【正文】 第三章 遺傳物質(zhì)核酸教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)：能說(shuō)出核酸的種類(lèi)；簡(jiǎn)述核酸的結(jié)構(gòu)和功能；能力目標(biāo)：學(xué)會(huì)畫(huà)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(diǎn)：理解核酸的結(jié)構(gòu)和功能教學(xué)難點(diǎn)：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)用具：多媒體電子課件；課時(shí)安排： 1課時(shí)；課前準(zhǔn)備：學(xué)生預(yù)習(xí)課本知識(shí)時(shí)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(guò)程：一 引入：你聽(tīng)說(shuō)過(guò)“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：1．DNA是什么？2．為什么DNA能比較精確地定位一個(gè)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(wèn)題探究，討論并回答相關(guān)問(wèn)題。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(gè)位點(diǎn)發(fā)生了分子結(jié)構(gòu)的改變，與原來(lái)的基因形成了相對(duì)基因的現(xiàn)象，稱(chēng)為基因突變。 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(wú)效的差別。共線(xiàn)性是指雙親性狀同時(shí)在個(gè)體上表現(xiàn)出來(lái)。第三節(jié) 遺傳的基本規(guī)律（1）單位性狀與相對(duì)性狀 性狀是指生物個(gè)體所表現(xiàn)出來(lái)的形態(tài)特征和生理特征。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。第二次分裂前期Ⅱ每個(gè)染色體有兩條染色單體，著絲點(diǎn)仍連接在一起，染色單體聯(lián)而不開(kāi)，但染色單體彼此散得很開(kāi)。此時(shí)每條染色體的兩個(gè)姊妹染色單體除著絲點(diǎn)部份外，一般全部散開(kāi)，因而著絲點(diǎn)的位置若在近端是形成L形，有的呈現(xiàn)V形等。從紡錘體的側(cè)面觀察，各二價(jià)體不是象有絲分裂中期各同源染色體的著絲點(diǎn)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(jià)體中兩個(gè)同源染色體的著絲點(diǎn)是面向相反的兩極，并且每個(gè)同源染色體的著絲點(diǎn)的排斥力的加強(qiáng)，每個(gè)染色體開(kāi)始準(zhǔn)備向一極移動(dòng)。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(xiàn)期發(fā)生交換的結(jié)果。B偶線(xiàn)期各同源染色體分別進(jìn)行配對(duì)，出現(xiàn)聯(lián)會(huì)現(xiàn)象。②看不見(jiàn)紡錘絲的作用。所以有絲分裂結(jié)束時(shí)， 就形成了兩個(gè)形態(tài)上與母細(xì)胞相似的新細(xì)胞。在前末期，染色體一分為二個(gè)成為染色單體，但兩個(gè)單體并不分開(kāi)。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(lèi)化學(xué)物質(zhì)組成。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。（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(duì)穩(wěn)定的，而且染色體在體細(xì)胞內(nèi)都是成對(duì)存在的。6．隨體：在染色體的次縊痕的末端具有一個(gè)圓形或長(zhǎng)形的突出物叫做隨體。3．近端著絲點(diǎn)染色體：著絲點(diǎn)靠近染色體的末端，形成一個(gè)長(zhǎng)臂及一個(gè)極短的臂，短臂有時(shí)不易被覺(jué)察，又叫棒狀染色體。1880年Waldeyer 把它定名為“染色體。4．染色質(zhì)和染色體 染色質(zhì)：在尚未分裂的細(xì)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(chēng)染色質(zhì)。一般為525微米。膜是由蛋白質(zhì)，磷脂組成，其中還有少量的糧類(lèi)物質(zhì)，固醇類(lèi)物質(zhì)及核酸。 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(yùn)動(dòng)中的穩(wěn)定和不穩(wěn)定。沒(méi)有遺傳，不可能保持物種的相對(duì)穩(wěn)定；沒(méi)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(gè)豐富多彩、形形色色的生物界。決絕能源危機(jī)，智力環(huán)境污染。沒(méi)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)。（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(jī)結(jié)合，利用微生物生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)的特點(diǎn)，通過(guò)現(xiàn)代工程技術(shù)手段，運(yùn)用微生物的某種特定功能生產(chǎn)出人類(lèi)所需要的產(chǎn)品的工程技術(shù)。（2）細(xì)胞工程：是指以細(xì)胞為基本單位，利用立體培養(yǎng)細(xì)胞進(jìn)行遺傳操作，按照人們的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)以獲得新型生物或一定細(xì)胞產(chǎn)品的一門(mén)綜合性科學(xué)技術(shù)。生物反應(yīng)器及傳感器的發(fā)明自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，形成發(fā)酵工程技術(shù)。生物農(nóng)藥、生物肥料的應(yīng)用。遺傳是相對(duì)的、保守的；而變異則是絕對(duì)的、發(fā)展的。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。這層細(xì)胞壁是無(wú)生命的，只是對(duì)細(xì)胞起保護(hù)作用。細(xì)胞器有：內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 線(xiàn)粒體 液泡 質(zhì)體 溶酶體 中心體高爾基復(fù)合體 核糖體 一般呈圓球形，大小相差很大，小的1微米，大的600微米。核液（核基質(zhì)）是被包圍在核膜內(nèi)的透明的物質(zhì)，充滿(mǎn)在細(xì)胞核內(nèi)它含有各種酶和無(wú)機(jī)鹽等，其成分與細(xì)胞的質(zhì)的基質(zhì)相似。一、染色體的發(fā)現(xiàn)與研究簡(jiǎn)史：早在19世紀(jì)中葉（1848年前后）（Tredescanticq）的花粉母細(xì)胞時(shí)，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(xiàn)中，1873年又被Schreder在莖頂端生長(zhǎng)點(diǎn)細(xì)胞中了現(xiàn)到了。2．近中著絲點(diǎn)染色體：著絲點(diǎn)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。4．主縊痕：染色體經(jīng)過(guò)染色后，當(dāng)兩個(gè)臂被染色時(shí)著絲點(diǎn)不染色，使染色體在光學(xué)顯微鏡下就象在著絲點(diǎn)部分中斷了，于是著絲點(diǎn)區(qū)域又稱(chēng)為主縊痕5．次縊痕（副縊痕）：在某些染色體的一個(gè)或兩個(gè)臂上還有變細(xì)的地方，稱(chēng)為次縊痕。（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(zhǎng)度而言。受精后又恢復(fù)成對(duì)，從而保證種的相對(duì)穩(wěn)定。一般認(rèn)為常染色質(zhì)區(qū)在遺傳上起著更為積極的作用。前期（prophase）：細(xì)胞核內(nèi)開(kāi)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(xì)絲，細(xì)長(zhǎng)扭曲，逐漸的變短變粗形成了染色體。結(jié)果形成兩個(gè)子細(xì)胞。無(wú)絲分裂的主要特點(diǎn)是：①細(xì)胞的分裂過(guò)程不經(jīng)過(guò)染色體的有規(guī)律的分裂過(guò)程。前期 A 細(xì)線(xiàn)期染色體呈現(xiàn)并且細(xì)長(zhǎng)如線(xiàn)，由于缺少間質(zhì)，所以染色?？吹煤芮?，染色粒的大小及位置極為固定，所以可以做為識(shí)別某些特定染色體的樗。具有一個(gè)交叉結(jié)的四分體呈“X”形，有兩個(gè)交叉結(jié)的四分體呈“O”形；有的出現(xiàn)“8”形。紡錘絲與各染色體的著絲點(diǎn)連接。也就是說(shuō)，由于是以染色體為單體分別向兩極移動(dòng)，每極只包括成對(duì)同源染色體中的一個(gè)染色體，每個(gè)子細(xì)胞中具有幾個(gè)染色體數(shù)，從而完成減半的作用。這一時(shí)期在很多動(dòng)物中幾乎是沒(méi)有的，它們?cè)谀┢冖窈缶o接著就進(jìn)入下一次分裂。所以交換的結(jié)果必然有新的產(chǎn)生變異。 后期：以染色單體為單位向兩極移動(dòng)，從 后期Ⅰ：以染色體為單位向兩極移動(dòng)，2n而不出現(xiàn)減半的現(xiàn)象 →n根本原因是以染色體移動(dòng)還是以染色單體移動(dòng)，同源染色體被分開(kāi)，出現(xiàn)減半現(xiàn)象。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。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 基因互補(bǔ)作用 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(diǎn) 表現(xiàn)性狀的遺傳特點(diǎn) 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 數(shù)量性狀遺傳所涉及的基因較多，往往是幾對(duì)，十幾對(duì)、甚至幾十對(duì)。影響雜種優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)的因素 雙親之間的相對(duì)差異大小 雙親基因型純和程度的高低 環(huán)境條件的影響雜種優(yōu)勢(shì)的衰退現(xiàn)象 雜種優(yōu)勢(shì)只表現(xiàn)在F1，從F2開(kāi)始雜種優(yōu)勢(shì)出現(xiàn)嚴(yán)重的衰退現(xiàn)象。植物雄性不育的遺傳特征 核不育型 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 遺傳的基本過(guò)濾是植物雜交育種的理論基礎(chǔ) 天然雜交引起的基因重組是自然變異的來(lái)源之一 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(shì)中的應(yīng)用雜種優(yōu)勢(shì)在生產(chǎn)實(shí)踐上具有十分重要的意義，它是提高產(chǎn)量和改進(jìn)品質(zhì)的重要途徑之一。（2）結(jié)論：DNA主要分布在細(xì)胞核內(nèi)，RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。五 課堂練習(xí)：見(jiàn)幻燈；板書(shū)設(shè)計(jì)：第3節(jié) 遺傳信息的攜帶者──核酸1．核酸的分類(lèi) DNA（脫氧核糖核酸）RNA（核糖核酸）2．核酸的功能核酸是細(xì)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。原核生物DNA、質(zhì)粒DNA、真核生物細(xì)胞器DNA都是環(huán)狀雙鏈DNA。參與蛋白質(zhì)合成的RNA有三類(lèi)：轉(zhuǎn)移RNA（tRNA），核糖體RNA（rRNA）和信使RNA（mRNA）。學(xué)生繪制的概念圖：核苷酸核苷酸鏈DNA核酸種類(lèi)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(lèi)RNA核糖核苷酸堿基磷酸堿基核糖A、T、C、GA、U、C、G包括細(xì)胞質(zhì)主要分布主要分布細(xì)胞核 課后反思：通過(guò)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(shí)易理解、易接受。這樣既節(jié)省了人力，又簡(jiǎn)化了生產(chǎn)，同時(shí)還不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。 思考題：在以上的基因工程培育抗蟲(chóng)棉的過(guò)程中，關(guān)鍵步驟或難點(diǎn)是什么？① 分布：主要在微生物中。 思考題：用DNA連接酶連接兩個(gè)相同的黏性未端要連接幾個(gè)磷酸二酯鍵？用限制酶切一個(gè)特定基因要切斷幾個(gè)磷酸二酯鍵？（3）基因的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體 ①作用：將外源基因送入受體細(xì)胞。 思考題：質(zhì)粒上會(huì)存在某些標(biāo)記基因，這些標(biāo)記基因有什么用途？要想將某個(gè)特定基因與質(zhì)粒相連，需要用幾種限制性?xún)?nèi)切酶和幾種DNA連接酶處理？ 思考題：目的基因與運(yùn)載體結(jié)合的結(jié)果可能有幾種情況？表達(dá)：通過(guò)特定性狀的產(chǎn)生與否來(lái)確定目的基因是否表達(dá)。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(guó)的糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物造成的損失很大，僅煙草番茄兩種作物的損失就超過(guò)億元以上，目前還沒(méi)有有效的藥物來(lái)防治病毒病。轉(zhuǎn)基因的抗蟲(chóng)水稻、抗蟲(chóng)煙草、抗蟲(chóng)番茄也已培育成功，預(yù)計(jì)不久的將來(lái)這些轉(zhuǎn)基因作物即可在生產(chǎn)中大面積運(yùn)用。本節(jié)的內(nèi)容包括細(xì)胞工程的發(fā)展、細(xì)胞工程的基本技術(shù)以及細(xì)胞工程的應(yīng)用三個(gè)部分。教法，列出預(yù)習(xí)提綱，布置預(yù)習(xí)作業(yè)。并從以下幾點(diǎn)進(jìn)行分析與討論：操作水平：細(xì)胞水平和細(xì)胞器水平操作條件（環(huán)境）：體外無(wú)菌條件操作技術(shù)：植物細(xì)胞與組織培養(yǎng)、細(xì)胞融合技術(shù)、細(xì)胞核移植技術(shù)、染色體工程等目的：按照人們的意愿改造細(xì)胞的生物學(xué)特性結(jié)果：改良生物品種、創(chuàng)造新品種和加速繁育生物個(gè)體，獲得某些有用的細(xì)胞代謝產(chǎn)物分類(lèi)：（此處均為課本知識(shí)點(diǎn)，解答難度較低，可由學(xué)生回答并進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)充。70年代，擴(kuò)大了以上定義范圍，認(rèn)為：植物活細(xì)胞不但能形成胚狀體，而且能發(fā)育為完整植株。 細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是指動(dòng)物和植物細(xì)胞在體外無(wú)菌條件下的保存和生長(zhǎng)。三、植物細(xì)胞培養(yǎng)與次生代謝產(chǎn)物的生產(chǎn) 主要指植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，以前稱(chēng)之為植物組織培養(yǎng)，是一種將植物的組織、器官或細(xì)胞在適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基上進(jìn)行無(wú)菌培養(yǎng)技術(shù)。 主要用來(lái)繁殖不易萌發(fā)植物，或研究胚和胚乳及子葉的關(guān)系等。僅40多種植物進(jìn)行胚乳培養(yǎng)研究，20種獲得再生植株，如獼猴桃等。二、植物組織培養(yǎng)的特點(diǎn) 生長(zhǎng)周期短，繁殖率高 培養(yǎng)條件可認(rèn)為控制，利于工廠化生產(chǎn) 培養(yǎng)材料經(jīng)濟(jì)，來(lái)源廣泛三、細(xì)胞分化與形態(tài)建成 單細(xì)胞的分離1．愈傷組織誘導(dǎo)不同的植物彩用不同的方法用不同的外植體誘導(dǎo)形成愈傷組織。（2）在無(wú)菌的條件下，先將一小塊（1cm）活躍生長(zhǎng)的愈傷組織接種到培養(yǎng)基上，再在愈傷組織塊上放一片（1cm178。 （二）微室培養(yǎng)法（1）微室內(nèi)不能有氣泡。平板培養(yǎng)的基本技術(shù)：（1）單細(xì)胞懸浮液的制備 (2)懸浮細(xì)胞密度的調(diào)制平板培養(yǎng)要求最初細(xì)胞密度（即初始植板密度）為110 179。（4）平板制作細(xì)胞懸浮液與融化狀態(tài)（35 ℃ ）條件培養(yǎng)基按一定比例均勻混合，倒成平板，蓋上培養(yǎng)皿蓋。臨界密度只需2530細(xì)胞/毫升。備有干燥架，用于放置干燥涮凈的培養(yǎng)器皿。（四）無(wú)菌操作室（transfering room）接種室是進(jìn)行植物材料的分離接種及培養(yǎng)物轉(zhuǎn)移的一個(gè)重要操作室。培養(yǎng)材料放在培養(yǎng)架上培養(yǎng)?，F(xiàn)代組培實(shí)驗(yàn)室大多設(shè)計(jì)為采用天然太陽(yáng)光照作為主要能源，這樣不但可以節(jié)省能源，而且組培苗接受太陽(yáng)光生長(zhǎng)良好，馴化易成活。超凈空氣的流速為每分鐘24～30m，這已足夠防止附近空氣襲擾而引起的污染，這樣的流速也不會(huì)妨礙采用酒精燈對(duì)器械等的灼燒消毒。以便于排熱散涼。通常以電作能源。解剖鏡上帶有照相裝置，根據(jù)需要隨時(shí)對(duì)所需材料進(jìn)行攝影記錄。首次使用酸度計(jì)前，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)液調(diào)節(jié)定位，然后固定。其中以試管、三角瓶、培養(yǎng)皿等使用較多。培養(yǎng)器皿還可就地取材，采用一些代用品。瓶口封塞可用多種方法，要具有一定的通氣性和密閉性，以防止培養(yǎng)基干燥和雜菌污染。大型實(shí)驗(yàn)室可采用醫(yī)用“下口杯”作為分裝工具，在“下口杯”的下口管上套一段軟膠管，加一彈簧止水夾，使用時(shí)非常合適。6．實(shí)驗(yàn)器皿，在組織培養(yǎng)中配制培養(yǎng)基，貯藏母液，材料的消毒等需要各種化學(xué)實(shí)驗(yàn)用的玻璃器皿，包括100ml、250ml、500ml、1000ml燒杯；l0ml、l00ml、1000ml量筒；l00ml、1000ml試劑瓶(棕色)等等。也可以用彎形剪刀，由于其頭部彎曲，可以深入到瓶口中進(jìn)行剪切。7．其它包括酒精燈，電爐，試管架，搪瓷盤(pán)等多種。1．水水是植物原生質(zhì)體的組成成分，也是一切代謝過(guò)程的介質(zhì)和溶媒。大多數(shù)培養(yǎng)基既含有NO，N又含NH4