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1、高中生物必修123课后习题参考答案必 修1 分子与细胞课文中有关问题提示第1章 走 近 细 胞第1节 从生物圈到细胞结构层次概念举例细胞细胞是生物体结构和功能的基本单位心肌细胞组织由形态相似，结构、功能相同的细胞联合在一起心肌组织器官不同的组织按照一定的次序结合在一起心脏系统能够共同完成一种或几种生理功能的多个器官按照一定的次序组合在一起循环系统个体由各种器官或系统协调配合共同完成复杂的生命活动的生物。单细胞生物由个细胞构成生物体龟种群在一定的自然区域内，同种生物的所有个体是一个种群该区域内同种龟的所有个体群落在一定的自然区域内，所有的种群组成一个群落该区域内龟和其他所有生物的种群生态系统生物
2、群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体龟生活的水生生态系统生物圈由地球上所有的生物和这些生物生活的无机环境共同组成地球上只有个生物圈答案和提示（一）问题探讨1.提示：病毒尽管不具有细胞结构，但它可以寄生在活细胞中，利用活细胞中的物质生活和繁殖。2.提示：SARS病毒侵害了人体的上呼吸道细胞、肺部细胞，由了肺部细胞受损，导致患者呼吸困难，患者因呼吸功能衰竭而死亡。此外，SARS病毒还侵害人体其他部位的细胞。（-）资料分析1.提示：草履虫除能完成运动和分裂外，还能完成摄食、呼吸、生长、应激性等生命活动。如果没有完整的细胞结构，草履虫不可能完成这些生命活动。2.提示：在子女和父母之间，精子和卵细
3、胞充当了遗传物质的桥梁。父亲产生的精子和母亲产生的卵细胞通过受精作用形成受精卵，受精卵在子宫中发育成胚胎，胚胎进一步发育成胎儿。胚胎发育通过细胞分裂、分化等过程实现。3.提示：完成一个简单的缩手反射需要许多种类的细胞参与，如由传入神经末梢形成的感受器、传入神经元、中间神经元、传出神经元、相关的骨骼肌细胞，等等。人的学习活动需要种类和数量繁多的细胞参与。由细胞形成组织，由各种组织构成器官，由器官形成系统，多种系统协作，才能完成学习活动。学习活动涉及到人体的多种细胞，但主要是神经细胞的参与。4.提示：例如，胰岛细胞受损容易导致胰岛素依赖型糖尿病；脊髓中的运动神经元受损容易导致相应的肢体瘫痪：大脑皮
4、层上的听觉神经元受损可导致听觉发生隙碍，等等。5.提示：例如，生物体的运动离不开肌细胞：兴奋的传导离不开神经细胞；腺体的分泌离不开相关的腺（上皮）细胞，等等。（三）思考与讨论1.提示：如果把龟换成人，图中其他各层次的名称不变，但具体内容会发生变化。例如，心脏应为二心房、二心室；种群应为同一区域的所有人，等等。应当指出的是，生物圈只有1个。如果换成一棵松树，图中应去掉“系统”这个层次，细胞、组织、器官、种群的具体内容也会改变。如果换成一只草履虫，细胞本身就是个体，没有组织、器官、系统等层次。2.提示：细胞层次：其他层次都是建立在细胞这一层次的基础之上的，没有细胞就没有组织、器官、系统等层次。另一
5、方面，生物体中的每个细胞具有相对的独立性，能独立完成系列的生命活动，某些生物体还是由单细胞构成的。3.提示：一个分子或一个原子是一个系统，但不是生命系统，因为生命系统能完成一定的生命活动，单靠一个分子或个原子是不可能完成生命活动的。（四）练习基础题1.（1）活细胞：A、D、G、I；（2）死细胞：B、E：（3）细胞的产物：C、F、H o2.（1）细胞层次（也是个体层次，因为大肠杆菌是单细胞生物）；（2）种群层次；（3）群落层次。拓展题L提示：不是。病毒不具有细胞结构，不能独立生活、只能寄生在活细胞中才能生活、因此，尽管人工合成脊髓灰质炎病毒，但不意味着人工制造了生命。2.提示：人工合成病毒的研究
6、，其意义具有两面性，用绝对肯定或绝对否定的态度都是不全面的。从肯定的角度看，人工合成病毒可以使人类更好地认识病毒，例如，研制抵抗病毒的药物和疫苗.，从而更好地为人类的健康服务；从否定的角度看，人工合成病毒的研究也可能会合成某些对人类有害的病毒，如果这些病毒传播开来，或者被某些人用做生物武器，将给人类带来灾难。第2节细胞的多样性和统一性答案和提示（一）问题探讨1 .从图中至少可以看出5种细胞，它们分别是：红细胞、白细胞、口腔上皮细胞、正在分裂的植物细胞和洋葱表皮细胞。这些细胞共同的结构有：细胞膜、细胞质和细胞核（植物细胞还有细胞壁，人的成熟红细胞没有细胞核）。2.提示：细胞具有不同的形态结构是因
7、为生物体内的细胞所处的位置不同，功能不同，是细胞分化的结果。例如，红细胞呈两面凹的圆饼状，这有利于与氧气充分接触，起到运输氧气的作用；洋葱表皮细胞呈长方体形状，排列紧密，有利于起到保护作用。（-）实验1 .使用高倍镜观察的步骤和要点是；（D首先用低倍镜观察，找到要观察的物像，移到视野的中央。（2）转动转换器，用高倍镜观察，并轻轻转动细准焦螺旋，直到看清楚材料为止。2.提示：这些细胞在结构上的共同点是：有细胞膜、细胞质和细胞核，植物细胞还有细胞壁。各种细胞之间的差异和产生差异的可能原因是：这些细胞的位置和功能不同，其结构与功能相适应，这是个体发育过程中细胞分化产生的差异。3.提示：从模式图中可以
8、看出，大肠杆菌没有明显的细胞核，没有核膜，细胞外有鞭毛，等等。（三）思考与讨论提示：绝大多数细胞有细胞核，只有少数细胞没有细胞核。例如，人的成熟的红细胞就没有细胞核。细菌是单细胞生物，蓝藻以单细胞或以细胞群体存在，它们的细胞与植物细胞和动物细胞比较，没有成形的细胞核，而有拟核。拟核与细胞核的区别主要有两点：（1）拟核没有核膜，没有核仁；（2）拟核中的遗传物质不是以染色体的形式存在，而是直接以D N A的形式存在。（四）资料分析1 .提示：通过分析细胞学说的建立过程，可以领悟到科学发现具有以下特点。（1）科学发现是很多科学家的共同参与，共同努力的结果。（2）科学发现的过程离不开技术的支持。（3）
9、科学发现需要理性思维和实验的结合。（4）科学学说的建立过程是一个不断开拓、继承、修正和发展的过程。2 .细胞学说主要阐述了生物界的统一性。3.提示：细胞学说的建立揭示了细胞的统性和生物体结构的统性，使人们认识到各种生物之间存在共同的结构基f i l l；细胞学说的建立标志着生物学的研究进入到细胞水平，极大地促进了生物学的研究进程。（五）练习基础题1 .B。2.提示：（1）人体皮肤：本切片图中可见上皮组织的细胞、角质保护层细胞（死亡）和皮下结缔组织中的多种细胞。迎春叶：表皮细胞（保护）、保卫细胞（控制水分蒸发和气体进出）、叶肉细胞（光合作用）、导管细胞（运输水和无机盐）、筛管细胞（运输有机物），
10、等等。（2）动植物细胞的共同点为：都有细胞膜、细胞质和细胞核；不同点为：植物细胞有细胞壁、有液泡，植物细胞一般还有叶绿体。（3）因为它们都是由多种组织构成的，并能行使一定的功能。例如，人体皮肤由上皮组织、肌肉组织、结缔组织和神经组织共同构成，人体皮肤有保护、感受环境刺激等功能；迎春叶由保护组织（表皮）、营养组织、机械组织和输导组织等构成，有进行光合作用、运输营养物质等功能。3.原核细胞和真核细胞的根本区别是：有无成形的细胞核。即真核细胞有核膜包围的细胞核；原核细胞没有细胞核，只有拟核，拟核的结构比细胞核要简单。它们的区别里包含着共性：细胞核和拟核的共同点是都有遗传物质DN A,体现了彼此之间在
11、生物进化I:的联系。原核细胞与真核细胞的区别（详表）类别原核细胞真核细胞细胞大小较 小（i 般为1 1 0 m）较 大（一般为2 0 3 0 m）染色体一个细胞只有一条DN A,与R N A、蛋白质不结合在一起一个细胞有几条染色体，DN A与R N A、蛋白质结合在一起细胞核无真正的细胞核，无核膜，无核仁。有拟核有真正的细胞核，有核膜、核仁细胞质除核糖体外，无其他细胞器。细菌一般有质粒 有核糖体、线粒体等多种复杂的细胞器生物类群细菌、蓝藻真菌、植物、动物第1章 自我检测的答案和提示一、概念检测判断题1.X。2.X。3.J.选择题I .C.2.D.3.B.画概念图3个问号分别表示的连接词是：不具
12、有、具有、具有。二、技能应用提示：假定人脑每个细胞完全充满水，一个脑细胞的平均大小为1.5 X l（）g如果脑细胞是简单的立方体，那么平均大小的脑细胞每边长度约为1.1 4 X 1 0,m。三、思维拓展学生可以有不同的回答，略。第2章组成细胞的分子第1节细胞中的元素和化合物答案和提示（-）思考与讨论1 .提示：有机化合物和无机化合物的区别主要看它们的分子组成中是否有碳元素，如糖类是有机化合物，由碳、氢、氧三种元素组成；水是无机化合物，由氢、氧两种元素组成。当然这不是严格意义上的区别。对这两类化合物的严格区分，请参照化学教科书。2.提示：细胞中最多的有机化合物是蛋白质，无机化合物是水。蛋白质是组
13、成生物体的重要物质，在生命活动中起重要作用；水是生命之源，离开水，生命活动就无法进行。3.提示：植物的叶肉细胞、果实细胞和种子的细胞中通常含有较多的糖类、脂质和蛋白质。如禾谷类的果实、种子中含 淀 粉（多糖）较多；甘蔗的茎和甜菜的根含蔗糖多；花生、芝麻种子中含脂质多；大豆种子中含蛋白质多，等等。要想从植物的果实、种子中获得糖类、脂质和蛋白质，就要设法使细胞破碎，再将这些物质提取出来。（二）实验3.生物材料中有机化合物的种类、含量不同。因此，我们应选择多种多样的食物，保证获得全面的营养。（三）练习基础题1.（1）V ；（2）X o3.B o拓展题L提示：细胞是有生命的，它可以主动地从环境中获取生
14、命活动需要的元素。这是生物与非生物的区别之一。2.提示：不能。生命系统内部有严谨有序的结构，不是物质随意堆砌而成的。第2节生命活动的主要承担者蛋白质答案和提示（一）问题探讨1 .提示：富含蛋白质的食品有大豆制品，如豆浆、豆腐、腐竹；奶类制品，如奶粉、酸奶、袋装奶；还有肉、蛋类食品，如烤肉、肉肠、鸡蛋，等等。2.提示：有些蛋白质是构成细胞和生物体的结构成分，如结构蛋白；有些蛋白质能够调节生命活动，如胰岛素；有些蛋白质有催化作用，如绝大多数酷都是蛋白质；有些蛋白质具有运输载体的功能，如红细胞中的血红蛋白：有些蛋白质有免疫功能，如人体内的抗体。3.提示：因为氨基酸是构成蛋白质的基本单位，在人体内约有
15、2 0种氨基酸，其中有8种是人体需要而不能自己合成的，必须从外界环境获得，如赖氨酸、聚丙氨酸等，它们被称为必需氨基酸。所以有些食品中要添加赖氨酸或苯丙氨酸等人体必需的氨基酸。-）思考与讨论11 .每个氨基酸都有氨基和按基，并且都有一个氨基和一个竣基连接在同一个碳原子上。2.“氨基酸”代表了氨基酸分子结构中主要的部分一氨基和酸基。（三）思考与讨论21 .提示：氨基酸 ：肽一三肽一 多 肽，一条多肽链盘曲折叠形成蛋白质，或几条多肽链折叠形成蛋白质。2.提示：食物中的蛋白质要经过胃蛋白酶、胰蛋白酷、肠蛋白酶、肠肽酶等多种水解酶的作用，才能分解为氨基酸。这些氨基酸进入细胞后，要形成二肽、三肽到多肽，由
16、多肽构成人体的蛋白质。人体的蛋白质与食物中的蛋白质不一样，具有完成人体生命活动的结构和功能。3.提示：1 0个氨基酸能够组成2 0 1 0条互不相同的长链。氨基酸的种类、数量、排列顺序以及蛋白质空间结构的不同是蛋白质多种多样的原因。（四）旁栏思考题n 个氨基酸形成一条肽链时，脱掉nT个水分子，形成nT个肽键。同理，n个氨基酸形成m条肽链时，脱掉n-m个水分子，形成n-m个肽键。（五）练习基础题1.（1）V；（2）人2.A 3.B o拓展题提示：红细胞中的蛋白质和心肌细胞中的蛋白质，其氨基酸的种类、数量和排列顺序以及蛋白质分子的空间结构都不同，它们的功能也不相同。第3节遗传信息的携带者一核酸答案
17、和提示（一）问题探讨1 .提示：脱氧核糖核酸。D N A是主要的遗传物质，而每个人的遗传物质都有所区别，因此D N A能够提供犯罪嫌疑人的信息。2.提示：D N A鉴定技术还可以运用在亲子鉴定上。在研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系等方面，也可以利用D N A鉴定技术。3.提示：需要。因为D N A鉴定只是提供了犯罪嫌疑人的遗传物质方面的信息，还需要有嫌疑人是否有作案动机、时间，是否在犯罪现场，是否有证人等其他证据。如果有人蓄意陷害某人，也完全有可能将他的头发、血液等含有DNA的物质放在现场。因此案件侦察工作应在DNA鉴定的基础匕 结合其他证据确定罪犯。祜原细胞初级帮母细胞次级用母细胞邦细胞
18、 细胞类型精原细胞形成精子过程中染色体数目变化图（七）第一小节练习基础题1.（1）V；（2）X；（3）X；（4）X o2.B o3.D 4.（1）这个细胞正在进行减数分裂。因为该细胞中出现了四分体。该细胞有4条染色体，8条染色单体。该细胞有2对同源染色体。其中染色体A与C,A与D,B与C,B与D是非同源染色体。细胞中a与a ,b与b ,c与c ,d与d 是姐妹染色单体。该细胞分裂完成后，子细胞中有2条染色体。参见教科书图2 2。（2）4条。B,D；B,C.拓展题提示：不一定。若减数分裂过程中发生异常情况，比如减数第一次分裂时联会的同源染色体，有一对或几对没有分别移向两极而是集中到一个次级精（卵
19、）母细胞中，再经过减数第二次分裂产生的精子或卵细胞中的染色体数目就会比正常的多一条或几条染色体。再如减数分裂过程（无论第一次分裂还是第二次分裂）中，染色体已移向细胞两极，但因某种原因细胞未分裂成两个子细胞，这样就可能出现精子或卵细胞中染色体加倍的现象。如果上述现象出现，则受精卵中染色体数目就会出现异常，由该受精卵发育成的个体细胞中染色体数目也不正常。由于染色体是遗传物质的载体，生物体的性状又是由遗传物质控制的，那么当该个体的遗传物质出现异常时，该个体的性状也会是异常的。例如，人类的“2 1三体综合征”遗传病患者就是由含有2 4条染色体（其 中2 1号染色体是2条）的精子或卵细胞与正常的卵细胞或
20、精子结合后发育成的。（八）第二小节练习基础题1.（1）V；（2）V；（3）2.提示：配子形成过程中，由于减数第一次分裂的四分体时期，非姐妹染色单体间可能互换部分遗传物质；中期时，同源染色体随机排列在细胞赤道板两侧，导致了配子中非同源染色体的自由组合，因此，配子中染色体组成是多样的。受精作用又是精子和卵细胞的随机结合，因此，后代的性状表现是多样的。由于减数分裂是有规律的正常的细胞分裂，在减数分裂的过程中，染色体只复制次，而细胞连续分裂两次。这样每个物种正常的雌、雄配子都含有该物种体细胞染色体数目一半的染色体，并且都是一整套非同源染色体的组合。而受精作用时精卵结合使受精卵及其发育成的个体体细胞中又
21、可以恢复该种生物的染色体数目。性状是由染色体中的遗传物质控制的，生物前后代细胞中染色体数目的恒定，保证了前后代遗传性状的相对稳定。拓展题提示：在形成精子或卵细胞的减数分裂过程中，如果由于某种原因减数第一次分裂时两条2 1号染色体没有分离而是进入了同一个次级精（卵）母细胞，再经过减数第二次分裂，就会形成含有2条2 1号染色体的精子或卵细胞；如果减数第一次分裂正常，减数第二次分裂时2 1号染色体的着丝点分裂，形成了 2条2 1号染色体，但没有分别移向细胞两极，而是进入了同一个精子或卵细胞。这样异常的精子或卵细胞就含有2 4条染色体，其中2 1号染色体是2条。当一个正常的精子或卵细胞（含2 3条非同
22、源染色体，其中只含有1条2 1号染色体）与上述异常的卵细胞或精子结合成受精卵，则该受精卵含4 7条染色体,其中2 1号染色体为3条。当该受精卵发育成人时，这个人的体细胞中的染色体数目就是4 7条，含有3条2 1号染色体。第2节基因在染色体上（一）问题探讨这个替换似乎可行。由此联想到孟德尔分离定律中成对的遗传因子的行为与同源染色体在减数分裂过程中的行为很相似。条染色体上可能有许多个基因。（-）技能训练不同的基因也许是D N A长链上的 个个片段。（三）练习基础题l.D o2.B o拓展题1.这些生物的体细胞中的染色体虽然减少一半，但仍具有一整套非同源染色体。这一组染色体，携带有控制该种生物体所有
23、性状的一整套基因。2.提示：人体细胞染色体数目变异，会严重影响生殖、发育等各种生命活动，未发现其他染色体数目变异的婴儿，很可能是发生这类变异的受精卵不能发育，或在胚胎早期就死亡了的缘故。第3节伴性遗传(-)问题探讨该问题只有在学完本节内容之后，学生才能够比较全面地回答，因此，本问题具有开放性，只要求学生能够简单回答即可。1.提示：红绿色盲基因和抗维生素D佝偻病的基因位丁性染色体上，因此这两种遗传病在遗传表现I：总是和性别相联系。2.提示：红绿色盲基因和抗维生素D佝偻病基因尽管都位于X染色体上，但红绿色盲基因为隐性基因，而抗维生素D佝偻病基因为显性基因，因此，这两种遗传病与性别关联的表现不相同，
24、红绿色盲表现为男性多于女性，而抗维生素D佝偻病则表现为女性多于男性。(-)资料分析1 .红绿色盲基因位于X染色体上。2.红绿色盲基因是隐性基因。(三)练习基础题l.C 2.3.C 4.(1)A aX B X b(妇)，A aX B Y (夫)。(2)既不患白化病也不患红绿色盲的孩子的基因型：A A X B X B,A A X B X b,A aX B X B,A aX B X b,A aX B Y,A A X B Y o拓展题提示：雌果蝇卵原细胞减数分裂过程中，在2 0 0 0 3 0 0 0个细胞中，有一次发生了差错、两条X染色体不分离，结果产生的卵细胞中，或者含有两条X染色体，或者不含X染
25、色体。如果含X w X w卵细胞与含丫的精子受精，产生X w X w Y的个体为白眼雌果蝇，如果不含X的卵细胞与含X w的精子受精，产生O X w的个体为红眼雄果蝇，这样就可以解释上述现象。可以用显微镜检查细胞中的染色体，如果在上述杂交中的子一代出现的那只白眼雌果蝇中找到丫染色体，在那只红眼雄果蝇中找不到丫染色体，就可以证明解释是正确的。自我检测的答案和提示一、概念检测判断题1.X。2.3.X。4.5.X。选择题1.C,2.C 3.B 4.A (该显性基因位于X染色体上)。5.C o二、知识迁移1.设红绿色盲基因为b,那 么(1)XbY：XBXB,XBXb。(2)1/4.2.(1)表现型正常的
26、夫妇，后代均正常；夫妇一方是患者，子女有1/2为患者。(2)选择生男孩。(3)不携带。一对等位基因中，只要有一个是显性致病基因，就会表现为患者(真实遗传)。3.是父方，可能是在减数分裂第二次分裂中，复制的丫染色体没有分开，产生了含有YY的精子。三、技能应用减数分裂有丝分裂不同点(1)染色体复制一次，细胞连续分裂两次。(2)同源染色体在第次分裂中发生联会(并且出现四分体及非姐妹染色单体的互换)。(3)分裂后形成4个精子或1个卵细胞。(4)分裂后，子细胞中染色体的数目减少一半。(1)染色体复制一次，细胞分裂一次。(2)无同源染色体联会等行为。(3)分裂后形成2个体细胞。(4)分裂后，子细胞中染色体
27、的数目与母细胞的相同。相同点(1)在细胞分裂过程中都有纺锤丝出现。(2)染色体在细胞分裂中都只复制一次。四、思维拓展L性别和其他性状类似，也是受遗传物质和环境共同影响的，性反转现象可能是某种环境因素，使性腺出现反转现象的缘故。子代雌雄之比是2：1。2.否。孟德尔遗传规律的细胞学基础是减数分裂中染色体的分配规律，该规律只适用于真核生物。第三章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质(-)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
28、组分中，而磷则主要存在于DNA的组分中。用14c和180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2030 min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
29、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.(X);(X)。2.C 3.1)。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儿个条件：能
30、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D N A分子的结构(一)问题探讨提示：本节的问题探讨主耍是培养学生收集资料、讨论交流的能力。(-)旁栏思考题1 .(1)当时科学界已经发现的证据有：组成D N A分子的单位是脱氧核甘酸；D N A分子是由含4种碱基的脱氧核甘酸长链构成的；(2)英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的D N A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(1 95 0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
31、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D N A结构模型；(4)奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果:腺喋吟(A)的量总是等于胸腺喀I (T)的量，鸟 噂 吟(G)的量总是等于胞嗡I定(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3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一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
32、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。1 95 2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：腺喋 吟(A)的量总是等于胸腺喘咤(T)的量，鸟 嚓 吟(G)的量总是等于胞嘴咤(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D N A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
33、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 .D N A虽然只含有4种脱氧核甘酸，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D N A储存了大量的遗传信息。2.提示：(1)靠D N A分子碱基对之间的氢键维系两条链的偶联；(2)在D N A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
34、行补充说明)。(五)练习基础题1.(1)胞嗒咤：(2)腺喋吟；(3)鸟喋吟；(4)胸腺啥嚏；(5)脱氧核糖；(6)磷酸；(7)脱氧核甘酸；(8)碱基对；(9)氢键；(1 0)一条脱氧核昔酸链的片段。2.C。3.B 。拓展题V A=T G=C.-.A+G=T+C：.A+G/(A+G+T+C)=T+C/(A+G+T+C)=5 0%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D N A双链中，任意两个不互补碱基之和恒等，并为碱基总数的5 0 q第3节D N A的复制(-)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
35、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）。（-）旁栏思考题提示：本实验是根据半保留复制原理和D N A密度的变化来设计的。在本实验中根据试管中D N A带所在的位置就可以区分亲代与子代的D N A 了。（三）练习基础题1 .腺喋吟脱氧核甘酸，鸟噂吟脱氧核甘酸，胞嗒咤脱氧核甘酸和胸腺嘴陡脱氧核苜酸。2.模板、原料、能量、酸，双螺旋，碱基
36、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D N A片段（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。（-）资料分析1 .生物体的D N A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D N A分子的碱基总数。这说明基因是D N A的片段，基因不是连续分布在D N A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
37、等。3 .基因是有遗传效应的D N A片段。（三）探究1 .碱基排列顺序的千变万化，构成了 D N A分子的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每一个D N A分子的特异性。D N A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D N A分子中，核甘酸序列多样性表现为每个人的D N A几乎不可能完全相同，因此，D N A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）X.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
38、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D N A片段都是基因，只有具有遗传效应的D N A片段才是基因。2.提示：D N A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D N A这两个概念等同使用，因此在具体情况中，要留意区分。自我检测的答案和提示一、概念检测判断题1.X。2.X。3.X.4.X。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，D N A碱基序列的一致性
39、越高，说明在生物进化过程中，D N A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（-）问题探讨提示：此节问题探讨意在引导学生思考D N A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D N A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D N A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D N A分子来使灭绝的生物复活仍是难以做到的。（-）思考与讨论一-L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，
40、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R N A的碱基序列，与作为模板的D N A单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系，与D N A双链间碱基互补配对不同的是，R N A链中与D N A链的A配对的是U,不是T；与D N A另一条链的碱基序列基本相同，只 是D N A链 上T的位置，R N A链上是U.（三）思考与讨论二1.最多能编码1 6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：甲硫氨酸一谷氨酸一丙氨酸一半胱氨酸一脯氨酸一丝氨酸一赖氨酸一脯氨酸。2.提示：这是一道开放性较强的题，答案
41、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粽，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，儿种不同的密码子都编码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4 6的表示方法来绘制。2 .提示：根据m R N A的碱基序列和密码子表就可
42、以写出肽链的氨基酸序列。（六）想像空间D N A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。D N A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.TG C C TA G A A；UG C C UA G A A；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
43、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？（-）资料分析L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RN A 流向D N A、从 RN A 流向RN A 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
44、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、p H 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）X；（2）X；（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
45、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 3 节遗传密码的破译（选学）
46、（一）问题探讨1.翻译成英文是：W h e r e a r e g e n e s l o c a t e d（二）思考与讨论1 .当图中D N A 的第三个碱基（T）发生改变时，如果密码是非重叠的，将影响1 个氨基酸；如果密码是重叠的，将影响3个氨基酸。2 .提示：先写出改变后的碱基序列，再按照非重叠阅读的方式和重叠阅读的方式分别写出其对应的氨基酸序列，分别与原序列编码的氨基酸序列进行比较就可得出答案。（三）旁栏思考题1 .细胞中原有的m R N A 会作为合成蛋白质的模板干扰实验结果，细胞中原有的D N A 可能作为m R N A 合成的模板，而新合成的m R N A 也会干扰实验结果，因
47、此需要除去细胞提取液中的D N A 和m R N A。2 .作为对照实验的试管中，所有成分都与实验组的试管相同，但是不加入多聚尿喘咤核甘酸。（四）练习基础题l.Do2.提示：可以从密码间有无分隔符、长度是否固定、阅读方式是否重叠、密码所采用的符号等多方面进行比较。拓展题克里克通过研究碱基的改变对蛋白质合成的影响推断遗传密码的性质，这种方法不需要理解蛋白质合成的过程，就能推断出密码子的总体特征，但是证据相对间接，并且工作量大。尼伦伯格通过建立蛋白质体外合成系统，直接破解了遗传密码的对应规则，这种方法快速、直接，但是这种方法的建立需要首先了解细胞中蛋白质合成所需要的条件。自我检测的答案和提示一、概
48、念检测填表题DNA双链1CGT2GCAIIIK.X AGCAtRNACGU氨基酸丙 氨 酸（密码子为GCA）选择题l.Do2.Do3.A o4.Co识图作答题（1）氢键断裂；解旋酶；能量。（2）A CUGA A；转录。（3）2o（4）碱基互补配对。画概念图二、知识迁移核糖体、I R N A和m R N A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I R N A与m R N A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俏感染而引起的疾病。三、技能应用L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
49、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，而不能得到确定的碱基序列。四、思维拓展1.C o2.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：D N A分子携带的遗传信息发生了改变。但由于密码的简并性，D N A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
50、论一1.图中谷氨酸发生了改变，变成了缴氨酸。2.提示：可查看教材表4-1,2 0种氨基酸的密码子表。蛋白质正常异常氨基酸谷氨酸缀氨酸ttmRNAG国AG回ATtDNACTTCTGAAG回A3 .能够遗传。突变后的D N A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）思考与讨论二1.2 2 3种精子；2 2 3种卵细胞。2.需要有2 46+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