資源簡介

基因控制生物的性狀(第二課時)
●教學目標
知識目標
1.舉例說出生物的性狀是由基因控制的。
2.聯系生活敘述轉基因食物對人類的影響。
能力目標
1.通過資料分析，培養能夠迅速獲取資料與信息的能力。
2.培養他們的語言表達、組織能力。
情感目標
1.通過學習掌握基因控制生物的性狀，明白保護生物種類的多樣性的重要意義。
2.通過了解生物的尖端技術，使學生認識到人們在適應環境的同時，也在改變周圍的環境，也在改變我們自身，相信人有主觀能動性。
●教學重點
舉例說出基因控制生物的性狀。
●教學難點
理解基因控制生物的性狀。
●教學方法
啟發引導法、演示法、談話法。
●教具準備
1.教師準備：
(1)投影片；
(2)有關基因控制生物性狀的圖片及相關的資料，以及與轉基因技術有關的資料或圖片。
2.學生準備：從網上下載關于轉基因技術成果方面的資料。
●課時安排
1課時
●教學過程
［復習舊課，導入新課］
教師：首先我們回顧一下上節課我們學習的主要內容。回想一下什么是生物的性狀？你能舉例說明一下嗎？
學生：生物的性狀指生物體所有特征的總和。有的是形態結構特征；有的是生理特性；有的是行為方式等。比如，咱們食用的西紅柿的顏色就是它的一種性狀。
學生：還有我們的性別，還有人的ABO血型都是我們人自身的性狀。
教師：看來大家對上節課所學的知識掌握得很扎實。接下來思考：生物的性狀可以遺傳嗎？
學生：可以。
教師：那么遺傳指的是什么？并舉例。
學生：遺傳指親子間的相似性。例如：子女或多或少都有父親或母親身上的一些特征，這就是遺傳。
教師：和遺傳相對應的是變異，那么變異指的是什么？并舉例說明。
學生：變異指親代與子代的差異。例如：白色的母貓生出黑色的小貓或花色的小貓，這就是變異。
教師：遺傳和變異都是通過何種方式來實現的呢？
學生：生殖和發育的方式。
教師：遺傳和變異都是通過性狀表現出來。那么，我們所說的相對性狀指的是什么？
學生：相對性狀是指同種生物的同一性狀的不同表現形式。
教師：請舉出一對相對性狀的例子。
學生：例如紅葡萄和青葡萄它們顏色上的不同就是一對相對性狀。
教師：剛才這位同學舉出了一對關于生物形態特征的例子。哪位同學能夠舉出生理特性或行為方式方面的例子？
學生：像高等動植物的雌花雄花就屬于生理特性方面的一對相對性狀。關于行為方式上的，比如習慣用左手寫字的人與習慣用右手寫字的人。
(注：對前幾位同學的精彩作答給予鼓勵性的評價，并給予高度的贊揚)
教師：我們知道性狀的表現形式多種多樣，父母的許多性狀為什么會在我們身上出現呢？性狀的遺傳或變異是通過生殖和發育來實現的，生殖的過程中的核心物質是受精卵，而受精卵的產生又依靠精子和卵細胞的結合來完成。但是精子和卵細胞上都沒有攜帶任何性狀，那么，父母究竟是把什么東西傳給了后代，才使子女像父母呢？
接下來大家觀看1982年英國的《自然》雜志發表的一篇文章中的內容及圖片。
(注：打開多媒體“關于轉基因鼠的資料與圖片”)
轉基因鼠的啟示
1982年，英國的《自然》雜志發表了一篇文章：有兩個美國實驗組共同研制出轉基因超級鼠，也就是把小鼠變成了大鼠。轉基因鼠比與它同胎所生的小鼠生長速度快2~3倍。這項研究被譽為分子生物學技術發展的里程碑。
〔注：一邊播放下圖，一邊插入解釋(可以是教師口述，也可以用多媒體播放)〕
第一步：在雌雄小鼠交配以后，過一段時間，從雌鼠輸卵管內取出精核與卵核尚未融合的受精卵。為什么要是核未融合的受精卵呢？因為只有精子進入卵細胞后，在精子核和卵細胞核尚未融合前，這種受精卵才更適宜轉入大鼠生長激素基因。
第二步：操作難度較大，也是此實驗的關鍵，如果設備達不到就無法完成這一步。首先需要一個固定細胞的吸管，還需要一個尖端極細(足以刺入細胞核，且相通的儀器，直徑為1~2 μm)用于注射，另一種遺傳物質或稱為基因的玻璃針。有了這兩種主要儀器外，還需要在無菌、超級顯微鏡下完成。其過程是：將事先備好的大鼠生長激素基因吸入顯微注射皿中，在顯微鏡下將大鼠生長激素基因注入小鼠核尚未融合的受精卵內的卵細胞核或精子核中。注射之后，小鼠受精卵的精子核和卵細胞核將融合成一個細胞核，其中攜帶著轉入的基因。
第三步：找出抽取輸卵管中核未融合的受精卵的母鼠。因為此時在它體內的輸卵管中已存在一種或多種正常的受精卵。然后，再借用專用注射器將注有大鼠生長激素基因的受精卵注射到此鼠的輸卵管內，這樣小鼠的輸卵管中就有了兩種受精卵，一種是導入了大鼠生長激素基因的受精卵，另一種是輸卵管中原有的未轉基因的受精卵。
第四步：通過雌鼠的妊娠之后，便會產下兩只或多只小鼠；但發現有一只鼠生長發育速度遠比其他鼠快一倍。這就是轉基因超級鼠。
教師：看完了這段資料之后，請大家思考這么幾個問題。
(注：打開幻燈機)
投影片：
1.在這項研究中，被研究的性狀是什么？請根據所給資料分析生物受基因控制的性狀。
2.通過轉基因超級鼠的獲得，說明性狀和基因之間是什么關系。
3.由此推論，在生物傳種接代的過程中，傳下去的是性狀還是控制性狀的基因？
4.你還能舉出一些通過轉基因技術產生的新食品或品種嗎？
(注：給同學們一定的討論時間)
教師：首先我們來看第一個問題，請同學們試著表述自己的觀點。
學生：我認為被研究的性狀是小白鼠個體的大小。通過母鼠的哺乳，注有大鼠生長激素基因的白鼠，它的個體比同齡的其他小鼠的個體大一倍。所以，我認為小白鼠的個體大小是被研究的性狀。
學生：轉基因超級鼠與其他正常小鼠的差別主要是個體發育上的差異，而在它們從受精卵轉化為小鼠的個體的過程中，僅僅是給轉基因小鼠的卵核或精核中注入了大鼠生長激素基因。結合它與其他小鼠在性狀上的差異，我認為是生長激素基因控制著小鼠個體的性狀。
(注：對剛才兩位同學精彩的發言給予表揚，從語言組織、表達、邏輯思維、語言的準確性上作出鼓勵性的評價)
教師：通過剛才兩位同學的回答，大家一起思考一下第二題，性狀與基因之間是什么關系？
學生：基因控制生物的性狀。
教師：大家一鼓作氣思考一下第三題。
學生：在生物傳種接代的過程中，傳下去的是控制生物性狀的基因。
教師：你能結合咱們引言部分的例子給大家分析一下嗎？
學生：父母身上的性狀遺傳給我們是通過生殖和發育來實現的，而生殖時產生的受精卵沒有父母的性狀，但隨著受精卵的分裂、分化，逐漸發育為個體后，性狀才得以表現，可見，父母在遺傳時是將控制性狀的基因傳給了后代。
(注：對此同學作出客觀的、鼓勵性的評價)
教師：請大家思考并回答第四個問題。
學生：轉基因草莓、杏、葡萄、秈稻……
教師：我們知道了基因控制生物的性狀，也知道我們生活中轉基因食品越來越多。但是你對轉基因技術了解多少呢？接下來請大家一起觀看。
多媒體展示：
一、轉基因技術的定義
將人工分離和修飾過的基因導入到生物體基因組中。由于導入基因的表達，引起生物體性狀的可遺傳性的修飾，這一技術稱之為轉基因技術。人們常說的“遺傳工程”“基因工程”“遺傳轉化”均為轉基因的同義詞。
二、常用的植物轉基因方法
遺傳轉化的方法，按其是否需要通過組織培養再生植株可分為兩大類，第一類需要通過組織培養再生植株，常用的方法有農桿菌介導轉化法、基因槍法；另一種方法不需要通過組織培養，目前比較成熟的主要有花粉管通道法。
1.農桿菌介導轉化法
農桿菌是普遍存在于土壤中的一種革蘭氏陰性細菌，它能在自然條件下趨化性地感染大多數雙子葉植物的受傷部位，并誘導產生冠癭瘤或發狀根。根癌農桿菌和發根農桿菌的細胞中有一段T—DNA，農桿菌通過侵染植物傷口進入細胞后，可將T—DNA插入到植物基因中。因此，農桿菌是一種天然的植物遺傳轉化體系。人們將目的基因插入到經過改造的T—DNA區，借助農桿菌的感染實現外源基因向植物細胞的轉移和整合。然后通過細胞和組織培養技術，再生出轉基因植株，農桿菌介導法起初只被用于雙子葉植物中，近幾年來，農桿菌的介導轉化在一些單子葉植物(尤其是水稻)中也得到了廣泛應用。
2.基因槍介導轉化法
利用火藥爆炸或高壓氣體(這一加速設備被稱為基因槍)，將包裹了帶目的基因的DNA溶液的高速微彈，直接送入完整的植物組織和細胞中，然后通過細胞和組織培養技術，再生出植株，選出其中轉基因陽性植株即為轉基因植株。與農桿菌轉化相比，基因槍法轉化的一個主要優點是不受受體植物范圍的限制，其載體質粒的構建也相對簡單，因此也是目前轉基因研究中應用較為廣泛的一種方法。
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，利用植物在開花、受精過程中形成的花粉管通道，將外源DNA導入受精卵細胞，并進一步地被整合到受體細胞的基因組中。隨著受精卵的發育，而成為帶轉基因的新個體。該方法于20世紀80年代初期由我國學者周光宇提出，我國目前推廣面積最廣的轉基因抗蟲棉就是用花粉管通道法培育出來的。該法的最大優點是不依賴組織培養人工再生植株，技術簡單，不需裝備精良的實驗室，常規育種工作者易于掌握。
三、常用的動物轉基因方法
1.顯微注射法
在顯微鏡下，用一根極細的玻璃針(直徑為1~2 μm)直接將DNA注射到胚胎的細胞核內，再把注射過的DNA的胚胎移植到動物體內，使之發育成正常的幼仔。用這種方法生產的動物約有1/10是整合外源基因的轉基因動物。
2.體細胞核移植法
先在體外培養的體細胞中進行基因導入，篩選獲得帶轉基因的細胞。然后將帶轉基因的體細胞移植到去掉細胞核的卵細胞中，生產重構胚胎。重構胚胎經移植到母體中，產生的仔畜百分之百是轉基因動物。
教師：看了剛才的資料，大家想想轉基因超級鼠應用的是哪一種轉基因方法。
學生：顯微注射法。
教師：很好。隨著轉基因食品、動物步入人們的生活，越來越被人們重視起來，在轉基因食品的安全性上以及轉基因生物的克隆上產生了較強的社會爭議。請大家發表一下自己的看法。
學生：我認為轉基因食品在安全上沒有保障，因為在轉基因過程中或許把一些致癌的基因也轉入進來，盡管近期看不出有什么表現，但最終會危害我們自身。所以，我們應拒絕轉基因食品。
學生：轉基因食品是依賴先進的轉基因技術產生的，它作為一種新生事物具有廣闊的前景在沒有找到任何對人類的危害之前，不應拒絕它們。而應去探索、探究，克服一切艱難險阻，不斷向前。
學生：轉基因生物的研究可能會被一些恐怖分子利用，制造出危害全人類的動物，威脅我們的生活，所以，轉基因技術不可取，應杜絕這種技術的應用，尤其是在動物身上或細菌、病毒方面。
……
［課堂小結］
這節課我們通過轉基因超級鼠的產生過程，了解了一些先進的轉基因技術，并明白了基因控制著生物的性狀。

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