必修二遗传与进化/必修2《遗传与进化》教案全集

第2节 基因在染色体上
一、 教学目标
⑴ 知识方面
1.说出基因位于染色体上的理论假说和实验证据。
2.运用有关基因和染色体的知识阐明孟德尔遗传规律的实质。
⑵ 情感态度与价值观方面
认同科学研究需要丰富的想像力，大胆质疑和勤奋实践的精神，以及对科学的热爱。
⑶ 能力方面
尝试运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上。
二、教学重点和难点
1.教学重点
（1）基因位于染色体上的理论假说和实验证据。
（2）孟德尔遗传规律的现代解释。
2.教学难点
（1）运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上。
（2）基因位于染色体上的实验证据。
三、教学方法
列表比较法、对话法、探究法
四、课时安排
2
五、教学过程
教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图
问题探讨 引导学生阅读“问题探讨”一栏的内容，进行思考和讨论。〖提示〗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。 一条染色体上可能有许多个基因。 阅读思考 引入新课
一、萨顿的假说思考与讨论P28 基因和染色体行为存在着明显的平行关系：基因染色体在配子形成和受精时保持完整性和独立性保持相对稳定的形态结构在细胞的存在方式在配子中，成对中的一个在体细胞中，成对存在同左体细胞中的来源一个来自父方，一个来自母方同左形成配子时的行为非等位基因自由组合非同源染色体自由组合老师引导学生思考填图 阅读思考回答填表思考填图 学生亲自实践萨顿假说的发现过程，体会成功的喜悦体会萨顿假说
类比推理 引导学生阅读，理解类比推理 阅读理解 学生学会类比推理
二、基因位于染色体的实验证据 引导学生提出问题并讨论作答。（如果学生的学习有困难，教师可引导学生对如下问题进行分析解释。）
1.根据哪一个杂交组合判断出果蝇的显性性状？为什么？
2.果蝇的白眼性状遗传有什么特点？是否与性别有关？
3.如果控制果蝇眼色的基因用字母W表示，而且它位于X染色体上，你能用基因W和X染色体写出摩尔根的两组果蝇杂交实验的遗传图解吗？
4.如果你是摩尔根，你将如何解释果蝇白眼性状的遗传？
5.需要设计一个测交实验来验证你的解释吗？为什么？如何设计？〖板图〗证据： 果蝇的限性遗传 红眼 XWXW X 白眼XwY XW Y 红眼 XWXw 红眼XWXW ：红眼XWXw：红眼XW Y：白眼XwY ①一条染色体上有许多个基因；②基因在染色体上呈线性排列。 依据实验现象提出问题（或依据教师的引导提问）、思考、讨论、作答、写出相关的遗传图解。 经过分析、推理，培养学习能力，认同基因在染色体上。
第2课时 介绍现代分子生物学技术的研究成果。 阅读听讲 认同基因位于染色体上，基因在染色体上呈线性排列。
三、孟德尔遗传规律的现代解释 ①分离定律：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离，独立地随配子遗传给后代。②自由组合定律：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 学生画图解释 教学生把抽象化形象
技能训练 〖提示〗不同的基因也许是DNA长链上的一个个片段。 阅读思考 知识迁移
总结 再次强调孟德尔遗传定律的现代解释 总结巩固
作业 练习一二 思考回答 学以致用
惠来慈云实验中学 绿竹三思笑 第 2 页 共 2 页第四章 基因的表达 第3节 传密码的破译（选学）
一、教学目标
1. 知识方面
⑴说出遗传密码的阅读方式。
⑵说出遗传密码的破译过程。
二、教学重点和难点
1.教学重点
遗传密码的破译过程。
2.教学难点
尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验。
三、教学方法
讨论法、 演讲法
四、教学课时
1
五、教学过程
教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图
（一）问题探讨 〖提示〗翻译成英文是：Where are genes located 阅读思考回答 引入新课
一、遗传密码的阅读方式(二)思考与讨论克里克的证据 〖提示〗1.当图中DNA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.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。①插入1、22个时插入点后面全变；3种，4种。②插入3个时，只有1个变；有5个变。教师讲述。 阅读思考回答听讲思考回答 培养学生的讨论思考能力学习设计实验思路
二、遗传密码对应规则的发现（三）旁栏思考题 〖讲述〗教材中安排了蛋白质体外合成的实验示意图，意在帮助学生理解这个实验的设计思路。作为示意图，它只画出了4种氨基酸。实际实验中，测试的是组成蛋白质的20种氨基酸。在这20种氨基酸中，只有加入了苯丙氨酸的试管才出现多聚苯丙氨酸的肽链。教材中的旁栏思考题意在让学生学会科学实验中对照组的设置。只有对照设置正确，实验结果才无懈可击。在这个实验中，加入的多聚尿嘧啶核苷酸实际上起到了mRNA的作用，再结合克里克得出的3个碱基决定1个氨基酸的实验结论，苯丙氨酸对应的密码子就应是UUU。同理，如果分别加入多聚腺嘌呤核苷酸(polyA)、多聚胞嘧啶核苷酸(polyC)、多聚鸟嘌呤核苷酸(polyG)，在蛋白质体外合成系统中分别出现了多聚赖氨酸、多聚脯氨酸和多聚甘氨酸，则可推出与赖氨酸对应的密码子应是AAA，与脯氨酸对应的密码子应是CCC，与甘氨酸对应的密码子应是GGG。引导学生按旁兰思考题目阅读思考〖提示〗1.细胞中原有的mRNA会作为合成蛋白质的模板干扰实验结果，细胞中原有的DNA可能作为mRNA合成的模板，而新合成的mRNA也会干扰实验结果，因此需要除去细胞提取液中的DNA和mRNA。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，但是不加入多聚尿嘧啶核苷酸。 阅读思考回答 学习实验设计实验
作业 练习一二
小结 略
惠来慈云实验中学 绿竹三思笑 2第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）
一、教学目标
⑴ 知识方面
1.阐明孟德尔的两对相对性状的杂交实验及自由组合定律
2.说出基因型、表现型和等位基因的含义。
⑵ 情感态度与价值观方面
分析孟德尔遗传实验获得成功的原因。
⑶ 能力方面
1、孟德尔对自由组合现象的解释及杂交试验分析图解
2、对自由组合现象解释的验证――测交试验及其图解
二、教学重点和难点
1.教学重点
（1）对自由组合现象的解释，阐明自由组合定律。
（2）分析孟德尔遗传实验获得成功的原因。
2.教学难点
（1）对自由组合现象的解释。
三、教学方法
归纳法、讨论法、师生互动法及讲授法等
四、教学课时
2
五、教学过程
教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图
引言 〖引入〗以“问题探讨”引入。〖提示〗可以通过水稻杂交育种等实例，使学生自然地认识到任何生物都不止表现一种性状，后代表现的特征可以是两个亲本性状组合的结果。进一步地思考讨论，双亲的性状是遵循什么规律进行组合、传递给后代的？在育种实践中人类如何获得所需的性状组合？ 阅读思考讨论回答 引起思考注意，引入新课。
一、两对相对性状的杂交实验 〖问〗一对相对性状的遗传——影响其他相对性状？孟德尔两对相对性状的杂交实验是怎样设计的？〖讲述〗教师以挂图和学生的回答讲述：一、两对相对性状的杂交实验（一）实验现象1、杂交P：黄色、圆粒 X 绿色、皱粒 （种子） （种子） （植株） （植株） F1： （受精卵） 黄色、圆粒（种子、100%） 2、F1自交：黄色、圆粒（种子时的F1） （即：黄、圆 X 黄、圆） 同植株卵子 精子 F2： 种子 黄色圆粒 、绿色圆粒、黄色皱粒、绿色皱粒 315 108 102 32 （ ≈ 9 ： 3 ： 3 ： 1 ）（二）数据分析 1、分析每对性状的F2：①粒色：黄/绿 = 315+101 / 108+32 ≈ 3：1 ②粒形：圆/皱 =315+108 / 101+32 ≈ 3：1 2、结论：1）每对相对性状的遗传仍遵循分离定律； 2）两对相对性状遗传时，遗传因子互不干扰。 阅读P9～P10第三段，思考时提出的问题。 以旧学新
二、对自由组合现象的解释 二、对自由组合现象的解释 1、杂交：纯黄、圆 X 绿、皱 P基因型（YYRR） （yyrr） 配子： YR yr F1： YyRr （黄色圆粒——种子） 2、F1自交 植株 F1配子：♀YR yR Yr yr （每对遗传因 ♂ 1/4 1/4 1/4 1/4 子彼此分离， YR 不同对的遗传 yR 因子可以自由 Yr 组合） YrF2：YR（1/4）yR（1/4）Yr（1/4）yr（1/4）YR （1/4YYRRYyRRYYRrYyRryR 1/4YyRRyyRRYyRryyRrYr 1/4YYRrYyRrYYrrYyrryr 1/4YyRryyRrYyrryyrrF2基因型则有：至少有一Y一R黄圆 （前显后显） （9/16）： Y_R_：YYRR （1/16） YyRR （2/16） YYRr （2/16） YyRr （4/16）二yy有R： yyR（前隐后显）绿圆 _：（3/16）yyRR （1/16） yyRr （2/16） 有Y两rr： Y_rr（前显后隐）黄皱： （3/16）YYrr （1/16） Yyrr （2/16） 两yy两rr： yy rr（前隐后隐）绿皱： （1/16）yyrr （1/16） 〖提示〗从数学角度看，（3∶1）2的展开式为9∶3∶3∶1，即9∶3∶3∶1的比例可以表示为两个3∶1的乘积。对于两对相对性状的遗传结果，如果对每一对性状进行单独的分析，如单纯考虑圆和皱或黄和绿一对相对性状遗传时，其性状的数量比是圆粒∶皱粒=（315+108）∶（101+32）=3∶1；黄色∶绿色=（315+101）∶（108+32）=3∶1。即每对性状的遗传都遵循了分离定律。这无疑说明两对相对性状的遗传结果可以表示为它们各自遗传结果的乘积，即9∶3∶3∶1来自于（3∶1）2。 思考为什么会出现1/16、2/16、4/16…（分离定律）思考 “旁兰思考题”并回答。 学会棋盘法和分离法
（第2课时）三、对自由组合现象解释的验证——测交 1、亲本：（F1种子）黄圆 X 绿皱 设计： （YyRr） （yyrr） 植株 配子 YR yR Yr yr yr （1/4） （1/4）（1/4） （1/4） 100% YyRr yyRr Yyrr yyrr 1/4 1/4 1/4 1/4 黄圆、 绿圆、 黄皱 绿皱 1 1 1 1测交后代实际：31 27 26 26（F1作母本） 24 22 25 26（F1作父本）结论：测交有4种（1：1：1：1）的后代，说明F1产生4种（1：1：1：1）的配子，细胞二对遗传因子进行自由组合。 板出测交实验的过程，看表1－2，想一想预测与实验是否符合。 学及时用，巩固所学知识
四、自由组合定律 〖板书〗控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。 总结孟德尔第二定律 共同总结，印象深刻。
五、孟德尔实验方法的启示——成功的原因： 〖提示〗1.豌豆适于作杂交实验材料的优点有：（1）具有稳定的易于区分的相对性状；（2）豌豆严格自花受粉，在自然状态下可以获得纯种，纯种杂交获得杂合子；（3）花比较大，易于做人工杂交实验。孟德尔正是因为选用了豌豆做杂交实验，才能有效地从单一性状到多对性状研究生物遗传的基本规律，才能对遗传实验结果进行量化统计，所以科学地选择实验材料是科学研究取得成功的重要保障之一。2.如果孟德尔只是研究多对相对性状的遗传，很难从数学统计中发现遗传规律，因为如果研究n对相对性状，将会有2n个性状组合，这是很难统计的，也很难从数学统计中发现问题，揭示生物的遗传规律。这也是前人在遗传杂交实验中留下的经验与教训，孟德尔恰恰借鉴了前人的遗传研究经验，改变实验方法，从简单到复杂地进行观察、统计、分析实验结果，从而发现问题、提出假说、实验验证、得出结论。3.很难。因为通过统计，孟德尔发现了生物性状的遗传在数量上呈现一定数学比例，这引发他揭示其实质的兴趣。同时这也使孟德尔意识到数学概率，也适用于生物遗传的研究，从而将数学的方法引入对遗传实验结果的处理和分析。4.作为一种正确的假说，不仅能解释已有的实验结果，还应该能够预测另一些实验结果。可参考教科书对“假说—演绎法”的解释。5.（1）扎实的知识基础和对科学的热爱。孟德尔在维也纳大学进修学习时，通过对自然科学的学习，使他具有生物类型是可变的，可以通过杂交产生新的生物类型等进化思想。同时孟德尔还学习数学，使他受到“数学方法可以应用于各门自然科学之中”的思想影响，产生应用数学方法解决遗传学问题的想法，使孟德尔成为第一个认识到概率原理能用于预测遗传杂交实验结果的科学家。（2）严谨的科学态度。从观察遗传现象出发，提出问题，作出假设，然后设计实验验证假设的研究方法。（3）勤于实践。进行了8年的研究，统计分析。（4）敢于向传统挑战。提出了“颗粒性遗传”的思想。总结：1、选材准确——自花传粉中闭花传粉的自然纯种豌豆；①人工传粉杂交后可避免外来花粉干扰，结果可靠②豌豆有多对易于区分的相对性状（高-矮；圆粒-皱粒；）2、研究方法恰当——先对一对相对性状进行遗传研究，后多对相对-，设计测交实验进行验证；3、利用统计学进行分析； 思考“讨论”并讨论、回答。 培养学生认真思考和合作精神；也让他们体会孟德尔的成功原因。
六、孟德尔遗传规律的再发现 1、基因——控制生物体性状的基本单位---。2、表现型——生物个体表现出来的性状。如高度（高茎、矮茎）3、基因型——与表现型有关的基因的基因组成。 如DD、Dd——高茎 dd————矮茎 4、等位基因——控制相对性状的基因（D——d）〖提示〗性状表现＝遗传因子组成＋环境条件 学生思考：基因型能完全决定表现行吗？举例说明。 学生踏实掌握概念，理解概念间的关系
七、分离规律实验现象与遗传题解题 1、高 X 矮——高 亲本杂交（AA X aa）； 2、F1高X F1矮——高3：矮1 亲本杂合子自交（Aa X Aa）； 3、F1高 X 矮——高1：矮1 亲本测交（Aa X aa ） 培养学生的备考意识
大田一中高二生物张皮凤 第 4 页 共 4 页第七章 现代生物进化理论 第2节 现代生物进化理论的主要内容
一、教学目标
1. 知识方面
⑴解释种群、种群基因库、基因频率等概念。
⑵说明现代生物进化理论的主要内容。
⑶举例说明共同进化和生物多样性形成的原因。
2. 情感态度与价值观方面
⑴形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念。
3. 能力方面
⑴运用数学方法讨论种群基因频率的变化。
⑵运用生物进化观点解释一些生物现象。
二、教学重点和难点
1.教学重点
（1）种群、物种、基因频率、隔离等概念。
（2）突变和基因重组、自然选择、隔离在生物进化过程中的作用。
2.教学难点
（1）基因频率的概念。
（2）自然选择对种群基因频率的影响。
（3）隔离在物种形成中的作用。
三、教学方法
问题导学法、讲授法、 直观法
四、教学课时
4课时
五、教学过程
教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图
第1课时 一、种群基因频率的改变与生物进化
问题探讨 引导组织学生回答〖提示〗一个基因所控制的性状，对个体生存和繁殖后代的贡献越大，拥有该基因的个体就可能越多。 思考讨论
⑴种群是生物进化的基本单位种群和物种基因库和基因频率计算基因频率思考与讨论 上节课我们学习了达尔文自然选择学说的主要观点，下面请同学们依据该学说的基本观点，分析下面的情境：情景1：如果在灰色翅（基因型为aa）昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（Aa）的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。〖问〗根据达尔文“适者生存、不适者淘汰”的观点，该绿色个体能被选择下来吗？如果该绿色基因能很好的生活下来，他体内的A基因怎样才能传递给后代？〖总结性讲述〗讨论发现，出现有利变异个体内的有利基因只有在群体中，通过有性生殖才能世代延续，另外有利变异个体的后代不一定能真实遗传。因此，研究生物的进化，仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还需要研究群体的基因组成的变化，这个群体就是种群。〖问〗怎样的一群生物个体可以称为种群呢？一个生物的“种”或“物种”与种群又有什么区别呢？〖问〗性状是由基因控制的，研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化呢？由此人们提出基因库和基因频率的概念。什么是基因库？基因频率的含义是什么？某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因位a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%、那么A、a的基因频率是多少？〖提示〗1.（1）A配子占60%，a配子占40%。（2）子代基因型频率：AA占36%；Aa占48%；aa占16%。（3）子代种群的基因频率：A占60%；a占40%。（4）填表略。种群的基因频率会同子一代一样。2.对自然界的种群来说，这五个条件不可能同时都成立。例如，翅色与环境色彩较一致的，被天敌发现的机会就少些。3.突变产生新的基因会使种群的基因频率发生变化。基因A2的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益的还是有害的。 思考回答只有通过有性生殖，才能将基因传给子代，将基因A保留下来。物种可以分布在自然界不同的区域，只有在可以发生随机交配、繁衍，使基因能够世代传递的一定区域内的同种全部个体的集合才是一个种群。 体会对自然选择学说的修正是必然的。使学生初步了解，研究生物的进化需要研究群体的基因组成及其变化。理解种群的概念。理解基因库和基因频率的概念。使学生学会计算基因频率的方法
⑵突变和基因重组为生物进化提供原材料 1、回忆变异类型 ________变异 突变 ________ ________ ________ ________2、所有的变异都能导致基因频率的变化吗？只有________________________________。3、突变和基因重组对于种群遗传组成的改变一样吗？为什么？________。因为只有________才能出现新基因，才能丰富基因库，改变基因频率。________可以增加基因型的种类。4、在自然情况下，突变的频率很低，且多数有害，对生物进化有重要意义吗？例如：每个果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10-5。若有一个中等数量的果蝇种群(约有108个个体)，请同学们计算出每一代出现的基因突变数是多少 基因突变数是________________________这说明种群中每代产生的基因突变的数量是很大的，并通过繁殖得到积累，成为基因频率改变的基础。而且突变的有利或有害并不是绝对的，它取决于生物的________。5、突变和基因重组产生的变异有方向吗？由于突变和基因重组都是________、________，因此它们只是提供了________，不能决定生物进化的方向。
探究 〖提示〗1.树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率，这是因为许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。2.是表现型。比如，天敌看到的是桦尺蠖的体色而不是控制体色的基因。
三、自然选择决定生物进化的方向
典型例题：例：中心血防站调查了1788个MN血型的人，其中397人是M型(LMLM)，861人是MN型(LMLN)，530人是N型(LNLN)，请分别计算LM和LN的基因频率。 解析：本题考查基因频率的计算方法。据题意可知，M型者含有两个LM基因，MN型者含有一个LM和一个LN基因，N型者含有两个LN基因。故本题应如此计算LM%=（2×397+861）/2×1788×100%=46.3%LN%=（861+2×530）/2×1788×100%=53.7%例2、根据现代生物进化理论．判断下列说法正确的是（ ） A．研究物种的迁徙规律，关键是研究一对雌雄个体的迁徙行为 B．研究物种间的差异，关键是研究它们能否交配产生后代 C．生物进化的过程，实质是基因频率变化的过程 D．生物进化的方向．决定于生物变异的方向解析：现代生物进化理论认为，种群是生物进化的基本单位，因此研究的着眼点是种群，而不是个体。生物进化的过程实质就是种群基因频率变化的过程。生物进化的方向是由自然选择决定而非生物变异的方向决定，本题考查了对现代生物进化理论的理解。答案：C【自我诊断】基础题1、下列哪项属于种群（　　　）A、一个池塘中所有鱼类　　　　　　　 B、一块稻田里的所有昆虫C、一片草地的所有蒲公英　　　　　　D、分散在各湖泊、河流的鲤鱼2．(1)已知人眼的褐色(A)对蓝色(a)是显性。在一个30000人的人群中，蓝眼人3600人，褐眼人26400人，其中纯合体有1200人。那么，在这个人群中A和a的基因频率为( )A、0.64和0.36 B、0.36和0.64　　C、0.50和0.50 D、0.82和0.18(2)种群的基因频率总是_________________的，其原因是( )A、自然选择 B、自然选择和遗传漂变C、自然选择、遗传漂变和迁移 D、自然选择、遗传漂变、迁移、突变等(3)若一个种群中，某一性状的出现频率增加，这很可能( )A、这个性状对环境具有很强的适应性 B、该群体中具此性状的纯合体多C、这个性状的出现是由环境条件引起的D、控制这个性状的基因为隐性3．(1)马(2N=64)和驴(2N=62)杂交能产生后代称为骡子，能够正常发育，但不能生育，这种情况称之为( )A、杂交育种 B、人工诱变 C、基因重组 D、生殖隔离(2)产生这种情况的原因主要是( )A、染色体结构发生变化 B、马和驴的遗传物质有本质的区别C、发生突变 D、减数分裂过程中联会紊乱4.现代生物进化理论认为：种群是生物进化的基本单位，突变和重组、选择、隔离是新物种形成的基本环节。其中新物种的形成的必要条件是( )A、基因突变 B、选择 C、生殖隔离 D、物种变化5.华南虎和东北虎两个亚种的形成是因为( )A、地理隔离的结果 B、生殖隔离的结果C、地理隔离和生殖隔离的结构 D、基因突变和基因重组的结果6.用生物进化论的观点解释病菌的抗药性不断增强的原因是（　　　）（多选）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，生存下来的个体都是抗药能力强的D、病菌中原来就的抗药性强的个体，在使用抗菌素的过程中淘汰了抗药性弱的个体7.据科学考察，海洋生物比陆地生物的进化速度缓慢，其原因是（　　　）A.海洋生物比陆地生物低等B、海洋环境相对稳定C、海洋生物发生变异少D、海洋生物的变异个体生存机会少8．根据现代生物进化理论．判断下列说法正确的是（ ） A、生物进化的方向．决定于生物变异的方向 B、生物进化的过程，实质是基因频率变化的过程 C、研究物种间的差异，关键是研究它们能否交配产生后代 D、研究物种的迁徙规律，关键是研究一对雌雄个体的迁徙行为9、.某海岛上生活着一群昆虫，经调查翅的长度和个体数的关系如右图曲线。后来该小岛上经常刮大风，若干年后再进行调查，你认为最能代表此时情况的曲线图是（　　　）10、现代生物进化理论认为，突变和基因重组是产生进化的原材料，下列哪种变异现象不属于此类突变的范畴（ ）A．猫叫综合症 B.高茎×高茎 高茎、矮茎C.镰刀型细胞贫血症 D.二倍体×四倍体 三倍体 六倍体●拓展题11．（1）19世纪中叶以来，随着英国重工业的发展，尺蛾中黑化蛾的比例越来越高。为了研究环境改变对尺蛾种群变化的影响，1950年科学工作者在英国的两个地区利用标志重捕法进行了调查，获得如下结果：项目地区白色蛾黑化蛾释放数回收数回收率释放数回收数回收率污染区641625．0％1548253．2％非污染区3935413．7％406194．7％请回答下列问题：①自然选择是 的过程。②表中两组数据 大于 、 大于 共同支持“自然选择决定进化方向”这一论点。（2）生物20世纪50年代后，英国开始实行控制计划，大气环境污染得到了治理。请根据下图说出三者的变化关系并解释原因。12．滥用抗生素往往会导致细菌耐药性的产生。 (1)细菌抗药性变异的来源属于 。 (2)尽管在细菌菌群中天然存在抗药性基因，但是使用抗生素仍可治疗由细菌引起的感染，原因在于菌群中 。 (3)细菌耐药性的形成是抗生素对细菌进行 的结果，其内在实质是 。 (4)在抗生素的作用下，细菌往往只要一到两代就可以得到抗性纯系。而有性生殖的生物，淘汰一个原来频率较低的隐性基因，形成显性纯合子组成的种群的过程却需要很多代，原因是 。参考答案：1、C 2、（1）A（2）不断变化的 D（3）A 3、（1）D（2）D 4、C 5、A 6、CD 7、B 8、B 9、B 10、B11（1）①适者生存，不适者被淘汰 ②53．2% 25．0% 13．7% 4．7%（两组数据先后顺序可调换）（2）①由于煤烟排放量减少，SO2浓度逐年降低②由于SO2浓度降低，树干上地衣数量增多。原因是地衣对SO2敏感，因此SO2浓度降低，有利于地衣的生长。③由于地衣数量增多，黑化蛾频率逐年降低。原因是地衣颜色浅，黑化蛾易被鸟类捕食。 12、(1)基因突变 (2)有抗药性基因的个体占极少数(抗药性基因频率极低) (3)定向选择 菌群中抗药性基因频率增加 (4)隐性基因可通过杂合子保存下来
第2课时 二.隔离与物种的形成
二.隔离与物种的形成物种的概念：能在自然条件下相互交配并且产生可育后代的一群生物。隔离在物种形成中的作用3、隔离和物种形成：① 主要方式－渐变式（经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，形成新物种）一个种群 新物种产生地质变迁 多个小种群 环境变化 两种群相遇不能进行基因交流保留不同基因 种群基因频率改变 种群基因库和基因频率继续改变 两种群相遇可能进行基因交流 亚种 多个亚种 ② 不同物种间都存在 隔离，物种的形成必须经过生殖隔离时期，但不一定要经过 隔离，如爆发式：物种A 杂交 染色体加倍 杂种植物 异源多倍体（新物种）物种B 〖小结〗种群 小种群(产生许多变异) 新物种
资料分析 1.由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频率可能是不一样的。2.不一样。因为突变是随机发生的。3.不同岛屿的地形和植被条件不一样，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率朝不同的方向改变。4.不会。因为个体间有基因的交流。
旁栏思考题 最先在裸露的岩石上生长的植物往往是地衣，地衣的出现促进岩石的分解，形成土壤，为苔藓植物的生长创造条件。
技能训练 1.假说甲：红褐色鱼和金黄色鱼起源于同一种灰色鱼。假说乙：湖Ⅰ中原来只有红褐色鱼，湖Ⅱ中原来只有金黄色鱼，发洪水时，这两个湖中的鱼发生混杂在一起。2.假说甲没有考虑到隔离在物种形成中的作用，也没有考虑洪水的作用。3.这一证据支持假说乙。4.如果红褐色鱼和金黄色鱼不能杂交，或杂交后不能产生可育后代，说明它们不是一个物种。
〖作业〗 第二小节练习基础题1.（1）√；（2）√；（3）√。2.生活在峡谷北侧的种群发生了突变，由于突变的随机性，同样的突变没有发生在峡谷南侧的种群中。由于这两个种群被河流隔开，彼此没有交配的机会，也就是没有基因的交流，所以两个种群发生明显的分化，有可能演变成两个物种。拓展题提示：雄虎和雌狮杂交生出的后代是虎狮兽，雄狮和雌虎杂交生出的后代是狮虎兽。目前还没有虎狮兽和狮虎兽交配并生出可育后代的证据。对人们让虎和狮杂交生出更具观赏价值后代的做法，学生可自由发表看法。补充资料：1981年，世界首例狮虎兽诞生于法国，2001年病死。2002年8月22日，我国首例虎狮兽在南京红山动物园降生，仅7 d就夭折了。2002年9月2日，在福州国家森林公园动物乐园降生了3只虎狮兽，仅1只成活。2003年3月27日，在湖南长沙世界之窗降生了1只虎狮兽。国内还有从国外引进狮虎兽进行饲养、供游人观赏的事例。对于让虎和狮杂交的做法，有专家认为这在科学研究上价值不大，但是在商业上具有一定价值。有专家认为，对待野生珍稀动物，人类最应当做的是进行保护，让它们自然繁殖，而不是人为改变其自然繁殖体系。
目标检测选择题1.下列属于生殖隔离的是( )A．东北虎和华南虎 B．马和驴杂交后代不育C．鸟类和青蛙 D．山羊和绵羊杂交后杂种不活2.现代进化论与达尔文进化论观点不同的是( )A．可遗传的变异是生物进化的原始材料 B．自然选择决定生物进化的方向C．种群基因频率的改变是生物进化的实质 D．自然选择是环境对生物的选择3.有关物种的叙述正确的是( )① 一个种群就是一个物种 ② 具有一定的形态结构和生理功能，能相互交配且产生可育后代的一群生物个体 ③ 隔离是新物种形成的必要条件 ④ 在物种形成的过程中，地理隔离和生殖隔离是同时出现的A．①②③ B．②③ C．②④ D．①④4.新物种形成的必要条件是( )A．具有一定的形态结构和生理功能 B．产生了地理隔离C．形成了生殖隔离 D．改变了基因频率参考答案1.A 2.C 3.B 4.C
第3课时 三 共同进化与生物多样性的形成
一、共同进化 〖问〗什么是共同进化？1、共同进化的概念：___________________ _____________________________________ __________思考为什么捕食者的存在有利于增加物种多样性？2、什么是“精明的捕食者”策略___________________________ ___ __________________________ ___________________________________ ________ 阅读思考讨论回答 了解的共同进化概念理解“精明的捕食者”策略对人类利用生物资源有什么启示？
二.生物多样性产生的原因思考与讨论 〖问〗1、生物圈的形成是__________________与______________的结果，是_____________________的产物。2、生物多样性主要包括三个层次的内容：___________、___________、___________。生物多样性的形成经历了漫长的___________。3、生物进化历程的主要依据是___________。最早的生物化石是距今___________。〖提示〗1.最早出现的生物是厌氧的单细胞生物，它们生活在海洋中。2.多细胞生物大约是在寒武纪出现的，它们生活在海洋中。3.最早登陆的生物是植物，否则动物登陆后就会饿死。4.当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。5.恐龙是在中生代后期绝灭的。物种绝灭对生物多样性的影响是复杂的。恐龙的绝灭有利于哺乳动物的繁盛。 阅读思考讨论回答
三、生物进化理论在发展 1.有些学者的研究表明，基因突变对生物适应性的影响并不是非益即害或是非害即益的，而是_____________________，___________对这些突变不起作用，这些基因经过长期的积累，会导致种群间遗传物质出现较大差别。因此有人主张，决定生物进化方向的是_______________，而不是自然选择。2.更多的学者则认为_______________________________，因此，不能否认　　　　　　____________的作用。3、还有人提出物种形成并不都是___________的过程，而是种群___________与___________交替出现的过程。总之进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。 阅读思考讨论回答 让学生知道科学的发展是永无止境的
典型例题：例１、真核生物的出现在生物进化历史上具有重要的意义，这主要表现在( )①结构和功能更加完善②出现有丝分裂，为有性生殖的产生奠定基础③通过有性生殖实现了基因重组，推动了生物进化A? ①②B? ①③C? ②③D? ①②③ 解析：真核生物在生物进化历史上具有重要意义，这主要表现在以下两个方面，一是与原核细胞相比，真核细胞的结构和功能复杂得多；一是真核细胞通过有丝分裂增殖，这是减数分裂(特殊有丝分裂)的进化出现前提，即为有性生殖奠定了基础。通过有性生殖出现了基因重组，推动了生物进化。 答案：D 目标检测●基础题１、狼和鹿通过捕食与被捕食的关系,奔跑的速度都比原来快了，这是因为二者 （ ）Ａ．能量交流 B. 相互竞争 C. 趋同进化 D. 相互选择2．生态圈包括( )A、对流层、水圈、土壤圈 B、平流层、水圈上层、土壤圈C、平流层、水圈、土壤圈 D、对流层、水圈下层、土壤圈3．生物圈稳态是由于生物圈具有多层次的自动自动调节能力，其自动调节能力的基础是( )A、生物之间的食物链 B、生物的多样性C、生物之间的食物网 D、生物的适应性4、蒲公英的种子像“小伞”；窃衣的种子、果实上有刺；飞猴有“翅膀”，这些说明了（ ）a遗传和变异 b地理隔离 c生存斗争 d生物的适应性5、地球上出现需氧型生物，自养型生物，真核生物的先后顺序依次为( )A?需氧型生物，自养型生物，真核生物B?自养型生物，需氧型生物，真核生物C?自养型生物，真核生物，需氧型生物D?需氧型生物，真核生物，自养型生物　6、下列叙述中不正确的一项是（ ）Ａ、一个物种的形成或灭绝，会影响到其他若干物种的进化B、物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的C、生物多样性的形成过程，也就是新物种不断形成的过程D、捕食者的存在有利于增加物种的多样性7、有性生殖的出现加快了生物进化的步伐，原因是有性生殖（ ）A、能产生大量后代　　 　B、产生的后代成活率较高C、能出现更多的突变类型　 C、使基因重组产生更多变异类型8．在下列四种措施中能提高区域生态系统自动调节能力的是( )A、减少该生态系统内捕食者和寄生生物的数量B、增加该生态系统内各营养级生物的种类C、使该生态系统内生产者和消费者在数量上保持平衡D、减少该生态系统内的生物种类9. 下图可用达尔文的什么理论来解释（ ）A. 过度繁殖 B. 生存斗争 C. 遗传变异 D. 适者生存10 在生物进化过程中，可以定向积累微小有利变异的是（ ）A. 定向的变异和自然选择 B. 生存斗争和自然选择C. 自然选择和适者生存 D. 自然选择和遗传11、虫媒花与为其传粉的昆虫间表现出了惊人的相互适应，这一现象产生的原因是（ ）A、长期相互选择的结果 B、定向变异的结果C、偶然相遇的结果 D、用进废退的结果12、在生物的进化历程中，捕食者与被捕食者之间的关系是（ ）A、不利于被捕食者，使被捕食者数量减少B、对二者均不利，双方最终都趋向消亡C、二者得失相当，和平共处D、对两者均有利，共同进化13、对生物多样性描述，不正确一项是（ ）A、基因多样性　B、物种多样性　 C、种群多样性　D、生态系统多样性14、最早登陆的主要生物类群是（ ）　A、苔藓植物　B、蕨类植物　C、两栖动物　D、爬行动物15、突变的有利和有害是相对的，下列对这一问题的认识哪一项是不正确的（ ）　　A．突变的利与害可因生物的不同生存环境而异　　B．突变的利与害可因人类的需求不同而异　　C．有的突变对生物生存有害，但对生物进化有利D．有的突变对生物生存有利，对生物进化也有利16.与地球上最早出现的原生生物代谢方式相似的一组生物是（ ）①硝化细菌 ②乳酸菌 ③蓝藻 ④蛔虫 ⑤酵母菌A ①③ B ②④ C ②③ D ①⑤答案：ＤA BＤB BDB B CADCACB17、根据分类学的记载，现在地球上生活着的生物约有200多万种，但是每年都有新种被发现。近年来在深海中．海底3000米的深海热泉孔周围，都发现了以前没有记载的生物。这就说明，生物界的物种还待人们去继续发现。请根据以上材料分析：（1）从分子水平看，生物的性状具有多样性的直接原因是_________，根本原因是________________。（2）从遗传水平看，生物新性状的出现主要是由于_________的结果，而进行有性生殖的生物，后代的不同表现型主要是由于_________的结果。（3）从进化角度看，生物物种的多样性主要是由于_____________________。（4）现代生物学研究表明，通过_________技术也可以定向创造出动植物的新品种和微生物的新类型。答案：（1）蛋白质多样性 DNA的多样性 （2）基因突变 基因重组 （3）环境的多样性及变异、选择、遗传、隔离综合作用的结果 （4）现代生物工程18、中性突变理论认为，基因突变对生物适应性的影响并不是非益即害或是非害即益的，而是　　　　　　　　　　　，　　　　　　对这些突变不起作用，这些基因经过长期的积累，会导致种群间遗传物质出现较大差别。　答案：大量的基因突变是中性的 自然选择（4）DDT对家蝇的抗性的产生所起的作用称为_________。答案：（l）96％ （2）自然选择 （3）生存斗争 （4）选择
作业一基础题二拓展题 〖提示〗1.（1）√；（2）×；（3）×。2.C。3.有性生殖的出现，使基因重组得以实现，增加了生物变异的多样性，因而使生物进化的速度明显加快。1.假如那样，生物界纷繁复杂的现象就很难用统一的观点和理论来解释，作为生物学基本观点之一的进化观点将难以建立，生物学就不可能形成现在这样一个科学的框架体系，学习生物学将缺少基本观点和方法的指导和统领。2.生态指的是生物与环境的相互关系，进化指的是生物界的历史演变；如果把进化看做由各种生物表演的一部历史剧，那么，上演这部历史剧的舞台就是生物与环境之间复杂的相互关系。物种进化的表演受舞台背景的制约，舞台背景也要与上演的内容相协调。
小结 略
教学后记
〖本章小结〗
第七章 进化论
拉马克 ： 用进废退、获得性遗传
达尔文 ： 适者生存，不适者淘汰（自然选择学说）
基本单位：种群
实质：基因频率的改变
原材料：突变与重组
现代进化理论 形成物种 决定方向：自然选择
必要条件：隔离
生物多样性：基因、物种、生态系统
协同论（残酷竞争VS协同进化） 中性学说（偶然VS必然）
补充 间断平衡（渐进VS突进） 灾变论（渐灭VS突灭）
一、生物进化
研究生物界历史发展的一般规律，如
①生物界的产生与发展：生命、物种、人类起源
②进化机制与理论：遗传、变异、方向、速率
③进化与环境的关系
④进化论的历史：流派与论点
二、现代进化理论的由来
1．神创论 + 物种不变论（上帝造物说）
2． 法国 拉马克 1809年《动物哲学》
①生物由古老生物进化而来的 ②由低等到高等逐渐进化的
③生物各种适应性特征的形成是由于用进废退与获得性遗传。
3．英国 达尔文 1859年《物种起源》自然选择学说
过度繁殖与群体的恒定性 + 有限的生活条件
生存斗争 + 遗传和变异
自然选择即适者生存 + 获得性遗传
新类型生物
4．现代进化理论：以自然选择学说为核心内容
三、现代进化理论的内容
突变 等位基因 有性生殖 基因重组 不定向变异 选择 微小有利变异
多次选择、遗传积累 显著有利变异 基因频率的改变 新物种 定向进化
基本观点：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质是种群基因频率的改变。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，自然选择使种群的基因频率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。
4．物种：能在自然条件下相互交配并且产生可育后代的一群生物。
种群 小种群(产生许多变异） 新物种
现代生物进化理论简介
一、现代生物进化理论的基础－自然选择学说
达尔文认为长颈鹿的进化原因是：长颈鹿产生的后代超过环境承受能力（过度繁殖）；
它们都要吃树叶而树叶不够吃（生存斗争）；它们有颈长和颈短的差异（遗传变异）；
颈长的能吃到树叶生存下来，颈短的因吃不到树叶而最终饿死了（适者生存）。
二、现代生物进化理论：
1、 理论核心：达尔文的
2、 基本观点：
3、新物种形成的基本环节 自然选择
〖难点突破〗
1、深刻理解种群
实例 项目 时空条件 组成和数量 生殖和遗传组成
实例1：实例2： 一片森林一个池塘 全部灰喜鹊全部鲤鱼 相互交配交流基因
共性 一定的自然区域 种生物个体的 群体所含 基因
概念 种群
2、基因频率
概念：某种基因在某个种群中出现的频率。
引起基因频率改变的因素主要有三个：选择、遗传漂变和迁移。
获得：通过 的方法。
计算：
（1） 基因频率＝某种基因的数目／该基因的等位基因的总数
基因型频率＝特定基因型的个体／总个体数
（2） 基因频率的计算方法：例如，从某种种群中随机抽出100个个体测知基因型为AA、Aa、aa的个体分别为30、60和10。
1 通过基因型计算： P(A)=(2×AA+Aa)/2N
q(a)=(2×aa+Aa)/2N = 1—P(A)
A基因频率＝（2× + ）÷2× = %, a基因频率＝ =
② 通过基因型频率计算：一个等位基因的频率等于它的纯合子频率与1/2杂合子频率之和。
P(A)= AA%+1/2 Aa% q(a)= aa%+1/2Aa% = 1—P(A)
AA基因型频率为30/100=0.3，Aa基因型频率为60/100=0.6；aa基因型频率为10/100=0.1；则A基因频率＝ =
（3） 基因型AA频率= P2(A) 基因型aa频率= q2(a)
基因型Aa频率= 2× P (A)×q(a) = 1—P2(A) —q2(a)
（4）种群中一对等位基因的频率之和等于1，种群中基因型频率之和等于1。
4、关于杀虫剂与抗药性：
开始使用杀虫剂时，对某种害虫效果显著，但随着杀虫剂的继续使用，该种害虫表现出越来越强的抗药性。实验中证明，害虫种群中原来就存在具有抗药性的个体，分析:
（1）害虫种群中个体的抗药性的 体现了生物的变异一般是 的。
（2）杀虫剂的使用对害虫起了 作用，而这种作用是 的。
（3）害虫抗药性的增强说明了害虫种群中的 发生了变化,这是通过害虫与杀虫剂之间的 来实现的。
高考例题
1、（04．江苏）镰刀型细胞贫血症是一种遗传病，隐性纯合子（aa）的患者不到成年就会死亡，
可见这种突变基因在自然选择的压力下容易被淘汰。但是在非洲流行恶性疟疾（一种死亡率很
高的疾病）的地区，带有这一突变基因的人（Aa）很多，频率也很稳定。对此现象合理解释是
A．杂合子不易感染疟疾，显性纯合子易感染疟疾
B．杂合子易感染疟疾，显性纯合子不易感染疟疾
C．杂合子不易感染疟疾，显性纯合子也不易感染疟疾
D．杂合子易感染疟疾，显性纯合子也易感染疟疾
2、(04. 江苏 多选)种群是指生活在同一地点的同种生物的一群个体。种群中的个体通过繁殖
将各自的基因传递给后代。下列叙述正确的有
A．自然选择使种群基因频率发生定向改变 B．种群基因频率的改变导致生物进化
C．种群通过个体的进化而进化 D．种群通过地理隔离可能达到生殖隔离
3、（03．广东）一般地说，干旱条件下育成的作物品种，适于在干旱地区种植；潮湿条件下育成的作物品种，适于在潮湿地区种植。在这里，干旱和潮湿条件所起的作用是
A．诱发基因突变 B．引起染色体变异 C．选择基因型 D．导致基因重组
4、（03．广东 多选）下列说法符合达尔文自然选择学说的是
　A．生存斗争仅指种内斗争 B.不遗传的变异在进化上是有意义的
　C．生存斗争是生物进化的动力 D.自然选择决定生物进化的方向
5、（02．广东）达尔文自然选择学说未能解释的是
A. 生物进化的原因 B. 现存生物适应性的原因
C. 生物多样性的原因 D. 生物不定向变异的原因
6、（01．广东 多选）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
7、（00．广东）对生物进化的方向起决定作用的是　　
　 A．基因重组　　 　B．基因突变 C．染色体变异　　　 D．自然选择
8、（99．广东）自然选择是指
A. 生物繁殖能力超越生存环境的承受力 B. 生物的过度繁殖引起生存斗争
C. 在生存斗争中适者生存 D. 遗传使微小有利变异得到积累和加强
9、（02.上海）
42、（3）
假设某地区人群中每10000人当中有一个白化病患者，若一女性患者与该地一个表现正常的男子结婚，则他们生育一患白化病男孩的概率是 。
解：每10000人当中有一个白化病患者：
aa基因型频率为 → a基因频率为 → A基因频率为 →
Aa基因型频率为
aa XX(白化病女性)× AaXY(表现正常的男子)
↓
aaXY概率＝ aX × a× Y ＝
答案
1、A 2、ABD 3、C 4、CD 5、D 6、CD 7、D 8、C
△生物进化是指同种生物的发展变化，时间可长可短，性状变化程度不一，任何基因频率的改变，不论其变化大小如何，都属进化的范围，
△物种的形成必须是当基因频率的改变在突破种的界限形成生殖隔离时，方可成立。
意义：能科学地解释生物进化的原因，生物多样性和适应性，但不能解释遗传变异的本质及自然选择对可遗传变异的作用。
生殖
隔离
自然
选择
地理
隔离
基因频率发生改变
事实1：生物都有
过度繁殖的倾向
推论1：个体间存在着
推论3：
有利变异逐
代 ,生
物不断进化出新类型
推论2：
具有有利变异的个体，生存并留下后代的机会 。
事实2：物种内的
个体数能保持稳定
事实4：个体间普遍在
差异（变异）
事实3:资源是有限的
事实5： 许多变异是
可以遗传的
是生物进化的基本单位
生物进化的实质在于 的改变
和 产生进化的原材料；
使种群基因频率 向
决定生物进化的
导致物种形成。
地理隔离
生殖隔离
自然
选择
基因频率发生改变
生殖
隔离
地理
隔离
大田一中高二生物邱功发 2第二章 基因和染色体的关系
第1节 减数分裂和受精作用
一、教学目标
⑴ 知识方面
1.阐明细胞的减数分裂。
2.举例说明配子的形成过程。
3.举例说明受精过程。
4.阐明减数分裂和受精作用对于生物遗传和变异的重要性。
⑵ 情感态度与价值观方面
认同物质的规律性，树立辨证唯物主义世界观。
⑶ 能力方面
1.使用高倍显微镜，观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片。
2.运用模型建构的方法，模拟减数分裂过程中染色体数目和行为的变化。
二、教学重点和难点
1.教学重点
（1）减数分裂的概念
（2）精子的形成过程
（3）受精作用的过程
2.教学难点
（1）模拟减数分裂过程中染色体的变化
（2）比较精子和卵细胞形成过程的异同
（3）观察蝗虫精母细胞的减数分裂
三、教学方法
实验探究法、讲述法、比较法
四、教学课时
3
五、教具：
挂图、模型
六、教学过程
教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图
章引言 〖章引言〗大家请认真看P15的第2章基因和染色体的关系引言。 阅读
第1节减数分裂和受精作用引言 〖问〗我们上学期学过，真核细胞的分裂方式有三种，是哪三种？ 以前学过了有丝分裂和无丝分裂，现在学习减数分裂。〖问〗首先请看“问题探讨”中的图，仔细观察果蝇的体细胞和配子中染色体有什么区别？（答：配子染色体数是体细胞染色体数的一半；配子染色体是由体细胞每对染色体中分别取出一条组成的。）〖问〗：这说明配子是如何产生的？（答：由体细胞分裂而来的。）〖问〗这个过程是通过有丝分裂实现的吗？有丝分裂的特点是什么？（答：染色体复制、均分；有丝分裂前后染色体数目不变；从而在生物亲代和子代间保持遗传性状的稳定性。）而配子的形成需要分裂后染色体数目减半，可见它不是通过普通的有丝分裂产生的，而是通过一种特殊方式的有丝分裂，即减数分裂产生。 〖答〗有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。思考“问题探讨”的问题并回答。答如左。 设疑激趣温旧学新
一、减数分裂 〖问〗减数分裂的含义是什么？配子的形成为什么必须经过减数分裂？强调：(1)范围: 进行有性生殖的生物。（无性生殖的生物不进行减数分裂）(2)特点:在整个减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次。(3)结果:新产生的成熟生殖细胞中的染色体数目，比原始生殖细胞中的染色体数目减少了—半。 阅读教材，说出减数分裂的概念并找出其特点。
（一）精子的形成过程间期减数第一次分裂分裂减数第二次分裂 下面我们结合哺乳动物精子和卵细胞的形成，介绍减数分裂的过程。讲述：高等动植物的减数分裂发生在有性生殖器官内。人和其他哺乳动物的精子是在睾丸中形成的。(指导学生观察课本图2-1。)睾丸里有许多弯弯曲曲的曲细精管。在曲细精管中，通过有丝分裂产生大量的精原细胞。每个精原细胞的染色体数目与体细胞染色体数目相同，这说明精原细胞是通过哪种方式产生的？在精原细胞时期，进行了染色体复制。此时相当于有丝分裂的哪一个时期？复制的结果，染色体由2个染单体组成 (板画)，也和有丝分裂间期一样，染色体是细丝状，用光学显微镜是看不到的。间期复制完成后，细胞进入减数第一次分裂分裂期，此时的细胞，叫初级精母细胞。第一次分裂的前期，细胞中的同源染色体两两配对，叫联会。所谓的同源染色体，指减数分裂时配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一个来自父方，一个来自母方。联会后，染色体进一步螺旋化变粗，逐渐在光学显微镜下可见每个染色体都含有两个姐妹染色单体，由一个着丝点相连，每对同源染色体则含有四个姐妹染色单体，叫四分体。强调：1个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝4条染色单体（DNA）由此，我们可以推算，果蝇体细胞有4对8个染色体，减数分裂时，形成多少个四分体？人呢？把四分体时期和联会时比较，由于染色体复制在精原细胞时就发生了，因此，它们所含的染色单体、DNA数目都是相同的，不同的主要是染色体的螺旋化程度不同，联会时染色体螺旋化程度低，染色体细，在光学显微镜下还看不清染色单体，因此，没有在图上表示出来。四分体时期，染色体螺旋化程度高，染色体变粗了，可在光学显微镜下清楚地看到每一个染色体有两个单体。随后，各个四分体排列在细胞中央，同源染色体好象手拉手似地排成两排，(教师指着相应的图说明)纺锤丝收缩，牵引染色体向两极移动，导致四分体平分为二，配对的同源染色体分开，但此时着丝点并未分开，每一染色体上仍有两条染色单体。接着发生细胞分裂，一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞，而每个次级精母细胞中的染色体数目就只有初级精母细胞的一半了。联会的同源染色体分开，说明染色体具有一定的独立性，由于两个同源染色体在细胞中央的排列位置是随机的，可以互相交换，因此，就决定了同源的两个染色体各移向哪一极也是随机的，这样，不同对的染色体（非同源染色体）之间就可以自由组合。〖提示〗3.在减数第一次分裂中出现了同源染色体联会，四分体形成，非姐妹染色单体间交叉互换，同源染色体分离，使得细胞两极各有一整套非同源染色体，从而使形成的次级精母细胞中染色体数目减少为初级精母细胞的一半等行为。上述过程可使配子中染色体数目减半。这样再通过以后发生的两性配子结合成合子的受精作用，就能维持生物前后代体细胞染色体数目的恒定，从而保证遗传的稳定性。上述过程还可以使经过减数分裂产生的配子类型多样，从而增加了生物的变异，增强了生物适应环境的能力，有利于生物的进化。减数第二次分裂的基本过程与有丝分裂相似：中期，染色体的着丝点排成一排，后期，着丝点一分为二，两个姐妹染色单体成为两个染色体（但无同源染色体），在纺锤丝的牵引下，移向两极，接着，细胞分裂，两个次级精母细胞分裂成4个精子细胞，减数分裂完成。提问：把精子细胞的染色体数目和刚形成的次级精母细胞以及初级精母细胞相比，有何变化？精子细胞再经过变形，形成精子，在这个过程中，丢掉了精子细胞的大部分细胞质，带上重要的物质──细胞核内的染色体，轻装上阵，并形成了一个长长的尾，便于游动。总结：现在，我们再重复回顾一遍精子的形成过程(板书总结过程)。染色体 同源染色体联会成 着丝点分裂精原 复制 初级四分体（交叉互换）次级 单体分开 精 变形 精细胞 精母 分离（自由组合） 精母 细胞 子染色体 2N 2N N 2N N NDNA 2C 4C 4C 2C 2C C C强调：1．染色体复制在精原细胞时期。2．染色体数目减半发生在第一次分裂时期，减半的原因是同源染色体的分开。3．着丝点的分裂，染色体一分为二，发生在减数第二次分裂过程中。 阅读P16～P17(答：有丝分裂。)(答：间期。)(答：四个。) (答：23个。)思考：联会与四分体时期染色体的区别思考完成〖旁栏思考题3〗(答：精子细胞的染色体数目与次级精母细胞相同，比初级精母细胞减少一半。)师生共同总结 先整体了解减数分裂的过程反馈效果反馈效果
第2课时卵细胞的形成过程 下面我们再来了解卵细胞的形成过程。讲述：人和其他哺乳动物的卵细胞是在卵巢中形成的，其过程与精子形成过程基本相同，但也有区别。(示卵细胞形成过程挂图，并随讲授内容完成板书) 提问：请同学们将卵细胞的形成过程与精子形成过程相比较，找出二者的相同与不同处？（答：相同点：染色体复制一次，都有联会和四分体时期，经过第一次分裂，同源染色体分开，染色体数目减少一半，在第二次分裂过程中，有着丝点的分裂，最后形成的卵细胞，它的染色体数目也比卵原细胞减少了一半。不同点：每次分裂都形成一大一小两个细胞，小的叫极体，极体以后都要退化，只剩下一个卵细胞，而一个精原细胞是形成4个精子；卵细胞形成后，不需要经过变形，而精子要经过变形才能形成。）不知大家注意到没有？精子或卵细胞的形成过程中，还发生了一个重大变化，即四分体中的非姐妹染色单体之间有时会发生缠绕，并交换一部分片段，这种现象称为交叉互换，容易引起生物的变异。(指示课本中减数分裂图解相应处，教师粗略介绍四分体时期的交叉互换。) 思考讨论并回答。 比较分析精子和卵细胞形成过程的异同，温故知新
判断分裂图象 奇数 减Ⅱ或生殖细胞 染 不 有丝 色 有 配对 体 偶数 同源染色体 有 减Ⅰ 无 减Ⅱ 总结对比，得出规则
实验：P21 1.减数第一次分裂会出现同源染色体联会、四分体形成、同源染色体在赤道板位置成对排列、同源染色体分离、移向细胞两极的染色体分别由两条染色单体组成等现象。减数第二次分裂的中期，非同源染色体成单排列在细胞赤道板位置，移向细胞两极的染色体不含染色单体。2.减数第一次分裂的中期，两条同源染色体分别排列在细胞赤道板的两侧，末期在细胞两极的染色体由该细胞一整套非同源染色体组成，其数目是体细胞染色体数的一半，每条染色体均由两条染色单体构成。减数第二次分裂的中期，所有染色体的着丝点排列在细胞的赤道板的位置。末期细胞两极的染色体不含染色单体。3.同一生物的细胞，所含遗传物质相同；增殖的过程相同；不同细胞可能处于细胞周期的不同阶段。因此，可以通过观察多个精原细胞的减数分裂，推测出一个精原细胞减数分裂过程中染色体的连续变化。 实验，思考讨论回答 培养操作能力观察能力
第3课时二、受精作用（一）、配子中染色体组合的多样性模型建构（二）、受精作用 讨论一1.代表分别来自父方和母方的同源染色体联会。2.4条。减数第一次分裂结束。2条。3.减数第一次分裂过程中的同源染色体联会，形成四分体，同源染色体在赤道板位置成双排列，同源染色体分离，分别移向细胞两极；减数第二次分裂过程中非同源染色体的着丝点排列在细胞的赤道板上，着丝点分裂，染色单体成为染色体，移向细胞两极。4.2个。2个。讨论二1.每个配子都含有两种颜色的染色体。2. 4种。3. 8种。提问：生物的细胞经减数分裂后，产生染色体数目减半的精子和卵细胞。那么，这些成熟的生殖细胞和体细胞之间又有什么关联呢？生物的体细胞是怎样形成的？（答：通过受精作用形成。）提问：什么是受精作用？（答：卵细胞与精子相互识别、融合成为受精卵的过程。）(请学生看教材彩图2-7，设想受精的具体过程，并在教师引导下尝试描述。)（答：在受精作用进行时，通常是精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。与此同时，卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子再进入。精子的头部进入卵细胞后不久，精子的细胞核就与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起。）提问：通过受精作用，染色体的数目出现什么变化？（答：受精卵中染色体数目又恢复到原来体细胞中的数目，其中一半来自精子(父方)，一半来自卵细胞(母方)。）提问：现在我们再回头看看同源染色体的概念，同学们现在是否真正明白了同源染色体一条来自父方，一条来自母方的意思了？（答：从同源染色体的角度看，精子和卵细胞中的同源染色体都是成单存在，精子带有其中的一条，卵细胞带有其中的另一条。受精后，这两条同源染色体到了一个细胞中，它们就成对存在了。所以，关于同源染色体的概念说法，就是这个意思。） 受精后，受精卵迅速地进行细胞分裂、分化，新生命由此开始了遗传物质与环境相互作用的发育过程。总结：减数分裂，受精作用图解(教师从成体开始边讲边板画逐步展示)。略同学们已经知道减数分裂形成的精子和卵细胞，必须通过受精作用结合形成受精卵，才能发育成新个体。对于生物个体而言，父亲体内所有的精原细胞，染色体组成并无差别；母亲体内的卵原细胞也是如此。可是“一母生九子，九子各不同。”提问：那为什么同样双亲的后代会呈现多样性呢？（教师引导学生讨论分析原因：新一代继承了父母双方的遗传物质。由于减数分裂过程中同源染色体分离、非同源染色体自由组合以及非姐妹染色单体间交叉互换，形成的配子的染色体组成具有多样性，导致不同配子遗传物质的差异，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，所以必然导致后代性状的多样性。）提问：这种多样性对于生物进化有什么作用？（答：这种多样性有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。）此外，从上面的图中可以看出，减数分裂使染色体数目减半，受精作用使染色体数目又恢复到原来的数目，从而使生物前后代染色体数目保持恒定，因此，减数分裂和受精作用对于生物前后代染色体数目的恒定性，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的，由此也可看出，生物的各种变化无论有多复杂，也是有规律可循的。 学生已准备好的实验材料进行模型建构并思考回答“讨论”的问题 阐明减数分裂和受精作用对于生物遗传和变异的重性。认同物质的规性，树立辨证唯物主义世界观。
技能训练 精原细胞有丝分裂过程中染色体数目变化表时期间期前期中期后期末期染色体数目（条）888168精原细胞形成精子过程中染色体数目变化表细胞类型精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞染色体数目（条）8844精原细胞形成精子过程中染色体数目变化图 学生画图填表格 培养学生以所学以画图形式表现出来
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惠来实验中学 绿竹三思笑 第 6 页 共 6 页第四章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成
一、教学目标
1. 知识方面
概述遗传信息的转录和翻译。
2. 能力方面
运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。
二、教学重点和难点
1.教学重点
遗传信息转录和翻译的过程。
2.教学难点
遗传信息的翻译过程。
三、教学方法
讨论法、 演示法、讲述法
四、教学课时
2
五、教学过程
教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图
问题探讨章引言 引导组织阅读P61〖问〗当我们认识到基因的本质后，能不能利用这一认识，分析现实生活中一些具体的问题呢？例如，在现实生活中，我们能不能像电影《侏罗纪公园》中描述的那样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？〖提示〗此节问题探讨意在引导学生思考DNA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DNA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DNA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DNA分子来使灭绝的生物复活仍是难以做到的。看来要解决这个问题，我们还需要研究“基因的表达”。引导学生看第4章的章图。请学生阅读章图中的文字和图解，询问学生看懂了什么，又产生了哪些问题。 阅读思考讨论回答阅读思考讨论回答需要使恐龙DNA上的基因表达出来，表现恐龙的特性。〖问〗基因是如何指导蛋白质合成的？ 激起兴趣引入新课懂得基因表达的含义
一、遗传信息的转录 〖问〗1.基因是有遗传效应的DNA片段；DNA主要存在于细胞核中，而蛋白质的合成是在细胞质中进行的。那么，DNA携带的遗传信息是怎样传递到细胞质中去的呢？分析推理1：推测有一种物质能够作为传达DNA信息的信使，科学家发现此物质就是RNA。〖问〗问为什么RNA适于作DNA的信使呢？RNA与DNA的比较项目DNARNA基本单位脱氧核苷酸核氧核苷酸五碳糖脱氧核糖核糖碱基A、G、C、TA、G、C、U无机酸磷酸磷酸类型常为一种类型信使RNA（mRNA）转移RNA（tRNA）核糖体RNA（rRNA）分布主要在细胞核，少量在细胞质主要在细胞质，少量在细胞核（如核仁）结构双螺旋结构一般是单链 （且比DNA短，能通过核孔） 阅读思考阅读思考列表比较 引起思考RNA与DNA的比较
想像空间 〖提示〗DNA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。DNA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。 思考讨论回答 拓展思维
DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？①DNA双螺旋解开，DNA双链的碱基得以暴露，其中一条链提供准确模板；②游离的核苷酸随机地与DNA链的碱基碰撞，当核苷酸的碱基与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合。③新结合的核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上；④合成的mRNA从DNA链上释放，而后，DNA双链恢复。 思考回答听讲 授新课
思考与讨论一 〖提示〗1.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，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RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系，与DNA双链间碱基互补配对不同的是，RNA链中与DNA链的A配对的是U，不是T；与DNA另一条链的碱基序列基本相同，只是DNA链上T的位置，RNA链上是U。 思考讨论回答 培养思考讨论回答问题的能力
DNA两大功能的执行情况比较（表二）DNA的功能复制遗传信息表达遗传信息转录翻译（待学）概念以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程以DNA中的一条链为模板，合成mRNA的过程游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程时间减数第一次分裂间期或有丝分裂间期在生长发育的连续过程中在生长发育的连续过程中场所在细胞核（主要），线粒体，叶绿体在细胞质的核糖体上条件模板以DNA的两条链为模板以DNA的一条链为模板以mRNA为模板原料四种游离的脱氧核苷酸四种游离的核糖核苷酸20种氨基酸酶DNA解旋酶，DNA聚合酶等DNA解旋酶，RNA聚合酶等（各种合成酶等）能量需要ATP碱基配对原则A—T，T—A，G—C，C—GA—U，U—A，G—C，C—GA—U，U—A，G—C，C—G过程①DNA双螺旋解开，每条链提供准确模板；②按照碱基互补配对原则，各自合成子链；③子、母链结合盘绕形成两个新DNA分子①DNA双螺旋解开，其中一条链提供准确模板；②按照碱基互补配对原则，形成mRNA；③合成的mRNA从DNA链上释放，而后，DNA双链恢复。①mRNA进入细胞质，与核糖体结合，mRNA作为模板；②按照碱基互补配对原则与mRNA上每三个碱基配对的tRNA运载着氨基酸进入核糖体；以mRNA上的遗传密码顺序，把一定的氨基酸放在相应的位置，合成有一定的氨基酸序列的蛋白质。产物两个一样的双链DNA分子一条单链的mRNA具有特定氨基酸序列的蛋白质。特点边解旋边复制，半保留式复制，（半不连续连续，可有多个起始点）边解旋边转录，双链DNA分子全保留式转录。（可有多个基因同时转录）一个mRNA分子上可以象机结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，翻译界素后，mRNA分解成蛋个核苷酸。遗传信息的传递方向亲代DNA→子代DNADNA→mRNA通过RNA将遗传信息反映到蛋白质分子结构上，使后代重现亲代性状计算规律DNA（基因）中的碱基数（6n）mRNA分子中的碱基数（3n）蛋白质“多肽链”中氨基酸数（=参加转运的tRNA）（= mRNA分子中的密码子数）（n）
第二课时
二、遗传信息的翻译翻译的概念思考与讨论二思考与讨论三翻译过程思考与讨论四 〖问〗转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？〖翻译的概念〗游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程，称为遗传信息的翻译。〖提示〗1.最多能编码16种氨基酸。2.至少需要3个碱基。〖讲述〗让学生看密码子表。〖讲述〗大家查密码子表，分析密码子的特点：(1)一个密码子决定一个特定的氨基酸；(2)有的氨基酸可能有一个以上的密码子；(3)起始密码子、终止密码子。〖提示〗1.对应的氨基酸序列是：甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—脯氨酸—丝氨酸—赖氨酸—脯氨酸。2.这是一道开放性较强的题，答案并不惟一，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. 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释，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，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。〖游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质的“生产线”上的？〗〖引导〗1.我们再次比较三种RNA的功能。2.比较遗传信息、遗传密码和反密码子。3.讲述图解、CAI配合：翻译蛋白质的过程。弄清以下问题：
1.氨基酸如何进入核糖体；
2.核糖体移动的方向；
3.翻译的位点；
4.肽链如何形成；
5.翻译与转录、复制过程的异同点。（填表二）【提示】1.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.根据mRNA的碱基序列和密码子表就可以写出肽链的氨基酸序列。总结：基因的表达过程是在细胞中完成的。DNA分子、RNA分子、氨基酸分子和核糖体，线粒体等众多细胞器一道，完成遗传信息的转录和翻译过程。在组成蛋白质的肽链合成后，就从核糖体与mRNA的复合物上脱离，经过一系列步骤，被运送到各自的岗位，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，开始承担细胞生命活动的各项职责。
思考回答看表思考回答查表看图思考 1.学习遗传密码破译的推测过程。2.查密码子表，分析密码子的特点。练会查表学会翻译的过程
〖板书设计〗
〖问〗问为什么RNA适于作DNA的信使呢？
RNA与DNA的比较
项目 DNA RNA
基本单位 脱氧核苷酸
五碳糖 核糖
碱基 A、G、C、T
无机酸 磷酸
类型 常为一种类型
分布 ， 主要在细胞质，少量在细胞核（如核仁）
结构 一般是单链 （且比DNA短，能通过核孔）
DNA两大功能的执行情况比较
DNA的功能 复制遗传信息 表达遗传信息
转录 翻译（待学）
概念 以DNA中的一条链为模板，合成mRNA的过程
时间 在生长发育的连续过程中
场所 在细胞核（主要），线粒体，叶绿体
条件 模板 以DNA的两条链为模板
原料 四种游离的脱氧核苷酸
酶 DNA解旋酶，RNA聚合酶等
能量 需要ATP
碱基配对原则
过程 ①②按照碱基互补配对原则，各自合成子链；③子、母链结合盘绕形成两个新DNA分子 ①DNA双螺旋解开，其中一条链提供准确模板；②；③。
产物 一条单链的mRNA
特点 边解旋边转录，双链DNA分子全保留式转录。
遗传信息的传递方向 亲代DNA→子代DNA
教学反思：
2第三章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
一、教学目标
1.知识方面
⑴总结人类对遗传物质的探索过程。
⑵分析证明DNA是主要的遗传物质的实验设计思路。
2. 情感态度与价值观方面
⑴认同与人合作在科学研究中的重要性，讨论技术的进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用。
⑵认同人类对遗传物质的认识是不断深化不断完善的过程。
3.能力方面
探讨实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用
二、教学重点和难点
1.教学重点
（1）肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
（2）噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
2.教学难点
肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
三、教学方法
讨论法、 演示法、探究法
四、教学课时
2
五、教学过程
教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图
章引言 引导学生阅读并思考P41章引言 阅读思考 引入新课
问题探讨 引导学生完成 “问题探讨”并提示。〖提示〗1.（1）具有贮存大量遗传信息的潜在能力； （2）能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程； （3）在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己，使得前后代具有一定的连续性；（4）结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代。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.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。 阅读思考回答 以已知推特点，自然引入新课。
一、对遗传物质的早期推断 〖问〗20世纪20年代，人们为什么会认为蛋白质是遗传物质？到20世纪30年代呢？一道学生带着这些问题阅读课本P42～43。 阅读思考 从历史背景了解人们的推测。
二、肺炎双球菌的转化实验 通过确凿的实验证据首先向遗传物质是蛋白质的观点提出挑战的是美国科学家艾弗里，而艾弗里的实验又是在英国科学家格里菲思的肺炎双球菌转化实验的基础上进行的。请看这个著名的经典实验：　　出示R型细菌和S型细菌的菌体和菌落图，让学生对图指出何者是R型菌体？何者是S型菌体？菌落各是怎样？毒性呢？以加深学生对两种细菌的了解。〖问〗①肺炎双球菌的转化实验分哪几个步骤？各看到哪些象？②第四组的实验结果说明了什么？③艾弗里及其同事的设计思路是什么？他们的研究结果说明了什么？学生阅读教材P43－P44，边看书边看图解，回答上述问题。（1） 体内转化 1928年 英国 格里菲思① 活R，无毒 活小鼠② 活S，有毒 小鼠 死小鼠③ △杀死的S，无毒 活小鼠④ 活R + △杀死的S，无毒 死小鼠 转化因子是什么？ （②④分离出活S） “在肺炎双球菌的转化实验中，为什么加热杀死的S型细菌还能使R型活细菌转化为S型活细菌？〖讲述〗蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80~100 ℃的温度范围内，蛋白质将会失活，DNA双链将解开；当温度降至55 ℃左右时，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质的活性却不能恢复。（2）体外转化 1944年 美国 艾弗里 多糖或蛋白质 R型活S DNA + R型 培养基 R型 + S型 DNA＋DNA酶 R型 转化因子是DNA 。 阅读思考回答 弄懂肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
第2课时三、噬菌体侵染细菌的实验 〖介绍〗噬菌体侵染细菌的过程：①吸附→②注入（DNA）→③复制子代噬菌体的DNA和合成子代噬菌体的蛋白质→④组装子代噬菌体→⑤释放。噬菌体侵染细菌的实验 亲代噬菌体原宿主细菌内子代噬菌体实验结论32P标记
DNA无32P标记
DNADNA有32P
标记DNA是遗传物质35S标记
蛋白质无35S标记
蛋白质外壳蛋白无35S标记 阅读思考回答 列表比较一目了然
旁兰思考题 〖提示〗因为硫仅存在于T2噬菌体的蛋白质组分中，而磷则主要存在于 DNA的组分中。用14C和18O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。 思考回答
思考与讨论 〖提示〗1.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20～30 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。 思考讨论回答
总结 从实验过程并得出以下结论：（1）DNA是转化因子，是遗传物质，而蛋白质不是。（因为艾弗里及其同事对S型细菌中的物质进行了提纯和鉴定，他们将提纯的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中，结果发现：只有加入DNA，R型细胞才能够转化为S型细菌。）（2）遗传物质是DNA。（因为DNA进入了细菌体内复制，并复制合成自身的蛋白质。所以在子代噬菌体内，没有亲代噬菌体内蛋白质被标记的元素。）（3）RNA也可以是遗传物质。归纳总结。从三个实验的结论中，拓展出下列规律：（1）非细胞结构的生物体内，只有一种核酸，只有一种遗传物质，即DNA或RNA；（2）在具有细胞结构的生物体内，有DNA和RNA两种核酸，但DNA是主要的遗传物质；（3）染色体是DNA的主要载体；（4）遗传物质控制蛋白质的合成，并由蛋白质表达遗传信息。 总结归纳 培养学生的归纳总结能力
作业 练习一二
大田一中高二生物邱功发 3第4节 基因是有遗传效应的DNA片段
一、教学目标
1. 知识方面
⑴举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。
⑵说明基因和遗传信息的关系。
2. 能力方面
运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。
二、教学重点和难点
1.教学重点
（1）基因是有遗传效应的DNA片段。
（2）DNA分子具有多样性和特异性。
2.教学难点
脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。
三、教学方法
讨论法、 演示法、阅读指导法
四、教学课时：1
五、教学过程
教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图
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。4n。 阅读思考 引入新课
引言 摩尔根将基因定位于染色体上，后来证明染色体中只有DNA是遗传物质。那么，基因与DNA有什么关系呢？ 思考 引入新课
一、说明基因与DNA关系的实例 引导学生阅读课文P55-56“资料分析”，看懂图A、B、C，分析强调：1、大肠杆菌的DNA与基因2、海蛰的绿色荧光蛋白基因与转基因技术3、人类基因组计划（HGP计划）：测定24条染色体（22条常染色体+X+Y）上的碱基序列。4、小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关〖提示〗1.生物体的DNA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DNA分子的碱基总数。这说明基因是DNA的片段，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的。2.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，等等。3.基因是有遗传效应的DNA片段。 阅读思考讨论回答 讨论合作能力
二、DNA片段中的遗传信息 〖讲述〗每个染色体含有一个DNA分子，每个DNA分子有很多基因，每个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应，这说明DNA必然蕴含了大量的遗传信息。DNA分子为什么能储存大量的遗传信息呢？引导学生“探究---脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性”然后设问：构成DNA的基本单位是什么？又问：有几种脱氧核苷酸？〖提示〗1.碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。DNA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.在人类的DNA分子中，核苷酸序列多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。3.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。 阅读思考讨论回答脱氧核苷酸。4种
三、基因的概念 　1.基因的化学组成：每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。　　讲述：基因的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息。例如：白花基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序，这样特定的排列顺序就代表白花的遗传信息。上一代传给下一代的是遗传信息而不是白花的本身，在下一代就可以将白花遗传信息表达为白花。2.基因不同的实质：不同的基因，四种脱氧核苷酸的排列顺序不同，但是每个基因都有特定的排列顺序（可举例说明）3.基因的位置：染色体是基因的主要载体，每个染色体含有一个DNA分子，每个DNA分子含有多个基因，基因在染色体上呈直线排列（银幕显示：果蝇某一条染色体上的几个基因）。　　4.基因是有遗传效应的DNA片段　　这就是说，基因是DNA的片段，但必须具有遗传效应（指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能）。有的DNA片段属间隔区段，没有控制性状的作用，这样的DNA片段就不是基因。　　控制某种性状的基因有特定的DNA片段，蕴含特定的遗传信息，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上，从而获得某种性状的表达。例如：把牛的胰岛素基因拼接到大肠杆菌的DNA上，大肠杆菌可以生产胰岛素。　　〖归纳〗遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成DNA分子多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性；DNA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。DNA上分布着多个基因，基因是有遗传效应的DNA片段。 听讲 加深概念的理解
小结 基因的本质是有遗传效应的DNA片段。
作业 练习一二
板书设计：　　　　第4节 基因是有遗传效应的DNA片段
　　　　　　　
　　　　　　　一、说明基因与DNA关系的实例
　　　　　　　二、DNA片段中的遗传信息
　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　1.基因的化学组成
　　　　　　　　　　　　　　　　　2.基因不同的实质
　　　　　　　三、基因的概念：　　3.基因的位置
　　　　　　　　　　　　　　　　　4.基因是有遗传效应的DNA片段
教学反思：
【典型例题】
　例1．白化症病人出现白化症状的根本原因（ ）
　　A．病人体内缺乏黑色素
　　B．病人体内无酪氨酸
　　C．控制合成酪氨酸酶的基因不正常
　　D．常期见不到阳光所致
　　解析：白化症病人出现白化症状是因为缺乏酪氨酸酶。不能使酪氨酸转化成黑色素，而缺乏这种酶的根本原因是控制此酶合成的基因不正常造成的。即生物的一切性状都是受基因控制的。
　　答案：C
　　例2．中国青年科学家陈炬成功地把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子上，使烟草具备了抗病毒的能力，试分析：
　　（1）人的基因所以能接到植物体内去，物质基础是__________________________。
　　（2）烟草具备抗病毒能力，表明烟草体内产生了_____________，这个事实说明：人和植物体内蛋白质的合成方式_____________。
　　解析：人和植物的DNA都是由脱氧核苷酸组成，都是规则的双螺旋结构，这是转基因技术的物质基础；同时所有生物合成蛋白质时都共用那20种氨基酸，因此将人的基因移植到植物体内后可以在植物体内合成相应的蛋白质。
　　答案：（1）DNA结构基本相同（2）干扰素 基本相同
例3．阅读下列报道，回答问题：
破译天书 生命昭然
　　2000年6月26日，科学家公布了人类基因工作草图，这是人类基因组研究的重大成果，这一成果被誉为是人类“生命天书”的破译，是人类科学史上的重要里程碑。继2000年6月26日公布“基因工作草图”以后，经过几个月的努力，科学家于2001年2月 12日宣布，人类基因组共有32亿对碱基。包含了3～4万个基因。这标志着人类基因组研究工作取得了实质进展，为破译生命之谜奠定了坚实的基础。
　　人类“生命天书”有一“套”，这套书有24“本”。组成这套书的“文学”有四种基本“笔画”，每两个笔画形成一个“偏旁部首”，每三个“偏旁部首”形成一个“文字”。
　　每本“生命天书”中含有几千个关于人类生命的结构、功能、生老病死的“信息”，每条信息由几千个“文字”组成。人类基因组计划就是首先要破译这套天书中所含有的10亿个文字中的30多亿个偏旁部首的排列顺序；然后再破译书中每条信息的具体含义即具体功能。
　　 （l）人类“生命天书”有“24本”，每“本书”是指一个______________，这套书为什么是“24本”？
　　 （2）“生命天书”中的“信息”是指一个_____________。
　　 （3）“生命天书”中的四种“基本笔画”是指___________________。
　　 （4）“生命天书”中的每个“偏旁部首”是指__________，它们是___________。
　　 （5）“生命天书”中的每个“文字”是表示三个特定排列的_________，这个特定排列的物质为什么是三个？
　　【解析】通读上面的报道，报道中所说的“破译天书”实际上指对人类基因组进行了碱基对的测序工作。每本“天书”指一个染色体，因为人类体细胞中有22对常染色体，每对染色体中的两个DNA分子结构基本相同，又由于X和Y这两个性染色体中DNA分子结构有较大差异，需要各自单独测序；所以一套“生命天书”实际上是指人类体细胞中一套常染色体（22个）和X、Y这两个性染色体中共24个DNA分子。“生命天书”中的四种“基本笔画”是指含不同碱基的脱氧核苷酸，它们是A（T、C、G）碱基脱氧核苷酸，共四种。“生命天书”中的“偏旁部首”是DNA中的脱氧核苷酸对或碱基对，它们有四种，即A－T、T－A、C－G、G－C。每三个“偏旁部首”组成一个“文字”，即一个“文字”中有3个碱基对，因为DNA中含遗传信息的核苷酸链上的三个碱基可转录成信使RNA上的一个“密码子”，每个“密码子”在蛋白质合成过程中可决定一个氨基酸，以决定一个氨基酸所要求的碱基对为一个“文字”，即是DNA中的三个碱基对。“生命天书”中的“信息”是一个基因，一个基因控制一种蛋白质的生物合成，一般包括成千上万个碱基对。
　　【答案】（1）染色体 人类22个常染色体和一对性染色体（X、Y）中的DNA分子相互之间结构各不相同（2）基因（3）分别含A、T、C、G碱基的四种脱氧核苷酸 （4）碱基对 A－T、T－A、C－G、G－C（5）碱基对 DNA中转录一个“密码子”或控制一个氨基酸需要三个碱基对。
　　【评点】生命科学的发展日新月异，2000年 6月公布人类基因工作草图时，科学家估计，人类基因组可能有10万—14万个基因，这也写进了新教材。可只几个月时间，科学家发现，人类基因只有3－4万个，2001年2月公布的新发现就取代了几个月前的对人类基因数目的估计。本例题的功能有，引导学生关注生命科学的最新进展；用所学知识应用于解释“人类基因组”研究最新成果的报道；提高同学们接受信息，处理信息的能力。
【知识扩展】
基因概念之演变
　　
　　基因（gene）是遗传学家约翰逊（W．Johannsen）在1909年提出来的。他用基因这一名词来表示遗传的独立单位，相当于孟德尔在豌豆试验中提出的遗传因子。
　　 在遗传学发展的早期阶段，基因仅仅是1个逻辑推理的概念，而不是一种已经证实了的物质和结构。由于科学研究水平的不断提高，从浅入深，由宏观到微观，基因的概念也在不断的修正和发展。从遗传学史的角度看，基因概念大致分以下几个阶段：孟德尔的遗传因子阶段；摩尔根的基因阶段；顺反子阶段和现代基因阶段。
　　一、孟德尔的遗传因子阶段
　　19世纪60年代初，孟德尔对具有不同形态的豌豆作杂交实验，在解释实验中每种性状的遗传行为时，用A代表红花，a代表白花，表明生物的某种性状是由遗传因子负责传递的，遗传下来的不是具体的性状，而是遗传因子。遗传因子是颗粒性的，在体细胞内成双存在，在生殖细胞内成单存在。孟德尔所说的“遗传因子”是代表决定某个性状遗传的抽象符号。
　　孟德尔在阐明遗传因子在世代中传递规律时，就已经认识到了基因的两个基本属性：基因是世代相传的，基因是决定遗传性表达的。现在所说的“基因是生物体传递遗传信息和表达遗传信息的基本物质单位”，实际上就是孟德尔所阐明的基因观。
　　二、摩尔根的基因阶段
　　1909年，丹麦遗传学家约翰逊创造了“基因”这一术语，用来表达孟德尔的遗传因子，但还只是提出了遗传因子的符号，没有提出基因的物质概念。摩尔根对果蝇的研究结果表明，1条染色体上有很多基因，一些性状的遗传行为之所以不符合孟德尔的独立分配定律，就是因为代表这些性状的基因位于同一条染色体上，彼此连锁而不易分离。这样，代表特定性状的特定基因与某一条特定染色体上的特定位置联系起来。基因不再是抽象的符号，而是在染色体上占有一定空间的实体，从而赋予基因以物质的内涵。
　　三、顺反子阶段
　　早期的基因概念是把基因作为决定性状的最小单位、突变的最小单位和重组的最小单位，后来，这种“三位一体”的概念不断受到新发现的挑战。
　　20世纪50年代以后，随着分子遗传学的发展，1953年在沃森和克里克提出DNA的双螺旋结构以后，人们普遍认为基因是DNA的片段，确定了基因的化学本质。
　　1957年，本泽尔（Seymour Benzer）以T4噬菌体为材料，在DNA分子水平上研究基因内部的精细结构，提出了顺反子（cistron）概念。
　　顺反子是1个遗传功能单位，1个顺反子决定1条多肽链。能产生1条多肽链的是1个顺反子，顺反子也就是基因的同义词。1个顺反子可以包含一系列突变单位——突变子。突变子是DNA中构成1个或若干个核苷酸。由于基因内的各个突变子之间有一定距离，所以彼此之间能发生重组，重组频率与突变子之间的距离成正比。重组子代表1个空间单位，有起点和终点，可以是若干个密码子的重组，也可以是单个核苷酸的互换。如果是后者，重组子也就是突变子。
　　四、现代基因阶段
　　1．操纵子 从分子水平来看，基因就是DNA分子上的一个个片段，经过转录和翻译能合成1条完整的多肽链。可是，通过近年来的研究，认为这个结论并不全面，因为有些基因，如rRNA和tRNA基因只有转录功能而没有翻译功能。另外，还有一类基因，其本身并不进行转录，但可以对邻近的结构基因的表达起控制作用，如启动基因和操纵基因。从功能上讲，能编码多肽链的基因称为结构基因；启动基因、操纵基因和编码阻遏蛋白、激活蛋白的调节基因属于调控基因。操纵基因与其控制下的一系列结构基因组成1个功能单位，称为操纵子。
　　2．移动基因 移动基因指DNA能在有机体的染色体组内从1个地方跳到另一个地方，它们能从1个位点切除，然后插入同一或不同染色体上的另一个位置。移动基因机构简单，由几个促进移位的基因组成。基因的跳动能够产生突变和染色体重排，进而影响其他基因的表达。
　　 业已证明，相当一部分已知的自发突变是移动基因所致，而且，移动基因不仅能在个体的染色体组内移动，并能在个体间甚至种间移动，因此是1个重要的进化因素。移动基因的发现动摇了基因在染色体上有一固定位置的传统观念。
　　3．断裂基因 过去人们一直认为，基因的遗传密码子是连续不断地并列在一起，形成1条没有间隔的完整基因实体。但后来通过对真核蛋白质编码基因结构的分析发现，在它们的核苷酸序列中间插入有与编码无关的DNA间隔区，使1个基因分隔成不连续的若干区段。这种编码序列不连续的间断基因被称为断裂基因。
　　不连续的断裂基因的表达程序是：先转录为初级转录物，即核内不均一RNA，又叫前体RNA；然后经过删除和连接，除去无关的DNA间隔序列的转录物，便形成了成熟的mRNA分子，它从细胞核中输送到细胞质，再转译为相应的多肽链。
　　4．假基因 1977年，G．Jacp根据对非洲爪蟾5S rRNA基因簇的研究，提出了假基因的概念，现已在大多数真核生物中发现了假基因。这是一种核苷酸序列同其相应的正常功能基因基本相同，但却不能合成出功能蛋白质的失活基因。
　　5．重叠基因 长期以来，在人们的观念中一直认为同一段DNA序列内，是不可能存在重叠的读码结构的。但是，随着DNA核着酸序列测定技术的发展，人们已经在一些噬菌体和动物病毒中发现，不同基因的核苷酸序列有时是可以共用的。也就是说，它们的核苷酸序列是彼此重叠的，这样的2个基因被称为重叠基因。它修正了关于各个基因的多核苷酸链是彼此分立、互不重叠的传统观念。
由此可见，随着生物科学的不断发展，人们对基因概念的理解也不断深入。在世界科学技术日新月异的今天，生物科学将会有更多新的突破性进展，基因的概念不可避免的将会被赋予新的内容。
对基因认识的进一步深化
　　（1）基因的顺反子概念
（黑方块表示变位点）
　　1955年，美国分子生物学家本泽（Benzer）通过对大肠杆菌的噬菌体 的 Ⅱ区基因的深入研究，揭示了基因内部的精细结构。提出了基因的顺反子（Cistron）概念。他发现，在一个基因内部，可以发生若干不同位点的突变，倘若在一个基因内部发生两个以上位点的突变，其顺式和反式结构的表型效应是不同的。如上图所示，顺式是野生型，反式却是突变型。所以，基因就是一个顺反子。基因内部这些不同位点之间还可以发生交换和重组。所以，一个基因不是一个突变单位，也不是一个重组单位。本泽分别把它们称为突变子（muton）和重组子（recon）。显然，一个突变子或重组子可小到一个核苷酸对。
　　基因的顺反子概念冲破了传统的“功能、交换、突变”三位一体的基因概念，纠正了长期以来认为基因是不能再分的最小单位的错误看法，使人们对基因的认识有了显著的提高。
　　（2）有结构基因与调控基因的划分，还有重造基因和断裂基因的发现
　　过去人们曾经认为，基因像念珠一样，一个接一个地排列在染色体上，是互不重迭的；基因是一个连续的核苷酸序列，是不能间断的。重迭基因和断裂基因的发现，刷新了这些陈旧的看法，使人们对基因的结构与功能的认识又提高到一个新高度。
什么是基因
　　现在，基因已经成为一个家喻户晓的名词，但是，你是否能准确地说出什么是基因呢？本义从基因研究的发展历史谈谈对基因的理解。
　　一、基因概念的发展
　　1909年， W．L．约翰逊首次提出了基因（gene）这一名词，用来表示G．J．孟德尔在豌豆杂交试验中所证实的遗传因子。1910年，美国遗传学家T．H摩尔根通过果蝇杂文实验证明基因在染色体上呈线性排列，并确立了遗传的连锁和互换规律，进而在1926年发表了其代表作《基因论》。这时，人们认为“基因是染色体上的遗传功能单位”。1928年F．格里菲斯的肺炎双球菌转化实验，以及1944年（） T．艾弗里的DNA转化实验，首次证明DNA是遗传物质，从而揭开了基因的化学本质。1941年，G．W．比德尔和E．L．塔图姆根据脉孢霉生化突变型的研究提出了“一个基因一种酶”的假说，认为基因与酶蛋白之间存在一一对应的关系。到1957年，S．本泽尔进一步提出了“一个顺反子一条多肽链”的论断。顺反子是基因的同义语，所以也说“一个基因一条多肽链”。这比“一个基因一种酶”的假说更为准确，因为有些蛋白质并不具有酶的性质，而且酶和蛋白质分子既可由一条肽链构成，也可由两种以上的肽链构成。
　　1966年，“一个基因一条多肽链”的生物学过程得到充分证明，并于1967年发表了全套的遗传密码表，初步揭开了基因表达之谜。原来，生物的遗传信息以核苷酸碱基（A．T．G．C）的不同排列贮存干DNA分子中，每3个碱基编码一条多肽链中的一个氨基酸。在基因表达时，DNA中的遗传信息先被转录成mRNA（信使RNA），mRNA中每3个碱基组成一个密码子，决定一种氨基酸。然后由mRNA中的核苷碱酸基（A．U．G．C）的排列顺序指导多肽链的合成。遗传信息的这种“DNA→RNA→蛋白质”表达方式称为中心法则。
　　一个基因的DNA双链中，只有一条链可以用做转录的模板。关于这两条链的称呼有点混乱。以前的文献称模板链为编码或有意义链。非模板链为无意义链，近年来则反过来称模板链为反意义链（因其碱基序列与mRNA互补）．而非模板链为有意义链（因其碱基序列与mRNA相同），又称编码链。一般所说的DNA碱基序列是指有意义链，即编码链，方向为5’ →3’。遗传密码和密码子一般是指mRNA中的碱基序列，有时也指DNA中编码链的碱基序列。
　　1953年J．D沃森和F．H．C．克里克提出了著名的DNA分子结构的双螺旋模型。1973年诞生了重组DNA技术，即基因工程。此后，随着分子生物学的迅速发展，人们对基因的认识不断深化。其中最重要的发现是：
　　1．重叠基因 1977年F．桑格等在噬菌体 X174中发现重叠基因，即某一段核苷酸序列同时为两个基因编码。后来在其它病毒以及细菌和果蝇等生物中也发现了重叠基因，一段DNA序列为两个或三个基因所共用，或者一个小基因位于一个大基因之内。重叠基因是生物体合理而又经济地利用自身DNA的一种绝妙方式，它的发现打破了基因是彼此分离的传统观念。
　　2．断裂基因 1977年M．T．道尔等首次发现卵清蛋白基因是不连续的，在基因内部插入了7个没有编码意义的DNA片段。现已查明，原核生物的基因一般是连续的，在一个基因的内部没有不编码的DNA序列。而真核生物的绝大多数基因都是不连续的断裂基因，无编码意义的插入片段称为内含子，有编码意义的基因片段称为外显子。在基因表达时，内含子与外显子被一起转录成mRNA前体，然后通过加工除掉与内含子对应的序列，再把与外显子对应的序列拼接起来，形成成熟的mRNA分子，最后翻译成多肽链。内含子把一个基因分成几个部分，打破了基因是一个不容分割的功能单位的传统观念。
　　3．移动基因 50年代初B．麦克林托克在玉米的染色体中发现了可以改变自身位置的基因，她称之为“解离因子”。解离因子可以在同一个杂色体内或不同的染色体间移动，当它移动到新的位置以后，可以引起染色体断裂，使玉米籽粒出现色斑。后来，在其它生物中也发现了可以改变自身位置的移动基因，其中最常见的是细菌转座子。转座子除了含有与改变自身位过有关的基因以外，还携带与插入功能无关的基因，如耐药基因、毒素基因和代谢基因等。
　　4．多个基因编码一条多肽链 1979年S．那卡尼施等发现并非一条肽链都由一个基因编码，例如有些病毒可以由一段DNA序列转录出一条mRNA分子，然后翻译出一条多肽链，最后这条多肽链被切割成多个有生物功能的肽链。有多少个功能肽链产生，对应的DNA序列就应当含有多少个基因。这种多个基因编码一条多肽链的现象，不符合“一个基因决定一条多肽链”的普遍原则，使基因的定义更加复杂化。
　　5．隐蔽基因 一般来说，用做翻译模板的mRNA分子应该与其编码基因有对应关系，也就是说它的核苷酸碱基应与基因的核苷酸碱基互补，而且数量相等，对真核基因来说应与外显子序列相对应。但是，自1985年以来，在某些病毒、植物和动物中发现，mRNA前体在成熟过程中发生了碱基的增加、缺失或智换，mRNA与基因之间失去了一一对应的关系。这一现象首先在原生动物锥虫中发现，并称之为RNA编辑。这种需要编辑才能正常表达的基因称为隐蔽基因。隐蔽基因的发现使对基因的准确定义更加困难。
　　6．不编码蛋白质的基因在蛋白质合成过程中需要两类RNA分子的参与，一类是核糖体RNA简称rRNA，它是核糖体的组成部分。另一类是转运RNA简称tRNA其功能是把氨基酸搬运到核糖体会成多肽链的位点上。原核生物的rRNA有3种，真核生物的rRNA有4种。tRNA有几十种。编码这两类RNA分子的DNA序列称为RNA基因，或者分别称为rRNA基因和tRNA基因。这样看来，把基因定义为编码一条多肽链的DNA序列显然不够全面。
　　二、基因的分子生物学定义
　　在初中生物学课本中，把基因定义为“染色体遗传物质中决定生物性状的小单位”。高中生物学课本则把基因定义为“有遗传效应的DNA片段”。在最具权威的2000年版《中国大百科全书》中，基因的定义是“含特定遗传信息的核苷酸序列，是遗传信息的最小功能单位”。在最近几年出版的外文版和部分中文版的分子生物学和分子遗传学书籍中又给出了新的答案。
　　从上述基因研究的最新进展可以看出，基因不仅在功能上多种多样，在结构上也是五花八门，因此，给它下一个非常准确和永远适用的定义是相当困难的。根据目前所掌握的知识，从分子生物学的角度，可以把基因定义为“能够表达出一个有功能的多肽链或功能RNA分子的核酸序列”。这里，“RNA分子”是指rRNA和tRNA。“核酸序列”主要指DNA，对于RNA病毒来说则指染色体RNA。这个定义较确切地表述了基因的本质和功能，已经被绝大多数学者所接受。笔者认为，这个定义能够为中学生所理解，特别是高中学生。
　　根据上述定义．不转录的DNA序列就不应称其为基因。实际上应称它们为启动区和操纵区。前者是基因转录时RNA聚合酶与基因上游区结合并起始转录的DNA区段，后者是与阻遏蛋白或激活蛋白结合从而调节基因转录活性的DNA区段，它们都不编码任何多肽或RNA产物，常被称为“顺吸式作用元件”。
　　根据基因产物的分子性质，可以把基因分为蛋白质基因和RNA基因两大类。根据基因产物的功能，又可分为结构基因和调节基因两大类。结构基因的产物是酶和不直接影响其它基因表达的蛋白质，以及rRNA和tRNA分子。调节基因的产物是阻遏蛋白或激活蛋白，它们对基因的转录分别进行项调控和正调控。
　　上述关于基因的分子生物学定义，大体上符合几十年来基因研究的各种发现。但是随着时间的推移，今后还可能有新的突破，出现新的基因概念。总的趋势是基因概念正经历着从稳定到动态的变化。基因概念的演变必将促进遗传学的发展，深化人们对生命规律的认识，使遗传学更好地为人类服务。
大田一中高二生物教案
　　　　　　　　　　　　　　　　授课人：邱功发　　时间：２００７、１２、１５
教学内容 第4节 基因是有遗传效应的DNA片段 班级课型　 高二（３）校级公开课
教学目标 知识与技能 １、举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。２、说明基因和遗传信息的关系。３、运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性
过程与方法 1.充分利用“资料分析”，让学生通过对实例的分析和讨论来理解基因与DNA的关系2.合理组织探究活动，帮助学生用数学方法解决生物学问题3.通过介绍DNA指纹的应用，体现STS教育
情感、态度与价值观 １、认同人类对遗传物质的认识是不断深化不断完善的过程。２、初步形成遗传物质的结构与功能相统一、多样性与共同性相统一的观点。
教材分析 重点 １、基因是有遗传效应的DNA片段。２、DNA分子具有多样性和特异性。
难点 脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
教学方法学情分析 　　　讨论法、 演示法、阅读指导法本节内容具有微观性的特点，由于涉及的基础概念多，学生在记忆上有相当的困难，并且部分基础知识掌握的不扎实也造成了遗传部分衔接困难，给教师的后续教学造成了相当大的障碍，众多的纯记忆性内容，不但影响学生的学习兴趣而且在能力培养方面也有一定的欠缺。往往使教学目标不能很好的实现，文科学生不重视生物学学习，思想认识不到位，对生物学知识理解程度较弱，缺乏主动性和积极性掌握生物学理论知识，课堂上应采用引导探究式的教学方法，创设自主合作的学习情景、平等融洽的人际环境，激发学生的学习积极性。
教学用具 课件和相关资料
大田一中高二生物邱功发第五章 基因突变及其他变异 第1节 基因突变和基因重组
一、教学目标
1.举例说明基因突变的特点和原因。
2.举例说出基因重组。
3.说出基因突变和基因重组的意义。
二、教学重点和难点
1.教学重点
（1）基因突变的概念及特点。
（2）基因突变的原因。
2.教学难点
基因突变和基因重组的意义。
三、教学方法
讨论法、 讲授法
四、教学课时
2
五、教学过程
教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图
引言 前面我们对遗传问题进行了学习、知道了主要的遗传物质是DNA，控制生物性状遗传的遗传物质的结构和功能的基本单位是基因，以及遗传的三个基本定律和伴性遗传。可见遗传的问题很复杂。那么，变异呢？也同样如此。在丰富多彩的生物界中，蕴含着形形色色的变异现象。今天，我们就来学习这方面的知识。
【介绍】生物的变异可分为两大类：不可遗传的变异和可遗传的变异。可遗传变异有三种来源：基因突变、基因重组和染色体变异。【强调】可遗传的变异不是由于环境因素的影响而引起的性状改变，而是由于生殖细胞内的遗传物质的改变引起的，因而能够遗传给后代。【问】通过美容手术，纹成弯弯的柳叶眉，这种柳叶眉能遗传吗？为什么？【问】“一猪生九仔，连母十个样”，这种个体的差异，主要是什么原因产生的？ 思考回答通过基因重组产生的。
【归纳】
一、基因突变1．基因突变的概念 【问1】镰刀型细胞贫血症是怎样引起的一种遗传病？（教师简介镰刀型细胞贫血症）【问2】大家回顾一下，什么叫基因？基因的分子结构如何？出示基因结构变化示意图，对图讲解。　　强调基因结构不管按以上的哪一种情况变化，归根结底都是碱基的排列顺序发生了改变，从而改变了遗传信息，引起生物性状的变异。由于DNA分子中发生的碱基对的增添、缺失或改变，而引起的基因结构的改变，叫基因突变。　　基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变，基因突变使一个基因变成它的等位基因，且通常会引起一定的表现型变化。　　那么，基因突变是如何产生的呢？ 1.学生阅书第80—81页后回答。是由基因突变引起的一种遗传病，是由于基因的分子结构发生了改变产生的。2.基因是有遗传效应的DNA片段，基因中的脱氧核苷酸排列顺序（碱基顺序）就代表遗传信息。不同的基因，脱氧核苷酸的排列顺序（碱基顺序）不同。
2．基因突变的原因 　以人类的镰刀型细胞贫血症为例。　　显示：正常型红细胞与镰刀型细胞贫血症的红细胞的性状比较图。　　镰刀型贫血症是一种异常血红蛋白病。一旦缺氧，患者红细胞变成长镰刀型，血液的粘性增加，引起红细胞的堆积，导致各器官血流的阻塞。而出现脾脏肿大，四肢的骨骼、关节疼痛，血尿和肾功能衰竭等症状，病重时，红细胞受机械损伤而破裂产生溶血现象，引起严重贫血而造成死亡。　　显示：镰刀型细胞贫血症病因图解。　　 　　问1：镰刀型贫血症病人的红细胞和正常人的为什么不一样？问2：镰刀型贫血症病人的血红蛋白中的谷氨酸为什么被缬氨酸取代？【强调】镰刀型细胞贫血症发病的根本原因是控制血红蛋白会成的基因中一个碱基对发生了改变，由 变成 。问3：基因突变有何意义？ 思考回答3.基因突变是生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原材料，是生物进化的内因，没有变异就没有进化，因而在生物进化中具有重要意义。
3．基因突变的特点 问：基因突变作为生物变异的重要来源，它有哪些特点呢？【强调】自然条件下发生的基因突变叫做自然突变，人为条件下诱发产生的基因突变叫做诱发突变。基因突变可以发生在体细胞中，也可以发生在生殖细胞中。在高等生物里，大约10万到1亿个生殖细胞中才会有一个发生基因突变。可见突变其实也是不容易发生的。【归纳】①普遍性②随机性③稀有性④有害性⑤ 不定向性 学生阅书第82页后，由学生回答教师穿插其中讲解。
4．基因突变的意义 基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原材料。
二、基因重组1．基因重组的概念 问：什么叫基因重组？基因重组产生的根本原因是什么？举例说明【强调】这里必须注意到，基因重组只是生物个体的基因型发生了改变，出现了亲代没有的新的基因组合，而基因本身的结构并没有改变。 基因重组是指生物进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。
2．基因重组的原因 基因重组产生的根本原因主要有两方面，一方面是由于基因的自由组合，即控制两对或两对以上相对性状的等位基因，位于两对或两对以上同源染色体上，该生物个体在减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非等位基因间的自由组合。另一方面是由于位于同源染色体上的原来连锁在一条染色体的非等位基因， 在减数分裂第一次分裂的前期，复制后的同源染色体联会后，非姐妹染色单体之间由于交叉而交换，基因也随着交换。上述二种原因，都能形成基因的重组，而新的重组基因类型又导致了不同相对性状的重组，使后代产生变异。基因重组是通过有性生殖来实现的，如果两个亲本的杂合性越高、遗传物质的差距越大，基因重组的类型就越多，后代产生的变异也就越多。以豌豆为例，当具有10对相对性状的亲本进行杂交时，如果只考虑基因的自由组合（l0对等位基因位于10对同源染色体上）所引起的基因重组， 可能出现的表现型就有 种……。
3.基因重组的意义 引导阅读思考 阅读课本第83页，自己总结。
总结 生物的变异，根据生物体内的遗传物质是否改变，分为可遗传变异和不可遗传变异两类。可遗传变异中的基因突变，是基因分子结构的改变。是在一定的外界条件或者生物内部因素的作用下，使得DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，结果是基因中的脱氧核苷酸的排列顺序发生改变，最终导致原来的基因变为它的等位基因。基因突变不同于基因重组，基因重组是基因的重新组合，产生了新的基因型，基因突变是基因结构的改变，产生了新的基因，产生了新的遗传物质。因而基因突变是生物产生变异的根本原因、为生物进化最供了最初的原材料。基因重组是通过有性生殖过程来实现的，如果两个亲本的杂合性越高、遗传物质差距越大，基因重组的类型就越多，后代产生的变异就越多。因而基因重组为生物的变异提供了极其丰富的来源，是形成生物多样性的重要原因之一，对生物进化具有十分重要的意义。近年来，应用重组DNA技术，可以把经过改造的基因，通过载体送入生物细胞中，并使新的基因在细胞内正确表达。通过此种途径，获得人类需要的转基因动物或转基因植物。
【典型例题】1．将同一品种的小麦分别种在水肥条件不同的农田，其株高等性状表现出很大差异，这种现象在遗传学上称为（ ）　　A．遗传性　　　　　　　B．遗传重组引起的变异　　C．基因突变产生的差异　D．不遗传的变异　　解析：生物的变异分为不遗传的变异和遗传的变异，前者是由于环境条件的改变引起生物性状的变异，后者是由于遗传物质改变引起的生物性状的变异。　　同一品种的小麦含有相同的遗传物质，若在相同的环境条件下，其表现出来的性状是一样的。同一品种的小麦在水肥不同的农田，其性状差异是由于环境条件不同引起的，而非遗传物质改变引起的。若由基因突变引起的，则只限于极少数个体出现性状差异。因为品种是纯合子，也不存在由基因重组和染色体变异导致性状变异的问题。所以是一种不遗传的变异。答案：D2．基因突变大多数都有害的原因是（ B）　　A．基因突变形成的大多是隐性基因　　B．基因突变破坏了生物与环境之间形成的均衡体系　　C．基因突变形成的表现效应往往比基因重组更为明显　　D．基因突变对物种的生存和发展有显著的负作用　　解析：如果对基因突变的有害性理解不深刻，易选C和D，因基因突变后，性状改变确定非常显著，而且往往对个体生存确实不利；但表现效应明显不一定导致有害，虽然基因突变大多有害，可是对生物的进化具有重要的意义。故C、D不合题意。A项中的隐性基因不一定就有害，何况基因突变是不定向的。只有B项叙述才是真正导致有害性的原因。　　该题重在分析供选项之间隐含的微妙关系，必须应用基础知识作出推理，确定正确答案。　　3．果蝇约有 对基因，假定每个基因的突变率都是 ，一个大约有 个果蝇的群体，每一代出现的基因突变数是（ ）　　A． B． C． D． 　　解析：自然界中生物的自发突变的频率很低，这是对于单个基因而言，但种群是由许多个体所组成，每个个体的每个细胞中都含有成千上万个基因，依据题干所列出的数值，这个果蝇群体每一代出现的基因突变数目是 （个）。该题通过有关数据的分析，说明基因突变是生物变异的根本来源。对于生物群体而言，基因突变的性状也是非常巨大的。　　答案：B 　　4．用一定剂量的秋水仙素处理某种霉菌，诱发了基因突变，秋水仙素最有可能在下列哪项过程中起作用？（ ）　　A．有丝分裂间期 B．有丝分裂全过程　　C．受精作用过程 D．减数分裂第一次分裂间期　　解析：基因突变最易发生于DNA分子复制过程中，即细胞有丝分裂间期（导致体细胞发生突变）或减数分裂第一次分裂间期（导致生殖细胞发生突变）。当然，对有性生殖的动、植物，只有生殖细胞中的基因突变才能影响到子代性状的变化。霉菌的繁殖方式是无性生殖（孢子生殖），它不进行减数分裂。　　该题是关于基因突变发生时期的应用题，属于化学诱变的范围。考查学生对知识的迁移能力。　　答案：A　　5．根据图示分析人类镰刀型细胞贫血症的病因，并回答：（1）请给予图中①②③以特定的含义： ①__________；②__________；③__________。（2）患镰刀型细胞贫血症的根本原因是，控制__________合成的___________________，从而改变了遗传信息。（3）镰刀型细胞贫血症是常染色体上隐性遗传病，该隐性致病基因在图中对应的碱基组成为__________；正常基因在图中对应的组成为______。（4）根据镰刀型细胞贫血症的发病率和表现特征，说明基因突变具有__________和__________的特点。　　解析：镰刀型细胞贫血症的病因是由于病人的血红蛋白分子的一条多肽链上，有一个氨基酸的种类发生了改变，即由正常的谷氨酸变成了异常的缬氨酸，根本原因是合成血红蛋白分子的遗传物质DNA的碱基序列发生了改变，就是发生了基因突变，由 突变成 。　　答案：（1）①基因突变 ②CAT ③GUA （2）血红蛋白 DNA碱基序列发生了改变（3） （4）突变率低 有害性（四）布置作业3．课本第84页练习一、二。
教学反思：
基因突变和基因重组的意义是教学的难点，在教学中以问题串的形式来突破：基因突变能产生新的基因吗？这些新的基因主生的新性状对生物的生存有什么意义？自然环境会选择哪些个体生存下来？通过这些问题的提示能使学生理解基因突变的特点是产生新的基因，基因重组产生新的基因型．
大田一中高二生物 6《 孟德尔的豌豆杂交实验（一）》说课稿
各位评委、老师：
大家好，我今天说课的题目是高中生物必修2第一章第一节〈〈孟德尔的豌豆杂交实验（一）〉〉的内容。接下来我就从以下几个方面来说说这一节课。
一、说教材
1、 教材的地位和作用
《孟德尔的豌豆杂交实验（一）》这一课题是高中生物必修2第一章第一节第一部分的内容，是学生学习孟德尔的豌豆杂交实验（二）的基础，也是第二章《减数分裂与受精作用》这节知识的重要基础，又并为后续学习生物变异与生物进化奠基，所以在教材中起到承上启下的作用。因此从这个地位来看，这部分内容不仅是本章的重点，更是整个必修本的重点内容。
2、 教学目标
（1）知识目标
　　 阐明孟德尔的一对相对发送的杂交实验及分离定律
（2）能力目标
　　 体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维，训练学生演绎、归纳推理的能力。
（3）情感目标
　　①通过科学家的事迹，对学生进行热爱科学、献身科学的教育。
　　②通过分离定律在实践中的应用，对学生进行科学价值观的教育。
3、教学的重点难点
本课题教学的重点是①对分离现象的解释，阐明分离定律②以孟德尔的遗传实验为素材进行科学方法教育③运用分离定律解释一些遗传现象。
教学的难点是对分离现象的解释。
二、说学法：因本部分知识难度大，学生应以问题为线索，通过质疑和推理，在老师的引导下进行阅读、思考、观察、讨论展开学习活动，还应让学生读图、析图、写遗传图解，从而来掌握本课时的内容。
三、说教法
本节课为新课教学，虽然学生已经初步学习了染色体的初步知识，但染色体的行为变化等毕竟是学生看不见、摸不着的知识现象，所以要把它同生物的性状遗传结合起来有很大困难，再加上本节课涉及的基本概念和术语特别多，同时考虑到教学大纲对教材重难点的要求是最高层次，因此在教学上主要要从以下两方面入手：
一是以激发学生学习动机为主线，充分动用现代化的教学手段和提问、讨论等多种形式，激发学生的学习兴趣，调动学生的非智力因素；
二是以知识结构为基础，本节科学思维严密，教学过程中教师可以依托一对相对性状遗传实验过程、解释，引导学生观察、推测、归纳来活化学生的思维，即进行过程性教学，来保障学生学习的主体地位，达到对知识理解的目标，再把知识运用于实践。
四、说教学过程
首先激发学生的探究欲望和学习兴趣。通过教材的问题探讨组织学生讨论：哪些遗传现象符合“融合遗传”的观点？哪些遗传现象与“融合遗传”相矛盾？让学生交流、探讨身边的生物遗传现象是否符合“融合遗传”的观点。接下来才根据学生已有的知识，交流对孟德尔的初步认识。
设疑：豌豆具有哪些特点？为什么说孟德尔最成功的杂交实验是豌豆杂交实验？孟德尔是如何揭示生物遗传奥秘的？
师生共同解决以上问题，为学生阐明“一对相对性状的遗传实验”做铺垫。培养学生的概括能力和理解能力。
结合上述内容，给出相对性状、自交、杂交、正交、反交等概念。
设疑：孟德尔是如何通过豌豆杂交实验来揭示分离定律的？
边板图边叙述一对相对性状的遗传实验，并给出显性性状、隐性性状、性状分离的概念。
结合板图，观察分析一对相对性状的遗传实验过程，总结显性性状，隐性性状与相对性状之间的关系。然后在教师的引导下提出问题：
（1） 为什么子一代表现高茎 矮茎性状消失了没有？
（2） 为什么子二代又出现了矮茎？如果不用数学统计的方法分析遗传结果，会发现子二代呈现3：1的数量比吗？
（3） 在规律性的遗传结果中，内含的实质规律是什么？
围绕这些问题让学生讨论，在学生讨论的基础上，结合一对相对性状的遗传图解，引导学生分析：孟德尔是如何解释子一代只出现显性性状的？为什么子二代会出现性状分离，且分离比是3：1？从而过渡到对分离现象的解释。
教师边图解边讲解孟德尔的假说，然后在讲解的基础上， 让学生结合图解阅读教科书，阐明孟德尔假说的内涵，概括孟德尔假说的要点
（1） 生物体的性状是由遗传因子决定的，遗传因子之间既不会相互融会，也不会在传递中消失。
（2） 体细胞中遗传因子是成对存在的
（3） 生物体在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。
（4） 受精时，雌雄配子的结合是随机的。
设疑引导学生课后思考：孟德尔假说与“融会遗传”观点的本质区别是什么？在人们还没有认识到配子的形成和受精过程中染色体的行为变化时，你如何认识孟德尔假说的深刻意义？遗传因子分离、配子随机组合真的能出现3：1的结果吗？这些问题我们下节课才来进一步解决。
小结：这是完成一项教学任务终了阶段的教学行为。鉴于本节课涉及的概念多，知识相对冗杂的特点，我采取的是比较传统的方法，对照板书，将所讲的内容再和学生一起做整理，同时进一步完善板书。这样可以使学生有完整的全局的概念，进一步领悟主题。
五、板书设计及作业（教学课件）
大田一中高二生物邱功发第2节 染色体变异
一、教学目标
1．染色体结构变异的4种类型（B：识记）。
2．染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的概念（B：识记）。
　　3．单倍体和多倍体的特点、形成原因及其在育种上的意义（B：识记）。
　　4．人工诱导多倍体在育种上的应用及成就（B：识记）。
二、教学重点和难点
1.教学重点
（1）染色体组的概念。
　　（2）二倍体、多倍体和单倍体的概念。
　　（3）多倍体育种原理及在育种上的应用。
2.教学难点
⑴多倍体的形成原因。
⑵区分单倍体与二倍体及多倍体划分的依据。
　⑶如何理解单倍体可能只有一个染色体组，也可能有多个染色体组。
三、教学方法
讲授法，谈话法。
四、教学课时
2
五、教学过程
教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图
引言 通过细胞有丝分裂、减数分裂以及受精作用的学习，我们知道每种生物的染色体数目及染色体形态是稳定的。从而保持了遗传性状的相对稳定性。然而一切事物都是变化的，染色体也不例外，当自然条件和人为条件发生改变时，染色体的结构或染色体的数目可以发生改变，从而引起生物性状发生改变。今天，我们来学习这方面的内容。 听讲
1．染色体变异的概念 问：什么是染色体变异？【叙述】根据染色体结构和数目的变化，染色体变异可分为染色体结构变异和染色体数目变异两类。在自然条件和人为条件改变的情况下，染色体结构的改变和染色体数目的增减导致生物性状的变异。 回答
2．染色体结构的变异 问：“猫叫综合征”是怎样引起的？它属于哪种染色体变异？　问：染色体结构变异有哪4种类型？教师出示染色体结构变异4种类型图解，再一进行解说归纳。缺失：指一条染色体断裂而失去一个片段，这个片段上的基因也随之丢失。如果失去的基因是显性的，同源染色体上保留下来的是隐性的，这一本来不能显出的隐性性状就能显出来。　　重复：一条染色体的断裂片段接到同源染色体的相应部位，结果后者就有一段重复基因。　　倒位：一条染色体的断裂片段，位置倒过来后再接上去，造成这段染色体上的基因位置颠倒。　　易位：染色体发生断裂，断裂片段接到非同源染色体上的现象。易位可使原来不连锁的基因发生连锁。　　要注意到，染色体结构的改变，严重的可以造成死亡。比如当两个同源染色体相同部分都缺失时，某些基因就都不存在，这就可以造成死亡。　　除了染色体结构变异外，染色体数目的改变对生物新类型的产生起着很大的作用，我们一起来探讨这一问题。 看书第85—86页后回答。是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病，属染色体结构变异。
　3．染色体数目变异（1）染色体组（2）二倍体（3）多倍体的概念及其形成的原因 出示果蝇的染色体图，学生阅读教材。问：果蝇体细胞有几个染色体？几对同源染色体？其中几对常染色体和性染色体？问：雄果蝇产生精子时必须进行减数分裂，精子里有哪几条染色体？几种精子？教师用雄果蝇染色体组模型演示。问：两种精子中染色体数相等吗？分别是多少个？各是什么？问：对一个精子而言，染色体形态大小相同吗？为什么？教师归纳：像果蝇这样，二倍体生物配子里的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有两个染色体组的叫做二倍体。如人、果蝇、玉米是二倍体，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。学习了二倍体的概念后，我们知道，由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的叫做多倍体。其中体细胞中含有3个染色体组的叫做三倍体，如香蕉就是三倍体；体细胞中含有4个染色体组的叫做四倍体，如马铃薯就是四倍体。此外还有六倍体、八倍体等统称为多倍体。所以，体细胞中所含的染色体组数目是划分二倍体或者多倍体的依据。这些都是染色体数目变异中染色体成倍地增加或减少的一类情况。　　多倍体产生的原因呢？教师出示植物细胞有丝分裂过程图，并提问：植物细胞有丝分裂的各个时期染色体数目有什么变化？分裂后期有什么特点？这一阶段所含染色体数目和其他时期是否相同。学生回答完上述问题后，教师归纳：植物细胞进行有丝分裂过程中，染色体经复制后已经分裂，由于外界环境条件（如温度骤变）或生物内部因素的干扰，纺锤体的形成受到破坏，以致染色体不能被拉向两极，细胞也不能分裂成2个子细胞，于是就形成了染色体数目加倍的细胞。这种染色体加倍的细胞，继续进行正常的有丝分裂，并且通过减数分裂，形成了染色体数目也相应加倍的生殖细胞，再由这些生殖细胞结合成合子，进一步发育成的植物，就是多倍体。例如帕米尔高原的高山植物，有65％的种类是多倍体。 回答（略）回答相等，分别是4个，应为：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和X及Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Y。不同，因为经同源染色体分离，二种精子里都不含同源染色体。
4．人工诱导多倍体在育种上的应用 （1）多倍体植株的特点　　由于染色体数目的增多，多倍体植株一般表现为茎杆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。（2）方法和原理问：人工诱导多倍体的方法是什么？用秋水仙素处理能够获得多倍体的原理是什么？教师以异源八倍体小黑麦培育过程说明上述方法和原理。出示异源八倍体小黑麦培育过程图解。　教师指着图解说明：普通小麦是异源六倍体（AABBDD），其雌配子中有三个染色体组（ABD），共21个染色体；以黑麦（RR）作父本，雄配子中有一个染色体组（R），7个染色体。杂交后子代含四个染色体组（ABDR），由于是异源的，联会紊乱，是高度不育的。若用一定浓度的秋水仙素处理子代幼苗即可加倍为异源八倍体（AABBDDRR），就能形成正常的雌雄配子，且都能受精、结实、繁殖后代，如图。（见下页）　　小黑麦的创造，是中国农业科学院鲍文奎教授创造的新作物，它产量高，经试验比当地小麦增产30%以上，比黑麦增产40%以上；蛋白质含量高；抗逆性强，耐瘠薄土壤，耐寒冷气候。目前小黑麦已在贵州、甘肃等高原地区引种试种成功，推广面积约100万亩以上。 阅读教材第54页后回答
5．单倍体 （1）单倍体的概念　　指体细胞中含有本物种配子的染色体数目的个体。教师着重讲清“体细胞”、“本物种”、“配子”3个生物用词的含意，并举例说明。如玉米是二倍体，它的体细胞中含有二个染色体组，20个染色体，它的单倍体植株体细胞中含有1个染色体组，10个染色体。又如普通小麦是六倍体，它的体细胞中含有六个染色体组，42条染色体，它的单倍体植株体细胞中含有3个染色体组，21条染色体。问：单倍体、二倍体和多倍体的划分根据是什么？教师强调，虽然二倍体和多倍体的划分依据是由合子发育而来的个体，其体细胞中含有的染色体组的数目是几就是几倍体。但是单倍体的确定并不是以体细胞中含有染色体数目为依据的，而应是体细胞含有本物种配子的染色体数目。由配子直接发育而来的不同生物单倍体含有染色体组的数目可以不同，绝不能认为单倍体只含有一个染色体组，也可能有多个染色体组。如玉米的单倍体只含一个染色体，棉花的单倍体含有二个染色体组。（2）单倍体植株的特点　　与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且是高度不育的。　　（3）单倍体在育种上的意义　　老师强调，育种工作者常常采用花药离体培养的方法来获得单倍体植株，这种植株无生产价值，但在育种上有特殊的意义。用人工诱导使单倍体植株染色体加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目，且每对染色体上的基因都是纯合的，自交产生的后代不会发生性状分离。这种方法比杂交育种所需时间大大缩短，一般只需两年时间，就可以得到一个稳定的纯系品种。　　现举例如下：两对基因YyRr的杂合豌豆，要想获得Yyrr品种，如何运用单倍方法培育？　此种方法培养稳定的性状，第二年种植下去的，就是所需的纯品种了，不会发生性状分离，和杂交育种相比，明显缩短了育种年限。回答
（三）总结 　　染色体变异分染色体结构变异和染色体数目变异。前者主要有缺失、重复、倒位和易位4种类型；后者分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞中的染色体成倍地增加或减少。　　像果蝇的生殖细胞那样，该细胞中的一组非同源染色体，它们在形态、大小和功能上各不相同的一组染色体叫染色体组。凡是由受精卵发育而成的生物个体，体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体。多倍体划分的依据是体细胞中含有3个或3个以上染色体组；单倍体的确定不是以体细胞中含有染色组数目为依据，而是指体细胞中是否含有本物种配子的染色体数目的个体。由配子直接发育而来的不同生物单倍体含有染色体组的数目可以不同，绝不能认为单倍体只含有一个染色体组，它也可能有多个染色体组。　　我们已经学习了人工诱导多倍体育种和单倍体育种等遗传育种的方法，现将它们的原理和方法列表比较如下（可用银幕显示）：
种类原理方法单倍体育种染色体变异花粉离体培养后再人工加倍人工诱导多倍体育种染色体变异用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗教学反思：
【板书设计】第2节 染色体变异1．染色体变异的概念2．染色体结构的变异　　4种类型：缺失 重复 倒位 易位3．染色体数目变异　　（1）染色体组　　（2）二倍体（3）多倍体的概念及其形成的原因4．人工诱导多倍体在育种上的应用　（1）多倍体植株的特点　（2）方法和原理5．单倍体　（1）单倍体的概念　（2）单倍体植株的特点　（3）单倍体在育种上的意义
【典型例题】1．用马铃薯的花药离体培养出的单倍体植株，可以正常地进行减数分裂，用显微镜可以观察到染色体两两配对形成12对。据此现象可推知产生该花药的马铃薯是（ ）　　 A．三倍体 B．二倍体 C．四倍体 D．六倍体　　解析：用花药离体培养得到单倍体植株，单倍体的体细胞中含有本物种配子的染色体数目，单倍体植株进行减数分裂时，染色体能两两配对，说明细胞中含有两组染色体，据此可推知产生花药的马铃薯的体细胞中含有四组染色体故为四倍体，所以应选C。　　点评：单倍体的概念是学生较难理解的难点，要通过识记概念并结合具体的例子来分析理解。　　2．水稻的某3对相对性状，分别由位于非同源染色体上的3对等位基因控制。利用它的花药进行离体培养，再用浓度适当的秋水仙素处理。经此种方法培育出的水稻植株，其表现型最多可有（ ）　　 A．l种 B．4种 C．8种 D．16种　　解析：由于水稻为3对等位基因的遗传，因此产生配子基因型为 种，用花药离体培养获得的单倍体植物基因型亦为8种，该单倍体用秋水仙素处理得到的正常植株，基因型亦为8种，由于它们皆是纯合体，因此，它们的表现型亦为8种。答案：C　　点评：本题综合考查基因的自由组合定律、单倍体育种。　3．用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交所得的子一代植株开化后，经适当处理，则（ ）　　 A．能产生正常配子，结出种子形成果实 B．结出的果实为五倍体　　C．不能产生正常配子，但可形成无籽西瓜 D．结出的果实为三倍体　　解析：四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交产生的子一代西瓜植株是三倍体，由于其染色体组数为奇数，在减数分裂时同源染色体配对紊乱，因而不能产生正常生殖细胞，故不能结种子。若经适当处理，如用二倍体花粉刺激其子房，可结出无籽西瓜。该果实仅由果皮构成，由于果皮细胞属于三倍体西瓜植株的体细胞，故该果实为三倍体。答案：CD　　点评：三倍体无籽西瓜的培育过程较复杂，应利用课本插图加深理解。　　4．用基因型为 一植株所产生的花粉粒，经分别离体培养成幼苗，再用秋水仙素处理，使其成为二倍体，这些幼苗长成后的自交后代（ ）　　A．全部为纯合体 B．全部为杂合体 　C． 为纯合体 D． 为纯合体　　解析：经二倍体植物的花药离体培养形成的单倍体，经秋水仙素处理后形成的个体均是纯合体。无论上述纯合体基因型如何，纯合体自交的后代均为纯合体。答案：A　　点评：基因型为 植株产生的花粉的基因型有 、 、 、 四种，经秋水仙素处理得到DDTT、 、 、 的植株，全部为纯合体。　　5． 到右图为果蝇的原始生殖细胞示意图。图中1、 ，……4、 表示染色体； 、 、 、 、 、 分别表示控制不同性状基因。试据图回答下列问题：　　（l）此原始生殖细胞是_____________细胞；　　（2）图中的________属常染色体上，而_________属性染色体；　　（3）此原始生殖细胞中有二个染色体组，它们分别是_______；　　（4）该细胞中有_________个DNA分子；　　（5）该果蝇基因型可写成__________；　　（6）经减数分裂它可产生_________种配子。　　解析：解答本题要从观察着手，（l）4和 是一对性染色体，从图观察可知此细胞为卵原细胞，因为4和 形态和大小相同；（2）1和 、2和 、3和 都属常染色体，4和 属性染色体；（3）果蝇属二倍体生物，含二个染色体组，它们分别是：1、2、3、4与 、 、 、 （或由非同源染色体自由组合形成的其他两组染色体组合）；（4）细胞不处在分裂期时染色体的个数即为DNA分子数；（5）基因型为 ；（6）经减数分裂形成的配子数为： 。　　答案：（l）卵原；（2）l、 、2、 、3、 、4、 ；（3）l、2、3、4与 、 、 、 （或由非同源染色体自由组合形成的其他两组染色体组合）；（4）8；（5） ；（6）8。　　点评：本题考查的考点有：减数分裂、性染色体、常染色体、染色体组等概念、基因自由组合定律等，涉及面广、综合性强，属综合能力试题。学习时，要以本习题为例，对相关知识进行分析，比较、归纳整理，提高发散思维与聚会思维能力。
大田一中高二生物邱功发第3节 人类遗传病
一、教学目标
　　1．人类3类遗传病及其病例（A：知道）。
　　2．什么是遗传病及遗传病对人类的危害（A：知道）。
3．遗传病的监测和预防（A：知道）。
4.人类基因组计划与人体健康（A：知道）
二、教学重点
　　人类遗传病的主要类型。
2．教学难点
（1）多基因遗传病的概念。
　　（2）近亲结婚的含义及禁止近亲结婚的原因。
三、课时安排
1课时
四、教学方法
　　讲述法，谈话法。
五、教学过程
教学内容 教师引导和组织 学生活动 教学意图
引言 近年来，随着医疗技术的发展和医药卫生条件的改善，人类传染性疾病已得到控制，而人的生殖细胞或受精卵里的遗传物质在数量，结构或功能上发生改变，使由此发育成的个体患先天性遗传病，其发病率和死亡率却有逐年增高的趋势。今天，我们来学习这方面的知识。
一、人类常见遗传病的类型2．人类遗传病的主要类型 什么是遗传病问：感冒发热是不是遗传病？为什么？教师讲述：遗传病是由于人的生殖细胞或受精卵里遗传物质发生改变而引起的人类遗传性疾病，而感冒发热是由感冒病原体引起的传染病，两者有着根本的区别。问：什么是单基因遗传病？．其遗传方式如何？（1）单基因遗传病　　单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传性疾病。致病基因有的位于常染色体上，有的位于性染色体上，有的致病基因是显性基因，有的致病基因是隐性基因。比如软骨发育不全是属于常染色体上的显性遗传病。　　 　　（2）多基因遗传病　　问：多基因遗传病和单基因遗传病的区别是什么？教师讲述，多基因遗传病是由多对基因控制的人类遗传病，它在兄弟姐妹中的发病率并不像单基因遗传病那样，发病比例是1/2或1/4，而远比这个发病率要低，约为1%—10%。多基因遗传病常表现出家族聚集现象，且比较容易受环境因素的影响。目前已发现的多基因遗传病有100多种，如唇裂、无脑儿、原发型高血压及青少年型糖尿病等。（3）染色体异常遗传病　　如果人的染色体发生异常，也可引起许多遗传性疾病。比如染色体结构发生异常，人的第5号染色体部分缺失而患病，患病儿童哭声轻，音调高，很像猫叫而取名为“猫叫综合症”；又比如染色体的非整倍体变异，人的第21号染色体为3条的，患者智力低下，身体发育缓慢，外眼角上斜（银幕出示“21三体”综合症患儿图），口常半张，即为“21三体”综合症，此患者体细胞中为47条染色，即45＋XY；又比如女性中，患者缺少一条X染色体（44＋X）出现性腺发育不良症等等。　　问：遗传性疾病有哪些危害，举例说明。
　二、遗传病的监测和预防 讨论：“什么是健康的孩子？怎样才能做到优生”？教师讲述：优生就是让每一个家庭生育出健康的孩子。为此，就应该运用遗传学原理，改善人类遗传素质。我们在控制人口数量增长的同时，还应该进一步提高人口的质量。　　为了达到优生的目的，首先，要禁止近亲结婚。　　问：什么是近亲结婚？有什么危害？　　（出示人类《血亲关系表》）。学生讨论，教师归纳，最后指出禁止近亲结婚是预防遗传性疾病发生的最简单有效的方法。 阅书92页，自学遗传咨询、产前诊断、基因诊断等基本知识。
三、人类基因组计划与人体健康 教学引导阅读阅书92--94页，了解人类基因组计划的基本内容、正负面影响，知道基因诊断、基因治疗的基本知识。 学生阅读思考
（三）总结 人类遗传病主要包括单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病3类，要知道这些病的遗传方式及常见病症。　　要提倡优生，重点是“禁止近亲结婚”，要联系已学过的遗传知识分析禁止近亲结婚的原因，自觉宣传优生措施，提高优生意识，减少遗传性疾病，以提高我国人口素质。
（四）布置作业 　第62页复习题一，二，三和四。
【板书设计】 第3节 人类遗传病一、人类常见遗传病的类型　　1．什么是遗传病　　2．人类遗传病的主要类型　　（1）单基因遗传病　　 　　（2）多基因遗传病　　（3）染色体异常遗传病二、遗传病的监测和预防三、人类基因组计划与人体健康
【典型例题】　　１．（上海高考题）我国婚姻法规定禁止近亲婚配的医学依据是　　A．近亲婚配其后代必患遗传病　　　　　　B．近亲婚配其后代患隐性遗传病的机会增多　　C．人类的疾病都是由隐性基因控制的　　　D．近亲婚配其后代必然有伴性遗传病　　【解析】亲缘关系越近，其相同的基因就越多。隐性性状只有在其基因纯合时才表现出来。近亲结婚使所生后人隐性基因纯合的机会大大增加，因而后代患隐性遗传病的机会增多。【答案】B　　２．一对表现正常的夫妇，他们的双亲中都有一个白化病患者，预计他们生一个白化病男孩的概率是　　A．12.5% B．25% C．75% D． 50%　　【解析】人的肤色白化基因（ ）位于常染色体上，白化病是常染色体上的隐性遗传病。因为这对肤色正常的夫妇的基因型都是 ，其子女中的基因组合是AA、 、 分别占 、 和 。同时，人类的性别决定中，其子女中性染色体的组合只能是XX和XY两种，各占 。两个事件同时发生的概率，是这两个独立事件分别发生的概率的乘积。即生一个白化病男孩的概率为 。【答案】A　　３．“猫叫综合症”是人的第5号染色体部分缺失引起的，这种遗传病的类型是（ ）　　A．常染色体单基因遗传病 B．性染色体多基因遗传病　　C．常染色体数目变异疾病 D．性染色体结构变异疾病　　【解析】染色体发生的结构变异主要有4种：1．染色体某是一片段的缺失；2．染色体增加了某一片段；3．染色体某一片段的位置颠倒；4．染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。题中第5号染色体部分缺失，应属于染色体结构变异的第1种。【答案】D　　【点评】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病三大类，染色体异常遗传病又分为常染色体异常遗传病和性染色体异常遗传病。常染色体异常包括其结构变异和数目变异。综上所述，要正确解答这类习题必须对基本知识非常熟悉，对各概念之间的联系与区别能准确把握。　　４．确定胎儿是否患有某种遗传病或先天性疾病，可采取的检测手段有　　A．B超检查 B．羊水检查 C．孕妇血细胞检查 D．绒毛细胞检查　　【解析】随着医学科学的发展，各种先进的检测胎儿发育状况的手段不断出现。题中有关检测措施可通过对胎儿外形的观察、分析细胞中有关DNA、染色体的状况，从而判断是否有某种遗传病和先天性疾病。　　【答案】ABCD
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大田一中生物邱功发第3节 DNA的复制
一、教学目标
1. 知识方面
概述DNA分子的复制。
2. 情感态度与价值观方面
探讨DNA复制的生物学意义。
二、教学重点和难点
1.教学重点
DNA分子复制的条件、过程和特点。
2.教学难点
DNA分子复制的过程。
三、教学方法
讨论法、 演示法、讲授法
四、教学课时
1
五、教学过程
教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图
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）。 阅读思考讨论回答 引入新课
〖讲述〗DNA既能作为遗传物质，就必须具有精确的自我复制能力，那它是怎样进行复制的呢？ 思考讨论 引起思考引入新课
一、对DNA分子复制的推测 〖引导〗引导学生阅读课文P52，沃森和克里克提出的著名的DNA双螺旋结构模型后，又发表了遗传物质自我复制的假说。进而总结出“半保留复制”的概念。〖讲述〗在复制过程中，原来双螺旋的两条链并没有被破坏，它们分成单独的链，每一条旧链作为模板再合成一条新链，这样在新合成的两个双螺旋分子中，一条链是旧的而另外一条链是新的，因此这种复制方式被称为半保留复制。 阅读思考 学新知识
二、DNA半保留复制的实验证据 〖讲述〗我们知道，当假说通过实践检验并被证明是正确的后，才能上升为科学理论。随着科学技术的发展，放射性同位素示踪技术被应用到DNA分子复制的研究中。下面我们来探讨一下DNA分子半保留复制的实验证据。〖讲述〗大家阅读课文P53，结合图3-12，利用物理、化学知识体会科学家实验设计的方法、原理、步骤、结果、结论及它的巧妙之处。强调：该实验证明了DNA的复制是以半保留的方式进行的。 看图思考 培养严谨重视实的态度
旁兰思考题1 〖提示〗本实验是根据半保留复制原理和DNA密度的变化来设计的。在本实验中根据试管中DNA带所在的位置就可以区分亲代与子代的DNA了。 思考回答 拓展思维知识迁移
三、DNA复制的过程 1.概念：指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。DNA的复制实质上是遗传信息的复制。2.时间：细胞有丝分裂和减数第一次分裂的间期3.场所：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体4.条件：⑴模板：两条母链⑵原料：四种脱氧核苷酸、能量（ATP）⑶酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等　5.过程：　　①解旋提供准确模板：在ATP供能、解旋酶的作用下，DNA分子两条多脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，两条螺旋的双链解开，这个过程叫做解旋。解开的两条单链叫母链（模板链）。　　②合成互补子链：以上述解开的每一段母链为模板，以周围环境中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的一段子链。　　③子、母链结合盘绕形成新DNA分子：在DNA聚合酶的作用下，随着解旋过程的进行，新合成的子链不断地延伸，同时每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构，从而各自形成一个新的DNA分子，这样，1DNA分子→2个完全相同的DNA分子。6.特点：①DNA分子是边解旋边复制的；②是一种半保留式复制。（即在子代双链中，有一条是亲代原有的链，另一条（子链）则是新合成的。）　7.“准确”复制的原因：①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板；②碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。8.结果：一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子9. 意义：DNA通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保证了物种的相对稳定性，保持了遗传信息的连续性，使种族得以延续。 学生思考下列问题：①什么叫解旋？解旋的目的是什么？②什么叫“子链”？复制一次能形成几条子链？③简述“子链”形成的过程。DNA复制后两个子代DNA分子和亲代DNA分子是否完全相同？为什么？ 通过设问，学生回答，进一步让学生理解和巩固DNA复制的全过程。
DNA分子连续复制演绎的计算规律 已知某一DNA分子用15N标记（0代）将含有该标记DNA分子的细胞（或细菌）转移到只含14N的培养基中培养（进行DNA复制）若干代后，其DNA分子数、脱氧核苷酸链数及相关比例如下表：世代DNA分子的结构特点脱氧核苷酸链的数量变换规律分子总数不同DNA分子占全部DNA分子之比单链总数不同脱氧核苷酸链占全部链之比只含15N分子含14N15N杂种分子只含14N分子含15N的链含14N的链0112112141/21/2241/21/281/43/4381/43/4161/87/8n2n2/2n1－2/2n2n＋11/2n1－1/2n 学生填表 培养学生的总结能力
小结 1．通过学习必须掌握DNA的复制过程、复制的必需条件及DNA复制在生物学上的重要意义。为学习生物的遗传和生物的变异奠定基础。　　2．目前DNA分子广泛用于刑事案件侦破等方面　　（l）DNA分子是亲子鉴定的主要证据之一。　　（2）把案犯在现场留下的毛发、血等进行分析作为破案的证据，与DNA有关。
作业 练习一二
【典型例题】
　例1.如果将大肠杆菌的 DNA分子用 标记，然后将大肠杆菌移入 培养基上连续培养。从分析得知，第一代大肠杆菌DNA储存的遗传信息与亲代大肠杆菌DNA储存的遗传信息完全相同，其原因是__________。若连续培养三代，此时，含 标记的DNA分子约占大肠杆菌DNA分子总量的多少？其原因是多少？
　　【解析】 解题时，可用下图表示双链DNA分子复制过程：从图解可知，第二代大肠杆菌的DNA分子是以亲代的DNA分子中两条母链分别为模板，根据碱基互补配对原则复制而成的。第二代大肠杆菌的DNA分子总量中，含 标记的为 （即 ）；第三代应为 （即 ）。
　　【答案】 以亲代DNA为模板，根据碱基互补配对原则复制而成；25％；因 DNA分子的复制方式为半保留复制。
　　例2.将大肠杆菌置于含 的培养基中培养一段时间，然后把 DNA被 完全标记的大肠杆菌作为亲代，转移到只含 的普通培养基培养，使其繁殖两代形成 4个新个体，则它们的 DNA中含 的链与 的链的比是（ ）
　　A．3：1 B．2：1 C．1：1 D．7：l
　　【解析】本题考查“大肠杆菌只有一个DNA分子”以及对“DNA分子具有双链结构”和“DNA半保留复制”的理解。 标记的DNA有两条含 的链，当利用含 的氮源来繁殖合成新DNA时，根据半保留复制的特点，新形成的 2个 DNA分子上应各有一条含 的链和一条含 的链，没有了 的来源，不论以后复制多少次，含 的链永远只是两条，而增加的新链都是含 的链。而题中形成了4个新个体，则只有4个DNA分子——8条单链，只有两条含 ，其余六条含 ， 链： 链=6：2=3：1。
　　【答案】A。
【评点】DNA复制，是将两条链之间的氢链打开，形成两条单链，然后以单链为模板，按照碱基互补配对原则，再各形成一条新链。在什么培养基上复制，新链即含什么培养基上的物质，再次复制仍如此，但是原DNA（亲代DNA）中的两条链上的物质永远不变。
【知识扩展】
DNA芯片
　　近年来，世界上一些发达国家的研究机构和工业界开始构建一种缩微芯片实验室——DNA芯片。目的是将生命科学研究中的许多不连续的分析过程，如样品制备、化学反应和分离检测等，通过采用类似集成电路制作过程中的半导体光刻加工的缩微技术，将其移植到一块1cm2见方的玻璃片上，并使其连续化和微型化。这与当年将数间房屋大小的分离元件计算机缩微成现在只有书本大小的笔记本式电脑有异曲同工之效。
　　DNA芯片是一种缩小了的生物化学分析器，通过芯片上微加工获得的微米结构和生物化学处理结合，便可将成千上万的与生命相关的信息集成在一小块玻璃芯片上。采用芯片可进行生命科学和医学中所涉及的各种生物化学反应，以达到对基因、抗原和活体细胞等进行测试分析的目的。通过分析可得到大量具有生物学、医学意义的信息。
　　关于DNA芯片的设想可追溯到1989年，当时美国Affymetrix公司的科学家打算用许多分子研制一种硬币般大小的装置。他们想出一种巧妙的办法，利用光刻法与光化学合成法相结合，在一块平滑的玻璃片上，用不同的分子构建一个高密度网络。开始，他们把某些蛋白质堆放在玻璃片上，一名叫斯蒂芬·福多的年轻科学家立即看出了采用DNA的可能性，他意识到，芯片上的DNA分子就好像一条条细细的分子“维可牢(velcro)”(“维可牢”是一种尼龙刺粘搭链，两面相合即粘住，一扯即分开，用以替代服装上的纽扣等)可选择性地与某些基因，即DNA的短片段结合，从而检查出变异型基因。福多在理论上推定，让未知的DNA样品与分布在DNA芯片上已知的DNA序列接触，就能对其作出鉴定。因为DNA双螺旋的两条单核苷酸链总是遵循“碱基互补”的原则配对，即一条链上的A总是与另一条链上的T相结合，C也总是与G相结合。因此，当一条链上的碱基序列确定之后，即可推知另一条链上的碱基序列。这类带有已知DNA序列的芯片就能检测突变基因或碱基的各种改变。
　　目前，DNA芯片主要有四种加工方法。(1)美国Affymetrix公司的光引导原位合成法。(2)美国Incytephaxmaceutical公司的化学喷射法，即将事先合成好的寡核苷酸探针喷射到芯片上的特定位置。(3)斯坦福大学的接触式点涂法，即利用高度精密机械手所带的移液头与玻璃芯片表面接触而将探针定位点滴到芯片上。(4)使用4支分别装有A、T、G、C核苷的压电喷头在芯片上的原位DNA探针合成法。
　　DNA芯片的主要优点是使生化分析全过程自动化，生产成本低、防污染(芯片系一次性使用)，分析速度快，而且体积小，重量轻，便于携带。这类仪器虽刚刚出现，但已开始给生命科学、医学、化学、新药开发、生物武器战争、司法鉴定、食品和环境卫生监督等领域带来冲击，甚至革命。因此，它已广为各国学术界和工业界所重视。
DNA杂交及其在实践中的应用
　　如何比较两DNA分子碱基顺序差异的大小呢？我们很容易想到的是如同人类基因组计划那样进行碱基测序，然后再进行比较。但这样做工作量太大，耗资多，费时长。如人类基因组计划动用大量人力物力，历时数年，才把人类对对染色体上DNA的碱基排列顺序全部检测完毕！事实上，如果我们仅仅是比较两DNA分子差异大小，则不必检测具体碱基顺序，最简单的方法是进行DNA杂交。那么什么叫DNA杂交，DNA杂交在实践中具体又有哪些应用呢？下面结合中学生物教学特点简述这个问题。
　　一、何为DNA分子杂交
　　所谓DNA分子杂交，是指把不同来源的DNA分别加热到100℃或调节pH到大于13时，DNA会变性解离成单链，再把两种来源的DNA单链放到一起，在60℃保持相当长时间，互补的DNA单链就会重新形成双螺旋结构，我们把它叫杂合双链，这即是两个DNA具有相同碱基对排列顺序的部分；而不互补的则仍为游离的单链，即具有不同的碱基对排列顺序的部分。最后通过一定的方法可以检测出其中单、双链的多少，从而比较两生物DNA碱基对排列顺序差异的大小。一般地说，杂合双链区越多，DNA碱基对顺序相同的越多，反之则越少。可见，通过DNA杂交，我们只需检测杂合双链区的多少，而无需检测具体的DNA碱基序列，所以工作量就大大减少了。
　　二、DNA分子杂交的应用
　　1．将不同种生物的DNA分子进行杂交，可以说明生物之间亲缘关系的远近
　　高中生物实验修订本中叙述了利用DNA杂交方法，把不同生物的DNA分子进行比较，从而说明两种生物之间亲缘关系的远近。例如，把人、黑猩猩和长臂猿的某些DNA进行杂交，发现人的DNA和黑猩猩的DNA杂交后形成的杂交DNA杂合双链区多于人的DNA与长臂猿杂交形成的杂合双链区，即人与黑猩猩的DNA更相似，这就说明人与黑猩猩的亲缘关系要近于人与长臂猿的亲缘关系。DNA杂交技术是人们从分子生物学角度为生物进化提供的一个非常可靠的证据。
　　2．将同种生物的DNA杂交，可用于亲子鉴定和痕迹检验等
　　不同种生物的DNA有差异，同种生物的DNA有没有差异呢？根据DNA遗传规律，只有自我复制的DNA才是完全相同的，不同个体的DNA多多少少总存在一定的差异。例如，人类不同种族、不同民族的DNA碱基顺序中大约有万分之一是不一样的。所以DNA杂交不仅可以用于不同种生物个体之间，也可应用于同种生物不同个体之间。如在医学实践中，能准确进行亲子鉴定的是DNA检测，检测方法并非检测出全部碱基顺序，而是进行DNA杂交，即把所要检测的两人的卫星DNA进行杂交，再比较差异大小，从而说明两人的血缘关系，如父子、母女等。
　　另外，在公安机关的刑事侦察中，也常用DNA杂交技术进行痕迹检验。犯罪分子只要留下一丝一毫的身体细胞遗留物，如血液、皮屑、毛发等，技术人员就可以把犯罪嫌疑人的DNA样本和现场发现的遗留物中提取的DNA样本通过DNA杂交，比较它们是否相同，从而确定现场留下的痕迹是否为犯罪嫌疑人的。这在司法实践中可作为科学的举证。
　　总之，DNA杂交技术是现代生物学重要技术之一，相信随着分子生物学及相关科学的进一步发展，DNA杂交技术一定会有更广阔的应用前景。
大田一中高二生物邱功发 2第6章 从杂交育种到基因工程 第一节 杂交育种与诱变育种
一、教学目标
1. 知识方面
(1) 简述杂交育种的概念，举例说明杂交育种方法的优点和不足。
（2）举例说出诱变育种在生产中的应用。
（3）讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。
（4）总结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种异同点。
2. 情感态度与价值观方面
(1) 讨论育种科学技术发展是科学、技术和社会的相互作用。
(2) 体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。
3. 能力方面
（1）尝试将你获得信息用图表、图解的形式表达出来。
（2）运用遗传和变异原理,解决生产和生活实际中的问题。
二、教学重点和难点
1.教学重点
遗传和变异规律在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用。
2.教学难点
（1）杂交育种和诱变育种的优点和局限性。
（2）用遗传图解表示各种育种过程
三、教学方法
讨论法、 演示法
四、教学课时
1课时
五、教学过程
教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图
“问题探讨”1、杂交育种 从上述同学们的汇报交流中，我们发现大家使用的方法都是――杂交育种，看来你们已经尝试从理论上探索杂交育种的方法了。现在我们来分析各组的方案是否科学规范。（再次出示各小组的遗传图解）〖评价〗同学们提的问题都非常到位，大家再讨论。点拨、解答同学们的问题：杂交育种依据的遗传学原理就是：基因的自由组合规律，即通过杂交，把生物不同品种间的基因重新组合，以便使不同亲本的优良基因组合到一起、从而创造出对人类有益的新品种。 课本的遗传图解就是一个很规范的育种方案，它是以文字的形式，从性状的角度来阐述杂交育种的过程。同学们在书写时，要依据基因的自由组合规律的原理，把每一代的可能表现型都正确的写出，从杂种第二代就可以选出我们需要的品种。选育出的新品种必须是纯合子，否则其后代就会因为发生性状分离而失去优势。这里，同学们可能发现了问题：隐性性状的品种肯定是纯合子，但显性性状的品种就有可能是纯合子、也有可能是杂合子，该如何鉴定呢 如果我们需要的性状是显性性状，育种时就用亲本的杂交后代连续自交，逐步淘汰，直到不再发生性状分离为止；如果我们需要的性状是隐性性状，育种时就从杂种二代中直接选用。遗传图解有更简洁的表示方法，即用我们在第一章所学的基因型的方式来表示。以课本的两个小麦品种杂交为例:如果小麦中，高产（A）对低产（a）是显性，不抗病（B）对抗病（b）是显性，我们需要的是高产抗病的纯种，假定两个亲本小麦品种都是纯合子，请绘出育种过程的基因型图解。〖点评〗并示范书写过程如下：P AABB X aabb
　 　 ↓　 ↓
　 配子 AB ab
　　 ↓　 ↓
　 F１ AaBbF２ 基因型　 1/16 AABB 1/16 aaBB 1/16 AAbb 1/16 aabb
2/16 AaBB 2/16 aaBb 2/16 Aabb 2/16 AABb4/16 AaBb表现型 9/16高产不抗 3/16低产不抗　3/16高产抗病 1/16 底产抗病根据自由组合定律，在F２ 中高产抗病（一显一隐）品种占总数的3／16。
〖问〗我们得到的这种具有杂种优势的品种可以代代遗传吗那么，如何能得到可以代代遗传的优势品种？我们选育出的纯合子新品种――AAbb，在F２ 所有的后代中的概率是1/16。哪么它在F２的高产抗病后代中的概率又是多少？通过上述分析，请给杂交育种下一个合理的定义。请举出我国在杂交育种方面成就。综上所述杂交育种的优点是很明显的，但是在实际操作中，会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的类型，以及育种时间等方面，分析杂交育种方法的不足。杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓缦（一般需5至7年），过程繁琐。这些都是杂交育种方法的不足。有没有更好的育种方法来弥补这些缺点呢？ 阅读 分组讨论 听课评价 疑问1.杂交育种蕴含着哪些遗传学规律？什么是规范的遗传图解？2.如何推测杂交育种可能的选育过程和结果，培育出的一个新品种，如何判断它是否符合预期的要求呢？3. 如果我们需要的性状显性该如何选？如果是隐性呢？如果又有显性又有隐性呢？选出的新品种应该是纯合子还是杂合子？4. 有没有更简洁的遗传图解呢？每人都在作业本上尝试书写，请两位同学在黑板上书写。〖答〗不可以，因为其中有2/16的植株是杂合体，它的下一代会出现性状分离。〖答〗要想得到可以代代遗传的优势品种，就必须对在F２中所得到表现型为高产抗病（一显一隐）的植株连续自交和育种，逐步淘汰不符合要求的植株，直到不再发生性状分离，就是我们要选育的能够稳定遗传的纯合子新品种――AAbb。1/3。 杂交育种就是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，就得到新品种的方法。袁隆平的杂交水稻，中国荷斯坦牛等 讨论回答
2、诱变育种 〖提示〗从变异的角度去思考。并举例说明其可行性。同学们的知识面很广，介绍了许多诱变育种的方法，请给诱变育种一个合理的定义。与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。要想克服这些局限性，可以采取什么办法？可见科学与技术的发展与社会的发展有着相互影响、相互制约的关系，请简单的叙述他们之间的这种关系。〖提示〗遗传变异规律在促进经济与社会发展方面的有着重要的价值，遗传变异规律的发展直接促进了经济与社会发展。但是，在某一历史阶段，由于科学认识的局限性，科学技术总会存在一些难以解决的问题，这些问题阻碍了生产力的提高。随着科学认识的不断深入，技术上的问题得以解决，生产力也随之提高；社会生产力的提高，又能反过来促进科学技术的发展。〖精讲〗杂交育种就是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，就得到新品种的方法。诱变育种就是利用物理因素（如X射线、r射线、紫外线、激光等）或化学因素（亚硝酸、硫酸二乙脂等）来处理生物，使生物发生基因突变。从而在短时间内获得更多的优良变异类型的育种方法。杂交育种的优点：方法简单，容易操作；但是，杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓缦，过程繁琐。诱变育种的优点：是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。但是，诱变育种的诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。需大量处理供试材料。两种育种方法都为我们创造许多优良的品种，育种技术的发展为我们的社会经济创造了许多价值，我国作为目前世界上能发射返回式卫星的三个国家之一，在作物空间技术育种方面已经进入世界先进行列。 1：利用基因突变的原理，用辐射方法处理大豆，可以培育优良的大豆品种。如:黑农五号。2：利用基因突变的原理，利用返回式卫星和高空气球搭载农作物种子，使种子在空间条件下发生基因突变，进行农作物遗传性状的改良。如：卫星“87－2”青椒、“航育1号”水稻、“豫麦13号小麦”等。3：利用基因突变的原理，对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及综合处理，培育了高产菌株。4、利用基因突变的原理，进行核技术诱变育种，可培育出优良的粮食、蔬菜、水果、花卉品种。〖定义〗诱变育种就是利用物理因素（如X射线、r射线、紫外线、激光等）或化学因素（亚硝酸、硫酸二乙脂等）来处理生物，使生物发生基因突变。从而在短时间内获得更多的优良变异类型的育种方法。诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。
评价反馈 在上一章我们已经学习了多倍体育种、单倍体育种的方法，现在请同学们列表比较：杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种在方法、原理、优缺点的异同点。在作业本上列表比较。教师随机抽几位同学的表格在实物投影仪上展示，学生点评。
课堂小结四种育种方法的比较:杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种处理杂交用物理、化学因素处理生物，用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗花药离体培养原理通过基因重组，把两个亲本的优良性状的组合在同一个后代中，从而产生符合要求的新类型。用人工方法诱发基因实变，产生新性状，创造新品种或新类型。抑制细胞分裂中纺锤体的形成。使染色体的数目加倍后不能形成两个细胞。诱导精子直接发育成植株，再用秋水仙素加倍成纯合子。优缺点方法简单，容易操作。不能创造新的基因，育种进程缓缦，过程繁琐。能提高变异的频率，大幅改良某些性状，变异性状较稳定，可加速育种进程。有利变异少，需大量处理供试材料，诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。器官较大，营养物质含量高。发育延迟，结实率底。自交后代不发生性状分离，可缩短育种年限（2年）。方法复杂，成活率低。实例小麦高茎（易倒伏）、抗锈病的纯种与矮茎（抗倒伏）易染病的纯种进行杂交，培育出矮茎抗锈病小麦品种。青霉菌经X射线、紫外线照射以及综合处理，培育出青霉素产量很高的菌株三倍体无籽西瓜、八倍体小黑麦。抗病植株的育成。
作业 课本P101 练习
八、课后拓展下图表示以某种农作物（1）和（2）两个品种为基础，培育出（4）、（5）、（6）、（7）四个品种的过程。根据下图，回答下列问题：
（1）用<1>和<2>培育出<5>所采用的方法I和II分别称为_______和_______，其培育出<5>所依据的原理是_______。 （2）由<3>培育出<4>的常用方法III是_______；由<4>培育成<5>的方法V称_______，其优点是_______。 （3）由<3>培育出<6>的常用方法IV是_______，其形成的<6>称_______。 （4）由<2>培育出<7>的方法VI是_______。 【解析】这是一道有关育种方式的学科内综合题，根据四种育种方式的育种原理，分步解析如下：（1）用<1>AABB和<2>aabb培育出<5>AAbb，需分两步走，第一步AABB与aabb进行杂交得<3>AaBb，所以方法I为杂交育种：第二步让AaBb自交，选出符合要求的AAbb和Aabb两种后代的个体，AAbb和Aabb在外观上无法区别，因此需将AAbb和Aabb再分别自交，观察后代性状无分离者为AAbb，所以方法II为自交，所依据的原理是基因的自由组合规律。（2）由<3>AaBb培育成<4>Ab的常用方法是花粉的离体培养，由<4>Ab培育成<5>AAbb的方法是将Ab的幼苗用秋水仙素处理，使染色体加倍，即人工单倍体育种。 （3）由<3>AaBb培育成<6>AAaaBBbb的方法，也是用秋水仙素处理AaBb的幼苗或种子，使染色体加倍，AAaaBBbb又被称为多倍体。 （4）由<2>aabb培育成<7>Aabb，可采用射线照射或药剂处理等人工诱变方式，其依据的原理是在一定的剂量范围内，射线或药剂不能杀死被实验的生物，但能诱发其中一部分个体产生基因突变，使隐性基因a突变为显性基因A。【答案】.(1)杂交 自交， 基因重组；（2）花药离体培养； 人工诱导染色体加倍，缩短育种年限；（3）人工诱导多倍体，多倍体（4）采用射线照射或药剂处理等人工诱变方式【板书设计】小麦高产（A）对低产（a）是显性，不抗病（B）对抗病（b）是显性，选育高产抗病的纯种，假定两个亲本小麦品种都是纯合子。则遗传图解如下：P AABB（高产不抗） X aabb（低产抗病）
　 　 ↓　 ↓
　 配子 AB ab
　　 ↓　 ↓
　 F１ AaBb（高产不抗）F２ 基因型　 1/16 AABB 1/16 aaBB 1/16 AAbb 1/16 aabb
2/16 AaBB 2/16 aaBb 2/16 Aabb 2/16 AABb4/16 AaBb表现型 9/16高产不抗 3/16低产不抗　3/16高产抗病 1/16 底产抗病【习题详解】一、练习 （P101）（一）基础题解析：考察对杂交育种和诱变育种的基本原理和过程，只要正确理解其原理和过程 就能较快得出答案。【答案】：1．B。 2．B。 3．基因突变；X射线；紫外线；激光。（二）拓展题提示：可采用杂交育种的方法，遗传图解可参考教科书插图6—1绘制。优点是育种的目的性较强，能够获得具有优良性状、淘汰不良性状的品种。缺点是育种周期长，过程繁琐。 二、问题探讨 （P98）提示：此节问题探讨意在结合学生的生活经验，引导学生思考相关的育种方法。教师可充分发挥学生的主观能动性，让学生积极参与讨论。三、本节聚焦 （P98）（一）杂交育种的原理是什么？杂交育种依据的遗传学原理就是：基因的自由组合规律，即通过杂交，是生物不同品种间的基因重新组合，以便使不同亲本的优良基因组合到一起、从而创造出对人类有益的新品种。 （二）什么是诱变育种？诱变育种就是利用物理因素（如X射线、r射线、紫外线、激光等）或化学因素（亚硝酸、硫酸二乙脂等）来处理生物，使生物发生基因突变。从而在短时间内获得更多的优良变异类型的育种方法。（三）杂交育种和诱变育种各有哪些优点和不足？杂交育种的优点：方法简单，容易操作。但是，杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓缦，过程繁琐。诱变育种的优点：是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。但是，诱变育种的诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。需大量处理供试材料。四、思考与讨论一 （P99）杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓缦，过程繁琐。这些都是杂交育种方法的不足。五、思考与讨论二 （P100）诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。
【备课资料】
1、玉米的人工杂交
玉米属雌雄同株植物,雄花生于玉米植株的顶端,雄花穗聚集成圆锥花序,雌花生于玉米植株侧面叶腋处,为肉穗花序。玉米开花一般是以雄穗散粉和雌穗吐丝为标志,雄穗先抽出,2～3 d后开始开花,自上而下依次开花,约需7～8 d。因品种和气候条件不同,通常在开花后第二至四天散粉最多,是采粉的最好时间。雌蕊花丝(花柱)伸出苞叶后,称为吐丝,一般约为2～5 d全部抽齐,花丝一经抽出,其各部位都具有受粉能力,一般可保持十多天,但以第一天至第三天内受粉结实力最强。
同一雌穗不同部位的雌花的发育阶段存在着差异,因此需要进行2～3次人工授粉,才能确保受粉完全。应该强调的是,这2～3次授粉所取的花粉必须是同一父本雄穗上的花粉,每次授粉后必须将原来的纸袋套好封住,以防其他植株上的花粉混入。
授粉后就进入管理阶段,要经常观察并适时适量的浇水、松土和施肥,以保证玉米植株生长旺盛,子粒饱满。到收获的时候,一定要注意按父本、母本的类型分门别类的摘取。摘取后放在不同的纸袋内,并在纸袋上注明被摘取的母本和父本的名称或编号、摘取时间、摘取人姓名,这点对于正确地分析试验结果非常重要。
2、超级稻和中国的超级稻计划
超级稻是采用理想株型塑造与籼粳杂种优势利用相结合，兼顾品质与抗性的技术路线选育的大幅度提高产量（大面积推广增产15%）的新型水稻品种。中国超级稻育种研究主要包括南方的超级杂交稻和北方的常规超级稻两大部分。
在世界水稻生产发展的历史上，单产曾出现过两次大的突破。第一次始于20世纪50年代的矮化育种，即株型改良。第二次源于上世纪70年代杂交稻的培育成功与推广，即杂种优势利用。两次飞跃以后，在相当长一段时期内，水稻最高单产一直在550公斤左右徘徊。
水稻在中国粮食生产中处于举足轻重的地位，年播种面积占总面积30%，总产约占粮食总产的40%，以稻米为主食的人口约占60%。在中国水稻育种发展史上，单产曾经出现过两次重大突破。第一次是始于20世纪50年代末60年代初的矮化育种。其主要成就在于通过降低株高，使品种的耐肥抗倒性和收获指数大幅度提高。第二次是出现在20世纪70年代初期的杂种优势利用。使中国水稻的产量水平平均亩产提高到400公斤以上，高产地区突破500公斤以上，进入世界先进水平。
为了实现水稻单产的再次突破，农业部于1996年率先立项支持“中国超级稻育种及栽培体系”项目，确立了常规稻和杂交稻并举、三系法和两系法并重、生物技术与常规技术相结合的发展思路，在着力提高产量潜力的同时，注重改善稻米品质、增强病虫抗性和生态适应性，并提出了“最高单产2000年达到700公斤（一期）、2005年达到800公斤（二期）、2010年达到900公斤（三期）”的研究目标。以促进水稻单产的第三次飞跃，为确保中国粮食安全提供重要的科技支撑。
3、品种的定义
作物品种起源于野生植物，在野生植物中并没有品种之分。人类在栽培过程中为了满足自己的需要，经过长期选择和培育，使野生植物的性状向着人类需要的方向发展，才培育出各种作物品种。
品种是指人类在一定的生态条件和经济条件下，根据需要而创造的具有一定经济价值、遗传性比较一致的家养动物或栽培植物的类型。品种是一种经济上的类别，是一种农业生产资料，在生产实践中经人类选择、培育而得，能适应一定的自然、饲养或栽培条件。作为品种的生物具有相对稳定的遗传性，在一定地区和一定栽培条件下，在产量、品质、生育期、抗性和适应性等方面符合人类生产、生活的需要，并能用普通的繁殖方法保持其稳定性。
4、杂种优势与杂交育种的区别
杂种优势是生物界普遍存在的现象。它是指基因型不同的亲本个体相互杂交产生的杂种第一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。杂种优势具有以下特点：杂种优势不是某一两个性状单独表现突出，而是许多性状综合表现突出；杂种优势的大小，取决于双亲的遗传差异和互补程度；亲本基因型的纯合程度不同，杂种优势的强弱也不同；杂种优势在F1代表现最明显，F2代以后逐渐减弱。杂种优势在性状上表现为不同类型，如营养体发育较旺的营养型、生殖器官发育较旺的生殖型和对外界不良环境适应能力较强的适应型。育种实践上，人们常利用杂种优势获得较好的经济性状。
早在2000多年前，我国劳动人民就用马和驴交配而获得体力强大、耐力好的杂种—骡，首创了利用杂种优势的先例。杂种优势在植物中更是非常普遍的现象。为什么杂交种F1会有优势呢 这是一个比较复杂的问题，人们从多个方面对其机理进行了研究。一种比较通俗的解释是：一般来说，多数显性基因有利于个体的生长发育，而相对的隐性基因不利于生长和发育。通过杂交，亲本双方带入子代杂合子中的显性(有利)基因掩盖了隐性(有害)基因，因而表现出有利于生长发育的杂种优势。
杂交育种通常是指把不同遗传类型的动物或植物进行交配，使优良性状结合于杂种后代中，通过培育和选择，创造出新品种的方法。它是动植物育种工作的基本方法之一。在杂交育种中应用最为普遍的是品种间杂交(两个或多个品种间的杂交)，其次是远缘杂交(种间以上的杂交)。
生产上，常常把用杂交方法培育优良品种或利用杂种优势都称为杂交育种，事实上，两者之间是有区别的。杂交育种过程就是要在杂交后代众多类型中选留符合育种目标的个体进一步培育，直至获得优良性状稳定的新品种。杂交育种不仅要求性状整齐，而且要求培育的品种在遗传上比较稳定。品种一旦育成，其优良性状即可相对稳定地遗传下去。杂种优势则主要是利用杂种F1代的优良性状，而并不要求遗传上的稳定。作物育种上就常常在寻找某种杂交组合，通过年年配制F1代杂交种用于生产的办法，取得经济性状，而并不要求其后代还能够保持遗传上的稳定性。
5、太空育种简介
太空育种主要是利用返回式卫星和高空气球所能达到的空间环境，通过强辐射、微重力和高真空等条件诱发植物种子的基因发生变异的作物育种新技术。经历过太空遨游的农作物种子返回地面后再进行种植，不仅植株明显增高增粗，果型增大，而且品质也得到提高。
我国从1987年开始太空育种。1987年8月5日我国发射的第9颗返回式卫星首次搭载了青椒、小麦、水稻等一批种子，开始了我国太空育种的尝试。至今，我国已先后8次进行了太空育种试验。经过太空育种的青椒、番茄、黄瓜、水稻等作物，高产优质、抗病性强。美国曾进行过玫瑰的太空育种，希望获得玫瑰油产量高的突变体；俄罗斯曾经进行过圣诞树的太空育种，现在大面积种植在西伯利亚和哈萨克斯坦地区，从太空回来的圣诞树长得非常高大。
6、核技术诱变育种
核技术诱变育种是近些年来高新技术应用于植物新品种改良成效显著的新途径之一。研究和实践证明，核辐射诱变技术可大大提高基因突变频率，在较短的时间里，创造出为育种目标所需要的种质材料，有的可直接利用成为新品种，有的则间接利用，成为杂交育种、杂种优势育种的亲本材料。
以核技术为核心植物诱变遗传操作技术，在植物遗传改良上有其独特的作用。首先，这项技术能够诱发出各种有用的突变基因，有时能诱发产生自然界稀有的或未曾有过的或用一般常规方法难以获得的新类型、新性状、新基因，特别是在现在种群资源库中极为缺乏新的基因、当前遗传资源日益枯竭的状况下，采用诱发突变的方法来对已消失的有用的基因进行人工再创造，显得尤为重要。第二，能够在原有遗传背景基本不变的情况下，直接使植物体出现新的有用性状的变异，也就是较易诱发点突变，可在较短时间内使植物改良，从而缩短育种进程，提高作物改良效率。第三，能够适用于杂交育种所不能适用的营养繁殖植物、无融合生殖植物。第四，能够诱发出现染色体结构和数目上的变异，促成易位系及非速倍体的发生。第五，与转基因技术，细胞融合技术结合，可促成原生质体非对称细胞融合，提高外源基因整合程度，提高转化效率。所以说，植物诱变遗传操作技术是创造新种质、选育新品种的有效途径，因其具有突变的“创新”优势，是常规技术难以替代的育种新手段，是现代育种技术的有力拓展，在作物品种遗传改进上占有重要地位。
随着生物技术、分子生物学的兴起和发展，核辐射诱变技术的研究也有了拓宽和发展。比如国际原子能机构就非常重视利用核技术与现代生物技术的结合进行植株遗传改良，近年来他们组织的20多项国际协作研究项目，大多数是核技术与远缘杂交、离体诱变、DNA分子标记辅助育种等生物技术结合，进行以高产、优质、多抗为目标的遗传改良或对主要和重要的突变基因进行鉴定、分离与克隆研究，利用离体与突变技术进行种间或属间的基因转移，利用分子生物学技术研究与绘制突变体的基因图、定位突变基因等。总之，不断创新的分子生物技术为核心技术遗传改良注入了新的活力，推动了核辐射诱变遗传操作技术向纵深发展。
我国的科学家们已经为植物诱变遗传操作技术的研究提出了目标：2005年前，利用核技术（等离子体技术）诱发筛选主要农作物（水稻、小麦、玉米、棉花、大豆等）优质、多抗（抗病虫、抗逆境等）、雄性不育等优异新种质、新品种20～30个，其产量较推广品种提高80%～10%。扩大应用生产面积1亿亩，增产粮食30～40亿公斤，创社会经济效益50亿元。到2015年，利用核技术（等离子体技术）创造主要农作物对农业生产产生重大影响的优质、多抗、超高产突变新种质、新品种15？20个，适应经济发展需要的主要农作物及无性繁殖作物（果树、花卉等）突变新种质、新品种100个，生产推广面积2亿亩，增产粮食70～80亿公斤，创社会经济效益70～80亿元。
7、袁隆平
袁隆平，一个世人瞩目的名字。他为之奋斗的杂交水稻事业，被人们誉为“第二次绿色革命”，给整个人类带来了福音。而今，以他为首的一批农业科学家群体，即将掀起新一轮的绿色革命，攻克超级杂交稻这一世界难题。
现为中国工程院院士的袁隆平，从1964年开始致力于杂交水稻的研究，1973年成功实现了三系杂交水稻的“三系配套”。1981年，国家将第一个特等发明奖授予袁隆平及他的研究小组，袁隆平也因此获得联合国教科文组织“科学奖”等8项国际大奖，并被国际同行誉为“杂交水稻之父”。
面对接踵而至的荣誉，袁隆平没有沉醉，依然探索不止。1987年，袁隆平发表了具有里程碑意义的重要论文《杂交水稻育种的战略设想》，提出三系法品种间杂种优势利用，两系法亚种间杂种优势利用和一系法远缘杂种优势利用这样三个战略发展阶段。同年，国家“863”计划将两系法杂交水稻研究立为专题，袁隆平牵头组成了两系法杂交水稻研究协作组，开展了全国性的协作攻关。研究过程中几经波折，甚至出现重大挫折，袁隆平以中国科学家过人的胆识和丰富的经验，几度调整研究方案，使得两系法杂交水稻研究得以顺利进行。1995年袁隆平郑重宣布：两系法杂交水稻研究基本成功。在两系杂交水稻育种理论的启发下，两系法杂交高粱、两系法杂交油菜、两系法杂交棉花、两系法杂交小麦相继研究成功。我国农作物育种出现了史无前例的辉煌。
“21世纪谁来养活中国人？”这是美国经济学家布朗博士提出的尖锐命题。袁隆平相信中国人一定能依靠自己解决吃饭问题，他决定向更高峰发起冲击，选育超级杂交稻！计划用3—5年时间育成每公顷日产中晚稻100公斤或早稻90公斤、米质达部颁二级、抗两种以上主要病虫害的超级杂交稻。这一项目得到国务院总理朱镕基的高度重视，1998年，总理特批1000万元予以资助。
在跨入新世纪，进入知识经济时代之际，袁隆平称自己为农业科技战线上的一名老兵，他有两个最大的心愿：一是把超级杂交稻研究成功；二是让杂交水稻进一步走向世界。在袁隆平制定的选育超级杂交水稻技术路线与超高产稻株形态模式的指导下，科技人员克服“重库轻源”的倾向，将形态改良与杂种优势利用有机地结合起来，已培育出一批超级稻苗头组合。如两系亚种间杂交组合培矮64S／E32，1997年在江苏三个地方试种0．24公顷，平均产量为13．26吨／公顷，生育期130天，日产量达到102公斤／公顷。在小面积上达到了超级杂交稻的选育目标。1998年又在江苏、湖南几个点试种2．5公顷，部分点的平均产量仍然超过了12吨／公顷。今年仅在湖南已布百亩片点26个，显示出很好的发展前景。为了将杂交水稻推向世界，袁隆平担当了联合国粮农组织首席顾问，多次赴印度、越南、缅甸、孟加拉等国指导杂交水稻育种和繁殖制种技术。同时，还为这些国家培训杂交水稻技术骨干。袁隆平亲自倡导并积极创办了“湖南农平杂交水稻种子公司”和“杂交水稻培训中心”，面向全国、全世界推介杂交水稻，培训技术人员，至今已先后成功举办了3次国际学术讨论会和12期国际杂交水稻培训班，培训了来自20个国家的200余名科技人员。在中国的帮助下，越南和印度的杂交水稻发展很快，已应用于生产。
有关评估机构评估：“袁隆平”名字品牌价值1008．9亿元。袁隆平虽然淡泊名利，不想用自己的名字去赚钱，但以“袁隆平”名字作品牌创办股份公司就可以融集社会资金，加速科技成果的转化。今年，在同事们的支持下，他创立袁隆平高科技股份有限公司。股份公司的创立在全国农业科研单位走向市场上实现了零的突破。股份公司拥有袁隆平、周坤炉、张继仁等一大批世界及国内知名的科技家和丰富的技术成果储备，具有知识、技术、产业三大优势，将把具有世界性先进水平的高科技成果推向市场，使更多的农民受益，使科研向高精尖方向发展发挥重大作用，为解决人类仍然面临的粮食问题作出贡献。
袁隆平在书房内挂有自己写的一首七绝：“山外青山楼外楼，自然探秘永无休。成功易使人陶醉，莫把百尺当尽头。”诗词表明了他探秘杂交水稻永无休止的决心。现已年届七旬的袁隆平每天仍然要骑着自己的白色小摩托到杂交稻试验田观察研究，他已经将杂交水稻研究视为自己生活中不可缺少的一部分，依然执着地为杂交水稻事业的发展奋斗不息，耕耘不止。
8、人工培育异源多倍体　
异源多倍体是指不同的种杂交产生的杂种后代，经过染色体加倍形成的多倍体。多倍体植物中大多数是异源多倍体。常见的异源多倍体有小麦、燕麦、棉、烟草、苹果、梨、樱桃、菊、水仙、郁金香等。异源多倍体可以通过人工的方法进行培育。例如，萝卜和甘蓝是十字花科中不同属的植物，它们的染色体都是18条(2n=18)，但是二者的染色体间没有对应关系。将它们杂交，得到杂种F1。F1在产生配子时，由于萝卜和甘蓝的染色体之间不能配对，不能产生可育的配子，因而F1是高度不育的。但是如果由F1的染色体数目没有减半的配子受精，或者用秋水仙素处理，人工诱导F1的染色体加倍，就可以得到异源四倍体。在异源四倍体中，由于两个种的染色体各具有两套，因而又叫做双二倍体。这种双二倍体既不是萝卜，也不是甘蓝，它是一个新种，叫做萝卜甘蓝。很可惜，萝卜甘蓝的根像甘蓝，叶像萝卜，没有经济价值。但是，这却提供了种间或属间杂交在短期内(只需两代)创造新种的方法。通过这种方法，人们已经培育出越来越多的异源多倍体新种。
我国已故遗传育种学家鲍文奎经过30多年的研究，在20世纪六七十年代用普通小麦(六倍体)与黑麦(二倍体)杂交，成功地培育出异源八倍体小黑麦新物种。普通小麦和黑麦分别属于不同的属，两个属的物种一般是难以杂交的。但是也有少数的普通小麦品种含有可杂交基因，称为“桥梁品种”。桥梁品种之间的杂交一代及其后代都很容易与黑麦杂交。非桥梁品种也可以先与桥梁品种杂交，将可杂交基因传给后代，这样就可以广泛利用小麦资源与黑麦杂交了。用普通小麦作母本，雌配子中有3个染色体组(ABD)，共21条染色体，用黑麦作父本，雄配子中有1个染色体组(R)，7条染色体，杂交后的子一代包括4个染色体组(ABDR)。这4个染色体组来自不同属的种，因此，子一代不能进行正常的减数分裂，需要用人工的方法将子一代的染色体加倍，形成正常的雌、雄配子，才能受精、结实，繁殖后代。由普通小麦和黑麦杂交，杂种子一代染色体加倍产生的小黑麦具有56(42+14)条染色体，是7的八倍，这些染色体组又来自不同属的物种，因此，把这种小黑麦称为异源八倍体小黑麦。小黑麦具有穗大、粒重、抗病性强、耐瘠性强、抗逆性强和营养品质好等优点，已经在我国西北、西南高寒地区试种成功，并且正在进一步推广。
育种
杂交育种
诱变育种
多倍体育种
单倍体育种
方法
原理
优缺点
方法
原理
优缺点
方法
原理
优缺点
方法
原理
优缺点
大田一中高二生物 邱功发 2第一章 遗传因子的发现
第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）
一、教学目标
⑴ 知识方面
阐明孟德尔的一对相对性状的杂交实验及分离定律。
⑵ 情感态度与价值观方面
体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维。
⑶ 能力方面
运用分离定律解释一些遗传现象。
二、教学重点和难点
1.教学重点
（1）对分离现象的解释，阐明分离定律。
（2）以孟德尔的遗传实验为素材进行科学方法教育。
（3）运用分离定律解释一些遗传现象。
2.教学难点
（1）对分离现象的解释。（2）假说—演绎法。
三、教学方法
讨论法、 演示法、实验法
四、教学课时
2
五、教学过程
教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图
第1课时章引言。 “龙生龙，凤生凤，老鼠生仔会打洞”这体现了一种什么现象？大家请看章引言，有何感想？ 生答：遗传现象。 联系日常生活激发生兴趣。
第一节孟德尔的豌豆杂交试验（一）的引言 〖引入〗以“问题探讨”引入。〖提示〗1.粉色。因为按照融合遗传的观点，双亲遗传物质在子代体内混合，子代呈现双亲的中介性状，即红色和白色的混合色──粉色。2.此问题是开放性问题，目的是引导学生观察、分析身边的生物遗传现象，学生通过对遗传实例的分析，辨析融合遗传观点是否正确。有些学生可能举出的实例是多个遗传因子控制生物性状的现象（如人体的高度等），从而产生诸多疑惑，教师对此可以不做过多的解释。只要引导学生能认真思索，积极探讨，投入学习状态即可。 学生阅读“问题探讨”，思考讨论回答。 激发学生的探究欲望和学习兴趣。
孟德尔的初步介绍 设疑：在140多年前孟德尔通过杂交实验揭示了生物遗传的基本规律。孟德尔为什么能揭示这一科学奥秘？组织学生交流对孟德尔的初步了解。讲述：结合学生的汇报，主要对孟德尔做以下简介。①孟德尔自幼酷爱自然科学，通过对自然科学和数学的学习，孟德尔具有了杂交可使生物产生变异的进化思想，以及应用数学方法分析遗传学问题的意识。②在实践中孟德尔选用豌豆、玉米、山柳菊等植物，连续进行了多年的杂交实验研究，其中最成功的是豌豆实验。③当时科学界开展对多种动植物的杂交实验，孟德尔总结了前人的经验，创新研究方法，如从单一性状入手观察分析遗传结果；用前人从未在生物学研究领域用过的数学统计方法进行分析研究；敢于挑战传统的观点，提出了颗粒遗传的思想等。 根据自己已有的知识，交流对孟德尔的初步认识。 初步了解孟德尔在遗传实验研究中方法的创新、思维方式的创新、敢于冲破原有观念的精神。
豌豆做遗传实验容易成功的原因 设疑：为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功？讲述：结合挂图、课件和学生的回答，讲述豌豆的结构特点：①豌豆自花传粉（且闭花受粉），结果是：自花传粉（自交），产生纯种；②豌豆花大，易于进行人工杂交；即去雄—套袋（防止其他花粉的干扰）—授粉（采集另一种豌豆的花粉，授到去掉雄蕊的花的柱头上），获得真正的杂种；③具有稳定遗传的、易于区分的性状，如豌豆茎的高度有悬殊的差异，通过观察很容易区分，进行数据统计。 讲述：结合上述内容，引导学生给出性状、相对性状、自交、杂交、正交和反交等概念。 学生带着问题阅读、思考讨论、回答。 培养学生阅读收集信息的能力
一、一对相对性状的实验 孟德尔一对相对性状的杂交实验时怎样设计的？〖讲述〗利用挂图让学生比思考边讲解。纯种高茎豌豆 × 纯种矮茎豌豆（♀或 ♂ ） （ ♂或 ♀ ）F1: 高茎豌豆 自交F2: 高茎豌豆 ：矮茎豌豆787 ：277 3 ： 1给出显性性状、隐性性状、性状分离的概念。F2中出现3：1的性状分离比是偶然的吗？讲解:孟德尔8年一共做了很多种性状，其中非常有成就的是7对相对性状，（课件展示他做的豌豆杂交实验的结果）发现显性和隐性不是偶然的，它带有相当的必然性，另外它还带有普遍性，而且F2代还带有特定的比例，大致都在3：1左右。 结合图解，分析总结，得出答案。学生看表1－1，得出结论 师生共同解决问题，为学生阐明“一对相对性状的遗传实验”做铺垫。培养学生的概括能力和理解能力。
二、对分离现象的解释 为什么会出现这种现象呢？结合一对相对性状的遗传图解，引导学生分析：孟德尔是如何解释子一代只出现显性性状的？为什么子二代会出现性状分离，且分离比为3∶1？教师结合图1－5讲解孟德尔的解释P: DD ×dd 1.遗传因子是 独立存在的. 互不融合2.遗传因子在体细胞中是成对存在的 F1配子 ：D d 3.F1在形成配子的时候成对的遗传因 子要发生分离,.分别进入不同的配子F1： Dd Dd 中,随配子遗传给后代。 F2配子：D d D dF2： DD Dd Dd dd 4.受精时，雌雄配子的结合是随机的。 DD : Dd : dd 1: 2: 1 引出纯合子和杂合子的概念假如雌雄配子的结合不是随机组合的能出现F23∶1的结果吗？〖提示〗因为满足孟德尔实验条件之一是雌、雄配子结合机会相等，即任何一个雄配子（或雌配子）与任何一个雌配子（或雄配子）的结合机会相等，这样才能出现3∶1的性状分离比。 学生阅读思考讨论回答：略 不能 培养学生的问题意识，给予学生发散思维、启动已有知识的空间。使学生理解孟德尔的科学研究方法和解释
第2课时
实验 针对上节课提出的问题组织学生交流自己的见解。设疑：孟德尔在不知道遗传因子是什么的情况下，用抽象的遗传因子来分析杂交实验结果。提出了遗传因子在体细胞中成对存在，在配子中单个出现的假说，是超越自己时代的一种非凡的设想。生物体在进行有性生殖时，遗传因子分离，配子随机组合真能出现3∶1的性状分离现象吗？让我们通过模拟实验来体验孟德尔的假说。指导学生阅读实验的目的要求，明确相关的问题。 在学生阅读的基础上，帮助学生明确实验要求。1.两个小桶代表什么？两个小桶中的D小球和d小球代表什么？1.两个小桶分别代表生物体的精巢和卵巢；D小球和d小球分别代表含有显性遗传因子和隐性遗传因子的配子。2.为什么每个小桶内的d小球和D小球数目都是10个？2.每个小桶内的d小球和D小球数目都是10个，确保雌、雄配子数目相等。3.分别从两个小桶内抓取一个小球组合在一起的含义是什么？3.分别从两个小桶内抓取一个小球组合在一起的含义是：模拟雌、雄配子的随机结合。4.将抓取的小球放回原来的小桶内，摇匀，按步骤（3）重复做50～100次的含义是什么？4.将抓取的小球放回原来的小桶内，摇匀，按步骤（3）重复做50～100次，是为了确保观察样本数目足够多。雌、雄配子结合的机会相等。准备实验材料用具。巡回检查、指导学生做实验。组织学生汇报，统计全班的实验结果，引导学生将每个小组的实验结果与全班总的实验结果作比较，比较的结果说明了什么？思考：为什么全班的实验结果与预期的结果更接近？如果孟德尔在研究遗传实验时，只统计10株豌豆杂交结果，他还能正确解释性状分离现象吗？与每个小组的实验结果相比，全班实验的总结果更接近预期的结果，即彩球组合类型数量比DD∶Dd∶dd=1∶2∶1，彩球代表的显性与隐性类型的数值比为3∶1。因为实验个体数量越大，越接近统计规律。如果孟德尔当时只统计10株豌豆杂交的结果，则很难正确地解释性状分离现象，因为实验统计的样本数目足够多，是孟德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一。当对10株豌豆的个体做统计时，会出现较大的误差。 依据自己已有的知识，讲述自己的看法。学生阅读性状分离比的模拟实验，思考左边问题。4人一组，进行实验记录，统计结果。各小组汇报实验结果。 激发探究心理，明确模拟实验的目的。理解遗传因子分离与配子随机组合的意义。理解模拟实验是进行科学研究的一种方法。培养学生的实验记录能力、合作能力。体验用数学统计方法分析实验结果的必要性。
三、对分离现象的解释的验证 设疑：孟德尔假说合理地解释了豌豆一对相对性状杂交实验。但是作为一种正确的假说，仅能解释已有的实验结果是不够的，还应该能预测另一些实验结果。孟德尔是如何实现这一目的的呢？讲述：孟德尔的测交实验，给出测交概念，指导学生通过绘制遗传图解，预测测交实验的结果。巡视检查学生习作的情况。通过课件或板图，展示规范的测交遗传图解，对学生出现的错误给予及时的纠正。杂交子一代 隐性纯合子 高茎 矮茎测交 Dd × dd配子 D d d测交后代 Dd dd 高茎 矮茎 1 ： 1遗传图解2 一对相对性状测交实验图解展示孟德尔的测交实验结果，即用子一代高茎豌豆（Dd）与矮茎豌豆（dd）测交，在得到的64株后代中，30株是高茎，34株是矮茎，两种性状之比接近1∶1。设疑：引导学生分析：实验结果与预测结果是否相同，这一结果说明了什么？孟德尔设计测交试验的巧妙之处是什么？介绍假说—演绎法。 绘制遗传图解，进一步掌握绘制遗传图解的方法，理解测交实验的过程，预测实验结果。 使学生在习作中巩固绘制遗传图解的基本方法体验孟德尔实验方法的创新之处。
四、分离定律 依据一对相对性状的遗传实验，引导学生归纳分离定律。在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。 学生归纳 培养学生的归纳能力
技能训练 〖提示〗将获得的紫色花连续几代自交，即将每次自交后代的紫色花选育再进行自交，直至自交后代不再出现白色花为止。 阅读思考讨论回答。 拓展思维
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大田一中高二生物邱功发第3节 伴性遗传
一、教学目标
1.知识方面
⑴概述伴性遗传的特点。
2. 情感态度与价值观方面
3. 能力方面
⑴运用资料分析的方法，总结人类红绿色盲症的遗传规律。
⑵举例说出伴性遗传在实践中的应用。
二、教学重点和难点
1.教学重点
（1）伴性遗传的特点。
2.教学难点
（1）分析人类红绿色盲症的遗传。
三、教学方法
讨论法、 演示法
四、教学课时
2
五、教学过程
教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图
问题探讨 引导学生阅读思考回答〖提示〗（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.红绿色盲基因和抗维生素D佝偻病的基因位于性染色体上，因此这两种遗传病在遗传表现上总是和性别相联系。2.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，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。 阅读思考回答“讨论。” 引入新课
伴性遗传 什么是伴性遗传（它们的基因位于性染体上，所以遗传上总是和性别相关联，这种现象叫做伴性遗传。） 学生回答 学会概念
一、人类红绿色盲症 〖问〗伴性遗传有什么特点？引导学生阅读故事并让学生完成“资料分析”。〖问〗从道尔顿发现红绿色盲的过程中，你获得了什么样的启示？教师板画教材中的色盲家系图，提出问题请学生思考。（1）家系图中患病者是什么性别的？说明色盲遗传与什么有关？（答案：男性。与性别有关。）（2）Ⅰ代中的1号是色盲患者，他将自己的色盲基因传给了Ⅱ代中的几号？（答案：3号和5号。）（3）Ⅰ代1号是否将自己的色盲基因传给了Ⅱ代2号？这说明红绿色盲基因位于X染色体上还是Y染色体上？（答案：没有。因为Ⅰ代1号传给Ⅱ代2号的是Y染色体，如果色盲基因位于Y染色体上，则Ⅱ代2号肯定是色盲患者。）（4）为什么Ⅱ代3号和5号有色盲基因而没有表现出色盲症？（答案：因为Ⅱ代3号和5号只有一条染色体上有色盲基因，而色盲基因是隐性基因，被显性的正常基因所掩盖。）（5）从图中看出，只有男性才表现为红绿色盲，对吗？有没有其他的情况？教师展示人的正常色觉和红绿色盲的基因型和表现型表格，供学生填表（表中的基因型和表现型由学生填写）：表2－1人的正常色觉和红绿色盲的基因型和表现型女性男性基因型XBXBXBXbXbXb XBYXbY表现型正常正常（携带者）色盲正常色盲（6）从表中分析，为什么红绿色盲的患者男性多于女性？（答案：男性只要X染色体上有色盲基因b，就表现为色盲患者；而女性有两条X染色体，必须两条染色体上都有色盲基因b，才表现为色盲患者。（7）为什么色盲基因只位于X染色体上？X染色体和Y染色体在形态上有差别，色盲基因只位于X染色体上，而在Y染色体上没有相应的等位基因的原因。依据表2－1教师列出六种交配方式，引导学生画出遗传图，并引导学生说出隐性遗传的特点。（如，图2-13是图2-12的延续，把这两个图结合起来分析可以看出，男性患者将自己的色盲基因传给了他的女儿，再通过他的女儿传给了他的外孙。这就是交叉遗传。）总结红绿色盲（隐性）遗传的特点：（1）男性多于女性。（2）交叉遗传。即男性（色盲）→女性（色盲基因携带者，男性的女儿）→男性（色盲，男性的外孙，女性的儿子）。（3）一般为隔代遗传。即第一代和第三代有病，第二代一般为色盲基因携带者。⑷女性患者的父亲和儿子一定是患者。 阅读道尔顿发现色盲的故事。完成“资料分析”。〖答案〗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。思考并回答老提出的问题。学生到黑板画图。总结特点 激发兴趣为分析红绿色盲症的遗传规律做准备拓展学生思维，充分理解隐性遗传的特点练会从事例中总结规律等
第2课时二、抗维生素D佝偻病 女性男性基因型XDXDXDXdXdXd XDYXdY表现型得病得病正常得病正常依上表列出六种交配方式，引导学生画出遗传图，并引导学生说出抗维生素D佝偻病（显性）遗传的特点。抗维生素D佝偻病（显性）遗传的特点：⑴女性患者多于男性；⑵具有时代连续几代代都有患者的现象；⑶难患者的母亲和女儿一定是患者。 学生填表画遗传图得出特点
三、伴Y遗传 如外耳道多毛症，其特点：⑴患者全为男性；⑵遗传规律是父传子，子传孙。（全男）
口诀总结 无中生有为隐性，隐性遗传看女病。女病男正非伴性。（“男”为患病女的父亲或儿子）有中生无为显性，显性遗传看男病。男兵女正非伴性。（“女”为患病男的母亲或女儿）Y病传男不传女
四、伴性遗传在实践中的应用 〖介绍〗多数雌雄异体或异株的动、植物，雌、雄个体的性染色体组成不同，它们的性别是由性染色体差异决定的。动物的性染色体类型分为两大类型。XY型 这一类型的动物雌性个体具有一对形态大小相同的性染色体，用XX表示；雄性个体则具有一对不同的性染色体，其中一条是X染色体，另一条是Y染色体，雄性个体的性染色体构型为XY，称为雄异配型。属这类性染色体的动物有大多数昆虫、圆虫、海胆、软体动物、环节动物、多足动物、蜘蛛、若干甲壳动物、硬骨鱼、部分两栖动物、哺乳动物等。此外，在一部分昆虫(如蝗虫)中，雌性个体的性染色体为XX，雄性个体只有一条X染色体，没有Y染色体，这类雄异配型动物的性染色体用XO表示。ZW型 这类动物与上述情况相反，雄性个体中有两条相同的性染色体，雌性个体中有两条不同的性染色体。因此，这类动物又称为雌异配型动物。为了与雄异配型动物相区别，这类动物的性染色体记为ZW型，雌性ZW，雄性ZZ。属于这一类型的动物有鸟类、鳞翅目昆虫、部分两栖类、爬行类及某些鱼类。在这类动物中，也有和雄异配型动物中类似的情况，雌性个体中不存在W染色体，这类雌异配型个体的性染色体记为ZO型。无论属于哪种性染色体类型的动物，凡是异配性别个体(包括XY和ZW个体)均产生两种等比例的性染色体的配子，对于XY雄性而言，产生带X和Y染色体的两类精子，对于ZW雌性而言，产生带Z和W染色体的两类卵细胞；凡是同配性别的个体(包括XX和ZZ)只产生一种性染色体的配子。当精子和卵细胞随机结合时，形成异配性别和同配性别子代的机会相等，因而，动物群体中两性比例总是趋于1∶1。 阅读，画出芦花鸡交配遗传图 学习伴性遗传可以为人类的优生服务，还可以为农业生产服务
总结 见口诀总结
作业 练习一二。
惠来慈云实验中学 绿竹三思笑 Page 1 of 4第2节 基因工程及其应用
一、教学目标
1. 知识方面
（1）简述基因工程的基本原理。
（2）举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。
（3）收集基因工程所取得的成果以及发展前景。
（4）通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力。
2. 情感态度与价值观方面
(1) 关注转基因生物和转基因食品的安全性。
(2) 进行角色扮演，使学生体验参与社会问题的讨论和决策的方法。
（3）通过学习了解我国基因工程的发展前景及成果，激发学生对于生物知识的兴趣，开阔学生的思路，养成学生的爱国主义热情，树立在学习上努力刻苦的决心。
3. 能力方面
（1）利用课本以外的资料和信息解决课内学习中发现的问题，培养自主学习能力。
（2） 通过制作模型的活动来模拟基因工程的操作过程，使学生在理解步骤的同时，切身体会基因工程的主要过程。
（3）通过模拟听证会的活动，引导学生主动参与，乐于辩论、积极进行交流与合作，从而培养学生对团结、互助和协调的合作精神，训练学生思维的敏捷性、逻辑性、广阔性及创造性，开阔学生的视野，提高学生的自学能力和良好的语言表达能力。
二、教学重点和难点
1.教学重点
(1)基因工程的基本原理。
(2)基因工程的安全性问题。
2.教学难点
(1)基因工程的基本原理。
(2)转基因生物与转基因食品的安全性。
三、教学方法
讨论法、 演示法、讲授法
四、教学课时
2课时。第1课时：基因工程的原理，第2课时：基因工程的应用。
五、教学过程
教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图
情境创设 演示多媒体课件列举几种生物的不同性状，如下：
（1）青霉菌能产生对人类有用的抗生素——青霉素。
（2）豆科植物的根瘤菌能够固定空气中的氮气。
（3）人的胰岛素细胞能分泌胰岛素调节血糖的浓度。〖讲述〗以上几种生物各自有其特定的性状，这些性状都是基因特异性表达的结果，但是人类能不能改造基因呢？能不能使本身没有某个性状的生物具有某个特定性状呢？例如，让禾本科植物能够固定空气中的氮气；让微生物生产出人的胰岛素、干扰素等药物。这样既节省了人力，又简化了生产，同时还不会对环境造成污染。这种设想能实现吗？回答是可以的。通过科学家们的不断努力，在20世纪70年代终于创立了一种能定向改造生物的新技术——基因工程。
基因工程的原理
“问题探讨” 提出问题组织学生讨论、交流看法。（1）为什么能把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上？（2）推测这种“嫁接”怎样才能实现？（3）这种“嫁接”对品种的改良有什么意义？【问1】杂交育种有哪些局限性？人类是否可以按照自己的意愿直接定向改变生物。“你的想法很好，可是用什么样的方法才能实现你的设想呢？”用类比的方法引导学生思考基因工程的大致步骤和所需要的工具：剪刀、针线、运载体等。并用问题启发学生：“你能想像这种剪刀加浆糊式的’嫁接工作在分子水平的操作，其难度会有多大吗？”下面以EcoRI为例，构建重组DNA分子模型，体会基因的剪切、拼接、缝合的道理。 EcoRI是已发现的500多种限制性内切酶中的一种，它是一种从细菌中发现的能在特定位置上切割DNA分子的酶。它的特殊性在于，它在DNA分子内部“下剪刀”，专门识别DNA分子中含有的“GAATTC”这样的序列，一旦找到就从G和A之间剪断（参考教科书插图6-3）。同学们来试一试，动手做一个重组DNA模型吧。在动手做之前，先要明白“分子剪刀”和“分子针线”的用途和使用方法。用同一种限制性内切酶切割后的DNA片断其末端可以用连接酶来缝合（参考教科书插图6-4）。这样“剪切拼接”就可以形成重组的DNA分子。【问】（1）制作模型时用到的(剪刀和针线)各代表什么 比较剪切后的DNA片断的末端切片，你发现有什么特点呢 （2）回顾在模型构建过程中,每一步的操作和所用到的工具以及形成的“产品”，你对重组DNA的操作有什么新的理解？【问】要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性未端？【问】用DNA连接酶连接两个相同的黏性未端要连接几个磷酸和脱氧核糖交替连接而构成的DNA骨架上的缺口(磷酸二酯键)？用限制酶切一个特定基因要切断几个磷酸和脱氧核糖交替连接而构成的DNA骨架上的缺口(磷酸二酯键)？现在同学们分组各做一个重组DNA模型，看一看哪个组的最科学。重组后的DNA分子还需要特殊的搬运工具运载到受体细胞（如大肠杆菌、动植物细胞）中。哪么谁能承担这个任务呢？用图片或课件动画展示质粒的结构及特点。〖讲解〗质粒的特点：细胞拟核之外的小的环状DNA分子。借宿于细菌、霉菌、酵母菌等细胞里，对细胞的正常生活几乎没有影响。质粒能够自主复制，而且复制只能在宿主细胞内完成。
可以容易地从细胞中取出或放入。这些特点使它能够胜任运载体的工作，携带目的基因进入细胞。【问】有了基因工程操作的工具后，哪么基因工程具体是如何进行操作的呢，教师：用多媒体课件或与教科书插图6-6示意图类似的基因操作步骤的有关录像资料。思考问题如下：（可以利用幻灯或多媒体课件演示）
（1）举例说明什么是目的基因。
（2）从供体细胞DNA中直接分离基因的方法叫什么？简要说出该方法的过程是什么。
（3）人工合成基因的方法有几种？其操作过程分别是什么？
（4）将目的基因与用限制性内切酶处理后的运载体混合，用DNA连接酶处理会出现几种结果？（只考虑两两结合）
（5）将含目的基因的重组质粒导入细菌受体细胞的过程中常用到哪种化学试剂？其作用是什么？
（6）在目的基因的检测过程中，检测的对象是什么？【讲述】现在请同学们阅读教材内容，从理论上理解有关知识，同学们可从生物学的专业知识角度出发，用生物学的专业术语准确地解答有关问题。简要归纳基因工程操作的基本步骤和大致过程。 思考回答1.杂交育种方法简单，容易操作的优点，但是，杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓缦，过程繁琐。我们可以利用基因工程的办法解决。即把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上。（头脑中设想“嫁接”的过程。）头脑中设想“嫁接”的过程。并跟随教师的引导，思考基因工程的大致步骤：找到目的基因、剪切、拼接、缝合、表达、检测，所用到的工具：基因剪刀、基因针线、基因的运载体。4个人一组，再次阅读课前教师下发的“构建DNA分子模型的文字指导”。讨论模型构建的具体方法，按“指导”的方法步骤、依次完成模拟制作过程。并思考教师提出的问题。回答并交流对重组DNA技术的理解。学生：剪刀——限制性内切酶（简称限制酶）。它的作用具有特异性特点，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。例如大肠杆菌的EcoRI限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。剪切的结果是：产生黏性未端（碱基互补配对）。【答】要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切2个切口。可产生2个黏性未端。针线——DNA连接酶。连接的部位：磷酸和脱氧核糖交替连接而构成的DNA骨架上的缺口（梯子的扶手），不是氢键（梯子的踏板）。结果是：把两个来源不同却有相同的黏性未端的DNA连接。
【答】2个、2个。
观看图片或课件，了解质粒的特点及其运载体功能。观看录像资料，想像科学家在分子水平上进行这一操作的精确性。然后思考、讨论、回答。（通过观看录像资料学生对基因工程的步骤能够大体了解，对以上的问题能基本回答，但是对具体的操作步骤还不能从生物学角度上很透彻地理解。）学生和教师一起归纳基因工程操作的几个步骤：第一步：提取目的基因、第二步：目的基因与运载体的结合、第三步：将目的基因导入受体细胞、第四步：目的基因的检测和表达。
小结及板书1、基因工程的概念：基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们地意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。2、基因操作的工具 ：基因的剪刀——限制性内切酶。分布：主要在微生物中。
作用特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。
结果：产生黏性未端（碱基互补配对）。
基因的针线——DNA连接酶。 连接的部位：磷酸二酯键（梯子的扶手），不是氢键（梯子的踏板）。
结果：两个相同的黏性未端的连接。
基因的运输工具——运载体。
作用：将外源基因送入受体细胞。
具备的条件：能在宿主细胞内复制并稳定地保存。
具有多个限制酶切点。
具有某些标记基因。
种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。
质粒的特点：质粒是基因工程中最常用的运载体。
最常用的质粒是大肠杆菌的质粒。
存在于许多细菌及酵母菌等生物中。
质粒的存在对宿主细胞无影响。
质粒的复制只能在宿主细胞内完成。
细胞染色体外能自主复制的小型环状DNA分子。
3、基因操作的基本步骤。
（1）提取目的基因
目的基因的提取途径：两条，一条是从供体细胞的DNA中直接分离基因；另一种是人工合成基因。
（2）目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）。
目的基因与运载体结合的结果可能有三种情况：目的基因与目的基因结合，质粒与质粒结合，目的基因与质粒结合。
（3）将目的基因导入受体细胞。
导入方法：借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
导入过程：运载体为质粒，受体细胞为细菌。
（4）目的基因的检测和表达
检测：通过检测标记基因的有无，来判断目的基因是否导入。表达：通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达。
评价反馈1、 下列关于基因工程技术的叙述，正确的是（　　）重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体所有限制酶都只能识别同一种按规定的核苷酸序列选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细胞繁殖快只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达2、以下说法正确的是 （ ）
　　 A. 所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
　　 B．质粒是基因工程中惟一的运载体
　　 C．运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接
　　 D．基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复
3、实施基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限性内切酶。一种限制性内切酶能识别DNA子中的GAATTC顺序，切点在G和A之间，这是应用了酶的（　）
　　 A．高效性 　　 B.专一性
　　 C．多样性 　　 D.催化活性受外界条件影响
4、上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍，转基因动物是指（　 ）
　　 A.提供基因的动物 　 　B.基因组中增加外源基因的动物
　　 C.能产生白蛋白的动物 D.能表达基因信息的动物
5、基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是 （　）
　　 A．人工合成基因 　　　　　 B．目的基因与运载体结合
　　 C．将目的基因导入受体细胞 D．目的基因的检测和表达
解析：1、考察对基因工程原理的理解运用，只要理解基因工程的工具、步骤，即可正确的作出判断。2、考察对基因工程原理的理解运用，只要理解基因工程的工具、步骤，即可正确的作出判断。3、将基因工程的工具与酶的特性结合起来，考察学生的学科内综合运用的能力。4、考察对基因工程的灵活运用的能力。5、从遗传原理的角度，考察学生对基因工程的理解。【答案】1.C 2.C 3.B 4.B 5.C
六、课堂小结
基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术
操作环境 生物体外
操作对象 基因
操作水平 DNA分子水平
操作工具 基因的剪刀、针线、运载体
基本过程 剪切→拼接→导入→表达
结果 人类需要的基因产物

七、布置作业
P106：基础题1、2、3；拓展题1。
八、课后拓展
1、 学生搜集基因工程应用的事例及其价值的资料；
2、 搜集有关基因工程技术安全性方面的报道、法规等的资料。
【板书设计】


【习题详解】
一、练习（P106）
（一）基础题
1．基因工程的操作通常包括以下4步： (1)获得目的基因(外源基因)；(2)目的基因与运载体结合，形成重组DNA分子； (3)将重组DNA分子导人受体细胞；(4)目的基因的检测与表达。
2．
↓
ATCTCGAGACTGATTGGCCTTAAGCTCGAGATGACCATGGCCAGGCTCGAGCTGATGA
↓
TAGAGCTCTGACTAACCGGAATTCGAGCTCTACTGGTACCGGTCCGAGCTCGACTACT
3．常用的运载体有质粒、噬菌体、农杆菌、动植物病毒等。
（二）拓展题
1．提示：这是因为在基因水平上，人和细菌的遗传机制是一致的。细菌和人的遗传物质都是DNA，都使用同一套遗传密码子，都遵循中心法则。因此，通过基因重组，细菌能够合成人体的某些蛋白质。
二、问题探讨 （P102）
提示：此节“问题探讨”以基因工程菌的实例，引导学生思考基因工程的原理。为启发学生思考，教师可弓I导学生回忆前面学过的遗传学知识，如不同生物的DNA在结构上的统一性、几乎所有的生物都共用一套遗传密码等。
三、本节聚焦 （P102）
（一）什么是基因工程？
基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们地意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
（二）基因工程的原理是什么？
基因重组。
【备课资料】
1．限制性内切酶及其特点
在生物体内有一类酶，它们能将外来的DNA切断，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自身的DNA却无损害。科学家还注意到，这种酶是从DNA分子内部切断DNA的，因此，这种酶称做限制性内切酶。美国生物学家内森斯和史密斯因发现了限制性内切酶而获得1978年度的诺贝尔生理学或医学奖。
限制性内切酶通常能识别4～6个碱基长度的特定DNA序列，并能以特定的模式剪切DNA链。一般来说，被识别的DNA序列是回文序列。这种序列的特点是，当从左右两端分别阅读这段双链DNA的碱基序列时，双链上的碱基序列是相同的。按照切割的方式，限制性内切酶可以分为错位切和平切两种，它们分别产生黏性末端和平末端。
目前大约已有500种限制性内切酶，这些酶的命名方式与EcoRI一样遵循统一的规则。第一个字母是分离出此酶的细菌属名的第一个字母，后两个字母为种名的前两个字母，小写，株系数字通常都省略，罗马数字用来表示从同一个细菌中分离出的不同的限制性内切酶。如HpaI和HpaⅡ就是从同一种细菌中分离出来的第一种和第二种内切酶。
几种常用的限制性内切酶及其酶切位点如下表：
几种常用限制性内切酶及其酶切位点
限制性内切酶 识别位点 限制性内切酶 识别位点
EcoRIXbaIXhoINdeI G↓AATTCT↓CTAGAC↓TCGAGCA↓TATG ApaIBgⅡClaISmaI GGGCC↓CA↓GATCTAT↓CGATCCC↓GGG
3、 基因工程中的运载体
在基因操作过程中使用运载体有两个目的：一是用它作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞中去；二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制（称为克隆）。现在所用的运载体主要有两类：一类是细菌细胞质的质粒，它是一种相对分子质量较小、独立于染色体DNA之外的环状DNA（一般有1～200 kb左右，kb为千碱基对），有的一个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。质粒能通过细菌间的接合由一个细菌向另一个细菌转移，可以独立复制，也可整合到细菌染色体DNA中，随着染色体DNA的复制而复制。另一类运载体是噬菌体或某些病毒等。现在人们还在不断寻找新的运载体，如叶绿体或线粒体DNA等也有可能成为运载体。作为运载体必须具有三个条件：在宿主细胞中能保存下来并能大量复制；有多个限制酶切点，而且每种酶的切点最好只有一个，如大肠杆菌pBR322就有多种限制酶的单一识别位点，可适于多种限制酶切割的DNA插入；有一定的标记基因，便于进行筛选。如大肠杆菌的pBR322质粒携带氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，就可以作为筛选的标记基因。一般来说，天然运载体往往不能满足上述要求，因此需要根据不同的目的和需要，对运载体进行人工改建。现在所使用的质粒载体几乎都是经过改建的。
3、质粒
质粒习惯上用来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中染色体(或拟核)以外的DNA分子，它们在细菌中以独立于染色体或拟核之外的方式存在。即使细菌细胞不含质粒，也可以正常地生活。质粒的存在通常不会对寄主细胞产生不利影响，有时还会为寄主细胞提供新的遗传特性。例如，有些质粒携带帮助自身从一个细胞转入另一个细胞的信息；有些质粒含有对某种抗生素具有抗性的基因；还有一些携带的是参与或控制一些不同寻常的代谢途径的基因，即降解质粒。质粒的大小不定，小的不到1 kb，大的超过500 kb。每个质粒都包括与DNA复制起始有关的一段序列，使质粒DNA能够在宿主细胞中复制。
每个细胞中的质粒数主要决定于质粒本身的复制特性。按照复制性质，可以把质粒分为两类：一类是严紧型质粒，当细胞染色体复制一次时，质粒也复制一次，每个细胞内有l一2个质粒；另一类是松弛型质粒，当染色体复制停止后仍然能继续复制，每个细胞内一般有20个左右的质粒。
在基因工程中，常用人工构建的质粒作为载体。人工构建的质粒可以集多种有用的特征于一体，如含多种单一酶切位点、抗生素耐药性等。常用的人工质粒运载体有pBR322、pSCl01等。
作为载体的质粒通常需要具有以下特点：第一，能够在细菌细胞内自主复制，并以多拷贝形式存在，以便于实验操作；第二，要有一个或多个选择标记，用于转化细菌的筛选。在基因工程操作中，用肉眼无法看到载有目的基因的载体是否真正进入细胞，这时，标记基因就为鉴别和筛选提供了标记。所谓的选择标记指的就是抗生素抗性基因，如抗四环素或抗氨苄青霉素基因。只要在培养基中加入四环素或氨苄青霉素就能够筛选已转化的细胞。当质粒存在于细菌细胞时，细菌便获得了抗生素抗性，用来区别未转化的细胞；第三，质粒的相对分子质量要小，以便于操作；最后，需要有适于外源DNA片段插入的限制性内切酶识别位点。
4、农杆菌
用来作为植物遗传工程载体的主要是根瘤农杆菌和发根农杆菌。根瘤农杆菌和发根农杆菌同属于根瘤菌科，革兰氏阴性菌。它们可以将自己的一部分DNA转移给植物，进而转化植物细胞，同时农杆菌能从植物细胞中获得营养物质。这两种农杆菌之所以能够转化植物基因，主要是因为它们携带有诱瘤质粒，简称丁i质粒。该质粒上有一段DNA，称为T-DNA，它能转移并整合进植物基因组中，并导致植物冠瘿瘤的形成。近年来应用丁i质粒介导植物基因转移已获得一些转化突变体。实验结果表明，外源基因不但能在转化的组织和再生植株中表达，而且能在有性世代中稳定地遗传。
5、目的基因的制备
所谓目的基因就是人们所需要转移或改造的基因。获取目的基因的方法很多，可以归纳为以下几种。
鸟枪法 这种方法类似于鸟枪发射散弹。具体的做法是：用若干个合适的限制酶处理一个DNA分子，将它切成若干个DNA片段。这些片段的长度相当于或略大于一个基因。然后，将这些不同的DNA片段分别与适当的载体结合，形成重组DNA，再将它导入到相应的营养缺陷型细菌中。例如，当我们要提取维生素B1合成酶基因时，就要采用维生素B1的营养缺陷型细菌（它在不含维生素B1的培养基上不能生长）。把整合了不同DNA片段的营养缺陷型细菌分别接种到不含维生素B1的培养基上进行培养，只有那些整合了含有维生素B1合成酶基因的DNA片段的细菌才能正常生长。最后，把这些细菌中的这段DNA分离出来，再进行一系列的操作，就可以获得维生素B1合成酶基因。这种方法的缺点是专一性较差，分离出来的有时并非一个基因，但由于这种方法操作简便，所以现在仍然广泛采用。
反转录法 这种方法是在核糖体合成多肽的旺盛时期，首先把含有目的基因的mRNA的多聚核糖体提取出来，分离出mRNA，然后以mRNA为模板，用反转录酶合成一个互补的DNA，即cDNA单链，再以此单链为模板合成出互补链，就成为双链DNA分子。这种方法专一性强，但是操作过程比较麻烦，特别是mRNA很不稳定、生存时间短，所以要求的技术条件较高。
根据已知的氨基酸序列合成DNA 这种方法是建立在DNA序列分析基础上的。当把一个基因的核苷酸序列搞清楚后，可以按图纸先合成一个个含少量（10～15个）核苷酸的DNA片段，再利用碱基对互补的关系使它们形成双链片段，然后用连接酶把双链片段逐个按顺序连接起来，使双链逐渐加长，最后得到一个完整的基因。这种方法专一性最强，现在用计算机自动控制的DNA合成仪，进行基因合成，使基因合成的效率大大提高。但是这种方法目前仅限于合成核苷酸对较少的一些简单基因，而且必须事先把它们的核苷酸序列搞清楚。对于许多复杂的、目前尚不知道核苷酸序列的基因就不能用这种方法合成，只能用前两种方法或其他方法分离或合成。这种合成基因的方法还有一个很大的优点，就是可以人工合成自然界不存在的新基因，使生物产生新的性状以满足人类需求。因此，这一方法今后将随着技术的不断改进而得到越来越广泛的应用。
6、转化
把纯化的DNA导入细菌细胞的过程称为转化。原核细胞的转化过程就是导入外源DNA的过程。对于大肠杆菌来说，人们一般采用先用冰冷的CaCl2处理，然后置于42 0C高温下帮助其吸收外源的DNA，这种方法的最大转化频率为10-3，其效率是每微克DNA一般可以转化107～108个细胞。目前CaCl2转化方法的机制尚不清楚，可能是细胞壁被打了一些孔，DNA分子从这些孔洞中进入细胞，而这些孔洞随后又可以被宿主细胞修复。可以接受DNA的细胞称为感受态细胞。大肠杆菌需要诱导才能变成感受态细胞，而有些细菌细胞则在自然条件下，或是在改变培养基和其他培养条件下就可变成感受态细胞。
第2课时 基因工程的应用
教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图
情境创设 通过课件向学生展示基因工程给人类带来巨大成就的图片。同时述说如下：基因工程自1973年诞生后，由于基因工程技术具有可以直接控制基因，将基因从一个物种转移至另一个物种，创造出新的物种或新的品种的显著特点。也就是说，可按照人们的主观愿望，创造出自然界中原先并不存在的新的生物类型，使人类从单纯地认识生物和利用生物的传统模式跳跃到随心所欲改造生物和创造生物的新时代。经过30多年的发展历程，取得了惊人的成绩，特别是近10年来，基因工程的发展更是突飞猛进。基因转移、基因扩增多技术的应用，不仅使生命科学的研究发生了前所未有的变化，而且在实际应用领域中，为农牧业、食品工业、医药卫生、环境保护等方面开拓了广阔的发展前景。今天就由同学们来阐述自己的认识和看法。
首先请各小组汇报课前收集到的有关基因工程应用的事例资料。
学生分组汇报并交流课前收集资料的情况。学生1：基因工程在农业上的应用主要表现在两方面：（1）通过基因工程技术获得高产、稳产和具有优良品质的农作物。（2）用基因工程的方法可培育出具有各种抗逆性的作物新品种。现在已培育出一批分别具有抗病、抗虫、抗除草剂、抗盐碱、抗病毒、抗干旱等性状的转基因农作物。1996至2000年的短短五年，全球转基因作物从170×104hm2发展到4420×104hm2，其推广速度使前所未有的……。学生2：基因工程在畜牧养殖业的应用基因工程在畜牧养殖业上的应用也具有广阔的前景，科学家将某种特定基因与病毒DNA构成重组DNA，然后，通过感染或显微注射技术将重组DNA转移到动物受精卵中，并由这种受精卵发育成新个体，这就是我们在前面提到的转基因动物。通过转基因动物人们可以获得所需要的各种优良品质。1982年，美国科学家将人的生长基因和牛的生长素基因分别注射到小白鼠的受精卵中，借腹怀胎后，产下的小白鼠比一般的大一倍，出现了前所未有的"超级鼠"，这是世界上第一只转基因动物。人们还用同样的方法，陆续获得自然界中从来就不曾有过的"超级绵羊"和"超级鱼"等动物。例如：转基因绵羊，比一般绵羊生长快30％，体型大0.5倍；又如，澳大利亚科学家培育的转基因猪，4个月后可达 90 kg，生长速度比普通家猪提高100％。学生3：基因工程与医药卫生 基因工程在医药卫生领域的应用主要可概括为两个方面：（1） 用于生产基因工程药品所谓基因工程药物就是先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质，然后将控制该蛋白质合成过程的基因取出来，经过一系列基因操作，最后将该基因放入可以大量生产的受体细胞中去，这些受体细胞包括细菌、酵母菌、动物或动物细胞、植物或植物细胞，在受体细胞不断繁殖过程中，大规模生产具有预防和治疗这些疾病的蛋白质，即基因疫苗或药物。基因工程的方法由于不受原料的限制，可以高效率的生产出各种高质量、低成本的药物，如胰岛素、抗生素等。（2）用于基因诊断和基因治疗①基因诊断 （展示DNA分子杂交过程的动画效果）基因诊断：运用基因分析对疾病作出诊断的方法，是遗传病最准确的诊断手段，也是一种威力强大的高新技术。传统诊断方法是通过表现型来推测基因型，而基因诊断是从基因着手来推断表现型，即绕过基因产物，通过直接探查基因进行诊断，不受细胞类型和发病年龄的限制，可用于一切遗传病的诊断。基因诊断也称为DNA诊断或基因探针技术，即在DNA水平分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。用放射性同位素（如P）、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。癌细胞的病变过程，主要是由于基因调节控制失灵，通过基因诊断，将发生紊乱的基因加以修复，有希望根治癌症。半乳糖血症是一种先天性糖代谢缺陷症，通过基因诊断，发现病人缺少一个合成半乳糖转移酶的基因。若把半乳糖转移酶的基因转入缺乏这种基因的人体中，治疗这种先天性疾病将成为可能。基因诊断已用于镰刀状红细胞贫血症和地中海贫血症的诊断；对肠道病毒、疱疹病毒、腺病毒、肝炎病毒等引起的疾病，基因诊断技术已用于临床实践。 ②基因治疗 基因治疗，顾名思义，是指在基因水平上对人类疾病进行治疗。具体地说，它是利用基因转移或基因调控的手段，将正常基因转人疾病患者机体细胞内，取代致病的突变基因，表达所缺乏的基因产物。或者是通过基因调控的手段，有目的地抑制异常基因表达或重新开启已关闭的基因，达到治疗遗传病、肿瘤、艾滋病、心血管等疾病的目的。学生4：基因工程在食品工业中的应用随着人类社会的发展，粮食危机越来越威胁着人类的生存与发展，利用基因工程可以为人类开辟新的食物来源。如鸡蛋白基因在大肠杆菌和酵母菌中表达成功，表明人们有希望从发酵罐里生产出人类需要的卵清蛋白。同样的，不久的将来，人们还可以从微生物中获得人们所需要的各种营养物质。学生5：基因工程应用于环保基因工程应用于环保，一方面基因工程方法可用于环境监测。据报道，用DNA探针可以检测饮用水病毒的含量。具体方法：用一个特定的DNA片段制成探针，与被测的病毒DNA杂交，从而把病毒检测出来。与传统方法相比具有快速、灵敏的特点。传统的检测一次，需几天或几个星期的时间，精确度不高，而用DNA探针只需一天。据报道，能从1t水中检测出 10个病毒来，精确度大大提高。基因工程还可用于净化环境。随着石油工业的迅速发展，石油这种含有多种烃类的物质对环境造成很大的污染。自然界中，假单相杆菌的细菌能够分解石油，但是，每一种假单抱杆菌只能分解石油中的某一种成分。1975年，科学家用基因工程的方法，把能分解三种焊类的基因都转到能分解另一种烃类的假单抱杆菌内，创造出了能同时分解四种烃类的"超级细菌"。学生6：展望21世纪，将是基因工程迅速发展和日臻完善的世纪，它将为人类带来巨大的效益，人们不光在基因工程的技术上取得突破，还将加速其产业化的进程。基因工程将在人类生活的方方面面发挥它举足轻重的作用。
同学们的陈述为我们展示了基因工程的美好前景。现在请同学们看我摘录的一则消息：1998年英国的研究人员普斯陶伊通过新闻媒体向人展示了他的研究成果：实验鼠在食用转基因土豆十天后，其肾、脾和消化道都出现了不同程度的损伤。你们怎样看待转基因生物和转基因食品的安全性呢？【强调】支持某一观点的论据要充分，要注意科学性、客观性和逻辑性。将听证会将角色扮演的程序、规则和具体要求以及评价标准，分发给各组，引导学生以小组为单位讨论并形成陈述报告要点。教师：角色扮演包括：基因工程研发人员转基因生物农场主或转基因食品生产商代表环保志愿者消费者食品与药品检测监督部门的代表决策部门主管法律专家代表 阅读教科书P105的内容。对教科书P105资料分析中的两种观点进行思考、讨论，找出支持某一观点的有力论据。在讨论的基础上，协商或小组指派某个角色，安排角色扮演活动。站在所扮演角色的立场上，收集证据，按规定程序陈述。
模拟听证会议题：近来，一些市民和媒体纷纷向市政府反映了他们对转基因农产品或转基因安全性的担忧，呼吁市政府制定条例对转基因生物及转基因食品的生产和销售加以控制。请你作为上述A－F的任一角色参加听证会，就是否应当对转基因生物与转基因食品加以限制发表你的看法。要求：观点正确，论据充分，注意科学性，客观性和逻辑性。听证会程序：决策部门的主管陈述听证会议题及议程（规则）；控辩双方分别陈述各自的主张；辩论阶段；法律专家代表陈述我国和世界各主要国家和地区的有关法律法规；表决有关条例议案。
学生：每个小组选择其中一个角色，准备陈述提纲和辩论材料，做到尊重科学、体察民意、以理服人、客观公正、民主决策。学生：根据教师下发的评价表，认真听取控辨双方的陈述，评出最佳辩论手。
教师精讲自20世纪70年代以来，以基因工程为代表的生物技术的发展突飞猛进。转基因作物已在美国、阿根廷及加拿大等国大面积种植，转基因微生物已被大量用于商品化生产各种药品，转基因动物的研究也取得令人瞩目的进展。这些基因工程生物对经济发展、农业生产、医药卫生及社会伦理等方面产生了巨大的影响，在解决人类面临的环境恶化、资源匮乏、效益衰退和疾病健康等问题方面，显示了巨大的作用。但是，由于基因工程是一门新兴的高新技术，通过基因重组，可将动、植物和微生物的基因相互转移，打破了传统育种之间的界限，能把一种生物体的基因转移至毫不相关的另一种生物体中，创造出新的物种或新的品种，这必然使人们对这些产品产生不安和担忧，由此引发了转基因生物及其产品的安全性的争论。目前，转基因生物技术可能引起的生物安全问题，特别是自由研究、制造、引入（环境）、投放（如市场）和排放转基因有机物或转基因生物可能产生的环境风险和安全问题，已经引起许多国家的关注和学术界的争论。最初对生物技术安全性的争论来源于美国和一些工业发达的国家的学术界，后来逐渐扩展到工业、农业及商业等部门和文化。道德社会生活领域。多数学者认为，因转基因生物技术而造成的影响，其中既有积极的也有消极的；既有正面的推动作用，也有负面的风险；既有可以为人类带来巨大的利益，也可能因管理或处置不当而对人类和环境造成很大的不利影响，有些科学家认为，转基因生物技术里大于弊，对现代生物技术的担心是多余的，人类既然可以创造转基因生物技术，也可以驾驭它。概括起来，关于转基因生物的争论主要表现在如下几个方面：（1）转基因生物可能对环境质量、生态系统或生态系统的稳定性产生不利影响。（2）转基因生物可能对人体健康产生不利影响，严重的可以致癌和其他遗传病。（3）基因武器可能给人类带来毁灭性的危险。现在，我国农业部、卫生部、国家出入境检验检疫局和国家环境保护总局越来越重视转基因生物及其产品非得安全性，正密切关注国际上有关管理法规的动向。
评价反馈收回下发的评价表，师生共同评出最佳辩论手、优秀学习小组。
【小结及板书设计】
【习题详解】
（1） 练习 （P106）
（二）拓展题
2．提示：例如，可以向客户说明农场具备相应的安全检测设施和措施，已经领取了农业转基因生物安全证书，产品中所含有的成分都是自然界天然存在的物质，产品经过试用表明对人体无害等。
3．提示：例如，“转基因土豆——肝炎患者的希望!！”等。
（二）本节聚焦 （P102）
1、基因工程有哪些应用？
基因工程有广泛的应用 ，在农业上：可获得高产、稳产和具有优良品质的农作物；能培育出具有各种抗逆性的作物新品种 。在畜牧业上：培育各种具有优良品质的动物；利用动物乳腺细胞获得人类所需要的各种物质。在食品工业上：可为人类开辟新的食物来源。在基因工程与医药卫生方面：可生产基因工程药品；可用于基因诊断与基因治疗，基因诊断：用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交的原理。 基因治疗：把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞。在基因工程与环境保护上:用于环境检测:用于被污染环境的净化.
2、转基因食品安全吗？
这是一道开放试题，只要答案合理，都可以得分。
【备课资料】
1、我国转基因生物的利用现状
1981年，科学家第一次成功地将外源基因导人动物胚胎，创立了培育转基因动物的技术。1982年，科学家获得转基因小鼠。1983年，又获得转基因烟草、马铃薯。目前，国际上获得的转基因植物已达100种以上。以下列举了我国转基因生物的利用情况。
基因工程药物 基因工程药物主要来自三个方面：一是微生物基因工程，即把目的基因导人大肠杆菌等工程菌中，通过微生物表达目的基因的产物；二是细胞基因工程，即用哺乳动物细胞株表达目的产物；三是转基因动物，即将目的基因直接导人鼠、兔、羊、猪体内，使目的基因在哺乳动物体内表达，从而获得目的产物。下表列举了部分利用基因工程技术研制的药品。
利用基因工程技术研制的部分药品
产品名称 菌株或细胞 应用
人胰岛素 大肠杆菌 治疗糖尿病
人生长激素（GH） 大肠杆菌 治疗生长缺陷症
表皮生长因子（EGF） 大肠杆菌 治疗烫伤、胃溃疡等
肿瘤坏死因子 大肠杆菌 杀死某些肿瘤细胞
白细胞介素-2（IL-2） 大肠杆菌 治疗某些癌症
尿激酶原 大肠杆菌 治疗心脏病
α-干扰素 酵母菌 治疗癌症或病毒感染
乙型肝炎疫苗 酵母菌 预防病毒性肝炎
组织溶纤酶原激活剂（tPA） 哺乳动物细胞 治疗心脏病
环境保护中的应用 人类活动造成的各种污染(包括工业废水、废气、各种废弃物、有毒化学物质、电磁和放射性物质等)对生态环境的破坏，已成为威胁人民生活的严重问题。生物技术在环境治理上发挥着不可替代的作用。美国培育的基因工程“超级菌”，几小时就可降解自然菌种需1年才能降解的水上浮油；日本将嗜油酸单胞杆菌的耐汞基因转入腐臭单胞杆菌，使该菌株既能有效处理环境中汞污染，又能将汞回收利用。目前，已成功培植出一种能高效地吸收重金属的转基因烟草，它对土壤中重金属具有很强的抵抗能力和吸附能力，如果把转基因的烟草种于被污染的土壤，就能利用它来吸收和排除土壤中的重金属。
动物乳腺生物反应器 动物乳腺生物反应器是20世纪90年代出现的利用转基因动物的乳房作为生物发酵工厂，大规模生产某些急需的生物活性物质或药用蛋白的高新技术。
目前利用动物乳腺生物反应器生产医用蛋白质已经受到高度的重视。荷兰用转基因牛生产乳铁蛋白；英国成功研制转基因羊，从其乳汁中提取抗胰蛋白酶；我国研制出五头转基因羊，乳汁中含有治疗血友病的凝血因子。
2、我国《农业转基因生物安全条例》有关规定 (摘要)
为了加强我国农业转基因生物的安全管理，保障人体健康和生物安全，保护生态环境，促进农业生物技术的发展，2001年5月23日，国务院公布了《农业转基因生物安全管理条例》(以下简称条例)。《条例》共8章56条，以下是有关规定的摘要。
(1)本条例所称农业转基因生物，是指利用基因工程技术改变基因组构成，用于农业生产或者农产品加工的动植物、微生物及其产品，主要包括：
转基因动植物(含种子、种畜禽、水产苗种)和微生物；
转基因动植物、微生物产品；
转基因农产品的直接加工品；
含有转基因动植物、微生物或者其产品成分的种子、种畜禽、水产苗种、农药、兽药、肥料和添加剂等产品。
本条例所称农业转基因生物安全，是指防范农业转基因生物对人类、动植物、微生物和生态环境构成的危害或者潜在风险。
(2)生产转基因植物种子、种畜禽、水产苗种，应当取得国务院农业行政主管部门颁发的种子、种畜禽、水产苗种生产许可证。
生产单位和个人申请转基因植物种子、种畜禽、水产苗种生产许可证，除应当符合有关法律、行政法规规定的条件外，还应当符合下列条件：
取得农业转基因生物安全证书并通过品种审定；
在指定的区域种植或者养殖；
有相应的安全管理、防范措施；
国务院农业行政主管部门规定的其他条件。
(3)生产转基因植物种子、种畜禽、水产苗种的单位和个人，应当建立生产档案，载明生产地点、基因及其来源、转基因的方法以及种子、种畜禽、水产苗种流向等内容。
(4)经营转基因植物种子、种畜禽、水产苗种的单位和个人，应当建立经营档案，载明种子、种畜禽、水产苗种的来源、贮存、运输和销售去向等内容。
(5)在中华人民共和国境内销售列入农业转基因生物目录的农业转基因生物，应当有明显的标识。列入农业转基因生物目录的农业转基因生物，由生产、分装单位和个人负责标识；未标识的，不得销售。经营单位和个人在进货时，应当对货物和标识进行核对。经营单位和个人拆开原包装进行销售的，应当重新标识。
(6)国家对农业转基因生物安全实行分级管理评价制度，建立农业转基因生物安全评价制度，对农业转基因生物实行标识制度。
(7)国务院农业行政主管部门应当加强农业转基因生物研究与试验安全评价管理工作，并设立农业转基因生物安全委员会，负责农业转基因生物的安全评价工作。农业转基因生物安全委员会由从事农业转基因生物研究、生产、加工、检验检疫以及卫生、环境保护等方面的专家组成。
(8)国务院农业行政主管部门根据农业转基因的安全评价工作的需要可以委托具备检测条件和能力的技术检测机构对农业转基因生物进行检测。
(9)从事农业转基因生物研究与试验的单位，应当具备与安全等级相适应的安全设施和措施，确保农业转基因生物研究与试验的安全，并成立农业转基因生物安全小组，负责本单位农业转基因生物研究与试验的安全工作。
《条例》指出，从事农业转基因生物研究与试验单位，应当具备相应的安全设施和措施，确保农业转基因生物研究与试验的安全，在生产性试验结束后，可以申请领取农业转基因生物安全证书。中外合作、合资或者外方独资单位，应当经国务院农业行政主管部门批准。单位和个人从事农业转基因生物生产、加工的，应当由国务院农业行政主管部门或者省、自治区、直辖市人民政府农业行政主管部门批准。农民养殖、种植转基因动植物的，由种子、种畜禽、水产苗种销售单位代办审批手续。经营转基因生物的单位和个人，应当取得许可证，并建立经营档案。列入农业转基因生物目录的农业转基因生物，由生产、分装单位和个人负责标识，未标识的，不得销售。农业转基因生物标识应当标明产品中含有转基因成分的主要原料名称；有特殊销售范围要求的，还应当标明销售范围，并在指定范围内销售。
《条例》还规定，发现农业转基因生物对人类、动植物和生态环境存在危险时，国务院农业行政主管部门有权宣布禁止生产、加工、经营和进口，收回农业转基因生物安全证书，销毁有关存在危险的农业转基因生物。
3、其他国家转基因生物安全的有关法规
欧盟 欧盟规定如果某个公司打算将一种转基因生物投放市场，该公司必须首先向该转基因生物将要首次上市所在地的成员国有法定资格的国家管理机构提出申请。对于试验性释放，所在地成员国的国家管理机构也必须事先进行检查和审批。申请书必须附带全面的风险评估报告。如果某个成员国的国家管理机构同意某种转基因生物投放市场，该成员国必须通过欧盟委员会通知其他成员国。如果其他成员国没有反对意见，最早进行评价的国家管理机构才能正式批准那种转基因生物投放市场。然后，该转基因生物就可根据批准书中所规定的条件投放到整个欧盟市场。欧盟现行转基因产品标签法规承认消费者在选购产品时具有知情权。欧盟于1997年通过的“新型食品和新型食品成分管理规定”，要求对由转基因生物制作的、或含有转基因生物成分的食品实施标签制度。
2000年欧盟通过规定要求，对含有转基因DNA或蛋白质的食品添加剂和调味品也必须实施标签制度，还要求，凡是转基因DNA或蛋白质含量超过1％的常规食品都必须实施标签制度。欧盟98／95／EC指令规定，转基因种子必须实施标签制度。
欧盟委员会2001年7月25日提出了两个有关转基因生物的法规草案，即“转基因生物、转基因产品来源追溯和标签管理规定”和“转基因食品与饲料管理规定”。这两个规定要求建立一个统一的转基因生物来源追溯体系，对转基因饲料实施标签制度，加强对转基因食品标签的管理措施，建立一个关于转基因生物用于食品与饲料、转基因生物环境释放的精简的审批程序。
绿色和平组织观点 《卡塔赫纳生物安全议定书》最重要的条款是任何国家出口转基因生物到另一个国家，必须得到进口国家的提前知情同意。进口国家可以为了避免或尽量降低遗传修饰活体对生物多样性和人类健康的危害，设置进口遗传修饰活体的限制条件，或者在缺少科学的评估而不能确定遗传修饰活体潜在的负面影响时拒绝进口。进口国家可以要求对进口的转基因生物进行风险评估，并要求由出口方承担责任及费用。进口的转基因生物应该有明确的标识，说明产品的身份、特征及用途。
另一重要的条款是危害责任及赔偿。根据《议定书》的第27条，缔约国将“拟定适用于因改性活生物体(转基因生物体)的越境转移而造成损害的赔偿责任和补救方法的国际规则和程序的进程……，并争取在四年时间内完成这一进程。”一旦国际上针对转基因生物可能带来的损害作出赔偿规定，将会驱使生产者对产品作出严格的风险评估才向市场推出。这也体现了预防原则的精神，要求在推出新产品时应该由生产者承担证明产品是安全的责任，一旦产品带来危害，亦应该由生产者承担责任及赔偿。
亚洲地区转基因生物风险评估和风险管理研讨会 2002年在印度新德里召开了“亚洲地区履行生物多样性公约风险评估和风险管理研讨会”。此次研讨会主要目的是：查明“国际生物安全议定书”中有关转基因生物(GMOs)风险评估和风险管理的问题；促进在国家和地区水平上对现有转基因生物风险评估和风险管理程序的理解；了解亚洲地区相关国家在转基因生物风险评估和风险管理方面开展的工作；探讨在亚洲地区开展转基因生物风险评估和风险管理能力建设和生物安全信息交换合作的有关决议。
美国 由于存在转基因玉米混入非转基因玉米的问题，已经使美国的玉米出口萎缩，损失很大，同样也没有人能够担保可以将非转基因小麦从转基因小麦中完全分离出来，这将使非转基因小麦在国际市场上的销售受到很大的影响。
美国研究人员去年5月发现，一种转基因玉米产生的花粉可能导致蝴蝶幼虫等农田益虫死亡，这进而增加了人们的担忧。英国一位科学家说，转基因作物对人体健康可能具有潜在危害，英国的研究显示，转基因作物中的突变基因可能会进入到生物的有机体。
加拿大 加拿大标准总局近日提出了标签标准草案，草案对转基因食品或非转基因食品的标识提出了要求，但加拿大政府没有规定对所有转基因食品都进行强制性标签，而是要求加拿大标准总局在与食品生产厂家协商后，由食品生产商建立自愿的标准。
英国 据英国时报报道，伦敦最近的一项民意调查表明，大部分英国人认为生产商必须在转基因食品上贴标签，反对让孩子食用转基因食品。当被问到是否愿意消费转基因食品时，51％的人表示，如果可以选择，他们将避免食用转基因食品，在回答是否应对转基因食品加标签时，76％的英国人赞成欧盟的立场，即坚持认为消费者有知情权。
4、转基因食品安全吗？
转基因食品自1983年在美国问世以来，在全世界迅速发展。最近，香港绿色和平组织分7次，在香港、北京、上海、广州等城市对近60个著名食品品牌进行采样并检测，结果发现：16个样品含有转基因成份。除了已经曝光的雀巢6种产品外，还有品客洋葱口味薯片、日清鸡味方便面、麦当劳汉堡的面饼以及肯德基的薯条和面饼等。调查结果被印制成一本小册子，名为《如何避免转基因食物》，并用醒目的绿、黄、红三种颜色分别标识了这些公司对转基因食品的不同立场。不肯做出“不使用转基因原料”承诺的食品商，被贴上了红色标签，其产品因而被认为可能含有转基因成份。112种产品因此载入“红色警报”之列。它们都是一些大名鼎鼎的品牌：雀巢、乐天雪糕、旺旺薯片、品客薯片、美极鲜酱油、顶好调味、朝日啤酒、麦斯威尔咖啡、新奇士橙汁等，“红色警报”的传播几乎立刻引发了转基因恐慌，最早被曝光的世界第一大婴幼儿营养食品雀巢公司，瞬间在中国内地遭受了严重的信任危机，大多数是对雀巢的抨击和不满之声。上海一家媒体就此发表题为《6种雀巢食品含有不明基因为何在亚洲销售？》的文章，发布了香港绿色和平组织对在中国销售的雀巢奶制品和婴儿食品的质疑，并暗示转基因可能导致对人体不可预测的疾病与突变。一时间转基因食品闹得满城风雨沸沸扬扬。
有记者在亚洲食品信息中心日前举行的一次关于食品安全的研讨会上得知，该中心最近对600名亚洲消费者（包括200名普通中国市民）进行了调查。调查发现，受访者对西红柿、大豆、玉米、大米和土豆5种最常见、最广为人知的已开发的生物技术农作物普遍知晓。调查显示，亚洲消费者对生物技术可能给他们的饮食带来的好处持谨慎乐观的态度，66％的被访者相信在未来5年内他们会亲身受益于生物技术食品。他们普遍预期会在营养价值、饮食质量、安全性提高及成本降低方面受益。但也有一些消费者在可能对身体产生副作用，或食品可能产生潜在的过敏反应等方面心存疑虑，这些疑虑表现为期望获得更多信息。
中国农业大学校长陈章良在此次食品安全会议上明确表示，坚决支持转基因食品。他在接受记者采访时称，我们注射的乙肝疫苗就是转基因制品，没有人提出疑义。而且10多年来，转基因产品在一些国家，特别是在美洲一些国家一直公开销售，至今还尚未发现这些产品对人体造成任何不良影响。转基因食品已经过安全性审查，并通过政府的批准，是安全的。这个技术在公众中有不同的认识是多方面的原因，对技术本身的不了解及许多非政府组织、社会伦理、宗教、生态进化学和某些新闻媒体的误导都有相关的原因。
在回答记者我国为什么要发展转基因食品的提问时，陈章良教授说：发展转基因食品最重要的是国家粮食安全问题，转基因作物具有抗旱、抗杂草、抗虫、抗病毒、高产等特性。国家863计划农业生物技术项目，包括了水稻、棉花、转基因植物、农业微生物、动物生物技术等领域，转基因技术对农业生产品质改良都有重大意义。2010～2020年，世界人口增长还会有更大突破，粮食的压力依旧很大。中国以7％的土地养活了世界20％的人口，这已经是一个奇迹。但一段时期内，人口增长，耕地减少，现有耕地地力还在不断恶化。很多人认为中国的粮食已经多得吃不完了，实际并没有这么乐观。我们国家粮食贮藏技术并不很好，粮食的缓冲能力很弱。在与周边国家关系好的时候，我们可以通过购买粮食把自己的土地养起来，但一定要有基因技术作保障。另外，基因技术带来的高利润、高品质的国外产品会轻易摧毁我们自己的系统，现在各食用油生产厂家都在排队等着买美国的大豆，这就是加入世贸组织后，要增强竞争力，不靠生物技术不可能。
中国每年从国外进口的农作物中，也有不少含有转基因成份。据农业部公布的信息显示：2001年，中国进口油菜籽172.4万吨，绝大部分来自于加拿大、澳大利亚，而加拿大是世界上转基因油菜籽种植面积超过2/3的国家。2002年1月至9月，中国进口大豆458万吨，进口对象高度集中，主要依赖于美国、阿根廷和巴西，三国分别占到进口总量的41％、36％和23％。美国大豆的70％为转基因大豆，阿根廷的转基因大豆占90％（只有巴西政府禁止播种转基因大豆）。由此可推算，中国约80％的进口大豆为转基因大豆。这些大豆主要都被用来榨取食用油。
中国预防医学科学院食品安全研究所吴永宁教授也认为，“安全永远是相对的，绝对安全的食品根本不存在，喝水过多都可能要得病的。”吴教授告诉记者说，“人每一天都生活在风险之中，出门可能被车撞，乘飞机可能掉下来。假如吃转基因食品的不安全因素与飞机掉下来的概率等同，那么它就应该被认为是安全的。”
转基因食品安全存在巨大悬念
转基因食品是否会对人体健康造成“潜在的伤害”，直到今天还存在巨大争议和悬念。从事生物安全的专家，对被破坏又重建的基因链刚刚提出质疑，从事生物技术的科学家就会用另外一整套数据予以反驳。
英国的一位研究人员最先公布的实验结果说：用含有转基因的马铃薯饲养大鼠，引起了大鼠器官生长异常、体重减轻、免疫系统遭到破坏。实验结果立即引起轰动，英国公众对转基因食品的安全性纷纷表示怀疑。但是不久，英国皇家学会在专门对此组织的评审中，却对这项实验指出6条缺陷：不能确定转基因和非转基因马铃薯的化学成份有差异；对食用转基因土豆的大鼠，未补充蛋白质以防止饥饿；供试动物数量少，饲喂几种不同的食物，且都不是大鼠的标准食物，缺乏统计学意义；试验设计差，未作双盲测定；统计方法不当；试验结果无一致性等。
2002年，英国《自然》和美国《科学》杂志又陆续报道：纽卡斯尔的研究人员发现，转基因食品中的DNA片段可以进入人体肠道中的细菌体内，这似乎证明肠道的菌群会对抗生素产生抗性。英国食品标准协会为此做了关于转基因食品安全的第一个人体实验———哈里·吉尔伯特等学者给12名健康志愿者和7名手术切除部分结肠的志愿者，吃了含转基因大豆的汉堡包和牛奶冰激凌食品。结果发现：健康者的粪便中没有发现转基因大豆的转基因。但是，在那些切除过结肠的受试者的粪便中，确实发现了3.7％的大豆转基因，这一结果提示：有极小量的细菌摄入了大豆转基因。但这一数据没有受到研究人员的重视，他们肯定地说，没有任何证据证明这种转基因的漂移对人有副作用。英国皇家协会的研究指出基因食品可能带来过敏等不良症状，而且对儿童和婴儿的危险尤其大。国际上许多国家和环保团体都呼吁对基因食品进行标签，进而停止转基因生物的商业性释放。
在中国，科学家们对转基因的安全也泾渭分明地分为两派，中国农业大学校长陈章良接受采访时说，“我是一个坚决支持转基因的人。转基因食品美国已经吃了6年，我们已经吃了3年，没有见过有一个人吃了有什么不好的结果。中国大豆的50％是进口的转基因大豆，它们主要来自于美国和阿根廷，这些大豆主要用来榨油。我们吃的豆油、豆腐、豆浆等等，其实都是转基因的，我们一直在吃，但并没有什么问题。”。我国中科院《科学新闻》发表的一篇文章，将转基因食物“可能”对人类健康的危害总结为三点：一，转基因作物中的毒素可引起人类急、慢性中毒或产生致癌、致畸、致突变作用；二，作物中的免疫或致敏物质可使人类机体产生变态或过敏反应；三，转基因产品中的主要营养成份、微量营养成份及抗营养因子的变化，会降低食品的营养价值，使其营养结构失衡。到目前阶段，对转基因安全性的一个比较客观的评价是：这是一个无法证实也无法证伪的命题。
近年来，在我国北京、南京等地区已上市中国产的第一批转基因食品。在这些城市的超市里，出现抗病菌的甜椒和耐储存的西红柿。晚些时候，玉米、大豆、马铃薯和豆类的转基因食品也将陆续出现在中国消费者的餐桌上。
世界上第一种转基因作物是1983年培植成功的一种含有抗生素药类抗体的烟草。1994年，第一种市场化的基因食品在美国出现，它就是可以延迟成熟的番茄。1996年，这种番茄制造的番茄饼开始在超市出售。此后，转基因食品发展迅速，被称为第二次绿色革命。它同第一次绿色革命全然不同，第一次绿色革命是发明的谷物杂交、肥料和灌溉方法，促使农作物产量大增，拯救了数千万饥饿的人。第二次绿色革命和产量无关，其目的在制造号称更健康、更环保的作物，但是实际是否真的如创造者所想，转基因食品会更安全、更环保呢？
传统的植物培育方法，是依照植物自然杂交的方式进行相同物种的人工杂交，比如抗病小麦同高产小麦杂交，形成了一种具有双重特性的小麦品种，这种自然的基因交换既安全又具有相当的可预见性。
基因工程是在彼此毫无关系的物种之间相互交换在自然条件下无法交换的基因，它可在巨大差异的物种之间进行基因交换。比如将蝎子毒素基因注入玉米细胞，或者将鱼防冷基因注入西红柿细胞。即使在玉米DNA中，蝎子毒素基因依然可能获得有机组织产生蝎子毒素，但是在这种异质环境中，这种基因产品会不会有什么其他作用呢？我们实际上已经发现这个问题：将人类生长荷尔蒙基因植入猪的体内，一定会使猪的生长加速，但是同时也使猪患上了关节炎和内斜视，而且这一切是完全无法预测的。也就是说，吃转基因食品安全吗？没有人知道答案，因为人们尚未进行长期的测试。
因此在英国或者美国，一个公司如果希望其转基因产品获得批准，它必须向管理机构提供本公司转基因产品安全测试的结果。 Mpnsanto 的大豆在获得批准之前，曾用了10周时间进行喂饲实验。其他品种的上市也甚为慎重，各国试种的转基因植物超过4500种，可是获得政府批准上市的品种仅40个，不到1%。
基于转基因食品的安全性问题，消费者应有明确的知情权，转基因食品应该有特殊的标签供识别。2000年1月，俄罗斯政府通过法令规定，上市转基因食品应于包装上做出提醒性标记，让消费者能够判断哪些是转基因食品，吃与不吃，由消费者自己来决定。欧洲15国及日本政府都相继规定，食品需要加标签说明是否是或含有转基因食品。所以转基因食品的安全性在现今仍是一个争论颇多的问题，但随着时间的推移和科学的发展，这些结果会慢慢地呈现在人们的面前。中山三院营养科卞华伟
5、各国对转基因食品态度各异
除了美国人对转基因食品情有独钟外,世界各国似乎都对转基因食品心有疑虑,其中欧洲人对转基因食品的反对态度最为积极。虽然目前的确没有转基因作物对人类健康造成重大危害的事实,但是基于对人体健康和环境保护的想法,很多专业人员提出需要采取更加严厉的管理方法和法规。这当然遭到基因工程研究者和种植者的强烈反对,他们认为这会阻碍科学的发展。孰是孰非,一时难有定论,选择权就交给您了,吃不吃由您自己决定。
美国：严管也堵不住漏洞
虽然美国人目前能合法地吃上转基因作物食品,但其管理也算是比较严格的。这不仅反映了公众对转基因食物的担心,而且表明人们担心转基因对生态链可能产生不利影响。但是,最近的一些调查表明,转基因作物食品可能会以人们意想不到的方式摆上人们的餐桌,因为目前针对转基因作物的法规太容易突破了。想对这些规定打几个擦边球简直是轻而易举。
美国目前的法规是,转基因作物要在空间和时间上与其他农作物分开。比如,抗虫的转基因玉米必须种植在其他玉米400米远的地方,种植时间要与附近其他农作物错开2周,或早于或晚于2周。目的是保证它们不会在同一时间开花结果,引起基因漂移。这种规定也适用于其他一些转基因作物 ,如小米、水稻、大麦、甘蔗等。如果违背上述规定,将面临25万美元罚款(对单位)和5年以上监禁(对个人)。
这种法规无论在专业人员还是一般人看来都感到比较严厉。但是不断出现的事实却表明,这些法规可能并不管用,转基因不仅可以进入环境,而且可以不知不觉地进入人们的饭碗。
首先,转基因作物与非转基因作物的间隔距离并不管用。比如,澳大利亚研究人员最近发现,野油菜花粉对周围环境的污染可以达到3公里之远,而且污染率并不随距离的增远而减弱,也就是说在这3公里范围内,花粉转移的概率是一样的大。对照美国转基因作物与非转基因作物只有400米的间隔,就能毫不费力地判断转基因作物是否会随花粉飘移而转移。而美国制定这个400米距离的背景是,假设基因污染的可能性降到0.1%。但是,澳大利亚的研究实际说明,基因污染风险不会因距离加大而减小。
另外,不知不觉的基因污染还有另一种现象。一些没有预料到的转基因可能进入人们的食物链。比如,美国得克萨斯州的Prodigene公司申请种植一种含有鸡蛋蛋白质(实际上是一种抗生素蛋白)的玉米。这种抗生素蛋白可以杀死或抑制26种昆虫。由于申报种植这种作物的目的是,生产出含有鸡蛋蛋白质的玉米,而不是为了杀死昆虫,因而在审批上就不会考虑这种转基因事实上具有抗生素的作用。
此外,这种蛋白质也并没有被划为一类药物,因此可以不受相关法规(关于药物化农作物的法规)的制约,审批者也不会考虑这种转基因作物可能对环境的影响,而且不会想到这种蛋白质吃进人体后会不会对人体有害,尽管它只是对昆虫有杀害作用。
这种情况说明,无论种植者有意还是无意,都可能找到目前转基因法规的漏洞,从而让许多意想不到的转基因出现在人们的食物中和生态环境中。对这种情况做另一种证明的是,目前一些公司在申请转基因作物试验时的避实就虚。比如,有些公司会以对基因技术保密为由,给某种需要试验的转基因一个代号,并作出一种粗略的描述,如S基因编码人类的一种激素,它对无脊椎动物无害等等。这样,在审批时就会让人摸不着虚实,而一旦批准,有谁会保证这样的基因不会扩散,不会影响人的健康和生态环境呢
虽然目前的确没有转基因作物对人类健康造成重大危害的事实,但是基于对人体健康和环境保护的想法,很多专业人员提出了需要采取更加严厉的管理方法和法规。比如,绿色和平组织提议,凡是转基因作物就不能在空旷的田野中栽种,而只能在大棚或洞穴中栽培。此外,应该严格审批转基因药物,凡是吃的作物都不要用来培植转基因,只有那些不用于吃的作物可以用于转基因实验。
对于这些提议,当然遭到基因工程研究者和种植者的强烈反对,他们认为这会阻碍科学的发展,而且美国人已经吃了这么多年的转基因食物也没有事,农作物中即使是抗生素类的转基因也都是蛋白质,人们吃了后也会消化它们。因此,反对者如绿色和平组织者提出的问题岂非杞人忧天!
反对者的回应当然也是有理由的。如果是抗生素,人们吃了之后明显的副作用是产生耐药性,同时会对环境造成灾难,这难道不足以提醒我们当心转基因作物
欧盟：严格控制
欧洲人对转基因食品的反对态度最为积极。2002年下半年,欧盟又出台了更严格的限制转基因食品的新法规。
欧洲议会2002年7月3日通过了一项提案,在两年时间内必须在欧洲所有超市中对所有食物贴上清楚地标明食物成分是否包含转基因的标签。不过,这个决定有可能加剧尚未论证的转基因食品是否有害健康和环境的争论,并造成欧盟和美国之间进一步的贸易摩擦。而美国是强烈反对这一做法的。
欧洲议会支持的提案包括增加食品标签内容,支持更严格地测试和鉴定食物以及动物饲料,尤其是当后者在加工和运输过程中有可能被转基因材料污染。欧洲议会也支持要求企业追踪食品来源的管理规则,只是对很小部分的转基因饲料饲养的动物所生产的肉类、蛋类和乳类不强行要求贴标签。
而且欧洲议会对只要含有1%的转基因就确定为转基因食物的域值标准削减到0.5%的含量。但是一些生物技术产业对此评价为“不现实”。一个叫做欧洲生物的工业集团说,欧洲议会的行为是对新技术的歧视,会减少消费者的选择,阻碍与第三世界国家的贸易,同时又对安全起不到丝毫作用。但是英国伦敦消费者协会却欢迎欧洲议会的这些决定。该组织的雷切尔·苏通说,理所当然地,随着测试技术的改善,贴上转基因标签的域值水平应当逐渐降低。
非洲：挨饿也不吃
尽管去年8月南部非洲闹饥荒,但一些国家还是拒绝了美国援助的转基因玉米。乍一看非洲一些国家在饥饿之下拒绝转基因食品是有些匪夷所思,但实际上反映出人们对转基因食品的怀疑并没有解决。这种怀疑并非仅仅是对转基因食品对人和环境的潜在危害。
转基因食品是否是消除贫困和解决全球人口吃饭问题的适宜手段,支持者当然会竭尽全力让公众相信转基因食品的无害,特别是在欧洲这种说服会异常艰难。但是这一技术对全球现在和可以预见的未来影响正在日益增强。这便产生两种结果,在富裕国家可以使粮食更为丰富因而压低价格,而在最穷的国家则削弱其农业生产。
撒哈拉以南,南非是唯一能适应市场的商业需求而培育和种植转基因作物的国家。其他国家目前只能被迫在紧急情况(如饥荒)下,有效地接受这一技术,但是对他们无法做到知情同意。
另一方面,美国的援助机构并不能防止这些转基因食物被送到黑市销售,而那些没有受灾地区的人也可能得到这些种子并在当地播种。因而这些转基因作物很可能在违约情况下进入当地的农田。
非洲当地对转基因作物蔓延后的贸易担心也是有理由的,因为欧洲消费者一直拒绝转基因食品,许多国家,如日本、德国等已经全面为转基因食品贴标签。因此一些非洲国家已被欧盟视为非转基因食品的出口来源。非洲人也认为他们赚钱的非转基因食品市场在欧洲,因此他们愿意保留自己的选择。
鉴于目前对转基因食品没有定论,最好的方式是让各国自主选择高新技术和市场,同时真正发展自己的经济。而对我们每一个消费者来说,选择权在您手上,吃不吃由您。
6、世界各国:对转基因食品采取强制性措施
世界上多数国家对转基因技术，特别是转基因食品持慎重态度，很多国家专门制定了相关法规和管理制度。
2000年3月，墨西哥上议院一致通过健康法例，要求转基因食物标明转基因成分，并印上“此食物经转基因”。
日本从2001年4月1日起，规定所有转基因食物都必须经过安全检验；对转基因成分超过5％的食物，执行强制性标签制度；部分转基因成分被禁止，包括“星联”玉米等。
韩国政府从2001年3月1日开始，实施转基因食物强制性标签制度。任何公司被发现标签上有错误信息，将被判入狱3年或罚款3000万韩元，没有贴上标签者亦被罚1000万韩元。
菲律宾新任总统及农业部长视转基因食品标签制度为政府首要任务，将制定出相关制度细节。
沙特阿拉伯政府禁止所有经由转基因生物制造的动物产品，转基因食物进口亦需要附上健康证明。
斯里兰卡从2001年5月1日起，所有转基因食物都被禁止进口，政府亦禁止制造、运输、贮存、分发及销售任何转基因食物。
挪威被视为全世界监管转基因最严格的国家，政府禁止数种含有耐抗生素标示基因的转基因作物及制品进口。
瑞士包括添加剂在内的所有食物制品及动物饲料，只要含有转基因成分都一定要贴上“转基因生物”或“含有转基因生物”的标签。2000年1月，瑞士是第一个把含转基因物的药品纳入标签制度的国家。
俄罗斯于2000年7月1日制订了转基因消费品法。
欧盟正计划改善标签法例，其实质禁止了任何新的转基因食物。

附件1：
学生听课记录和评价表
班级 姓名 学号
听课笔记 汇报小组成员
内容1 基因工程的应用 总评 优秀：A 良好：B 一般：C 较差：D
资料准备状况 知识的准确性 讲述的条理性
姿态的自然性 课件的美观性
听课笔记 辩论小组成员
内容2 关于“基因生物和转基因食品的安全性”的辩论 总评 优秀;A 良好：B 一般：C 较差：D
资料准备状况 知识的准确性 讲述的条理性
抢答的积极性 姿态的自然性 课件的美观性
自评 对本节科内容掌握情况的自评
内容 基因工程的应用 关于“基因生物和转基因食品的安全性”的辩论
自评
我的疑惑
附件2：
研究性学习课题研究开题报告
研究课题
课题组成员
课题组组长 班级 指导教师
研究背景（为什么提出研究课题，包括研究的目的和意义）：
研究内容：
研究主导课程 生物学 相关课程 社会学
研究分工：撰写报告; 外出采访：问卷调查： 数据统计及分析：网络资料收集; 课件制作：
课题可行性论证：存在的困难;解决困难的办法：
研究计划
预期的成果
表达形式
报告撰写人：（签名） 课题组组长：（签名）
指导教师意见（签名）
附件3：
第二课时 基因工程的应用
[教学过程]（设计2）
一、课前准备
由于本课时的内容是基因工程的成果与发展前景，属于基因工程的实际应用问题，所以教材中的大量内容是基因工程发展近几年的成果，相对其他章节来讲该内容比较新颖和超前，而且该内容是一个动态的知识体系，其内容不断地更新、发展和变化。如果按照以往的教学手段，必然导致学生对知识的机械记忆，不利于开阔学生的思路、发展学生的思维和素质能力的提高。因此本课打破原有的教学模式，尝试利用网络环境进行信息化教学。这就需要教师和学生做充分的准备。
1．教师准备：
（1）教师设计并参与制作计算机教学课件，在校园网上制作网页，查找大量资料，完善网页内容，建立内容丰富的“基因工程知识资源库”。
（2）熟练计算机系统、课件等的操作，为教学做好准备。
2．学生准备：
（1）学生预习教材，对教材中的内容做宏观的了解。
（2）利用课余时间，通过看书、看报及看电视，收集有关基因工程的成果与发展前景的资料或信息，也可以走访有关的专家学者了解该内容，有条件的学校可以请专家学者做有关基因工程知识的讲座。
（3）熟悉计算机的基本操作，为本课进行做准备。
二、情境创设：
（1）教师活动：辅导学生操作计算机进入校园网并找到相关的网页，浏览本节课的有关内容。
（2）学生活动：进入相关的网页，按照自己的兴趣爱好浏览有关的资料和信息，进入学习情境。
三、师生互动
1．确定课题：
（1）教师活动：教师帮助学生确立自主研究的子课题：
在医药卫生方面，基因工程有哪些应用和前景？
在农吐业和食品工业方面，基因工程有哪些应用和前景？
在环境保护方面，基因工程有哪些应用和前景？
你想像中未来的基因工程会有怎样的发展趋势？
（2）学生活动：学生按照自己搜集的资料和兴趣爱好在教师时协调下分成4个小组，每个小组分别确定一个子课题作为本组研究和讨论的中心内容，并且各小组研究的子课题内容不能重复。
2、自主探究：
（1）教师活动：作为学生的指导者、帮助者、咨询者和学习伙伴，在学生上网自主探究的过程中，给予必要的帮助和指导：
在信息技术上，指导学生如何上网、浏览、搜索和网上交流讨论。
在学生交流处理信息的过程中给予指导帮助。
（2）学生活动：以小组为单位，按照子课题的内容在网上搜索有关资料信息，同时可以将课前收集准备的有关资料在组内进行信息交流和讨论；在交流的过程中每个小组将信息归纳、整理，建构自己的知识框架，将知识内化；通过组内的交流和讨论，全组成员形成共识，将各子课题的研究成果进行概括的归纳总结，并可在网上公布。
3、交流协作：
（1）教师活动：
组织4个小组进行组间交流，在参与交流的同时，对交流进行点评、导拨，以确保交流的正确性和有效性。
在交流中教师组织学生讨论，可以打破组的界限使同学们各抒己见。
在交流和讨论中，教师可以将有代表性的学生网页，在学生发言时进行切换，供全体学生交流。
（2）学生活动：各小组围绕呈现不同侧面的情境所获得的认识，展开小组讨论、交流，形成分享式、合作式的学习方式，并学会利用网络知识解决实际问题，将知识外显化。在讨论交流中，每个学生的观点在和其他同学以及教师一起建立的协商环境中受到考察、评论，同时，每个学生也对别人的观点、看法进行思考并做出反应。
4、归纳总结：
（1）教师活动：将学生对基因工程成果与发展前景讨论的结果进行总结，并将本节课的重点内容总结成板书（屏显），帮助学生理清知识体系。
（2）学生活动：通过本课的学习增长了见识，开拓了思路，学到了方法，调动了对生物学科的学习积极性。通过对本课知识体系的理解，对知识的掌握、技能的提高进行自我评价。
要点提示
1．由于本节的内容信息量大、专业术语较多，在教学中学生不易理解，所以在教学过程中教师要注意调动学生的积极性，通过不断地质疑引导学生的思维，将复杂的知识简化，让学生直观地、自然地接受本节的知识。
2．本节的内容涉及的概念和名称较多，教师应指导学生对本节知识中出现的概念，名称进行比较加以区别。例如，基因工程的概念、目的基因的概念、供体细胞与受体细胞的区别，重组质粒与重组DNA分子的区别，目的基因的检测与表达的区别等。
3．在教学中应搞好组织工作，处理好各种媒体的使用，做到恰到好处，点到为止。处理好学生的讨论，交流与操作的关系，掌握好教学过程中的时间分布，做到心中有数。
4．在教学中要敢于放手，对于学生可以理解的内容尽量让学生独立思考和解决，教师在其中只作为教学的指导者，这样不仅可以培养学生的创新意识和实践能力，也可以锻炼学生的自主学习能力，同时也有利于学生的个性发展和认知水平的提高。教学过程要体现主体性和科学性的现代教育理论和原则，使学生全员参与到教学过程的整个探究中，并在平衡——不平衡——平衡中不断得到丰富、提高和发展。
5．在知识内容方面，由于本节的知识较抽象，有条件的学校最好制作多媒体课件或相关的网页，这就需要教师具备一定的计算机软件开发能力，教师与学生都要具备一定的计算机操作使用基础，才能上好本课。
6．本节的内容要求学生掌握的层次是了解水平，教师可以适当的将课本的知识延伸，既可以提高学生对生物学科的兴趣，又可以锻炼学生的观察、思维、归纳、协作能力。但是教师在适当扩充延伸知识的同时，不要忽视本课知识点的掌握。
自我检测的答案和提示
一、概念检测
（一）连线题
1—B，2—C，3—E，4—D，5—F，6—A。
（二）判断题
1．×。解析：有性生殖的后代有遗传有变异，不一定把亲本的所有特征都遗传下来。
2．√。解析：因为选择育种仅在同种物种的自然变异的情况下进行选择，所以进展缓慢，可选择的范围有限。
3．√。因为人工诱变可提高突变的频率，可选择范围广，从而较快了育种的进程。
4．√。如果不严加管理，就有可能被不法分子利用危害人类。
(三) 画概念图
二、知识迁移
提示：此题是一道开放性题目，答案从略。
三、技能应用
提示：这是一幅具有讽刺意味的卡通图。画面中两位研究人员在培养室中面对人工栽培的人形大头菜，说道：“看来我们把太多的人基因转移到大头菜里了。”暗示他们已能够运用基因工程技术随心所欲地把人的基因转入蔬菜中生产出“人形”大头菜。本题属于开放型题目，手法夸张，教师应启发学生充分发挥想像力，运用本章所学知识对此作出评价，并且认识到理智地运用科学技术成果的必要性。
四、思维拓展
提示：很多生物的基因组目前并不清楚，因此，寻找目的基因仍是十分艰巨的工作。此外，基因的提取、分离和转移需要昂贵的仪器设备。而杂交育种和诱变育种作为常规育种方法，操作简便易行，是基因工程技术所不能取代的。
附件4：大肠杆菌转基因实验
实验原理
大肠杆菌DH5e是基因工程常用的受体细菌，在LB培养基上生长为白色菌落，在含有氨苄青霉素的培养基上不能生长。pBR322质粒含有抗氨苄青霉素的基因，转入了pBR322质粒的大肠杆菌能在含有氨苄青霉素的培养基上正常生长。
目的要求
1．了解细菌转基因的基本过程，进一步理解
细菌转基因的原理。
2．观察大肠杆菌转基因的结果。
材料用具
大肠杆菌DH5a，质粒pBR322或pUCl8等，LB液体和固体培养基，LBA固体培养基。
烧杯，试管，Eppendor{管，酒精灯，火柴，1.5mE离心管，接种环，棉花，棉线，记号笔，标签，塑料盒，离心机，恒温摇床，恒温培养箱，吸液器，高压蒸汽灭菌锅。
冰块， 氨苄青霉素 (质量浓度为100mg／mi-)，物质的量浓度为0，1 mol／L的CaCI：溶液，去离子水。
方法步骤
一、培养基的配制
1．LB培养基
牛肉膏 5.0g
蛋白胨 10.0g
NaCl 5.0 g
琼脂 20.0g
将上述物质溶解后，用自来水定容至1000mL。配制后，在高压蒸汽灭菌锅内，用压力100kPa，121.3℃，15～30min的条件灭菌后倒平板。
2．LBA培养基
将配制好的LB培养基高压灭菌后，冷却至60℃左右，加入氨苄青霉素，使氨苄青霉素最终浓度为50mg／mL，摇匀后倒平板。
二、感受态细胞的制备
1．将大肠杆菌DH5a接种于5mLLB培养基中，37℃恒温，在摇床上以200r／min的转速培养8 h。
2．取2mL菌液转接于50min。LB培养基中，37℃恒温，在摇床上以300r／min的转速培养约2 h。
3．将培养液转移到50min。预冷的无菌离心管中，在冰上放置10min。在4℃以4000r／min离心10min。
4．除去上清液，用10 mL冰浴的CaCl2溶液洗涤沉淀，在冰上放置10min。在4℃以4 000r／min离心10min。
5．除去上清液，将沉淀悬浮在2mL冰浴的CaCl2溶液中，0.5h后即可使用，或者在℃保存，48h内使用。
三、转化
1．取200μL感受态细胞，加入1～10 P1。质粒(质粒含量不超过0.1μg)，混匀，在冰上放置30min后，在42℃水浴中保温l min，迅速在冰浴中冷却3—5min。
2．每管加入100μL。液体LB培养基，将转化后的细菌在37℃、低于200 r／min的转速培养45 min。
3．将转化后的菌液涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，并将未转化的大肠杆菌作为对照实验。
四、培养
将涂布好的平板倒置，于37℃培养12～16h。
结果与讨论
观察大肠杆菌在培养基上的生长情况，将观察到的结果和得出的结论记录在实验报告中。谈自己对细菌转基因实验的体会。
基因的剪刀——限制性内切酶。
基因的针线——DNA连接酶。
基因的运输工具——运载体。
第一步：提取目的基因
第二步：目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）。
第三步： 将目的基因导入受体细胞。
第四步：目的基因的检测和表达
基因工程的概念
基因操作的工具
基因操作的基本步骤
基因工程的原理
(1)获得高产、稳产和具有优良品质的农作物
(2)培育出具有各种抗逆性的作物新品种
(1)培育各种具有优良品质的动物
(2)利用动物乳腺细胞获得人类所需要的各种物质
为人类开辟新的食物来源
基因诊断：
基因治疗：
（1）用于环境检测
（2）用于被污染环境的净化
基因工程与环境保护
（1）生产基因工程药品
（2）用于基因诊断与基因治疗
基因工程与医药卫生
食品工业上的应用
畜牧业上的应用
农业上的应用
基因工程的应用
关注转基因生物和转基因食品的安全性
用限制性风切酶切割ＤＮＡ
用ＤＮＡ连接酶连接目的的基因
用特殊的运载体将ＤＮＡ分子导入受体细胞
获得转基因和生物
目的基因检测
↓
↓
↓
↓
大田一中高二生物邱功发第四章 基因的表达 第2节 基因对形状的控制
一、教学目标
1. 知识方面
⑴1解释中心法则。
⑵举例说明基因与性状的关系。
二、教学重点和难点
1.教学重点
（1）中心法则。
（2）基因、蛋白质与性状的关系。
2.教学难点
基因、蛋白质与性状的关系。
三、教学方法
讨论法、 演示法、阅读指导法
四、教学课时
1课时
五、教学过程
教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图
问题探讨 组织引导提示。〖提示〗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.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？ 阅读思考回答 引入新课
一、中心法则的提出及其发展 引导学生阅读资料分析〖提示〗1.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RNA流向DNA、从RNA流向RNA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能存在的。 3． DNA RNA 蛋白质（性状）脱氧核苷酸序列 核糖核苷酸序列 氨基酸序列 遗传信息 遗传密码 阅读思考回答 学懂中心法则
二．基因、蛋白质和性状的关系旁栏思考题批判性思维技能训练 引导学生阅读，得出结论。（基因控制性状是通过控制蛋白质合成来实现的，这里要注意充分运用两类遗传现象的实例来说明。一类是类似豌豆的圆粒与皱粒、白化病和侏儒症等实例，说明基因通过控制酶或激素的合成来控制细胞代谢过程，从而控制生物性状；另一类是类似囊性纤维病、镰刀型贫血症等实例，说明基因通过控制结构蛋白的合成，从而直接控制性状。以上分析综合如下图。由此可见，基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的。）（1）基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，如白化病等。（2）基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，如镰刀型细胞贫血等。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。（最后，教师再通过“人的身高”这一事例，说明在自然界中，不仅存在单基因对性状的控制，而且存在多基因对性状的控制，以及环境对性状的影响等。）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。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、pH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。 阅读思考总结 学三者关系
作业 练习一二。
小结与板书设计 3． DNA RNA 蛋白质（性状）脱氧核苷酸序列 核糖核苷酸序列 氨基酸序列 遗传信息 遗传密码
惠来慈云实验中学 绿竹三思笑 1第2节DNA分子的结构
一、教学目标
1. 知识方面
⑴识记构成DNA分子的基本单位、核苷酸种类、碱基种类、元素种类。
⑵DNA分子的平面结构和空间结构。
⑶碱基互补配对原则。
2. 情感态度与价值观方面
⑴认识到与人合作的在科学研究中的重要性，讨论技术的进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用。
⑵认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程
3. 能力方面
⑴制作DNA双螺旋结构模型。
⑵就科学家探索基因的本质的过程和方法进行分析和讨论，领悟模型方法在这些研究中的应用。
二、教学重点和难点
1.教学重点
⑴制作DNA分子双螺旋结构模型。
2.教学难点
（1））DNA分子结构的主要特点
三、教学方法
讨论法、 演示法
四、教学课时
2
五、教学过程
教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图
问题探讨 引导学生思考讨论回答，老师提示。 思考讨论回答 收集资料的能力。
一、DNA双螺旋结构模型的构建成旁栏思考题目“思考与讨论” 引导学生阅读课文P47—49。〖提示〗1.（1）当时科学界已经发现的证据有：组成ＤNＡ分子的单位是脱氧核苷酸；ＤNＡ分子是由含4种碱基的脱氧核苷酸长链构成的；（2）英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的ＤＮＡ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（1950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ＤNＡ结构模型；（4）奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果:腺嘌呤（Ａ）的量总是等于胸腺嘧啶（Ｔ）的量，鸟嘌呤（Ｇ）的量总是等于胞嘧啶（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下，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—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。1952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：腺嘌呤（Ａ）的量总是等于胸腺嘧啶（Ｔ）的量，鸟嘌呤（Ｇ）的量总是等于胞嘧啶（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DNA模型。〖提示〗1.略。2.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.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。 阅读思考完成旁栏思考题目和思考与讨论 培养学生的自学能力与自我探究能力。思考、讨论和合作能力
二、DNA分子的结构 出示DNA模型，学生阅书第50页，指着模型进解说过归纳，结构的主要特点是：　　①两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构（简要解释“反向”，一条链是5 －3 ，另一条链是3 －5 ，不宜过深）。　②脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在DNA分子的外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。　　③碱基互补配对原则：　　两条链上的碱基通过氢键（教师对“氢键”要进行必要的解释）连接成碱基对，且碱基配对有一定的规律：A—T、G—C（A一定与T配对，G一定与C配对）。　　可见，DNA一条链上的碱基排列顺序确定了，根据碱基互补配对原则，另一条链上的碱基排列顺序也就确定了（可在黑板上练习一道题以巩固互补配对原则）。　　教师设问，学生思考后，由教师回答：　　设问一：碱基配对时，为什么嘌呤碱不与嘌呤碱或嘧啶碱不与嘧啶碱配对呢？　　这是由于嘌呤碱是双环化合物（画出双环），占有空间大；嘧啶碱是单环化合物（画出单环），占有空间小。而DNA分子的两条链的距离是固定的，只有双环化合物和单环化合物配对才合适。　　设问二：为什么只能是A—T、G—C，不能是A—C，G—T呢？　　这是由于A与T通过两个氢键相连，G与C通过三个氢键相连，这样使DNA的结构更加稳定，所以，A与T或G与C的摩尔数比例均为1：1。　　某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占18％，那么鸟嘌呤的分子数占（ ）　　A．9％ B．18％ C．32% D．36％　　答案：C 阅读理解记住学生训练 拓展学生思维，更好理解新知识 应试能力
3.DNA的特性 师生共同活动，学生讨论和教师点拨相结合。　　①稳定性：DNA分子两条长链上的脱氧核糖与Pi交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的，从而导致DAN分子的稳定性。　　②多样性：DNA分子中碱基相互配对的方式虽然不变，而长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。如一个最短的DNA分子大约有4000个碱基对，这些碱基对可能的排列方式就有 种。实际上构成DNA分子的脱氧核苷酸数目是成千上万的，其排列种类几乎是无限的，这就构成DNA分子的多样性。　　③特异性：每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。 听讲配合老师回答 知识拓展
小结 本节课我们学习了DNA的化学组成，DNA的立体结构和DNA的特性。组成DNA的碱基共有A、T、G、C四种，构成DNA的基本单位也有4种。每个DNA分子由二条多脱氧核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构，两条链上的碱基按照碱基互补配对原则，即A—T、G—C，通过氢键连接成碱基对。DNA分子具有稳定性、多样性和特异性。多样性产生的原因主要是碱基对的排列顺序千变万化，4种脱氧核苷酸排列的特定顺序，包括特定的遗传信息。每个DNA分子能够贮存大量的遗传信息。 小结 培养学生的总结能力
模型构建 制作DNA双螺旋结构模型 让学生做P50《模型构建 制作DNA双螺旋结构模型》，实验的材料及一些基本步骤可在上课前准备好，教师示范。〖提示〗1.DNA虽然只含有4种脱氧核苷酸，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DNA储存了大量的遗传信息。2.（1）靠 DNA分子碱基对之间的氢键维系两条链的偶联；（2）在DNA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，教师可进行补充说明）。 阅读思考动手动脑 巩固知识加深理解
大田一中高二生物邱功发 2第七章现代生物进化理论 第一节 现代生物进化理论的由来
一、教学目标
⒈举例说出达尔文之前，人们是怎样看待生物进化的。
⒉概述达尔文的自然选择学说的主要内容。
⒊评述达尔文自然选择学说的贡献和局限性。
⒋探讨生物进化观点对人们思想观念的影响。
二、教学重点和难点
1.教学重点
（1）达尔文自然选择学说的主要内容。
（2）分析达尔文自然选择学说的贡献和局限性。
（3）探讨生物进化观点对人们思想观念的影响。
2.教学难点
（1）分析达尔文自然选择学说的局限性。
三、教学方法
讲述与学生练习、讨论相结合
四、教学课时
2
五、教学过程
教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图
一.情境导入 〖情境导入〗世界上到底是先有鸡还是先有蛋？这个问题困扰了人类几千年！对于这个问题，首先是神学家们作出了“解释”：先有鸡，因为上帝创造了鸡，然后让鸡下蛋！随着科学的发展人们不相信上帝了！没了上帝，上帝创造了鸡的“解释”也就没人相信了。通过初中生物知识的学习，我们已经知道生物是进化的，而不是女娲造人，也不是上帝造物。那么生物是怎样进化的呢？这节课，让我们共同讨论生物进化的一些学说。（点评：利用课件，展示由单细胞生物到人的生物进化过程的录像，激发出学生学习兴趣，在录像中提到“地球上已经发现的动、植物有200多万种，这么多个不相同的生物是怎样产生的？进化论提供了最科学的解释。”）（实录：边看录像边听解说，很多学生脸上流露出好奇的表情。课堂气氛活跃） 听讲思考 激起了学生主动探究的热情以情激情，创设情境
一.拉马克的进化学说 屏幕展示拉马克的人物及介绍，并看书思考以下问题：拉马克进化学说的主要内容？生物进化的主要原因是什么？（点评：绝大数学生通过看书可以总结出答案：①生物不是神造的，而是由古老生物进化来的②生物是由低等到高等逐渐进化的③生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。生物进化原因：一是“用进废退”二是“获得性遗传”；但是对于“获得性遗传”这个名词理解不透澈，所以教师要单独讲解）2． 举例说明此观点：课件展示长颈鹿，设置问题：利用拉马克的观点解释长颈鹿为什么脖子长？（实录：学生争先恐后发表自己的观点，得到正确的解释：拉马克认为长颈鹿的进化是因为草地退化后要吃树叶，当然颈长的有优势，它们想要长颈，于是天天使劲地将颈伸长，终于形成了现在的长颈鹿。其他的学生也是表示赞同。教师进一步规范指正。课堂气氛进一步活跃）3．相关练习下列表述中哪一项不是拉马克的观点： （ B ）生物的种类是随着时间的推移而变化的； 生物的种类从古到今是一样的； 环境的变化使生物出现新的性状，并且将这些性状遗传给后代；生物的某一器官发达与否取决于用与不用。【链接】拉马克的进化论提出以后，并没有引起社会的重视。就连达尔文在开始他著名的5年航海旅程时，也还认为物种是不变，而且都是神创造的。后来他又通过大量观察和思考提出了“自然选择学说” 思考回答 学及时练
二.达尔文的自然选择学说 屏幕展示达尔文的图像，航海途径以及有关达尔文相关内容。1．播放四段关于自然选择学说的录像，诱导学生思考观察。并提出相关的问题：①每一段录像各说明了自然选择学说的什么内容？②哪项内容是生物生存的条件？哪项内容是生物生存的手段、动力？哪项内容是生物生存的基础、内因？哪项内容是生物生存的结果？③生存斗争中包括几方面？哪种最为剧烈？（点评：通过录像形象而直接的阐述出达尔文自然选择学说的内容：过渡繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存；其中过渡繁殖是生物生存的条件，生存斗争是生物生存的手段、动力，遗传变异为基础，适者生存为生物生存的结果。四则内容环环相扣，学生易懂而又深刻。使本来枯燥无味的内容，变得丰富多彩。）（实录：学生很少见到带有录像的课件，所以个个精神抖擞，兴致盎然，从明亮的眼睛中看到了对知识获取的渴望。每一段录像都诱导他们相互讨论，相互争执，课堂气氛更为活跃。学生的回答大多数也是正确的，教师加以指点订正。）2． 课件再次展示远古长颈鹿和现代长颈鹿的对比照片。设置问题：利用达尔文的自然选择学说的观点解释长颈鹿为什么脖子长？（点评：相同的问题，不同的学说给予不同的解释，相互比较。为下文拉马克与达尔文两者观点的比较作下铺垫）（实录：学生纷纷响应，踊跃参与，各抒己见。一部分同学还是以拉马克的观点解释，但后来听到其他同学正确的解释，才恍然大悟。其中以一位女同学幽默而又洪亮的回答(“长颈鹿，对开始它们不叫长颈鹿，叫鹿。它们过渡繁殖超过了环境的承受能力，树叶不够吃，势必加剧种内之间的斗争这叫生存斗争；而对于现在的鹿有脖子短的有脖子长的这叫遗传变异；对于脖子长的鹿有优势，而脖子短的因为够不着树叶而最终饿死淘汰，这叫适者生存。”)结束了这次讨论。教师最后通过课件给予正确的答案：达尔文认为长颈鹿的进化原因是：长颈鹿产生的后代超过环境承受能力（过度繁殖）；它们都要吃树叶而树叶不够吃（生存斗争）；它们有颈长和颈短的差异（遗传变异）；颈长的能吃到树叶生存下来，颈短的却因吃不到树叶而最终饿死了（适者生存）。 气氛达到高潮。）教师最后通过课件的形式展现出长颈鹿的进化过程，并通过对课本中图示的达尔文自然选择学说的解释模型，引导学生学会利用自然选择学说解释一些生物现象。使课本的知识得以迁移运用3．再次设置思考讨论题：达尔文的自然选择学说是否否定了拉马克的观念呢？如何评价达尔文的自然选择学说？（贡献和局限性）引导学生看书并分组讨论的出答案（点评：通过这种方式让学生学会独立思考，并学会从课本提炼知识，归纳知识，懂得生物进化理论的发展不是新理论对旧理论的否定和排斥，而是新理论对旧理论的修正、深入和扩展。）（实录：经过学生的讨论，并争执后最终得出答案（1）①接受了拉马克关于器官“用进废退”和“获得性遗传的观点”，承认变异是可以遗传的；②他改变了拉马克过分强调“生物内在的自我改进的力量”的观点，在解释适应性的形成时强调“自然选择”的作用（2）肯定：①较好的解释了生物的多样性和适应性；②相对系统地解释了生物进化的原因。局限：①未能对遗传和变异的本质作出科学的解释。②对生物进化的解释局限于个体水平；③认为物种的形成都是渐变的结果，骤变不可能形成新物种。教师再次通过课件展示上述答案）【链接】达尔文提出自然选择学说已经过去100多年，在这100多年期间，生物科学得到了飞速的发展，那么现在生物进化理论又对达尔文的自然选择学说进行了那些修改呢？ 看想问 把理性知识通过感性认识来潜移默化。
三.达尔文以后进化理论的发展 本知识点内容很少，所以教师可以通过一个问题引导学生看书，相互讨论的出答案。问题：现在生物进化理论对达尔文的自然选择学说进行了那些修改呢？（实录：学生通过1分钟左右的时间看书直接而又准确的得出答案：关于遗传和变异的研究，已经从性状水平深入到基因水平，人们逐渐认识到遗传和变异的本质；获得性遗传的观点，已经被大多数学者所摈弃；研究的对象从生物个体为单位，发展到以种群为基本单位。） 教师加以点拨，为第二节现代生物进化理论的主要内容作好铺垫。
小结 教师通过课件的形式，将这节课的基本框架展现到屏幕上，让学生在头脑中建构出本节的思路框架，尤其是拉马克——用进废退；达尔文——物竞天择等概括性语言不可缺少。然后拿出5分钟左右的时间，让学生消化回顾。最终达到当堂的知识当堂巩固。
四、知识迁移：结合本节内容教师精心挑选典型习题，使学生学习的理论知识，得以迁移运用，起到再次巩固的效果1.某植物单植年产百粒种子，其中大部分被鸟所食，或因气候、土壤、水分等原因不能在第二年长成成株，按达尔文的观点，这一现象说明（ ）A.物种是可变的； B.过渡繁殖，生存斗争； C.选择的不定向性； D.用进废退，获得性遗传。2.对生物进化的方向起决定作用的是（ ）A．基因重组； B.基因突变； C. 染色体变异； D. 自然选择。3.用达尔文进化学说的观点来判断下列叙述，其中正确的是（ ）A.长颈鹿经常努力伸长颈和前肢去吃树上的叶子，因此颈和前肢都变得很长；B.北极熊生活在冰天雪地的环境里，它们的身体产生了定向的白色变异；C.野兔的保护色和鹰锐利的目光，是他们长期互相选择的结果；D.在长期有毒农药的作用下，农田害虫产生了抗药性。4.下列哪一项符合达尔文对生物进化过程的论述（ ）A.变异——生存斗争——有利变异的积累——适者生存；B.生存斗争——生物变异——有利变异的积累——适者生存；C.环境变化——生物变异——适者生存——有利变异积累；D.生物变异——生存斗争——适者生存——有利变异积累。5.用现代生物进化理论看达尔文自然选择学说，其缺陷（ ）A.能科学地解释生物进化的原因和生物的适应性、多样性的形成；B.认为生物个体是生物进化的基本单位；C.对遗传和变异的本质未能作出科学的解释；D.认为物种的形成都是渐变的结果，骤变不可能形成新物种。（点评：通过这5道小题的测试，大部分学生已经能够很好的掌握了本节的精髓，尤其是达尔文的自然选择学说，是：“环境在选择生物，而不是生物在适应环境”“变异产生于环境变化之前”）
课后反思 本堂课的教学设计，以问题为纽带，通过四个达尔文自然选择学说内容的录像营造了一种“教学情意场”， 学生是以探索者、研究者的身份投入学习的。学生通过独立思考，亲身体验科学不是一个静态的体系，而是一个不断发展的动态过程；在科学领域没有终极真理，存在质疑和争论不仅是正常的，而且能促进科学的进步。这样学生不仅掌握了知识，更重要的是进一步树立生物进化的观点和辩证唯物主义观点，加深对科学本质的理解和感悟，提高了能力。这样处理，比通常由教师简单地讲述，灌输知识要强得多，学生对这一知识的理解和掌握也就更深更牢固。通过多媒体的辅助活跃了课堂气氛。将一些本来不太好理解的问题简单化，取得了较好的效果，也得到了学生的认可。主动学习的学生比例也进一步增大。这节研究课让我深深感到：开展诱导探究教学，进行课程改革，最根本是要转变教学观念，真正地让学生的主体性充分实现，能够在教师的诱导下，独立地完成学习任务。让学生真正地“动”起来，那要对教师提出更高的要求。　
大田一中高二生物邱功发 3