高中生物必修二《遗传密码的破译》优秀教案。

作为杰出的教学工作者，能够保证教课的顺利开展，教师要准备好教案，这是教师的任务之一。教案可以让学生们能够在上课时充分理解所教内容，使教师有一个简单易懂的教学思路。那么如何写好我们的教案呢？下面的内容是小编为大家整理的高中生物必修二《遗传密码的破译》优秀教案，欢迎阅读，希望您能阅读并收藏。

高中生物必修二《遗传密码的破译》教案设计

1.教学目标

1.知识与技能

（1）说出遗传密码的阅读方式。

（2）说出遗传密码的破译过程，包括伽莫夫的三联体推断，克里克的实验证据，尼伦伯格和马太的蛋白质的体外合成实验。

2.过程与方法

（1）感受和重温科学家的思维历程。

（2）类比的学习方法。

3.情感态度与价值观

（1）对科学家那种敏锐、大胆、睿智和创新的精神还有那种巧妙的构思表达敬佩。

（2）认同遗传密码的破译对生物学发展的重要意义。

2.教学重点/难点

●教学重点

遗传密码的破译过程，引导学生感受这种思维过程并产生与科学家的思维共鸣。

●教学难点

1.克里克的T4噬菌体实验。

2.尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验。

3.教学用具

多媒体

4.标签

生物,教案

教学过程

［情境创设］

在第1节我们学习了有关基因指导蛋白质合成的过程，我们知道了核酸中的碱

基序列就是遗传信息，翻译实际上就是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列，那碱基序列与氨基酸序列是如何对应的呢？就是通过密码子。（呈

现密码子表）

现在大家已经十分清楚了这些遗传密码，而当时是经过许多科学家艰辛的思考

和探索，最后被几个年轻人的富有创新的实验才破译的，这个过程充满了思维

的智慧。那这些遗传密码是怎样被破译的呢？让我们重新重温一下这段科学史，追寻科学家探索的足迹，对我们的思维会有好的启迪作用的。

［师生互动］

1.研究背景

在孟德尔遗传规律于1900年被再次证实之后，许多科学家投入到遗传问题的研究上来，试图揭示基因的本质和作用原理。

1941年比德尔（G.Beadle）和塔特姆（E.Tatum）的工作则强有力地证明了基

因突变引起了酶的改变，而且每一种基因一定控制着一种特定酶的合成，从而

提出了一个基因一种酶的假说。人们逐步地认识到基因和蛋白质的关系。

“中心法则”提出后更为明确地指出了遗传信息传递的方向，总体上来说是从DNA→RNA→蛋白质。那DNA和蛋白质之间究竟是什么关系？或者说DNA是如何

决定蛋白质？这个有趣而深奥的问题在五十年代末就开始引起了一批研究者的

极大兴趣。

1944年，理论物理学家薛定谔发表的《什么是生命》一书中就大胆地预言，染

色体是由一些同分异构的单体分子连续所组成。这种连续体的精确性组成了遗

传密码。他认为同分异构单体可能作为一般民用的莫尔斯电码的两个符号：“·”“—”，通过排列组合来储存遗传信息。

那什么是莫尔斯电码呢？我们来看下面的资料：

莫尔斯电码，是由美国画家和电报发明人莫尔斯于1838年发明的一套有“点”和“划”构成的系统，通过“点”和“划”间隔的不同排列顺序来表达不同的

英文字母、数字和标点符号。1844年在美国国会的财政支持下，莫尔斯开设了

从马里兰州的巴尔地摩到美国首都华盛顿的第一条使用“莫尔斯码”通信的电

报线路，1851年，在欧洲国家有关方面的支持下，莫尔斯码经过简化，以后就

一直成为国际通用标准通信电码。电报的发明、莫尔斯码的使用改变了人类社

会的面貌。随着社会的进步、科学的发展，有更先进的通信方式在等待着我们

使用，但电报“莫尔斯”码通信在业余无线电中占有重要的地位。国际电信联

盟制定的“无线电规则”中明确指出：任何人请求领取使用业余电台设备执照，都应该证明其能够准确地用手发和用耳接收“莫尔斯”电码信号组成的电文。

虽然今天计算机技术给自动或半自动收发电报创造了条件，但每一位真正的爱好者仍必须并且也可以通过自我训练掌握人工收发报技术。莫尔斯电码本身并

无机密可言，它仅仅只是一种工具。

·：短音念作“滴（di）”

—：长音念作“答（da）”

请根据莫尔斯电码表，将书本中问题探讨中的那段电文译成英文。

（学生：翻译后是：wherearegeneslocated）

你能用莫尔斯电码来回答这个问题吗？

（学生：—··/—·/·基因位于DNA上）

很好，我们通过莫尔斯电码大致体验了“翻译”的过程，无论从电文译成英文

还是从英文译成电文都离不开莫尔斯密码表，而我们知道后来被确认的蛋白质

的合成过程中也正是有类似这样的密码子。

而当时遗传物质的化学本质是尚未明确的，十年后DNA双螺旋模型才得以建立，在这样的背景下能将遗传信息设想成一种电码式的遗传密码形式，实在是一种

超越时代的远见卓识。到1953年双螺旋模型的建立，给予科学家们以很大的激励。破译遗传密码也就成了势在必行的工作。

要破译一个未知的密码，一般的思路就是比较编码的信息，即密码和相应的译文。对于遗传密码来说最简单的破译方法应是将DNA顺序或mRNA顺序和多肽相比较。但和一般破译密码不同的是，遗传信息的译文——蛋白质的顺序是已知的，未知的都是密码。1954年Sanger用纸层析分析了胰岛素的结构后，对蛋

白质的氨基酸序列了解得越来越多。但是直到1965年前后经历了十年时间，多位科学家的执著研究才破译了密码，其中最为重要的几项工作其思路之新颖、

方法之精巧都闪烁着科学的智慧之光。

2.遗传密码的试拼与阅读方式的探索

1954年科普作家伽莫夫G.Gamor对破译密码首先提出了挑战。他以著有《奇异

王国的汤姆金斯》等优秀的科学幻想作品而著称，具有丰富的想象力，但他不

是一位实验科学家，所以只能从理论上来尝试密码的解读。当年，他在《自然Nature》杂志首次发表了遗传密码的理论研究的文章，指出“氨基酸正好按

DNA的螺旋结构进入各自的洞穴”。他设想：

若一种碱基与一种氨基酸对应的话，那么只可能产生4种氨基酸，而已知天然

的氨基酸约有20种，因此不可由一个碱基编码一种氨基酸。

若2个碱基编码一种氨基酸的话，4种碱基共有42=16种不同的排列组合，也

不足以编码20种氨基酸。

因此他认为3个碱基编码一种氨基酸的就可以解决问题。虽然4个碱基组成三

联密码，经排列组合可产生43=64种不同形式，要比20种氨基酸大两倍多。

但若是四联密码，就会产生44=256种排列组合。

相比之下只有三联体（triplet）较为符合20种氨基酸。

伽莫夫是用数学的排列组合的方法在理论上作出推测的，后来的实验证实这一

推测是完全正确的。

接下来，人们不禁又要问在三联体中的每个碱基作为信息只读一次还是重复阅

读呢？以重叠和非重叠方式阅读DNA序列会有什么不同呢？呈现图片（课本

P74“以重叠和非重叠方式阅读DNA序列”），思考：

当图中的DNA的第三个碱基T发生改变时，如果密码子是非重叠的，这一改变

将影响多少个氨基酸？

（学生：将可能影响1个氨基酸）

如果密码子是重叠的，这一改变又将影响多少个氨基酸？

（学生：将可能影响3个氨基酸）

当图中的DNA的第三个碱基T后插入一个碱基A的话，如果密码子是非重叠的，这一改变将影响多少个氨基酸？

（学生：将会影响后面所有的氨基酸）

如果插入两个碱基呢？

（学生：也会影响后面所有的氨基酸）

如果插入3个碱基呢？

（学生：将会在原氨基酸序列中多一个氨基酸）

当图中的DNA的第三个碱基T后插入一个碱基A的话，如果密码子是重叠的，

这一改变将影响多少个氨基酸？插入2个、3个氨基酸呢？

（学生：如果插入1个碱基，影响3个氨基酸，多肽比原正常多肽多1个氨基酸）

（学生：如果插入2个碱基，影响4个氨基酸，多肽比原正常多肽多2个氨基酸）

（学生：如果插入3个碱基，影响5个氨基酸，多肽比原正常多肽多3个氨基酸）

如果从效率上来考虑，你觉得哪种阅读方式效率更高呢？

伽莫夫也许是考虑到效率的问题，认为一个碱基可能被重复读多次，也就是说

遗传密码的阅读是完全重叠的，因此氨基酸数目和核苷酸数目存在着一对一的

关系。这一假定非常简洁地解释了核苷酸间距和多肽链上邻接氨基酸的间距（0.36nm）之间显示了明显的相关性。

若真如此，重叠密码对多肽链上氨基酸的序列就形成了一种限制。例如，具有

完全重叠密码的密码子ATC，后面接着的密码子一定是TC开头，那么相应的氨

基酸的顺序也会受到限制。再者若是重叠密码，那么任何一个碱基的突变都会

影响到相连的3个重叠密码子，即三个氨基酸都会发生改变，但事实并非如此。

1957年Brenner.S发表了一篇令人兴奋的理论文章，他通过蛋白质的氨基酸顺

序分析，发现不存在氨基酸的邻位限制作用，从而否定了遗传密码重叠阅读的

可能性。同时人们也发现在镰刀型细胞贫血的例子中，血红蛋白中仅有一个氨

基酸发生改变。说明伽莫夫的后一推论是错误的。这就是智者千虑，必有一失。很多著名的科学家也有过类似的失误。在资料较少的情况下，对未知的真理作

出推断，难免会发生偏差，但瑕不掩瑜，人们对他们的那种敏锐、大胆、睿智

和创新的精神，巧妙的构思仍敬佩不已。

3.遗传密码子的验证（克里克的实验）

三联密码是否真实存在呢？如果真实存在，那么共有64个密码子，而氨基酸只有20种，那么多余的44种有何用处呢？

1957年克里克Crick等为了解释这个问题提出了一个设想。首先认为如AAA，GGG，CCC，TTT这四个三联体，分别由相同的碱基构成，解读的起始位置有可

能发生差错，因此可能是“无义”密码子。这样余下的只有60个密码子。接着他们又设想，例如ATT和GCA若分别编码氨基酸a和b，若这两个密码子连续

排列成ATTGCAATT……在起读时若发生错位就会产生TTG，TGC，CAA和AAT等

顺序就是错读，这些错读的重叠密码也是无意义的，也就是说一个顺序有3种读法，其中只有一种是有意义的，而其余的两种都是无义密码，这样（60×

1/3=20）有义密码子只有20个，似乎是很圆满地解释了氨基酸数目和密码子总数之间的矛盾，但后来的实验证明，此设想也是重蹈Gemor的覆辙。

直到1961年克里克Crick和Brenner.S等设计了一个实验，有力地证实了三联密码的真实性。他们用T4噬菌体染色体上的一个基因通过用原黄素处理，可以使DNA脱落或插入单个碱基，插入叫“加字”突变，脱落叫“减字”突变，无论加字和减字都可以引起移码突变。Crick小组用这种方法获得一系列的T4噬菌体“加字”和“减字”突变，再进行杂交来获得加入或减少一个、两个、三个的不同碱基数的系列突变。

通过这样的方法他们发现加入或减少一个和两个碱基都会引起噬菌体突变，无法产生正常功能的蛋白，而加入或减少3个碱基时却可以合成正常功能的蛋白质，为什么会这样呢？我们结合课本P74上的有关句子中插入英语字母对语句产生的变化来理解，进行类比分析。

克里克用实验的结果证明每个密码的确是由3个碱基组成的。克里克对遗传密码提出了4个特点：（1）3个碱基一组，编码一个氨基酸。（2）密码是不重叠的。（3）碱基的顺序是从固定起点解读的。（4）密码是简并的，即某个特定的氨基酸可以由几个碱基三联体来编码。否定了他们以前的解释，即64种密码子中只有20种编码，其余的44种都是无意的这一推测。从他们的实验结果来看，如果以前的解释是正确的话，那么任何移码突变都将是无义突变，那么T4噬菌体突变体的那个区域应当很小，但其实不然，发生移码仍可翻译，只不过肽链的顺序发生很大的改变，而不是产生很短的肽链。

4.遗传密码对应规则的发现

那如何找出64种密码子到底对应哪种氨基酸呢？

在美国国立卫生研究院（NIH）从事研究工作的青年科学家尼伦伯格

M.W.Nirenberg在读到第一篇发现mRNA的报道之后，就决定计划建立一种无细胞反应系统，来揭开遗传密码之谜。

他们的方法和思路与克里克的完全不同，他们采用的体外合成蛋白质的技术（呈现书中蛋白质体外合成的实验示意图）：

（1）去模板：用DNA酶处理细胞抽提物，使DNA降解，除去原有的细胞模板。在抽提物含有核糖体、ATP及各种氨基酸，除mRNA以外，是一个完整的翻译系统。由于DNA被降解，所以不再转录新的mRNA，即使原来残留的mRNA因其半衰期很短，也很快会降解掉。

（2）加入polyU：Nirenberg成功地破坏了翻译系统中的内源mRNA，这样从理论上来说若加入任何外源mRNA就可以按新的信息合成蛋白。他们采用了多核苷酸磷酸化酶，仅以尿苷二磷酸为底物，人工合成polyU。当他们把人工合成的polyU加入这种无细胞系统中代替天然的mRNA时，惊喜地发现果真合成了单一的多肽，即多聚苯丙氨酸，它的氨基酸残基全是苯丙氨酸，这一结果不仅证实了无细胞系统的成功，同时还表明UUU是苯丙氨酸的密码子。

这是第一个遗传密码子被破译。尼伦伯格的实验巧妙之处在于利用无细胞系统进行体外合成蛋白质，他这富有创新的实验方法为他带来了重大的成功！

请问为什么要去除细胞提取液中的DNA和mRNA？

（学生：防止细胞原有的DNA和mRNA中的遗传信息起作用干扰实验结果）

如果你是尼伦伯格，你将如何设计对照实验，确保你的重大发现是正确的？

（学生：在对照实验中的所有试管中加入成分均不变，但是不加入多聚尿嘧啶核苷酸）

实验做到这里，你能想到其他的密码如何破译吗？

（学生：加入不同的人工合成的多聚核苷酸进行实验）

很好，尼伦伯格也用同样的方法分别加入polyA、polyC和polyG结果相应地获得了多聚赖氨酸、多聚脯氨酸和多聚甘氨酸。Nirenberg利用无细胞系统体外合成蛋白质不仅顺利地破译了4个密码子，同时了证实了Crick等原先认为AAA，UUU，GGG，CCC是无义密码子的推测是错误的。

在接下来的六七年里，科学家沿着体外合成蛋白质的思路，不断地改进实验方法，破译出了全部的密码子，并编制出了密码子表。这项工作成为生物学史上的一个伟大的里程碑！为人类探索和提示生命的本质的研究向前迈进一大步，为后面分子遗传生物学的发展有着重要的推动作用。遗传密码的破译、测序方法的建立以及体外重组的实现是基因工程的三大基石。

［教师精讲］

我们注意整个破译过程中科学家思维的变化，薛定谔是以富有远见卓识的大胆的想象来预测遗传密码的形式的，伽莫夫通过数学的排列组合的计算来推测密码子是由三个碱基组成的，同时他也预测了密码的阅读方式，尽管智者千虑，必有一失，但巧妙的构思依然显示了其睿智和创新。克里克则是巧妙地设计实验，利用原黄素处理噬菌体，使DNA脱落或插入单个碱基的方法从实验上证明了伽莫夫的三联体密码子的推测，由理论走向实验，为密码子的破译迈出重要的一步。而尼伦伯格的实验则更富有创新性，他建立巧妙的无细胞系统进行体外蛋白质合成，成功地破译了第一个密码子，随后的方法不断创新最终破译了所有的密码子。他的贡献不仅仅在于对遗传密码的破译，更重要的也在对生物研究方法上开启了新的思维方式。

归结起来，我们看到，敏锐、大胆、睿智和创新是科学家的重要素养，也正如尼伦伯格在1968年获得诺贝尔生理学或医学奖时说过：一个善于捕捉细节的人才是能领略事物真谛的人。

课堂小结

本节的主要内容是遗传密码的破译过程。自从“一基因一酶”学说建立（1941年）以后，人们逐步地认识到基因和蛋白的关系。“中心法则”提出后更为明确地指出了遗传信息传递的方向，总体上来说是从DNA→RNA→蛋白质。那DNA和蛋白质之间究竟是什么关系？或者说DNA是如何决定蛋白质？这个有趣而深奥的问题在20世纪50年代末就开始引起了一批研究者的极大兴趣。早在遗传物质的化学本质尚未确定之前，1944年理论物理学家薛定谔发表的《什么是生命》一书中就大胆地预言，染色体是由一些同分异构的单体分子连续所组成。这种连续体的精确性组成了遗传密码。他认为同分异构单体可能作为一般民用的莫尔斯电码的两个符号：“·”“—”，通过排列组合来储存遗传信息。1954年科普作家伽莫夫G.Gamor对破译密码首先提出了挑战，他用数学的方法推断3个碱基编码一个氨基酸。但人们不禁要问在三联体中的每个碱基作为信息只读一次还是重复阅读呢？1957年Brenner.S发表理论文章，他通过蛋白质的氨基酸顺序分析，发现不存在氨基酸的邻位限制作用，从而在理论上否定了遗传密码重叠阅读的可能性。而克里克在1961年第一个用T4噬菌体实验证明了遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸。同一年尼伦伯格和马太利用无细胞系统进行体外重组破译了第一个遗传密码。后来尼伦伯格和他的小组采用了一把钥匙开一把锁的思路，一举破译了全部的密码。

课后习题

1.在下列基因的改变中，合成出具有正常功能蛋白质的可能性最大的是

A.在相关的基因的碱基序列中删除或增加一个碱基对

B.在相关的基因的碱基序列中删除或增加两个碱基对

C.在相关的基因的碱基序列中删除或增加三个碱基对

D.在相关的基因的碱基序列中删除或增加四个碱基对

解析：此题考查基因中碱基数量发生突变时对合成蛋白质的影响，当插入1、2的倍数个碱基时，都会对后面的所有的氨基酸有影响。当插入3个碱基时，则可能对部分氨基酸有影响，所以C是最可能合成具有正常功能蛋白质。

答案：C

2.最早提出3个碱基编码一个氨基酸的科学家和首次用实验的方法加以证明的科学家分别是

A.克里克、伽莫

夫

B.克里克、沃森

C.摩尔根、尼伦伯

格

D.伽莫夫、克里克

解析：此题考查的是科学史。

答案：D

3.采用蛋白质体外合成的技术揭示遗传密码实验中，改变下列哪项操作，即可测出全部的遗传密码与氨基酸的对应规则

A.无DNA和mRNA细胞的提取液

B.人工合成的多聚核苷酸

C.加入的氨基酸种类和数

量

D.测定多肽链中氨基酸种类的方法

解析：此题考查了尼伦伯格的实验，通过改变人工模板多聚核苷酸可以测出不同密码子。

答案：B

板书

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知识篇
1
基因的分离定律
相对性状：同种生物同一性状的不同表现类型，叫做相对性状。
显性性状：在遗传学上，把杂种F1中显现出来的那个亲本性状叫做显性性状。
隐性性状：在遗传学上，把杂种F1中未显现出来的那个亲本性状叫做隐性性状。
性状分离：在杂种后代中同时显现显性性状和隐性性状（如高茎和矮茎）的现象，叫做性状分离。
显性基因：控制显性性状的基因，叫做显性基因。一般用大写字母表示，豌豆高茎基因用D表示。
隐性基因：控制隐性性状的基因，叫做隐性基因。一般用小写字母表示，豌豆矮茎基因用d表示。
等位基因：在一对同源染色体的同一位置上的，控制着相对性状的基因，叫做等位基因。（一对同源染色体同一位置上，控制着相对性状的基因，如高茎和矮茎。显性作用：等位基因D和d，由于D和d有显性作用，所以F1（Dd）的豌豆是高茎。
等位基因分离：D与d一对等位基因随着同源染色体的分离而分离，最终产生两种雄配子。D∶d=1∶1；两种雌配子D∶d=1∶1。）
非等位基因：存在于非同源染色体上或同源染色体不同位置上的控制不同性状的不同基因。
表现型：是指生物个体所表现出来的性状。
基因型：是指与表现型有关系的基因组成。
纯合体：由含有相同基因的配子结合成的合子发育而成的个体。可稳定遗传。
杂合体：由含有不同基因的配子结合成的合子发育而成的个体。不能稳定遗传，后代会发生性状分离。
2
基因的自由组合定律
基因的自由组合规律：在F1产生配子时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合，这一规律就叫基因的自由组合规律。
对自由组合现象解释的验证：F１（YyRr）X隐性（yyrr）→（1YR、1Yr、1yR、1yr）Xyr→F２：1YyRr：1Yyrr：1yyRr：1yyrr。
基因自由组合定律在实践中的应用：基因重组使后代出现了新的基因型而产生变异，是生物变异的一个重要来源；通过基因间的重新组合，产生人们需要的具有两个或多个亲本优良性状的新品种。
孟德尔获得成功的原因：
①正确地选择了实验材料。
②在分析生物性状时，采用了先从一对相对性状入手再循序渐进的方法（由单一因素到多因素的研究方法）。
③在实验中注意对不同世代的不同性状进行记载和分析，并运用了统计学的方法处理实验结果。
④科学设计了试验程序。
基因的分离规律和基因的自由组合规律的比较：
①相对性状数：基因的分离规律是１对，基因的自由组合规律是２对或多对；
②等位基因数：基因的分离规律是１对，基因的自由组合规律是２对或多对；
③等位基因与染色体的关系：基因的分离规律位于一对同源染色体上，基因的自由组合规律位于不同对的同源染色体上；
④细胞学基础：基因的分离规律是在减Ｉ分裂后期同源染色体分离，基因的自由组合规律是在减Ｉ分裂后期同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合；
⑤实质：基因的分离规律是等位基因随同源染色体的分开而分离，基因的自由组合规律是在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。
方法篇
1
仔细审题
明确题中已知的和隐含的条件，不同的条件、现象适用不同规律。

(1)基因的分离规律
①只涉及一对相对性状；
②杂合体自交后代的性状分离比为3∶1；
③测交后代性状分离比为1∶1。
(2)基因的自由组合规律
①有两对（及以上）相对性状（两对等位基因在两对同源染色体上）；
②两对相对性状的杂合体自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1；
③两对相对性状的测交后代性状分离比为1∶1∶1∶1。
(3)伴性遗传
①已知基因在性染色体上；
②♀♂性状表现有别、传递有别；③记住一些常见的伴性遗传实例：红绿色盲、血友病、果蝇眼色、钟摆型眼球震颤（X-显）、佝偻病（X-显）等
2
掌握基本方法
(1)最基础的遗传图解必须掌握一对等位基因的两个个体杂交的遗传图解（包括亲代、产生配子、子代基因型、表现型、比例各项）
例：番茄的红果—R，黄果—r，其可能的杂交方式共有以下六种，写遗传图解：P①RR×RR②RR×Rr③RR×rr④Rr×Rr⑤Rr×rr⑥rr×rr
注意：生物体细胞中染色体和基因都成对存在，配子中染色体和基因成单存在；一个事实必须记住：控制生物每一性状的成对基因都来自亲本，即一个来自父方，一个来自母方。
(2)关于配子种类及计算
①一对纯合（或多对全部基因均纯合）的基因的个体只产生一种类型的配子
②一对杂合基因的个体产生两种配子（DdD、d）且产生二者的几率相等。
③n对杂合基因产生2n种配子，配合分枝法即可写出这2n种配子的基因。
例：AaBBCc产生2*2=4种配子：ABC、ABc、aBC、aBc

(3)计算子代基因型种类、数目后代基因类型数目等于亲代各对基因分别独立形成子代基因类型数目的乘积。
3
基因的分离规律（具体题目解法类型）
(1)正推类型:已知亲代求子代
只要能正确写出遗传图解即可解决，熟练后可口答。
(2)逆推类型:已知子代求亲代

①判断出显隐关系；

②隐性表现型的个体其基因型必为隐性纯合型（如aa），而显性表现型的基因型中有一个基因是显性基
因，另一个不确定（待定，写成填空式如A？）；

③根据后代表现型的分离比推出亲本中的待定基因；

④把结果代入原题中进行正推验证。
4
基因的自由组合规律
总原则是基因的自由组合规律是建立在基因的分离规律上的，所以应采取“化繁为简、集简为繁”的方法，即：分别计算每对性状（基因），再把结果相乘。
(1)正推类型
要注意写清♀♂配子类型（等位基因要分离、非等位基因自由组合），配子“组合”成子代时不能♀♀相连或♂♂相连。
(2)逆推类型

①先找亲本中表现的隐性性状的个体，即可写出其纯合的隐性基因型
②把亲本基因写成填空式，如A？B？×aaB？

③从隐性纯合体入手，先做此对基因，再根据分离比分析另一对基因
④验证：把结果代入原题中进行正推验证。若无以上两个已知条件，就据子代每对相对性状及其分离比分别推知亲代基因型
5
伴性遗传
(1)常染色体遗传：
男女得病（或表现某性状）的几率相等。
(2)伴性遗传：
男女得病（或表现某性状）的几率不等（男女平等）；女性不患病——可能是伴Y遗传（男子王国）；非上述——可能是伴X遗传；
(3)X染色体显性遗传：
女患者较多（重女轻男）；代代连续发病；父病则传给女儿。
(4)X染色体隐性遗传：
男患者较多（重男轻女）；隔代遗传；母病则子必病。

高中生物必修一教案：《细胞的增殖》

第1节细胞的增殖

一、教学目标

知识目标：

举例说明细胞分裂是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础；

简述细胞生长和增殖的周期性，图解一个细胞周期的大体分期；

概述细胞的有丝分裂的过程；

能力目标：

模拟探究细胞大小与物质运输的关系，探讨细胞不能无限长大的原因；

情感、态度和价值观：

养成学生批判性思考的能力；

形成学生实事求是的科学态度和一丝不苟的科学精神；

二、教学重难点

教学重点：

细胞生长和增殖的周期性；真核细胞有丝分裂的过程；

教学难点：

真核细胞有丝分裂过程中，各个时期染色体的变化特点；

三、教学过程

一引入：

提问：为什么生物体大都是由许多体积很小的细胞组成的，而且细胞生长到一定程度会发生细胞分裂或者不再继续生长呢？（也可按照教材问题探讨引入）

二细胞不能无限长大

（一）实验：细胞大小与物质运输的关系

针对问题，引导学生制定解决方案，设计探究物质扩散速率与细胞大小关系的模拟实验。

按确定方案，学生两人一组进行实验操作，并观察、记录、分析实验结果。

组织学生进行模拟实验。

根据实验结果，引导学生通过思考与讨论，主动获得知识。

倾听、总结学生的讨论结果，继续引发学生思考，既然细胞越小，细胞的物质运输的效率就越高，细胞体积是不是越小越好？

（二）学生自行总结：细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低，细胞表面积和体积的关系限制了细胞的长大，细胞分裂是其发展的必然。

三细胞通过分裂进行增殖

（一）组织学生阅读教材并讨论：

1.什么是细胞周期？

2.不同种类细胞的细胞周期持续时间是否相同？

3.细胞周期包括哪两个阶段？它们在时间分配上有什么特点？

关于细胞周期的概念，教师还要让同学们准确理解，只有“连续分裂的细胞”才具有细胞周期，例如皮肤的生发层细胞、根的分生区细胞等；而高度分化，失去分裂增殖能力的细胞，例如神经细胞等不具有细胞周期。

4.细胞增殖的意义、真核细胞的分裂方式；

5.有丝分裂的过程

6.动物细胞有丝分裂与植物细胞有丝分裂的差别

7.有丝分裂的意义

（二）教师讲解：

1细胞周期的概念和特点：

强调：细胞周期的起点必须是上一次分裂完成时，终点是下一次分裂完成时；

（展示细胞周期的动画和有关细胞周期的习题）

分析教材表格：不同细胞的细胞周期持续时间。这个表格说明了什么？

一个细胞周期内，分裂间期所占的比例远大于分裂期；细胞的种类不同，一个细胞周期的时间也不相同。

2植物细胞的有丝分裂：

动画展示：植物细胞的有丝分裂；

细胞分裂间期：

特点：完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成；所占时间较长，为细胞分裂做准备；

染色体数：2N；染色单体数：0→4N；DNA数量：2N→4N

补充：染色体的结构（在黑板上绘图）：

染色体、染色单体、着丝点与DNA的数量关系：

着丝点数＝染色体数；DNA数＝染色单体数或染色体数（无染色单体时）；

细胞分裂前期：

特点：两消两现一散乱（核膜、核仁消失；染色体、纺锤体出现；染色体散乱地分布在纺锤体中间）；

染色体数：2N；染色单体数：4N；DNA数量：4N；

细胞分裂中期：

特点：丝牵点排赤道板（纺锤丝牵引着丝点排列在细胞的赤道板上）；

染色体数：2N；染色单体数：4N；DNA数量：4N；

强调：赤道板不是细胞内的结构，而是表示空间位置的概念；

细胞分裂后期：

特点：点裂姐妹两极走（着丝点一分为二，姐妹染色单体分别移向两极）

染色体数：4N；染色单体数：0；DNA数量：4N；

强调：着丝点分裂，染色单体消失，染色体数量加倍；

细胞分裂末期：

特点：两现两消新壁建（核膜、核仁出现，染色体、纺锤体消失，细胞中央出现细胞板，进而形成新的细胞壁）；

染色体数：4N→2N；染色单体数：0；DNA数量：4N→2N；

3动物细胞与植物细胞的有丝分裂的区别和联系：

动画展示：动物细胞的有丝分裂。

植物细胞

动物细胞

不同点

1、前期：细胞两极发出纺锤丝构成纺锤体

2、末期：细胞板形成细胞壁分成两个子细胞

1、前期：两组中心体发出星射线构成纺锤体

2、末期：细胞膜内陷缢裂成两个子细胞

相同点

1、染色体的行为变化完全相同

（间期复制—前期螺旋—中期排中—后期加倍—末期复原）

2、核膜、核仁的变化相同（前期消失，末期重现）

高中生物必修一《ATP的主要来源细胞呼吸》优秀教案

高中生物必修一《atp的主要来源一细胞呼吸》教学设计

一、教材内容分析

呼吸作用是生物界中所有生物每时每刻都在进行的生命活动。“细胞呼吸”是人教版普通高中课程标准实验教科书《生物必修1·分子与细胞》第五章细胞的能量供应和利用中第三节的内容。教材首先简要概括地介绍了呼吸作用的概念，再重点讲述有氧呼吸、无氧呼吸和细胞呼吸原理的应用三大部分内容，为学生了解不同生物生命活动的过程奠定了基础。它与前面所学的线粒体的结构和功能、主动运输、酶、ATP等内容紧密联系，也为今后学习其他生命活动及规律奠定基础。

二、学情分析

细胞呼吸是一个微观的化学反应过程，学生理解起来可能有一定的困难，需要教师借助于多媒体课件等手段把细胞呼吸的过程直观形象地展示出来，帮助学生理解。课堂上教师要引导学生积极思考探索，提出并解决疑惑，敏锐地发现生成性问题，灵活地运用多种教学手段，使学生在轻松活跃的课堂氛围中掌握本节课所揭示的细胞呼吸的本质，使知识结构完整化、逻辑化、系统化，并能在一定范围内迁移应用。

三、教学目标

知识目标说明线粒体的结构和功能；说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同；探讨细胞呼吸原理的应用。

能力目标通过比较有氧呼吸与无氧呼吸的概念及过程，培养归纳、分析、比较的能力；通过资料和图片阅读，

思考讨论，问题探究等活动，培养提取信息和分析信息的能力。

情感目标通过学习线粒体是有氧呼吸的主要场所，树立结构和功能相适应的生物学基本观点；通过分析有氧呼

吸和无氧呼吸的关系，渗透生命活动不断发展变化以及适应的特性，逐步学会自觉地用发展变化的观点认识生命；通过联系生产、生活等实际，激发学习生物学的兴趣，养成关心科学技术的发展，关心社会生活的意识和生命科学价值观。

四、教学重点和难点

教学重点：有氧呼吸的过程及原理。

教学难点：细胞呼吸的原理及本质

五、教学过程

（一）回顾与导入新课（2min）

由上节课内容的回顾引导学生记忆探究实验的相关结果；使学生对细胞呼吸有总体的认识：

①回顾细胞呼吸的概念。②上节课的探究实验得知细胞呼吸分为两类：有氧呼吸和无氧呼吸。对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式。

（二）学习新课（36min）

1、有氧呼吸（17min）

（1）让学生快速阅读P93～94有氧呼吸部分。（2min）

（2）教师做出下列总结：（4min）

①有氧呼吸的顺利进行需要有氧的参与。②作为生物体内的代谢反应，还需要有酶的参与。（提示：本章第一节内容）③在前面学习细胞器的时还了解到线粒体是进行有氧呼吸的主要场所。

提问：从生物学结构与功能相适应的观点出发，线粒体的哪些结构与此功能相适应的特点？线粒体为什么被称为细胞的“动力车间”，能为生命活动提供能量呢？

ppt展示线粒体结构示意图，标示出各部分结构名称。说明线粒体基质与内膜上分布着有氧呼吸相关的酶。

（3）播放ppt及Flash动画展示并讲解有氧呼吸的三个阶段：（7min）

第一阶段：葡萄糖的初步分解（发生在细胞质的基质中）在酶的催化作用下，—分子葡萄糖脱氢氧化成两分子丙酮酸,脱下少量的氢[H],释放少量的能量,一部分能量散失，少量储存在ATP中。

第二阶段：丙酮酸的彻底分解（发生在线粒体基质中）在酶的催化作用下，两分子丙酮酸氧化脱羧,分解生成二氧化碳和[H],释放出少量能量,一部分能量散失，少量储存在ATP中。

第三阶段：[H]和氧结合生成水，释放大量能量（发生在线粒体内膜上）在酶的催化作用下，前两阶段产生的[H]，与氧气结合生成水，同时释放大量的能量，生成较多的ATP。列出每个过程的反应方程应式，强调[H]的写法，讲解酶的催化作用以及各阶段生成的能量多少。

由三个阶段的反应方程式推出有氧呼吸的总反应式，请学生上台写出反应式，并修正讲解。（1min）

(4)教师做小总结：（4min）

根据有氧呼吸的过程可知：氧化分解1mol葡萄糖需要消耗6mol氧气和6mol水，将产生12mol水和6mol二氧化碳，释放出大量的能量，形成38molATP。

其表达式为：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H20＋能量

通过表格比较三个阶段，它们有哪些共同点与不同之处呢？

共同点：都需要酶的参与；不同点：从反应场所，反应物，生成物，放能四个方面进行比较。

强调：①反应场所从细胞质到线粒体中，又从线粒体基质到线粒体内膜上的区别。②第三阶段产生大量能量，与氧气参与反应有关。③各阶段的反应物与产物之间的联系：第一阶段产生的丙酮酸参与第二阶段的反应；第一、二阶段的反应产物[H]作为第三阶段的反应物参与反应。

2、无氧呼吸（7min）

（1）让学生快速阅读P94～95有氧呼吸部分。（1min）

（2）播放ppt及Flash动画展示并讲解有氧呼吸的两个阶段：（3min）

反应场所（细胞质基质）。

过程：①无氧呼吸第一阶段与有氧呼吸相同；②第二阶段丙酮酸分解不彻底，而有氧呼吸丙酮酸被彻底分解。无氧呼吸的第二阶段根据产物的不同分为——乳酸发酵和酒精发酵。

板书两种无氧呼吸的反应表达式：

①乳酸发酵：C6H12O62C3H6O3＋少量能量②酒精发酵：C6H12O62C2H5OH＋CO2＋少量能量

（3）引导学生参考有氧呼吸的概念归纳得出无氧呼吸的概念，并试着标出关键词。（3min）

特点：不需O2；有机物分解不彻底；放能少。

了解无氧呼吸释放的能量（196.65KJ），与有氧呼吸（2870KJ）相比较少。

提问：与有氧呼吸相比，同样是分解葡萄糖，为什么无氧呼吸只能够释放少量能量？

答：无氧呼吸的第二阶段丙酮酸分解不彻底，大部分能量储存在有机物中，因此只释放出少量能量。

3、细胞呼吸原理及运用(7min)

（1）比较有氧呼吸与无氧呼吸：（5min）

ppt出示并填写相应表格，比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同。揭示细胞呼吸的本质：分解有机物，释放能量。（2）构建知识框架，通过箭头表明细胞呼吸的两种类型及其产物，分析得出细胞呼吸的原理和本质。（5min）

（3）运用细胞呼吸原理，分析生产实践中的现象。介绍细胞呼吸原理常常运用的几个领域。(2min)

①发酵技术：酿酒等；②农业生产：晒田等；③粮食储藏和果蔬保鲜：低温储藏等

（三）布置课下作业（2min）

完成P96页习题，尝试把归纳所学知识，画成表格或概念图。

高中生物必修二全册导学案（人教版）

一名优秀的教师在教学时都会提前最好准备，作为高中教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以保证学生们在上课时能够更好的听课，帮助高中教师缓解教学的压力，提高教学质量。高中教案的内容具体要怎样写呢？下面是小编为大家整理的“高中生物必修二全册导学案（人教版）”，仅供参考，欢迎大家阅读。

人类遗传病

教学目的
1.人类遗传病的主要类型（A：知道）。
2.遗传病对人类的危害（A：知道）。
3遗传病的预防应该采取的主要措施（A：知道）。
教学重点、难点及疑点
1.教学重点:
（1）人类遗传病的主要类型。
（2）遗传病的预防应该采取的主要措施
2.教学难点:
（1）多基因遗传病的概念。
（2）近亲结婚的含义及禁止近亲结婚的原因
3.教学疑点:　怎样判断人类遗传病的主要类型
教学方法　四步导学法
教学课时　1课时
导学过程
自主学习
人类遗传病和优生
（一）人类遗传病概述
1．概念：人类遗传病是通常指由于改变而引起的人类疾病。
2．分类
⑴单基因遗传病
①概念：指受对等位基因控制的遗传病。
②分类：可分成和隐性遗传病。前者又分为和X染色体显性遗传病；后者也分为常染色体隐性遗传病和。
⑵多基因遗传病
①概念：指由对等位基因控制的人类遗传病。
②特点：常表现出家族聚集现象，还比较容易受外界因素的影响，在群体中发病率比较高。
⑶染色体异常遗传病
①概念：人的发生异常所引起的遗传病叫染色体异常遗传病。
②分类：分为病和性染色体病。
（二）遗传病对人类的危害
（三）遗传病的预防应该采取的主要措施1．优生的措施
⑴禁止近亲结婚。原因是在近亲结婚的情况下，双方所生子女患遗传病的机
会大大增加。是最简单有效的方法。
⑵进行遗传咨询。
⑶提倡“适龄生育”。女子最适于生育的年龄一般是24岁到29岁。
⑷产前诊断。常用的方法有羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查、绒毛细胞检查、基
因诊断等。
合作探究
1.先天性疾病是否都是遗传病？
2.人类遗传病类型及遗传特征？
3．如何判断人类遗传病遗传方式？
4.如何解决两种病的患病概率问题？

质疑讲析
1．先天性疾病是否都是遗传病？
答：先天性疾病不一定都是遗传病，后天的疾病不一定不能遗传。所谓先天性疾病是指出生前即已形成的畸形或疾病。当一种畸形或疾病是由遗传物质的改变所致，而且在胎儿出生前，染色体畸变或致病基因就已表达或形成，这种先天性疾病当然是遗传病，例如先天愚型、并指、白化病等。在胎儿发育过程中，由于环境因素的偶然影响，胎儿的器官发育异常，导致形态或机能的改变，这也是先天性疾病，但此类先天性疾病就不是遗传病。例如母亲在妊娠前三个月内感染风疹病毒，可使胎儿产生先天性心脏病或先天性白内障，这不是遗传物质改变引起的，而是胚胎发育过程受到环境因素的干扰所致，所以虽是先天的，但并不遗传。
2．人类遗传病类型及遗传特征
人类遗传病类型及遗传特征简要归纳如下表：
类型遗传特征典型实例
细胞核遗传常染色体显性遗传遗传与性别无关，男女患病概率相同；遗传一般表现为连续性；有病双亲可生出无病的孩子。并指、软骨发育不全
常染色体隐性遗传遗传与性别无关，男女患病概率相同；遗传一般表现为不连续性；正常双亲可生出有病的孩子。白化病、先天性聋哑、苯丙酮尿症
伴X显性遗传女性患者多于男性；遗传具有世代连续性；男患者的女儿和母亲一定患病。抗维生素D佝偻病
伴X隐性遗传男性患者多于女性；交叉、隔代遗传；女患者的儿子和父亲一定患病。红绿色盲、血友病
伴Y遗传患者都是男性；有父传子、子传孙的传递规律。外耳道多毛症
细胞质遗传只有由母亲传给后代，母亲患病，子女都患病。线粒体肌病
3．人类遗传病遗传方式的判断
(1)男病后代男皆病，且仅有男病→伴Y染色体遗传病。
(2)女病子女皆病，只男病子女皆正常→细胞质遗传。
(3)显隐性遗传判定方法
①双亲无遗传病生有患该病的子代→该遗传病由隐性基因控制。
②双亲有遗传病生有无该病的子代→该遗传病由显性基因控制。
(4)常、性染色体遗传判定方法
①隐性遗传病看女病→女病父子皆病、男正常母女皆正常为伴性，否则为常隐。
②显性遗传病看男病→男病母女皆病、女正常父子皆正常为伴性，否则为常显。
(5)遗传病判断的基因原则：可常可伴优先伴；可显可隐优先隐。
4．用集合记的方法解决两种病的患病概率问题
当两种遗传病(甲病和乙病)之间具有“自由组合”关系时，可用图解法来计算患病概率。首先根据题意求出患一种病的概率(患甲病或患乙病的概率)，再根据乘法定理计算：
设患甲病概率为m，则甲病正常为1－m；
设患乙病概率为n，则乙病正常为1－n。
那么，两病兼患的概率为mn
只患一种病概率为m(1－n)＋n(1－m)＝m＋n－2mn
患病概率：m(1－n)＋n(1－m)＋mn＝m＋n－mn
正常概率：(1－m)(1－n)＝1－m－n＋mn＝1－(m＋n－mn)
只患甲病概率：m－mn　只患乙病概率：n－mn
反馈检测
1下图曲线表示各类遗传病在人体不同发育阶段的发病风险，请分析回答：
(1)图中多基因遗传病的显著特点是_____________________________。
(2)①染色体异常遗传病风险在出生后明显低于胎儿期，这是因为大多数染色体变异遗传病是________的，患病胎儿在出生前就________了。
②克莱费尔特症患者的性染色体组成为XXY。父亲色觉正常(XBY)，母亲患红绿色盲(XbXb)，生了一个色觉正常的克莱费尔特症患者，请运用有关知识进行解释_____________________。
作业布置

教学反思

杂交育种与诱变育种
教学目的
1.杂交育种的方法（A：知道）。
3.各育种方法的异同（A：知道）。
教学重点、难点及疑点
1.教学重点:
（1）各育种方法的异同。
2.教学难点:
（1）各育种方法的异同。
教学方法　四步导学法
教学课时　1课时
导学过程
自主学习
杂交育种诱变育种
概念将____________________________集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法利用____________处理生物，使生物发生________，从而获得优良变异类型的育种方法
原理基因重组基因突变
过程选择______________的亲本通过杂交获得F1，______________，从中筛选获得需要的类型利用射线和化合物等理化因素诱导________的细胞发生________，并选取需要的类型
应用____________，提高农作物单位面积产量；培育优良家畜、家禽主要用于____________________________________
答案：一、两个或多个品种的优良性状通过交配　物理因素或化学因素　基因突变　具有不同优良性状　F1连续自交或杂交　正在分裂　基因突变　改良作物品质　农作物育种和微生物育种

合作探究
1.杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种、基因工程育种的区别？
2.如何选择合适的育种方法？
质疑讲析
1．杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种的比较
育种类型杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种
原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异基因重组
常用方法将分别具有优良性状的两亲本进行杂交用物理或化学方法处理生物先花药离体培养，后用秋水仙素处理单倍体幼苗秋水仙素处理萌发的种子或幼苗基因工程
优点操作简便提高变异频率，加速育种进程明显缩短育种年限器官均比较大，营养物质较多能按人的意愿定各改变生物的性状，克服远缘杂交的不亲和性
缺点育种时间长有利变异少，需大量处理供试材料技术复杂，需要杂交育种配合只适用于植物技术要求高，成功率比较低
举例高杆抗病与矮杆不抗病小麦杂交产生矮杆抗病品种高产青霉素菌株的育成抗病植株的培育三倍体无子西瓜的培育培育生产人胰岛素的大肠杆菌

2.育种方法的选择依据：
（1）根据各种方法的突出优点.(2)依据基因型选择：
反馈检测
8．现代生物技术利用突变和基因重组的原理，来改变生物的遗传性状，以达到人们所期望的目的。下列有关叙述错误的是(　a　)
A．转基因技术导致基因重组，可产生不定向的变异B．体细胞杂交技术克服了远缘杂交的不亲和性，可培育新品种C．人工诱变没有改变突变的本质，产生的变异是不定向的

作业布置

教学反思

基因工程及其应用

教学目的
1.基因工程的方法（A：知道）。
教学重点、难点及疑点
教学重点:
基因工程的方法
教学难点:
基因工程的方法
教学方法　四步导学法
教学课时　1课时
导学过程
自主学习
1、基因工程的概念：又叫________技术或DNA重组技术。它是按照人们意愿，把一种生物的基因导入到另一种生物的细胞中，定向的改变生物性状。
2、基因操作的工具
（1）基因的__________――――限制性内切酶。
（2）基因的__________――――DNA连接酶。
（3）基因的__________――运载体。
3、基因操作的基本步骤
（1）提取____________________――直接分离基因和人工合成基因。
（2）目的基因与__________结合――使目的基因载入到运载体中，形成重组DNA。
（3）将目的基因导入______细胞――常采用显微注射技术和感染法
（4）目的基因的________与表达――据运载体上的标记基因判断导入与否，据受体细胞表现出特定的性状，判断目的基因表达与否。
4、基因工程的成果与发展前景
（1）医药卫生：生产基因工程药品；基因诊断（DNA探针）；基因治疗。
（2）农牧业及食品工业：农业上获得具抗性能力的新品种；畜牧养殖业培养优良品种的转基因动物；食品业为人类开辟新的食物来源。
（3）环境保护：环境监测；环境的净化

合作探究
1.基因工程三大工具的特点？
2.基因工程四步骤内涵与外延？

质疑讲析
一、操作工具
1．基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶(简称限制酶)
(1)存在：主要在微生物体内。
(2)特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。
(3)实例：EcoRI限制酶能专一识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。
(4)切割结果：产生2个带有黏性末端的DNA片段。
(5)作用：基因工程中重要的切割工具，能将外来的DNA切断，对自己的DNA无损害。
2．基因的“针线”——DNA连接酶
DNA连接酶的作用是在DNA分子连接过程中，黏合脱氧核糖和磷酸之间的缺口。如果把DNA分子看成“梯子形”，DNA连接酶的作用是把梯子的扶手连接起来。
3．常用的运载体——质粒
(1)本质：小型环状DNA分子。
(2)作用
①作为运载工具，将目的基因送到宿主细胞中去；
②用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。
(3)作为运载体应具备的条件
①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；②有多个限制酶切点；③有标记基因
2.基因工程四步骤内涵与外延？
反馈检测
12．通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术可使羊奶中含有人体蛋白质，下图表示这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是—G↓GATCC—，请回答：

(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是________________，人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中需要的酶是__________________________________________。
(2)请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。

(3)人体蛋白质基因之所以能连接到羊的染色体DNA中，原因是____________________，
人体蛋白质基因导入羊细胞时常用的工具是__________________________。
(4)此过程中目的基因的检测与表达中的表达是指________。
(5)你认为此类羊产的奶安全可靠吗？理由是什么？_______________________________。
作业布置

第7章现代生物进化理论
第1节现代生物进化理论的由来
教学目的：现代生物进化理论的主要内容。
目的分析
现代生物进化理论和达尔文进化论比较
共同点：能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性。
不同点：①达尔文的进化论没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的机理，而现代生物进化论克服了这一缺点。②达尔文的进化论着重研究生物个体的进化。而现代生物进化论强调群体的进化，认为种群是生物进化的基本单位。③达尔文的进化论中，自然选择来自过度繁殖和生存斗争，而现代生物进化论中，则将选择归于不同基因型有差异的延续，没有生存斗争，自然选择也在进行。
三.1.教学重点
⑴达尔文自然选择学说的重要内容。
⑵分析达尔文自然选择学说的贡献和局限性。
主要内容
拉马克的进化学说
历史贡献和局限性
主要内容
2.知识结构:现代生物进化理论的由来达尔文的自然选择学说历史贡献和局限性
生物进化观点对人们
思想观念的影响
达尔文以后进化理论的发展
四.知识构建
一、拉马克的进化学说
学生阅读教材相关内容：回答下列问题
1、生物进化的理论最先由谁提出来的？
2、拉马克的进化学说的主要内容:
意义:
不足:
归纳总结：
1、生物都不是神创的，而是由更古老的生物传衍来的。这对当时人们普遍信奉的神创造成一定冲击，因此具有进步意义。
2、生物是由低等到高等逐渐进化的。拉马克几乎否认物种的真实存在，认为生物只存在连续变异的个体。
3、对于生物进化的原因，他认为：一是“用进废退”的法则；二是“获得性遗传”的法则。但这些法则缺乏事实依据，大多来自于主观推测。
二、达尔文的自然选择学说
1、达尔文自然选择学说的主要内容是
2、达尔文进化理论的中心观点是
在达尔文的观点中,是生物进化的单位.
3.什么是自然选择
4、达尔文自然选择学说的重要意义
5、达尔文自然选择学说局限性表现在
归纳总结：
1、达尔文的学说接受了拉马克关于器官用进废退和获得性遗传的观点，但他承认变异有的可以遗传，有的不能遗传。他改变了拉马克过分强调“生物内在的自我改进的力量”的观点，在解释适应性的形成时强调自然选择的作用。
2、达尔文自然选择学说的贡献，在于较好地解释了生物的多样性和适应性，相对系统地解释了生物进化的原因。
3、达尔文自然选择学说的局限性，在于他未能对遗传和变异的本质做出科学的解释，对生物进化的解释局限在生物个体水平。随着遗传学的“基因遗传”理论的诞生，获得性遗传被大多数学者所摒弃，物种形成的渐变过程无法解释“物种大爆发”现象，基因传衍以种群为单位而不是以个体为单位等，使达尔文自然选择学说从诞生起就不断地被质疑、修正，这就是现代生物进化理论的由来。
三.达尔文以后的进化理论的发展
随着生物科学的发展，关于遗传和变异的研究，已从水平深入到水平，人们逐渐认识到遗传和变异的本质。获得性遗传的观点，已经被大多数学者所摒弃。关于自然选择的作用等问题的研究，已经从以为单位，发展到以为基本单位。这样就形成了以为核心的现代生物理论，从而极大地丰富和发展了达尔文的自然选择学说。
(二)典型例题解析
例1　下列关于生物进化的论述中，不符合达尔文学说基本观点的有（）
（A）遗传和变异是自然选择发生作用的基础
（B）生物的变异是不定向的，自然选择是定向的
（C）变异经过长期的自然选择和积累，就可能产生出生物的新类型
（D）环境改变使生物产生定向变异，以适应变化的环境
解析　达尔文创立的以自然选择为中心的生物进化学说认为：遗传和变异是生物进化的内因，变异是不定向的，它为生物进化提供原材料。通过自然选择，不利的变异被淘汰，有利的变异被保留，并通过遗传积累起来，久而久之就产生出生物新类型。故（A）、（B）、（C）选项符合达尔文学说的基本观点，而（D）选项是拉马克进化学说的观点。答案：（D）。
例2　达尔文自然选择学说未能解释的是（）
（A）生物进化的原因　（B）现存生物适应性的原因
（C）生物多样性的原因（D）生物不定向变异的原因
解析　自然选择学说的先进性是：论证了生物是不断进化的，并对生物进化的原因做出了合理的解释。局限性有：①对于遗传和变异的本质，未做出科学的解释；②对生物进化的解释也局限于个体水平；③强调物种形成是渐变的，不能解释物种大爆发现象。答案：（D）。
作业布置

教学反思

第二节现代生物进化理论的主要内容
一种群基因频率的改变与生物进化
教学目的
现代生物进化理论的主要内容（B）
本节重要知识点
1、种群是生物进化的基本单位
2、基因频率的概念，基因频率的计算公式
3、自然选择在生物进化过程中的作用
知识建构
一、种群是生物进化的基本单位
1、种群
（1）概念：。
（2）特点：不是机械地集合在一起。个体之间彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传递给后代。所以种群也是生物繁殖的基本单位。
2、基因库：。
3、基因频率：。
二、突变和基因重组产生生物进化的原材料
1、回忆变异类型
生物的变异
2、在自然情况下，突变的频率很低，且多数有害，对生物进化有重要意义吗？
例如：每个果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10-5。若有一个中等数量的果蝇种群(约有108个个体)，请同学们计算出每一代出现的基因突变数是多少?基因突变数是________________________。这说明种群中每代产生的基因突变的数量是很大的，并通过繁殖得到积累，成为基因频率改变的基础。而且突变的有利或有害并不是绝对的，它取决于生物的________。
3、突变和基因重组产生的变异有方向吗？
由于突变和基因重组都是________、_______，因此它们只是提供了________，不能决定生物进化的方向。
三、自然选择决定生物进化的方向：在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。
典型例题1：中心血防站调查了1788个MN血型的人，其中397人是M型(LMLM)，861人是MN型(LMLN)，530人是N型(LNLN)，请分别计算LM和LN的基因频率。
解析：本题考查基因频率的计算方法。据题意可知，M型者含有两个LM基因，MN型者含有一个LM和一个LN基因，N型者含有两个LN基因。
故本题应如此计算：
LM%=（2×397+861）/（2×1788）×100%=46.3%
LN%=（861+2×530）/（2×1788）×100%=53.7%
例2、根据现代生物进化理论，判断下列说法正确的是（）
A．研究物种的迁徙规律，关键是研究一对雌雄个体的迁徙行为
B．研究物种间的差异，关键是研究它们能否交配产生后代
C．生物进化的过程，实质是基因频率变化的过程
D．生物进化的方向，决定于生物变异的方向
合作探究
基因型频率、基因频率的计算方法？
质疑讲析
1．已知基因型频率求基因频率
(1)设二倍体生物个体的某一基因库中有两个等位基因A和a，假如种群中共有N个个体，而AA、Aa、aa三种基因型的个体数分别是n1、n2、n3，那么种群中A基因的频率和a基因的频率分别是：
(2)若以上关系中，设A、a的基因频率分别用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示，则
由以上公式可得出下列结论：
①在种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。
②一个等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋
杂合子的频率。
2．已知基因频率求基因型频率
设A的基因频率为p，a的基因频率为q，则AA的基因型频率＝p2
aa的基因型频率＝q2Aa的基因型频率＝2pq
四、课堂训练题
1．对生物进化的方向起决定作用的是D（2000广东）
　A．基因重组B．基因突变
　C．染色体变异　D．自然选择
2.某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因的携带者为15人，患者5人，男性患者11人，那么这个群体中色盲基因频率为。
作业布置

教学反思

隔离与物种的形成
教学目的：
隔离与物种的形成（B）
本节重要知识点
1、解释物种、隔离的概念。
2、理解地理隔离和生殖隔离。
3、理解隔离在生物进化中的作用。
三、知识建构
知识点观察与思考归纳与结论
物种的概念，生殖隔离的概念，地理隔离的概念阅读教材

思考种群和“物种”有何区别呢？1、在遗传学和进化论的研究中，把________称为一个物种，简称“___________”。
2、区别物种与种群的概念
3、地理隔离是指：________________________________
4、生殖隔离是指：________________________________

隔离在物种形成过程中的作用
分析加拉帕戈群岛地雀变异的问题生活在加拉帕戈群岛上的地雀，其祖先原本生活在南美洲大陆，迁移到加拉帕戈群岛后，分布在不同的岛屿上，逐渐形成了不同的物种。1、_________________________________
叫做隔离，常见的隔离类型包括和___________。
2、物种的形成过程：
种群通过地理隔离→小的种群（内部出现不同的突变和基因重组）→通过自然选择基因频率出现改变（通过生殖隔离）→新物种

3、比较桦尺蛾的变异与加拉帕戈斯群岛地雀的变异在程度上有什么差异?
相同点：都是生存环境的改变，自然选择使变异发生定向
改变
不同点：前者改变属于环境污染，后者属于地理隔离。

合作探究
1.物种形成的常见方式?
2.物种形成与生物进化的关系？
质疑讲析

1．变异与环境：变异在环境变化之前已经产生，环境只起选择作用，并不影响变异的方向。通过环境选择将生物个体产生的适应环境的变异保留下来。

2．物种形成
(1)方式：渐变式和爆发式，爆发式是在很短时间内即可形成新物种，如多倍体的形成。
(2)三个环节
①突变和基因重组产生进化的原材料。
②自然选择决定生物进化的方向。
③隔离导致物种形成。

3．物种形成与生物进化
内容物种的形成生物进化
标志生殖隔离出现基因频率改变
变化后与原生物关系属于不同物种可能属于同一个物种，也可能属于不同的物种
两者联系①生物进化的实质是基因频率改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，即生物进化不一定导致新物种形成
②新物种形成则说明生物进化了
（二）课堂典型题例
例1　达尔文在加拉帕戈斯群岛上发现几种地雀，用现代进化理论解释，错误的是（）
（A）经过长期的地理隔离达到生殖隔离，导致原始地雀物种形成现条件下的地雀物种
（B）生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的地雀很快进化形成不同的物种
（C）这些地雀原先属于同一雀种，从南美大陆迁来后，逐渐分布在不同的群岛，发生不同的突变和基因重组
（D）自然选择对不同种群的基因频率的改变所起的作用有所差别，最终导致这些种群的基因库变得很不相同，并逐步出现生殖隔离

例2下列说法正确的（）
A.地理隔离一旦形成，原来属于同一物种的个体就成了不同物种
B.生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的个体就成了不同物种
C.地理隔离是形成新物种的必然经历
D.每个新物种的形成都必定经历从地理隔离达到生殖隔离的过程
（三）课堂训练题
1、下列关于物种的说法，正确的是（）
（A）山羊和绵羊都是羊，是同一物种
（B）分布在一个自然区域的蜻蜓就是一个物种
（C）马和驴可以繁殖后代，所以马和驴是同一物种
（D）在自然状态下，能相互交配并繁殖出可育后代的一群生物个体

作业布置

教学反思

共同进化和生物多样性的形成
教学目的：
1、说明共同进化的概念B
2、说明生物多样性产生的原因B
本节重要知识点
学习重难点：说明共同进化的概念
三、知识建构
（一）、本节知识体系
知识点观察与思考归纳与结论
共同进化了解共同进化的概念
理解“精明的捕食者”策略对人类利用生物资源有什么启示？
思考为什么捕食者的存在有利于增加物种多样性？1、共同进化的概念：
_________________________________
_________________________________
2、什么是“精明的捕食者”策略
_________________________________
_________________________________
生物多样性产生的原因从生物圈的形成上理解共同进化理论

生物多样性的内容：

生物进化历程的证据1、生物多样性
主要包括三个层次的内容：___________、
___________、___________。生物多样性
的形成经历了漫长的___________。
2、生物进化历程的主要依据是___________。
最早的生物化石是距今___________。
生物进化理论在发展阅读教材
了解对于生物进化的争论和疑点

知道生物进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。　１、有些学者的研究表明，基因突变对生物适应性的影响并不是非益即害或是非害即益的，而是___________________________________________对这些突变不起作用，这些基因经过长期的积累，会导致种群间遗传物质出现较大差别。因此有人主张，决定生物进化方向的是______________________，而不是自然选择。
２、更多的学者则认为_______________________，因此，不能否认____________的作用。
3、还有人提出物种形成并不都是___________的过程，而是种群___________与___________交替出现的过程。
总之进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。
（二）问题的归纳与总结
1、共同进化与生物多样性的形成
不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化。通过漫长的共同进化过程，形成了现在千姿百态的物种。
生物多样性主要包括三个层次的内容：基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。生物多样性的形成经历了漫长的进化历程，在进化过程中，许多物种由于不适应环境的变化而绝灭了。了解这一进化历程的主要依据是化石。
2、现代生物进化理论的主要内容
以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的主要内容是：种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组提供进化的原材料，自然选择导致种群基因频率的定向改变；通过隔离形成新的物种；生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境共同进化的过程，进化导致生物的多样性。
关于生物进化的原因，目前仍存在着不同的观点。生物进化的理论仍在发展。
（三）课堂典型题例
例题精析：
例１、真核生物的出现在生物进化历史上具有重要的意义，这主要表现在()
①结构和功能更加完善②出现有丝分裂，为有性生殖的产生奠定基础③通过有性生殖实现了基因重组，推动了生物进化
A?①②B?①③C?②③D?①②③解析：真核生物在生物进化历史上具有重要意义，这主要表现在以下两个方面，一是与原核细胞相比，真核细胞的结构和功能复杂得多；一是真核细胞通过有丝分裂增殖，这是减数分裂(特殊有丝分裂)的进化出现前提，即为有性生殖奠定了基础。通过有性生殖出现了基因重组，推动了生物进化。答案：D

作业布置