農(nóng)業(yè)生物技術(shù)備課本

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1、備 課 本（2011年2011 學(xué)年2學(xué)期）學(xué) 校 專 業(yè) 課 程 農(nóng)業(yè)生物技術(shù) 年 級 班 次 教 師 云南省農(nóng)業(yè)廣播電視學(xué)校 編制日期201 年 月 日上午下午授課內(nèi)容第一章 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)概述教學(xué)時數(shù)12重點1、了解生物技術(shù)的含義及種類 2、了解農(nóng)業(yè)生物技術(shù)發(fā)展史 3、了解生物技術(shù)的特點 4、了解生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展及應(yīng)用難點了解農(nóng)業(yè)生物技術(shù)發(fā)展史 了解生物技術(shù)的特點 教學(xué)內(nèi)容及過程設(shè)計1、第一節(jié) 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的內(nèi)涵 生物技術(shù)的含義：是指人們以生命科學(xué)為基礎(chǔ)，應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科的科學(xué)原理，產(chǎn)用先進的技術(shù)手段，按照預(yù)先的設(shè)計改造生物體或加工生物原料，為人類生產(chǎn)出所需產(chǎn)品或達到某種目的的技術(shù)。2

2、、生物技術(shù)的先進技術(shù)包含：基因工程，細胞工程、發(fā)酵工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程等。（1）基因工程：基因工程即利用工程技術(shù)的方法，把某一生物體內(nèi)的有用基因分離提取出來在體外進行復(fù)制，或者用化學(xué)合成法制備出我們所需要的基因，然后把這段基因連接到受體生物的DNA上，這樣受體生物就有了我們所需要的性狀。（2）細胞工程：是指以細胞為基本單位，利用立體培養(yǎng)細胞進行遺傳操作，按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)以獲得新型生物或一定細胞產(chǎn)品的一門綜合性科學(xué)技術(shù)。（3）發(fā)酵工程：發(fā)酵工程是將微生物學(xué)、生物化學(xué)和化學(xué)工程學(xué)的基本原理有機結(jié)合，利用微生物生長和代謝活動的特點，通過現(xiàn)代工程技術(shù)手段，運用微生物的某種特定功

3、能生產(chǎn)出人類所需要的產(chǎn)品的工程技術(shù)。（4）酶工程：酶工程是將酶學(xué)理論與化工技術(shù)結(jié)合起來，按人們的需要研究酶，改造酶，利用酶和工業(yè)化大批量生產(chǎn)酶的一項高新技術(shù)。（5）蛋白質(zhì)工程：蛋白質(zhì)工程是指利用生物技術(shù)手段，對編碼蛋白質(zhì)的DNA序列有目的的進行改造并分離、純化、，從而獲取自然界沒有的，具有優(yōu)良性質(zhì)或適用于工業(yè)生產(chǎn)條件的全新蛋白質(zhì)的工程。第二節(jié) 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的發(fā)展史一、按照生物技術(shù)的發(fā)展歷程分類，大致可分三個階段：傳統(tǒng)生物技術(shù)階段，近代生物技術(shù)階段和現(xiàn)代生物技術(shù)階段。第三節(jié) 生物技術(shù)的特點一、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)以生命科學(xué)領(lǐng)域的重大理論和技術(shù)突破為基礎(chǔ)，多學(xué)科相互滲透，呈現(xiàn)明顯的高新技術(shù)的特點。1、重大

4、理論和技術(shù)突破，推動農(nóng)業(yè)生物技術(shù)發(fā)展。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立，遺傳密碼的破譯，限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶的發(fā)現(xiàn)，形成基因工程技術(shù)；2、動植物細胞培養(yǎng)方法和原生質(zhì)體融合方法的建立，形成細胞工程技術(shù)。3、生物反應(yīng)器及傳感器的發(fā)明自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，形成發(fā)酵工程技術(shù)。4、沒學(xué)理論的研究與化工技術(shù)應(yīng)用相結(jié)合，形成酶工程技術(shù)。5、蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的深入研究及化工技術(shù)的進步，形成蛋白質(zhì)工程技術(shù)。二、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)呈現(xiàn)明顯的高新技術(shù)特征。1、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)具有創(chuàng)新性、綜合性、滲透性，只是技術(shù)與人才的聚集性、基本密集性和增值性等高新技術(shù)特征。三、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)是以基因工程為核心的綜合技術(shù)。第四節(jié) 生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)

5、領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展一、生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用1、提高作物產(chǎn)量，改善農(nóng)作物品質(zhì)。2、植物種苗的工廠化生產(chǎn)。3、生物農(nóng)藥、生物肥料的應(yīng)用。4、決絕能源危機，智力環(huán)境污染。二、生物技術(shù)的發(fā)展 DNA重組技術(shù)、細胞培養(yǎng)技術(shù)、DNA芯片技術(shù) 第二章 生物遺傳學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié) 生物遺傳學(xué)概述 1、 生物體性狀的相對穩(wěn)定遺傳和變異 在生物的繁殖過程中有一個引人注目的現(xiàn)象，即同種生物世代之間性狀上的相對穩(wěn)定。種瓜得瓜，種豆得豆。這就是生物的遺傳。在生物的繁殖過程中還有另一個引人注目的現(xiàn)象，即同種生物世代之間或同代不同個體之間的性狀不會完全相同。例如，同一個稻穗上的籽粒，長成的植株在性狀上也有或多或少的差異；甚至一

6、卵雙生的兄弟也不可能一模一樣，這種差異是表現(xiàn)，就是生物的變異。 遺傳和變異是生命活動中的一對矛盾，既對立又統(tǒng)一。遺傳是相對的、保守的；而變異則是絕對的、發(fā)展的。沒有遺傳，不可能保持物種的相對穩(wěn)定；沒有變異，也就不可能有新的物種的形成，不可能有今天這樣一個豐富多彩、形形色色的生物界。 2、 遺傳、變異與生物進化由于遺傳物質(zhì)的改變所引起的變異是遺傳的；由于環(huán)境條件的改變所引起的變異，一般只表現(xiàn)于當代，不能遺傳下去。也就是說，變異可分為兩大類：遺傳的變異和不遺傳的變異。這里要強調(diào)指出，這兩類變異的劃分是相對的。因為在一定的環(huán)境條件下通過長期定向的影響和選擇，由量變的積累可以轉(zhuǎn)化為質(zhì)變，不遺傳的變異就

7、有可能形成為遺傳的變異。 生物性狀的遺傳，以生殖細胞作為橋梁。即在配子形成過程中的減數(shù)分裂后，當配子形成合子時，又恢復(fù)了親代體細胞染色體的數(shù)目和內(nèi)容。而DNA恰是染色體重要的成分，所以，染色體是DNA的主要載體，基因是有遺傳效應(yīng)的DAN片段。 遺傳物質(zhì)的變化發(fā)展規(guī)律，直接關(guān)系到生命物質(zhì)運動中的穩(wěn)定和不穩(wěn)定。遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定傳遞，使生物表現(xiàn)出遺傳，這關(guān)系到生物種族的穩(wěn)定發(fā)展；遺傳物質(zhì)的不穩(wěn)定傳遞，使生物表現(xiàn)出變異，這關(guān)系到生物種族的向前發(fā)展進化。這充分體現(xiàn)了生命物質(zhì)（主要是核酸、蛋白質(zhì)）運動和變化發(fā)展的一些重要規(guī)律。 第二節(jié) 遺傳細胞學(xué)基礎(chǔ)一、細胞的構(gòu)造1.細胞膜 細胞最外面的一層很薄的膜就是細胞

8、膜，又稱為質(zhì)膜，它是一切細胞不可缺少的表面結(jié)構(gòu)，厚度為70-100埃。1=10-4m=10-7mm每一個細胞以這種膜為界，使細胞成為具有一定形狀的結(jié)構(gòu)單位。植物的細胞膜的外面還有一層由果膠和纖維素構(gòu)成的細胞壁，因為二者皆可溶于鹽酸，所以可用鹽酸除掉細胞壁。這層細胞壁是無生命的，只是對細胞起保護作用。膜是由蛋白質(zhì)，磷脂組成，其中還有少量的糧類物質(zhì)，固醇類物質(zhì)及核酸。在植物的細胞中還具有特有的構(gòu)造胞間連絲，它們是相鄰細胞間的通道，植物相鄰細胞間的質(zhì)膜通過許多胞間連絲穿過細胞壁聯(lián)結(jié)起來。2.細胞質(zhì) 是在細胞膜內(nèi)環(huán)繞著細胞核外的原生質(zhì)，呈膠體溶液狀態(tài)。原生質(zhì)是指細胞所含有的全部生活物質(zhì)；包括細胞質(zhì)和細

9、胞核兩部分，細胞質(zhì)表現(xiàn)為粘稠的膠體狀態(tài)，是由細胞漿和各種細胞器組成。主要的細胞器有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，核糖體，高爾基復(fù)合體，線立體，溶酶體，動物及一些蕨類及裸子植物中特有中心體，植物細胞還有特殊的結(jié)構(gòu)，液泡和質(zhì)體等。細胞漿：膠體溶液，內(nèi)有蛋白質(zhì)分子，脂肪，氨基酸及電解質(zhì)組成。細胞器：是細胞里有生命活動的組成部分。細胞器有：內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 線粒體 液泡 質(zhì)體 溶酶體 中心體高爾基復(fù)合體 核糖體 3.細胞核 一般呈圓球形，大小相差很大，小的1微米，大的600微米。一般為5-25微米。是由核膜，核液，核仁，染色質(zhì)構(gòu)成。1、核膜 是由兩層薄膜所構(gòu)成的，中間有空腔核周隙，整個膜的總厚度為200-400，每層膜厚為60-90

10、 ，核的周隙為150-300 。核膜的外層附著有許多的核蛋白體，其形態(tài)與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相似。2、核仁：核仁的折光率很強，它可呈現(xiàn)均一的或者分為兩相，其中一相比另一相更致密些，致密部分形成一團緊密集中的致密圓球，而較亮部分的物質(zhì)是纖維絲狀的，迄今為止還未發(fā)現(xiàn)核仁外圍有薄膜。3、核液（核基質(zhì)）是被包圍在核膜內(nèi)的透明的物質(zhì)，充滿在細胞核內(nèi)它含有各種酶和無機鹽等，其成分與細胞的質(zhì)的基質(zhì)相似。4染色質(zhì)和染色體 染色質(zhì)：在尚未分裂的細胞核中可以看到一種很容易被堿性染料染上顏色的網(wǎng)狀物質(zhì)，稱染色質(zhì)。染色體：在細胞分裂時，染色質(zhì)濃縮卷曲成具有一定數(shù)目和形態(tài)的遺傳物質(zhì)載體染色體。在細胞分裂結(jié)束進入間期時，染色體又逐

11、漸松散而回復(fù)為染色質(zhì)?？偨Y(jié)一下，從光學(xué)顯微鏡的研究中，可以把細胞的構(gòu)造分成下面幾個部分：細胞膜質(zhì)膜 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 高爾基復(fù)合體線粒體細胞 細胞質(zhì) 中心體溶酶體基質(zhì)、質(zhì)體、核糖體、液泡核膜 細胞核 核仁核液染色質(zhì)目前有人把三大部分又歸成膜相結(jié)構(gòu)和非膜相結(jié)構(gòu)兩大類（根據(jù)膜的有無）。其中后者的非膜相結(jié)構(gòu)包括質(zhì)相結(jié)構(gòu)和核相結(jié)構(gòu)兩個部分的內(nèi)容。 細胞膜2 細胞基質(zhì) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)1量 核糖體 質(zhì)相結(jié)構(gòu)高爾基復(fù)合體1 中心體核膜2 非膜相結(jié)構(gòu) 核仁膜相結(jié)構(gòu) 線粒體2 等的外膜 核基質(zhì)溶酶體1 染色質(zhì) 核相結(jié)構(gòu)葉綠體2 細胞壁液泡1質(zhì)體具有遺傳功能的細胞器：線粒體，葉綠體，核糖體，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細胞：生命的基本單位一切多細胞的生

12、物體，在它的生命剛剛開始的時候，都只是一個細胞合子，合子經(jīng)過無數(shù)次的分裂，最后才成為多細胞的復(fù)合體。二 、染色體遺傳物質(zhì)是細胞核內(nèi)的染色體，生物的各種性狀是靠染色體世代相傳的。一、染色體的發(fā)現(xiàn)與研究簡史：早在19世紀中葉（1848年前后）植物學(xué)家H.fmeister在研究紫鴨趾草屬（Tredescanticq）的花粉母細胞時，染色體就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)了，并描繪成圖形載于生物學(xué)文獻中，1873年又被Schreder在莖頂端生長點細胞中了現(xiàn)到了。1880年Waldeyer 把它定名為“染色體?！盋hromosome Chromo=color some=bocly 。并把染色體在細胞分裂和受精過程中的行為

13、，作了詳細的描述。二、染色體的形態(tài)特征：染色體是細胞核內(nèi)的最重要的組成部分，生物中除了病毒和噬菌體之外，都是由細胞組成的大多數(shù)生物的細胞都很小，須借助于顯微鏡，才能看到細胞的結(jié)構(gòu)，包括染色體在內(nèi)，至于噬菌體在光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡下也可以看到染色體的存在。染色體在細胞間期一般看不到，必須在細胞分裂期，經(jīng)過一定的處理才能看到一些能被堿性染料著色的點狀或桿狀的小體所以叫做染色體。在染色體上，有一個相對不被染色的部位叫做“著絲點”著絲點兩側(cè)的染色體，叫“染色體臂”，長的叫長臂，短的叫短臂，各個染色體的著絲點位置是恒定的，因而著絲點的位置直接關(guān)系染色體的形態(tài)表現(xiàn)。根據(jù)著絲點在染色體上的位置可以把它分成

14、三種類型：1中間著絲點染色體：著絲瞇恰巧位于染色體的中部，由于染色體被分成等長的兩臂，所以又叫等臂染色體，細胞分裂旱，紡錘絲附著在著絲點上，當在細胞分裂后期，染色體向兩極牽引時，表現(xiàn)為V形又叫V形染色體。2近中著絲點染色體：著絲點的位置偏向染色體的一端，因形成的兩臂不等，所以又叫異臂染色體，又叫L染色體。3近端著絲點染色體：著絲點靠近染色體的末端，形成一個長臂及一個極短的臂，短臂有時不易被覺察，又叫棒狀染色體。此外某些染色體的形狀極其粗短，狀似顆粒，叫粒狀染色體，例：水稻第7、第5和第10號染色體，長/短臂之比分別為1.03,2.05,6.00判斷各層何型染色體1.03 2.05 6.00 V

15、型染色體 L形染色體 棒狀染色體 粒狀染色體根據(jù)長臂與短臂的比值，可在細胞分裂后期看到染色體形態(tài)的不同，凡比值接近于1的，染色體將呈V形，比值接近或大于2的，將呈L形；如比值更大，將呈棒狀。不同物種染色體的形態(tài)不一致，同一物種細胞內(nèi)各染色體組內(nèi)的各染色體的形態(tài)也不相同。但每一物種細胞內(nèi)染色體的形狀，大小又是相對穩(wěn)定的，從而可以做為鑒定的標準。三、染色體的細微結(jié)構(gòu)1染色絲：每條染色體都有兩條平行的染色絲，他們相互盤繞成螺旋形，這是染色體的最基本的結(jié)構(gòu)。2.染色粒：在分裂期的染色體上，通過光學(xué)顯微鏡就可以觀察到的像念珠狀的由一連串的珠狀物構(gòu)成的染色質(zhì)，這種珠狀物就叫做染色粒。3著絲粒：在染色體的兩

16、臂之間縊痕即“內(nèi)縮”內(nèi)縮的區(qū)域內(nèi)有一個相對不著色或著色極淺的顆粒稱為著絲粒。4主縊痕：染色體經(jīng)過染色后，當兩個臂被染色時著絲點不染色，使染色體在光學(xué)顯微鏡下就象在著絲點部分中斷了，于是著絲點區(qū)域又稱為主縊痕5次縊痕（副縊痕）：在某些染色體的一個或兩個臂上還有變細的地方，稱為次縊痕。6隨體：在染色體的次縊痕的末端具有一個圓形或長形的突出物叫做隨體。7核仁組織中心：有的染色體在靠近頂端的隨體也就是在次縊痕里有一個染色很深的核仁組織中心，它的作用是在細胞分裂的末期重新組成一個核仁。有絲分裂末期核仁總是在職些組織中心地方出現(xiàn)，所以核仁總是與帶有核仁組織中心的染色體相連。一般每個核中有一對染色體的次縊痕

17、與核仁的形成有關(guān)。四、染色體的數(shù)目，大?。ㄒ唬┤旧w的數(shù)目 不同的生物種群具有不同數(shù)目的染色體，同一生物體細胞中的染色體是性細胞之中染色體的二倍，如體細胞之中的染色體數(shù)用2n表示，那么性細胞之中的染色體為幾個，也就是說：合子或體細胞之中的染色體數(shù)為2n，配子或性細胞之中的染色體數(shù)為n，最少的為2條1對，有的達400-600對以上的染色體。（隱在植物中瓶爾小單層的些物種即是如此）染色體數(shù)目的多少與物種的進化程度一般并無關(guān)系。有些生物的細胞中聊具有正常恒定數(shù)目的染色體以外，還常出現(xiàn)額外的染色體。（二）染色體的大?。翰煌锓N，同一物種的不同染色體大小 差異都很大，而染色體大小主要指染色體長度而言。（

18、三）同源染色體和異源染色體染色體在種生物體內(nèi)的形態(tài)結(jié)構(gòu)是相對穩(wěn)定的，而且染色體在體細胞內(nèi)都是成對存在的。根據(jù)染色體形態(tài)，結(jié)構(gòu)是還相同又分為，同源染色體：在形態(tài)結(jié)構(gòu)上相同的一對染色體稱為同源染色體。異源染色體：在形態(tài)結(jié)構(gòu) 不相同的染色體稱為非同源染色體或異源染色體。（四）原核生物的染色體形態(tài)，結(jié)構(gòu)和數(shù)目：原核生物雖然沒有一定結(jié)構(gòu)的細胞核，但是他們同樣具有染色體只是染色體的組成十分簡單，是簡單的DNA分子或RNA分子，而沒有與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起。在形態(tài)上有些呈線條狀，有些連接成環(huán)狀（線粒體）。五、染色體的性質(zhì)：1染色體的連續(xù)性：染色體能在細胞分裂的過程中復(fù)制自己，這樣保持上、下代的連續(xù)性，代代相傳，

19、這樣才能保持物種的連續(xù)性。2染色體的穩(wěn)定性：染色體在體細胞之中是成對存在的，在生殖細胞之中是成單存在。受精后又恢復(fù)成對，從而保證種的相對穩(wěn)定。如果形態(tài)結(jié)構(gòu)及數(shù)目發(fā)生了變化，相應(yīng)的性狀即發(fā)生變化。物種的穩(wěn)定性遭到破壞。3染色體的變異性： 交換數(shù)量變異結(jié)構(gòu)變異突變六染色體的化學(xué)組成：DNA：27% RNA：6% 蛋白質(zhì)：66%染色體主要是由核酸和蛋白質(zhì)組成的，核酸為DNA，RNA兩種，主要是DNA；蛋白質(zhì)主要是堿性蛋白質(zhì)（組蛋白），還有部分的酸性蛋白質(zhì)。根據(jù)著色的深淺不同，又可以把染色質(zhì)分為兩種：其一：異染色質(zhì)：在有絲分裂的各階段都被強烈染色的染色質(zhì)稱為異染色質(zhì)。具有異染色質(zhì)的染色體區(qū)段稱為異染色

20、區(qū)。其二：常染色質(zhì)：在有絲分裂的各階段都不吻被染色的染色質(zhì)稱為常染色質(zhì)。具有常染色質(zhì)的區(qū)段可稱為常染色質(zhì)區(qū)。一般認為常染色質(zhì)區(qū)在遺傳上起著更為積極的作用。七染色體的結(jié)構(gòu)模型：染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)這兩類化學(xué)物質(zhì)組成。每一條染色體的骨架是一個連續(xù)的DNA大分子，許多蛋白質(zhì)分子結(jié)合在DNA大分子的骨架上，成為DNA，蛋白質(zhì)纖絲。第三節(jié) 細胞分裂 細胞分裂是生物生長、繁殖和遺傳的基礎(chǔ)，是所有生物細胞繁殖的惟一方式。細胞生長周期包括：間期 分裂期1、間期 兩次聯(lián)系的細胞分裂之間的一段時間為間期。2、分裂期 分為有絲分裂和減數(shù)分裂。（1）有絲分裂 多細胞的生物主要靠有絲分裂來增加細胞的數(shù)目，從而成長

21、為配子體的。在有絲分裂的過程中核內(nèi)的染色體會發(fā)生一毓的變化，根據(jù)染色體的變化情況，將M期又分為四個時期。1、前期（prophase）：細胞核內(nèi)開始出現(xiàn)極小的易于染色的顆粒，染色體形成，染色子體形成，核膜，核仁消失，紡錘絲形成，之后不但這些顆粒的數(shù)目增加而且彼此結(jié)合成為較大的顆粒，較大的顆粒又聯(lián)合成念珠狀的細絲，細長扭曲，逐漸的變短變粗形成了染色體。在前末期，染色體一分為二個成為染色單體，但兩個單體并不分開。此時核仁，核膜消失，細胞核和細胞質(zhì)的一部分混合物中有中心體，中心體分裂為二，并向兩極分開，每個中心體周圍出現(xiàn)星射線絲（spindle），紡錘絲(spindlefiber)高等植物無中心體只從

22、兩極出現(xiàn)紡錘絲，2中期(metaphase)：染色體排列赤道板紡錘體形成計數(shù)裂而不分，具有兩條染色單體染色體有規(guī)律的排列在中央的赤道板上，特別是著絲點整齊的排列在赤道板上，染色體的其他的部份可能留在赤道板的兩側(cè)。著絲點與紡錘絲相聯(lián)，即紡錘絲由兩極伸向赤道板并與著絲點相接，此時紡錘絲已匯集成紡錘體。這時所有的染色體都處于同一個平面，是染色體形態(tài)，數(shù)目觀察的最好時期，雖然染色體分裂成為兩個單體，但仍被著絲點連在一起的。3后期(anaphase) 染色單體移向一極，著絲點分裂，由于紡錘絲的收縮和牽引使赤道板上的成對的染色單體在以著絲點為前導(dǎo)的情況下開始分離并向兩極移動，每極有一組染色單體，其數(shù)目和原

23、來的親本相同。在細胞的分裂的過程中，由于某種原因而失掉了著絲點的染色體，在分裂中就可能形成落后的染色體，或者消失掉，或者附著于其他的染色體上。4末期(telophase)分向兩極的兩組染色單體各在兩極形成細胞核，由染色單體變成了染色體，并失去分裂中的濃縮的狀態(tài)，當然核仁，核膜也就出現(xiàn)了，在紡錘絲逐漸消失的同時，赤道板處的紡錘絲道逐漸的增粗，膨脹以至彼此融合成細胞板，細胞板由細胞中央向四周延伸，直到與原來的細胞壁相接，同時胞質(zhì)也被分成兩份。結(jié)果形成兩個子細胞。所以有絲分裂結(jié)束時， 就形成了兩個形態(tài)上與母細胞相似的新細胞。從電子顯微鏡對染色體的微細結(jié)構(gòu)的觀察中可見到：有絲分裂過程中染色線從旋曲到螺

24、旋的消失的過程即是一次有規(guī)律的分裂的過程。四、有絲分裂的意義1由于每條染色體都能準確地復(fù)制分裂為二，然后有規(guī)律的平均的分配到兩個子細胞中去，即每個子細胞都得到與母細胞無論從質(zhì)量上和數(shù)量上都是完全相同的染色質(zhì)，這樣遺傳物質(zhì)準確的從母代傳給子代，這不但揭示了遺傳變異的原因，而且也保證了物種的相對穩(wěn)定性和連續(xù)性。2細胞生物的生長主要是通過細胞數(shù)目的增加和細胞體積的增大而實現(xiàn)的，所以只有植物能進行正常的有絲分裂，才能保證生物進行正常的生長和發(fā)育。染色體有絲分裂過程中所表現(xiàn)出來的運動規(guī)律，也就是遺傳物質(zhì)的運動規(guī)律。所以這樣均等方式的分裂既能維持個體的正常生長和發(fā)育，也保證了物種的連續(xù)性及穩(wěn)定性。無絲分裂

25、無絲分裂也叫直接分裂。無絲分裂的主要特點是：細胞的分裂過程不經(jīng)過染色體的有規(guī)律的分裂過程?？床灰娂忓N絲的作用。經(jīng)歷時間比較短。需要的能量也很少。在分裂的過程中其它的生命活動都可正常的進行。無絲分裂是高等植物某些專化組織中成病變和衰退組織中以及高等植物中生長迅速的部分的分裂方式。2、細胞的減數(shù)分裂 減數(shù)分裂發(fā)生在花蕾里，是配子形成過程中進行染色體樹木減半的特殊分裂方式。減數(shù)分裂的過程減數(shù)分裂包括兩次分裂，第一次的分裂又分為四個時期，其中前期又分為五個時期。1、前期 A 細線期染色體呈現(xiàn)并且細長如線，由于缺少間質(zhì)，所以染色粒看得很清，染色粒的大小及位置極為固定，所以可以做為識別某些特定染色體的樗。

26、2、B偶線期各同源染色體分別進行配對，出現(xiàn)聯(lián)會現(xiàn)象。3、C粗線期（pachytene）二價體逐漸縮短加粗，每對二價體具有自己的特殊的特征。因為每條染色體在間期已經(jīng)復(fù)制了，所以每條染色體已含有兩個染色單體，但其著絲點是一個，即每對染色體具有四根染色單體。具有四條染色單體的一對染色體又可叫做四合體。D雙線期四合體繼續(xù)縮短變粗，（各個聯(lián)會了的二價體雖因非姊妹染色單體相互排斥而松解，但仍被一、二個以至幾個交叉（chiasmate）聯(lián)結(jié)在一起。）原來聯(lián)會的而又縱裂的染色體因排斥力而相互分開，也就是非姊妹染色體開始分開。由于發(fā)生交換的地方仍然連在一起，因此出現(xiàn)了交叉結(jié)。具有一個交叉結(jié)的四分體呈“X”形，有

27、兩個交叉結(jié)的四分體呈“O”形；有的出現(xiàn)“8”形。交叉結(jié)的出現(xiàn)就是非姊妹染色單體之間某些片斷在粗線期發(fā)生交換的結(jié)果。交叉結(jié)現(xiàn)象是非姊妹染色體之間發(fā)生局部交換的最好證明。一般來講，染色體越長，交叉結(jié)就越多。E終變期（diakinesis）（濃縮期）染色體的周圍聚集了許多的染色基質(zhì)，螺旋化過程達到最高限度，整個染色體變得更短更粗（DNA，蛋白質(zhì)纖絲的折疊程度不斷加強的結(jié)果）。這是前期終止的標志。因此又叫做濃縮期。2、中期（二價體分散在赤道板兩側(cè)紡錘體形成準備移向一極計數(shù)裂而不分）核仁和核膜消失，細胞質(zhì)里出現(xiàn)紡錘體。紡錘絲與各染色體的著絲點連接。從紡錘體的側(cè)面觀察，各二價體不是象有絲分裂中期各同源染色

28、體的著絲點整齊地排列在赤道板上，而是分散在赤道板的兩側(cè)，即二價體中兩個同源染色體的著絲點是面向相反的兩極，并且每個同源染色體的著絲點的排斥力的加強，每個染色體開始準備向一極移動。從紡錘體的極面觀察，各二價體分散排列在赤道板的近旁。所以此期也是鑒定染色體數(shù)目的最媽時期。每個染色體的兩條染色單體雖然分開著，但仍然具有一個共同的著絲點，即裂而不分。3、后期由于著絲點的排斥力及紡錘絲的牽動，使成對的同源染色體以染色體為單體分別向兩極移動，從而聯(lián)會變成了分裂。每一極的染色體因為著絲瞇沒有分開，所以仍然是原來的染色體，而不是染色單體。由于每一極只得到同源染色體中的一條，故而染色體的總數(shù)減半。也就是說，由于

29、是以染色體為單體分別向兩極移動，每極只包括成對同源染色體中的一個染色體，每個子細胞中具有幾個染色體數(shù)，從而完成減半的作用。此時每條染色體的兩個姊妹染色單體除著絲點部份外，一般全部散開，因而著絲點的位置若在近端是形成L形，有的呈現(xiàn)V形等。4、末期兩組染色體分別到達兩極，組成了含有N個染色體的細胞核。與此同時胞質(zhì)也開始分裂，胞膜形成，組成兩個子細胞，此時又稱為二分體時期。這時期很短，有時和第二次分裂的前期無法分開。接著進行第二次分裂。若只以染色體數(shù)目這一方面來考慮，使孢子母細胞的染色體由2nn條的工作基本完成了。在末期后大都有絲分裂的間期；但有兩點顯著不同，一是時間很短，二是DNA不復(fù)制，所以中間

30、期的前后DNA含量沒有變化。這一時期在很多動物中幾乎是沒有的，它們在末期后緊接著就進入下一次分裂。2、第二次分裂前期每個染色體有兩條染色單體，著絲點仍連接在一起，染色單體聯(lián)而不開，但染色單體彼此散得很開。中期每個染色體的著絲點整齊地排列在各個分裂細胞的赤道板上。著絲點開始分裂。后期著絲點分裂為二，各個染色單體由紡錘絲分別拉向兩極。末期拉到兩極的染色體形成新的子核，同時細胞質(zhì)又分為兩部分。三、減數(shù)分裂的遺傳學(xué)意義1減數(shù)分裂產(chǎn)生具有n條染色體的配子，那么配子的結(jié)合又形成具有2n條染色體的合子，從而保證了親代與子代之間染色體數(shù)目的恒定性，為后代的正常發(fā)育和性狀遺傳提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；同時保證了物種相對的

31、穩(wěn)定性。2在減數(shù)分裂的過程中，同源染色體聯(lián)會，并在非姊妹染色單體之間發(fā)生交換，交換的結(jié)果必然產(chǎn)生新型的配子，從而使配子形成的合子所發(fā)育成的個體產(chǎn)生新的變異。所以交換的結(jié)果必然有新的產(chǎn)生變異。減數(shù)分裂不但保證了物種的穩(wěn)定性還為生物的變異提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，增加了變異的多樣性。有利于生物的適應(yīng)及進化，并為人工選擇提供了豐富的材料。四、減數(shù)分裂與有絲分裂的異同點（區(qū)別） 相同之外：同是把遺傳物質(zhì)準確的傳遞給子細胞的過程。不同之處： 有絲 減數(shù)1 目的：增大營養(yǎng)體，維持正常的新陳代謝 形成配子，產(chǎn)生母細胞，而且只有性母細生物從生死除了性母細胞之外， 胞成熟時方才可進行的分裂方式都在進行有絲分裂，各種

32、器官內(nèi)都可進行2細胞分裂一次，染色體分裂一次 細胞分裂二，染色體只分裂一次3母細胞產(chǎn)生2個子細胞，并且每個子細胞 母細胞產(chǎn)生四個子細胞，子細胞的染色體中的染色體數(shù)為2n。 數(shù)為n。4中期：以染色體為單位排列在赤道板上， 中期：以二價體為單位排列于赤道板兩 發(fā)生聯(lián)會，不產(chǎn)生交換。 測產(chǎn)生聯(lián)會，并發(fā)生交換。 后期：以染色單體為單位向兩極移動，從 后期：以染色體為單位向兩極移動，2n而不出現(xiàn)減半的現(xiàn)象 n根本原因是以染色體移動還是以染色單體移動，同源染色體被分開，出現(xiàn)減半現(xiàn)象。第三節(jié) 遺傳的基本規(guī)律（1）單位性狀與相對性狀 性狀是指生物個體所表現(xiàn)出來的形態(tài)特征和生理特征。（2）一對相對性狀的遺傳表現(xiàn)

33、 在雜交試驗中，F(xiàn)1表現(xiàn)一致，都只表現(xiàn)了一個親本的性狀，這種現(xiàn)象稱為雜交種一代的一致性。 將F1自交，即本株的花粉受在本株的柱頭上，所得的F2出現(xiàn)了分離，兩個親本的性狀有都表現(xiàn)出來了，這種現(xiàn)象陳偉雜種后代性狀的分離現(xiàn)象。（3）分離規(guī)律的解釋 孟德爾是用遺傳因子解釋分離現(xiàn)象的。（4）基因型、表現(xiàn)型及基因型分析 1、生物細胞內(nèi)的基因組合成為基因型，如CCCc等。2、對一個隱性個體來講，起基因型只有一種。（5）顯性表現(xiàn)的相對性 相對性狀之間都是顯隱性的關(guān)系，而且顯性性狀的表現(xiàn)程度與顯性親本的完全一樣，這種顯性表現(xiàn)稱為完全顯性。不完全顯性是指F1不表現(xiàn)顯性親本的性狀，而表現(xiàn)雙親的中間性狀。共線性是指雙

34、親性狀同時在個體上表現(xiàn)出來。二、獨立分配規(guī)律將孟德爾的遺傳與細胞學(xué)理論結(jié)合起來推斷的獨立分配規(guī)律的實質(zhì)是：控制兩對或兩隊以上相對性狀的基因分別存在于不同對的染色體上，它們彼此之間互不融合，互不干擾，各自保持獨立；在減數(shù)分裂想成配子是，同一對相對基因所在同源染色體的分離而彼此分開，不同對的基因隨所在非同源染色體的隨機組合自由組合，因而形成了帶有不同基因組合的配子，不同組合配子的數(shù)量是相等的；自交時，不同的雌雄配子又以同等機會相互自由組合，因而形成了不同基因型，不同的表現(xiàn)型。（三）、兩對相對性狀的基因型分析同一對相對性狀的遺傳一樣，憂郁顯性基因的作用，同一種表現(xiàn)型的個體基因型不一樣。三、連鎖遺傳規(guī)

35、律 現(xiàn)代遺傳學(xué)的研究已經(jīng)證明，在生物的各個染色體上存在著許許多多個基因位點，它們就像一串珠子一樣，按照一定的順序排列著。因此，也形象的比喻為染色體的串珠結(jié)構(gòu)，每一個位點就是一個控制生物性狀發(fā)育的基因。所以，就把存在于同一染色體上的這些基因成為一個連鎖群或基因群。 出現(xiàn)連鎖遺傳現(xiàn)象的原因，從本質(zhì)上講是由于這兩對基因存在于同源染色體的不同部位上，在細胞減數(shù)分裂形成配子的過程中非姊妹染色體之間發(fā)生了片段交換，上面的基因也隨之交換了的緣故。第四節(jié) 多基因控制性狀的遺傳一、 質(zhì)量性狀的基因互作1、 基因互補作用2、 基因顯性上位作用二、 多基因控制的數(shù)量性狀遺傳（一） 數(shù)量性狀的遺傳特點1、 表現(xiàn)性狀的

36、遺傳特點2、 容易受化境條件的影響而發(fā)生變異（二） 數(shù)量性狀的遺傳學(xué)解釋1、 數(shù)量性狀遺傳所涉及的基因較多，往往是幾對，十幾對、甚至幾十對。2、 控制數(shù)量性狀的多基因之間，通常不存在顯隱性的差別，只存在有效與無效的差別。3、 數(shù)量性狀的遺傳受獨立分配規(guī)律支配。4、 有效基因?qū)Νh(huán)境反應(yīng)比較敏感，廷議基因型的不同個體之間，往往因環(huán)境的不同而有不同的表現(xiàn)。第五節(jié) 近親繁殖與雜種優(yōu)勢近親繁殖 近親繁殖也叫近親交配，是指血統(tǒng)或親緣關(guān)系相近的兩個個體間的交配方式。一、自交的遺傳效應(yīng)：1、自交使雜合體分離 2、自交可以導(dǎo)致隱性基因得到純和，使有害的隱性性狀得以表現(xiàn) 3、自交可以使基因重新組合和穩(wěn)定二、回交及

37、其遺傳效應(yīng) 回交是指雜種后代與相親之一再次交配的過程。回交的遺傳效應(yīng)可以使基因型內(nèi)輪回親本的遺傳組成逐代增加，非輪回親本的遺傳成分逐代減少。雜種優(yōu)勢 雜種優(yōu)勢是指用兩個性狀相對不同的純和親本進行雜交，雜種F1在生長優(yōu)勢、生活力、抗逆性和產(chǎn)量方面比起雙親和互帶都優(yōu)越的現(xiàn)象。影響雜種優(yōu)勢表現(xiàn)的因素 1、雙親之間的相對差異大小 2、雙親基因型純和程度的高低 3、環(huán)境條件的影響雜種優(yōu)勢的衰退現(xiàn)象 雜種優(yōu)勢只表現(xiàn)在F1，從F2開始雜種優(yōu)勢出現(xiàn)嚴重的衰退現(xiàn)象。第六節(jié) 基因突變和染色體變異一、 基因突變 染色體的某個位點發(fā)生了分子結(jié)構(gòu)的改變，與原來的基因形成了相對基因的現(xiàn)象，稱為基因突變。基因突變的頻率 由

38、基因突變而表現(xiàn)突變性的細胞或個體，稱為突變體。突變的頻率是指在每一個時代中某一基因發(fā)生突變的幾率?；蛲蛔兊囊话闾卣?1、突變的重演性和可逆性 2、突變的多方向行和復(fù)等位基因 3、突變的有利性和有害性第七節(jié) 細胞質(zhì)遺傳一、細胞遺傳的概念 由細胞質(zhì)控制的生物性狀遺傳的現(xiàn)象稱為細胞質(zhì)遺傳。二、胞質(zhì)遺傳的表現(xiàn) 比較常見的葉綠體所控制的性狀遺傳。三、胞質(zhì)遺傳的解釋 形成這種現(xiàn)象的根本原因是雌雄兩性配子在細胞質(zhì)上的差異造成的。四、植物雄性不育性的遺傳 植物雄性不育性是一種特殊的植物類型，指的是雄蕊發(fā)育不正常，沒有正常的花粉或花粉敗育，接受外來花粉能正常結(jié)實的現(xiàn)狀。植物雄性不育的遺傳特征 1、核不育型 2

39、、質(zhì)、核互作不育型 第八節(jié) 遺傳學(xué)在植物育種上的應(yīng)用一、 在常規(guī)育種上的應(yīng)用1、 遺傳的基本過濾是植物雜交育種的理論基礎(chǔ)2、 天然雜交引起的基因重組是自然變異的來源之一3、 基因突變和染色體變異，是引起性狀變異和創(chuàng)造新物種的有效途徑二、 在雜種優(yōu)勢中的應(yīng)用雜種優(yōu)勢在生產(chǎn)實踐上具有十分重要的意義，它是提高產(chǎn)量和改進品質(zhì)的重要途徑之一。 第三章 遺傳物質(zhì)核酸教學(xué)目標：知識目標：能說出核酸的種類；簡述核酸的結(jié)構(gòu)和功能；能力目標：學(xué)會畫脫氧核糖核苷酸和核糖核苷酸的分子結(jié)構(gòu)式；比較DNA和RNA的區(qū)別；教學(xué)重點：理解核酸的結(jié)構(gòu)和功能教學(xué)難點：脫氧核糖核苷酸和核糖核苷酸的分子結(jié)構(gòu)式；比較DNA和RNA的區(qū)

40、別；教學(xué)用具：多媒體電子課件；課時安排： 1課時；課前準備：學(xué)生預(yù)習(xí)課本知識時間5分鐘；可以安排學(xué)生到商店或超市了解一些核酸保健品及其功效；教學(xué)過程：一 引入：你聽說過“DNA指紋法”嗎？利用DNA偵破案件、尋找災(zāi)難死難者或者親子鑒定就是應(yīng)用了這一方法，那么：1DNA是什么？2為什么DNA能比較精確地定位一個人的身份？3你還了解哪些關(guān)于DNA鑒定的應(yīng)用？根據(jù)課本中的問題探究，討論并回答相關(guān)問題。二 核酸的分類：闡述核酸的種類：DNA的中文名稱是脫氧核糖核酸，是核酸的一種，還有一種叫做核糖核酸的物質(zhì)，簡稱RNA。核酸是細胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，與生物的遺傳、變異、蛋白質(zhì)合成有重要的關(guān)系（為后面的

41、留下伏筆）。三 核酸在細胞中的分布： 學(xué)生自己閱讀教材P2627實驗：觀察DNA和RNA在細胞中的分布。1.實驗原理：（1）甲基綠 + DNA 綠色 吡羅紅 + RNA 紅色（2）鹽酸能改變細胞膜的通透性，加速染色劑進入細胞，同時使染色體中的DNA與蛋白質(zhì)分離，有利于DNA與染色劑結(jié)合。2.方法步驟：（1）取口腔上皮細胞制片；（2）水解；（3）沖洗涂片；（4）染色；（5）觀察。3.實驗結(jié)果、結(jié)論：（1）實驗結(jié)果：細胞核呈現(xiàn)綠色，細胞質(zhì)呈現(xiàn)紅色。（2）結(jié)論：DNA主要分布在細胞核內(nèi)，RNA主要分布在細胞質(zhì)中。請學(xué)生思考：原核細胞的DNA位于細胞內(nèi)的什么部位？三 核酸是由核苷酸連接而成的長鏈：設(shè)問

42、：為什么核酸能攜帶、儲存遺傳信息呢？這還得從學(xué)習(xí)核酸的結(jié)構(gòu)入手。由此闡述核酸的結(jié)構(gòu)：核酸也象蛋白質(zhì)一樣，是一種大分子，而且也是由一種叫做核苷酸的小單位組成的。引導(dǎo)學(xué)生觀察課本彩圖中的兩種核苷酸，展示問題：1.核苷酸的化學(xué)組成是什么？2.組成DNA、RNA的核苷酸分別是什么，它們的主要差別是什么？3.核苷酸之間是如何連接的？4.DNA、RNA分別還有什么堿基基礎(chǔ)？5.嘗試作出假設(shè)，為什么核酸能攜帶、儲存遺傳信息？對學(xué)生的回答進行更正和總結(jié)：1.核苷酸的共同點是一分子核苷酸是由一份子磷酸、一分子五碳糖還有一份子堿基組成的；2.組成DNA的核苷酸是脫氧核苷酸、組成RNA的核苷酸是核糖核苷酸；3.核苷

43、酸之間是通過磷酸與五碳糖交替連接而成的；4.DNA還有的堿基是A、T、G、C（如何去去記憶），RNA中不還有T，U代替了T；5.DNA和RNA上4種堿基就好像4個字母，可以記載任意長度的內(nèi)容。用圖表比較DNA、RNA的差異；理順DNA、RNA、核酸、核苷酸、堿基之間的關(guān)系。特別指出：部分病毒的遺傳信息，直接儲存在RNA中，如HIV、SARS病毒、禽流感病毒等。四 本節(jié)小結(jié)：通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，我們知道核酸是遺傳信息的攜帶者，有DNA和RNA兩類，都由核苷酸組成，但兩者在化學(xué)組成、分布、功能上都有區(qū)別。我們可以通過用染色劑將細胞染色的方法觀察DNA和RNA在細胞中的分布。五 課堂練習(xí)：見幻燈；板書設(shè)

44、計：第3節(jié) 遺傳信息的攜帶者核酸1核酸的分類 DNA（脫氧核糖核酸）RNA（核糖核酸）2核酸的功能核酸是細胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成中具有極其重要的作用。3核酸在細胞中的分布真核細胞的DNA主要存在于細胞核，但在線粒體和葉綠體中也有少量的分布。RNA主要存在于細胞質(zhì)中，但在細胞核中也有少量分布。4核酸是由連接而成的長鏈（核酸的結(jié)構(gòu)）（1）化學(xué)元素組成：C、H、O、N、P一分子磷酸 脫氧核苷酸 DNA一分子五碳糖 （核糖、脫氧核糖）一分子含氮堿基 核苷酸 RNA（A、T、G、C、U） （2） （3）DNA儲存遺傳信息的容量非常大5DNA與RNA的比較表類別DN

45、ARNA基本單位脫氧核糖核苷酸核糖核苷酸核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸鳥嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸堿基腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）五碳糖脫氧核糖C5H10O4核糖C5H10O5磷酸磷酸磷酸備課資源：1核酸在不同生物（細胞）中的分布狀況所有生物細胞都含有DNA和RNA這兩類核酸。原核細胞DNA集中在擬核。真核細胞DNA分布在核內(nèi)，與蛋白質(zhì)組成染色體（染色質(zhì)）。線粒體、葉綠體等細胞器也含有DNA。病毒或只含DNA，或只含RNA，從未發(fā)現(xiàn)兩者兼有的病毒。

46、原核生物DNA、質(zhì)粒DNA、真核生物細胞器DNA都是環(huán)狀雙鏈DNA。所謂質(zhì)粒是指擬核DNA外基因，它能夠自主復(fù)制，并表現(xiàn)出特定的性狀。真核生物染色體DNA是線型雙鏈DNA。病毒DNA種類很多，結(jié)構(gòu)各異。動物病毒DNA通常是環(huán)狀雙鏈或線型雙鏈。植物病毒基因組大多是RNA，DNA較少見。少數(shù)植物病毒DNA或是環(huán)狀雙鏈，或是環(huán)狀單鏈。噬菌體DNA多數(shù)是線型雙鏈，也有為環(huán)狀雙鏈的。參與蛋白質(zhì)合成的RNA有三類：轉(zhuǎn)移RNA（tRNA），核糖體RNA（rRNA）和信使RNA（mRNA）。無論是原核生物或是真核生物都有這三類RNA。20世紀80年代以來，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)許多新的具有特殊功能的RNA，幾乎涉及細胞功能

47、的各個方面。病毒RNA種類很多，結(jié)構(gòu)也是多種多樣的。2核酸中核苷酸的連接方式核酸是由核苷酸聚合而成的生物大分子，無分支結(jié)構(gòu)。核酸中的核苷酸以磷酸二酯鍵彼此相連。DNA中的脫氧核糖核苷酸，通過3，5-磷酸二酯鍵連接起來，形成直線形或環(huán)形多聚體。組成RNA的核苷酸也是以3，5-磷酸二酯鍵彼此連接起來的。學(xué)生繪制的概念圖：核苷酸核苷酸鏈DNA核酸種類化學(xué)鍵RNA1或2條脫氧核苷酸核糖核苷酸脫氧核苷酸鏈核糖核苷酸鏈RNADNA絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì) 2條1條功能功能化學(xué)鍵化學(xué)鍵核苷酸脫氧核苷酸脫氧核糖DNA核酸種類RNA核糖核苷酸堿基磷酸堿基核糖A、T、C、GA、U、C、G包括細胞質(zhì)

48、主要分布主要分布細胞核 課后反思：通過學(xué)生繪制的概念圖以及課后與學(xué)生交流，學(xué)生普遍感受到知識易理解、易接受。這讓我感到采用多種教學(xué)方法，調(diào)動一切積極因素，讓學(xué)生用眼觀察，用口描述，用腦思考，用手制作，大幅度提高學(xué)生的課堂效率；并用概念圖總結(jié)，使學(xué)生達到整體和局部統(tǒng)一，既有整體的框架，又有局部的細節(jié)認識。第三章 基因工程課題：基因工程簡介教學(xué)目標：1.基因工程的概念。2.基因操作的工具和基本步驟。3.基因工程的基本原理教學(xué)重點和難點：1.教學(xué)重點：基因工程的概念 基因工程的基本步驟。2.教學(xué)難點：基因工程的基本原理。教學(xué)方法： 引導(dǎo)法教學(xué)工具： 電子白板、多媒體課件等教學(xué)過程：一、導(dǎo)入新課 眾所

49、周知，對于大多數(shù)生物而言， DNA是主要的遺傳物質(zhì)，有遺傳效應(yīng)的DNA片段叫基因，生物之所以體現(xiàn)出各種形態(tài)是基因表達的結(jié)果。但是各種生物間的性狀千差萬別這是為什么呢？ 提出問題，引導(dǎo)學(xué)生回答：生物體的不同性狀是基因特異性表達的結(jié)果。列舉幾種生物的不同性狀，如下：1青霉菌能產(chǎn)生對人類有用的抗生素青霉素。2豆科植物的根瘤菌能夠固定空氣中的氮氣。3人的胰島日細胞能分泌胰島素調(diào)節(jié)血糖的濃度。 以上幾種生物各自有其特定的性狀，這些性狀都是基因特異性表達的結(jié)果，但是人類能不能改造基因呢？能不能使本身沒有某個性狀的生物具有某個特定性狀呢？例如，讓禾本科植物能夠固定空氣中的氮氣；讓微生物生產(chǎn)出人的胰島素、干擾

50、素等藥物。這樣既節(jié)省了人力，又簡化了生產(chǎn)，同時還不會對環(huán)境造成污染。這種設(shè)想能實現(xiàn)嗎？回答是可以的。通過科學(xué)家們的不斷努力，在20世紀70年代終于創(chuàng)立了一種能定向改造生物的新技術(shù)基因工程。 二、講授新課 1基因工程的概念 對于基因工程的概念，教師應(yīng)在指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生理解基因工程概念的兩種不同的表述方式（標準概念和通俗概念），并通過提問的方式指導(dǎo)學(xué)生找出概念中的關(guān)鍵詞語，便于學(xué)生的記憶，最后由教師歸納列表，引導(dǎo)學(xué)生獨立完成。 基因工程的別名操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程結(jié)果基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)生物體外基因DNA分子水平剪切拼接導(dǎo)入表達人類需要的基因產(chǎn)物2基因操作的工具

51、思考題：在以上的基因工程培育抗蟲棉的過程中，關(guān)鍵步驟或難點是什么？關(guān)鍵步驟一：抗蟲基因從蘇云金芽孢桿菌細胞內(nèi)提取。關(guān)鍵步驟二：抗蟲基因與運載體DNA連接。關(guān)鍵步驟三：抗蟲基因進入棉細胞。關(guān)鍵步驟一的工具：基因的剪刀限制性內(nèi)切酶。關(guān)鍵步驟二的工具：基因的針線DNA連接酶。 關(guān)鍵步驟三的工具：基因的運輸工具運載體。 （1）基因的剪刀限制性內(nèi)切酶（簡稱限制酶）。 分布：主要在微生物中。 作用特點：特異性，即識別特定核苷酸序列，切割特定切點。 結(jié)果：產(chǎn)生黏性未端（堿基互補配對）。 舉例：大腸桿菌的一種限制酶能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。 思考題：要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶切

52、幾個切口？可產(chǎn)生幾個黏性未端？ （2）基因的針線DNA連接酶。 連接的部位：磷酸二酯鍵（梯子的扶手），不是氫鍵（梯子的踏板）。 結(jié)果：兩個相同的黏性未端的連接。 思考題：用DNA連接酶連接兩個相同的黏性未端要連接幾個磷酸二酯鍵？用限制酶切一個特定基因要切斷幾個磷酸二酯鍵？（3）基因的運輸工具運載體 作用：將外源基因送入受體細胞。具備的條件：能在宿主細胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存。具有多個限制酶切點。具有某些標記基因。 種類：質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒。 思考題：質(zhì)粒上會存在某些標記基因，這些標記基因有什么用途？要想將某個特定基因與質(zhì)粒相連，需要用幾種限制性內(nèi)切酶和幾種DNA連接酶處理？3基因操作的基本步

53、驟。（1）提取目的基因（2）目的基因與運載體結(jié)合（DNA連接酶）。 思考題：目的基因與運載體結(jié)合的結(jié)果可能有幾種情況？ 有三種情況：目的基因與目的基因結(jié)合，質(zhì)粒與質(zhì)粒結(jié)合，目的基因與質(zhì)粒結(jié)合。 （3）將目的基因?qū)胧荏w細胞。 導(dǎo)入方法：借鑒細菌或病毒侵染細胞的途徑。導(dǎo)入過程：（運載體為質(zhì)粒，受體細胞為細菌） （4）的目的基因的檢測和表達檢測：通過檢測標記基因的有無，來判斷目的基因是否導(dǎo)入。表達：通過特定性狀的產(chǎn)生與否來確定目的基因是否表達。考點解讀：基因工程是選修3中的一個重要命題領(lǐng)域?？v觀近幾年高考中，命題主要集中在“基因工程的原理、技術(shù)和應(yīng)用”，賦分比重較大。本課的重點就是基因工程的原理,

54、這是高考的重點、熱點，也是我們學(xué)習(xí)的重點。教后反思：一、基因工程我們知道動物、植物、微生物都具有遺傳性。在繁殖時，生物把自己的遺傳物質(zhì)傳給自己的后代，現(xiàn)代生物學(xué)研究表明，這種遺傳物質(zhì)叫做脫氧核糖核酸，簡稱DNA，每一個DNA上都有成千上萬個基因片斷，不同的基因決定了不同的生物性狀?；蚬こ碳蠢霉こ碳夹g(shù)的方法，把某一生物體內(nèi)的有用基因分離提取出來在體外進行復(fù)制，或者用化學(xué)合成法制備出我們所需要的基因，然后把這段基因連接到受體生物的DNA上，這樣受體生物就有了我們所需要的性狀。如ADP-葡萄糖焦磷酸化酶是合成淀粉的關(guān)鍵物質(zhì)，把大腸桿菌的ADP-葡萄糖焦磷酸化酶基因?qū)氲今R鈴薯中， 馬鈴薯塊莖的淀

55、粉含量即可提高20%以上。目前農(nóng)業(yè)上基因工程取得的成果主要有：轉(zhuǎn)基因的抗病植物：病毒病是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的主要病害之一，每年植物病毒病給我國的糧食作物、經(jīng)濟作物造成的損失很大，僅煙草番茄兩種作物的損失就超過億元以上，目前還沒有有效的藥物來防治病毒病。利用基因工程技術(shù)把病毒的外殼蛋白基因?qū)氲街参锛毎?，已成功地獲得了抗病毒的植物。在這種植物體內(nèi)，病毒侵染之后的繁殖速度大大下降，從而減輕病毒病的癥狀，或推遲病毒病的發(fā)生時間。目前幾年我國已獲得的抗病毒作物種類有煙草、馬鈴薯、黃瓜、番茄等等，抗細菌、真菌病害的轉(zhuǎn)基因植物也在積極研究之中。轉(zhuǎn)基因的抗蟲植物：Bt是種常用的生物農(nóng)藥，其重要成分是蘇云金桿菌中的

56、毒蛋白，它可以殺死害蟲。當人們把這種毒蛋白的基因轉(zhuǎn)移到棉花中后，棉花就可在葉子里自己合成毒蛋白，進而殺死棉鈴蟲，這就是人們常說的抗蟲棉，它不用使用農(nóng)藥，省時省工，而且降低了環(huán)境污染。1998年我國的抗蟲棉種植面積已超過10萬畝，取得了很好的經(jīng)濟和社會效益。除此之外，美國孟山都公司還用相似的方法育成了抗玉米螟玉米。轉(zhuǎn)基因的抗蟲水稻、抗蟲煙草、抗蟲番茄也已培育成功，預(yù)計不久的將來這些轉(zhuǎn)基因作物即可在生產(chǎn)中大面積運用。轉(zhuǎn)基因的耐貯番茄：乙烯是一種植物激素，它可以促進植物的果實成熟，科學(xué)家們通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，使番茄在果實中形成一種抑制乙烯合成的酶，乙烯的合成量大大降低，番茄不能正常轉(zhuǎn)色軟化，大幅度延長了

57、貯存期。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)利用該項技術(shù)育成的番茄品種已通過品種審定，目前正在生產(chǎn)中推廣。現(xiàn)在人們利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)育成的轉(zhuǎn)基因植物可說是多種多樣，如抗除草劑的水稻、大豆、棉花、煙草、油菜、番茄、馬鈴薯、甜菜、花椰菜，轉(zhuǎn)基因的雄性不育油菜，高氨基酸含量的馬鈴薯，抗寒番茄等等。轉(zhuǎn)基因動物：動物轉(zhuǎn)基因技術(shù)目前研究最多的是轉(zhuǎn)生長激素基因，人們發(fā)現(xiàn)，將人的生長激素基因轉(zhuǎn)移到小鼠身上，小鼠會奇跡般地長大，體重可達到普通小鼠的兩倍；科學(xué)家們正試圖將人的生長激素基因轉(zhuǎn)移到牛、羊、豬、魚的身上，以期它們長得更快更大。藥用蛋白是一類十分昂貴的藥品，荷蘭科學(xué)家把編碼人的人乳鐵蛋白基因轉(zhuǎn)移到牛的身上，并從牛奶里提取出了大量的人

58、乳鐵蛋白，大大降低了該藥物的生產(chǎn)成本，一頭牛就如同一個制藥廠?；蚬こ坛苯痈牧紕又参锲贩N外，它對農(nóng)業(yè)還有一些間接起作用的例子，如作物凍害多數(shù)是由植物體內(nèi)的水分結(jié)成冰晶造成的，形成冰晶的一個先決條件就是植物表面要附有大量的冰核細菌，如丁香假單胞菌、熒光假單胞菌等，假若通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)將具有冰核基因的丁香假單胞菌和熒光假單胞菌變?yōu)楸嘶蛉笔е?，將它們噴到作物上即可起到預(yù)防凍害的作用。第四章 細胞工程一、 教材分析 本節(jié)是高中生物選修3第二章第一節(jié)，是本章的一個概述。本節(jié)的內(nèi)容包括細胞工程的發(fā)展、細胞工程的基本技術(shù)以及細胞工程的應(yīng)用三個部分。二、教學(xué)目標1、掌握植物細胞與組織培養(yǎng)技術(shù)、細胞融合技術(shù)

59、、細胞核移植技術(shù)、染色體工程等。2、了解細胞融合的方法。3、舉例說出細胞工程在遺傳育種、生產(chǎn)藥品、食品等方面的應(yīng)用。三、重點難點1、重點落實方案重點簡述細胞工程的基本技術(shù)；舉例說出細胞工程的應(yīng)用2、難點難點簡述細胞工程的基本技術(shù)突破方法：以問題作為引導(dǎo)，使學(xué)生對相關(guān)的概念進行小知識點的分解，加強理解與記憶。同時配以相關(guān)的練習(xí)，做到講練結(jié)合，從而突破難點。四、教法、學(xué)法在本節(jié)的學(xué)習(xí)中仍遵循“先學(xué)后教，當堂訓(xùn)練”的教學(xué)方法。教法1.指導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)教材，列出預(yù)習(xí)提綱，布置預(yù)習(xí)作業(yè)。2.指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會思考，根據(jù)預(yù)習(xí)情況提出問題，在教師的誘導(dǎo)下，分析問題，最終得出結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生勤于思考的習(xí)慣，掌握善于思考的方法。教學(xué)建議2.整個教學(xué)過程以問題提綱的形式出現(xiàn)，由學(xué)生閱讀、討論后解答，最后教師總結(jié)，體現(xiàn)學(xué)生在課堂上的主體地位。學(xué)法通過必修1到必修3的學(xué)習(xí)，學(xué)生