细胞核是遗传信息库教案Word格式文档下载.docx

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●教学方法

分析法、启发式。

●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。

蛋白质　DNA

3．细胞是__________、__________和__________的统一体。

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

（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

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DNA

1．DNA：

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DNA

2．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1.1m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2～300个碱基对，其中有的特定顺序只有2～6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102～105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5000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800～1000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1μm玻璃微管向细胞注射500～600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