高中生物《基因突變和基因重組》名師精選教案12新人教版必修2

1、名校名 推薦基因突變和基因重組教材分析本節(jié)在引言部分， 指出生物的變異具有普遍性， 變異可以分為可遺傳變異和不遺傳變異，可遺傳的變異有三種來源。本小節(jié)介紹了基因突變的概念、 意義和特點， 人工誘變在育種上的應用， 以及基因重組的概念和意義， 教材從實例引入基因突變的概念， 是為了便于學生理解抽象的概念。 在介紹基因突變的普遍性、 隨機性、自然突變率低、 有害性和不定向性等特點時， 教材也列舉了具體的實例。 旁欄設置的思考題和小資料，也有助于學生加深對基因突變特點的理解。人工誘變在育種上有重要用途，教材通過介紹我國在誘變育種方面取得的成就，對學生進行愛國主義教育。教學目標知識目標知道：人工誘變在

2、育種上的應用。識記：（ 1）基因突變的概念、特點和意義；（ 2）基因重組的概念和意義。能力目標通過對課本中實例的分析，培養(yǎng)學生歸納總結的邏輯推理能力。情感目標1初步學會用辯證唯物主義觀點來認識生物體和生物界。2通過介紹我國在誘變育種方面取得的成就，對學生進行愛國主義教育。重點落實方案重點1基因突變的概念和特點。2基因重組的概念。落實方案1通過實例加深學生對概念的理解。2讓學生在課前搜集有關在誘變育種上取得的成就，進一步突出重點內容。難點突破策略1名校名 推薦難點基因突變的概念。突破策略通過舉例、放映有關的投影和錄像的方法，讓學生對抽象的概念有一個具體的理解。教具準備投影片、錄像片、投影儀、錄像

3、機、多媒體設備。學法指導本小節(jié)內容為抽象，在教學過程中應采用師生互動，通過實例舉證來理解抽象概念和特點。課時安排2 課時第一課時教學過程導課在前面我們學習了生物的遺傳問題， 了解了性狀為什么會遺傳以及性狀在向后代遺傳時所要遵循的規(guī)律特點。 知道了性狀是由遺傳物質決定的。 性狀的表現(xiàn)除了與遺傳物質有關外，還與外界條件有關。 而且性狀由親代傳遞給子代時， 或多或少都會存在差異， 這就是生物的變異。那么生物的變異又是如何產生的呢？又有什么特點呢？今天我們就來學習生物的變異的有關教學內容。教學目標達成1播映投影片：上圖是一個普通的玉米種子在萌發(fā)長成植株的過程中，水、肥、光特別充足，所結種子大而飽滿，但

4、這樣的種子種下去，結出的是普通種子。下圖是太空椒（普通青椒種子遨游過太空后培育而成） 與普通青椒對比，果實明顯增大， 種植下去， 仍然是肥大果實。2質疑：（ 1）籽粒飽滿的種子與普通種子相比，太空椒與普通青椒相比，性狀有明顯的差異，原因何在？（回答：發(fā)生了變異）（ 2）把籽粒大而飽滿的種子種下去長不出同樣好的種子，而是普通種子；把肥大的太空青椒籽種下去可以結出肥大的青椒。 這些現(xiàn)象說明什么問題？ （回答： 生物的變異有的不能遺傳，有的可以遺傳。 ）3從上述可以看出，生物的變異有這樣兩種類型：可遺傳的變異和不遺傳的變異。我2名校名 推薦們知道生物的表現(xiàn)型與基因型和外界環(huán)境條件有關。像玉米這樣，籽

5、粒大而飽滿是由于水、肥和光充足引起的（也即由外界環(huán)境條件引起） ，這種變異是不可遺傳的。而太空椒遨游過太空， 宇宙輻射改變了其遺傳物質， 因而改變了其性狀， 這個變異性狀是可遺傳的?？蛇z傳的變異是生物變異的主要類型。 它的來源主要由三個方面： 基因突變、 基因重組和染色體變異。4組織學生觀看關于正常紅細胞的基因突變形成鐮刀型細胞貧血癥的錄像。了解基因突變的概念、產生過程及導致生物變異的過程。觀看錄像的同時指導學生思考以下問題：（ 1）正常紅細胞是什么形狀？有什么功能？答：圓餅狀，運輸氧的功能。（ 2）鐮刀型細胞貧血征的紅細胞呈鐮刀狀，對功能的完成有沒有影響？答：有。運氧能力降低，易破裂溶血造成

6、貧血，嚴重時會導致死亡。5投影鐮刀型細胞貧血征病因的圖解，師生共同探求正常紅細胞變成鐮刀型紅細胞的原因?？刂蒲t蛋白質的 DNA上一個堿基對發(fā)生改變， 導致該基因脫氧核苷酸的排列順序發(fā)生了改變， 導致基因結構改變。 因為基因控制生物的性狀， 因此基因結構改變最終導致控制血紅蛋白的性狀發(fā)生改變，紅細胞也就由圓餅狀變?yōu)殓牭稜睢?組織學生討論，引起基因結構改變的原因除堿基對的替換外，還有哪些原因？（從DNA片斷考慮）指導學生寫一DNA片斷，分析說明當DNA中堿基對增加或減少時，也會導致基因結構的改變，進而影響到性狀的表現(xiàn)。也就是說，DNA堿基對的替換、增添和缺失均會引起基因結構的改變， 即基因中脫氧

7、核苷酸順序發(fā)生了改變， 因而遺傳信息也隨之改變，通過轉錄、翻譯形成的蛋白質也就發(fā)生了改變， 性狀自然會發(fā)生改變。 可見，基因結構的改變會使生物發(fā)生變異，也即基因突變造成生物的變異。7教師指導學生總結基因突變的概念。指出基因突變是染色的某一位點上基因的改變。3名校名 推薦基因突變使一個基因變成它的等位基因，并且通常會引起一定的表現(xiàn)型變化。因而會產生一些新性狀。 這些新性狀是生物從未有過的性狀， 因此它是生物變異的根本來源， 也為生物進化提供了最初的原材料。這就是基因突變的意義所在。8放映“基因突變”的投影片（一）：玉米高莖矮莖、普通羊短腿羊、正常人白化病、果蠅長翅殘翅、家鴿羽毛白色灰紅色、正常棉

8、花短果枝。放映“植物個體發(fā)育過程”的投影片（二）；放映“小鼠毛色變化與基因突變關系”的投影片（三）。組織學生邊看投影片邊討論總結基因突變的特點。投影片（一）說明植物、動物、人都可能發(fā)生基因突變，也即基因突變是普遍存在的。這種突變在自然條件下發(fā)生的叫自然突變，在人為條件下誘發(fā)產生的叫誘發(fā)突變。投影片（二）說明基因突變可以發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期和生物體的任何細胞。而且突變發(fā)生越早， 表現(xiàn)部位越多； 反之則相反。 再有一條是只有生殖細胞的突變才會遺傳給后代。然后教師引導學生閱讀第 49 頁的內容，得以結論： （ 1）基因突變率很低，且不同生物的基因突變率、 同一種生物不同的基因突變率均不同。

9、（ 2）基因突變絕大多數(shù)是有害的，但也有少數(shù)有利。 這些涉及到生物與環(huán)境相適應的問題。在此給學生可留一伏筆，為生物與環(huán)境一章打基礎。投影片 （三）說明基因突變是不定向的，一個基因可以向不同方向發(fā)生突變，產生一個以上的等位基因。但是， 每一個基因的突變都只能限定在其相對性狀的范圍內，不會超出限制。以上內容總結起來就是基因突變的特點。教學目標鞏固1生物的變異有兩種：_和 _。前者指 _。后者指 _。答案：可遺傳的變異不遺傳的變異變異現(xiàn)象是由于生殖細胞內的遺傳物質的改變而引起的， 能夠遺傳給后代變異現(xiàn)象是由于環(huán)境因素的影響造成的，并沒有引起生物體內遺傳物質的變化，因而不能夠遺傳下去2可遺傳的變異有三

10、種來源：_、_、 _。答案： 基因突變基因重組染色體變異3基因突變是指_，通過基因突變使一個基因變成它的_，并且通常會引起一定的 _。答案： 染色體的某一位點上基因的改變等位基因表現(xiàn)型變化4名校名 推薦4基因突變的意義是_。答案： 生物變異的根本和主要來源，為生物進化提供了最初的原材料5基因突變有以下特點： （ 1）_；（2）_；（3）_；（4）_；（ 5）_。答案： 普遍性隨機性 低頻性多害少利性不定向性布置作業(yè)461、 3，三、 1。P 復習題：一，二、結課這節(jié)課我們主要掌握的內容有基因突變的概念和基因突變的特點?；蛲蛔兪怯捎?DNA分子中發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變而引起的基因結構改變

11、。基因突變的特點有： 普遍性、隨機性、突變率低、多害少利、不定向性。板書設計第四節(jié)生物的變異變異：不遺傳變異和可遺傳變異基因突變基因重組可遺傳變異的來源染色體變異一、基因突變和基因重組（一）基因突變1概念：由于DNA分子中發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變而引起的基因結構的改變。2意義：3特點：（ 1）普遍性自然突變、誘發(fā)突變（ 2）隨機性（ 3）突變率低（ 4）多數(shù)有害（ 5）不定向性第二課時5名校名 推薦教學過程導課上節(jié)課我們學習了基因突變的概念、 意義和特點。 明確性狀變異是由于基因突變。 請大家回答基因突變具體有哪些特點？（回答略）放映投影片：如棉花短果枝、雞腳葉，水稻矮稈、糯葉，果蠅的白眼

12、、殘翅，人的白化病、色盲。這些基因突變如果是在自然條件下發(fā)生的叫自然突變；在人為條件下誘發(fā)產生的叫誘發(fā)突變。 那誘發(fā)突變的人為條件是什么？我們知道基因突變大多是有害的， 為什么要人工誘發(fā)突變？這有什么用呢？今天我們接著來學習下面一個內容人工誘變在育種上的應用。教學目標達成1閱讀書第50 頁，畫出人工誘變的概念：人工誘變就是在人工條件下誘導基因發(fā)生突變。人工條件有兩種：物理方法包括 X 射線、紫外線、激光等；化學方法有亞硝酸、硫酸二乙酯等。應用這些方法怎樣去處理生物使之發(fā)生基因突變呢？產生的這些突變又有什么用呢？下面讓我們看一段錄像片， 這是我國科學工作者用人工方法處理農作物發(fā)生基因突變的一段內

13、容?？戳虽浵衿?， 大家清楚了怎樣用各種射線和化學物質去處理生物，也看到了生物突變的具體性狀的表現(xiàn)了。讓學生說明這些方法誘導基因突變有什么好處？回答：可提高突變率，創(chuàng)造人類需要的突變類型，從中選育出優(yōu)良新品種。2通過人工誘導方法培育出的農作物新品種，具抗病力強、產量高、品質好等優(yōu)點。例如， 黑龍江農科院用輻射方法處理大豆， 培育成黑農五號大豆品種， 含油量比原來的品種提高了 2.5%，大豆產量提高了 16%。大家看書第 52 頁圖，太空椒就是利用宇宙空間強烈輻射而發(fā)生基因突變培育的新品種。人工誘變不僅在農作物育種上起作用，在微生物育種上也發(fā)揮了重要作用，如青霉素，最初產量為 20 單位 /mL，

14、后經人們多次用射線等綜合處理， 目前產量已是 5000060000 單位 /mL 了，可見人工誘變對生物育種起著巨大作用。因此我們研究基因突變確實有很重要的應用價值。3生物變異不只是由基因突變引起的，基因重組也會造成生物變異?；蛑亟M造成的生物變異是在什么情況下發(fā)生的呢？又有什么特點呢？接下來我們就來學習基因重組。什么是基因重組呢？基因重組是控制不同性狀的基因重新組合。 我們在前面學習自由組合定律時已經接觸過這方面的知識。請同學們回憶一下，黃色圓粒與綠色皺粒作親本雜交，產生后代的過程。放映投影片：6名校名 推薦讓學生看投影，分析：F2 中除黃色圓粒、綠色皺粒外，還有兩種親本所沒有的新性狀：黃色

15、皺粒、綠色圓粒，這兩種性狀與親本相比是不是變異性狀？它們又是如何產生的呢？（是。在F1 減數(shù)分裂形成配子時，控制不同性狀的基因自由組合形成的。）讓學生畫出以上過程的染色體圖，總結出：基因重組可以發(fā)生在減數(shù)分裂形成配子時，非同源染色體上的非等位基因的自由組合的過程中。4由上述可見，基因重組是發(fā)生在有性生殖的過程中。在有性生殖的過程中， 由于父本和母本的遺傳物質不同， 當兩者雜交時， 基因重新組合，就使子代產生了變異。這就是基因重組造成的變異。5請學生閱讀P45。并與學生共同討論分析：基因重組引起的變異有什么特點？為什么？（特點：非常豐富。原因：父本和母本遺傳物質基礎不同，自身雜合性越高，二者遺傳

16、物質基礎相差越大，基因重組產生的差異可能性也就越大。）例如，具10 對相對性狀的親本進行雜交，若只考慮自由組合引起的基因重組，F(xiàn)2可能出現(xiàn)的表現(xiàn)型就有 210 1024 種。而在生物體內尤其是高等動植物體內控制性狀的基因數(shù)目是非常巨大的， 由同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換引起的基因重組在自然界也十分常見。 如果把這些因素都考慮在內，那么生物通過有性生殖產生的變異就更多了。豐富多彩的變異形成了生物多樣性的重要原因之一。因此對生物進化具有十分重要的意義。教學目標鞏固1人工誘變是指_。答案： 在人工條件下誘導基因發(fā)生突變2人工誘變的條件有哪些？答案： 有兩種。物理方法包括 X 射線、紫外線

17、、激光等；化學方法有亞硝酸、硫酸二乙酯等。3基因重組是指 _，它是通過 _過程實現(xiàn)的， 主要有 _和 _兩種類型。答案： 控制不同性狀的基因重組合有性生殖自由組合交叉互換4舉出幾個基因重組引起生物變異的例子。7名校名 推薦答案： 略。5玉米的非糯性、糯性分別由基因 W、 w 控制，基因型為 WW的玉米經輻射處理后，變成為 W基因型的玉米，這種變異屬于 _，這種培育新品種的方法稱為 _，其優(yōu)點是 _。答案： 基因突變誘變育種提高突變率，創(chuàng)造新類型，培育新品種6下列變異中，屬于基因突變的是（）人類的色盲無籽西瓜果蠅的白眼小黑麥無籽番茄棉花中的短果枝ABCD答案： B布置作業(yè)P46 復習題：二、2、

18、 4，三、 2。結課我們用兩課時學習了可遺傳變異的來源中的兩種： 基因突變和基因重組。 知道了變異的兩種類型及其來源。請大家一起歸納總結一下：基因突變和基因重組引起的變異有什么區(qū)別？（ 1）基因突變是基因內部結構的改變，它能產生新的基因。其過程發(fā)生于DNA復制時，特點是：普遍性、隨機性、低頻性、多害少利性、不定向性。（ 2）基因重組是控制不同性狀的基因重新組合，不產生新基因，可形成新的基因型。其過程發(fā)生在有性生殖過程中，特點是非常豐富。還應該注意把理論知識應用于實踐中，特別要注意了解人工誘變在育種上的應用。課本 P45 最后一段以小字方式簡要介紹了“重組DNA技術”，同學們也應稍加了解。板書設

19、計第四節(jié)生物的變異4人工誘變在育種上的應用（ 1）人工誘變的概念、方法（ 2）人工誘變的優(yōu)點（ 3）我國在人工誘變方面的成果8名校名 推薦（二）基因重組1概念：控制不同性狀的基因重新組合2類型：基因自由組合基因交叉互換3特點：非常豐富4意義：（ 1）為生物變異提供了極其豐富的來源。（ 2）是形成生物多樣性的重要原因之一。（ 3）對于生物進化具有十分重要的意義。5重組 DNA技術備課資料一、納米科技在生命科學領域的應用1納米科學技術（Nanotechnology ）納米科學技術 （ Nanotechnology ）是 20 世紀 80 年代初迅速發(fā)展起來的新的前沿科研領域， 1990 年在美國巴

20、爾的摩召開的第 1 屆國際納米科學技術會議，正式標志著納米科學的誕生。納米（ nanometer ）是一種計量單位，即為毫微米， 通常用 nm表示。它特指粒徑為1100nm（ 1 nm10 9 m）的顆粒，大約相當于人發(fā)直徑的10 萬分之一。納米科學是指研究在 0.1100 nm （納米）尺寸范圍內物質具有的物理、化學性質和功能的科學， 它既不是化學，也不是物理和生物，而是一門學科交叉的高新技術學科，它包括納米生物學、納米電子學、納米化學、納米材料學和納米機械學等新興學科。而納米科技是指一種用單個原子、 分子制造物質的科學技術，它以納米科學為理論基礎，進行制造新材料、新器件，研究新工藝。納米技

21、術包括納米材料的制備技術、納米顆粒表面的控制、 改性和修飾技術，以及把納米材料應用到各個領域和各種產品上的關鍵技術。事實上，世界上早就有納米顆粒存在，只是到 20 世紀 80 年代，科學家才驚奇地發(fā)現(xiàn)，由幾個到幾千個原子組成的納米顆粒既不同于宏觀的大塊物體，也不同于單個的原子和分子，而是一個頗具“個性” 的奇特的群體。 納米技術使人工可以在分子的層次上進行不同的組裝。 此后，關于納米材料的制備方法、 性能及應用研究逐漸引起了各國科學家和政府的高度重視。美國國家科學基金會的納米技術高級顧問米哈伊爾羅科預言：“由于納米技術的出現(xiàn)，在今后 30 年中，人類文明所經歷的變化將會比剛剛過去的整個20 世

22、紀都要多得多。 ”美國科學技術委員會剛把“啟動納米技術的計劃看作是下一次的工業(yè)革命的核心”。2納米科技在生命科學領域的應用納米科技日益滲透到生命科學領域，與生物高科技聯(lián)袂。人們已經認識到，納米技術與其說是為人類提供更為豐富的精密、精細的產品， 更重要的是建立了一種新的思維方式。納9名校名 推薦米在農業(yè)和醫(yī)學上的應用， 將會迅速改變農業(yè)和醫(yī)學的面貌， 對社會生產力的發(fā)展產生深遠的影響，并有可能從根本上解決人類面臨的重大問題如：糧食、健康、環(huán)境、能源等，最直接地顯示出納米對人類生活的革命性的影響。（ 1）納米生物學 （ nanobiology）納米生物學是在納米尺度上應用生物學原理解決和發(fā)現(xiàn)新的現(xiàn)

23、象， 研究細胞內部各種細胞器的結構和功能、細胞內部、 細胞內外之間以及整個生物體的物質、 能量和信息交換。納米科技的最終目的是制造分子機器，而分子機器的啟發(fā)來源于生物體系中存在的大量的生物大分子，它們被費曼等人看作是自然界的分子機器。從這個意義上說， 納米生物學應該是納米科技中的一個核心領域。利用 DNA和某些特殊的蛋白質的特殊性質， 有可能制造出分子器件。 目前研究的熱點在分子馬達、 硅神經細胞體系和DNA相關的納米體系與器件。利用納米技術，人們已經可以操縱單個的生物大分子。這被認為是有可能引發(fā)第 2 次生物學革命的重要技術之一。納米生物學的研究集中在下列方面：利用新興的納米技術來解決和研究

24、生物學問題。 在納米尺度上了解生物大分子的精細結構及其與功能的聯(lián)系，這不僅是納米生物學也是整個現(xiàn)代生物學發(fā)展的基礎。在納米尺度上獲取生命信息，特別是細胞內的各種信息。遺傳物質DNA的研究是一個突破口， 這方面的研究在形貌觀察、特性研究和基因改造3 個方面有不少進展。獲取生命信息的方法是首先獲得細胞膜和細胞器表面的結構信息，用亞微米掃描質子探針（SPM）測定元素成分的信息，用微感器和納米傳感器（nanosenser ）獲取各種生化反應的化學信息和電化學信息。腦功能的研究。 研究工作目標是弄清人類的記憶、 思維、語言和學習這些高級神經功能和人腦的信息處理功能。仿生學的研究。仿生學是納米技術中有希望

25、獲得突破性成果的部分，這也是納米生物學的熱門研究內容。納米機器人（nanorobot ）的研制近來取得不少成果。第1 代納米機器人是生物系統(tǒng)（如酶等）和機械系統(tǒng)（如齒輪等）的有機結合體。這種技術的誘人應用是將這種多功能的微型機器人注入人體血管內，他可做全身健康檢查，疏通腦血管中的血栓，清除心臟動脈脂肪沉積物，甚至還能吞噬病毒，殺死癌細胞。 紐約大學的1 個實驗室最近制造了這樣 1 個機器人。 研究人員認為， 將來納米級機器人可遨游人體微觀世界，隨時清除人體中的一切有害物質，激活細胞能量， 使人不僅僅保持健康，而且延長壽命。設想的第2 代納米機器人應當是能直接從原子、分子裝配成有一定功能的納米尺

26、度的裝配裝置，一個直接借鑒的例子是細胞中的核糖體，它可以按DNA和 RNA傳遞的編碼信息生產特定功能的蛋白質。第 3 代納米機器人則將是含有鈉電子計算機的、可人機對話并具有自身復制能力的納米裝置。那時人類的勞動方式將徹底改變，勞動的主體人將得到完全解決。納米結構自組裝的研究， 利用生物大分子制造分子器件， 模仿和制造類似生物大分子的分子機器。復雜微型機電系統(tǒng)制造中，很大的難題是系統(tǒng)中各部件的組裝，系統(tǒng)越先進、越復雜，組裝的問題也越難解決。自然界各種生物、生物體內的蛋白質、 DNA、細胞等都是極為復雜的結構， 它們的生成、 組裝都是自動進行的。 如能了解并控制生物大分子的自組裝原理，人類對自然界

27、的認識和改造必然會上升到一個全新的更高的水平。（ 2）納米生物醫(yī)藥學納米技術不僅在電子學、材料學、機械學等領域產生巨大作用，超細納米技術還將在醫(yī)藥領域發(fā)揮重要作用。納米粒子具有超微小體積，能被細胞吸收， 可以通過人體最小的毛細血管，還可以通過血腦屏障。這些特有的性質，使其在藥物和基因輸送方面具有許多優(yōu)越性：可緩釋藥物， 從而延長藥物作用時間；可達到靶向輸送的目的；可在保證藥物作用的前提下，減少給藥劑量， 從而減輕或避免毒副反應；可提高藥物的穩(wěn)定性，有利于儲存；可保護核苷酸，防止其被核酸酶降解；可幫助核苷酸轉染細胞，10名校名 推薦并起到定位作用；可以建立一些新的給藥途徑。這都是其他輸送體系無法

28、比擬的。所以，納米控釋系統(tǒng)是一非常有前途的控釋系統(tǒng)，其研究會越來越深入，用途也會越來越廣泛。超細納米技術在醫(yī)藥領域的應用與展望主要有以下方面：納米級粒子使藥物在人體內的傳輸更為方便，用數(shù)層納米粒子包裹的智能藥物進入人體后可主動搜索并攻擊特定細胞或修補損傷組織。例如，對付癌癥的“納米生物導彈”，這一專門針對癌癥的超細納米藥物， 能將抗腫瘤藥物連接在磁性超微粒子上，定向殺死癌細胞。其次是治療心血管疾病的“納米機器人”，用特制超細納米材料制成的機器人，能進入人的血管和心臟中，完成醫(yī)生不能完成的血管修補等“細活”，必要時還可用它直接進行治療。用納米技術診斷早期肝癌。納米技術用于早期診斷，要以發(fā)現(xiàn)直徑3

29、 mm以下的肝腫瘤，這對肝癌的早期診斷、 早期治療有著十分重要的意義。中國醫(yī)科大學第二臨床學院放射線科專家陳麗英教授與一些科研院所合作，把納米級微顆粒應用于醫(yī)學研究，經過 4 年的努力，已完成了超順磁性氧化鐵超微顆粒脂質體的研究課題，從而開創(chuàng)了納米技術在肝癌診斷方面的應用。用納米技術研制開發(fā)新型抗菌素。從最近召開的我國首屆納米生物醫(yī)藥研討會獲悉，我國已成功地研制出納米級的新一代抗菌藥物，而且實現(xiàn)了產業(yè)化。 這標志著我國納米材料在醫(yī)藥領域的應用達到世界先進水平。這種直徑只有25 nm的棕色納米抗菌顆粒，經中國科學院微生物研究所、中國醫(yī)學科學院、中國預防醫(yī)學科學院等權威機構檢測，對大腸桿菌、金黃色

30、葡萄球菌等致病微生物均有強烈的抑制和殺滅作用，同時還具有廣譜、 親水、環(huán)保等多種性能。 由于納米抗菌藥物采用純天然礦物質研制而成，所以使用時也不會使細菌產生耐藥性。 另外，納米抗菌藥物經中國軍事醫(yī)學科學院的臨床應用表明，即使用量達到臨床使用劑量的 4000 多倍，受試動物也無中毒表現(xiàn)。以這種抗菌顆粒為原料藥，科學家成功地開發(fā)出創(chuàng)傷貼、潰瘍貼等納米醫(yī)藥類產品，并已投入批量生產。用納米材料開發(fā)新型藥物輸送系統(tǒng)，這種輸送系統(tǒng)是由一種內含藥物的納米球組成的，納米球外面有一種保護性涂層， 可在血液中循環(huán)而不會受到人體免疫系統(tǒng)的攻擊， 如果使其具備識別癌細胞的能力，就可直接將藥物送到癌變部位，而不會對健康

31、組織造成損害。用納米技術制造的“芯片實驗室” 可對血液和病毒進行檢測，幾分鐘即可獲得檢測結果。在人工器官外面涂上納米粒子可預防移植后的排異反應。對傳統(tǒng)的名貴中草藥進行超細開發(fā)，極大提高藥物的療效。納米技術在新世紀將推動信息技術、醫(yī)學、環(huán)境科學、自動化技術及能源科學的發(fā)展，就像抗生素、集成電路和人造聚合物在 20 世紀發(fā)揮了重要作用一樣，納米技術在新世紀將給人類的生活帶來深遠影響。二、突變與癌癌在人體各部分都可能發(fā)生，它的種類很多， 據(jù)目前所知已超過100 種。癌細胞分裂得比正常細胞快， 當失去約束時可無限分裂下去， 而且核內染色體可以多次復制， 細胞質里的紡錘絲可以形成多極， 一次分裂的結果可

32、以產生多個子細胞， 最終長成一個腫瘤。 如果不切除或化療抵制，便會無限制地生長，向人體奪取養(yǎng)分，使人體消瘦衰竭，最終導致死亡。此11名校名 推薦外，癌細胞還有幼嫩、不成熟、容易離散等特點，離散后的幼嫩癌細胞會隨淋巴液和血液循環(huán)在體內游走， 穿入到各種組織器官中，很快地分裂繁殖， 形成新的癌腫， 這就是轉移以后，更難于早期發(fā)現(xiàn)和根治。關于癌細胞產生的原因，科學上還沒有一致的見解。例如認為病毒是致癌的一種因素，近年來已有不少報導。但大多數(shù)的意見認為，許多癌癥的起因是體細胞突變。支持這一理論的論據(jù)之一是已知能誘發(fā)基因突變的所有化學誘變劑幾乎都是致癌物質，已知能誘發(fā)基因突變的物理因素已都是致癌的。例如

33、煤瀝青里一些化學物質經常接觸皮膚，能引起皮膚癌； 在大劑量苯中毒時能誘發(fā)白血?。ㄑ?；吸煙是引起肺癌的原因之一。經常接觸放射性化合物或從事放射性工作的， 白血病、 骨髓癌的發(fā)病率都較高。 體細胞突變致癌理論的論據(jù)之二是癌癥的發(fā)病率隨年齡的增長而增長，因此它可能是積累了幾種有害突變的結果。例如有的基因突變可能產生在控制細胞正常分裂的結構基因或調節(jié)基因上，使細胞分裂不受拘束；有的基因突變可能引起細胞膜缺陷，使致癌物質有更多的機會進入細胞，從而增加突變的積累；有的基因突變可能涉及細胞中DNA的修復系統(tǒng)，使 DNA偶然發(fā)生的堿基變化， 不能切除修復，也容易產生癌細胞。因此，加強環(huán)境保護，消除環(huán)境污

34、染，及時檢查可疑的致癌物質，并加以防除，對放射性工作加強安全保護等，都可以降低癌癥的發(fā)病率。三、基因突變引起的幾類表現(xiàn)變異（一）形態(tài)突變型泛指外型改變的突變型，或可稱為可見突變。如：植物的株高，籽粒的大小、色澤，果蠅的眼色與翅形，以及細胞和菌落的形態(tài)顏色等。（二）致死突變型引起個體死亡或生活力明顯下降的突變型。通常一個隱性致死突變基因可以在二倍體生物中以雜合狀態(tài)存在。 當純合狀態(tài)或不具有正常的顯性等位基因時， 便將導致死亡。 如白化基因 b，純合時引起高等植物形成白化苗，因不能形成葉綠素，不能進行光合作用而死亡。（三）條件致死突變型在一定條件下表現(xiàn)致死效應，在另外條件下可以存活的類型。如 T4

35、 噬菌體的溫度敏感突變型，在 25下能在宿主 E coli 細胞內生活，而在 42時是致死的。（四）生化突變型無形態(tài)表現(xiàn)而某種特定生化功能改變的類型， 其中最常見的是營養(yǎng)缺陷型， 它從原來在基本培養(yǎng)基上正常生活， 變成必須加某些物質，如氨基酸、維生素等才能生活，說明它們失去了合成這些物質的特性， 細菌等的抗藥性也屬于這種情況。 實際上， 基因是通過生物體內生化過程的變化而發(fā)揮作用的，所以，廣義說來，各種基因突變都可以理解為生化突變。四、基因突變的意義1基因突變在生物進化中具有重要的意義，是生物變異的根本來源，為生物進化提供了最初的原材料。12名校名 推薦2利用基因突變來育種，也是改造生物的重要

36、途徑。應用誘變因素培養(yǎng)優(yōu)良菌種在微生物選種中成效最為突出。最初的青霉菌是1943 年從一個發(fā)霉的甜瓜上取來的，是野生型，青霉素產量很低。后來從自然突變中選出一個新品種，產量提高了一些。以后又交替使用X射線和紫外線照射，又用芥子氣和乙烯亞胺處理來誘發(fā)基因突變，選得的突變菌株產量大大提高。目前青霉素能夠成為廣泛應用的大眾化藥品，可以說是人工誘變的功勞。在栽培植物方面，用物理因素和化學因素引起突變，已培育出許多優(yōu)良品種。例如，用射線處理秈稻種子，選出提早成熟15 天的新品種，而豐產性狀仍舊保留下來。一般米粒的蛋白質含量不高， 而且所含的蛋白質較多地分布在米粒的外層， 在碾成白米時， 多已喪失?，F(xiàn)在用

37、誘發(fā)突變的方法， 得到新的水稻品種， 不僅提高了米粒中蛋白質的含量， 而且蛋白質分布在整個米粒中， 所以碾成白米后， 米粒中蛋白質的喪失較少。 諸如此類的例子是很多的。近年來，我國在這方面發(fā)展特別快，成效也很顯著。在果樹和花卉育種中。還常常利用芽變（就是在芽中有一個細胞變異），由這個突變細胞發(fā)育成新芽， 再從這個芽長成枝條，其中許多細胞都帶有這個突變，用這個枝條就可繁育出一個突變品系。許多果樹（如溫州蜜柑）和多年生花卉（如各種名貴菊花）的品種，就是這樣選出來的。五、轉基因技術與新型農作物轉基因農作物具有多種全新優(yōu)良品質， 其特征是采用生物工程技術將一個物種基因嵌入另一個物種中，現(xiàn)行的基因工程的

38、方法的主要步驟如下：1首先選擇所需特性的DNA片斷，以便將它導入農作物中。然后將稱為細胞質遺傳體的螺旋體DNA 鏈從土壤細菌中抽取出來，再把細胞質遺傳體環(huán)剪開，以便將所需特性DNA片斷嵌入環(huán)中，并把再造細胞質遺傳體環(huán)移回土壤細菌中。2例如改造西紅柿，就將一片西紅柿葉浸入這種土壤細菌溶液中以利土壤細菌與西紅柿細胞親合。這樣就將改變的細胞質遺傳體轉移到植物細胞DNA鏈中。3一旦外源DNA被移植到農作物細胞核中，它便成為該植物染色體成分。4研究人員繼而培植該植物細胞，直至它分裂并生成新型植物。與此同時，新生植物就帶有為其基因編碼的外源 DNA。5含有全新特性的植物就可以入土栽培了。自從美國農業(yè)人員紛

39、紛采用首批上市的生物工程技術改良農作物品種以來，研究人員還在研制其他可以大大改進農作物品質且有保健醫(yī)療功效和出產優(yōu)質纖維的農作物。例如：抗除草劑農作物：1996 年孟山都生物技術公司開始上市銷售基因改良大豆，這種新型大豆具有抵抗該公司出產的一種常用除草劑的能力。孟山都和霍甲斯特公司合作還推出了抗草劑玉米。用轉基因技術得到新的生物改良飼料。不久人們可以給家禽和奶牛喂食生物改良飼料，以便為人類提供更優(yōu)良的蛋白質并幫助動物吸收磷。 生物改良飼料既能降低飼料成本， 又能減少動物糞便中磷含量，因而既能提高經濟效益，又有利于保護生態(tài)環(huán)境。13名校名 推薦六、典型例題分析例 1生物變異的主要來源和生物進化的

40、主要因素是（）A基因重組B基因突變C染色體變異D環(huán)境變化分析：基因重組是原有基因重新組合， 導致后代發(fā)生變異； 染色體結構變異和數(shù)目變異，可使遺傳物質（包括基因）增加或減少，但不能改變遺傳物質分子結構，不產生新基因。只有基因突變才能改變遺傳物質的 DNA的分子結構， 產生新基因， 是生物變異的主要來源和生物進化的主要因素。答案： B例 2基因 A 與 a1、 a2、 a3 之間的關系如上圖示，該圖不能表示（）A基因突變是不定向的B等位基因的出現(xiàn)是基因突變的結果C正?；蚺c致病基因可以通過突變而轉化D這些基因的轉化遵循自由組合定律分析： 該圖表示基因突變的不定向性（多方向性），原因是復制過程中，

41、差錯可能出現(xiàn)在基因的兩條鏈上的任何一個部位。等位基因（A、 a1、 a2、 a3 互稱等位基因） ，并通過突變相互轉化。由于本圖指某個基因位點的突變情況，與自由組合規(guī)律無關。答案： D例 3人類鐮刀型細胞貧血征是基因突變引起的。（ 1）由于病人的血紅蛋白分子的一條多肽鏈上，有一個氨基酸發(fā)生了改變，這就是血紅蛋白分子的一條多肽鏈上，一個谷氨酸被一個_所代替（ ）A亮氨酸B賴氨酸C色氨酸D纈氨酸（ 2）為什么會產生氨基酸分子的改變呢？關鍵是由于控制合成血紅蛋白分子的遺傳物14名校名 推薦質 DNA的堿基序列發(fā)生了改變，CTT變成了（）A CTTB CATC CGTD CUT分析：人類鐮刀型細胞貧血

42、征的發(fā)病機理是基因突變引起的。 即在復制時控制合成血紅蛋白分子的遺傳物質 DNA的堿基發(fā)生了改變， 由 CTT CAT，從而導致血紅蛋白分子的一條多肽鏈上的谷氨酸被纈氨酸所代替， 使血紅蛋白結構改變， 功能也隨之改變， 造成鐮刀型細胞貧血征。答案：（ 1） D（ 2） B例 4等位基因的產生，發(fā)生在（）A突變過程中B重組過程中C染色體變異過程中D可遺傳變異過程中分析：基因突變是不定向性的， 一個基因可以向多個方向發(fā)生突變， 形成一個以上的等位基因。突變形成的基因之間可以互稱等位基因。答案： A例 5卵原細胞在進行DNA復制時，細胞中不可能出現(xiàn)的是（）A解旋B蛋白質合成C基因突變D基因重組分析：

43、 基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的后期，等位基因隨同源染色體的分開而分離，非等位基因隨著非同源染色體自由組合而自由組合。答案： D例 6中國青年科學家陳大炬成功地把人的抗病毒干擾基因“嫁接”到煙草的DNA分子上，可使煙草獲得抗病毒的能力，形成轉基因產品，試分析回答：（ 1）人的基因之所以能接到植物體內，原因是_。（ 2）煙草具有抗病毒能力，這表明煙草體內產生了 _，這個事實說明，人和植物共同有一套 _，蛋白質的合成方式 _。15名校名 推薦（ 3）該工程運用于實踐，將給農業(yè)、醫(yī)藥等諸多領域帶來革命，目前已取得了許多成就，請你列舉你所知道或你所設想該工程的三個具體實例。（ 4）有人認為，轉基因新產

44、品也是一把雙刃劍，有如水能載舟也能覆舟，甚至可能帶來災難性的后果， 你是否支持這一觀點？如果支持， 請你舉出一個可能出現(xiàn)的災難性后果的實例。分析： 該題是以生物新成就為新信息的遷移題，根據(jù)提供的信息結合課本知識，人的DNA分子結構組成與植物 DNA結構組成是相同的，是實現(xiàn)基因片斷轉移拼接的結構基礎。煙草具有了抗病毒能力， 證明了人抗病毒干擾基因 “嫁接” 在煙草 DNA上獲得成功并得以表達，產生了抗病毒干擾素（一種蛋白質） ，這個事實說明了人和植物共有一套遺傳密碼，蛋白質合成方式相同。 （ 3）（ 4）是半開放題，是轉基因技術在生活、生產上的運用，考查學生的創(chuàng)新能力和對新技術的評價能力。答案：

45、（ 1）人與植物DNA結構組成相同（ 2）抗病毒干擾素遺傳密碼相同（3）將抗病毒基因嫁接到水稻中， 形成抗病毒水稻新品種， 將人的血型基因移入豬體內， 培育有人血的豬； 將干擾素基因移入細菌體內， 培育出能產生干擾素的細菌。 （ 4）用于改良作物的抗不良環(huán)境的基因引入雜草，就將難以控制雜草。例 7航天育種就是農業(yè)和航天業(yè)在科技上結合的產物。它的育種原理是充分利用了空間環(huán)境具有的強宇宙射線輻射， 高真空， 失重等綜合因素的有利條件。 當這些因素共同體作用于 DNA分子時， 可使 DNA分子外圍的電子激活， 結果造成 DNA分子堿基的突變， 或者引起染色體的缺失、 倒位、易位、重復等畸變， 從而對植物種子產生誘變作用， 獲得優(yōu)良品種。（ 1）紫外線對DNA的損傷，主要是（）A使堿基脫氨基B使嘌呤烷化C脫嘌呤作用D形成嘧啶二聚體（ 2）下列哪種波長最能有效地誘發(fā)基因突變（）A 2600 nmB 260 nmC 280 nmD 280A（ 3）把“和平號”實驗室內的植物種子，帶回地球種植，產量和營養(yǎng)成分都有明顯的優(yōu)勢。植物的這種變異來源于 _，原因是 _。分析：紫外線作用于DNA分子時，主要是形成了胸腺嘧啶二聚體，因而阻礙雙鏈的分開，下一步的復制以及堿基的正常配對和腺嘌呤的正常摻入， 因而導致了突變。 紫外線的波長在 260 nm 范圍左右。由它產