第六節(jié) 進化與遺傳

1、第六節(jié) 進化與遺傳教學(xué)目標：1、識別遺傳和變異的現(xiàn)象2、說出遺傳物質(zhì)的作用，認識DNA、基因和染色體的關(guān)系，舉例說明基因工程3、舉例說明基因的作用，知道人類基因組計劃4、列舉遺傳與變異在育種方面的應(yīng)用5、舉例說明優(yōu)生的重要性，知道近親結(jié)婚的危害6、知道基因在生物親子代間傳遞過程中也存在著自然選擇，了解進化理論的發(fā)展教學(xué)重點：1、遺傳物質(zhì)及遺傳物質(zhì)的作用2、遺傳病與優(yōu)生3、基因工程與人類基因組計劃學(xué)情分析與教學(xué)建議：隨著生物學(xué)的興起與現(xiàn)代基因技術(shù)的發(fā)展，各種媒體鋪開蓋地的宣傳（如多莉、人類基因組計劃等）。使學(xué)生對于染色體、DNA和基因有了初步的認識，并具有相當濃厚的興趣。但由于沒有系統(tǒng)的學(xué)習遺傳

2、與變異的知識，學(xué)生的認知往往停留在一個是事而非，模糊狀態(tài)，對DNA、基因缺乏較系統(tǒng)、較準確的認識，甚至有的學(xué)生一聽到基因便認為是好的，或不好的。因此，本課時的教學(xué)主要是利用學(xué)生原來的知識和興趣，拓展并系統(tǒng)化有關(guān)基因和遺傳的知識，使學(xué)生能較為正確的看待目前科技的發(fā)展及市場上對高科學(xué)產(chǎn)品的炒作。并在講授遺傳病和優(yōu)生的知識中，進行人口及素質(zhì)教育。教學(xué)建議：1、本節(jié)內(nèi)容分2課時教學(xué)，最好作如下調(diào)整。第1課時遺傳和變異現(xiàn)象，人體遺傳物質(zhì)與遺傳物質(zhì)的傳遞；遺傳病與優(yōu)生。第2課時 育種與基因工程、人類基因組計劃及基因?qū)е逻M化論的發(fā)展之間以若在遺傳過程中，基因、DNA或染色體發(fā)生了改變，則會導(dǎo)致生物性狀的改變

3、。如遺傳病直接過渡到第3部分；而第1、2課時間的過渡可以遺傳物質(zhì)的改變都是帶來疾病嗎？ 2、“種瓜得瓜，種豆得豆”“龍生龍、鳳生鳳、老鼠生兒打地洞”學(xué)生對于遺傳與變異現(xiàn)象較為熟悉，可以通過舉例那你與父母有哪些性狀相同？或如教科書設(shè)計活動，使學(xué)生真切地體會到遺傳與變異現(xiàn)象是普遍存在的。3、對于人體的遺傳物質(zhì)及遺傳物質(zhì)的傳遞教學(xué)，最好利用圖片或多媒體展示科學(xué)家所作的研究實驗，引導(dǎo)學(xué)生討論，從使學(xué)生分析實驗后確認DNA是遺傳物質(zhì)。（1）具有精子與卵細胞形成的受精卵（實驗去核的海膽中加入球形海膽的核，結(jié)果形成球形海膽；結(jié)論遺傳物質(zhì)可能在細胞核中）（2）同一物種的不同生物個體間，細胞中染色體的數(shù)量和種類

4、幾乎完全相同，性狀也相似；不同物種的生物個體間，細胞中染色體的數(shù)量和種類有一定的差異，性狀也有較大差異。（如果蠅有4對8條染色體；蜜蜂中蜂王與工蜂有16對32條染色體；人類有23對46條染色體；指出男女染色體的異同。最好有圖片）結(jié)論：細胞核中的染色體可能與遺傳有關(guān)。（3）隨著科學(xué)的發(fā)展，人們認識到染色體是由DNA和蛋白質(zhì)組成的，那到底是DNA是遺傳物質(zhì)還是蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)？課件展示：噬菌體侵染細菌實驗與肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗。結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)4、通過視頻或資料介紹基因工程及人類基因組計劃。如太空育種；轉(zhuǎn)基因西紅柿（插入視頻）5、有時間于課內(nèi)或課后布置查閱轉(zhuǎn)基因生物的安全性的作業(yè)，并組織學(xué)生

5、討論對轉(zhuǎn)基因生物的認識。希望能初步學(xué)會如何看等轉(zhuǎn)基因食品及新科技。（如克?。┍尘百Y料：轉(zhuǎn)基因生物的安全性1999年在英國出版的自然雜志上發(fā)表了關(guān)于用轉(zhuǎn)Bt基因玉米的花粉飼養(yǎng)Monarch蝴蝶幼蟲，將幼蟲毒死的報告，引起人們對轉(zhuǎn)基因植物安全性的廣泛討論。一般來說，轉(zhuǎn)基因生物只是將不同種生物來源的基因轉(zhuǎn)入過去不能通過有性雜交進行轉(zhuǎn)移的基因，現(xiàn)在可以通過遺傳操作技術(shù)來實現(xiàn)。實際上用于轉(zhuǎn)基因?qū)嶒灥幕蛟缫汛嬖谟谧匀唤绲哪承┪锓N中。轉(zhuǎn)基因技術(shù)育種與常規(guī)雜交育種只是采用不同的技術(shù)，轉(zhuǎn)基因技術(shù)利用的基因范圍更廣，每次轉(zhuǎn)入少數(shù)幾個基因，而常規(guī)雜交育種利用的基因來源有很大的局限，通過雜交轉(zhuǎn)入的是一大批基因。有關(guān)

6、安全性的一個焦點是轉(zhuǎn)基因植物通過自然擴散或?qū)⒒ǚ蹅饔诮壱吧参?，而?dǎo)致轉(zhuǎn)入的外源基因破壞自然環(huán)境的生態(tài)平衡。比如轉(zhuǎn)抗除草劑或抗蟲的轉(zhuǎn)基因作物，出現(xiàn)抗蟲或抗除草劑的雜草，而對環(huán)境造成影響。實際上，轉(zhuǎn)基因植物和其他轉(zhuǎn)基因生物都有嚴格的使用規(guī)定，而且，為保證人類所需要的來源于動、植物的足夠食品和其他生活用品，人們早就使用化學(xué)藥品來殺滅農(nóng)業(yè)害蟲。這些農(nóng)藥的使用，對環(huán)境造成的危害遠比用轉(zhuǎn)基因植物代替農(nóng)藥的使用大得多。每一個科學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)，如果不恰當?shù)氖褂没驔]有適當?shù)墓芾泶胧?，都有可能帶來一定的危險或危害。在很多國家頒布的轉(zhuǎn)基因植物管理條例中都嚴格規(guī)定了種植轉(zhuǎn)基因植物的有效隔離距離，以便排除轉(zhuǎn)基因植物與

7、周圍環(huán)境中的某些植物傳粉的可能性。1996年7月我國農(nóng)業(yè)部正式頒布了“農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理實施辦法”，使我國轉(zhuǎn)基因植物的田間試驗和商品化生產(chǎn)有法可依。農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理委員會在1997年分別于3月和9月受理了兩批申請，共批準了三種轉(zhuǎn)基因作物進入商品化生產(chǎn)，其中包括延熟保鮮番茄、抗蟲棉和改變花色的矮牽牛。還有，通過培育嚴格不育的轉(zhuǎn)基因生物，以防基因逃逸。例如，中國科學(xué)院武漢水生生物研究所魚類基因工程研究組與中國工程院劉筠院士合作，研制出不育的轉(zhuǎn)“全魚”基因三倍體“863”吉鯉。吉鯉含兩套鯉魚染色體和一套鯽魚染色體，體型優(yōu)美，酷似鯽魚，規(guī)?；B(yǎng)殖實驗結(jié)果證實，“863”吉鯉嚴格不育

8、，不存在任何的基因逃逸現(xiàn)象，人們可及時有效地控制其種群規(guī)模，在推廣養(yǎng)殖上具有生態(tài)和遺傳安全性。轉(zhuǎn)基因植物安全性管理的另一個方面是它們的食用安全性。這方面的評價一般要在指定的實驗室進行嚴格的食品安全檢驗和動物飼養(yǎng)實驗，以確定要測定的轉(zhuǎn)基因植物的食用安全性。其安全的標準是符合“實質(zhì)等同性”，即轉(zhuǎn)基因食品及食品成分是否與目前市場上銷售的傳統(tǒng)食品具實質(zhì)等同性。美國國家自然科學(xué)院的一個專門委員會的結(jié)論說，沒有證據(jù)說明重組DNA技術(shù)以及不相關(guān)生物之間的基因轉(zhuǎn)移有害，轉(zhuǎn)移重組的DNA獲得的轉(zhuǎn)基因生物可能帶來的危險與非遺傳修飾的正常生物是一樣的。什么是人類基因組計劃現(xiàn)代遺傳學(xué)家認為，基因是DNA（脫氧核糖核酸

9、）分子上具有遺傳效應(yīng)的特定核苷酸序列的總稱，是具有遺傳效應(yīng)的DNA分子片段?；蛭挥谌旧w上，并在染色體上呈線性排列?；虿粌H可以通過復(fù)制把遺傳信息傳遞給下一代，還可以使遺傳信息得到表達。不同人種之間頭發(fā)、膚色、眼睛、鼻子等不同，是基因差異所致。    人類只有一個基因組，大約有510萬個基因。人類基因組計劃是美國科學(xué)家于1985年率先提出的，旨在闡明人類基因組30億個堿基對的序列，發(fā)現(xiàn)所有人類基因并搞清其在染色體上的位置，破譯人類全部遺傳信息，使人類第一次在分子水平上全面地認識自我。計劃于1990年正式啟動，這一價值30億美元的計劃的目標是，為30億個

10、堿基對構(gòu)成的人類基因組精確測序，從而最終弄清楚每種基因制造的蛋白質(zhì)及其作用。打個比方，這一過程就好像以步行的方式畫出從北京到上海的路線圖，并標明沿途的每一座山峰與山谷。雖然很慢，但非常精確。    隨著人類基因組逐漸被破譯，一張生命之圖將被繪就，人們的生活也將發(fā)生巨大變化。基因藥物已經(jīng)走進人們的生活，利用基因治療更多的疾病不再是一個奢望。因為隨著我們對人類本身的了解邁上新的臺階，很多疾病的病因?qū)⒈唤议_，藥物就會設(shè)計得更好些，治療方案就能“對因下藥”，生活起居、飲食習慣有可能根據(jù)基因情況進行調(diào)整，人類的整體健康狀況將會提高，二十一世紀的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)將由此奠定。