆与矮茎 豌豆杂交),子一代表现出的性状(如高茎),称为显 性性状；未表现出的性状(如矮茎),称为隐性性状。
2. 控制相对性状的基因有显性和隐性之分。控 制显性性状的基因称为显性基因，控制隐性性状的基 囚称为隐性基因。习惯上，用同一英文字母的大、小 写分别表示显性基因和隐性基因。
3. 体细胞中的基因是成对存在的、生殖细胞中 只有成对基因中的一个。例如，亲代纯种高茎豌豆的 体细胞中成对的基因为DD, 纯种矮茎豌豆的体细胞 中成对的基因为dd, 子一代体细胞中成对的基因分 别来自亲代双方，即Dd。
小资料
在这个例子中，体 细胞中基因为DD或dd 的个体称为纯合子，基 因为Dd 的个体称为杂 合 子 。
第二章 生物的遗传与变异 33
高茎 高茎
子一代 Dd X Dd
生殖细胞 D d D d
子二代 DD Dd Dd dd
高茎 高茎 高茎 矮茎
图6-16 子一代(Dd) 自交实验的分析图解
4. 子 一 代(Dd) 的生殖细胞， 有的含有D 基因，有的含有d 基因。 如果子一代自交，携带不同基因的雌 雄生殖细胞结合的机会相等，子二代 决定豌豆高茎、矮茎的基因组成会有 DD 、Dd 、dd 三种，表现出的性状有 高茎，也有矮茎(图6-16)。可见， 在子一代中，虽然隐性基因控制的性 状不能表现出来，但隐性基因还会遗 传 下 去 。
后来，大量的科学实验证明孟德 尔的解释是正确的。正是因为孟德尔
小资料
直系血亲是指有直 接血缆关系的血亲，即 生育自己与自己生育的 上下各代血亲。
旁系血亲是指直系 血亲以外的血亲，即非 直系血亲而在血缘上与 自己同出一源的亲属， 如兄弟姐妹、堂兄弟姐 妹、伯叔、姑母、舅父、 姨母等。
的杰出贡献，他被后人公认为“遗传学之父”。
基因的显性和隐性是普遍存在的。例如，大拇指 能向背侧弯曲(假设基因组成为AA) 和不能向背侧 弯曲(假设基因组成为aa) 的父母生出的后代，其 基因组成为Aa, 表现为大拇指能向背侧弯曲。那么, 他(或她)的细胞里含有的隐性基因a, 还可以传给 后代。如果夫妻双方的基因组成都是Aa, 其后代的 基因组成可能有哪几种情况 你能对此作出推测吗
禁止近亲结婚
《中华人民共和国民法典》规定：直系血亲或者 三代以内的旁系血亲禁止结婚。例如，堂兄妹(或堂 姐弟)、表兄妹(或表姐弟)等，就不能结婚。你知 道这是为什么吗
人类的遗传病多种多样，其中相当一部分是由致 病基因引起的。致病基因有显性的和隐性的。当致病 基因是隐性基因纯合时，个体表现为患病。但是，当
34 第六单元 生命的延续和发展
个体表现为无病却携带隐性致病基因时(即基因是杂 合的),很多在生育前是不清楚的。于是，生活中就会 出现一对肤色正常的夫妇，却生了一个患白化病(皮 肤、毛发缺少色素)的孩子； 一对色觉正常的夫妇， 却生了一个患红绿色盲(不能分辨红色和绿色)的孩 子……图6-17可用来检查一个人是否患有红绿色盲。
左图：色觉正常的人能 看到骆驼的图像，红绿 色盲患者不能看出。
右图：色觉正常的人能 看到“58”,红绿色盲 患者不能看出。
图6-17 红绿色盲检查图
什么样的婚配容易造成这样的结果呢 如果一个 家族中曾经出现过某种隐性遗传病患者，这个家族后 代携带该致病基因的概率就较大。如果血缘关系较近 的后代之问再婚配生育，产生隐性纯合子的概率将增 大，这种遗传病出现的概率就会增大。
已有研究表明，近亲结婚会增大后代遗传性耳聋 的患病概率，且血缘关系越近，后代患病概率越大。 据统计，先天性心脏病、无脑儿等遗传病.近亲结婚 后代发病率大约是非近亲结婚后代发病率的三倍，有 的遗传病，近亲结婚后代发病率是非近亲结婚后代发 病率的几十倍。此外，近亲结婚后代的早期死亡率和 畸形率也都高于非近亲结婚后代，近亲结婚的后代还 容易出现体质下降、体重减轻、发育不良等问题。
禁止近亲结婚，有益于优生优育、家庭幸福!
第二章 生物的遗传与变异 35
练习与应用
一 、概念检测
假设控制正常肤色和白化的基因分别是A 和a, 当A 基因存在时，相关细 胞能产生黑色素，肤色就表现正常。 a 基因是由A 基因突变而来的，会使相关 细胞不能产生黑色素。
1. 判断下列说法是否正确。
(1)A 基因和a基因在卵细胞中成对存在。 ( )
(2)a 基因来自A 基因，因此它们位于一对染色休上 ( )
(3)正常肤色与白化都能表现出来，因此它们都是显性性状。 ( )
(4)A 基因和a 基因都存在时肤色正常，因此A 基因对a 基因是显性。( )
2. 肤色正常的人的基因组成是 ,白化病患者的基因组成是 O
3. 如果一个家族中曾出现过白化病患者，近亲结婚生出白化病患者的概 率将增大。原因是，与非近亲结婚相比，近亲结婚的两人 ( )
A. 基因组成一定都是Aa
B. 基因组成是AA 的概率更大
C. 后代出现aa 的概率更大
D. 后代都是AA的概率更大
二、拓展应用
1. 你读过《红楼梦》这部小说吗 小说中的人物林黛玉是贾母的外孙女， 贾宝玉是贾母的孙子，他们的爱情悲剧让读者唏嘘不已。从科学的角度来看， 宝玉和黛玉结婚合适吗 为什么
2. 怎样对待有遗传缺陷的人 假设这样的人是你的亲友或邻居，详述你 应选择的态度和行为。
36 第六单元生命的延续和发展
科学 ·技术 ·社会 探索基因的奥秘
新型冠状病毒感染刚出现时，我国科学家仅用一天时间就完成了病 毒的基因组测序，并向全世界无偿分享成果，以最快的速度为病毒检 测.疫苗研制等作出了重要贡献。要知道，20世纪70年代，人类历史 上第一个完成基因组测序的生物也是一种病毒，但对这种病毒进行测序 却花费了两年时间。
1990年，人类基因组计划启动，全球6个国家参与，目的是测定人 类染色体DNA中的全部碱基序列，我国承担了其中1%的工作。2000年 6月26日，科学家宣布人类基因组草图绘制完成。2023年，科学家终 于获得了人类Y 染色体的完整序列，这意味着人类基因组最后一块“拼 图”得以补齐。这项宏伟工程虽然托资巨大，但科学家可以据此研究人 类疾病、开发药物，意义重大而深远。
我国从参与人类基因组计划的“1%”起步，研究力量不断壮大， 研究水平持续提高，先后完成了水稻、小麦、大熊猫、家猪、家鸡、家 蚕等多种生物的基因组测序，使我国的基因组研究跻身世界前列
利用丰富的基因组数据，科学家可以鉴定基因功能、培育优良农作 物品种、治疗人类疾病，等等。例如，我国科学家鉴定出永稻的抗冻基
因，筛选出抗小麦赤霉病 的基因，从而培育出更多 优良农作物品种。我国还 建立了国家基因组科学数
据 中 心 、 小 麦 基 因 与 基 因 组研究平台、水稻功能基 因组和育种信息数据库等。
请你思考，科学家为 什么要对生物的基因进行 测序
(
30
)GTCGGCTTCGrCGeCGGT' 298
287
1
AGCAGCTTCGGGGCTGTGCCCGG 408
419
DNA测序结果
第二章 生物的遗传与变异 37
第四节 人的性别决定
一位母亲生出的性别不同的 双胞胎称为“龙凤胎”(右图)。 为什么这对双胞胎的性别不同 呢 步女性别是由什么决定的
通过本节学习，你将知道：
◎人的性别是由什么决 定的
◎男女的染色体有什么 差别
O 为什么说生男生女的 机会是均等的
听说别人家添了小宝宝，人们经常会问：“是男 孩还是女孩 ”可见，新生儿的性别是人们普遍关注 的问题。那么,生男生女到底是由什么决定的
男女染色体的差别
人的染色体有23对，共46条。科学家在观察中 发现，男性体细胞中有一对染色体与别的染色体不 同，这对染色体彼此之间形态差别较大，而且与性别 有关，因而称为性染色体(sex chromosome)。男性 体细胞中的性染色体分别称为X染色体和Y 染色体； 而女性体细胞中与此对应的这对染色体形态是一样 的，都是X 染色体。除X 染色体和Y 染色体外，其余 的染色体在男女之间没有差别，称为常染色体。
你能在下页图中分辨出常染色体和性染色体吗 X染色体和Y染色体在形态上有什么不同
38 第六单元生命的延续和发展
观察 · 思考 男性和女性的染色体
(
食
首8
RA
1
2
3
4
5
昌
斧
K
&
X
员
欠
6
7
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10
消
白虎
11
12 3
14
15
花
&
站
X
R
16 17 18
19
20
AA
AA
义昌
21
22
)观察下列整理后的男女成对染色体排序图。
I 2 3 4 5 自 圆 易旨总 6 7 8 9 10 XA88 肉 自A白A 11 12 13 14 15 昌 x 昌 昌 尽 及 16 17 18 19 20 A人 △ A 食 日 21 22
讨论
①在上面两幅图中，哪一幅显示的是男性的染色体 哪一幅显示 的是女性的染色体 分别在这两幅图中圈出性染色体。
②想一想：在男性的精子和女性的卵细胞中，应该有几条性染色 体 以性染色体为判断依据，男性有几种精子 女性有几种卵细胞
生男生女的奥秘
在生殖过程中，成对的染色体会彼此分离，分 别进入不同的生殖细胞中。女性的性染色体组成为 XX, 只产生含有X染色体的卵细胞 男性的性染色 体组成为XY, 产生的精子从含有的性染色体来说有 两种，一种是含有X 染色体的，另一种是含有Y 染色 体的，它们在受精过程中与卵细胞结合的机会均等。
那么,生男生女的机会是不是均等呢
第二章生物的遗传与变异 39
实验 ·探究 模拟人的性别决定
实验目的
通过模拟精子与卵细胞的随机结合探 究人的性别决定，理解生男生女的机会是 均等的。
材料用具
黑、白围棋子，纸盒等。
方法步骤
①黑围棋子代表含有Y 染色体的精子， 一组同学准备的材料 白围棋子代表含有X 染色体的精子和卵细胞
②3人一组，先将10枚黑围棋子和10枚白围棋子放入一个纸盒中， 这20枚围棋子表示精子；再将10枚白围棋子放入另一个纸盒中，这10 枚围棋子表示卵细胞。
③将装有“精子”的纸盒摇匀后， 一位同学负责从装有“精子”的 纸盒中随机取一枚棋子，另一位同学负责从装有“卵细胞”的纸盒中取 一枚棋子，第三位同学负责记录两枚棋子代表的性染色体组成。每次取 完并记录后，再将棋子放回原纸盒。重复上述操作，共记录10次 …
④设计丧恪记录本小组的模拟结果。再汇总统计全班的结果；
讨论
①本小组模拟精子与卵细胞随机结合的结果是怎样的
②汇总全班数据的结果又是怎样的
③模拟探究的结果说明了什么问题
在正常情况下，如果母亲的卵细胞与父亲的含 有X 染色体的精子结合，受精卵的性染色体组成就是 XX, 那么,这个受精卵发育成的孩子就是女孩。如
40 第六单元生命的延续和发展
果母亲的卵细胞与父亲的含有Y染色体的精子结合， 受精卵的性染色体组成就是XY, 那么,这个受精卵 发育成的孩子就是男孩(图6-18)。可见，人的性别 是由性染色体的组成决定的。
母亲：XX 卵细胞：X 受精卵：XX 女孩
受精
父亲：XY
精子：X
精子：Y
图6-18 人的性别决定示意图
受精卵：XY
男孩
由于含有X染色体的精子与含有Y染色体的精了 数量相同，且它们与卵细胞结合的机会均等，因此， 生男生女是随机的，且机会均等。
性染色体上是否有与性别有关的基因呢
1990年，科学家通过研究发现，在Y 染色体上 只有一小段DNA 是决定雄性性别的，也就是一个基 因。研究进一步证明了这个基因决定睾丸的形成。后 来 ， 科 学 家 发 现Y 染 色 体 上 还 有 3 个 基 因 决 定 精 子 的 产生和成熟。
小资料
通常情况下，成年 女性每月排出一个卵细 胞，有时会同时排出两 个卵细胞。如果两个卵 细胞都受精，就会有两 个不同的受精卵，这样 发育成的双胞胎的性别 可能是不同的。
第二章 生物的遗传与变异 41
思维训练 分析和解释数据
我国第七次人口普查(2020年)得 到的我国人口性别构成情况如右侧图文 资料所示。请分析数据并思考以下问题。
男性人口
51.24%
女性人口
48.76%
这些数据与生男生女机会均等的 原理矛盾吗 为什么
②这次人口普查得出的结论之一 是：我国人口的性别结构得到改善。资 料中的哪些数据支持这一结论
①总人口性别比为105.07,与2010 年的105.20基本持平，略有降低。
②出生人口性别比为111.3,较2010 年下降6.8。
注：性别比是以女性人口为100,计 算男性与女性的比例。
练习与应用
一 、概念检测
1. 生男生女机会均等。判断下列说法是否正确。
(1)男女性别也属于人的性状，与遗传有关。 ( )
(2)生男生女是由卵细胞含有的性染色体决定的。 )
2. 某失妇已生育一女孩，再生一个孩子是男孩的概率是 ( ) A.100% B.75% C.50% D.25%
二、拓展应用
1. 有人认为：生男还是生女，责任全在女方。你认同这种说法吗 为什么
2. 在一个国家或地区的人口中，男女比例接近1:1;而在一个多子女家 庭中，男女比例与1:1差距很大的情形却很多 请你应用本节所学知识，对 此作出合理的解释。
3. 有些人为满足家庭想要男孩或女孩的愿望，请求医生为孕妇做胚胎性 别鉴定，以决定取舍。这种做法对吗 如果法律不禁止这样做，对人类社会将 会产生怎样的影响
42 第六单元生命的延续和发展
(
44
)
第五节 生物的变异
看看这幅猫妈妈与猫宝宝的合照，让人 不得不感叹猫妈妈遗传基因的“强大”。但 是，猫宝宝与猫妈妈之间，以及猫宝宝的不 同个体之间仍然存在些许差异。
猫的品种很多，外观和性情差异也很大。 你知道猫的不同品种是怎样形成的吗
自然界中不存在两个完全相同的生物个体，不同 种类的生物之间千差万别，同种生物的不同个体之间 也存在各种各样的差异(图6- 19),这都源于生物的 变异。
通过本节学习，你将知道：
◎什么是可遗传的变异 和不遗传的变异
◎引起生物变异的原因 有哪些
O 遗传育种的主耍方法
图6-19 不同品种的鸡(左)和菊花(右)
第二章 生物的遗传与变异 43
你肯定还能举出许多生物变异的例子。你对某一 性状的变异做过比较深入的探究吗
探究一种变异现象
实验 ·探究 花生果实大小的变异
康康邀请好朋友来家里玩，他拿出好吃的花生招待大家、花生有大 小两种。大家一边吃着，一边讨论了起来。
花生果实的大
小不同，是因 为品种不同。
大花生和小花生是就 它们果实大小的平均 值而吉的。
要是栽培条
件好，我想
小花生也会
(
长成大花生。
)怎样区分大花生 和小花生 大花 生里也有个儿小 的，小花生里也 有个儿大的呀!
其实，这确实是两个品种的花生。花生果实大小存在变异，建议用 取样、测量、整理数据、画曲线图等方法进行探究。
提出问题
你们小组的问题是
44 第六单元生命的延续和发展
作出假设
你们小组的假设是
制订计划并实施
提示
贝要做到随机取样。
四样品要有足够的数量，建议不要少于30枚。
因建议测量果实长轴的长度，长度以毫米计。
④用表格记录测量数据，并用曲线图或柱状图直观表现测量结果。 得出结论并交流
把本小组绘制的结果图贴在下方左侧，在右侧写上本小组的结论。
结论：
认具听取各小组代表的发言。
讨论
①用语言描述两个品种的花生果实在不同长度范围内的数量分布 状况，你能得出什么结论
②分别计算并比较两个品种的花生果实长度的平均值，你能得出什 么结论
③把大花生的种子种在贫瘠的土壤中，把小花生的种子种在肥沃的 土壤中，它们结出的果实会是怎样的 你作出推测的依据是什么
④从大花生中选择一粒饱满粒大的种子种下去，所收获的种子一定 都是大的吗 为什么
第二章 生物的遗传与变异 45
古话今议
我国古代农学家贾 思勰在《齐民要术》中 写道：“凡谷：成熟有 早晚，苗秆有高下，收 实有多少，质性有强弱， 米味有美恶，粒实有息 耗.”这里所说的“谷” 是什么农作物 这段话 描述了谷在哪些性状上 的差异
通过以上学习，你会认识到，生物性状的变异是 普遍存在的，引起变异的原因也是多种多样的。不同 品种之间、不同个体之间的差异，首先取决于遗传物 质的不同，其次与环境也有关系。 由遗传物质的变化 引起的变异是可遗传的变异。 单纯由环境引起的变 异，如果没有影响遗传物质， 一般就不会遗传给后代， 是不遗传的变异。对此，你还能举出一些实例吗
生物生存的环境是复杂多变的，有的变异有利于 生物适应变化的环境。正是因为有了可遗传的变异， 才会出现新的生物类型。
人类应用遗传和变异原理培育新品种
千百年来、人类不断探索利用生物的变异来培育 生物新品种的方法。世界上栽培植物和家养动物的优 良品种中，有许多都源自我国，如大豆和家猪的一些 品种等。我国杰出的育种学家袁隆平院士和他的杂交 水稻更是享誉世界。
下面列举一些育种实例，请你尝试说出其中蕴含
的科学道理。
分析 ·讨论 几个育种实例
①奶牛的产奶 量本身存在差异。 人们对产奶量不同 的奶牛进行多代选 择、繁育，获得了 高产奶牛新品种。
牛 8

已
选 择 、 繁育
2
8
C
选 择 、 繁育
带
高产奶牛
产奶量不同的奶牛
46 第六单元生命的延续和发展
②将低产抗倒伏小麦与高产易倒伏小麦杂交，选择培育出高产抗倒
伏 小 麦 。
③将普通甜椒的种子经卫星搭载送入太空，使种子的基因发生突 变，从中选择培育出品质、产量都明显提高的太空椒。
棉铃虫危害棉花，造成减产。科学家将苏云金杆菌抗虫蛋白基因 转入普通棉花，培育出能够抵抗棉铃虫的转基因抗虫棉。
低产抗倒伏小麦
杂交
高产易倒伏小麦
太空椒
高产抗倒伏小麦 普通棉花 转基因抗虫棉
讨论
①选择、繁育在培育高产奶牛新品种中起什么作用
②为什么通过杂交能培育出既高产又抗倒伏的小麦新品种
③太空椒与普通甜椒相比，性状发生变化的原因是什么
④同杂交育种相比，转基因抗虫棉的育种有哪些明显优势
⑤以上培育新品种的方法有哪些相同之处
第二章 生物的遗传与变异 47
(
49
)
(
茎
蓝
)甘蓝
(
紫
甘
蓝
)花椰菜
(
西蓝
花
)抱子甘蓝
图6-20 由野甘蓝选育而
来的部分蔬菜
在生产实践中，人们根据自身的需要，通过选育、 杂交、诱变、基因工程等方法获得生物新品种。
很多蔬菜、畜禽品种是经过选育而来的。例如， 野甘蓝经过长期的选育，形成了多种蔬菜(图6-20), 丰富了人们的餐桌。
利用杂交育种方法，人们培育了大量的农作物和 畜禽优良品种。我国现在广为栽培的水稻、小麦、油 菜等，大量饲养的奶牛、羊、鸡、鸭等，很多都是通 过杂交育种培育的。此外，许多花卉品种也是通过杂 交育种得到的。
利用基因工程技术，科研人员将特定基因转人某 种农作物的遗传物质中，或者将某种农作物的不良基 因去除，从而培育出具有特定性状的优良新品种，如 产量更高，抗旱、抗寒、抗虫或抗病的品种等。现在， 世界范围内栽培的转基因农作物有转基因抗虫棉、转 基因抗病毒番木瓜、转基因抗除草剂大豆等。
人类应用遗传和变异原理培育出新品种，极大地 促进了农业的发展。
航天育种(又称太空育种)是指 通过航天器等载体携带种子到太空， 利用太空中特殊的辐射、失重等环境 因素诱导种子产生变异，待种子返回 地球后，再经过精心选育，从而培育 出具有优良性状的植物新品种。航天 育种丕仅“飞天”难，“入地”也难。 上过太空的种子下地之后，要经过科 研人员专业的培育和艰辛的筛选，才 “飞天”种子“入地”后萌发 有可能成为优良新品种。
48 第六单元生命的延续和发展
练习与应用
一、概念检测
1. 遗传物质或环境发生改变，都可引起生物变异。判断下列说法是否 正确
(1)同卵双生兄弟，哥哥在地质考察队工作，皮肤黝黑；弟弟在工厂车间 工作，皮肤白净。他们的肤色都能够遗传给各自的后代。 ( )
(2) 一 对毛色正常的孟加拉虎生下了 一 只白色的幼虎，这一定是幼虎的基因发生突变 的结果。 ( )
(3)凡是由外界环境引起的变异邯是不
遗传的。 ( ) 孟加拉虎
2. 育种工作者使用射线处理农作物的种子，再从中选育出优质高产的新 品种。这种方法能够成功，是因为从根本上改变了农作物的 ( )
A. 形态特征 B. 生理特征 C. 遗传物质 D. 生活环境
3. 神舟飞船在进行太空之旅时，常会搭载一些种子。对于从太空返回的
种子，下列分析正确的是
A. 性状一定发生了变化
B. 产生的变异都是有利的
C. 遗传物质可能发生了变化
D. 发生的变化属于不遗传的变异
二、拓展应用
1. 用一种化学药剂处理甜菜(右图)的幼苗后， 幼苗细胞内的染色体数目加倍，长成的甜菜含糖量升高。 你认为这种变异能遗传吗 为什么
2. 人类已经进入了“基因时代”。你已经知道， 利用基因工程技术能够培育出高产、优质、抗病的新品 种。你能举出一两个实例吗 举例时请说明信息的来源。
( )
甜菜
第二章 生物的遗传与变异 49
(
51
)
科学家的故事 袁隆平与杂交水稻
袁隆平是中国工程院院士、“共和国勋章”获得者，是我国研究与 发展杂交水稻的开创者，也是世界上第一个成功利用水稻杂交优势的科 学家，被誉为“杂交水稻之父”。
1953年.袁隆平从西南农学院毕业了。20岁出头的他响应国家 “向科学技术进军”的号召，来到湖南省安江农校， 一边教学， 一边研 究，立志解决我国的粮食紧缺问题。当时，“水稻等自花传粉植物没有 杂交优势，不适宜进行杂交”的观点垄断着科学界。然而，袁隆平敢于 质疑，大胆创新，率先开创杂交水稻研究。经过多年的艰苦探索、不 断创新和不懈努力，他与助手们培育出多个高产优质的杂交水稻新品种。 在袁隆平的带领下，我国杂交水稻研究-一直处于世界领先水平。2018年， 在云南个旧超级杂交水稻示范基地，百亩当连片的杂交水稻平均亩产达 到1152.3千克，创造了世界水稻大面积种植单产的最高纪录。杂交水 稻的成功，对保障世界粮食安全作出了中国贡献。由于在水稻育种方面 的卓越贡献，袁隆平及其团队先后获得首届“国家特等发明奖”、首届 “国家最高科学技术奖”等多项国内奖项和“世界粮食奖”等十几项国 际大奖。
2021年5月22日，袁隆平在湖南长沙逝世，享年91岁。直到2021年 年初，他还坚持在水稻繁育基地开展科研工作。他
①1亩约为666.67平方米。
50 第六单元生命的延续和发展
第三章
生物的进化
1984年6月，我国古生物学家侯先光来到云 南省澄江县(今澄江市),寻找寒武纪早期的古生 物化石。他每天早出晚归，在采样点挥动着榔头， 劈开了不知多少块石头，却连续多日一无所获。 7月1日，他一大早就冒雨来到帽天山。就在这天 下午，他陆续发现几块新奇的化石，其中一块让 他惊喜万分。动物化石保存的一般是动物身体的
长尾纳罗虫化石
坚硬部分，而这块化石竟然完整地保存了动物的软躯体和附肢，看上去栩栩如 生。他当时初步判断这种动物是以前从未见过的种类。后来的研究确认，这种 动物是寒武纪早期的海洋节肢动物，被命名为长尾纳罗虫。这一发现揭开了澄 江生物群的神秘面纱，为研究生物的进化作出了重要贡献。
内陆高原的山上为什么会有海洋动物化石 研究化石有什么意义呢
第一节 地球上生命的起源
2013年，“嫦娥三号”探测器在月
球表面成功着陆并完成了系列任务 右图是由“嫦娥三号”着陆器拍 摄的“玉兔号”月球车的照片。
你认为月球上有生命存在吗 生 命的存在必须具备哪些条件
第三章 生物的进化 51
通过本节学习，你将知道：
◎生命是怎样起源的
◎关于生命起源的推测 有哪些依据
地球上最初的生命是什么样的呢 产生的过程和 条件又是怎样的 关于这些问题，我们不可能通过直 接观察来获得答案，也难以得到确凿的证据。但我们 知道，地球上生命的生存需要有机物和能量，还需要 其他一些条件。关于生命的起源可以通过有关研究进 行科学的推测。
科学方法 推测
推测是根据已知的事物，通过思维活动，对未知事物的真相提出一 定的看法。科学的推测需要一定的证据作为基础，凭空想象往往是站不 住脚的。例如，巴斯德 (L.Pasteur) 推测：使肉汤变质的细菌不是在肉 汤中自然发生的，而是来自空气中已有的细菌，他的推测因为有实验证 据的支持而被人们广为接受。科学的推测还需要严密的逻辑，也需要丰富 的联想和想象。
分析 ·讨论 原始地球上生命形成的推测
①地质学研究表明，地球
大约是在46亿年前形成的。那
时候地球表面的温度很高，环
境与现在的完全不同：天空中
或赤日炎炎，或电闪雷鸣；地
面上火山喷发，熔岩横流。从
火山中喷出的气体，如水蒸气、
氢气、氨、甲烷、二氧化碳、
硫化氢等，构成了原始的大气
层。原始大气中没有氧气。 原始地球表面想象图
52 第六单元生命的延续和发展
(
沸水
)②20世纪50年代，米勒 (S.Miller) 模拟了原始地球 的条件和大气成分，将甲烷、 氨、氢气、水蒸气等气体通 入一个密封的装置内，通过 进行火花放电(模拟闪电), 合成了多种氨基酸。此外， 还有一些科学家模拟原始地 球的大气成分，在实验室里 制成了另外一些有机物。
③陨石是人类比较容易 获得的、来自地球之外的岩 石样品，是珍贵的科学研究 资源。1969年，人们发现，
坠落在澳大利亚的陨石中含有多种氨基酸。
正电极 负电极
甲烷、氨、氢气、 水蒸气等气体
冷凝器 冷却水
取样活塞
——含有机物的溶液
米勒设计的实验装置示意图
陨石
地球上的顺石坑
讨论
①地球上原始大气的成分与现在的大气成分有什么明显的不同
②你认为原始地球上存在生命吗 请说出你的理由。
③根据米勒及其他科学家的实验结果，可以对生命的起源作出怎样 的推测
④陨石中含有构成生物体所需要的部分有机物，由此可以作出什么 推测
第三章 生物的进化 53
氮气 .
二氧化碳
氨
甲烷
氨基酸等有机物
科学家认为最早出
现在地球上的生物 很可能是厌氧生物，你认 为这种推测有依据吗
图6-21 原始地球想象图
科学实验表明，尽管原始地球上不存在生命，但 能产生构成生物体的有机物(图6-21)。科学家推 测，原始大气在高温、紫外线以及雷电等自然条件的 长期作用下，形成了许多简单的有机物。后来，地球 的温度逐渐降低，原始大气中的水蒸气凝结成雨降落 到地面上，这些有机物又随着雨水进入湖泊和河流， 最终汇集到原始海洋中。原始海洋就像一盆稀薄的热 汤，其中所含的有机物不断地相互作用，经过极其漫 长的岁月，在地球形成以后的10亿年左右，才逐渐 形成了原始的生命。也就是说、生命最有可能是在原 始海洋中形成的。
关于地球上生命起源的问题，目前大多数科学家 认同“海洋化学起源说”,但是也存在不同的看法。 一些科学家认为，从原始大气中的无机物到有机物、 从有机物再到原始生命出现的漫长过程，是在原始地 球上进行的、但是，从有机物到原始生命这一阶段是 怎样进行的，目前还只是一些推测，缺乏实验证据。 也有一些科学家根据对宇宙空间中物质的研究，认为
54 第六单元 生命的延续和发展
(
56
)
原始生命可能来自其他星球。总之，关于生命起源的 问题，科学家还在进行不懈的探索。
练习与应用
一 、概念检测
1. 通过有关研究，可以对原始地球的环境和生命起源进行科学的推测。 判断下列相关表述是否正确。
(1)原始大气中存在氧气和二氧化碳等气体。 ( )
(2)米勒的模拟实验展示了原始地球上是如何形成生命的。 ( )
2. 你认为在现在的环境条件下，地球上会不会再形成原始生命 为什么
二、拓展应用
1. 科学家将蛋白质、核酸、糖类和脂质等物质放在一定的溶液中，发现 这些物质能够自动浓缩聚集成一个个球状小滴。小滴周围有类似于膜那样的边 界，并能从外界吸收某些分子，发生特定的化学反应。反应产物也能从小滴中 释放出来。据此，你能对生命的起源作出怎样的推测
2..20世纪70年代，科学家在太平洋 底发现了深海热泉，热泉中存在大量的嗜 热生物，这些生物生活在高温(热泉喷口 附近的温度可超过300℃)、高压、缺氧、 偏酸和无光的环境中，且海水中存在大量 的硫化氢、甲烷、氢气和一氧化碳等物质。
(1)深海热泉中的生物是需氧的还是
厌氧的 深海热泉
(2)有人认为，深海热泉生物的发现可以作为研究生命起源的一个证据。 你是否认同这样的观点 请说明理归
3. 我国古代思想家老子说：“天下万物生于有，有生于无。”这与现代生 物学中关于生命起源的观点是不谋而合还是大相径庭 说说你的看法。
第三章 生物的进化 55
科学 · 技术 ·社会 探索地球外的生命
当你仰望苍穹，看到深邃的夜空繁星闪烁时，可曾想过：除了地球 上有人类，其他星球上是否也存在有智慧的生命体
目前科学研究表明，在地球的卫星——月球上是没有生命的、 火星 上是否有生命呢 从获得的资料来看，火星曾经的自然环境与地球的自 然环境有不少相似之处。2011年8月，科学家宣布，在火星上首次发现 有流动水的痕迹。2020年，阿联酋“希望号”、中国“天问一号”火星 探测器和美国“毅力号”火星车先后发射成功，它们完成了相关探测任 务，为解答火星是否存在或曾经存在生命等科学问题提供了更多依据。
在广袤的宇宙中，太阳系只是一个极小的系统。据天文学家估计， 在已知的宇宙中，恒星的总数至少有10 个。在银河系中，恒星也超过 10 个。据推算，仅银河系中可能就有20亿颗大小与地球类似的行星。 在这些行星中，如果有行星与所围绕的恒星有合适的距离，表面含有液 态水，那么它上面存在生命是有可 · 能的。
人们建立了巨型的射电天文望远镜，不间断地搜索太空，探测宇宙 中的信号。2016年9月25日，我国500米口径球面射电望远镜在贵州正 式落成启用。它被誉为“中国天眼”,是我国拥有自主知识产权、世界 最大单口径、最灵敏的射电望远镜。2021年，“中国天眼”向全球科学 界开放使用。截至2022年7月，科学家已通过“中国天眼”发现了660 余颗新脉冲星。“中国天眼”在探索宇宙的事业中大显身手、
人们为什么要探索地外生命 “中国天眼”还有哪些新发现 请查 阅资料进一步了解。
“中国天眼”
第二节 生物进化的历程
右图为郑氏始孔子鸟的复原图。这 种动物生活在约1.31亿年前。它的个 头与鸡相近，上下颌没有牙齿，翅膀 上还长着爪子。这种动物早就灭绝了， 科学家是用什么方法来研究它的
通过本节学习，你将知道： ◎为什么说化石是研究 生物进化的直接证据 ◎生物进化的大致历程 是怎样的 研究生物进化的直接证据——化石 郑氏始孔子鸟之所以在灭绝上亿年后，还能为人 所知，是因为在地层中留下了它们的化石。化石是指 通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物
或生活痕迹等。正是因为化石的存在，人们对生物进 化的研究才有了可靠的证据。
分析 ·讨论 几种化石及化石在地层中的分布
:三叶虫生活在5.6 亿～2.4亿年前，它们 种类繁多，有的长达70 厘米，有的只有2毫米。
②我国科学家在辽 宁西部发现了辽宁古果 化石。辽宁古果是一种 生活在约1.45亿年前的 原始被子植物。
三叶虫化石
辽宁古果化石
第三章 生物的进化 57
(
59
)
③胡氏耀龙化石是 我国科学家在内蒙古宁城 县发现的。胡氏耀龙有4 枚长长的带状尾羽，尾椎 极度退化，牙齿出现了分 化。尽管它看上去像鸟， 但科学家将它与恐龙、鸟 类的大量特征进行分析、 比较后，认定这种动物属 于 恐 龙 。
④不同的地层中埋 藏着不同类型的生物化 石。一般来说，在较古 老的地层中，埋藏的仅 是结构较简单的生物的 化石；在较晚近的地层 中，才会有结构更复杂 的生物的化石。
胡氏耀龙化石及复原图
不同地层中化石的示意图
讨论
①三叶虫化石在多地都有发现，这说明什么
②发现辽宁古果对研究植物的进化有什么意义
③发现胡氏耀龙对研究鸟类的起源有什么意义
④根据不同地层中埋藏的不同类型的生物化石，你能对生物进化的 历程作出怎样的推测
化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。利
用化石，可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及
58 第六单元生命的延续和发展
其形态、结构、行为等特征；可以比较不同时期生物 的形态、结构，以推断它们之间的亲缘关系，了解生 物进化的历程 。
大部分化石发现于沉积岩的地层中。研究发现， 地球上各种生物并非在同一时期出现，而是有早有 晚，其中有的种类一直延续至今，有的却灭绝了。各 类生物化石在地层中按照一定顺序出现的事实说明， 现代各种各样的生物是经过漫长的地质年代逐渐进化 来 的 。
小资料
通过比较不同生物 的DNA, 可以推野生 物之间的亲缘关系：进 而确定生物之间的进化 关系。
科学方法 比较
比较是一种科学分析事物的 基本思维方法，是人们.根据一 定的标准，把彼此有某种联系 的事物加以对比，从而找出内 在联系、共同规律和事物本质 的方法 。
在研究生物进化时常常用到 比较的方法。例如，比较马的前 肢、鹰的翼和蝙蝠的前肢骨骼， 可以发现这些动物的前肢或翼 有一些共同特征，这说明它们 可能是由共同祖先进化而来的 。
(
马的
前
肢
)前肢外形差别很大，但它们 骨的排列顺序是相似的。
生物进化的大致历程
地球上最早出现的生物是原核生物，后来才出现 了真核生物，现在形形色色的植物和动物都是真核生
第三章 生物的进化 59
(
61
)
物。图6-22是动植物进化的大致历程，你能根据已 有的知识补充其中的空缺吗
(
鸟类
爬行动物
两栖动物
蕨类植物
鱼类
环节动物
线虫动物
软体动物
棘皮动物
苔藓植物
扁形动物
刺胞动物
裸子植物
)
图6-22 动植物进化的大致历程示意图
一般来 说 ，生物进化的总体趋势，是由简单到复 杂、由水生到陆生。在漫长的进化过程中，既有新的生 物种类产生、也有一些生物种类灭绝。各种生物在进 化过程中形成了各自适应环境的形态结构和生活习性。
60 第六单元 生命的延续和发展
需要注意的是，关于生物进化的历程，目前还有 很多问题没有弄清楚，化石方面的证据也不是很全面。 不过，随着新的研究手段的应用和新证据的发现， 人们对生物进化过程的认识将越来越接近历史原貌。
想象空间
如果恐龙没有灭绝， 那么现在的生物剧会是 什么模样
思维训练 评价证据与假说
在一些有关生物进化的研究中，科学家往往根据一些已有的证据提 出某种假说，然后搜集证据进一步支持假说。找到的证据，有的支持假 说，有的却不支持假说。有关恐龙灭绝之谜就是这样的。
恐龙曾经“称霸”地球1亿多年，但是，它们却在6000多万年前 神秘地灭绝了。恐龙究竟为什么会灭绝呢
假说A: 在6000多万年前， 一颗小行星或彗星撞击了地球，引起 了海啸、火山爆发，导致恐龙迅速灭绝。
假说B: 恐龙是逐渐消亡的，灭绝原因是不能适应当时的环境变化。
以下所列的一些证据，有的可能支持假说A, 有的可能支持假说B
①在墨西哥，人们发现了一个6000多万年前由一颗直径近10千米 的小行星撞击地球造成的大陨石坑。小行星或彗星撞击地球会造成尘埃 飞扬 遮天蔽日，导致生物大量死亡。
②恐龙化石常常是集中出现的，表明它们可能是同时大批死亡的。
③在造成墨西哥大陨石坑的小行星撞击地球事件之后，恐龙还生存 了几十万年。
④有人发现，在某一批70个恐龙蛋的化石中，只有1个有胚胎，表 明这批恐龙蛋的受精率比较低。
⑤化石证据显示，在灭绝之前一段时期的恐龙，骨骼出现变形，蛋 壳变得很薄，因此卵中的胚胎容易受到威胁。
支持假说A 和支持假说B 的证据分别有哪些 你对各证据支持假说 的力度是怎样评价的 你更倾向于支持哪种假说
第三章 生物的进化 61
练习与应用
一 、概念检测
1. 化石是研究生物进化的直接证据。判断下列有关化石的说法是否正确。
(1)恐龙的足迹、叶的印迹都可能形成化石。 ( )
(2)化石是研究生物进化的唯一证据。 ( )
(3)在地质年代较晚近的地层中，不可能找到结构较简单的生物的化石。 ( )
2. 下列关于生物进化总体趋势的叙述，不合理的是 ( )
A. 从植物到动物
B. 从水生生物到陆生生物
C. 从单细胞生物到多细胞生物
D. 从结构简单的生物到结构复杂的生物
二 、拓展应用
1. 鸡生蛋，蛋生鸡。先有鸡还是先有蛋，似乎很难回答。你能综合运用遗 传、变异和进化的知识作出合理的解释吗
2. 在现存的生物中，有许多结构简单的生物种类不仅没有在进化过程中 灭绝，反而分布非常广泛，这是为什么
3. 如课有条件，请参观自然博物馆或者有关生物进化的展览，并将自己 的参观感受，以“追寻生命的足迹”为题，为班级墙报写一篇小论文。
国家自然博物馆
62 第六单元 生命的延续和发展
(
64
)
第三节 生物进化的原因
在某个经常刮大风的海岛上， 有许多无翅和残翅的昆虫(右 图)s 请分析：在这个海岛上，为 什么无翅或残翅的昆虫特别多
在生物漫长的进化过程中，为什么有些物种会灭 绝呢 新的物种又是怎样形成的 推动生物不断进化 的原因是什么 对于这些问题，人们作出了各种不同 的解释。下面，请你试着通过自己的分析作出合理的 解 释 。
通过本节学习，你将知道：
◎ 生 物 进 化 的 原 因 是 什么
◎自然选择学说包括哪 些主要内容
分析生物进化的实例
一百多年来，科学家已经发现了很多生物 进化的实例、英国曼彻斯特地区桦尺蛾的体色 变化，就是一个实例。1850年前后，该地区 林木葱茏，空气清新，森林中生活着一种桦尺 蛾。它们白天栖息在长满地衣的树干上，夜间 活动。此时，这里大多数桦尺蛾的体色是浅色 的，只有少数是深色的。这些深色桦尺蛾是浅 色桦尺蛾在自然条件下的变异类型(图6-23)。
1950年前后，曼彻斯特已经变成一个工业 城市。这里工厂林立，烟雾弥漫，工厂排出的 煤烟杀死了地衣 ， 使树皮裸露出来并被熏成了 黑褐色(图6-24)。此时，这里的深色桦尺蛾
图6-23 长满地衣的树干上的桦尺蛾
图6-24 黑褐色树干上的桦尺蛾
第三章 生物的进化 63
成了多数，而浅色桦尺蛾却成了少数。这是什么原 因呢
科学家做了这样一个实验：他们先把数量相等的 浅色桦尺蛾和深色桦尺蛾同时放到树干上，然后用望 远镜观察树干上发生的情况。一群爱吃桦尺蛾的鸟儿 飞过之后，他们发现，浅色桦尺蛾所剩无几，太部分 深色桦尺蛾却幸存下来。
为什么不同体色的桦尺蛾，被鸟儿捕食的数量有 很大差别呢 我们可以通过模拟活动来探究其中的 原 因 。
实验 ·探究 模拟保护色的形成过程
如果桦尺蛾的体色与周围环境的色彩非常相似，它就不易被其他动 物发现。类似这样的体色，对于躲避敌害或捕食猎物是十分有利的，称 为保护色。下图所示的雷鸟，每当冬季来临，它们会换上白色羽毛，这 身“冬装”有利于雷鸟在积雪的环境中保护自己。那么,动物的保护色 是怎样形成的呢
夏天的雷鸟 秋天的雷鸟 秋冬之交的雷鸟 冬天的雷鸟
作出假设
你们小组作出的假设是
制订计划
请参考下面的方案制订探究计划，如果条件允许，可以利用数字设 备来模拟。
64 第六单元 生命的延续和发展
①准备一块面积约为1平方米的正方形彩纸(或布)和100张各种 颜色的小纸片(小纸片的颜色代表某种动物不同体色的变异类型)。
②以小组为单位，5～6个同学为一组，推举一人为组长。
③组长在桌子上展开彩纸，作为生物的“生活环境”,并检查小纸 片，记下纸片的颜色和数目。
④组长是监督人，其他同学都是“捕食者”,他们的“猎物”是小 纸片，组长时刻注意“捕食者”取出的“猎物”数目和剩下的“猎物” 数 目 。
⑤“捕食者”事先背对桌子，组长将小纸片均匀地撒在彩纸上，不 要使小纸片粘在一起。
⑥“捕食者”每转向桌子一次，快速抓取一张小纸片后转身，然后继 续转身抓取，直到彩纸上只剩下25张小纸片，组长通知不再选择时为止。
注意：“捕食者”不要特意寻找某种颜色的小纸片。
⑦统计“幸存者”中各种颜色的小纸片的数目。
⑧假设每个“幸存者”都产生3个后代，而且体色与自己的相同。 在每个“幸存者”下面放上3张从老师那里拿来的备用小纸片。
⑨将“幸存者”和它们的后代充分混合，重复上面的第4～8步. 重复至少4次。每轮开始前，记录各种颜色的小纸片的数目
实施计划
按上面的步骤实施计划，并将数据统计在下表中。
纸片 颜色 第一代 第二代 第三代 第四代 第五代
开始 数目 幸存 数目 开始 数 目 幸存 数目 开始 数 目 幸存 数目 开始 数 目 幸存 数 目 开始 数目 幸存 数目
第三章 生物的进化 65
得出结论
你们小组得出的结论是
讨论
①在第一代和第五代中，分别是哪种颜色的“幸存者”最多 这 与作为背景的彩纸颜色有什么关系
②第一代和第二代之间“幸存者”的数目有什么变化 第一代和第 五代之间又有什么变化
③到第五代时，是否所有颜色都有“幸存者” 你怎么解释模拟的 结果
④在有的年份，雷鸟已经换上了白色“冬装”,但是迟迟没有下雪。 这身“冬装”还能帮助雷鸟躲避敌害吗 这对你认识生物的适应性有什 么启示
小资料
达尔文曾以象为 侧来研究生物的繁殖能 力。如果一头雌象一 生产崽6头，每头活到 100岁，而且都能进行 繁殖，那么到750年以 后，一对象的后代就可 达到1900万头。
自然选择
关于生物进化的原因，人们进行了长期的探索， 提出了各种解释，其中被人们普遍接受的是达尔文 (C.Darwin) 的自然选择学说。
达尔文认为，在自然界，生物普遍具有很强的繁 殖能力，能够产生大量的后代，而生物赖以生存的食 物和空间都是非常有限的。任何生物要生存下去，就 得为获取足够的食物和空间而进行生存斗争。例如， 在同一片森林里，邻近的树木会相互争夺阳光、水和 养料，食性相同的动物会相互争夺食物，食肉动物与 食草动物之间有捕食和反捕食现象，等等。在生存斗 争的过程中，必然有一部分生物个体被淘汰，那么, 哪些个体会被淘汰呢 达尔文认为，在自然界，生 物个体都有遗传和变异的特性，只有那些具有有利变
66 第六单元生命的延续和发展
异的个体，在生存斗争中才容易生存下来，并将这些 变异遗传给下一代，而具有不利变异的个体则容易被 淘 汰 。
在进化论研究的历史上，长颈鹿长颈形成的原因 曾经是人们争论的焦点。按照达尔文的自然选择学 说，对这个问题的解释如下。
古代的长颈鹿，有颈长一些的和颈短一些的，颈 的长短是可以遗传的。在环境条件发生变化，如缺乏 青草的时候，颈长的可以吃到高处的树叶，就容易生 存下来，并且繁殖后代。颈短的吃不到足够的树叶， 活下来的可能性就很小，留下来的后代也更少(图 6-25)。经过许多代以后，颈短的就被淘汰，长颈鹿 群体颈长的特征越来越显著。因此，我们现在看到的 长颈鹿都是颈长的。
图6-25 长颈鹿的自然选择示意图
像 这 样 ，自然界中的生物，通过激烈的生存斗 争，适应者生存，不适应者被淘汰，这就是自然选 择 (natural selection)。生 物 通 过 遗 传 、 变 异 和 自 然 选择 ， 不断进化 。
猎豹追捕斑马时，
猎豹跑得越快，就 越容易捕获到班马，而获 得食物；斑马跑得越 快，就越有刊于躲避敌 害而生存下来。就奔跑 而言，它们两者是如何 进化的
小资料
自然选择学说是对 生物进化的合理解释， 并不适用于人类社会。 各个国家和民族应当同 心协力，推动构建人类 命运共同体。
第三章 生物的进化 67
达尔文的自然选择学说合理地解释了生物进化的 原因。然而，受到当时科学发展水平的限制，关于遗 传和变异的本质，达尔文并不能进行科学的解释。后 来，随着生物科学的发展，生物进化理论也在不断牛 富和完善。
思维训练 合理质疑
上述对长颈鹿长颈形成原因的解释受到了一些质疑。质疑的理由包 括：长颈鹿不但取食高处的树叶，也取食不太高的灌木；高度不足三米 的幼年长颈鹿也要取食，它们能吃到食物并长大；过长的颈给长颈鹿带 来诸多不便；等等。
有研究人员提出了另一种解释：长颈可能帮助雄性长颈鹿在配偶争 夺战中占据优势，因此有更多的机会留下后代，这才是长颈鹿长颈形成 的主要原因。
请查阅资料，说一说上述观点是否合理。这些争论有没有从根本上否 定自然选择学说
练习与应用
一 概念检测
1. 在生存斗争中，具有有利变异的个体容易生存下来并产生后代。判断 干列说法是否正确。
(1)自然选择保留的变异一直都有利于该生物的生存。( )
(2)箭毒蛙大多色彩鲜艳，它们在森林中格外绚丽夺目，很 容易被其他生物发现，但仍然存活至今 这种现象不能用自然 选择学说来解释。 ( )
箭毒蛙
68 第六单元 生命的延续和发展
2. 青霉素能杀死多种致病的细菌，是治病的良药，但随着人们过多地使 用青霉素，细菌对青霉素的耐药性越来越强。以下解释合理的是 ( )
A. 现在的青霉素质量不如以前
B. 现在的人身体素质不如以前
C. 自然选择筛选出有耐药性的细菌
D. 细菌一接触青霉素就会自动产生耐药性
二、拓展应用
1959年，科学家在印度发现了对杀虫剂DDT(滴滴涕)具有耐药性的蚊，
现在世界各地都发现了这种蚊。对此，一项科学研究得到了下表所示的数据。
持续施用DDT的时间
0个月 8个月 12个月
耐DDT蚊的比例 4% 45% 77%
(1)描述该实验的结果，并

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