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1、细胞核是遗传信息库教学目标知识目标1说明DNA是主要的遗传物质。2概述染色体、DNA和基因的关系，并能举例说明生物的性状由基因控制。能力目标1通过对遗传信息在细胞核中的学习，培养学生分析问题和解决问题的能力以及收集和处理信息能力。2通过对DNA、染色体及基因的学习，提高学生的抽象思维能力、空间想像能力和语言表达能力。情感目标通过对本节内容的学习，让学生产生珍爱生命的思想感情。 教学重点1细胞核在生物遗传中的重要功能。2染色体、DNA和基因的关系。3培养学生分析问题、解决问题的能力。 教学难点1遗传物质储存在细胞核中。2DNA是主要遗传物质。 教学方法分析法、启发式
2、。 教具准备1教师准备：（1）有关DNA分子片段示意图的多媒体课件。（2）有关DNA分子和蛋白质相结合构成染色体的多媒体。2学生准备：有关DNA、染色体及基因发展及应用方面的资料。 课时安排1课时 教学过程导入新课我们的正常生活不仅需要物质和能量，信息也同样重要。如果我们现在失去了一切的信息，我们就会与亲朋好友失去信息，与社会隔离开来，生活将变得杂乱无章。同样，生命的起始也需要信息。有句俗话“龙生龙，凤生凤，老鼠生儿会打洞”。虽是俗话，但道理很深刻。龙只能生龙，凤也只能生凤，小老鼠一生下来就会打洞，而人却不会。这是怎么回事呢？原来在生命开始的时候就受到了控制，它会
3、控制是生龙呢？还是生凤？这个控制的中心就是遗传信息。那这遗传信息在哪儿呢？就在我们的细胞核中。讲授新课为什么说遗传信息在细胞核内呢？请大家看教材中的例子小羊多利的身世。先请大家阅读资料，并思考：为什么多利羊的模样几乎跟B羊一模一样？学生活动：阅读资料，积极思考讨论。教师活动：其实原因很简单，我们来看，多利羊在胚胎前的受精卵中的细胞核来自B羊，这也就说明一个问题。学生回答：遗传信息在细胞核中。对，虽然A羊、C羊也参与克隆过程，但都没有提供细胞核，而B羊仅提供了细胞核，这说明了生物的遗传信息在细胞核中。只要是信息都要有载体。比如我们的教材就是一种载体，它所承载的信息是图片和文字的信息。那么我们的遗
4、传信息和载体是什么呢？经过研究发现，遗传信息的载体是一种叫做DNA的有机物。（演示多媒体）DNA主要存在于细胞核中，它结构像一个螺旋形的样子，分子很长，可以分为许多小片段，每一个片段具有特定的遗传信息，这些片段就叫基因。如我们教材中的彩图黄、红、紫、绿分别代表四种物质，它们的联系是有规律的，它们排列顺序的变化、它们数量的不同就可代表多种多样的遗传信息，所以在我们的日常生活中很难找到两个长得一模一样的人。科学家们在对细胞核的研究过程中还发现，如果将正在分裂的细胞用碱性染料染色，再放在显微镜下观察，就会看到细胞核中有许多染成深色的物质，这些物质就是染色体。染色体是否就是DNA呢？（演示多媒体）经科
5、学家们进一步发现染色体是由DNA和蛋白质两种物质组成的。DNA先进行螺旋折叠，然后再捆绑到蛋白质上，再进行下一次螺旋，最后就构成了染色体。每一种生物的细胞内染色体数目是一定的，这对生物进行正常的生活和传种接代都是非常重要的，如果染色体数目发生了变化就在性状上表现出来，比如教材中的例子，多了一条染色体就影响到了智力的发育。师生互动：与学生一起，分析、讨论学生准备的有关资料，进一步加深对所学知识的印象。课堂小结本节课我们了解了细胞核中有遗传信息、DNA是主要遗传物质以及DNA和蛋白质组合成染色体。进一步证实了细胞是物质、能量和信息的统一体。更多的知识还需要大家在以后能进行收集并整理。下面我们来做一
6、些课堂练习。巩固练习1信息需要物质做载体，遗传信息的载体是_。它的分子很长，可以分成许多片段，这些片段叫_。答案：DNA基因2染色体由_和_组成。答案：蛋白质DNA3细胞是_、_和_的统一体。答案：物质能量信息4判断题（1）细胞核中有储存遗传信息的物质是染色体（2）DNA也叫基因（3）有时候可以发现两片一模一样的叶片（4）基因是DNA片段答案：（1）×（2）×（3）×（4）5把下列结构按一定顺序重新排列：基因细胞核细胞染色体DNA答案：基因、DNA、染色体、细胞核、细胞布置作业继续查阅有关资料，加强对DNA、染色体以及基因的了解学习。 活动与探究1举例说
7、明细胞为什么是物质、能量和信息的统一体。2在克隆羊多利的诞生过程中，母羊A提供了去核卵细胞，为什么在进行这种技术时，所提供的受体细胞一般都是卵细胞？ 板书设计第二节细胞核是遗传信息库一、遗传信息在细胞核中依据：多利跟提供细胞核的B羊几乎一模一样二、遗传信息的载体DNA1DNA：主要的遗传物质2基因：DNA小片段，可决定生物体的性状三、染色体1构成：蛋白质和DNA2每一种生物、染色体数目恒定3细胞是物质、能量和信息的统一体 备课资料一、克隆哺乳动物1997年2月7日自然杂志报道，英国生物学家维尔莫特（J·Wilmut）首次用羊的体细胞（乳腺细胞）成功地克隆出一只小母
8、羊，取名为多利（Dolly，下图）。消息传出后，引起了世人的广泛关注。什么是克隆呢？克隆是希腊文“klon”一词的音译，原意是用离体的小树枝来繁殖植物。现在，克隆是指无性繁殖系，具体地说，是指从一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体。如果克隆当做动词用，就表示整个无性繁殖的过程。 多利羊的培育过程大致是：将一只母羊（A羊）卵细胞的细胞核吸出。然后，将在一定培养基上培养几天后的另一只母羊（B羊）乳腺上皮细胞的细胞核，注入到上述无细胞核的卵细胞中，并进行电激融合，这样，就形成了一个含有新的遗传物质的卵细胞。融合后的卵细胞开始卵裂，形成早期的胚
9、胎。然后，把这个胚胎移植到第三只母羊（C羊）的子宫内，让它继续发育。经过140多天的怀孕期，C羊就产下了小母羊多利。这只小羊的遗传性状与B羊的完全相同，简直就是B羊的复制品！在这以前，我国生物学家曾用胚胎细胞作为供核细胞，培育出了克隆牛和克隆兔。但是，多利羊在技术上的突破之处在于供核细胞是体细胞。这说明高度分化的动物体细胞的细胞核，仍然保持有全能性。克隆技术在繁育优良性状的家畜、治疗人类遗传病、抢救濒危物种和保护生物多样性等方面都有广阔的应用前景。二、合成代谢过程中的基因调控大肠杆菌不仅能进行分解代谢，还能在细胞内进行合成代谢，合成生命活动中必需的有机物。例如：色氨酸的合成代谢是由色氨酸的操纵
10、子控制的，其调控方式与分解代谢的调控方式相反。大肠杆菌色氨酸操纵子中调节基因的产物不能直接与操纵基因（O）结合，因此，RNA聚合酶能够识别启动基因并与启动子（P）结合，使DNA解旋，并从启动子向结构基因方向，沿着DNA中的一条单链移动和转录，合成一条mRNA，再通过翻译合成相应的色氨酸合成酶。随着色氨酸合成酶的产生，催化了大肠杆菌体内色氨酸的合成，产生了色氨酸。当色氨酸达到一定浓度的时候，色氨酸与调节基因（R）的产物结合，使原来不能与操纵基因（O）结合的调节基因的产物，变成能够与操纵基因结合，使结构基因关闭。当色氨酸操纵基因关闭时，合成代谢因缺乏合成酶而中断；当色氨酸在其他代谢活动中逐渐被消耗
11、掉时，此时由于色氨酸的缺乏，调节基因（R）的产物不能单独与操纵基因结合，就从操纵基因上脱落下来，这样，色氨酸的代谢又可以重新开始。三、真核细胞基因中碱基顺序的一般特点基因的化学本质是DNA。在原核细胞中一般只有一个大型的DNA分子，在这个DNA分子中，大约1000个碱基对相当于一个基因。病毒的DNA或RNA约含有几万个碱基，可以构成十几个基因。细菌的DNA约含有几百万个碱基，可以构成几千个基因。真核细胞的基因组要比原核细胞复杂得多。如人体的细胞中有两个基因组，每个基因组的DNA约有3×109个碱基对，长度可达1.1 m左右。根据基因组DNA中碱基顺序重复出现的程度，可以把它分为高度重
12、复顺序、中度重复顺序和单一顺序。高度重复顺序通常是由很短的碱基顺序组成的，约含有2300个碱基对，其中有的特定顺序只有26个碱基对，但重复频率可达106以上，如（CA）n。一些高度重复顺序常常集中在染色体的着丝粒区，其功能可能与减数分裂过程中同源染色体的配对有关。还有一些高度重复顺序在基因组中散在分布，构成基因的间隔或维持染色体的结构。中等重复顺序是由几百至几千个碱基对组成的。不同的中等重复顺序差别较大，平均含有300个左右的碱基对，在基因组中的重复频率一般为102105次。例如人类特有的ALu的顺序（有特异识别顺序=的中等重复顺序），大约有300个碱基对。这一顺序在基因组中散在分布，平均每5
13、000个碱基对中就有一个Alu顺序。Alu顺序的功能，目前了解的还不多，可能与转录的调节有关。单一顺序又称非重复顺序，在基因组中只有一个特定顺序，一般由8001000个碱基对组成，它们是编码细胞中各种蛋白质和酶的结构基因。四、我国植物基因工程的研究和开发现状863计划的实施对促进我国植物基因工程的发展起到了关键性作用。目前，从技术力量和仪器装备情况看，已具备了跟踪世界先进水平的实力。我国在这一领域取得的明显进展，大大缩短了与发达国家的差距，如水稻、大豆、小麦、棉花、番茄、烟草等多种转基因植物已培育成功，有些已被批准进行大田试种。目前我国已成为世界上转基因植物种植面积最大的国家，并成为继美国之后
14、第二个拥有转基因抗虫棉的国家。1992年我国开始实施“水稻基因组计划”项目，已在构建水稻基因的物理图谱方面取得了较大的突破。但是，我国植物基因工程的基础研究和开发应用仍是两个薄弱环节，必须加强。可以预料，21世纪将是植物基因工程技术大发展的时代，也是植物基因工程技术全面应用于农业的时代。五、转基因动物技术从20世纪70年代中期开始，就有人尝试用各种办法向动物体内转移外源基因。如将牛奶成分中特有的基因转移到白鼠体内，这些外来基因在白鼠体内重组后，白鼠分泌的乳汁便含有牛奶成分。这种通过人工方法获得外来基因的白鼠，称为转基因鼠。转基因动物技术的核心，是把遗传的功能单位基因转移到动物体内，使它成为动物
15、体内的一部分。被转移的基因可以来自同种或异种动物，也可以来自植物或微生物。这样一来，就打破了物种之间的界线，也可以说动物能与植物、微生物杂交了。不过目前的杂交是低水平的，只限于主管一两个性状的一两个基因。随着科学技术的发展，一次可以转移的遗传信息将越来越多，那时就可以实现真正意义上的动植物之间的杂交。从科学上讲，这将是一个大突破。目前，世界上已报道了多种生产转基因动物的方法，但真正成熟并可以稳定生产转基因动物的方法只有两种，即显微注射DNA的方法和精子介导的基因转移法。显微注射DNA的方法是对单细胞的胚胎进行基因操作，涉及复杂的操作步骤。首先是要准确掌握母畜的性周期，在此基础上加以人工调节，使
16、母畜在预先确定的时间排卵，保证获得大量的刚刚受精的单细胞胚胎。第二步是用手术或非手术的方法收集单细胞胚胎，经短暂的离心处理后，放在显微镜下用口径1 m玻璃微管向细胞注射500600拷贝基因。然后把经过DNA注射的胚胎移植到另外一头处于相同性周期的母畜的体内。经过这样处理后，在后代中就会出现1%3%的转基因动物。效率虽然不高，但结果相当稳定。全世界已在各种动物身上进行了上万次的试验，都能生产出转基因动物。精子介导的基因转移是把精子作适当处理后，使其具有携带外源基因的能力。然后，用携带有外源基因的精子给发情母畜授精。在母畜所生的后化中，就有一定比例的动物是整合了外源基因的转基因动物。同显微注射方法
17、相比，精子介导的基因转移有两个优点：首先是它的成本很低，只有显微注射法成本的1/10。其次，由于它不涉及对动物进行手术处理，因此，可以用生产牛群或羊群进行试验，以保证每次试验都能够获得成功。生产转基因动物的研究自20世纪90年代以来日趋活跃，转基因动物技术的实用意义是：生产出性状优良的家畜家禽，如长得快的，繁殖力高的，能抗病的等。利用动物体作为反应器，生产珍贵的蛋白质，如一些只能从人体内提取的蛋白质。利用动物作研究模型，比如，知道高血压症是由某种原因造成，可以生产一些高血压小鼠，让医生在小鼠身上试用各种疗法。生产玩赏动物，如同猫一样大的小马，如同鼠一样大的兔子，以及各种不同毛色和花纹的观赏动物
18、。在转基因动物方面，我国也取得了许多可喜的成果，目前已获得了转基因鱼、兔、鸡等多种转基因动物。1998年2月中国科学家又获得了在所分泌的乳汁中含有蛋白凝血因子X的转基因山羊。六、染色质和染色体染色质和染色体的主要成分是DNA和蛋白质，它们之间的不同，不过是同一物质在间期和分裂期的不同形态表现而已。染色质出现于间期，在光镜下呈颗粒状，不均匀地分布于细胞核中，比较集中于核膜的内表面。由于染色较深，在光镜下常被误认为是核的界膜。染色体出现于分裂期中，呈较粗的柱状和杆状等不同形状，并有基本恒定的数目（因生物的种属不同而异）。例如人体细胞有染色体23对，共计46条。染色体是由染色质浓集而成的，内部为紧密状态，呈高度螺旋卷曲的结构。根据染色体组成成分的分析，可知它在细胞分裂间期仍然存在而不是消失，只不过这时它的结构呈稀疏和分散状态。有的部分非常稀疏，因而在光镜下看不到；有的部分螺旋盘绕得比较紧密，因而在适当染色后呈颗粒状，这就是染色质。现在已知染色体与遗传有密切的关系，因为其中所含的DNA是遗传物质。
精选类七年级生物细胞核是遗传信息库教案4新课标人教版
