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基因控制生物的性状(第二课时)●教学目标知识目标1.举例说出生物的性状是由基因控制的。2.联系生活叙述转基因食物对人类的影响。能力目标1.通过资料分析，培养能够迅速获取资料与信息的能力。2.培养他们的语言表达、组织能力。情感目标1.通过学习掌握基因控制生物的性状，明白保护生物种类的多样性的重要意义。2.通过了解生物的尖端技术，使学生认识到人们在适应环境的同时，也在改变周围的环境，也在改变我们自身，相信人有主观能动性。●教学重点举例说出基因控制生物的性状。●教学难点理解基因控制生物的性状。●教学方法启发引导法、演示法、谈话法。●教具准备1.教师准备：(1)投影片；(2)有关基因控制生物性状的图片及相关的资料，以及与转基因技术有关的资料或图片。2.学生准备：从网上下载关于转基因技术成果方面的资料。●课时安排1课时●教学过程［复习旧课，导入新课］教师：首先我们回顾一下上节课我们学习的主要内容。回想一下什么是生物的性状？你能举例说明一下吗？学生：生物的性状指生物体所有特征的总和。有的是形态结构特征；有的是生理特性；有的是行为方式等。比如，咱们食用的西红柿的颜色就是它的一种性状。学生：还有我们的性别，还有人的ABO血型都是我们人自身的性状。教师：看来大家对上节课所学的知识掌握得很扎实。接下来思考：生物的性状可以遗传吗？学生：可以。教师：那么遗传指的是什么？并举例。学生：遗传指亲子间的相似性。例如：子女或多或少都有父亲或母亲身上的一些特征，这就是遗传。教师：和遗传相对应的是变异，那么变异指的是什么？并举例说明。学生：变异指亲代与子代的差异。例如：白色的母猫生出黑色的小猫或花色的小猫，这就是变异。教师：遗传和变异都是通过何种方式来实现的呢？学生：生殖和发育的方式。教师：遗传和变异都是通过性状表现出来。那么，我们所说的相对性状指的是什么？学生：相对性状是指同种生物的同一性状的不同表现形式。教师：请举出一对相对性状的例子。学生：例如红葡萄和青葡萄它们颜色上的不同就是一对相对性状。教师：刚才这位同学举出了一对关于生物形态特征的例子。哪位同学能够举出生理特性或行为方式方面的例子？学生：像高等动植物的雌花雄花就属于生理特性方面的一对相对性状。关于行为方式上的，比如习惯用左手写字的人与习惯用右手写字的人。(注：对前几位同学的精彩作答给予鼓励性的评价，并给予高度的赞扬)教师：我们知道性状的表现形式多种多样，父母的许多性状为什么会在我们身上出现呢？性状的遗传或变异是通过生殖和发育来实现的，生殖的过程中的核心物质是受精卵，而受精卵的产生又依靠精子和卵细胞的结合来完成。但是精子和卵细胞上都没有携带任何性状，那么，父母究竟是把什么东西传给了后代，才使子女像父母呢？接下来大家观看1982年英国的《自然》杂志发表的一篇文章中的内容及图片。(注：打开多媒体“关于转基因鼠的资料与图片”)转基因鼠的启示1982年，英国的《自然》杂志发表了一篇文章：有两个美国实验组共同研制出转基因超级鼠，也就是把小鼠变成了大鼠。转基因鼠比与它同胎所生的小鼠生长速度快2~3倍。这项研究被誉为分子生物学技术发展的里程碑。〔注：一边播放下图，一边插入解释(可以是教师口述，也可以用多媒体播放)〕第一步：在雌雄小鼠交配以后，过一段时间，从雌鼠输卵管内取出精核与卵核尚未融合的受精卵。为什么要是核未融合的受精卵呢？因为只有精子进入卵细胞后，在精子核和卵细胞核尚未融合前，这种受精卵才更适宜转入大鼠生长激素基因。第二步：操作难度较大，也是此实验的关键，如果设备达不到就无法完成这一步。首先需要一个固定细胞的吸管，还需要一个尖端极细(足以刺入细胞核，且相通的仪器，直径为1~2μm)用于注射，另一种遗传物质或称为基因的玻璃针。有了这两种主要仪器外，还需要在无菌、超级显微镜下完成。其过程是：将事先备好的大鼠生长激素基因吸入显微注射皿中，在显微镜下将大鼠生长激素基因注入小鼠核尚未融合的受精卵内的卵细胞核或精子核中。注射之后，小鼠受精卵的精子核和卵细胞核将融合成一个细胞核，其中携带着转入的基因。第三步：找出抽取输卵管中核未融合的受精卵的母鼠。因为此时在它体内的输卵管中已存在一种或多种正常的受精卵。然后，再借用专用注射器将注有大鼠生长激素基因的受精卵注射到此鼠的输卵管内，这样小鼠的输卵管中就有了两种受精卵，一种是导入了大鼠生长激素基因的受精卵，另一种是输卵管中原有的未转基因的受精卵。第四步：通过雌鼠的妊娠之后，便会产下两只或多只小鼠；但发现有一只鼠生长发育速度远比其他鼠快一倍。这就是转基因超级鼠。教师：看完了这段资料之后，请大家思考这么几个问题。(注：打开幻灯机)投影片：1.在这项研究中，被研究的性状是什么？请根据所给资料分析生物受基因控制的性状。2.通过转基因超级鼠的获得，说明性状和基因之间是什么关系。3.由此推论，在生物传种接代的过程中，传下去的是性状还是控制性状的基因？4.你还能举出一些通过转基因技术产生的新食品或品种吗？(注：给同学们一定的讨论时间)教师：首先我们来看第一个问题，请同学们试着表述自己的观点。学生：我认为被研究的性状是小白鼠个体的大小。通过母鼠的哺乳，注有大鼠生长激素基因的白鼠，它的个体比同龄的其他小鼠的个体大一倍。所以，我认为小白鼠的个体大小是被研究的性状。学生：转基因超级鼠与其他正常小鼠的差别主要是个体发育上的差异，而在它们从受精卵转化为小鼠的个体的过程中，仅仅是给转基因小鼠的卵核或精核中注入了大鼠生长激素基因。结合它与其他小鼠在性状上的差异，我认为是生长激素基因控制着小鼠个体的性状。(注：对刚才两位同学精彩的发言给予表扬，从语言组织、表达、逻辑思维、语言的准确性上作出鼓励性的评价)教师：通过刚才两位同学的回答，大家一起思考一下第二题，性状与基因之间是什么关系？学生：基因控制生物的性状。教师：大家一鼓作气思考一下第三题。学生：在生物传种接代的过程中，传下去的是控制生物性状的基因。教师：你能结合咱们引言部分的例子给大家分析一下吗？学生：父母身上的性状遗传给我们是通过生殖和发育来实现的，而生殖时产生的受精卵没有父母的性状，但随着受精卵的分裂、分化，逐渐发育为个体后，性状才得以表现，可见，父母在遗传时是将控制性状的基因传给了后代。(注：对此同学作出客观的、鼓励性的评价)教师：请大家思考并回答第四个问题。学生：转基因草莓、杏、葡萄、籼稻……教师：我们知道了基因控制生物的性状，也知道我们生活中转基因食品越来越多。但是你对转基因技术了解多少呢？接下来请大家一起观看。多媒体展示：一、转基因技术的定义将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中。由于导入基因的表达，引起生物体性状的可遗传性的修饰，这一技术称之为转基因技术。人们常说的“遗传工程”“基因工程”“遗传转化”均为转基因的同义词。二、常用的植物转基因方法遗传转化的方法，按其是否需要通过组织培养再生植株可分为两大类，第一类需要通过组织培养再生植株，常用的方法有农杆菌介导转化法、基因枪法；另一种方法不需要通过组织培养，目前比较成熟的主要有花粉管通道法。1.农杆菌介导转化法农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌，它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤部位，并诱导产生冠瘿瘤或发状根。根癌农杆菌和发根农杆菌的细胞中有一段T—DNA，农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后，可将T—DNA插入到植物基因中。因此，农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。人们将目的基因插入到经过改造的T—DNA区，借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移和整合。然后通过细胞和组织培养技术，再生出转基因植株，农杆菌介导法起初只被用于双子叶植物中，近几年来，农杆菌的介导转化在一些单子叶植物(尤其是水稻)中也得到了广泛应用。2.基因枪介导转化法利用火药爆炸或高压气体(这一加速设备被称为基因枪)，将包裹了带目的基因的DNA溶液的高速微弹，直接送入完整的植物组织和细胞中，然后通过细胞和组织培养技术，再生出植株，选出其中转基因阳性植株即为转基因植株。与农杆菌转化相比，基因枪法转化的一个主要优点是不受受体植物范围的限制，其载体质粒的构建也相对简单，因此也是目前转基因研究中应用较为广泛的一种方法。3.花粉管通道法在授粉后向子房注射含目的基因的DNA溶液，利用植物在开花、受精过程中形成的花粉管通道，将外源DNA导入受精卵细胞，并进一步地被整合到受体细胞的基因组中。随着受精卵的发育，而成为带转基因的新个体。该方法于20世纪80年代初期由我国学者周光宇提出，我国目前推广面积最广的转基因抗虫棉就是用花粉管通道法培育出来的。该法的最大优点是不依赖组织培养人工再生植株，技术简单，不需装备精良的实验室，常规育种工作者易于掌握。三、常用的动物转基因方法1.显微注射法在显微镜下，用一根极细的玻璃针(直径为1~2μm)直接将DNA注射到胚胎的细胞核内，再把注射过的DNA的胚胎移植到动物体内，使之发育成正常的幼仔。用这种方法生产的动物约有1/10是整合外源基因的转基因动物。2.体细胞核移植法先在体外培养的体细胞中进行基因导入，筛选获得带转基因的细胞。然后将带转基因的体细胞移植到去掉细胞核的卵细胞中，生产重构胚胎。重构胚胎经移植到母体中，产生的仔畜百分之百是转基因动物。教师：看了刚才的资料，大家想想转基因超级鼠应用的是哪一种转基因方法。学生：显微注射法。教师：很好。随着转基因食品、动物步入人们的生活，越来越被人们重视起来，在转基因食品的安全性上以及转基因生物的克隆上产生了较强的社会争议。请大家发表一下自己的看法。学生：我认为转基因食品在安全上没有保障，因为在转基因过程中或许把一些致癌的基因也转入进来，尽管近期看不出有什么表现，但最终会危害我们自身。所以，我们应拒绝转基因食品。学生：转基因食品是依赖先进的转基因技术产生的，它作为一种新生事物具有广阔的前景在没有找到任何对人类的危害之前，不应拒绝它们。而应去探索、探究，克服一切艰难险阻，不断向前。学生：转基因生物的研究可能会被一些恐怖分子利用，制造出危害全人类的动物，威胁我们的生活，所以，转基因技术不可取，应杜绝这种技术的应用，尤其是在动物身上或细菌、病毒方面。……［课堂小结］这节课我们通过转基因超级鼠的产生过程，了解了一些先进的转基因技术，并明白了基因控制着生物的性状。