初二生物教案设计
初二生物教案设计篇1
一、染色体结构的变异(阅读教材P85~86)
1.类型[连线]
2.染色体结构的改变,会使排列在染色体上基因的数目或排列顺序发生改变,而导致性状的变异。
3.大多数变异对生物体是不利的,有的甚至会导致生物体死亡。
二、染色体数目的变异(阅读教材P86~88)
1.染色体组
(1)概念:细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,但又互相协调,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组染色体。
(2)写出图中的染色体组:X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。
2.二倍体、多倍体
项目起点体细胞染色体组数实例
二倍体受精卵两个几乎全部动物和过半数的高等植物
多倍体受精卵三个或三个以上三倍体香蕉和四倍体马铃薯
3.染色体数目变异与育种
(1)人工诱导多倍体的方法
秋水仙素――→处理萌发的种子或幼苗――→形成多倍体植株
(2)单倍体育种的方法
花药――→离体培养单倍体幼苗――→人工诱导用秋水仙素处理
染色体数目加倍,正常纯合子
三、低温诱导植物染色体数目的变化实验
(阅读教材P88)
重点聚焦
1.染色体结构的变异有哪些类型?
2.什么是单倍体、二倍体和多倍体?
3.什么是染色体组?利用染色体数目变异的育种方法有哪些?
[共研探究]
1.仔细观察下图,回答下列问题:
(1)图1表示交叉互换,发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间,属于基因重组。
(2)图2表示易位,发生在非同源染色体之间,属于染色体结构变异。
2.染色体结构变异与基因突变
项目染色体结构变异基因突变
本质染色体片段的缺失、重复、易位或倒位碱基对的替换、增添和缺失
发生变化
的基因的
数目1个或多个1个
变异水平细胞分子
光镜检测可见不可见
[总结升华]
1.染色体结构变异类型
类型定义实例示意图
缺失一条正常染色体断裂后丢失某一片段引起的变异果蝇缺刻翅、猫叫综合征
重复染色体中增加某一片段引起的变异。一条染色体的某一片段连接到同源的另一条染色体上,结果后者就有一段重复基因果蝇棒状眼
续表
类型定义实例示意图
易位染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异某种夜来香经常发生
倒位染色体中某一片段位置颠倒180°后重新结合到原部位引起的变异。基因并不丢失,因此一般生活正常普通果蝇3号染色体上某些基因
2.染色体的缺失、重复、倒位与基因突变的区别(如图所示)
【易错易混】染色体易位与交叉互换的比较
染色体易位交叉互换
图解
区别发生于非同源染色体之间发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间
染色体结构变异基因重组
可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到
[对点演练]
1.下列变异中,不属于染色体结构变异的是()
A.染色体缺失了某一片段
B.染色体增加了某一片段
C.染色体中DNA的一个碱基发生了改变
D.染色体某一片段位置颠倒了180°
解析:选CDNA中一个碱基发生改变,属于基因突变,选项A、B、D依次属于染色体结构变异的缺失、重复和倒位。
2.图1和图2表示发生在常染色体上的变异,则二者所表示的变异类型分别属于()
A.重组和易位B.易位和易位
C.易位和重组D.重组和重组
解析:选A图1为同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换,属于基因重组;图2发生在非同源染色体之间,属于染色体结构变异中的易位。
[共研探究]
1.请根据图示,回答下列问题:
(1)图甲有三个染色体组,判断依据是形态大小相同的染色体有几条,就有几个染色体组。
(2)图乙有四个染色体组,判断依据是控制同一性状的基因出现几次,则有几个染色体组。
(3)某生物的体细胞含32条染色体,有8种形态,则该生物的体细胞中含有4个染色体组,计算公式为染色体组的数目=染色体数/染色体形态数。
2.单倍体、二倍体和多倍体
(1)①单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。②单倍体不一定不育:体细胞中染色体组为奇数的单倍体高度不育;体细胞中染色体组为偶数的单倍体能进行正常的减数_,是可育的。
(2)①若甲、乙均是由配子直接发育而来,则甲、乙均为单倍体。②若甲、乙均是由受精卵发育而来,则甲所示生物为三倍体,乙所示生物为四倍体。
(3)诱导多倍体产生的措施有低温、秋水仙素处理等。
(4)一般情况下,单倍体高度不育,一般无种子,所以在单倍体育种时,用秋水仙素处理幼苗,以使染色体数目加倍。
[总结升华]
1.判断染色体组和一个染色体组含有几条染色体的方法
(1)根据染色体形态判断
①细胞中同一形态的染色体有几条,该细胞内就含有几个染色体组。
②细胞中染色体共有几种形态,该细胞的一个染色体组中就含有几条染色体。
(2)根据基因型判断
①在细胞或生物体基因型中,控制同一性状的基因(相同基因或等位基因)共有几个,该细胞或生物体就含有几个染色体组。
②在细胞或生物体的基因型中,控制不同性状的基因有几个,该细胞或生物体的一个染色体组中就含有几条染色体。
(3)根据细胞中染色体数及染色体形态数计算
染色体组数=染色体数目/染色体形态数。
2.二倍体、多倍体和单倍体的比较
二倍体多倍体单倍体
来源受精卵发育受精卵发育配子发育
概念体细胞中含有两个染色体组的个体体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体
染色体
组数两个三个或三个以上不确定(一至多个)
发育
过程
3.单倍体育种
4.多倍体育种
(1)原理
(2)实例(三倍体无子西瓜的培育)
②秋水仙素处理后,新产生的茎、叶、花的染色体数目加倍,而未处理的根细胞中仍为两个染色体组。
③四倍体植株上结的西瓜,种皮和瓜瓤为四个染色体组,而种子的胚为三个染色体组。
④三倍体西瓜无子的原因:三倍体西瓜在减数_过程中,由于染色体联会紊乱,不能产生正常配子。
【易错易混】花药离体培养≠单倍体育种
单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理幼苗等过程。花药离体培养只得到单倍体,再用秋水仙素处理才能得到可育的纯合子。
[对点演练]
3.判断正误
(1)根据某生物的体细胞基因型为AAaaBBbb,可判断该生物为二倍体生物。()
(2)体细胞中含有一个染色体组的生物是单倍体,含有两个染色体组的生物是二倍体。()
(3)用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍就是多倍体育种。()
解析:(1)根据某生物的体细胞基因型为AAaaBBbb,可判断该生物可能为四倍体生物,也可能为单倍体生物。(2)含有两个染色体组的生物如果由配子直接发育而来就是单倍体。(3)在单倍体育种中也用到了秋水仙素。
答案:(1)×(2)×(3)×
4.如图为A、B两种生物体细胞中的染色体,则其基因型可依次表示为()
A.DdEeGG;DDEeGgHHMmNN
B.DdEEGg;DddEEEgggHHh
C.DddEEe;DdddeeeeHHHh
D.DDdEee;DdEEGgHhMmNn
解析:选C由图可知,A生物含有两种染色体,且有三个染色体组,A、B错误,B生物含有三种染色体,且有四个染色体组,D错误。
[共研探究]
仔细阅读教材P88“实验”内容,分析探讨下列问题:
1.选材:选择能正常进行有丝_的植物分生组织。
2.低温处理时间:实验中必须在洋葱长出1cm左右不定根之后进行低温处理,因为若在生根前进行低温处理,低温抑制细胞代谢,进而抑制根尖分生区的形成,从而观察不到根尖分生区的有丝_受低温影响的现象。
3.染色:在染色时,除了用改良苯酚品红染色剂外,还可以用龙胆紫染液或醋酸洋红染液。此时细胞已死亡。
4.观察:洋葱为二倍体,在显微镜下能观察到二倍体细胞、四倍体细胞等。
5.低温诱导和秋水仙素处理在原理上的相似之处:二者都作用于有丝_前期,抑制纺锤体的形成。
6.低温诱导的优点:低温条件容易创造和控制,成本低、对人体无害、易于操作。
[总结升华]
1.实验中几种溶液的作用
(1)卡诺氏液:固定细胞的形态。
(2)改良苯酚品红染液:细胞核染色,便于观察染色体的形态。除此之外,醋酸洋红或龙胆紫都是碱性染料,都可使染色体着色。
(3)质量分数为15%的盐酸溶液:解离,使细胞分散开。
(4)体积分数为95%的酒精:可用于洗去附着在根尖表面的卡诺氏液,还可与15%的盐酸溶液混合,解离、分散细胞。
2.本实验的其他问题
(1)低温的作用与秋水仙素的作用基本相似。
(2)此实验可通过设置不同的温度来探究温度对植物染色体数目变化的影响。
[对点演练]
5.下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述,错误的是()
A.实验原理是低温抑制纺锤体的形成,使子染色体不能移向两极
B.解离后的洋葱根尖应漂洗后才能进行染色
C.龙胆紫溶液可以使细胞中的染色体着色
D.显微镜下可以看到大多数细胞处在_期并且细胞中的染色体数目发生改变
解析:选D低温处理植物的分生组织细胞,通过抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍;解离后洋葱根尖经过漂洗可去掉盐酸,有利于染色体着色;洋葱根尖装片中的细胞大部分处于有丝_间期,因此在显微镜下能观察到染色体数目发生改变的只是少数细胞。
1.在植物体细胞有丝_的过程中,可能引起的可遗传变异是()
①基因突变②基因重组③染色体变异
A.①②B.①③
C.②③D.①②③
解析:选B基因重组主要发生在减数_形成配子的过程中,基因突变和染色体变异可发生在个体发育的任何时期。
2.普通小麦是六倍体,有42条染色体,科学家们用花药离体培养培育出的小麦幼苗是()
A.三倍体、21条染色体B.单倍体、21条染色体
C.三倍体、三个染色体组D.单倍体、一个染色体组
解析:选B花药中的花粉是经过减数_发育而成的,由其培育出的幼苗比普通小麦的染色体数减少了一半,含有三个染色体组,体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体叫单倍体。
3.基因突变和染色体变异的一个重要的区别是()
A.基因突变在光学显微镜下看不见
B.染色体变异是定向的,而基因突变是不定向的
C.基因突变是可以遗传的
D.染色体变异是不能遗传的
解析:选A基因突变是基因内部的碱基种类、数量、排列顺序发生变化而引起生物变异,属于分子水平的变化,光学显微镜下观察不到。染色体的变化可在光学显微镜下直接观察到。生物的变异是不定向的,基因突变和染色体变异均使遗传物质发生改变,都是可遗传的变异。
4.关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述,不正确的是()
A.一个染色体组中不含同源染色体
B.由受精卵发育成的,体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体
C.单倍体生物体细胞中不一定含有一个染色体组
D.人工诱导多倍体的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
解析:选D一个染色体组中不含有同源染色体;个体若由受精卵发育而来则含有几个染色体组就是几倍体;单倍体是由配子发育而成的,不一定只含有一个染色体组;人工诱导多倍体的方法有秋水仙素或低温处理等。
5.已知西瓜的染色体数目2N=22,请根据西瓜育种流程图回答有关问题:
(1)图中所用的试剂①是____________________________________________,该试剂的作用是________________________________________________。
(2)培育无子西瓜A的育种方法称为___________________________________。
(3)③过程中形成单倍体植株所采用的方法是____________。该过程利用了植物细胞的________性。
(4)为确认某植株是否为单倍体,应在显微镜下观察根尖分生区细胞的染色体,观察的时期为_________________________________。
解析:(1)试剂①为秋水仙素,其作用是抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍。(2)培育无子西瓜A的育种方法为多倍体育种。(3)单倍体育种的基本流程是花药离体培养→单倍体植株→秋水仙素处理→筛选以获得纯合子。(4)观察染色体数目、形态的时期是有丝_中期。
答案:(1)秋水仙素抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍(2)多倍体育种(3)花药离体培养全能
(4)有丝_中期
【基础题组】
1.由于种种原因,某生物体内某条染色体上多了或少了几个基因,这种遗传物质的变化属于()
A.基因内部结构的改变B.染色体结构变异
C.染色体数目变异D.染色单体的交叉互换
解析:选B变异发生在某条染色体上,发生的变化是几个基因的增加或减少,应属于染色体的结构变异。
2.如图显示了染色体及其部分基因,对①和②过程最恰当的表述分别是()
A.交换、缺失B.倒位、缺失
C.倒位、易位D.交换、易位
解析:选C①过程中F与m位置相反,表示染色体的倒位,②过程只有F,没有m,但多出了一段原来没有的染色体片段,表示染色体的易位。
3.下列有关单倍体的叙述,正确的是()
A.未经受精的卵细胞发育成的植物,一定是单倍体
B.含有两个染色体组的生物体,一定不是单倍体
C.生物的精子或卵细胞一定都是单倍体
D.含有奇数染色体组的个体一定是单倍体
解析:选A由配子发育成的植株一定是单倍体。细胞内含有两个染色体组的生物可能是单倍体,也可能是二倍体。精子或卵细胞是细胞而非个体。三倍体生物体细胞中含有三个染色体组。
4.单倍体经秋水仙素处理后,得到的()
A.一定是二倍体B.一定是多倍体
C.一定是纯合子D.是纯合子或杂合子
解析:选D多倍体的配子发育成的单倍体,可能是纯合子也可能是杂合子。
5.下列关于染色体组的叙述,不正确的是()
A.起源相同的一组完整的非同源染色体
B.通常指二倍体生物的一个配子中的染色体
C.人的体细胞中有两个染色体组
D.普通小麦的花粉细胞中有一个染色体组
解析:选D普通小麦是六倍体,其体细胞中含六个染色体组,减数_形成的花粉细胞中应含三个染色体组。
6.某地发现罕见人类染色体异常核型。其46条染色体中有4条变异无法成对。经研究发现:X染色体上有一个片段“搬”到了1号染色体上,3号染色体的一个片段插入13号染色体上。上述变化属于染色体结构变异中的()
A.缺失B.片段重复
C.易位D.倒位
解析:选C发生在非同源染色体之间的染色体片段的移接,属于易位。
7.下列有关生物变异的叙述,正确的是()
A.三倍体植物不能由受精卵发育而来
B.观察细胞有丝_中期染色体形态可判断基因突变发生的位置
C.在减数_中,会由于非同源染色体之间交换一部分片段,导致染色体结构变异
D.低温抑制染色体着丝点_,使子染色体不能分别移向两极导致染色体加倍
解析:选C三倍体植物可以由二倍体和四倍体的配子结合发育而来,故A错误;基因突变属于分子水平的变异,用显微镜观察不到,故B错误;在减数_过程中,非同源染色体之间的交换属于染色体结构变异,故C正确;低温能够抑制纺锤体的形成,故D错误。
8.如图是果蝇体细胞的染色体组成,以下说法正确的是()
A.染色体1、2、4、5组成果蝇的一个染色体组
B.染色体3、6之间的交换属于基因重组
C.控制果蝇红眼或白眼的基因位于1号染色体上
D.控制不同性状的非等位基因在减数_时进行自由组合
解析:选C果蝇的性别决定是XY型,X、Y染色体是一对形态大小不完全相同、所含遗传信息也不完全相同的同源染色体。3、6为非同源染色体,二者之间发生的交换属于染色体结构变异。若控制不同性状的非等位基因位于同源染色体上,则在其减数_时不能进行自由组合。
【能力题组】
9.如图为利用纯合高秆(D)抗病(E)小麦和纯合矮秆(d)易感病(e)小麦快速培育纯合矮秆抗病小麦(ddEE)的示意图,有关此图叙述不正确的是()
A.图中进行①过程的主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起
B.②过程中发生了非同源染色体的自由组合
C.实施③过程依据的主要生物学原理是细胞分化
D.④过程的实施中通常用一定浓度的秋水仙素
解析:选C题图表示单倍体育种的过程,其中①②③④分别表示杂交、减数_、花药离体培养(植物组织培养)、秋水仙素处理。杂交的目的是将位于不同亲本上的优良性状集中到同一个体上;减数_过程中存在非同源染色体的自由组合;花药离体培养依据的原理是细胞的全能性;诱导染色体加倍的常用方法是秋水仙素处理。
10.将二倍体玉米的幼苗用秋水仙素处理,待其长成后用其花药进行离体培养得到了新的植株,有关新植株的叙述正确的一组是()
①是单倍体②体细胞内没有同源染色体③不能形成可育的配子④体细胞内有同源染色体⑤能形成可育的配子⑥可能是纯合子也可能是杂合子
⑦一定是纯合子⑧是二倍体
A.④⑤⑦⑧B.①④⑤⑥
C.①②③⑥D.①④⑤⑦
解析:选B二倍体玉米的幼苗用秋水仙素处理,染色体加倍变成四倍体,对其花药进行离体培养得到单倍体,但其体细胞内含有两个染色体组,故有同源染色体,仍能进行正常的减数_形成可育的配子。若原二倍体玉米是杂合子,则处理后得到的单倍体可能是纯合子也可能是杂合子。
11.洋葱是二倍体植物,体细胞中有16条染色体,某同学用低温诱导洋葱根尖细胞染色体加倍获得成功。下列相关叙述不正确的是()
A.该同学不会观察到染色体加倍的过程
B.低温诱导细胞染色体加倍时不可能发生基因重组
C.分生区同时存在染色体数为8、16、32、64的细胞
D.低温诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成
解析:选C制片时经过解离的细胞已经死亡,不会观察到染色体加倍的过程,故A正确。低温诱导染色体数目加倍发生在有丝_中,基因重组发生在减数_过程中,故B正确。分生区有的含2个染色体组,有的含4个染色体组,但不可能出现8条染色体的情况,因为根尖不进行减数_,故C错误。低温诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成,使染色体不能移向细胞两极,导致染色体数目加倍,故D正确。
12.由受精卵发育而来的雌蜂(蜂王)是二倍体(2n=32),由未受精的卵细胞发育而来的雄蜂是单倍体(n=16)。下列相关叙述正确的是()
A.蜜蜂属于XY型性别决定的生物
B.雄蜂是单倍体,因此高度不育
C.由于基因重组,一只雄蜂可以产生多种配子
D.雄蜂体细胞有丝_后期含有两个染色体组
解析:选D蜜蜂性别是由细胞中染色体数目来决定的,而不是XY型性别决定方式;雄蜂可进行假减数_产生精子,因此雄蜂是可育的单倍体;雄蜂中只有一个染色体组,在减数_过程中不发生基因重组,一只雄蜂只可以产生一种与自身基因型相同的精子而不是多种。
13.如图表示一些细胞中所含的染色体,据图完成下列问题:
(1)图A所示是含________个染色体组的体细胞。每个染色体组有________条染色体。
(2)若图C所示细胞为体细胞,则其所在的生物是________倍体,其中含有________对同源染色体。
(3)图D表示一个生殖细胞,这是由________倍体生物经减数_产生的,内含________个染色体组。
(4)图B若表示一个生殖细胞,它是由________倍体生物经减数_产生的,由该生殖细胞直接发育成的个体是______倍体。每个染色体组含______条染色体。
(5)图A细胞在有丝_的后期包括______个染色体组。
解析:(1)图A中染色体是两两相同的,故含有两个染色体组,并且每个染色体组中有两条染色体;(2)图C中染色体两两相同,故有两个染色体组,如果是由受精卵发育而来,则该生物为二倍体,如果是由配子发育而来,则该生物是单倍体。图C所示细胞中,每个染色体组中有三条染色体,共有三对同源染色体。(3)图D中染色体形态、大小各不相同,则只有一个染色体组。(4)图B中染色体每三条是相同的,故为三倍体,由配子直接发育成的生物个体,都称为单倍体。
答案:(1)两两(2)二或单三(3)二一(4)六单三(5)四
14.如图是培育三倍体西瓜的流程图,请据图回答问题。
(1)用秋水仙素处理____________,可诱导多倍体的产生,因为它们的某些细胞具有________的特征,秋水仙素的作用为_________________________________________。
(2)三倍体植株需要授以二倍体的成熟花粉,这一操作的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)四倍体母本上结出的三倍体西瓜,其果肉细胞为________倍体,种子中的胚为________倍体。三倍体植株不能进行减数_的原因是________________________________。
(4)三倍体西瓜高产、优质,这些事实说明染色体组倍增的意义是________________________;上述过程需要的时间为________。
(5)育种过程中,三倍体无子西瓜偶尔有少量子。请从染色体组的角度解释,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)三倍体无子西瓜的性状________(填“能”或“不能”)遗传,请设计一个简单的实验验证你的结论,并做出实验结果的预期。
解析:(1)用秋水仙素诱导多倍体形成,处理对象多是萌发的种子或幼苗,萌发的种子和幼苗的分生组织细胞具有_旺盛的特征,秋水仙素的作用机理是抑制细胞_前期纺锤体的形成。(2)给三倍体植株授以二倍体的成熟花粉的目的是刺激子房产生生长素,供给无子果实的发育。(3)四倍体母本上结出的三倍体西瓜,其果肉是由四倍体的子房壁发育而来的,细胞内含有四个染色体组。种子中的胚是由二倍体产生的花粉与四倍体产生的卵细胞融合形成的受精卵发育而来的,细胞内含有三个染色体组。由于三倍体植株细胞内不含成对的同源染色体,故在减数第一次_时联会紊乱,不能形成正常的生殖细胞。(4)染色体组的倍增可以促进基因效应的增强,这是三倍体西瓜高产、优质的主要原因。(5)若三倍体西瓜在减数第一次_过程中,一个染色体组的全部染色体移向细胞一极,另外两个染色体组的全部染色体移向细胞另一极,则可以形成正常的配子。(6)三倍体西瓜的无子性状是由遗传物质的改变引起的,该性状能够遗传,但需要通过无性生殖的方式来实现,如植物组织培养、嫁接等。
答案:(1)萌发的种子或幼苗_旺盛抑制细胞(_前期)形成纺锤体(2)通过授粉刺激子房产生生长素,供给无子果实的发育(或生长素促进生长)
(3)四三联会紊乱(4)促进基因效应的增强两年(5)三倍体西瓜减数_过程中,一个染色体组的全部染色体正好被纺锤丝拉向细胞的一极,另两个染色体组的全部染色体正好被纺锤丝拉向细胞的另一极,碰巧产生了正常的配子(6)能实验:将三倍体无子西瓜果皮的任意一部分进行植物组织培养(或无性繁殖),观察果实中是否有种子。预期结果:成活长大后的植株仍然不能结出有子果实。
15.四倍体大蒜的产量比二倍体大蒜高许多,为探究诱导大蒜染色体数目加倍的低温,设计了如下实验。
(1)主要实验材料:大蒜、培养皿、恒温箱、卡诺氏液、体积分数为95%的酒精溶液、显微镜、改良苯酚品红染液。
(2)实验步骤:
①取五个培养皿,编号并分别加入纱布和适量的水。
②将培养皿分别放入-4℃、0℃、________、________、________的恒温箱中1h。
③________________________________________________________________________。
④分别取根尖________cm,放入________中固定0.5~1h,然后用____________________冲洗2次。
⑤制作装片:解离→________→________→制片。
⑥低倍镜检测,____________________________________________________,并记录结果。
(3)实验结果:染色体加倍率的一组为低温。
(4)实验分析:
①设置实验步骤②的目的是________________________________________________。
②对染色体染色还可以用________、________等。
③除低温外,________也可以诱导染色体数目加倍,原理是______________________。
解析:本实验的目的是探究诱导大蒜染色体数目加倍的低温,所以温度应设置为变量,不同温度处理是为了进行相互对照,在细胞_时尽可能使细胞处于设定温度中,以排除其他温度的干扰。但低温并不可能使所有细胞的染色体数加倍,所以要统计加倍率来确定低温。
答案:(2)②4℃8℃12℃③取大蒜随机均分为五组,分别放入五个培养皿中诱导培养36h④0.5~1卡诺氏液体积分数为95%的酒精溶液⑤漂洗染色⑥统计每组视野中的染色体加倍率(4)①将培养皿放在不同温度下恒温处理,是为了进行相互对照;恒温处理1h是为了排除室温对实验结果的干扰
②龙胆紫溶液醋酸洋红溶液③秋水仙素抑制纺锤体形成
初二生物教案设计篇2
一、学情分析
本课的授课对象是高一的学生,经过两年的生物学学习,学生已经储备了很多生物学知识,具有一定的生物学基础。本节课主要讲述酶在生物新陈代谢中的重要作用及其生理特性,教材对酶的本质和特性作了重点介绍。本章本节课内容是高二生物教材的重难点内容。自然界中的一切生命现象皆与酶的活动有关。在本章节中通过探索验证酶的特性的教学过程,培养学生建立科学的思维方法和研究精神。
首先,在本课之前,学生已经对酶的发展历程、特性、作用等都已经知道并理解。这些都与接下来的酶的特性紧密相关。也一定程度上反馈了上节课的上课质量和学生的掌握情况。并且为接下来的教学作为指导。其次,学生对生活中常见的比如说加酶洗衣粉,学生都可能接触过,那么他们就会有很多问题出现了:加酶洗衣粉添加了什么类型的酶呢?酶在洗衣粉里是怎样工作的?在使用加酶洗衣粉的时候需要注意什么呢?等等的问题。这样,一方面学生会形成无意注意,一定程度上提高学习欲望,学习效果也大大提高。另一方面教师也可以从这方面下手,收集资料,增大信息量,活跃课堂气氛。再者,酶的生产应用的引入,一定程度上开阔了学生的视野,让学生觉得生物对他们来说,不是只是抽象的某某技术,某某发现,某某科学家等等,而是贴近日常生活的,很常见的东西,他们会有这样的想法:“如果我掌握了这个,那我是不是就相当于令人羡慕的科学家了呢?”这样,也一定程度上激发了他们的学习欲望。也为以后的择业多一个选择。
二、教学内容分析:
1、本节课的知识结构:
在这节课中,我打算先回顾上节课所学习的内容:酶的本质,作用。然后问大家一个问题:“生活中你遇到酶了吗?”其次,给大家展示几张酶的在生活中应用的图片,看大家反应,并尝试总结。再者,就用几个案例来一一说明酶具有哪些特性。
2、本节课的生物学概念:
1、酶的特性:酶特别具有的。与众不同的性质。
2、酶的专一性:酶对所作用的底物有严格的选择性。一种酶仅能作用于一种物质,或一类分子结构相似的物质,促其进行一定的化学反应,产生一定的反应产物。
3、酶的高效性:与无机催化剂相比,酶具有高效率的催化能力。
4、酶的作用条件温和:酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的,其代表是温度跟酸碱度。
三、学习动机的唤起和保持
1、通过提问一些看似跟学习无关的,其实大有玄机的问题。比如说:“你们家用什么牌子的洗衣粉?你们喜爱的牛仔裤是怎样子做成的呢?”当然,在众多的答案中,教师要绕回主题。
2、展示一些能够引起注意的图片,比如说面包,啤酒。也能引起他们的无意注意,也能激发他们的有意后注意等等。以达到活跃课堂气氛,提高学习效率、
3、教师的语言当然也要适当地调整,尽量使用贴近学生的,但又不失专业的语言。也一定程度上引起注意。
4、可以尝试布置学生去查阅关于酶的资料,并综合汇报展示。
四、落实课程目标
本节课要实现的高中生物学课程内容是:
第五章:细胞的能量供应和利用第一节:降低化学反应活化能的酶二、酶的特性
具体内容标准
活动建议
案例分析:酶的特性
收集酶在生活生产中的应用,并加以分析运用了酶的哪些特性,再综合汇总,然后汇报。
初二生物教案设计篇3
教学目标
知识与技能
1、举例说生物多样性面临的威胁其原因。
2、关注我国特有的珍稀动植物。
3、说出保护生物多样性的主要措施。
过程与方法:培养学生收集、整理和分析资料的能力。
情感态度价值观:参与一种珍稀动物或植物保护的辩论和协商活动,提高保护生物多样性的公-识。
教学重难点
教学重点:生物多样性面临的威胁其原因。
教学难点:树立参与保护生物多样性的意识并能够落实在行动上
教学工具
教具:1、收集关于生物种类减少和濒临灭绝的宣传片,以及珍稀动植物的图片。2、制作CAI课件。
教学过程
回顾导入:
师:通过上一节课的学习,我们了解到生物多样性面临的威胁及其原因。其实,在二十多年前我国的有识之士就意识到这个问题,并创作了大量的文艺作品来宣传保护意识,现在你们听到的就是当年感动无数中国人的《熊猫-》,画面是我们的刘宏运同学制作的FLAS-(我国的濒危动物和已灭绝的动物)。
生:(观看,思考,回忆上节课内容)
师:上节课我们提到的,造成生物灭绝速度猛然增快的原因,有哪四点呢?
生1:有人类的活动、生物的入侵。
师:那么活动具体指的是什么呢?
生1:像偷猎等等的。
师:就是乱捕乱杀的行为,也就是说当人类的利益与生物发生冲突时,往往是倾向于人类的利益。很好,那么,还有没有其他的方面呢?
生2:还有人类乱砍乱伐树木,破坏生态系统。
师:对,这是第三方面。还有吗?
生3:还有就是人类乱排放污水,污染环境。
师:那么综合以上这么多位同学的答案的,归结起来的4个方面就是:1、外来物种的入侵,也就是我们所说的生物入侵者;2、人们为了利益对生态系统掠夺式的开发利用;3、生物生存环境的改变和破坏;4、环境的污染。(屏幕显示)
新课学习:
一、保护生物多样性的措施
师:请同学们看着背投上的这个问题(思考:要保护生物的多样性,应该采取什么措施?),四人小组讨论一下,看看到底我们可以采取什么样的保护措施,去保护生物的多样性呢?
生:(积极地讨论)
师:刚才看到许多小组都讨论得相当积极,应该有很多不错的想法,现在就请同学们来说说,你们认为,保护生物的多样性可以采取哪些措施?
生4:我们小组的讨论意见是,我们的政府对那些恶意破坏环境,捕杀动物的人们要加大管治和惩罚力度,进行保护野生生物的宣传,在人们的观念中形成一个保护动物的思想,从而保护生物的多样性。
师:很好,也就是说,一方面是要政府加大力度去保护野生动物,另一方面就是要向人们做好宣传工作。那么还有呢?还有什么好的建议或办法呢?
生5:我觉得除了加大宣传力度以外,还可以建立自然保护区,还应该从法律上做一个强制性的保护,就是制定一些法律条理去管理,这样显得更有法可依和更方便管理。
师:这里说了两点,一是保护生物所在的生态系统,也就是就地保护。二是制定、完善相关的法律和政策。考虑周详,还有没有补充?
生6:我觉得对那些已经受到破坏的地方的物种,应该转移到一个更好的地方去,不要一错再错,应该另找一个更适合它们的环境,让他们更好地繁衍下去。
师:这里提到一个迁地保护问题,也就是必要时我们应该把一些濒危动物迁移到另外一个对它们来说更好的区域。还有没有呢?
(没人继续发言了)
师:刚刚同学们说了许多,现在就总结一下:(屏幕显示)
1、1、就地保护;(珍稀物种)
2、迁地保护;(濒危物种)
3、制定法律和政策。
4、开展生物宣传和教育。
5、开展相关的科学研究。(种质库)
(针对里面的每一种措施展开学习)
1、2略
3、制定法律和政策。
师:下面大家思考一下,假如你是一个执法人员,要去餐厅检查是否有食用野生动物,你应该具备什么知识?
同学齐声:法律知识和生物常识。
师:非常聪明,我们有什么法律武器?看看课本,一起回答。
同学齐声:《中华人民共和国森林保-》、《中华人民共和国野生动物保-》和《中国自然保护纲要》
教师:有了法律武器,当你去餐厅检查时,找不到活的动物,只有一些吃剩的骨头,就是屏幕上显示的这三种足的骨头,你能不能通过自己的思考判断这个餐厅到底有没有违法销售野生动物呢?
同学:(思考,积极举手)
同学7:我认为是第一个。因为第一个的爪子十分锋利,看起来是在野外生活的,需靠捕食别的动物而生存的动物,因此需要强而有力的爪子,因此我判断第一个爪子是野生动物的爪子。
师:说得有道理,可以看到这些爪子是很锋利的,是野生的。那还有没别的意见呢?
同学8:我觉得其实三个都是,而第一个像刚刚的同学所说的,是比较凶悍的野生动物。而第二个呢,它上下的爪子都是倒勾的,应该是一些长期在树木上生活,需要抓紧树木的鸟类,像啄木鸟一类的。而第三个呢,这个爪子很长,就是那些入水抓鱼的鸟类的。
师:说得很好。留意第三个,大家看看这里,除了很长以外,我们还可以看到它上面有什么?
同学齐声:蹼
师:那么归结起来呢,第一个,是猛禽类的足,第二个是攀禽类的足,第三个是涉禽类的足。大家都答对了,看来大家还是懂得不少生物常识的,因为在日常生活中,我们经常都会用得到。
4、开展生物宣传和教育
师:接下来,我们讲讲有关开展环保宣传活动的问题。其实在这方面,中国还是做得比较好的。刚刚我们听到的《熊猫-》,在当时可是响遍中国的大江南北。而在90年代,也有一首歌谣,叫“一个真实的故事”。我们的黄越同学做了一个有关这首歌谣的环保宣传动画,大家一起去看看吧!
(播放中)
师:看完这个动画,我相信大家也会受到感染,并为之感到有点伤感和惋惜吧。其实人类和动物是能够和谐共处的,学完这一课,以后保护生物界中物种的重任,就交到在座各位同学的手上了。在这里我希望大家都能形成一个保护自然,与别的生物和谐共处的思想。这些歌曲,不仅教育了我们这一代人,今天的你们也受到了感染,从这里也可以看出宣传的重要性。
5、开展相关的科学研究。(种质库)
师:好,那么现在说的是第五方面,也就是刚刚同学们都没有想到的,开展相关的科学研究。这个大家没有想到,也不怪大家。现在就让我们一起来看看,到底科学研究与保护生物的多样性方面有什么联系呢?首先我们回忆一下,上节课所说的,保护生物的多样性,实质是保护什么?
同学齐声:基因的多样性!
师:很好。那么基因的多样性,跟科学研究的关系就不言而喻了。每一个生物的种类,实际上就是一个独特的生物基因库。有这样一个基因库,就可以让它们更好地生存下去。
师:翻开课本96页,这里科学研究的例子,就是建立种质库。种质库对于动物来说,就是精子库,而对于植物来说呢,就是种子库。还记得-那四名科学家吗?
同学声:记得!
师:他们情愿饿死,也不愿去吃种子库里的种子,这种精神是十分令人感动的,可见他们对这个种子库,是多么地重视。因此,保护动物的办法就是保存物种的基因库,也就是建立——
同学齐声:自然保护区。
初二生物教案设计篇4
一、教材分析
本学期教学内容介绍生物的繁衍和发展、生物与环境两个个单元,内容较上一个学期少了一些,探究实验减少了一些,增加了观察和思考,科学、社会、技术栏目。增加了学生的阅读量,扩大了知识面。
二、教学目标
1、全面提高学生的科学素养为宗旨,培养学生的创新精神和实践能力。
2、在继续抓好实验过程,努力学习有关教育理论,不断提高对“135”的认识,力争在原有的基础上,使自己的高效快乐课堂教学有所创新、有所突破。
3、继续探究教学过程中新的教学模式,积极吸取上一年的经验,继续收集和整理相关的资料,固化新成果,并完成好相关的课题。
4、继续研究和推广校本教研的内涵和经验,充分调动教师们的积极性,发辉学校教研组群体优势,继续尝试开展学校开放日活动。
5.继续探究新课程的评价体系,特别是建立学生学习过程的评价和终结性评价标准,并在初二完成教学任务的基础上,初步归纳整理出适合我校校情的评价体系。
6、通过学习使学生更清楚地知道生物的生殖和发育,从而更有意识地保护生物,促进社会发展。
7、通过学习使学生知道如何健康地生活。
8、对学生进行唯物主义和爱国主义教育。
三、教学要求
1.教师在教学中要继续认真落实《课程》提出的课程理念:面向全体学生,实现因材施教,促进每个学生的充分发展;努力提高学生们的生物科学素养,教学目标、内容和评价都应有利于提高每个学生的生物科学素养。
2.大力倡导“问题即课题,教学即研究,成果即成长”的教育科研观。教学中要有科研意识,要边实验、边研究,力争做一名科研型快乐的教育工作者。
3.在教学中,要努力使学生在知识、能力、情感、态度和价值观等方面有所发展,必须引导学生主动参与和体验各种科学探究活动。
4.教师在传授知识的同时要特别注意科学研究方法的培养。要注意对学生综合能力的培养。教师要通过组织学生参加各种实践活动,培养学生的学习兴趣。教师要力争创造条件开全教材中提出的调查、技能训练、练习、探究和资料分析活动。
5.教学中要注意合理选择和组合好直观教具与现代教学手段的整合。
6.积极组织好生物小组活动,能够对生物学有特殊兴趣的学生进行个别指导。
四、学生情况分析
八年级两个班有一百多个学生,学生学习生物的兴趣较高很高,上学期生物的平均成绩在八年级全学科排名较好,但高分少,由于不爱学习的学生较多,因此班平均被拉下来了。这个学期要想办法调动学生的学习积极性,争取成绩有较大的提高。
五、具体措施
1、精心采取先进的教学方法,对新教材进行培训。
2、精心组织和策划好课堂教案。
3、探索新的教学方法,做到课堂质量高效率。
4、进行课外辅导和写小论文及做小制作,提高学生的兴趣。
5、认真批改作业,从中解决学生存在的问题。
6、培养优生,转化后进生。
六、进度安排
周次授课内容
1被子植物的生殖
2动物的生殖和发育人得生殖和胚胎发育
3性状和性状的传递遗传物质的基础
4人的性别的决定变异
5遗传病与优生第一次月考
6生命的起源生物进化历程
7生物的进化的原因人类的起源现代生物技术
8非生物因素对生物的影响生物因素对生物的影响
9五一长假
10复习期中考试
11生物对环境的适应和影响生物与环境组成和类型
12食物链和食物网生物链
13人类与自然界的协调发展
14复习七年级上册15复习七年级下册
16复习八年级上册、下册
初二生物教案设计篇5
教学目标
1.知识方面
(1)细胞呼吸的概念(c理解)
(2)细胞的有氧呼吸和无氧呼吸(c理解)
(3)细胞呼吸的意义(c理解)
2.态度观念方面
(1)通过细胞呼吸的知识应用于实践,确立理论联系实际的观点
(2)通过学习细胞呼吸的意义,提高对生命科学的认识,树立生命科学的价值观。
3.能力方面
(1)培养学生自学、观察、总结归纳的能力
(2)培养学生比较、创造思维的能力
(3)培养学生综合分析能力和知识迁移应用能力
重、难点分析
1.教学重难点:
(1)有氧呼吸、无氧呼吸过程中的物质变化,能量变化
(2)细胞呼吸的意义
2.分析:
细胞呼吸实质是将糖类等有机物氧化分解的过程。从物质变化角度看,无论有氧呼吸还是无氧呼吸都要初步分解,即由葡萄糖生成丙酮酸,之后因外界条件氧气是否参与,内在条件哪种酶系参与,因而在不同的场所沿不同的途径逐步分解。从能量变化角度看,因细胞呼吸的物质变化是有机物逐步分解的,所以有机物中的能量也随之逐步释放。并在逐步释放中将部分能量转移到ATP中,另一部分能量以热能形式散失,或维持动物的体温。
细胞呼吸的意义:生物体的生命活动所需的能量直接来自ATP的供能,因此,ATP要不断分解,那么,ATP的合成在生物体中重要途径是细胞呼吸了。三大有机物可以相互转化,而转化的枢纽即是细胞呼吸(例如枢纽物质:丙酮酸),可见细胞呼吸在生物体的新陈代谢中是非常重要的。
教学设计说明
1.教学理念
教学设计改变了传统教学以教师讲解的传授式的教学过程,取而代之的是以学生为主体探究式的学习过程。教学重视学生在课堂中的观察、思考,归纳、讨论、动口、动脑的学习过程。利用图表比较,利用智慧园学以致用,充分发挥学生的主观能动性,实现自主学习。教学过程着重引导学生全程参与,充分体现全员参与的教学理念。
2.几点说明
(1)精心设计课件,实现将抽象知识具体化,微观知识宏观化。借助课件的直观观察,帮助学生理解、分析,突出重点,突破难点。
(2)刻意编排栏目,创设情景,营造氛围。讨论栏、智慧园等栏目中实际问题,能激发学生学习的兴趣性,调动学生参与课堂的主动性。
注重学生的多方面的能力,组织学生课外预习本课知识,查询并收集本课的相关资料,从而培养学生自学能力及收集信息的能力
利用图表对比,总结归纳知识,达到培养学生比较思维的能力。讨论分析智慧园中的实际问题,引导学生把知识利用到现实生活中去,在提高学生综合分析能力和知识迁移应用能力的同时,也增强了学生STS的意识。
教学方法:启发、探究与讨论式教学相结合
教学模式:观察归纳→讨论比较→实践探究
教学手段:利用多媒体课件
课时安排:一课时
课前准备
教师:(1)有氧呼吸,无氧呼吸的电脑动画课件及相关图表、栏目显能测试题等
(2)印发有氧呼吸,无氧呼吸的图表,知识衔接,相关资料。
学生:(1)预习教科书本节内容,书写预习纲要。
(2)阅读教师提供的知识衔接,相关资料。
(3)利用上网查询,翻阅书籍,报刊等收集细胞呼吸的资料。
教学过程:
一.课题导入
问题:我们在前面学习过ATP,那么ATP在生物体中是通过哪些途径形成的呢?(通过学生回答问题引出本课的课题。)
二.学习新课
问题:在第二章我们学习过细胞器线粒体,那其功能是什么?(通过学生回答引出本课呼吸类型)
(一)细胞呼吸的类型
1.有氧呼吸
学生观看有氧呼吸三阶段电脑动画课件,教师提示学生注意观察并思考:场所、物质变化、能量变化。
师生互动总结归纳有氧呼吸三阶段,同时教师特别点拨以下内容①线粒体是有氧呼吸的主要场所
②元素示踪
③过程:
第一阶段:1摩尔葡萄糖分解成2摩尔丙酮酸,少量[H],释放少量能量,可利用能量生成2摩尔ATP。
第二阶段:丙酮酸彻底水解生成6摩尔二氧化碳,大量[H],释放少量能量,可利用能量生成2摩尔ATP。
第三阶段:氧气是氢的受体,生成水的同时释放大量的能量,可利用能量生成34摩尔ATP。
④能量去路
1摩尔葡萄糖有氧呼吸可释放2870KJ能量,其中1161KJ可转移并合成38摩尔ATP,其他以热能形式释放。
问题:有丝分裂实验若培养根尖不换水会有什么现象?人体剧烈运动后,有何感觉?通过学生回答问题引出另一呼吸类型:无氧呼吸
无氧呼吸
(1)学生观看无氧呼吸的二阶段电脑动画课件,教师提示学生注意观察并思考:场所﹑物质变化﹑能量变化。
(3)师生互动总结归纳无氧呼吸二阶段,同时教师特别点拨以下内容:
①生物体内因酶的种类不同,故无氧呼吸的产物不同。
常见植物细胞、苹果细胞等,无氧呼吸产生酒精,酒精毒害细胞,所以会有烂根﹑苹果腐烂现象。动物肌肉细胞、马铃薯等块茎﹑块根等无氧呼吸产生乳酸。乳酸使肌肉具有酸痛感觉。
②第一阶段与有氧呼吸完全相同
第二阶段:丙酮酸是[H]的受体。当丙酮酸转化为乳酸或酒精的过程中并不释放能量。
③能量去路:1摩尔葡萄糖无氧呼吸(生成乳酸)释放196.65KJ的能量,其中61.08KJ可转移并生成2摩尔ATP,其他从热能形式散失。
④由于最初地球的原始大气无氧气,那时的微生物因缺乏氧化酶进行无氧呼吸。后因蓝藻、绿色植物的出现,大气中出现了氧,于是有了有氧呼吸酶的好氧微生物,。有氧呼吸以其较高的能量利用率成为地球生物的主要呼吸类型。有氧呼吸是由无氧呼吸进化而来。但是,在特殊条件下,有氧呼吸的生物仍保留了无氧呼吸的能力。
教师引导学生简要归纳有氧呼吸,无氧呼吸及细胞呼吸概念。
(二).细胞呼吸的概念(略)
学生观看大屏幕讨论栏,引出课题:无氧呼吸与有氧呼吸的比较。
__________1有氧呼吸和无氧呼吸的区别与联系
__讨论栏__2是不是有氧呼吸只适用于真核生物,而原核生物只进行无氧呼吸?
__________3绿色植物的呼吸作用只发生在晚上吗?
(三)无氧呼吸与有氧呼吸的比较
问题:细胞为什么要呼吸?通过学生回答引出课题:细胞呼吸的意义。
(四)细胞呼吸的意义
学生观看大屏幕知识衔接的内容
__________1、生物界的能量转化
_知识衔接_光合作用:太阳能ATP有机物
(光能)(活跃的化学能)(稳定的化学能)
__________呼吸作用:有机物ATP各项生命活动
(细胞呼吸)(稳定的化学能)(活跃的化学能)
2、有机物之间转化
学生观看大屏幕知识衔接栏目的内容后,讨论归纳细胞呼吸的意义。第一为细胞呼吸提供能量;第二为其他重要化合物的合成提供原料。
学生观看大屏幕智慧园栏目,引入实践探究课题。
三.实践探究
__________作物增产种子贮藏
__智慧园__果蔬贮存酵母酿酒
__________种子萌发运动减肥
学生展开分组讨论。
师生互动归纳。
四显能测试(习题)
五小结略
六板书设计略
初二生物教案设计篇6
第四部分遗传与进化
第34讲生物进化
一、考点内容全解
(一)本讲考点是什么
1.达尔文自然选择学说
(1)主要内容:达尔文认为遗传和变异是自然选择的基础(内因);生存斗争是生物进化的动力(外因);过度繁殖为自然选择提供了更多的选择材料,同时加剧了生存斗争;定向的自然选择决定了生物进化的方向。其要点图示如下:
(2)评价
意义:科学地解释了生物进化的原因,以及生物的多样性、适应性。
局限:对于遗传和变异的本质、自然选择如何起作用等方面存在猜想和片面,甚至错误的认识。
2.现代生物进化理论
现代生物进化理论是达尔文自然选择学说和基因学说的综合,也就是说用现代遗传学理论来补充和完善达尔文学说的不足,如通过种群、基因库、基因频率解决了达尔文不能解释的自然选择如何发挥作用的问题。其本观点是:
(1)种群是生物进化的单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变。
(2)突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种的形成。
在这个过程中,突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择使种群基因频率发生定向改变并决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件。图示如右:
(二)考点例析
[例1]用生物进化论的观点解释病菌抗药性不断增强的原因是
a.使用抗菌素的剂量不断加大,病菌向抗药能力增强方向变异
b.抗菌素对病菌进行人工选择,生存下来的病菌都是抗药能力强的
c.抗菌素对病菌进行自然选择,生存下来的病菌都是抗药能力强的
d.病菌中原来就有抗药性强的个体,在使用抗菌素的过程中淘汰了抗药性弱的个体
[解析]本题考查学生对达尔文生物进化观点的理解情况。根据达尔文的进化观点,由于变异,病菌本身存在着个体差异,有的抗药性强,有的抗药性弱,有的无抗药性,抗菌素的使用对病菌起了自然选择作用,而不是人工选择(人工选择是指人类有目的地选择适合人类需要的生物品种)。通过一代又一代地自然选择,病菌的抗药性会越来越强。
[答案]c、d
[解题警示]最容易犯的错误是“生物主动的适应(变异能按生物意愿而发生有利的定向变异)”
[例2]在一个种群中随机抽出一定数量的个体,其中,基因型为aa的个体占18%,基因型为aa的个体占78%,aa的个体占4%。基因a和a的频率分别是:
a.18%、82%b.36%、64%c.57%、43%d.92%、8%
[解析]不妨设该种群为100个个体,则基因型为aa、aa和aa的个体分别是18、78和4个。就这对等位基因来说,每个个体可以看做含有2个基因。那么,这100个个体共有200个基因,其中,a基因有2×18+78=114个,a基因有2×4+78=86个。于是,在这个种群中,
a基因的基因频率为:114÷200=57%
a基因的基因频率为:86÷200=43%
[答案]c
[说明]可以先算出一对等位基因中任一个基因的频率,再用1减去该值即得另一个基因的频率。
[同类变式]据调查,某地人群基因型为xbxb的比例为42.32%、xbxb为7.36%、xbxb为0.32%、xby为46%、xby为4%,求在该地区xb和xb的基因频率分别为
[解析]取100个个体,由于b和b这对等位基因只存在于x染色体上,y染色体上无相应的等位基因。故基因总数为150个,而xb和xb基因的个数xb、xb分别为42.32×2+7.36+46=138,7.36+0.32×2+4=12,再计算百分比。xb、xb基因频率分别为138/150=92%,12/150=8%
[答案]92%,8%
[例3]图为加拉帕戈斯群岛上物种演化的模型,a、b、c、d为四个物种及其演化关系,回答:
(1)a物种进化为b、c两个物种的两个外部因素是
(2)甲岛上的b物种迁到乙岛后,不与c物种进化为同一物种的原因是
(3)迁到乙岛的b物种进化为d物种的原因
[解析]a物种原是同一自然区域的生物类群,后来,同一物种的生物有的在甲岛生活,有的在乙岛生活,由于甲、乙两岛环境条件不同,使得同种物种的两个种群的基因频率发生不同的定向改变。再加上甲、乙两岛由于地理隔离而不能相互自由交配,使不同种群的基因库不同。所以,最后的进化结果是形成两个物种。甲岛上的b物种迁回乙岛后,由于各自种群的基因库已发生改变,加之二者的生殖隔离,因此物种b不会与c物种共同进化为一个相同的新物种,而是各自独立进化。因甲、乙两岛的环境条件不同,再加上由于地理隔离导致生殖隔离,不能与b自由交配,故d物种在b物种基础上进化而成。
[答案](1)自然选择、地理隔离(2)b与c间已形成生殖隔离(3)甲、乙两岛的环境条件不同,自然选择作用不同,再加上地理隔离使它们基因频率的差别得到累积而形成了生殖隔离。
二、方法技巧规律
近几年高考命题集中在三个方面:(1)自然选择学说的理解和运用;(2)基因频率的有关计算;(3)对生物进化一些新观点、新学说的评价;(4)生物进化的证据。未来高考考向预测:(1)与遗传基本定律相结合,以基因频率为知识切入点,解决进化中的相关计算问题;(2)研究生物大分子进化;(3)与生态学知识相结合,考查综合运用现代进化理论分析生物多样性。
1.运用遗传的基本定律,结合“哈代-温伯格”基因平衡定律解决有关基因频率的计算问题,加深理解自然选择学说的实质。
在一个种群中符合以下5个条件:①种群极大②种群个体间的交配是随机的③无基因突变④无新基因加入⑤无自然选择的情况下,各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的,保持平衡。用数学方程式可表示为:(p+q)2=1,p2+2pq+q2=1,p+q=l。其中p代表一个等位基因的频率,q代表另一个等位基因的频率。运用此规律,已知基因型频率可求基因频率;反之,已知基因频率可求基因型频率。
2.生物进化历程和彼此间的亲缘关系是进化论的重要内容,能够提供生物进化和亲缘关系的证据有多方面,要学会运用已有知识去寻找证据:
(1)古生物学研究提供的证据:化石。通过对地层中化石的研究表明:生物进化与自然条件的改变密切相关;生物的进化有许多中间过渡类型连接。
(2)胚胎学研究提供的证据:重演律——生物个体发育过程中,重现其祖先的重要发育阶段。通过对动物胚胎发育的研究,可推测生物之间的亲缘关系和各种生物的起源。(3)比较生理学研究的证据:如血清鉴别法,注射了异种动物血清后根据沉淀情况,测定各种生物的亲缘关系。若沉淀反应愈强,说明血清蛋白差异越小,亲缘关系越近;反之,则越远。
(4)分子生物学研究的证据:测定不同生物的同种蛋白质的分子结构,差异越小,亲缘关系越近;不同生物的核酸分子杂交,杂交程度越高,亲缘关系越近。
[例4]某人群中每10000人中有一白化病患者(aa),问该人群中带有a基因的杂合体概率是
[解析]已知基因型aa的频率为1/10000则基因a的频率q==0.01,基因a的频率p=1-0.01=0.99,,则基因型aa的频率为2pq=2×0.99×0.01=0.0198
[答案]0.0198
[特别提示]熟练运用遗传的基本定律,结合“哈代-温伯格”基因平衡定律计算基因频率这是定量描述自然选择的基础。
[同类变式]人类的苯丙酮尿症是代谢疾病,由隐性基因控制。如果群体的发病率是1/10000,表现型正常的个体与苯丙酮尿症患者婚配,生出患苯丙酮尿症小孩的概率约为
[解析]本例是[例4]的拓展。依基因的平衡定律,杂合体基因频率为2×1/100×(1-1/100)≈1/50≈杂合体占表型正常个体的机率,故表型正常个体婚配子女患病机率为1/4×1/50=1/200
[答案]1/200
[例5]研究表明鱼和蝌蚪的排泄物主要是氨,两栖类的排泄物主要是尿素,飞行类和鸟类的排泄物主要是尿酸。经测定,在鸡胚的发育过程中,含氮化合物的排泄情况如图。
该图说明:
①
②
[解析]据图可知,第4天的鸡胚,氮排泄物主要是氨,其排泄功能与鱼类相似;第7天的鸡胚主要排泄尿素,与两栖类相当;第10天的鸡胚主要排泄尿素,与鸟类相当。由此可见,鸡胚发育简单而迅速地重演其祖先进化的历程,这是胚胎学为生物进化及生物间亲缘关系提供的证据。
[答案](1)动物的个体发育简单而迅速地重演其系统发育的过程(2)进化历程:鱼类→两栖类→鸟类
[特别提示]无论采用何种方法、何种指标比较各种生物的亲缘关系:相似(近)程度越多则亲缘关系越近。
[例6]1977年,科学家在深海中的火山口周围发现热泉。热泉喷出的海水温度超过300℃,并且富含硫化氢和硫酸盐。令人惊奇的是,在这样的海水中,竟发现大量的硫细菌。这些细菌通过氧化硫化物和还原二氧化碳来制造有机物,在热泉口周围还发现多种无脊椎动物,如大海蛤、蟹、管水母、没有口也没有消化道的管居环节动物等。近年来,人们不断在深海发现这样的热泉生态系统。有些科学家认为热泉口的环境与地球上早期生命所处的环境类拟。请根据以上材料回答:(1)上述硫细菌的同化作用类型是
(2)与一般生态系统相比,深海热泉生态系统有哪些特殊之处?
(3)研究深海热泉生态系统有什么意义?
[解析]本题考查了生物代谢、进化和生态的知识,旨在阐明生物体结构与功能相统一的观点,更为重要的是引导考生解放思想,不要被传统观念所束缚,只有批判地继承,大胆创新,才能攀登科学的高峰,为人类和社会发展做出更大贡献。(1)根据题目材料信息:这些细菌通过氧化硫化物和还原二氧化碳来制造有机物。以h2s为例,则:
h2s+o2so2+能量(化学能)
co2+h2o(ch2o)
可见硫细菌为化能自养型生物。(2)深海热泉生态系的特殊之处可从无机环境、生产者类群和生态系的能源等三个方面进行描述。(3)阅读完题干,给人的第一印象是生物的适应性和多样性超出我们的预料,进而对热泉生态系生物的抗高温、高压能力感到迷惑,还有“有些科学家认为热泉生态系的环境与地球上早期生命所处的环境类似”,这难道不是生命起源和生物进化的鲜活材料吗?
[答案](1)化能自养型(2)①能源是化学能,不是太阳能②生产者是化能自养细菌,不是绿色植物③无机环境是高温、高压、无光环境,不是常温、常压、有光环境(3)①丰富人们对生物适应性或多样性的认识;②对研究生物抗高温、抗高压的机理有重要价值;③对研究生命的起源和生物的进化有一定意义。
三、基础能力测试
1.右图为某一群体基因频率变化图(樟坐标表示基因型,纵坐标表示频率),则与这一现象相符的事实是
a.克格伦岛上残翅昆虫和强翅昆虫的形成
b.人类新生儿体重过重或过轻死亡率较高
c.育种学家选育某抗病品种
d.工业(尺蛾)黑化
2.下列叙述中正确的是
①自然选择是通过生存斗争来实现的②生存斗争是通过自然选择实现的③适应是自然选择的结果④自然选择是适应的结果
a.①②b.①③c.②③d.②④
3.若让某杂合体连续自交,那么能表示自交代数和纯合体比例关系的是
4.在进化过程中,有关生物类型出现的几种描述,可能性的是
a.自养、厌氧异养、需氧异养b.需氧异养、厌氧异养、自养
c.厌氧自养、需氧异养、光能自养d.厌氧异养、光能合成自养、需氧异养
5.在1.5×108a前(用150mabp表示)的沉积物中发现了已灭绝的剑尾动物。对每个个体背甲的长宽比都进行了测量。长宽的比值用s值表示。在下图中,p曲线表示150mabp时该动物s值的分布,在100mabp的沉积物中,在3个不同地点发现了3个不同剑尾动物的群体。
选项abcd
新种形成bccb
环境不变acab
图中a、b、c分别表示3种动物群体中s值的分布情况。那么,在a、b、d个群体中,哪一群体最可能出现了新种?在发现剑尾动物的3个地区中,哪一地区的环境最可能保持不变?请从下表a、b、c、d选项中选择正确的一项。6.对细胞中某些物质的组成进行分析,可以作为鉴别真核生物的不同个体是否为同一物种的辅助手段,一般不采用的物质是
a.蛋白质b.dnac.rnad.核苷酸
7.用现代生物技术能制造出新的生物品种,这主要是由于①现代技术可在短时间内完成高频率的基因突变或基因重组②现代转基因技术可迅速改变生物的基因组成③现代生物技术可迅速使新品种形成种群④现代技术可使新品种的产生不需要经过地理隔离
a.①②③④b.①②③c.②③④d.①③④
8.图表示最早生活在这个区域同种生物的群体由于屏障(水)的阻碍,已经分离为两个独立的群体。如果群体a经历了长期的生活环境剧烈的变化,而群体b的环境无大变化,则群体a的进化速度将可能是
a.比群体b快b.比群体b慢c.与群体b相同d.停止进化
9.下图表示4种不同森林环境的树于样品,在一个大城市附近的森林环境中释放了1000只白色的和1000只黑色的飞蛾。三周后重新捕捉到778只白飞蛾和135只黑飞蛾。该城市附近的树干很可能类似于
abcd
四、潜能挑战测试
10.假设一对等位基因a、a的频率为a=0.9,a=0.1,那么aa、aa、aa三种基因型的频率分别是、、;若环境的选择使用使a的率由0.9降为0.7,选择后第二代基因型知aa、aa的频率分别是、;若选择作用保持变,后代基因型频率变化是
11.右图为人、猪、鼠、野山羊、鸭嘴兽的胰岛素分子同源性分析统计曲线(纵标表示氨基酸序列相同的百分率)。回答:
⑴曲线中代表猪的点是
⑵分子进化速率为每改变1%氨基酸需p年,若人和猪胰岛素同源序列,在总共m个氨基酸中有n个氨基酸不同,则可推知人和猪的祖先在距今年前开始分道扬镳。
⑶请你运用鸭嘴兽作为材料,说明一种生物学观点。
12.所谓“杂种优势”,是指杂合体的生活力(繁殖力、抗逆性及产量和品质)高于亲本的平均值,甚至超出亲本范围的现象,杂种优势常见于种间杂种的子一代
(1)试运用“杂种优势”原理解释近亲繁殖的坏处
(2)生物进化实质是环境对不利基因的淘汰及对有利基因的保留和放大过程。为模拟自然选择过程,假定基因型为aa、aa个体全部能生存并繁殖后代,而基因型为aa的个体全部致死,若不考虑基因突变,试求基因型为aa个体自交,fn代各基因型的比例?先猜想,再用数学归纳法证明。
五、参考答案与提示
1.a(由图可知基因型频率向两个方向发展,最终将导致两个不同物种或不同性状生物形成,这种现象称为分裂性选择)
2.d(自然选择是通过生存斗争来实现的;通过自然选择形成物种多样性、生物的适应性和实现生物进化)
3.a(用“归纳法”得杂合体的比率为(1/2)n-1,故纯合体(aa和aa)比率值域亦为(0,1))
4.d(原始生命结构非常简单,没有自养的结构基础,同时原始海洋有机营养十分丰富,异养条件充分;而且因环境中无氧,只能进行无氧呼吸。随后出现原始的光合自养型生物,同时生成o2,形成“第二代大气”。环境有o2后,生物经变异产生的有氧呼吸类生物能量利用效率高,经自然选择逐渐演变为需氧型)
5.c(c种群的s值有2个峰值,表明自然选择已造成种群分异,只要这种“过程”持续下去,就有可能形成在s值上有明显差异的新种。相反地,a种群中的s值近乎恒定,表明a种群所处的自然环境相对稳定)
6.d(各种生物具有不同dna→不同mrna→不同蛋白质,因而各种生物的dna、mrna、蛋白质具有特异性)
7.a(“克隆技术”只用于“复制”)
8.a(环境选择适应环境的生物物种。群体b所处环境稳定,自然选择相对稳定)
9.a(黑蛾重捕数少,表明环境选择白飞蛾)
10.选择前各基因型频率为aa=(0.9)2=0.81,aa=2×0.9×0.1=0.18,aa=(0.1)2=0.01。选择后各基因型频率为aa(0.7)2=0.49,aa=2×0.7×0.3=0.42,aa=(0.3)2=0.09。由此可见若选择作用继续保,后代中aa将减少,aa将增加)
11.(1)①b②(n/m)÷1/100×p÷2=50np/m③鸭嘴兽是一种过渡型生物的“活化石”,可以作为生物进化的证据
12.⑴近亲繁殖,基因杂合率下降,杂种优势丧失;同时隐性致病基因的纯合率上升,患病几率增大
⑵f1:aa→1/4aa+2/4aa+1/4aa→1/3aa+2/3aa;f2:f1→1/3aa+2/3(1/4aa+2/4aa+1/4aa)→3/5aa+2/5aa……猜想fn:[1-2/(2n+1)]aa+2/(2n+1)aa
证明:①当n=1时,成立②假定当n=k时成立,即fk:[1-2/(2k+1)]aa+2/(2k+1)aa那么fk+1:[1-2/(2k+1)]aa+2/(2k+1)(1/4aa+2/4aa+1/4aa)→[1-2/(2k+1+1)]aa+2/(2k+1+1)aa③综合①②知原猜想成立